专利名称：一种降低动态伪轮廓的子场排列方法
技术领域：
本发明涉及一种采用子场显示方式在平板显示器上实现图像多等级灰度显示的方法，特别涉及一种可以降低在图像多等级灰度显示时产生动态伪轮廓的子场排列方法。
背景技术：
某些平板显示器，例如等离子显示器(PDP)等，通常将一帧图像分成多个子场来显示，不同的子场具有不同权重的亮度，通过不同权重的子场组合可实现图像的多等级灰度显示。
例如交流型等离子显示器为实现256级灰度，通常将1帧图像分为8个子场(子场英文为Subfield，简写做SF。SF1代表第1个子场，余类推)，子场亮度的权重关系为SF1∶SF2∶SF3∶SF4∶SF5∶SF6∶SF7∶SF8＝1∶2∶4∶8∶16∶32∶64∶128。通过对这8个子场的不同组合即可获得0～255之间的256个灰度等级显示。比如表现灰度等级0时，SF1～SF8全部不发光；表现灰度等级127时，SF1～SF7全部发光，SF8不发光；表现灰度等级128时，SF1～SF7全部不发光，SF8发光；当表现灰度等级255时，SF1～SF8子场全部发光。
然而，采用上述子场方式实现图像多等级灰度的显示时，会出现运动伪轮廓(Dynamic False Contour)现象，即在显示黑白运动图像时，会产生灰度紊乱；在显示彩色运动图像时，还会产生色彩紊乱。运动伪轮廓的产生是人眼的视觉生理特征和采用子场显示方式综合作用的结果。
这种现象可以用图1所示的以子场方式显示的静止图象来说明，当该静止图象向右移动时，如果子场的顺序为SF1∶SF2∶SF3∶SF4∶SF5∶SF6∶SF7∶SF8＝1∶2∶4∶8∶16∶32∶64∶128时，人眼会观察到在灰度级127和灰度级128之间呈现明显的亮线，其亮度相当于灰度级127+128＝255，这就形成所谓的伪轮廓，在本文中称其为明线伪轮廓。
从机理上说，伪轮廓线的亮度是与相邻灰度级的显示上的时间差异相关的。一种常用的减少伪轮廓的方法就是增加子场，缩小相邻灰度级在显示上的时间差异。如果把256级灰度用9个子场表示，比如子场的顺序为SF1∶SF2∶SF3∶SF4∶SF5∶SF6∶SF7∶SF8∶SF9＝1∶2∶4∶8∶16∶32∶64∶64∶64，那么，表现灰度等级127时，SF1～SF7全部发光，SF8和SF9不发光；表现灰度等级128时，SF1～SF6和SF9全部不发光，SF7和SF8发光，则图象向右移动时，所产生的伪轮廓线的亮度相当于灰度级1+2+4+8+16+32+64+64＝191，可见伪轮廓已经大大降低了。动态图象的伪轮廓在亮度均匀过渡的区域最为显著，伪轮廓严重程度的不是其绝对亮度，而是它与周围亮度对比的相对值。例如对于256灰度级的显示来说，如果不增加子场，那么明线伪轮廓的相对值最大接近于2，比如前述的255/127≈2；增加为9个子场后，一个合适的子场序列可以得到明线伪轮廓的相对值最大约为1.69；当增加为10个子场后，可以得到明线伪轮廓的相对值最大约为1.52。
子场数增加的越多，伪轮廓降低的效果越好，但是子场数的增加与发光显示的占空比成反比，也是受限制的，即子场数越多，显示亮度越低。
考滤到伪轮廓的形成与子场序列的构成方式极为相关的。在一定子场方式下，伪轮廓只出现在某些相邻灰度级之间，其它灰度级之间则完全不出现，在一种子场方式下，某两个灰度级之间会出现伪轮廓；而采用另一种子场方式，则这两个灰度级之间就不出现伪轮廓。
有鉴于此，提供一种改进的子场排列方式，以降低动态伪轮廓。
发明内容
本发明要解决的技术问题是通过增加较少的子场数降低运动伪轮廓。
本发明解决技术问题的方法是通过组合至少2帧形成一个显示周期，并对该显示周期内各帧或多数帧的相同的子场位置增加一个权重较低且权重各不相同的子场，形成一个周期性的子场排列方式。使得在同一显示周期内的各帧在同一个灰度级间的明线伪轮廓只在该周期内的某一帧上出现，而在其它帧上不会出现，从而使得任一灰度级上的明线伪轮廓在人眼的亮度积分效果显著降低，降低明线伪轮廓。
与现有技术相比，本发明通过增加权重较低的子场，改进子场的排列方式，可以实现以较少的子场，而获得运动伪轮廓的较大改善，同时对静止图象没有任何影响。
相比现有的拆分最高权重以增加子场的方法，只对较高的灰度级有改善效果，对较低灰度级的运动伪轮廓则毫无作用，本发明所提供的方法另一个显著益处是对各灰度级产生的运动伪轮廓都有降低效果，动态伪轮廓的降低更加全面。
图1是作为示例的人眼对静止图象的观察效果示意图及运动伪轮廓的产生机理；图2是用本发明的减少运动伪轮廓的原理图；图3是本发明实施方式一的灰度级表示方法。
具体实施例方式
下面结合附图详细说明本发明的实施方式一，请参阅图2，该实施方式是以256级灰度显示为例子来说明的。
先说明本发明中改进的子场构成方式。常规的256级灰度显示的8个子场的权重关系表示为SF1∶SF2∶SF3∶SF4∶SF5∶SF6∶SF7∶SF8＝1∶2∶4∶8∶16∶32∶64∶128。在本实施方式中，奇数帧采用常规的子场构成方式，偶数帧的子场构成方式是在常规的8个子场基础上在子场权重较低的一端再增加一个权重为1的子场，以SF0表示，即新的偶数帧的子场构成为SF0∶SF1∶SF2∶SF3∶SF4∶SF5∶SF6∶SF7∶SF8＝1∶1∶2∶4∶8∶16∶32∶64∶128。
通过改进子场的构成方式，使得相邻的两帧在同一个灰度级之间具有不同的运动伪轮廓形成结果。现以灰度级127、128和129来说明。
奇数帧在常规的8子场模式下这3个灰度级可表示为127＝SF1+SF2+SF3+SF4+SF5+SF6+SF7128＝SF8129＝SF1+SF8由此可以看出，当灰度级由127变为128时，人眼会观察到呈现明显的亮线，其亮度相当于灰度级127+128＝255，形成了明线伪轮廓，明线伪轮廓的相对值最大约为2，而灰度级128和129之间不会出现运动伪轮廓。
偶数帧在新的9子场模式下这3个灰度级可表示为
127＝SF1+SF2+SF3+SF4+SF5+SF6+SF7128＝SF0+SF1+SF2+SF3+SF4+SF5+SF6+SF7129＝SF1+SF8这里可以看出，灰度级127和128之间不会出现运动伪轮廓，而灰度级128和129之间则会出现运动伪轮廓，其明线伪轮廓的相对值最大也约为2。
所以当奇偶帧分别采用这两种子场排列方式时，使得原来只是在灰度级127与灰度级128之间产生的运动伪轮廓，现在变成奇数帧在灰度级127与灰度级128之间产生，偶数帧在灰度级128与灰度级129之间产生，尽管运动伪轮廓的产生范围增大了但其亮度的相对值却大大降低了，则人眼积分平均的效果是在灰度级127和128之间以及灰度级128和129之间都出现减半的运动伪轮廓，即明线伪轮廓的相对值最大约为1.5，实际图像显示效果反而改善了。
本发明的另一实施方式可以将N帧为一个组合(N为一个大于2的整数)，形成一个显示周期，通过调整同一个显示周期内的各帧子场的排列方式，使得在该显示周期内的各帧在同一个灰度级间的明线伪轮廓只在该周期内的某一帧上出现，而在其它帧上则不会出现，降低了同一显示周期内任一灰度级上的明线伪轮廓在该显示周期内出现的频率，从而使得任一灰度级上的明线伪轮廓在人眼的亮度积分效果显著降低，改善了明线伪轮廓的影响。
现以3帧为一个组合，改进子场排列方式，详述如下第一帧SF0∶SF1∶SF2∶SF3∶SF4∶SF5∶SF6∶SF7∶SF8＝0∶1∶2∶4∶8∶16∶32∶64∶128(SF0在该帧中并没有，为说明的方便，在此以权重0表示)。
第二帧SF0∶SF1∶SF2∶SF3∶SF4∶SF5∶SF6∶SF7∶SF8＝1∶1∶2∶4∶8∶16∶32∶64∶128。
第三帧SF0∶SF1∶SF2∶SF3∶SF4∶SF5∶SF6∶SF7∶SF8＝2∶1∶2∶4∶8∶16∶32∶64∶128。
对改进的子场构成方式，现以灰度级127、128、129和130来说明。
第一帧灰度级127、128、129和130可表示为127＝SF1+SF2+SF3+SF4+SF5+SF6+SF7128＝SF8129＝SF1+SF8130＝SF2+SF8由此可以看出，在第一帧中，灰度级127和128之间会出现运动伪轮廓，明线伪轮廓的相对值最大约为2，而灰度级1128、129和130之间不会出现运动伪轮廓。
第二帧灰度级127、128、129和130可表示为127＝SF1+SF2+SF3+SF4+SF5+SF6+SF7128＝SF0+SF1+SF2+SF3+SF4+SF5+SF6+SF7129＝SF1+SF8130＝SF0+SF1+SF8由此可以看出，在第二帧中，灰度级128和129之间会出现运动伪轮廓，明线伪轮廓的相对值最大约为2，而灰度级127和128以及灰度级128和130之间不会出现运动伪轮廓。
第三帧灰度级127、128、129和130可表示为127＝SF1+SF2+SF3+SF4+SF5+SF6+SF7128＝SF0+SF2+SF3+SF4+SF5+SF6+SF7129＝SF0+SF1+SF2+SF3+SF4+SF5+SF6+SF7
130＝SF2+SF8由此可以看出，在第三帧中，灰度级128和129之间会出现运动伪轮廓，明线伪轮廓的相对值最大约为2，而灰度级127和128以及灰度级128和129之间不会出现运动伪轮廓。
当三帧为一个组合，形成一个显示周期时，通过改进子场的构成方式，使得原来只是在灰度级127与灰度级128之间产生的运动伪轮廓，现在变成第一帧在灰度级127与灰度级128之间产生，其它灰度级上不产生，第二帧在灰度级128与灰度级129之间产生，其它灰度级上不产生，第三帧在灰度级129与灰度级130之间产生，其它灰度级上不产生，此举，尽管使得运动伪轮廓的产生范围增大了，但在某一个灰度级间的明线亮度的相对值却大大降低了，在灰度级127、128、129和130之间出现的运动伪轮廓在人眼积分平均的效果将大大降低，即明线伪轮廓的相对值最大约为1.3，改善了图像的显示效果。
由此类推，当以更多帧为一个组合，形成一个显示周期，明线伪轮廓在某一灰度级间的亮度相对值将会更一步的降低。
此外，在本发明的实施方式中改进子场排列方式所增加的子场权重不限于以自然数排列，如1，2，3，也可以以偶数方式排列，如2，4，6，或以其它连续的数列，如3，4，5，6等。所增加的权重较低的子场可置原子场权重较低的一侧，也可置于原子场权重较高的一侧，所增加子场的位置不影响降低明线伪轮廓的效果。
需要注意是在显示某一个灰度级时，出现两种以上的子场组合可能优先选用原有的子场，再辅以增加的子场，即在增加的子场权重与原有的子场权重可均可选用时，优先选用原有的子场，在灰度级可折分的情况下，需将灰度级尽可能的折分，参阅图3，偶数帧在显示灰度级3、7时，优先选用原有的子场权重1。
本发明将复数帧作为一个组合，形成一个显示周期，并通过对其中的多数帧增加一个较低的子场以改进子场的排列方式，如前所述在以2帧或3帧为一个组合，以9个子场显示所获取的明线伪轮廓的改善效果相当于通过分拆最高权重子场方式，需要10个子场才能达到的效果，本发明所提供的方法可以实现以较少的子场，而获得运动伪轮廓的较大改善，同时对静止图象没有任何影响。
本发明所提供的方法另一个显著特点是对各灰度级产生的运动伪轮廓都有降低效果，如灰度级31与灰度级32之间，及灰度级63与灰度级64之间的运动伪轮廓，而通常的拆分最高权重以增加子场的方法，只对较高的灰度级有改善效果，对较低灰度级的运动伪轮廓则毫无作用。
权利要求
1.一种降低动态伪轮廓的子场排列方法，其特征在于组合至少2帧形成一个显示周期，并对该显示周期内各帧或多数帧增加一个权重较低且权重各不相同的子场，形成一个周期性的子场排列方式。
2.如权利要求1所述降低动态伪轮廓的子场排列方法，其特征在于所增加权重较低且权重各不相同的子场位于原子场相同的子场位置。
3.如权利要求1所述的降低动态伪轮廓的子场排列方法，其特征在于所增加权重较低且权重各不相同的子场位于原子场权重最高或最低的子场一端。
4.如权利要求1所述降低动态伪轮廓的子场排列方法，其特征在于所增加权重较低且权重各不相同的子场的权重包括1、2、3，或2、4、6，或基它连续的整数列，如2、3、4、5、6。
5.如权利要求1至4任何一项所述降低动态伪轮廓的子场排列方法，其特征在于显示某一个灰度级时，在增加的子场权重与原有的相同子场权重均可选用时，优先选用原有的子场。
全文摘要
本发明涉及技术问题是通过增加较少子场数改变子场的排列方式降低运动伪轮廓，所采用的方法是组合至少2帧形成一个显示周期，并在该显示周期内各帧或多数帧的相同位置增加一个权重较低且权重各不相同的子场，形成一个周期性的子场排列方式，使得在同一显示周期内的各帧在同一个灰度级间的明线伪轮廓只在该周期内的某一帧上出现，而在其它帧上不会出现，从而使得任一灰度级上的明线伪轮廓在人眼的亮度积分效果显著降低，降低明线伪轮廓。相比现有分拆最高权重子场的方法，仅对较高灰度级的运动伪轮廓有改善效果，而本发明的技术方法对各灰度级产生的运动伪轮廓都有降低效果，另外，本发明可以实现以较少的子场，而获得运动伪轮廓的较大改善。
文档编号G09G3/28GK101030344SQ200610034069
公开日2007年9月5日 申请日期2006年2月28日 优先权日2006年2月28日
发明者王晖 申请人:深圳Tcl工业研究院有限公司