专利名称：等离子显示装置及其图像处理方法
技术领域：
本发明是关于等离子显示装置的，更详细地说是一种能够改善显示图像的画质的等离子显示装置及其图像处理方法。
背景技术：
一般来说，等离子显示装置(Plasma Display Apparatus)包括形成于前面板和后面板之间的隔壁形成一个单位单元的等离子显示面板。在各单元内充有氖(Ne)、氦(He)或者像氖和氦的混合气体(Ne+He)这样的充电放电气体以及含有少量氙的惰性气体。依靠高频电压进行放电时，使惰性气体发出真空紫外线(VacuumUltraviolet rays)，从而使形成于隔壁间的荧光体发光来显示画面。这样的等离子显示装置结构既薄又轻，是备受瞩目的下一代显示装置。
图1是显示一般等离子显示装置的图像的方法的示意图。
如图1所示，等离子显示装置将一个画面帧期划分为放电次数相互不同的多个子域，在输入的视频信号的灰度值的相关子域期使等离子显示面板发光，从而显示图像。
各个子域分为均一地引发放电的初始期、选择放电单元的寻址期以及依靠放电次数实现灰度的维持期。例如，要以256灰度显示图像时，就将相当于1/60秒的画面帧期(16.67ms)划分为8个子域。
同时，8个子域又各自分为初始期、寻址期以及维持期。在这里，维持期在各个子域中以2n(n＝0，1，2，3，4，5，6，7)的比率增加。这样，各个子域中维持期将发生变化，因此将能够实现图像的灰度(Gray level)。即，在各个子域根据一定的原理分配维持脉冲的个数之后，通过开启/关闭各个子域的方式，以开启的子域的维持脉冲的个数和表现灰度。在这里，将选择按照灰度值开启或者关闭的子域称为子域映射，将包含这种信息的数据称为子域映射代码。
这种现有的等离子显示装置使用抖动(dithering)方法或者误差扩散(errordiffusion)方法的半调(half tone)方法作为提高灰度表现力和灰度线性的多灰度表现方法。下面参照图2对抖动方法进行说明。
图2是说明现有的等离子显示装置的抖动方法的示意图。
如图2所示，抖动方法是将各个像素的灰度值和抖动掩模的特定阀(threshold)值进行比较，判断是否发生进位(carry)的方法。这时，对于发生进位的像素，将其开启(on)，对于未发生进位的像素，将其关闭(off)，从而提高不足的灰度表现力。而且，抖动方法是附加适当的噪声，使不出现伪轮廓(false contour)的方法。例如，如图2所示，交替使用对应等离子显示装置的多数画面帧、多数行以及多数列的多个抖动掩模图案。
但是，抖动方法在特定灰度下存在发生降低图像品质的抖动噪声的问题。例如，图2所示的抖动掩模的图案在图像中存在出现图案噪声的问题。而且，当表现同一灰度值时，由于在连续的画面帧中变换抖动掩模的图案，所以随着相关抖动掩模的各个像素反复开启和关闭，存在出现图像噪声的问题。
而且，现有的等离子显示装置在显示视频信号的灰度值小的低灰度视频信号时，发生灰度表现力和灰度线性降低的问题。
发明内容
为了解决上述问题，本发明的其目的是提供一种能够消除显示图像的抖动噪声的等离子显示装置及其图像处理方法。
而且，本发明的另一个目的是提供能够提高显示图像的灰度表现力和灰度线性的等离子显示装置及其图像处理方法。
而且，本发明的又一个目的是提供能够改善显示图像的画质的等离子显示装置及其图像处理方法。
为实现上述目的，依据本发明的等离子显示装置包括反向灰度校正从外部输入的视频信号的反向灰度校正器；当上述反向灰度校正的视频信号在规定灰度值以下时，将上述视频信号的灰度值扩大到2倍，利用抖动红色、绿色或蓝色中任意一个颜色的第1色抖动掩模和抖动剩下两个颜色的第2色抖动掩模，半调处理上述视频信号的半调器；用子域映射代码映射上述半调处理的视频信号的子域映射器。
上述半调器包括将上述视频信号的灰度值和上述规定灰度值进行比较，将上述视频信号的灰度值扩大到2倍的灰度值扩大器；用上述第1色抖动掩模和上述第2色抖动掩模半调处理上述灰度值扩大器输入的扩大到2倍的视频信号的第1半调处理器；当上述视频信号的灰度值超过上述规定灰度值时，用抖动或者误差扩散中至少任意一个处理上述视频信号的第2半调处理器。
上述半调器用上述第1色抖动掩模和上述第2色抖动掩模半调处理上述红色、绿色或蓝色的视频信号中上述规定灰度值以下的颜色的视频信号。
上述规定灰度值对于上述红色、绿色以及蓝色的视频信号是互不相同的。
在一个画面帧中所使用的上述第1色抖动掩模和上述第2色抖动掩模的个数是相同的。
上述半调器在一个画面帧中互相邻近配置上述第1色抖动掩模和上述第2色抖动掩模。
对于规定的区域，上述半调器在连续的画面帧中交替配置上述第1色抖动掩模和上述第2色抖动掩模。
依据本发明的等离子显示装置的图像处理方法包括以下阶段(a)，反向灰度校正从外部输入的视频信号的阶段；(b)，当上述反向灰度校正的视频信号在规定灰度值以下时，将上述视频信号的灰度值扩大到2倍，利用抖动红色、绿色或蓝色中任意一个颜色的第1色抖动掩模和抖动剩下两个颜色的第2色抖动掩模，半调处理上述视频信号的阶段；(c)，用子域映射代码映射上述半调处理的视频信号的阶段。
上述(b)阶段包括将上述视频信号的灰度值和上述规定灰度值进行比较，将上述视频信号的灰度值扩大到2倍的灰度值扩大阶段；用上述第1色抖动掩模和上述第2色抖动掩模半调处理由上述灰度值扩大阶段输入的扩大到2倍的视频信号的第1半调处理阶段；当上述视频信号的灰度值超过上述规定灰度值时，用抖动或者误差扩散中至少任意一个处理上述视频信号的第2半调处理阶段。
用上述第1色抖动掩模和上述第2色抖动掩模半调处理上述红色、绿色或蓝色的视频信号中上述规定灰度值以下的颜色的视频信号。
上述规定灰度值对于上述红色、绿色以及蓝色的视频信号是互不相同的。
在一个画面帧中所使用的上述第1色抖动掩模和上述第2色抖动掩模的个数是相同的。
在一个画面帧中互相邻近配置上述第1色抖动掩模和上述第2色抖动掩模。
对于规定的区域，在连续的画面帧中交替配置上述第1色抖动掩模和上述第2色抖动掩模。
本发明具有如下效果能够消除等离子显示装置显示的图像的抖动噪声。而且，能够提高等离子显示装置显示的图像的灰度表现力和灰度线性。而且，能够改善等离子显示装置显示的图像的画质。
四
图1是显示一般等离子显示装置的图像的方法的示意图。
图2是说明现有的等离子显示装置的抖动方法的示意图。
图3是说明依据本发明一个实施例的等离子显示装置的示意图。
图4说明依据本发明一个实施例的灰度值扩大器的工作特性的示意图。
图5a和图5b是说明依据本发明一个实施例的色抖动掩模的示意图。
附图中主要部分的符号说明310反向灰度校正器 320增益控制器330半调器 331灰度值扩大器332第1半调处理器 333第2半调处理器340子域映射器五具体实施方式
下面，参照附图对依据本发明的具体实施例进行说明。
图3是说明依据本发明一个实施例的等离子显示装置的示意图。
如图3所示，依据本发明的一个实施例的等离子显示装置包括反向灰度校正器310、增益控制器320、半调器330以及子域映射器340。
反向灰度校正器310对每个画面帧反向灰度校正从外部输入的视频信号。等离子显示装置具有的特征为视频信号灰度值的实际显示的亮度值形成线性曲线。相反，从外部输入的视频信号，灰度值的亮度值具有灰度特性，因此在本发明的一个实施例具有反向灰度校正器310，反向灰度校正外部视频信号，以便对于灰度值，等离子显示装置实际显示的图像具有线性亮度值。
增益控制器320对于红色(Red；以下称R)、绿色(Green；以下称G)以及蓝色(Blue；以下称B)的视频信号，加倍用户(User)或装配厂(Set maker)能够调节的增益值，从而按R、G以及B调整增益(gain)。这时，依靠增益控制器320，用户或装配厂可以设定自己所希望的色温。
半调器330半调处理从增益控制器320输入的视频信号。反向灰度校正的视频信号在这一信号处理过程中降低了灰度表现力。为了对其进行补偿，本发明的一个实施例具有半调器330，以便半调处理反向灰度校正的视频信号，特别是当反向灰度校正的视频信号在规定灰度值以下时，将视频信号的灰度值扩大到2倍，并利用抖动R、G或B中任意一个颜色的第1色抖动掩模和抖动剩下两个颜色的第2色抖动掩模半调处理视频信号。为了执行这样的功能，半调器330具有灰度值扩大器331、第1半调处理器332以及第2半调处理器333。
灰度值扩大器331将视频信号的灰度值和规定灰度值进行比较，将视频信号的灰度值扩大到2倍。第1半调处理器332用第1色抖动掩模和第2色抖动掩模半调处理从灰度值扩大器331输入的扩大到2倍的视频信号。第2半调处理器333当视频信号的灰度值超过规定灰度值时，用抖动或者误差扩散中至少任意一个半调处理视频信号。即，规定灰度值以下的低灰度视频信号将灰度值扩大到2倍后，依靠依据本发明一个实施例的色抖动掩模进行半调处理，超过规定灰度值的非低灰度视频信号进行一般的半调处理。之后将通过图4和图5对半调器330进行更加详细的说明。
子域映射器360按照预先存储了从半调器350的第1半调处理器332或第2半调处理器333输入的视频信号的子域映射表进行映射。映射的视频信号称为子域映射代码，并作为之后驱动向寻址电极(未图示)提供寻址脉冲的数据驱动器(未图示)的信息来使用。
图4说明依据本发明一个实施例的灰度值扩大器的工作特性的示意图。
如图4所示，依据本发明的一个实施例的灰度值扩大器331将输入的R、G以及B的视频信号和各个规定灰度值进行比较。之后，作为规定灰度值的低灰度视频信号扩大灰度值，然后向第1半调器输出，超过规定灰度值的非低灰度视频信号向第2半调器输出。这时，考虑R、G以及B的亮度特性，对于R、G以及B的视频信号，最后设定互不相同的规定灰度值。而且，和各个规定灰度值进行比较，用第1色抖动掩模和上述第2色抖动掩模对R、G或B的视频信号中灰度值以下的颜色的视频信号进行半调处理，从而能够控制R、G以及B。
这样，如图5a和图5b所示，随着第1半调器依靠第1色抖动掩模和第2抖动掩模在空间、时间上再分布灰度值，以与半调器输入的灰度值相同的值显示灰度值扩大到2倍的视频信号。
图5a和图5b是说明依据本发明一个实施例的色抖动掩模的示意图。图5a显示的是各个色掩模，图5b显示的是在空间、时间上配置各个色掩模的一个例子。
参照图5a，(a)是一般的抖动掩模，不区分R、G以及B的颜色。各个颜色显示的部分显示开启的单元的位置。A、B、C以及D的抖动掩模图案使用在分配的各个画面帧。(b)是依据本发明的一个实施例的色抖动掩模，是只抖动G的a、c这样的第1色抖动掩模和抖动R和B的b、d这样的第2色抖动掩模。如图所示，a色抖动掩模是在连续的画面帧中从使用的A抖动掩模和B抖动掩模只提取G而再生成的，b色抖动掩模是在连续的画面帧中从使用的A抖动掩模和B抖动掩模提取R和B而再生成的。在这里，本发明的一个实施例分离G和R、B，生成了色抖动掩模，但是也可以分离R或者B。
参照图5b，(a)是对于空间和时间配置图5a的(a)抖动掩模的示意图。如果在空间上在一个画面帧配置一个图案掩模，就在时间上按A、B、C以及D顺序的序列进行配置。(b)是对于空间和时间配置图5a的(b)抖动掩模的示意图。在空间上一个画面帧中第1色抖动掩模和第2抖动掩模的个数相同，并且相互邻近配置各个色掩模。而且，对于规定的相同区域，在时间上在连续的画面帧中交替配置各个色掩模。在这里，色掩模的空间或者时间配置顺序不限定于图5b，可以进行多样的改变。即，对于相同的区域，不仅可以是a、b、c、d顺序的序列，而且也可以按a、b、d、c的顺序或者a、c、b、d的顺序配置。
参照图5a和图5b，(a)是当在同一区域显示同一灰度值时，在连续的画面帧中，对于R、G以及B的像素使用A抖动掩模和B抖动掩模相互不同的图案掩模，因此大量产生半调噪声。相反，(b)是当在同一区域显示同一灰度值时，在连续的画面帧中，一个画面帧依靠a色抖动掩模只抖动G像素，下一画面帧依靠b色抖动掩模只抖动R和B像素，各个颜色在连续的画面帧只执行一次抖动，同时在连续的各个画面帧中可以全部开启希望开启的像素。由此，能够减少图案噪声。
而且，在图5b的N画面帧中，(a)是在所有的区域使用A抖动掩模，总共使用16个A抖动掩模。例如，A掩模一个一个开启G像素时，在N画面帧中总共开启16个G像素。相反，(b)是相互邻近配置a色抖动掩模和b色抖动掩模。因此，使用8个a色抖动掩模。例如，a色抖动掩模一个一个开启G像素时，在N画面帧中总共开启8个G像素。使用A色抖动掩模的区域不在N+1画面帧中使用。这样，随着在空间、时间上再分布灰度值，灰度值扩大器扩大的灰度值显示为原来的灰度值。而且，随着在N画面帧或者N+1画面帧中任意一个画面帧中显示扩大的R、G或B视频信号中任意一个低灰度值，能够提高灰度表现力和灰度线性。
依据本发明的一个实施例的等离子显示装置的图像处理方法包括反向灰度校正从外部输入的视频信号的阶段；当上述反向灰度校正的视频信号在规定灰度值以下时，将上述视频信号的灰度值扩大到2倍，利用抖动红色、绿色或蓝色中任意一个颜色的第1色抖动掩模和抖动剩下两个颜色的第2色抖动掩模，半调处理上述视频信号的阶段；用子域映射代码映射上述半调处理的视频信号的子域映射阶段。在这里，对于依据本发明一个实施例的等离子显示装置的图像处理方法，已经通过图3和图5b的依据本发明一个实施例的等离子显示装置的工作特性进行了充分说明，因此省略对其的详细说明。
如上所述，本发明能够消除等离子显示装置显示的图像的抖动噪声。
而且，能够提高等离子显示装置显示的图像的灰度表现力和灰度线性。
而且，能够改善等离子显示装置显示的图像的画质。
如上所述，在不改变本发明技术思想及技术特征的范围内，本发明所属技术领域的工作人员可以用其他具体形态实施本发明的技术构成。
因此，上面所述的实施例在所有方面都是示例性的，不具有限定性。本发明的专利申请范围由权利要求书予以阐述，由同等概念得出的所有变更或变形形态都属于本发明的范围。
权利要求
1.一种等离子显示装置，其特征在于它包括反向灰度校正从外部输入的视频信号的反向灰度校正器；当上述反向灰度校正的视频信号在规定灰度值以下时，将上述视频信号的灰度值扩大到2倍，利用抖动红色、绿色或蓝色中任意一个颜色的第1色抖动掩模和抖动剩下两个颜色的第2色抖动掩模，半调处理上述视频信号的半调器；用子域映射代码映射上述半调处理的视频信号的子域映射器。
2.根据权利要求1所述的等离子显示装置，其特征在于上述半调器包括将上述视频信号的灰度值和上述规定灰度值进行比较，将上述视频信号的灰度值扩大到2倍的灰度值扩大器；用上述第1色抖动掩模和上述第2色抖动掩模半调处理上述灰度值扩大器输入的扩大到2倍的视频信号的第1半调处理器；当上述视频信号的灰度值超过上述规定灰度值时，用抖动或者误差扩散中至少任意一个处理上述视频信号的第2半调处理器。
3.根据权利要求1所述的等离子显示装置，其特征在于上述半调器用上述第1色抖动掩模和上述第2色抖动掩模半调处理上述红色、绿色或蓝色的视频信号中上述规定灰度值以下的颜色的视频信号。
4.根据权利要求1至3中任意一项所述的等离子显示装置，其特征在于上述规定灰度值对于上述红色、绿色以及蓝色的视频信号是互不相同的。
5.根据权利要求1所述的等离子显示装置，其特征在于在一个画面帧中所使用的上述第1色抖动掩模和上述第2色抖动掩模的个数是相同的。
6.根据权利要求1或5所述的等离子显示装置，其特征在于上述半调器在一个画面帧中互相邻近配置上述第1色抖动掩模和上述第2色抖动掩模。
7.根据权利要求6所述的等离子显示装置，其特征在于对于规定的区域，上述半调器在连续的画面帧中交替配置上述第1色抖动掩模和上述第2色抖动掩模。
8.一种等离子显示装置的图像处理方法，其特征在于它包括以下阶段(a)，反向灰度校正从外部输入的视频信号的阶段；(b)，当上述反向灰度校正的视频信号在规定灰度值以下时，将上述视频信号的灰度值扩大到2倍，利用抖动红色、绿色或蓝色中任意一个颜色的第1色抖动掩模和抖动剩下两个颜色的第2色抖动掩模，半调处理上述视频信号的阶段；(c)，用子域映射代码映射上述半调处理的视频信号的阶段。
9.根据权利要求8所述的等离子显示装置的图像处理方法，其特征在于上述(b)阶段包括将上述视频信号的灰度值和上述规定灰度值进行比较，将上述视频信号的灰度值扩大到2倍的灰度值扩大阶段；用上述第1色抖动掩模和上述第2色抖动掩模半调处理由上述灰度值扩大阶段输入的扩大到2倍的视频信号的第1半调处理阶段；当上述视频信号的灰度值超过上述规定灰度值时，用抖动或者误差扩散中至少任意一个处理上述视频信号的第2半调处理阶段。
10.根据权利要求8所述的等离子显示装置的图像处理方法，其特征在于用上述第1色抖动掩模和上述第2色抖动掩模半调处理上述红色、绿色或蓝色的视频信号中上述规定灰度值以下的颜色的视频信号。
11.根据权利要求8至10中任意一项所述的等离子显示装置的图像处理方法，其特征在于上述规定灰度值对于上述红色、绿色以及蓝色的视频信号是互不相同的。
12.根据权利要求8所述的等离子显示装置的图像处理方法，其特征在于在一个画面帧中所使用的上述第1色抖动掩模和上述第2色抖动掩模的个数是相同的。
13.根据权利要求8或12所述的等离子显示装置的图像处理方法，其特征在于在一个画面帧中互相邻近配置上述第1色抖动掩模和上述第2色抖动掩模。
14.根据权利要求13所述的等离子显示装置的图像处理方法，其特征在于对于规定的区域，在连续的画面帧中交替配置上述第1色抖动掩模和上述第2色抖动掩模。
全文摘要
本发明公开了一种等离子显示装置及其图像处理方法，包括反向灰度校正从外部输入的视频信号的反向灰度校正器；当上述反向灰度校正的视频信号在规定灰度值以下时，将上述视频信号的灰度值扩大到2倍，利用抖动红色、绿色或蓝色中任意一个颜色的第1色抖动掩模和抖动剩下两个颜色的第2色抖动掩模，半调处理上述视频信号的半调器；用子域映射代码映射上述半调处理的视频信号的子域映射器。本发明能够改善显示图像的画质。
文档编号H01J17/49GK1924979SQ20061015960
公开日2007年3月7日 申请日期2006年9月26日 优先权日2006年1月6日
发明者安炳桔, 文圣学, 金桓猷 申请人:乐金电子(南京)等离子有限公司