專利名稱：使用動(dòng)態(tài)規(guī)劃編碼減少數(shù)字顯示裝置的運(yùn)動(dòng)象素失真的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及采用脈沖密度(或脈沖寬度)調(diào)制技術(shù)來(lái)以數(shù)字形式表示任意灰度級(jí)或彩色圖象的任意數(shù)字顯示裝置，例如在等離子顯示板和基于DMD的數(shù)字光投影機(jī)的情況下。更具體地，涉及一種用于為上述顯示裝置確定一最小運(yùn)動(dòng)象素失真(MPD)碼的方法。
等離子顯示板通常使用二進(jìn)制編碼的發(fā)光周期(放電周期)方案用于以某一灰度深度顯示數(shù)字圖象。對(duì)于典型的8位板(8位系統(tǒng))，有28＝256種可能的強(qiáng)度或灰度級(jí)。為將各數(shù)據(jù)位轉(zhuǎn)換成屏幕上的一適當(dāng)?shù)墓鈴?qiáng)度值，一TV幀周期被劃分成對(duì)應(yīng)于一二進(jìn)制編碼的十進(jìn)制象素強(qiáng)度的位0至位7的8個(gè)子場(chǎng)周期。該板中一單位的各放電周期的發(fā)光脈沖(持續(xù)脈沖)數(shù)對(duì)于子場(chǎng)1至8分別從1，2，4，8，16，32，64變至128。盡管該二進(jìn)制編碼的方案適用于顯示靜止圖象，當(dāng)該圖象中的一目標(biāo)運(yùn)動(dòng)，或觀看者的眼睛相對(duì)于該目標(biāo)移動(dòng)時(shí)，可能在該圖象中出現(xiàn)煩擾的假輪廓(輪廓制品(artifact))。這種現(xiàn)象被稱為運(yùn)動(dòng)象素失真(MPD)。
為了解決這一問(wèn)題，一些系統(tǒng)采用了以均衡象素進(jìn)行MPD校正。在該情況下，可引起輪廓制品的子場(chǎng)之間的轉(zhuǎn)變被檢測(cè)且在轉(zhuǎn)變發(fā)生之前加上或減去一發(fā)光脈沖。至今為止，這些系統(tǒng)僅識(shí)別很少的轉(zhuǎn)變用于均衡。而且，需要一復(fù)雜的且昂貴的運(yùn)動(dòng)估算器來(lái)實(shí)現(xiàn)與運(yùn)動(dòng)相關(guān)的均衡。另一些系統(tǒng)可采用一改型的二進(jìn)制編碼的發(fā)光方法來(lái)驅(qū)散該輪廓制品。通過(guò)提高一8位板中的子場(chǎng)數(shù)，例如從8提高到10，該方法將兩最大發(fā)光塊的長(zhǎng)度重分配成四個(gè)具有相等長(zhǎng)度(例如，64＋128＝48＋48＋48＋48)的塊。為保持與傳統(tǒng)系統(tǒng)中的相同的總脈沖數(shù)，在這四個(gè)新形成的塊的各個(gè)中包括的持續(xù)脈沖數(shù)為48。在該改型的系統(tǒng)中可能出現(xiàn)的輪廓制品通過(guò)該圖象被驅(qū)散。結(jié)果是通過(guò)隨機(jī)選擇對(duì)于一給定象素值具有相同數(shù)目的象素的許多選擇之一而實(shí)現(xiàn)的更加均勻的時(shí)間發(fā)射。然而，當(dāng)在各象素電平進(jìn)行隨機(jī)化時(shí)，這些輪廓制品可被轉(zhuǎn)換成網(wǎng)紋樣噪聲，其在一些情況下，可能是較少煩擾觀看者的少量位。這種系統(tǒng)僅驅(qū)散這些制品，而不是努力使這些制品減至最小。
借助于包括等離子顯示裝置的示例性實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行描述。等離子顯示裝置被用于作為公開(kāi)本發(fā)明的一示例。本發(fā)明的應(yīng)用與數(shù)字顯示裝置的具體類型無(wú)關(guān)，只要它采用脈沖密度(或脈沖寬度)調(diào)制技術(shù)來(lái)以數(shù)字形式表示任意灰度級(jí)或彩色圖象。
本發(fā)明涉及一種用于確定被用于在一等離子顯示裝置上顯示圖象且具有減少的運(yùn)動(dòng)象素失真(MPD)的一組碼的方法。該方法為了表示2N個(gè)灰度級(jí)而確定多于N個(gè)的子場(chǎng)。這導(dǎo)致一些灰度值可由多個(gè)子場(chǎng)組合表示，也就是說(shuō)由多個(gè)碼值表示。該方法根據(jù)一特定碼組被使用時(shí)某些灰度值轉(zhuǎn)變期間可能發(fā)生的MPD來(lái)選擇該組碼值使用。該方法使用動(dòng)態(tài)規(guī)劃來(lái)選擇該組。一旦該組被選擇，它被存儲(chǔ)在一映象存儲(chǔ)器中。該映象存儲(chǔ)器將如由一N位二進(jìn)制碼所表示的，各象素的強(qiáng)度值映射入該組選擇的最小MPD碼的各自一部分，其中為該組強(qiáng)度值中的每個(gè)確定子場(chǎng)周期和各自照度級(jí)的至少一組合以形成該組最小運(yùn)動(dòng)象素失真(MPD)碼以將兩連續(xù)幀之間的在顯示裝置上的運(yùn)動(dòng)象素失真減至最小。
通過(guò)以下結(jié)合附圖進(jìn)行的詳細(xì)描述，本發(fā)明的以上及其他目的和特征將變得顯然，附圖中

圖1為如在本發(fā)明的一實(shí)施例中采用的一簡(jiǎn)化的8位等離子顯示裝置的高級(jí)方框圖；圖2A(現(xiàn)有技術(shù))為如在本發(fā)明的一實(shí)施例中采用的說(shuō)明一三電極表面放電交流PDP的一單位配置的一等離子顯示裝置的一單個(gè)單元的側(cè)平面視圖；圖2B(現(xiàn)有技術(shù))為說(shuō)明如圖2A所示的單位的一M×N矩陣的一等離子顯示器的局部頂平面視圖；圖3(現(xiàn)有技術(shù))為說(shuō)明如現(xiàn)有技術(shù)中已知的采用二進(jìn)制碼字來(lái)實(shí)現(xiàn)256個(gè)強(qiáng)度級(jí)的一常規(guī)的PDP驅(qū)動(dòng)方法的定時(shí)的時(shí)序圖；圖4A為用于描述運(yùn)動(dòng)象素失真的一圖象中的一轉(zhuǎn)變的時(shí)序圖；圖4B為圖4A中所示的轉(zhuǎn)變的視在強(qiáng)度的圖形；圖5A為用于描述測(cè)量由一轉(zhuǎn)變導(dǎo)致的MPD誤差的方法的一圖象中一轉(zhuǎn)變的時(shí)序圖；圖5B為包括所測(cè)量的MPD誤差的一指示的在圖5A中所示的該轉(zhuǎn)變的視在強(qiáng)度的圖形；圖6為根據(jù)本發(fā)明的一方法的流程圖；圖7為用于描述圖6中所示的方法的操作的一步轉(zhuǎn)變格構(gòu)圖；圖8為使用通過(guò)使用圖6中所示方法推導(dǎo)出的一最小MPD碼的一象素值轉(zhuǎn)換存儲(chǔ)器的方框圖。
等離子顯示裝置的概述圖1為如在本發(fā)明的一實(shí)施例中采用的一等離子顯示裝置的簡(jiǎn)化方框圖。如圖所示，該等離子顯示裝置包括強(qiáng)度映射處理器102、等離子顯示控制器104、幀存儲(chǔ)器106、時(shí)鐘及同步發(fā)生器108和等離子顯示單元110。
強(qiáng)度映射處理器102逐象素地接收一視頻圖象幀的數(shù)字視頻輸入。該圖象幀可以是逐行格式。對(duì)于彩色圖象，各象素的視頻輸入數(shù)據(jù)可由紅色強(qiáng)度值、綠色強(qiáng)度值和藍(lán)色強(qiáng)度值組成。為簡(jiǎn)便起見(jiàn)，以下討論僅假設(shè)使用一灰度強(qiáng)度值。該強(qiáng)度映射處理器102包括例如將該象素強(qiáng)度值轉(zhuǎn)換成一組強(qiáng)度級(jí)之一的一查找表或映射表。通過(guò)一二進(jìn)制碼字確定該組強(qiáng)度級(jí)中的每個(gè)。在本發(fā)明的示例性實(shí)施例中，各紅、綠和藍(lán)象素值是一8位二進(jìn)制值。這些值的每個(gè)被映射入一確定256個(gè)亮度值的10、11或12位碼組。因?yàn)槔缬?,096個(gè)12位碼值，平均四個(gè)12位碼值產(chǎn)生單一灰度值。以下所述本發(fā)明從該4,096個(gè)碼值中選擇256個(gè)碼值以確定一跨越可由該256個(gè)輸入碼值呈現(xiàn)的亮度變化的碼組。這些被選擇的值確定一呈現(xiàn)最小運(yùn)動(dòng)象素失真(MPD)的碼組。
強(qiáng)度映射處理器102也可包括一反伽馬校正子處理器，其逆反在源處對(duì)信號(hào)執(zhí)行的伽馬校正。該伽馬校正對(duì)在陰極射線管(CRT)上圖象再現(xiàn)中的非線性進(jìn)行調(diào)整。該示例性的等離子顯示裝置不需要伽馬校正。因此，該反伽馬校正電路逆反在信號(hào)源處采用的伽馬校正算法。
幀存儲(chǔ)器106存儲(chǔ)是用于一幀的各行的一掃描行的各象素的強(qiáng)度級(jí)的顯示數(shù)據(jù)及一對(duì)應(yīng)的由等離子顯示控制器104確定的等離子顯示單位110的地址。
該等離子顯示單元110還包括一等離子顯示板(PDP)130、一尋址/數(shù)據(jù)電極驅(qū)動(dòng)器132、掃描行驅(qū)動(dòng)器134和持續(xù)脈沖驅(qū)動(dòng)器136。該P(yáng)DP130是一使用一顯示單元矩陣而形成的顯示屏，各單元對(duì)應(yīng)于待被顯示的一象素值。該P(yáng)DP130在圖2a和2b中被更詳細(xì)地示出。圖2a示出了一三電極表面放電交流PDP130的配置。圖2b示出了由H×V單元形成的矩陣。
如圖2a中所示，在一前玻璃基板1和一后玻璃基板2之間形成PDP130中的各單元。該單元包括一尋址電極3、一單元間阻擋壁4和一沉積在這些壁之間的熒光材料5。該P(yáng)DP單元通過(guò)X電極7、尋址電極4和Y電極8之間建立和保持的一電位而被照亮。該X電極和Y電極被一介電層6所覆蓋。通過(guò)尋址電極4和Y電極8之間的尋址放電而產(chǎn)生該單元中的發(fā)光。這些Y電極被逐行地掃描而這些尋址電極將一電位施加給待被照亮的該行上的單元。Y電極和尋址電極之間的電位差致使一放電，該放電在該單元的阻擋壁上產(chǎn)生電荷。一被充電的單元中的發(fā)光通過(guò)在X和Y電極之間施加持續(xù)脈沖(也被稱為持續(xù)或保持放電)而被保持。這些持續(xù)脈沖被施加給該顯示器中所有的單元但僅在具有產(chǎn)生的壁電荷的那些單元中出現(xiàn)照明放電。
尋址/數(shù)據(jù)電極驅(qū)動(dòng)器132(圖1中所示)接收來(lái)自幀存儲(chǔ)器106的被掃描圖象的各行的顯示數(shù)據(jù)。如圖所示，該示例性的實(shí)施例包括尋址/數(shù)據(jù)電極驅(qū)動(dòng)器132，該尋址/數(shù)據(jù)電極驅(qū)動(dòng)器132可也包括用于該顯示器的上和下部分的分離的顯示數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)器150。通過(guò)使該尋址/數(shù)據(jù)電極驅(qū)動(dòng)器132能分離地處理該顯示器的上和下部分，檢索和裝載數(shù)據(jù)的時(shí)間可被減少。但是，本發(fā)明并不局限于此，也可使用一序列地接收用于整個(gè)顯示器的數(shù)據(jù)的單個(gè)的尋址/數(shù)據(jù)電極驅(qū)動(dòng)器132。顯示數(shù)據(jù)由對(duì)應(yīng)于待被顯示的各象素的各單元地址，和對(duì)應(yīng)的強(qiáng)度級(jí)碼字(由強(qiáng)度映射處理器102確定)組成。
掃描行驅(qū)動(dòng)器134響應(yīng)于來(lái)自等離子顯示控制器104的控制信號(hào)，序列地選擇對(duì)應(yīng)于待被顯示的圖象的該掃描行的各行單元。該掃描行驅(qū)動(dòng)器134與尋址/數(shù)據(jù)電極驅(qū)動(dòng)器132一起工作以消除各單元的壁電荷且然后選擇地在待被照亮的各單元上產(chǎn)生一壁電荷。各單元或被啟通或被關(guān)閉。通過(guò)其中一單元被照亮的任意場(chǎng)期間中的時(shí)間量來(lái)確定該單元的相對(duì)亮度。
持續(xù)脈沖驅(qū)動(dòng)器136提供用于對(duì)應(yīng)于所選擇的顯示數(shù)據(jù)值的保持放電的持續(xù)脈沖串。如先前所示，PDP的X電極被捆扎在一起。持續(xù)脈沖驅(qū)動(dòng)器136將一時(shí)間周期(保持放電周期)的持續(xù)脈沖施加給所有掃描行的全部單元；然而，只有那些具有一壁電荷的單元將遭受保持放電。
等離子顯示控制器104還包括一顯示數(shù)據(jù)控制器120、一板驅(qū)動(dòng)器控制器122、主處理器126和任選的場(chǎng)/幀內(nèi)插處理器124。該等離子顯示控制器104提供對(duì)等離子顯示單元的元件的總控制功能。
主處理器126是一通用的控制器，其管理等離子顯示控制器104的各種輸入/輸出功能，計(jì)算對(duì)應(yīng)于接收的象素地址的一單元地址，接收各接收的象素的映射的強(qiáng)度級(jí)，并將這些值存儲(chǔ)在用于當(dāng)前幀的幀存儲(chǔ)器106中。主處理器126還與任選的場(chǎng)/幀內(nèi)插處理器124相連以將存儲(chǔ)的若干場(chǎng)轉(zhuǎn)換成一單一的顯示幀。
相應(yīng)于來(lái)自時(shí)鐘及同步發(fā)生器108的一驅(qū)動(dòng)定時(shí)時(shí)鐘信號(hào)，顯示數(shù)據(jù)控制器120從幀存儲(chǔ)器106檢索存儲(chǔ)的顯示數(shù)據(jù)并將用于一掃描行的顯示數(shù)據(jù)傳送給尋址/數(shù)據(jù)電極驅(qū)動(dòng)器132。
板驅(qū)動(dòng)器控制器122確定用于選擇各掃描行的定時(shí)，并與該顯示數(shù)據(jù)控制器120將該掃描行的顯示數(shù)據(jù)傳送給尋址/數(shù)據(jù)電極驅(qū)動(dòng)器132相一致地，將該定時(shí)數(shù)據(jù)提供給掃描行驅(qū)動(dòng)器134。一旦該顯示數(shù)據(jù)被傳送，板驅(qū)動(dòng)器顯示器122啟動(dòng)用于各掃描行的Y電極的信號(hào)以準(zhǔn)備用于保持放電的單元。
為便于理解本發(fā)明的方法，現(xiàn)描述在現(xiàn)有技術(shù)中公知的用于表示象素的強(qiáng)度級(jí)的二進(jìn)制碼字的使用。
圖3說(shuō)明了如現(xiàn)有技術(shù)中公知的采用二進(jìn)制碼字以取得256個(gè)強(qiáng)度級(jí)的一常規(guī)的PDP驅(qū)動(dòng)方法的定時(shí)。該單元地址和二進(jìn)制碼字值被存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中并自其檢索作為顯示數(shù)據(jù)。在圖3中，一圖象幀被劃分成8個(gè)子場(chǎng)SF1至SF8。該板中一單元的各保持放電周期的持續(xù)脈沖數(shù)對(duì)于子場(chǎng)1至8分別在1，2，4，8，16，32，64，和128中變化各子場(chǎng)具有該象素碼字的一對(duì)應(yīng)的確定的位0至位7。各子場(chǎng)被劃分成一固定長(zhǎng)度的尋址周期，AD(具有一行順序選擇周期，一擦除周期和一寫(xiě)周期)，和一保持放電周期，MD1至MD8，在該保持放電周期中持續(xù)脈沖被施加給該單元以發(fā)光。如圖所示，用于該方案的各放電周期的持續(xù)脈沖數(shù)的比例，TSUS(SFi)，i＝1－8，為比例1∶2∶4∶8∶16∶32∶64∶128。
為顯示一圖象，通過(guò)強(qiáng)度映射處理器102在逐行的基礎(chǔ)上確定該圖象中各象素的所要求的強(qiáng)度級(jí)。等離子顯示控制器104將這些象素地址轉(zhuǎn)換成一單元地址，并將該強(qiáng)度級(jí)轉(zhuǎn)換成一二進(jìn)制碼字值。如先前所述，該二進(jìn)制碼字值是一8位值，位于該8位值中的各位在8個(gè)子場(chǎng)中對(duì)應(yīng)的一個(gè)期間啟動(dòng)或關(guān)斷照明。
該子場(chǎng)尋址操作開(kāi)始于一消除放電操作，其中該行中所有單元上的壁電荷被消除。然后根據(jù)在該對(duì)應(yīng)的子場(chǎng)期間控制照明的其對(duì)應(yīng)的強(qiáng)度值中該位的值來(lái)選擇該行中的各單元以接收一壁電荷。一旦該圖象中所有單元已被尋址且對(duì)于一特定的子場(chǎng)周期已產(chǎn)生適當(dāng)?shù)谋陔姾?，用于該子?chǎng)的持續(xù)脈沖被施加，且具有一壁電荷的單元被照亮。
僅在亮度變化快速出現(xiàn)且通過(guò)觀看者的眼睛被綜合成為一單一的平均亮度變化時(shí)，上述二進(jìn)制編碼的方法是有效的。然而，至少對(duì)于某些轉(zhuǎn)變，人的眼睛不對(duì)導(dǎo)致煩亂的假輪廓出現(xiàn)的亮度變化進(jìn)行綜合。當(dāng)觀看者掃描過(guò)該圖象時(shí)，這些輪廓出現(xiàn)在運(yùn)動(dòng)圖象和某些靜止圖象中。這種現(xiàn)象被稱為運(yùn)動(dòng)象素失真(MPD)。由于持續(xù)脈沖的不均勻的時(shí)間分布，例如使用上述亮度映射的一象素從127到128的灰度轉(zhuǎn)變將觸發(fā)MPD。因?yàn)槿说囊曈X(jué)特征，感覺(jué)的該轉(zhuǎn)變的強(qiáng)度級(jí)不是保持在127或128的范圍內(nèi)而是被降低到一較低的值。
這在圖4A和4B中被加以說(shuō)明。圖4A示出了四個(gè)場(chǎng)F1至F4上一單個(gè)象素的持續(xù)脈沖的定時(shí)。圖4B示出了在同一間隔期間該象素的視在亮度。如圖4B所示，場(chǎng)F2中最后一個(gè)持續(xù)脈沖與F3中第一個(gè)持續(xù)脈沖之間的大的間隔被感受為在該象素位置的亮度的瞬間下降。具有改善的MPD誤差性能的一多位碼的選擇本發(fā)明選擇一持續(xù)脈沖定時(shí)方案，該方案在M個(gè)子場(chǎng)間隔上分布由一N位碼產(chǎn)生的亮度級(jí)(M大于N)。盡管定義有M個(gè)子場(chǎng)，該M個(gè)子場(chǎng)中的持續(xù)脈沖的和等于2N－1。在本發(fā)明的示例性實(shí)施例中，N為8及M為10、11或12。根據(jù)本發(fā)明的選擇方法通過(guò)確定用于產(chǎn)生冗余亮度值的2M個(gè)碼值的一組子場(chǎng)而進(jìn)行工作，也就是說(shuō)，通過(guò)該被確定的2M碼組中的多于一個(gè)的碼值產(chǎn)生一給定的亮度級(jí)。本發(fā)明的方法然后使用動(dòng)態(tài)規(guī)劃來(lái)從該碼組中選擇單獨(dú)的碼字以使連續(xù)碼值之間的MPD誤差被減至最小。
該方法中的第一步驟是定義一用于在視網(wǎng)膜的感受的強(qiáng)度級(jí)的模型，r(t)。該近似以公式1給出。r(t)=∫11+Ti(u)du---(1)]]>其中T是一TV場(chǎng)周期(歸一化至1023個(gè)時(shí)間單元)。注意到帶有精確的子場(chǎng)邊界的各子場(chǎng)上的i(t)的部分和應(yīng)提供該子場(chǎng)的精確的持續(xù)周期。帶有精確的場(chǎng)邊界的各TV場(chǎng)上的部分和i(t)應(yīng)與表達(dá)的強(qiáng)度級(jí)一致。然而，可設(shè)想可使用更復(fù)雜的檢索模型。
作為一具體模型，在(1)中假定用于視網(wǎng)膜的一簡(jiǎn)化的時(shí)間變化的矩形脈沖響應(yīng)。發(fā)明人已確定該模型提供了用于該MPD碼選擇方法的足夠的精度。然而，可設(shè)想可使用更復(fù)雜的檢索模型。
為計(jì)算MPD誤差，期望具有用于一給定的轉(zhuǎn)變的一理想的感受的強(qiáng)度曲線。盡管，該強(qiáng)度曲線應(yīng)是兩轉(zhuǎn)變級(jí)之間的一階躍函數(shù)，難以精確地確定在該兩級(jí)之間的該間隔中的何時(shí)會(huì)發(fā)生轉(zhuǎn)變。對(duì)于該方法，該誤差被確定為該兩級(jí)的各個(gè)之間的最小誤差。數(shù)學(xué)地，用于灰度級(jí)x和灰度級(jí)y之間的轉(zhuǎn)變的MPD均方差(MSE)e通過(guò)公式(2)被定義。e=1T∫Tmin{e1(t)2,e2(t)2}dt---(2)]]>其中e1(t)＝|r(t)－x|和e2(t)＝|r(t)－y|。
圖5A和5B示出了使用一8位二進(jìn)制碼的60和150之間的一轉(zhuǎn)變的最小誤差曲線。實(shí)線曲線150表示如由公式(1)模型化的感受的強(qiáng)度而虛線曲線520表示根據(jù)公式(2)的轉(zhuǎn)變的MPD誤差(即min(e1(t)，e2(t))。
發(fā)明人確定了使用MPD MSE的幾項(xiàng)優(yōu)點(diǎn)首先，無(wú)眼睛運(yùn)動(dòng)的假設(shè)；第二，MPD制品的程度轉(zhuǎn)換成MPD MSE，也就是說(shuō)，MSE越大，MPD制品就越差；第三，MPD MSE可被用作為尋找一有效的MPD減少方案的一目標(biāo)函數(shù)。
在示例性的方法中，多于N個(gè)的子場(chǎng)被確定來(lái)表示2N個(gè)灰度值。因此，這些持續(xù)脈沖可被更加均勻地分布在這些子場(chǎng)上。這些持續(xù)脈沖可用多種方法被分布。然而，期望在M個(gè)場(chǎng)，SP([sp1 sp…spm])中的持續(xù)脈沖的指定滿足公式(3)和(4)中給出的條件。Σi=1mspi=255---(3)]]>x=[sp1sp2...spm]c1c2....cm,∀x∈[0,255]and∀ci(i=1,2,...,m)∈[0,1]---(4)]]>用實(shí)驗(yàn)的方法為被轉(zhuǎn)換成M個(gè)子場(chǎng)的N位象素的給定值確定待被使用的特定的SP。發(fā)明人已確定對(duì)于N＝8和M＝10，一[6856 40 3228 16 8 4 2 1]的SP產(chǎn)生可接受的結(jié)果，對(duì)于N＝8和M＝11，一示例性的SP為[56 48 41 34 27 21 8 4 2 1]及對(duì)于N＝8和M＝12，一示例性的SP為[48 43 37 32 27 22 18 13 8 4 2 1]。這些選擇的SP理想地呈現(xiàn)該輸入二進(jìn)制碼的2N個(gè)值中的M位碼的相對(duì)均勻的分布。
MPD編碼的目的是判定在給出一預(yù)先確定的SP的條件下使用哪個(gè)碼字來(lái)表示各亮度級(jí)，以使整體MPD MSE被減至最小。如果nj是表示同一灰度級(jí)，j的碼字的數(shù)目，則可在其中N＝8的任何SP內(nèi)被確定的總碼數(shù)，NCODES通過(guò)公式(5)被給出。NCODES=Πj=1255nj---(5)]]>由于大量的碼字，徹底的檢索是不實(shí)際的。一種替代的方法是使用動(dòng)態(tài)規(guī)劃以識(shí)別使單階轉(zhuǎn)變上的MPD MS最小的碼。在F.S.Hillier和G.J.Lieberman著的題為Introduction to Operations ResearchHolden Day，Inc.1972的一文本的第8章中對(duì)動(dòng)態(tài)編碼進(jìn)行了描述，該文獻(xiàn)被應(yīng)用在此作為參考。
圖6為根據(jù)本發(fā)明的一碼選擇處理的流程圖。該處理的第一步驟，步驟610，生成用于該SP的全部2M個(gè)碼字。在步驟612，2M－1個(gè)碼字被排列成一格構(gòu)圖的2N－1個(gè)節(jié)點(diǎn)。在根據(jù)該示例性的實(shí)施例的該處理中，N為8及M為10，11或12。對(duì)于N為8及M為12的情況，4095個(gè)12位碼字被排列成255列。由于零的表示對(duì)于所有SP是唯一的，僅使用255列。因此，一的表示可被用作為一啟始節(jié)點(diǎn)而零的表示可被省除。
在圖7中示出了一示例性的格構(gòu)。在該格構(gòu)中，當(dāng)被映射入該SP時(shí)，一列或一節(jié)點(diǎn)中的所有碼具有相同的灰度值。該格構(gòu)的這些列被標(biāo)以C1、C2、…Cj、Cj＋1、…C255。通常，該格構(gòu)具有2N－1個(gè)列或節(jié)點(diǎn)。節(jié)點(diǎn)j中的單獨(dú)碼被標(biāo)以cj1、cj2、…、cjk。這些是在具有灰度值j的SP中確定的k個(gè)碼。圖7示出了節(jié)點(diǎn)710之間的幾個(gè)轉(zhuǎn)變。這些轉(zhuǎn)變代表從在一節(jié)點(diǎn)的碼，例如c11到在下一個(gè)節(jié)點(diǎn)的碼，例如c21的一轉(zhuǎn)變。該轉(zhuǎn)變生成根據(jù)公式(2)的一誤差。使用該公式(2)的符號(hào)，該誤差以公式(2’)表示。e1121=1T∫Tmin{e11(t)2,e21(t)2}dt---(2′)]]>其中e11(t)＝|r(t)－1|而e21(t)＝|r(t)－2|。
返回到圖6，在步驟612這些碼字已被指定給該格構(gòu)后，步驟614設(shè)定該循環(huán)變量j等于1，將其指向該格構(gòu)中的第一節(jié)點(diǎn)。步驟616計(jì)算在節(jié)點(diǎn)j的各碼與在節(jié)點(diǎn)j＋1的各碼之間的MPD MSE。步驟618然后計(jì)算在該節(jié)點(diǎn)的各碼值的部分路徑度量并選擇該節(jié)點(diǎn)內(nèi)的各碼值的最小部分路徑度量。該部分路徑度量例如可以是從碼cj，x到碼cj＋1，y的誤差與為碼cj，x確定的最小部分路徑度量的和，其中x表示在級(jí)j的各節(jié)點(diǎn)而y表示在級(jí)j＋1的各節(jié)點(diǎn)。因此，如果在節(jié)點(diǎn)j有k個(gè)碼，對(duì)于在節(jié)點(diǎn)j＋1的各碼，將有k個(gè)部分路徑度量。步驟618僅為在節(jié)點(diǎn)j＋1的各碼選擇最小部分路徑度量。接著，在步驟620，j被增大。
在步驟622，將j與2N－1進(jìn)行比較。如果j小于2N－1，則控制進(jìn)到步驟616以計(jì)算下一節(jié)點(diǎn)的最小部分路徑度量。如果在步驟622，j大于2N－1，則用于該格構(gòu)的最后一節(jié)點(diǎn)中的各碼的度量已被計(jì)算。在步驟624，該處理在最后一節(jié)點(diǎn)中選擇這些最小度量中的最小一個(gè)。該度量確定了包括用于各節(jié)點(diǎn)的一碼值的返回通過(guò)該格構(gòu)的一路徑。在步驟626，該路徑被折回且這些碼值被記錄。該碼組是由該處理選擇的一碼組。圖7中的黑線說(shuō)明了折回一最小度量的一路徑。
在圖6中所示的處理的步驟624中選擇的該碼組具有對(duì)于在SP中確定的任意碼的數(shù)對(duì)相鄰碼值之間的最小誤差。因?yàn)閱蝹€(gè)灰度階躍的誤差較小，因此兩或三個(gè)灰度值的階躍誤差也較小。通常，較大階躍中的誤差明顯地小于小階躍中的誤差。因此，由本發(fā)明方法產(chǎn)生的該碼組使得再現(xiàn)具有被大大減少的運(yùn)動(dòng)象素失真的圖象。
對(duì)于等離子顯示板系統(tǒng)，使用圖6和7中所示的方法確定的碼被燒制在只讀存儲(chǔ)器102a，102b，和102c中，如圖8所示，然后使用這些只讀存儲(chǔ)器來(lái)將接受的二進(jìn)制R，G和B信號(hào)翻譯成被編碼用于在一等離子顯示板上顯示的R，G和B信號(hào)。
通過(guò)動(dòng)態(tài)規(guī)劃求出的碼字僅在取得整體最小的一步轉(zhuǎn)變MPDMSE的意義上是最佳的。這些碼字通常對(duì)于多步轉(zhuǎn)變不是最佳的。為補(bǔ)救該缺陷，可使用公式(6)中表示的一修改的分支度量e′(cjpj,cj+1,qj+1)=max{e(cjp,cj+1,q)-d(j),O}---(6)]]>其中e(cjp，cj＋1，q)在(2)中被定義而d(j)是一容差偏移項(xiàng)，其可被調(diào)諧以迫使某些轉(zhuǎn)變具有零MSE(或確切地說(shuō)是分支度量)并當(dāng)轉(zhuǎn)變級(jí)變得較大時(shí)容許較大的MSE。在使用該容差偏移項(xiàng)后，有兩個(gè)立即的結(jié)果。首先，多步轉(zhuǎn)變MSE的該MSE可被近似為對(duì)應(yīng)的單步轉(zhuǎn)變的MSE的和。由于某些d(j)可被調(diào)整以使e(cjp，cj＋1，q)-d(j)(且因此分支度量e’(cjpj，cj＋1，qj＋1))非常接近于零，多步轉(zhuǎn)變MSE通過(guò)DP被確定上邊界。其次，如果被設(shè)為單調(diào)地增大，該容差偏移項(xiàng)對(duì)于圖象中暗部中的MPD MSE，惡化(penalize)得比亮部中的多。因?yàn)槿搜蹖?duì)較暗景象中的MPD更敏感，這樣是正確的。
對(duì)該基礎(chǔ)的動(dòng)態(tài)規(guī)劃編碼的其他改變是該格構(gòu)中的灰度級(jí)的次序不是必須為上升的次序，盡管在實(shí)踐中我們未發(fā)現(xiàn)支持一非單調(diào)是較佳的情況。
已參照具有10，11或12位編碼方法的一等離子顯示板對(duì)本發(fā)明的示例性實(shí)施例進(jìn)行了描述。然而，本技術(shù)領(lǐng)域的熟練人員可認(rèn)識(shí)到本發(fā)明可擴(kuò)展到其他系統(tǒng)，例如具有其他子場(chǎng)擴(kuò)展的4位或8位系統(tǒng)及擴(kuò)展到其他類型的裝置例如數(shù)字微型反射鏡裝置(DMD)數(shù)字光投影機(jī)或其他類型的使用脈沖密度調(diào)制或脈沖寬度調(diào)制的裝置。
盡管示出并描述了本發(fā)明的示例性實(shí)施例，可以理解這些實(shí)施例僅作為示例。在不脫離本發(fā)明的精神的前提下，本技術(shù)領(lǐng)域的熟練人員可作出各種改變、變化和替換。因此，期望所附權(quán)利要求覆蓋落入本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)的變化。
權(quán)利要求
1.一種用于確定供顯示具有2N個(gè)灰度值的視頻圖象的等離子板顯示裝置使用的一碼組的方法，其中N為一整數(shù)，所確定的碼呈現(xiàn)比一表示2N－1個(gè)灰度值作為N位值的二進(jìn)制碼更小的運(yùn)動(dòng)象素失真，該方法包括有步驟定義M個(gè)子場(chǎng)，其中M為一比N大的整數(shù)；在該M個(gè)子場(chǎng)中分配多個(gè)持續(xù)脈沖以使2N－1個(gè)灰度值中的各值可由該M個(gè)子場(chǎng)的被選擇的若干子場(chǎng)的一組合表示；將2M－1個(gè)碼值定義為一序列M位二進(jìn)制值，該M位中的各位對(duì)應(yīng)于所定義的M個(gè)子場(chǎng)中的各個(gè)；確定用于2M－1定義的碼值中的各個(gè)的一灰度值并根據(jù)灰度值將該2M－1個(gè)碼值組合成2N－1個(gè)不同的群；確定該2N－1個(gè)群中的群j中的各碼和群j＋1中的各碼之間的一視在誤差值，其中j是一整數(shù)；及使用將所確定的視在誤差減至最小的一動(dòng)態(tài)規(guī)劃方法作為一目標(biāo)函數(shù)從這些被分群的碼中確定該碼組，該碼組包括自各群選擇的一碼，該碼組呈現(xiàn)一比任何其他碼組的組合的視在誤差要小的一組合的視在誤差。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，還包括有步驟將該確定的碼組存儲(chǔ)入一存儲(chǔ)裝置中以使對(duì)應(yīng)于一特定灰度值的碼值被存儲(chǔ)在一具有對(duì)應(yīng)于該特定灰度值的一二進(jìn)制地址的存儲(chǔ)器單元中；及將表示圖象象素的N位二進(jìn)制值提供給該存儲(chǔ)器的一地址輸入端口以將該N位二進(jìn)制值翻譯成M位二進(jìn)制值以驅(qū)動(dòng)該等離子板顯示裝置。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的方法，其中該確定群j中的各碼和群j＋1中的各碼之間的一視在誤差值的步驟包括有步驟從群j中選擇一第一碼并從群j＋1中選擇一第二碼；模型化對(duì)分配的持續(xù)脈沖的第一和第二序列的一視網(wǎng)膜響應(yīng)，該第一和第二序列各自對(duì)應(yīng)于該第一和第二碼；及將該模型化的視網(wǎng)膜響應(yīng)與自與群j相關(guān)的一第一灰度值到與群j＋1相關(guān)的一第二灰度值的一轉(zhuǎn)變之間的差確定為該視在誤差值。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的方法，其中將該模型化的視網(wǎng)膜響應(yīng)與自第一灰度值到一第二灰度值的一轉(zhuǎn)變之間的差確定為該視在誤差值的步驟包括有步驟將該模型化的視網(wǎng)膜響應(yīng)與第一灰度值之間的量值上的差確定為第一差值；將該模型化的視網(wǎng)膜響應(yīng)與第二灰度值之間的量值上的差確定為第二差值；選擇該第一差值和第二差值中較小的一個(gè)；及在出現(xiàn)該第一碼和第二碼之間的一間隔上對(duì)該選擇的差值進(jìn)行積分以產(chǎn)生該視在誤差值。
5.根據(jù)權(quán)利要求3的方法，其中該模型化的視網(wǎng)膜響應(yīng)由以下的公式表達(dá)r(t)=∫11+Ti(u)du,]]>其中i(u)為時(shí)間變化的二進(jìn)制脈沖串及T為一電視場(chǎng)周期。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的方法，其中通過(guò)以下公式確定第一碼x和第二碼y之間的該視在誤差值e=1T∫Tmin{e1(t)2,e2(t)2}dt]]>其中e1(t)＝|r(t)－x|及e2(t)＝|r(t)－y|。
7.根據(jù)權(quán)利要求3的方法，其中使用一動(dòng)態(tài)規(guī)劃方法從這些被分群的碼中確定該碼組的步驟包括有步驟為這些被分群的碼的群2中的各碼，從所有確定的視在誤差值中確定用于該碼的一最小視在誤差值并指定該被確定的最小的視在誤差值作為用于群2中該碼的一路徑量度；為群j＋1中的各碼，j為一大于1且小于2N的整數(shù)，從所有確定視在誤差值中確定用于群j＋1中該碼的一最小視在誤差值，并將該確定的用于群j＋1中該碼的最小視在誤差值與對(duì)應(yīng)于最小視在誤差值的用于群j中的該碼的路徑量度進(jìn)行組合以產(chǎn)生用于群j＋1中該碼的一路徑量度；識(shí)別用于群2N－1中所有碼的一最小路徑量度并從該識(shí)別的最小路徑量度，自各群確定生成該最小路徑量度的一碼。
8.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中該等離子顯示裝置接收多個(gè)二進(jìn)制估定的彩色視頻信號(hào)且該方法還包括有步驟將確定的碼組存入多個(gè)存儲(chǔ)裝置，一存儲(chǔ)裝置用于該多個(gè)二進(jìn)制估定的彩色視頻信號(hào)中的各個(gè)；以使對(duì)應(yīng)于一特定的灰度值的碼值被存儲(chǔ)在這些存儲(chǔ)裝置的各個(gè)的一存儲(chǔ)單元中，該存儲(chǔ)單元具有對(duì)應(yīng)于該特定灰度值的一二進(jìn)制地址；及將這些二進(jìn)制估定的彩色視頻信號(hào)提供給各自存儲(chǔ)裝置的地址輸入端口以將這些二進(jìn)制估定的彩色視頻信號(hào)翻譯成各自多個(gè)M位二進(jìn)制值以驅(qū)動(dòng)該等離子板顯示裝置。
全文摘要
一等離子顯示裝置包括一最小MPD映射處理，通過(guò)一ROM查找表將接收的象素強(qiáng)度值映射成對(duì)應(yīng)于該組碼字中選擇的那些的強(qiáng)度級(jí)。通過(guò)增加子場(chǎng)數(shù)可預(yù)定約束根據(jù)該持續(xù)脈沖向量生成表達(dá)象素強(qiáng)度的冗余碼字?？墒褂靡粍?dòng)態(tài)編程方法確定一最佳碼字組。這些最佳碼字被存儲(chǔ)在一ROM查找表中作為顯示數(shù)據(jù)。然后逐行地將這些顯示數(shù)據(jù)提供給等離子顯示板。等離子顯示控制器使持續(xù)脈沖驅(qū)動(dòng)器能用由該碼字編碼的計(jì)劃中的持續(xù)脈沖串照明這些被定址的單元。
文檔編號(hào)G09G3/34GK1239374SQ9910307
公開(kāi)日1999年12月22日 申請(qǐng)日期1999年3月19日 優(yōu)先權(quán)日1998年3月31日
發(fā)明者朱強(qiáng) 申請(qǐng)人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社