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CN1617200A - 等离子体显示板的驱动装置和该显示板上显示图像的方法 - Google Patents

等离子体显示板的驱动装置和该显示板上显示图像的方法 Download PDF

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Abstract

等离子体显示板(PDP)的驱动装置和在PDP上显示图像的方法增加了表示低灰度级的能力而无需增加子域数量。将输入图像信号数据延迟一帧，并且从最高有效位中检测通常未被一帧内所有图像信号数据使用的高次位数量。当检测到未使用位的数量时，通过未使用位的数量把反伽马校正的小数点位转换成实际数据位置，以便增加表示低灰度级的能力。考虑到转换成实际数据位置，把小数点位转换成具有低灰度级加权的子域，用于显示在PDP上。

Description

等离子体显示板的驱动装置和该 显示板上显示图像的方法
技术领域
本发明涉及一种等离子体显示板(PDP)的驱动装置和在等离子体显示板上显示图像的方法，尤其是涉及一种具有增加表示低灰度级能力的等离子体显示板(PDP)的驱动装置和在等离子体显示板上显示图像的方法。
背景技术
近年来，已经积极地开发了平板显示器，例如液晶显示器(LCD)、场致发光显示器(FED)和PDP。就高亮度、高发光效率和宽视角而言，PDP的优势超过了其它平板显示器。因此，对于尺寸超过40英寸的大屏幕显示器而言，PDP作为常规阴极射线管(CRT)的替代品显得很重要。
PDP是使用通过气体放电产生的等离子体来显示字符或图像的平板显示器。根据PDP的尺寸，PDP包括排列成矩阵形式的几十到上百万个像素。根据应用到PDP上的驱动电压波形图案及其放电单元结构，这些PDP分成直流(DC)型和交流(AC)型。
直流等离子体显示板(DC PDP)具有暴露于放电空间的电极，从而在电压应用于DC PDP期间产生直接流经放电空间的电流。在这方面，DC PDP的缺点是它需要限定电流的电阻器。另一方面，交流等离子体显示板(AC PDP)具有用介电层覆盖的电极，介电层自然形成电容构件以限定电流，并且保护电极在放电期间不受电子撞击。结果，AC PDP优于DC PDP，它具有比DC PDP更长的寿命。
在AC PDP中，覆盖有介电层和保护层的扫描电极和维持电极成对平行地排列在第一玻璃衬底上。覆盖有绝缘层的多个地址电极排列在第二玻璃衬底上。在绝缘层上形成与地址电极平行的屏蔽肋条，以便每个屏蔽肋条插在相邻地址电极之间。把磷光物质涂覆在绝缘层的表面和每个间壁的两侧上。第一玻璃衬底和第二玻璃衬底排列成彼此面对，同时定义它们之间的放电空间，以便地址电极垂直于扫描电极和维持电极。在放电空间内，放电单元形成在每个地址电极与每对扫描电极和维持电极之间的交叉点上。
按照m×n矩阵形式排列PDP电极。详细地说，m个地址电极排列在列方向上。同样，n个扫描电极和n个维持电极交替排列在行方向上。
通常，可以用时间操作周期，即复位周期、寻址周期和维持周期来表示驱动AC PDP的过程。
复位周期是初始化每个单元状态的周期，以便平滑地执行每个单元的寻址操作，寻址周期是寻址电压施加到编址单元使得在编址单元上积累壁电荷的周期，以便在PDP内选择要发光的单元和不发光的单元。维持周期是维持脉冲施加到编址单元从而执行放电的周期，根据所述放电实际显示图像。
在PDP中，通过把一帧(1个TV帧)分割成多个子域来表示灰度级，并且对多个子域执行时间分割。每个子域包含如上所述的复位周期、寻址周期和维持周期。一帧分割成8个子域以便表示256个灰度级。每个子域包含复位周期、寻址周期和维持周期。维持周期具有比例为1∶2∶4∶8∶16∶32∶64∶128的发光周期。
在子域排列中，可以实现的最小灰度级是1，也就是，1之下的灰度级表示存在限制。如果增加子域数量以便产生512个灰度级用于表示低灰度级，可能出现的问题是维持周期随着寻址周期增加而减少，这导致低亮度。因此，在不增加子域数量的情况下，上述方法在表示低灰度级(例如0.5或0.25灰度级等)方面存在问题。
发明内容
本发明的一方面是解决现有技术中出现的问题，提供一种具有增加的表示低灰度级能力而无需增加子域数量的等离子体显示板的驱动装置和在等离子体显示板上显示图像的方法。
根据一个方面，本发明提供一种等离子体显示板的驱动装置，包含：
峰值检测器，用于检测和传递通常未被一帧输入图像信号数据内的图像信号数据使用的高次位；
反伽马校正器，用于把表示低灰度级的小数点位添加到所述输入图像信号数据内来执行反伽马校正，并且对应于由所述峰值检测器检测的高次位用于把所述小数点位转换成实际数据位置，以便增加表示低灰度级的能力；
维持数量发生器，用于根据所述峰值检测器是否检测到高次位来确定维持脉冲量。
优选地，所述峰值检测器从一帧内图像信号数据中提取具有最大值的图像信号数据，并且在具有最大值的图像信号数据中检测最高有效位的未使用高次位的数量。
根据另一方面，本发明提供一种在等离子体显示板上显示图像的方法，所述方法包括把要显示在等离子体显示板上的每帧图像分成与输入图像信号数据一致的多个子域，并且组合多个子域的亮度加权来表示灰度级，所述方法还包含：
检测通常未被一帧输入图像信号数据内的图像信号数据使用的高次位；
把表示低灰度级的小数点位添加到所述输入图像信号数据内来进行反伽马校正，并且对应于检测的高次位把所述小数点位转换成实际数据位置，以便增加表示低灰度级的能力；
考虑到将小数点位转换成实际数据位置，把小数点位转换成具有低灰度级加权的子域。
附图说明
由于通过参考下面结合附图的详细描述，本发明变得更好理解，因此本发明的更完整评价及其许多附带优点将是显而易见的，在这些附图中相同附图标记表示相同或类似部件，其中：
图1示出了AC PDP的透视图；
图2示出了PDP中电极排列的示意图；
图3示出了在等离子体显示板内表示灰度级的方法；
图4是根据本发明一实施例的等离子体显示板的示意平面图；
图5是根据本发明该实施例的等离子体显示板控制器的示意方框图；
图6示出了根据本发明该实施例在等离子体显示板上显示图像的方法的流程图；
图7A-7C示出了根据本发明该实施例的在该控制器内确定的子域排列和加权。
具体实施方式
在下面详细说明中，作为例证只表示和描述本发明的某些典型实施例。本领域普通技术人员将了解，可以按照不同方式修改所述典型实施例，而所有都不脱离本发明的精神或范围。因此，认为附图和说明书实质上是说明性的，而不是限定性的。
在附图中，省略了与本发明没有关系的部件示出了，以便防止本发明的主题不清楚。在说明书中，相同或相似部件用相同附图标记表示，即使它们出现在不同图中。
现在将参考附图详细描述根据本发明实施例的PDP驱动装置和在PDP上显示图像的方法。
图1示出了AC PDP的透视图。
参考图1，覆盖有介电层2和保护层3的扫描电极4和维持电极5成对平行地排列在第一玻璃衬底1上。覆盖有绝缘层7的多个地址电极8排列在第二玻璃衬底6上。在绝缘层7上形成与地址电极8平行的屏蔽肋条9，以便每个屏蔽肋条9插在相邻地址电极8之间。把磷光物质10涂覆在绝缘层7的表面和每个屏蔽肋条9的两侧上。第一玻璃衬底1和第二玻璃衬底6排列成彼此面对，同时定义它们之间的放电空间11，以便地址电极8垂直于扫描电极4和维持电极5。在放电空间内，放电单元12形成在每个地址电极8与每对扫描电极4和维持电极5之间的交叉点上。
图2表示PDP中电极的排列。
如图2中所示，按照m×n矩阵形式排列PDP电极。详细地说，m个地址电极A1-Am排列在列方向上。同样，n个扫描电极Y1-Yn和n个维持电极X1-Xn交替排列在行方向上。图2中所示的放电单元12对应于图1中所示的放电单元12。
通常，可以用时间操作周期，即复位周期、寻址周期和维持周期来表示驱动AC PDP的过程。
复位周期是初始化每个单元状态的周期，以便平滑地执行每个单元的寻址操作，寻址周期是寻址电压施加到编址单元使得在编址单元上积累壁电荷的周期，以便在PDP内选择要发光的单元和不发光的单元。维持周期是维持脉冲施加到编址单元从而执行放电的周期，根据所述放电实际显示图像。
如图3中所示，在PDP中，通过把一个帧(1个TV帧)分割成多个子域来表示灰度级，并且对多个子域执行时间分割。每个子域包含如上所述的复位周期、寻址周期和维持周期。图3示出了一个帧分割成8个子域以便表示256个灰度级。如图所示，每个子域(SF1-SF8)包含复位周期(未图示)、寻址周期(A1-A8)和维持周期(S1-S8)。维持周期(S1-S8)具有比例为1∶2∶4∶8∶16∶32∶64∶128的发光周期(1T，2T，4T，...，128T)。例如，通过在发光周期为1T的子域和发光周期为3T的子域期间对放电单元放电来表示3灰度级，以便具有3T的总发光周期。这样，具有不同发光周期的不同子域组合产生256个灰度级图像。
当一帧图像输入信号的输入数据由8位构成时，它的值在0-255范围内。因此，具有值为127，63，31，15，7，3和1的输入数据分别只使用7(子域SF1-SF7中发光)，6，5，4，3，2和1位。剩余(未使用)位用“0”填充(即其余子域中不发光)。根据由自动电源控制(APC)等级定义的维持脉冲量显示相应图像信息。换句话说，图像信息总是使用所有8位而不管图像信息的值。另外，当最大值小时，高次位(high order bit)在填充“0”中起次要作用。
在如图3所示的子域排列中，可以实现的最小灰度级是1，也就是，1之下的灰度级表示存在限制。如果增加子域数量以便产生512个灰度级用于表示低灰度级，可能出现的问题是随着维持周期减少寻址周期增加，这导致低亮度。因此，在不增加子域数量的情况下，上述方法在表示低灰度级(例如0.5或0.25灰度级等)方面存在问题。
图4是根据本发明一实施例的PDP的示意平面图。
如图4中所示，PDP包含等离子体板100、地址驱动器200、扫描和维持驱动器300、以及控制器400。
等离子体板100包括列方向排列的多个地址电极A1-Am以及行方向交替排列的多个扫描电极Y1-Yn和多个维持电极X1-Xn。地址驱动器200从控制器400接收地址驱动控制信号，并且把显示数据信号施加到相应地址电极A1-Am用于选择理想的放电单元。扫描和维持驱动器300从控制器400接收控制信号，并且分别把维持脉冲电压交替施加到扫描电极Y1-Yn和维持电极X1-Xn，从而使得所选放电单元执行维持放电。
控制器400从外部接收RGB图像信号和同步信号，把一帧RGB图像信号分割成多个子域，并且把每个子域分割成复位周期、寻址周期和维持周期用于驱动PDP。此时，通过在一帧内每个子域的每个维持周期期间调节将要施加的维持脉冲的数量，控制器400给地址驱动器200以及扫描和维持驱动器300提供所需的控制信号。
在下文中，将参考图5-7详细描述根据本发明实施例的控制器400。
图5是根据本发明实施例的等离子体显示板控制器的示意方框图。图6是在根据本发明实施例的等离子体显示板上显示图像的方法的流程图。图7A-7C示出了在根据本发明实施例的控制器内确定的子域排列和加权。
如图5中所示，PDP的控制器400包括反伽马校正器(inverse gammacorrector)410、误差扩散器420、APE 430、子域发生器440、维持数量发生器450和峰值检测器460。
峰值检测器460从当前输入的所有一帧图像输入数据中提取峰值，检测所有一帧输入数据的最高有效位(MSB)的未使用位是否出现。为了这个检测，如图5中所示，峰值检测器460使用当前输入的一帧图像输入数据在反伽马校正器410和误差扩散器420中得到处理之后而产生的数据。这是因为经历反伽马校正和误差扩散的数据是最类似于显示在PDP上的数据。然而，在某些情况下，峰值检测器460可以使用反伽马校正之前的图像输入数据或反伽马校正之后的图像输入数据，以提取所有一帧图像输入数据的峰值，并且检测所有一帧输入数据的最高有效位(MSB)的未使用位是否出现。
此时，通过把图像输入数据延迟一帧获得峰值。由于用于获得上述延迟的方法对于本领域技术人员而言是显而易见的，为了简洁将省略对它的详细描述。
如图7A中所示，如果63灰度级是一帧所有输入数据的最高图像输入值，则子域7和8(SF7和SF8)处于切断状态，也就是未使用。因此，由于从具有最高值的数据中获得未使用位，所以一帧的所有图像输入数据至少具有两个MSB的未使用位。峰值检测器460检测未使用位的数量，并把检测的数量传递给伽马校正器410、子域发生器440和维持数量发生器450。此时，峰值检测器460把每个子域的接通/切断状态传递给子域发生器440，并且把每个子域的加权传递给维持数量发生器40，以便增加表示低灰度级的能力。
反伽马校正器410通过把RGB图像输入数据映射在反伽马曲线上，将目前输入的n位RGB图像输入数据校正成m位
Figure A20041010055300091
图像信号。在普通PDP中，n是8和m是10或12。由反伽马校正器4l0进行的反伽马校正扩大了位数。通过把经过反伽马校正的小数点中的位转换成实际数据位置，本发明旨在进一步增加表示低灰度级的能力。在这种情况下，当反伽马校正器410从峰值检测器460中接收到在一帧内未被图像输入数据使用的位出现的指示，则它通过未使用位把反伽马校正的数据转换成实际数据位置，用于增加表示低灰度级的能力(参见图7B中的63(111111xx.xx))。不仅在反伽马校正器410中，而且在插入反伽马校正器410和误差扩散器420之间的单独设备中，都可以执行反伽马校正数据的转换。如图7A中所示，如果一帧内数据的最大图像输入值是63(当这个值受到伽马校正时，位数扩展为00111111.xxxx)，由于MSB中的两个位未被使用，该两个位转换成实际数据位置以增加表示低灰度级的能力。另外，如图7B中所示，如果图像输入值是63，则两个未使用位用来表示用于表示低灰度级的0.25和0.5灰度级。
当输入到反伽马校正器410的图像信号是数字图像信号时，如果模拟图像信号输入到PDP，则需要通过模拟-数字转换器(未图示)把模拟图像信号转换成数字图像信号。另外，反伽马校正器410可以包括查询表(未图示)或逻辑电路(未图示)，查询表用于存储与映射图像信号的反伽马曲线对应的数据，逻辑电路用于通过逻辑操作产生与反伽马曲线对应的数据。
误差扩散器420通过使用误差扩散或抖动技术显示m位中低次位(loworder bit)m-n位的图像，反伽马校正器410对这些位进行反伽马校正和扩展。在这种情况下，如果依靠反伽马校正器410通过未使用位把反伽马校正的位转换成实际数据位置，以便增加表示低灰度级的能力，则误差扩散器420对除了实际数据之外的其余低次位图像进行误差扩散。换句话说，如果峰值检测器460确定MSB中的两个位未被使用，则误差扩散器420对低次位m-(n+2)位图像进行误差扩散，并且对低灰度级部分上转换成实际数据位置的数据不进行误差扩散。误差扩散是一种通过分散要进行误差扩散的低次位图像和把分散的图像向相邻像素扩散来显示低次位图像的方法，在韩国专利公开文本第2002-0014766号中对此进行了详细描述。
另一方面，APC 430通过使用从误差扩散器420中输出的图像数据检测负载系数，根据检测的负载系数计算APC等级，并且计算与计算的APC等级对应的加权倍数。
通过使用与APC 430计算的APC等级对应的加权倍数和从峰值检测器460中传递的加权值(如图7B中所示，即用低灰度级表示未使用位的子域加权值)，维持数量发生器450输出大量维持脉冲。维持脉冲的数量输出给扫描和维持驱动器300。
通过使用从误差扩散器420中输出的图像数据和从峰值检测器460中输出的每个子域的接通/切断状态，子域发生器440产生子域数据。产生的子域数据输出给地址驱动器200。
如上所述，通过根据本发明实施例的控制器400使用未使用位来表示低灰度级，当图像显示在PDP上时，可以进一步增加表示低灰度级的能力。
图6是根据本发明实施例在等离子体显示板上显示图像的方法的流程图。
首先，当输入图像输入数据时，峰值检测器460从一帧所有图像输入数据中提取峰值(S100，S200)。此时，优选的是峰值检测器460通过使用由反伽马校正产生的值和图像输入数据的误差扩散来检测峰值。
接着，根据检测的峰值，确定一帧内所有图像输入数据是否具有MSB的未使用位(S300)。
接着，如果未使用位出现，通过未使用位把伽马校正的数据转换成实际数据位置，以便增加表示低灰度级的能力(S400)。换句话说，通过未使用位把与伽马校正数据的小数点对应的位转换成实际位置。在这种情况下，考虑到数据被转换成实际数据位置，误差扩散器420执行误差扩散。
接着，考虑到在步骤S400中通过未使用位把数据转换成实际数据位置，计算子域和相应维持脉冲量，并显示在PDP上(S500，S600)。此时，如图7B和图7C所示，为了强调低灰度级可以表示为子域加权。
另一方面，如果峰值检测器460检测到未使用位未出现，则通过常规过程把图像输入数据显示在PDP上(S300，S500，S600)。
此时，在把图像输入数据延迟一帧的条件下执行常规过程。
图7A-7C示出了在根据本发明实施例的控制器内确定的子域排列和加权。
图7A示出了当一帧数据中最大图像输入值是63时出现未使用位，其中确认MSB的两个位(SF7，SF8)未被使用。本发明使用这两个位作为增加表示低灰度级能力的位。
图7B示出了重新排列的子域结构，以便当图像输入值是63时增加表示低灰度级的能力，其中SF1的加权是0.25，SF2的加权是0.5，SF8的加权是32。通过上述子域结构可以进一步增加表示低灰度级的能力。
图7C示出了重新排列的另一子域结构，以便当图像输入值是63时增加表示低灰度级的能力，其中SF7和SF8的加权分别是0.25和0.5。如图7C中所示，可以看出，根据本发明通过使用未使用位修改子域结构来增加表示低灰度级的能力。也就是，可以改变表示低灰度级的子域内加权位置。
根据上述说明显而易见，根据本发明通过使用未使用位来表示低灰度级，当图像显示在PDP上时，可以进一步增加表示低灰度级的能力。
虽然已经结合特定实施例对本发明进行了描述，但应该理解，本发明不局限于公开的实施例，而相反，旨在覆盖包含在所附权利要求书的精神和范围内的各种修改和等效结构。

Claims (16)

1.一种等离子体显示板的驱动装置，包含：
峰值检测器，用于检测和传递通常未被一帧输入图像信号数据内的图像信号数据使用的高次位；
反伽马校正器，用于把表示低灰度级的小数点位添加到所述输入图像信号数据内来执行反伽马校正，并且用于对应于由所述峰值检测器检测的高次位把所述小数点位转换成实际数据位置，以便增加表示低灰度级的能力；
维持数量发生器，用于根据所述峰值检测器是否检测到高次位来确定维持脉冲数量。
2.如权利要求1所述的驱动装置，其中所述峰值检测器从一帧内图像信号数据中提取具有最大值的图像信号数据，并且在具有最大值的图像信号数据中检测最高有效位的未使用高次位的数量。
3.如权利要求2所述的驱动装置，其中所述反伽马校正器通过未使用的高次位转换反伽马校正数据的小数点位。
4.如权利要求2所述的驱动装置，还包含误差扩散器，用于从所述反伽马校正器输出的数据中，对除了转换成实际数据位置的低次位之外的剩余低次位执行误差扩散。
5.如权利要求1所述的驱动装置，其中所述反伽马校正器通过未使用的高次位转换反伽马校正数据的小数点位。
6.如权利要求1所述的驱动装置，还包含误差扩散器，用于从所述反伽马校正器输出的数据中，对除了转换成实际数据位置的低次位之外的剩余低次位执行误差扩散。
7.一种在等离子体显示板上显示图像的方法，所述方法包含：
(a)检测通常未被一帧输入图像信号数据内的图像信号数据使用的高次位；
(b)把表示低灰度级的小数点位添加到所述输入图像信号数据内来进行反伽马校正，并且对应于在步骤(a)中检测的高次位把所述小数点位转换成实际数据位置，以便增加表示低灰度级的能力；
(c)考虑到在步骤(b)中将小数点位转换成实际数据位置，把小数点位转换成具有低灰度级加权的子域。
8.如权利要求7所述的方法，步骤(b)之后还包含对除了转换成实际数据位置的低次位之外的剩余低次位执行误差扩散的步骤。
9.如权利要求8所述的方法，其中未使用的高次位用来从一帧内图像信号数据中提取具有最大值的图像信号数据，并且用来在具有最大值的图像信号数据中检测最高有效位的未使用高次位的数量。
10.如权利要求7所述的方法，其中未使用的高次位用来从一帧内图像信号数据中提取具有最大值的图像信号数据，并且用来在具有最大值的图像信号数据中检测最高有效位的未使用高次位的数量。
11.如权利要求7所述的方法，其中对应于该输入图像信号数据把要显示在等离子体显示板上的每帧图像分成多个子域。
12.如权利要求7所述的方法，其中组合多个子域的亮度加权来表示灰度级。
13.一种在等离子体显示板上显示图像的方法，其中对应于输入图像信号数据把要显示在等离子体显示板上的每帧图像分成多个子域，并且组合多个子域的亮度加权来表示灰度级，所述方法包含：
(a)检测通常未被一帧输入图像信号数据内的图像信号数据使用的高次位；
(b)把表示低灰度级的小数点位添加到所述输入图像信号数据内来进行反伽马校正，并且对应于在步骤(a)中检测的高次位把所述小数点位转换成实际数据位置，以便增加表示低灰度级的能力；
(c)考虑到在步骤(b)中将小数点位转换成实际数据位置，把小数点位转换成具有低灰度级加权的子域。
14.如权利要求13所述的方法，步骤(b)之后还包含对除了转换成实际数据位置的低次位之外的剩余低次位执行误差扩散的步骤。
15.如权利要求14所述的方法，其中未使用的高次位用来从一帧内图像信号数据中提取具有最大值的图像信号数据，并且用来在具有最大值的图像信号数据中检测最高有效位的未使用高次位的数量。
16.如权利要求13所述的方法，其中未使用的高次位用来从一帧内图像信号数据中提取具有最大值的图像信号数据，并且用来在具有最大值的图像信号数据中检测最高有效位的未使用高次位的数量。
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