一種場發射顯示器件顯示驅動的γ校正方法
2023-05-09 01:15:26
專利名稱：一種場發射顯示器件顯示驅動的γ校正方法
技術領域：
本發明屬於顯示技術領域，具體涉及場發射平板顯示驅動技術。
背景技術：
平板顯示技術正在成為主流顯示技術。場發射顯示器(Field Emission Display，簡稱FED)是目前在研的幾種平板顯示器中的一種，它的工作原理是依賴場致電子發射現象。在強電場作用下，電子首先從冷陰極材料表面通過隧道穿透發射到真空，然後被加速，最終打在螢光粉薄膜上而導致發光。它的特徵是採用冷陰極電子源陣列和採用交叉矩陣尋址方式實現顯示單元的點亮。
在場發射顯示器件中，冷陰極電子源是核心部件，其發射電流大小決定顯示亮度。實驗證明場發射顯示器件顯示亮度與冷陰極電子源發射的電流呈線性關係，冷陰極電子源發射電流與其驅動電壓或電場的關係呈非線性關係。圖1是典型的冷陰極電子源場發射特性，當驅動冷陰極電子源的電壓或電場增加時，發射的電流程近似指數的關係增加。這樣，帶來了場發射顯示器件顯示亮度與驅動電壓之間呈非線性關係，這將使器件在重顯圖像時還原性差。本發明提供一種改善場發射顯示器件顯示亮度與驅動電壓之間非線性特性的方法，將能提高圖像的灰度層次，獲得還原性好的圖像顯示。
發明內容
本發明提出一種場發射顯示器件顯示驅動的γ校正方法，其內容是採用較大位寬量化圖像信號，然後引入γ校正處理，輸出固定位數的圖像數據信號驅動場致電子發射顯示器件，實現器件的發光亮度隨輸入圖像灰度信號的大小呈線性變化。上述發明的實現步驟和特徵如下a)利用A/D轉換電路把模擬圖像灰度信號轉換為位數為m位的數字圖像數據G，並暫存於緩衝存儲器中；b)利用γ校正處理電路對圖像數據G進行γ校正處理，得到位數為n的圖像數據GO，其中G和GO存在如下關係G2m-1=k(Go2n-1)2exp(c/Go2n-1).]]>在上述關係式中，c是顯示器的參數，反映顯示器發光亮度與信號電平之間的關係；k是常數，並且k＝1/exp(c)；m、n分別是輸入的圖像數據G和經γ校正後的圖像數據GO的位數；c)將γ校正後的圖像數據GO，編製成一個校正查找表，存儲在非易失性存儲器中；d)以圖像數據G作為地址或地址判據，從γ校正查找表中取出校正後的圖像數據GO，作為FED器件的驅動信號數據。
步驟a)所述的圖像數據位數m大於或等於校正後的圖像數據位數n。
步驟b)所述的γ校正處理電路至少要包括一個處理器。
步驟d)所述的圖像數據G來自步驟b)所述的緩衝存儲器。
本發明所述的γ校正方法，通過採用較大位寬量化圖像灰度信號，並對輸入圖像的灰度信號進行γ校正，使顯示器件的發光亮度根據所施加的圖像灰度信號電壓或電場呈線性變化，以得到還原性好的灰度層次高的圖像。本發明γ校正採用的量化位寬m大於或等於γ校正輸出的位寬n，能夠在不增加顯示器件的驅動控制電路複雜性的前提下，提高圖像的灰度層次，改善圖像的顯示質量。
圖1為典型的冷陰極電子源場發射特性曲線圖；圖2為本發明γ校正方法流程圖；圖3為本發明γ校正實現原理框圖；圖4a為n＝8、m＝8時低灰度值區域的γ校正查找表；圖4b為n＝8、m＝9時低灰度值區域的γ校正查找表；圖4c為n＝8、m＝10時低灰度值區域的γ校正查找表；圖5為c＝-0.2、n＝8、m＝10時顯示驅動信號的γ校正曲線圖。
具體實施例方式
如圖2是本發明γ校正方法實現流程圖。如圖3是本發明γ校正實現原理框圖，它由A/D轉換電路、γ校正控制電路、γ校正查找表存儲單元和驅動控制電路組成，其中γ校正控制電路包括一個信號處理器、程序存儲器和數據存儲器。本發明γ校正方法具體實施方式
結合圖2和圖3進行描述。
將模擬圖像信號經A/D轉換電路轉換成數字圖像灰度信號後，輸入到γ校正控制電路；γ校正控制電路根據校正關係式(1)對數字圖像灰度信號進行校正處理；校正後的數字圖像灰度信號輸出至驅動控制電路驅動顯示器件顯示。
G2m-1=k(Go2n-1)2exp(c/Go2n-1)---(1)]]>上述所提的「校正處理」，可以是γ校正控制電路對從A/D轉換電路輸出的數字圖像灰度信號進行校正運算，獲得的圖像灰度信號直接輸出至驅動控制電路；也可以是γ校正控制電路先對A/D轉換電路輸出的數字圖像灰度信號進行校正運算，然後將校正後的圖像灰度信號編製成校正查找表，再從校正查找表取出校正的數字圖像灰度信號輸出至驅動控制電路。前者「校正處理」方式在圖像信號的信息量比較大的情況下，由於γ校正控制電路的數據處理速度的限制會使圖像顯示效果會變差，而後者「校正處理」方式不會因為圖像信號的信息量變大而降低圖像顯示效果。下面對採用「編製成校正查找表」的校正處理方法做進一步闡述。
第一步，將模擬圖像信號輸入A/D轉換電路，轉換成m位數字圖像灰度信號G，並輸出至γ校正控制電路中的處理器和數據存儲器。
第二步，γ校正控制電路中的處理器根據校正函數對A/D轉換電路輸出的量化圖像灰度值進行γ校正處理，形成n位數字圖像灰度信號GO，並將其編製成校正查找表存儲於γ校正查找表存儲單元中。
第三步，從數據存儲器取出輸入的數字圖像灰度值G(即經A/D量化的輸入圖像信號值)作為地址信號，從γ校正查找表存儲單元中查找出校正後的圖像灰度值GO，並輸出至場發射顯示器件的驅動控制電路。
本發明γ校正控制電路利用Matlab對輸入圖像灰度數據G和校正後輸出的圖像灰度數據GO關係式G2m-1=k(Go2n-1)2exp(c/Go2n-1)]]>進行運算，把GO表示為G的函數(2)GO＝f(G，c，m，n)＝(2n-1).exp[lambertw(-1/2.c.exp(-1/2.c-1/2.(log(G/(2m-1)))))+1/2.c+1/2.(log(G/(2m-1)))](2)式(2)中引入超越函數Lambertw；顯示器參數c根據實驗測量的數據、採用擬合的方法得到。如果c取-0.2，當γ校正函數取m＝8、n＝8時，即對輸入的模擬圖像信號採用8位二進位數進行數位化轉換，經γ校正處理後採用8位二進位數表示圖像信號灰度值，所編制的校正表的低灰度值區域如圖4a所示；當γ校正函數取m＝9、n＝8時，所編制的校正表的低灰度值區域如圖4b所示；當γ校正函數取m＝10、n＝8時，所編制的校正表的低灰度值區域如圖4c所示。對比圖4a、4b、4c可得，對應於γ校正輸出GO＝0～64的低灰度值區域，採用8位、9位、10位量化位寬的輸入圖像信號，在顯示62級灰度上產生的灰度損失分別為54、46和29。可見，γ校正在低灰度值區域會使圖像信號產生灰度損失，但保持校正位寬n不變的前提下，提高輸入信號的量化位寬m能夠減少這種灰度損失。
圖5是當c＝-0.2，m＝10，n＝8時的γ校正G-Go曲線。從圖5可知，γ校正曲線與圖1所示顯示器件的光電轉換特性曲線圖近似地成反指數關係。因此，本發明的γ校正校正裝置輸出的信號驅動顯示器件後，能夠使顯示器件的總傳輸函數近似地變為線性函數，從而使顯示器件的輸入信號與輸出信號成線性關係。
權利要求
1.一種場發射顯示器件顯示驅動的γ校正方法，其內容是採用較大位寬量化圖像信號，然後引入γ校正處理，輸出固定位數的圖像數據信號驅動場致電子發射顯示器件，實現器件的發光亮度隨輸入圖像灰度信號的大小呈線性變化。其特徵包括以下步驟a)利用A/D轉換電路把模擬圖像灰度信號轉換為位數為m位的數字圖像數據G，並暫存於緩衝存儲器中；b)利用γ校正處理電路對圖像數據G進行γ校正處理，得到位數為n的圖像數據GO，其中G和GO存在如下關係G2m-1=k(Go2n-1)2exp(c/Go2n-1).]]>在上述關係式中，c是顯示器的參數，反映顯示器發光亮度與信號電平之間的關係；k是常數，並且k＝1/exp(c)；m、n分別是輸入的圖像數據G和經γ校正後的圖像數據GO的位數；c)將γ校正後的圖像數據GO，編製成一個校正查找表，存儲在非易失性存儲器中；d)以圖像數據G作為地址或地址判據，從γ校正查找表中取出校正後的圖像數據GO，作為FED器件的驅動信號數據。
2.根據權利要求1所述的一種場發射顯示器件顯示驅動的γ校正方法，其特徵在於步驟a)所述的圖像數據位數m大於或等於校正後的圖像數據位數n。
3.根據權利要求1所述的一種場發射顯示器件顯示驅動的γ校正方法，其特徵在於步驟b)所述的γ校正處理電路至少要包括一個處理器。
4.根據權利要求1所述的一種場發射顯示器件顯示驅動的γ校正方法，其特徵在於步驟d)所述的圖像數據G來自步驟b)所述的緩衝存儲器。
全文摘要
本發明涉及一種場發射顯示器件(Field Emission Display，簡稱FED)顯示驅動的γ校正方法。發明內容及特徵是採用較大位寬量化圖像信號，引入γ校正處理，輸出固定位數的圖像數據信號驅動場致電子發射顯示器件，實現顯示器件的發光亮度隨輸入圖像灰度信號的大小呈線性變化。本發明能夠在不增加驅動電路複雜性的情況下，提高圖像的灰度層次，改善圖像的顯示質量。
文檔編號H05B33/08GK101089932SQ20071002928
公開日2007年12月19日 申請日期2007年7月20日 優先權日2007年7月20日
發明者鄧少芝, 陳振華, 許寧生, 陳軍 申請人:中山大學