[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Verbesserung der Grauwertdarstellung
einer pulsbreitengesteuerten Bildanzeigevorrichtung.
[0002] Ein derartiges Verfahren und eine derartige Vorrichtung kommen beispielsweise bei
Plasmadisplays zum Einsatz, welche in Zukunft die bei höherwertigen Fernsehgeräten
derzeit noch verwendeten Farbbildröhren ergänzen oder ersetzen werden. Im Zusammenhang
mit Farbbildröhren ist der Benutzer hochwertiger Fernsehgeräte seit dem Ende der 80er
Jahre aufgrund der 100-Hz-Technologie an eine flackerfreie Darstellung gewöhnt.
[0003] Aus der Zeitschrift Radio Fernsehen Elektronik RFE, Heft 2, 1997, Seiten 18-20, ist
ein Plasmadisplay bekannt, das aus zwei Glasplatten mit matrixartig angeordneten Elektroden
besteht, zwischen denen sich ein Edelgasgemisch befindet. Die Bildinformation wird
bei Plasmadisplays nicht zeilenweise dargestellt wie bei Kathodenstahlröhren, sondern
vollbildweise. Da bei einem Plasmadisplay die einzelnen Bildpunkte nicht zu beliebigen
Zeiten einzeln ein- und ausgeschaltet werden können, muß die Aktivierung der Bildpunkte
für das gesamte Display in einem Aktivierungsdurchgang erfolgen
[0004] Die Ansteuerung eines Plasmadisplays erfolgt in mehreren Phasen: einer Adressierungs-
oder Initialisierungsphase, einer Halte- oder Aktivierungsphase und einer Löschphase.
[0005] In der Adressierungs- oder Initialisierungsphase werden alle Zellen des Plasmadisplays
elektrisch vorgeladen, welche in der darauf folgenden Halte- oder Aktivierungsphase
aktiviert werden sollen. Im letzten Schritt, der Löschphase, werden die vorgeladenen
Zellen wieder entladen, die Bildinformation wird gelöscht.
[0006] Das zur Darstellung eines Fernsehbildes zur Verfügung stehende Zeitintervall wird
in Teilzeitintervalle unterschiedlicher Dauer bzw. unterschiedlicher Gewichtung zerlegt,
während derer in Abhängigkeit vom Helligkeitswert eines jeweiligen Bildpunktes eine
vorgegebene Aktivierungssequenz gewählt wird. Dies entspricht einem ein- oder mehrmaligen
Aufleuchten des jeweiligen Bildpunktes während des zur Bilddarstellung zur Verfügung
stehenden Zeitintervalles, wobei jedem Aufleuchten eine vorgegebene Zeitdauer zugeordnet
ist.
[0007] Derartige bekannte Plasmadisplays werden beispielsweise von den Firmen Fujitsu und
NEC hergestellt und vertrieben.
[0008] Aus der DE A1 198 33 597 sind ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Flimmerreduzierung
bei pulsbreitengesteuerten Bildanzeigevorrichtungen bekannt, insbesondere bei einem
Farbplasmadisplay. Ein derartiges Farbplasmadisplay dient beispielsweise der Darstellung
von Fernsehbildern. Das Farbplasmadisplay wird mittels eines Pulsbreitenmodulators
angesteuert, wobei zur Ansteuerung die Dauer eines Fernsehbildes in eine Reihe von
Teilbildern bzw. Teilzeitintervallen zerlegt wird, die nacheinander dargestellt werden.
Zur Flackerreduzierung, insbesondere einer 50-Hz-Flackerreduzierung, wird die Reihenfolge
der Teilzeitintervalle und/oder der Aktivierungssequenzen der Teilzeitintervalle derart
vorgegeben, dass das Flackern der darzustellenden Bilder minimal ist.
[0009] Weiterhin ist aus der DE-A1 198 37 307 eine bewegungsdetektorabhängige Veränderung
der Reihenfolge der Teilzeitintervalle bekannt. Beim Vorliegen von Bewegungen wird
die Reihenfolge der Teilzeitintervalle derart gewählt, dass Bewegungsartefakte vermieden
werden. Ansonsten erfolgt die Wahl der Reihenfolge der Teilzeitintervalle derart,
dass 50Hz-Flackerstörungen reduziert werden.
[0010] Weiterhin ist es im Zusammenhang mit Plasmadisplays bereits bekannt, die Helligkeit
eines darzustellenden Bildes zu erfassen, aus dem erfaßten Helligkeitswert für jedes
der Teilzeitintervalle des darzustellenden Bildes eine maximal zulässige Leuchtdauer
abzuleiten und bei einer Veränderung des erfaßten Helligkeitswertes die maximal zulässige
Leuchtdauer für jedes der Teilzeitintervalle zu verändern. Diese Veränderung erfolgt
derart, dass bei erfaßtem dunklen Bildinhalt bzw. geringem Helligkeitswert die maximal
zulässige Leuchtdauer in jedem der Teilzeitintervalle um dieselbe Zeitdauer erhöht
wird. Ergibt hingegen die Helligkeitserfassung des darzustellenden Bildes, dass ein
insgesamt heller Bildinhalt vorliegt, dann wird die maximal zulässige Leuchtdauer
für jedes der Teilzeitintervalle um eine Zeitdauer verringert, die für alle Teilzeitintervalle
gleich ist.
[0011] Ein Nachteil dieser Vorgehensweise besteht darin, dass der Kontrast des darzustellenden
Bildes reduziert ist, da bei erfasster großer Helligkeit des darzustellenden Bildes
die Zeitdauer für die Darstellung heller Bildbestandteile reduziert ist und bei erfasster
geringer Helligkeit eines darzustellenden Bildes dunkelgraue Bildbestandteile hellgrau
dargestellt werden, da diese durch die beschriebene Beaufschlagung mit einem konstanten
Offset nach oben gezogen werden, d h. länger leuchten
[0012] Aus der DE 101 12 622 ist schließlich ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Verbesserung
des Grauwertauflösung bei einer pulsbreitengesteuerten Bildanzeigevorrichtung bekannt.
Dabei wird das für eine Bilddarstellung zur Verfügung stehende Zeitintervall in aufeinanderfolgende
gewichtete Teilzeitintervalle aufgeteilt, wobei Teilzeitintervalle mit niedriger Gewichtung
und Teilzeitintervalle mit höherer Gewichtung vorgesehen sind Wird durch Auswertung
der Helligkeit eines darzustellenden Bildes erkannt, dass ein dunkles Bild vorliegt,
dann wird auf eine Verwendung von Teilzeitintervallen mit höherer Gewichtung verzichtet
und stattdessen die Anzahl der Teilzeitintervalle mit niedrigen Gewichtungen durch
Verwendung zusätzlicher Teilzeitintervalle mit niedrigen Gewichtungen erhöht, wobei
sich die Gewichtungen der zusätzlichen Teilzeitintervalle von den Gewichtungen der
ersten Teilzeitintervalle mit niedrigen Gewichtungen unterscheiden. Dadurch wird eine
Verbesserung der Grauwertauflösung beim Vorliegen dunkler Bilder erreicht. Nachteilig
bei diesem Verfahren ist, dass bei handelsüblichen Plasmadisplays mit integrierter
Ansteuerung üblicherweise die Zuordnung der für die Darstellung eines bestimmten Grauwertes
zu adressierenden Teilzeitintervalle in der nicht zugänglichen Ansteuerschaltung fest
vorgegeben, d. h. nicht veränderbar ist.
[0013] Farbplasmadisplays weisen darüber hinaus eine Regelung zur Kontrolle der Leistungsaufnahme
auf. Aufgabe dieser Regelung ist es, das Display vor Zerstörung durch Überhitzung
zu schützen. Dazu ist es im Zusammenhang mit Plasmadisplays bekannt, die Leistungsaufnahme
entweder durch die Messung des Sustainer-Stroms oder durch die Auswertung der Helligkeit
eines darzustellenden Bildes zu erfassen. Im letztgenannten Fall wird aus dem erfaßten
Helligkeitswert für jedes der Teilzeitintervalle des darzustellenden Bildes eine maximal
zulässige Leuchtdauer abgeleitet und bei einer Veränderung des erfaßten Helligkeitswertes
die maximal zulässige Leuchtdauer für jedes der Teilzeitintervalle verändert. Diese
Veränderung erfolgt derart, dass bei erfaßtem dunklen Bildinhalt bzw. geringem Helligkeitswert
die maximal zulässige Leuchtdauer in jedem der Teilzeitintervalle gewählt wird. Ergibt
hingegen die Helligkeitserfassung des darzustellenden Bildes, dass ein insgesamt heller
Bildinhalt vorliegt, wird die maximal zulässige Leuchtdauer für jedes der Teilzeitintervalle
um eine Zeitdauer verringert. Die Reduzierung der Leuchtdauer folgt dabei - in Abhängigkeit
von der integralen Helligkeit des darzustellenden Bildes - einer Funktion, die eine
Begrenzung der Leistung am oberen zulässigen Wert erreicht.
[0014] Unabhängig davon ob die Messgröße für die Leistung der Sustainer-Strom oder die integrale
Helligkeit des darzustellenden Bildes ist, erfolgt die Regelung dadurch, dass die
Anzahl der Sustainer-Pulse pro Teilzeitinterval reduziert wird um die Leistungsbegrenzung
am oberen Grenzwert zu realisieren. Die Reduktion der Anzahl der Sustainer-Pulse pro
Teilzeitintervall erfolgt dabei proportional zur Dauer eines Teilzeitintervalles
[0015] Der große Nachteil dieser Vorgehensweise besteht darin, dass bei großer Helligkeit
des darzustellenden Bildes die Zeitdauer für die Darstellung heller Bildbestandteile
reduziert ist, weiß wird dann grau. Bei geringer Helligkeit eines darzustellenden
Bildes werden dann im Gegenzug dunkelgraue Bildbestandteile hellgrau dargestellt.
Besonders unangenehm wirkt sich dies im Bildeindruck aus, wenn die Helligkeit über
die gesamte Bildfläche niedrig ist, weil dann die Helligkeitsübergänge zwischen den
einzelnen Graustufen sehr groß sind. Für den Bildeindruck bedeutet dies, dass die
Schrittweite zwischen zwei Helligkeitspegeln sehr groß ist. Bilder mit geringer Helligkeit
über die gesamte Bildfläche erscheinen zu hell.
[0016] Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde,
einen Weg aufzuzeigen, wie bei einer pulsbreitengesteuerten Bildanzeigevorrichtung
die Grauwertdarstellung unter Vermeidung der aus dem Stand der Technik bekannten Nachteile
verbessert werden kann.
[0017] Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren gelöst, dessen Merkmale im Anspruch 1 angegeben
sind bzw. durch eine Vorrichtung mit den im Anspruch 15 angegebenen Merkmalen
[0018] Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den
abhangigen Ansprüchen.
[0019] Durch das Verfahren nach Anspruch 1 lasst sich erreichen, dass bei relativ dunklen
Bildern, ohne prägnante helle Flachen, die Schrittweite zwischen den Helligkeitspegeln
zweier aufeinander folgender Graustufen reduziert wird, wodurch sich für solche Bildinhalte
eine optimierte Darstellung ergibt, ohne dass damit eine Beeinträchtigung der Darstellung
dunkler Bilder mit hellen Flächen einher geht.
[0020] Mittels der in den Ansprüchen 2 bis 5 angegebenen Analysemöglichkeiten des darzustellenden
Bildes wird der für die Bildanalyse notwendige apparative Aufwand in vertretbaren
Grenzen gehalten Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen ergeben
sich aus den Merkmalen der Ansprüche 6 bis 10
[0021] Durch die Analyse über mehrere zeitlich aufeinander folgende Bilder gemäß Anspruch
11 lässt sich erreichen, dass beim Auftreten von sprunghaften Änderungen des Bildinhaltes
die Anpassung stufenweise erfolgt, wodurch ein angenehmer Bildeindruck entsteht. Besonders
vorteilhafte Weiterbildungen dazu sind durch die Merkmale nach den Ansprüchen 12 und
13 gegeben.
[0022] Mit der Schaltungsanordnung nach Anspruch 15 lässt sich auf einfache Weise einen
Verbesserung der Darstellung dunkler Bilder ohne prägnante helle Flächen erreichen,
weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Schaltungsanordnung sind in den Ansprüchen
16 und 17 gekennzeichnet.
[0023] Weitere vorteilhafte Eigenschaften der Erfindung ergeben sich aus der Erläuterung
eines Ausführungsbeispiels anhand der Figuren.
[0024] Es zeigt:
- Figur 1
- ein Blockschaltbild eines Fernsehempfängers mit einer pulsbreitengesteuerten Plasmadisplayanzeige;
- Figur 2 und 2a
- beispielhafte Diagramme zur Erläuterung der Erfindung und
- Figur 3 bis 4c
- weitere beispielhafte Diagramme zur Erläuterung der Erfindung
[0025] Das Erfindungsgemäße Verfahren bzw. die Anordnung werden im Folgenden in Verbindung
mit einem Fernsehempfänger beschrieben, ohne darauf beschränkt zu sein. Sie können
vielmehr in jeder Applikation zur Anwendung kommen die sich einer pulsbreitengesteuerten
Plasmadisplayanzeige bedient und Bildsignale zur Anzeige bringt, wie z. B Datenmonitore
oder Videomonitore mit entsprechenden Plasmadisplayanzeigen.
[0026] Die Figur 1 zeigt ein Blockschaltbild eines Fernsehempfängers mit einer pulsbreitengesteuerten
Plasmadisplayanzeige. Der Fernsehempfänger 1, 2 weist ein Fernsehsignalverarbeitungsteil
1 und ein Bildverarbeitungsteil 2 auf. Der Fernsehsignalverarbeitungsteil 1 verfügt
über einen ersten Eingang 17, dem die Signale einer Antenneneinrichtung 19 zugeführt
werden. Die Signale des Eingangs 17 werden an eine Hochfrequenz- und Zwischenfrequenz-Verarbeitungseinheit
4 sowie eine Audiosignalverarbeitungseinheit 3 weitergeleitet. Am Ausgang der Hochfrequenz-
und Zwischenfrequenz-Verarbeitungseinheit 4 liegt ein FBAS-Signal vor, welches einem
Analog-/Digitalwandler 5 zugeführt wird. Die Einspeisung eines externen FBAS-Signals
ist über einen zweiten Signaleingang 20 möglich, andere Signale, z. B. RGB, Y/C, YUV
etc. (nicht dargestellt) können natürlich an entsprechenden Stellen gegebenenfalls
über Zusatzschaltungen in die Schaltung eingespeist werden. Das Ausgangssignal des
Analog-/Digitalwandlers 5 wird anschließend zu einer sogenannten Feature-Box 6 geleitet.
Die Feature-Box 6 führt bestimmte Funktionen wie Demodulation des FBAS-Signals, Standbild,
Zoom, Formatanpassung, Bildschärfeoptimierung, Bild-in-Bild, etc. durch. Die so entstehenden
digitalen Komponenten Y, U, V eines Bildsignals 21 werden an eine digitale Matrixeinheit
8 des Bildverarbeitungsteils 2 weitergeleitet. Die Feature-Box 6 dient darüber hinaus
der Wandlung des Zeilensprungsignals in ein zeilensprungfreies Signal und der notwendigen
Anpassung der Signale an den Bildschirm 14 durch Zeileninterpolation Dies erfolgt
mit Hilfe der Synchronisationssignale 23, 24 zur Vertikal- und Horizontalsynchronisation.
[0027] Die digitale Matrixeinheit 8 weist darüber hinaus einen Anschluß 27 zur Zuführung
eines über einen externen Signaleingang 18 zugeführten VGA-Signals auf, welches mittels
eines Analog-/Digitalwandlers 25 in ein digitales Signal umgewandelt wird. Am Ausgang
der digitalen Matrixeinheit 8 liegt ein RGB-Signal 22 vor, mit welchem ein Pulsbreitenmodulator
10 angesteuert wird. Der zwischen der digitalen Matrixeinheit 8 und dem Pulsbreitenmodulator
angeordnete Bildanalysator 34 und seine Funktionsweise wird weiter unten eingehend
beschrieben.
[0028] Aus dem RGB-Signal 22 erzeugt der Pulsbreitenmodulator 10 die Ansteuersignale 26
für einen Adresstreiber 11. Für diese Signalerzeugung ist mit dem Pulsbreitenmodulator
10 ein Speicher 9 gekoppelt. Der Pulsbreitenmodulator 10 weist eine Teilzeitintervallgewichtungseinheit
auf, die zur Gewichtung der Teilzeitintervalle dient, d. h. zur Festlegung von deren
Reihenfolge und Dauer Die Adresstreibereinrichtung 11 steuert zeilenweise die einzelnen
Spalten des Plasmabildschirms 14 an. Die zugehörige Zeitensteuerung erfolgt mit Hilfe
der Zeitensteuereinrichtung 13, die den Beginn der Teilzeitintervalle und die Zeiten
für die Adressier- und Aktivierungsphase festlegt. Hierzu dient die in der Zeitensteuerung
enthaltene Teilzeitintervallzeilensteuereinrichtung. Die Zeitensteuereinrichtung 13
ist mit einem Horizontaltreiber 12 verbunden. Dieser Horizontaltreiber 12 ist während
der Aktivierungsphasen aktiv. Die Spannungsversorgung erfolgt mit Hilfe eines Netzteils
7.
[0029] Während die Funktionsweise und der Aufbau des Fernsehsignalverarbeitungsteils 1 im
wesentlichen dem eines konventionellen Fernsehempfängers mit Bildröhre entspricht,
ist der Aufbau des Bildverarbeitungsteils 2 grundverschieden. Der Hauptgrund hierfur
liegt vor allem dann, dass die Plasmaanzeigeeinrichtung 14 einen digitalen Zusammenhang
zwischen der Eingangsgröße und der Leuchtdichte aufweist Es existieren somit lediglich
zwei Zustände: eingeschaltet oder ausgeschaltet. Um dennoch eine große Palette von
verschiedenen Zwischengraustufen erzielen zu konnen, wird bei dem in Figur 1 dargestellten
Bildverarbeitungsteil 2 zur Bilddarstellung ein digitales Zeitmultiplexverfahren verwendet.
Bei diesem werden die RGB-Signale 22 in mehrere Teilzeitintervalle unterschiedlicher
Dauer zerlegt, d. h in Teilzeitintervalle unterschiedlicher Gewichtung.
[0030] Dies erfolgt mit Hilfe des Pulsbreitenmodulators 10, sowie der den Pulsbreitenmodulator
ansteuernden weiteren Einheiten, wie der Zeitensteuereinrichtung 13 und eines Speichers
9. Durch die Trägheit des menschlichen Auges erscheinen auf der Plasmaanzeigeeinrichtung
14 nicht mehr einzelne Bildwechsel, sondern ein Grauwert, der von der mittleren Aktivierungsdauer
abhängt. Ist diese Dauer in den Teilzeitintervallen gewichtet, dann können mit wenigen
Teilzeitintervallen viele Graustufen dargestellt werden. Bei einer binären Gewichtung
(1,2,4,8,...) können zwei potenziert mit der Anzahl der Teilzeitintervalle Graustufen
dargestellt werden. Um möglichst viele Graustufen darstellen zu können, ist es somit
wünschenswert, möglichst viele Teilzeitintervalle zu verwenden, was allerdings aufgrund
technologischer Randbedingungen nicht möglich ist. Der Pulsbreitenmodulator 10 bestimmt
durch eine Zuordnung, die von seinem Eingangssignalpegel abhängig ist, für jeden Bildpunkt
des darzustellenden Bildes die Reihenfolge und Aktivierung der einzelnen Teilzeitintervalle.
Im Falle einer binären Gewichtung sieht diese Zuordnung derart aus, dass dem digital
höchstgewichteten Bit das längste Teilzeitintervall, dem zweithöchstgewichteten Bit
das zweitlängste Teilzeitintervall, usw., zugewiesen wird.
[0031] In Figur 2 ist eine beispielhafte Abfolge solcher Teilzeitintervalle, wie sie während
eines Vollbildes stattfindet, dargestellt. Die Zeit für die Darstellung eines Vollbildes
beträgt 20 Millisekunden und ist in acht Teilzeitintervalle, die auch als Subfields
(SF1 bis SF 8) bezeichnet werden, unterteilt. Die Subfields oder Teilzeitintervalle
sind binär gewichtet, wie dies bereits vorstehend ausgeführt ist. Mit einer derartigen
Gewichtung lassen sich von "Schwarz" (minimale Helligkeit) bis "Weiß" (maximale Helligkeit)
insgesamt 256 Graustufen darstellen.
[0032] Die einzelnen Teilzeitintervalle gliedern sich dabei, wie beispielhaft am Subfield
SF 6 gezeigt, in eine Adressierungsphase 28 und eine Sustain-Phase 29. Wahrend der
Adressierungsphase 28 werden alle Bildpunkte der Plasmaanzeigeeinrichtung 14 adressiert,
die in dem Subfield SF 6 aufleuchten sollen Die Adressierung der einzelnen Bildpunkte
erfolgt dabei auf die bereits vorstehend beschriebene Weise. Während der sich an die
Adressierungsphase 28 anschließenden eigentlichen Aktivierung des Displays in der
Sustain-Phase 29 werden mittels eines Sustain-Puls-Generators 31, der in dem in Fig.
1 dargestellten Horizontal-Treiber 12 enthalten ist, eine für das Subfield - im vorliegenden
Beispiel dem Subfield SF 6 - spezifische Anzahl von Sustain-Pulsen erzeugt. Diese
Sustain-Pulse verursachen dann eine entsprechende Lichtemission derjenigen Bildpunkte,
die während dieses Subfields SF 6 adressiert waren.
[0033] Um die Plasmaanzeigeeinrichtung 14 vor Überhitzung zu schützen, ist in dem Horizontaltreiber
12 ein Videopegelintegrator 30 enthalten, der aus dem RGB-Signal 22 das Integral des
Vollbildes erzeugt und mit einem dem Integral des Vollbildes entsprechenden Signal
einen Sustain-Puls-Begrenzer 32 beaufschlagt, derart, dass dieser auf den Sustain-Puls-Generator
31 dann begrenzend einwirkt, wenn das vom Videopegelintegrator 30 an den Sustain-Puls-Begrenzer
32 gelieferte Signal einen vorgegebenen Wert überschreitet. Die Begrenzung der Sustain-Pulse
erfolgt dabei in der Weise, dass wie in Figur 2a beispielhaft gezeigt, die Zahl der
Sustain-Pulse 29 in jedem Subfield, gegenüber der maximalen Anzahl von Sustain-Pulsen,
um einen vorgegebenen Prozentsatz reduziert wird. Durch diese Maßnahme ändert sich
zwar die Gewichtung der Teilzeitintervalle oder Subfields untereinander nicht, so
dass die Anzahl der darstellbaren Grauwerte gleich bleibt, es wird aber insgesamt
eine Reduzierung der Leuchtdichte der Plasmaanzeigeeinrichtung 14 bewirkt, und zwar
gleichmäßig über alle darstellbaren Grauwerte
[0034] Die sich aus der vorstehend beschriebenen Vorgehensweise ergebenden Konsequenzen
für die Grauwertdarstellung werden nachfolgend in Verbindung mit den Figuren 3 und
3a näher erläutert
[0035] Unter der Annahme, dass ein verhältnismaßig dunkles Bild auf der Plasmaanzeigeeinrichtung
14 vorliegt, ist in Fig. 3 eine Grauskala 33 dargestellt, die den Bereich minimale
Leuchtdichte bis maximale Leuchtdichte umfaßt Zur Vereinfachung sei im Folgenden angenommen,
dass der Bereich minimale Leuchtdichte bis maximale Leuchtdichte durch 12 diskrete
Grauwerte G1 bis G12 dargestellt werden kann. Liegt nun ein vergleichsweise dunkleres
Bild vor, führt dies dazu, dass der tatsächlich im Bild dargestellte Graubereich 35
nur noch die Graustufen G 1 bis G 9 umfaßt. Die Konsequenz daraus ist, dass die Schrittweite
zwischen den einzelnen diskreten Helligkeitswerten G 1, G 2 usw. verhältnismäßig groß
ist, was wiederum dazu führt, dass die Grauübergänge sehr stufig sind. Liegt dagegen
ein sehr helles Bild vor, wird, wie in Figur 3a dargestellt, die vorstehend beschriebene
Leistungsbegrenzung für die Plasmaanzeigeeinrichtung 14 aktiv. Dadurch wird die auftretende
Leuchtdichte gleichmäßig reduziert, so das weiße Flächen grau erscheinen, die Anzahl
der darstellbaren Graustufen bleibt dabei aber unverändert, d. h. es sind weiterhin
12 diskreten Graustufen G1 bis G12 darstellbar, jedoch sind die Helligkeitswerte in
Richtung "Schwarz" verschoben. Dieser Effekt wird bewußt in Kauf genommen um kleine
weiße Flächen in einem insgesamt eher dunkleren Bild brillant weiß erscheinen zu lassen
[0036] Um nun insgesamt die Grauwertdarstellung zu verbessern, insbesondere bei solchen
Bildern die verhältnismaßig dunkel sind, und darüber hinaus keine brillant darzustellenden
hellen Flächen beinhalten, wird gemäß der Darstellung in Fig. 1 ein Bildanalysator
34 eingesetzt, der aus dem RGB-Signal 22 und dem Horizontalsynchronisationsignal 23
bzw. dem Vertikalsynchronisationsignal 24 ein darzustellendes Vollbild dahingehend
analysiert, ob in dem Bild weiße Flächen auftauchen, die oberhalb einer vorgegebenen
Flächenausdehnung liegen und ob das darzustellende Bild in seiner integralen Helligkeit
und/oder in seinem maximalen Helligkeitswert bestimmten vorgegebenen Werten entspricht.
In Abhängigkeit von der vorstehend beschriebenen Bildanalyse im Bildanalysator 34
erzeugt dieser ein Ausgangssignal, mit dem er den Sustain-Puls-Begrenzer 32 dahingehend
beaufschlagt, dass dieser über den Sustain-Puls-Generator 31 die Anzahl der Sustain-Pulse
pro Teilzeitintervall oder Subfield eines Vollbildes reduziert. Die Reduzierung der
Sustain-Pulse pro Subfield geschieht dabei z. B prozentual zur maximalen Anzahl der
innerhalb eines Subfields auftretenden Sustain-Pulse. Das im Bildanalysator 34 analysierte
RGB-Signal eines Vollbild wird dann zur Darstellung auf den Eingang des Pulsbreitenmodulators
10 gegeben und mit der vorstehend beschriebenen Sustain-Puls-Korrektur auf der Plasmaanzeigeeinrichtung
14 zur Anzeige gebracht.
[0037] Mit dieser Vorgehensweise lässt sich, wie in Fig. 4 gezeigt, erreichen, dass alle
darstellbaren Grauwerte G1 bis G12 in Richtung Schwarz vorschoben werden, so dass
sich auch der im Bild tatsächlich dargestellte Graubereich 35, also die Grauwerte
G1 bis G9 in Richtung Schwarz verschieben. In Folge davon wird die Schrittweite zwischen
zwei aufeinanderfolgenden Grauwerten z. B. G1 und G2 geringer und das Bild insgesamt
dunkler.
[0038] Wie in Fig. 4a dargestellt verstärkt sich der beschriebene Effekt, wenn der im Bild
tatsächlich dargestellte Graubereich 35 nur noch bis zum Grauwert G6 reicht, sich
also noch weiter in Richtung dunkel verschiebt, die Schrittweite zwischen zwei Grauwerten
z. B. G 1 und G2 wird dann noch kleiner.
[0039] Treten nun, wie dies in Fig. 4b beispielhaft dargestellt ist, in einem dunkeln Bild,
das einen Graubereich 35 umfasst, der bis zum Grauwert G6 reicht, kleine helle Flächen
36 auf, so erfaßt dies der Bildanalysator 34 und erhöht über den Sustain-Puls-Begrenzer
32 und den Sustain-Puls-Generator 31 die Anzahl der Sustain-Pulse pro Teilzeitintervall
oder Subfield z. B. für alle Subfields innerhalb dieses Vollbildes prozentual, so
dass für die Darstellung der hellen Bereiche 36 ein hellerer Grauwert G 12 zur Verfügung
steht
[0040] Werden, wie in Fig 4c dargestellt, die hellen, insbesondere weißen Flächen 37 relativ
zur Bildschirmflache großer, ergibt sich die Notwendigkeit, den maximal darstellbaren
Grauwert G 12 auf die maximale Leuchtdichte zu legen, um eine brillantere Darstellung
der hellen Flachen 37 zu erreichen Hier vergrößert sich natürlich wieder die Schrittweite
zwischen zwei aufeinander folgenden Grauwerten z. B. G 1 und G 2, dies wird aber,
wie bereits ausgeführt, zugunsten einer besseren Darstellung der hellen Bereiche in
Kauf genommen.
[0041] Steigt der Anteil der hellen bzw. weißen Bereiche noch weiter an, tritt die übergeordnete
Leistungsbegrenzung in Kraft, die bereits oben in Verbindung mit Fig. 1 und Fig. 2
beschreiben wurde
[0042] Der in Verbindung mit Fig. 1 beschriebene Bildanalysator 34 bietet die Möglichkeit,
das darzustellende Bild nach allen möglichen Kritenen zu analysieren und in Abhängigkeit
vom Analyseergebnis den Sustain-Puls-Begrenzer 32 so zu beaufschlagen, dass dieser
wiederum über den Sustain-Puls-Generator 31 die Anzahl des Sustain-Pulse pro Teilzeitintervall
oder Subfield für innerhalb des analysierten Vollbildes auftretende Teilzeitintervalle
oder Subfields so zu begrenzen, dass ein Verbesserung in der Grauwertdarstellung dunkler
Bilder erreicht wird, ohne gleichzeitig die Darstellung heller Flächen zu beeinträchtigen.
[0043] Wir bereits angedeutet, besteht mit dem Bildanalysator 34 die Möglichkeit, das darzustellende
Bild hinsichtlich des Vorhandenseins heller Bildflächen, des Helligkeitswertens solcher
heller Bildflächen, der Flächenausdehnung derartiger heller Bildflächen, des maximal
auftretenden Helligkeitswertens außerhalb dieser hellen Bildflächen und des integralen
Helligkeitswertens des Bildes zu untersuchen. Weitere Untersuchungsmöglichkeiten sind
selbstverständlich möglich. Gleichgültig ob nun alle oder nur ein Teil der vorstehen
angesprochen Auswertemöglichkeiten herangezogen werden, wird man im Bildanalysator
34 oder mit dem Bildanalysator 34 in Wirkverbindung stehend, einen Speicher vorsehen,
in dem hinsichtlich der Bildanalyse Referenzwerte gespeichert sind, die mit den Werten
verglichen werden, die der Bildanalysator 34 aus der Bildanalyse gewinnt, wobei den
Referenzwerten dann wiederum Steuerwerte zugeordnet sind, mit denen der Bildanalysator
34 den Sustain-Puls-Begrenzer 32 beaufschlagt, um über diesen und den Sustain-Puls-Generator
31 die gewünschte Anzahl von Sustain-Pulsen innerhalb der Teilzeitintervalle oder
Subfields eines Vollbildes zu erzeugen.
[0044] Die vorstehend in Verbindung mit den Figuren 1 bis 4c beschriebene Beispielhafte
Ausgestaltung des erfindungsgemaßen Verfahrens bzw. der erfindungsgemäßen Anordnung
kann selbstverständlich durch dem Fachmann zugängliche Maßnahmen ergänzt und erweitert
werden. So ist es beispielsweise in Verbindung mit der Anordnung aus Fig. 1 ohne weiteres
vorstellbar, denn Bildanalysator 34 in die Feature-Box 6 zu integneren, da es zur
Bildanalyse nicht zwingend erforderlich ist, das RGB-Signal 22 zu verwenden.
[0045] Selbstverständlich hat man sich das vorstehend zur Vereinfachung in Verbindung mit
einer Grauwertdarstellung beschriebene Verfahren auf die drei in einem Videobild verwendeten
Grundfarben Rot, Grün, Blau angewandt vorzustellen, an der prinzipiellen Funktionsweise
ändert sich dadurch nichts.
[0046] Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung besteht darin, die Analyse von mehreren
aufeinanderfolgenden Bildern im Sinne einer zeitlichen Filterung durchzuführen. Dadurch
lässt sich z. B. erreichen, dass Helligkeitssprünge in aufeinanderfolgenden Bildern
nicht zu einer abrupten Umschaltung der Anzahl der erzeugten Sustain-Pulse führen,
sondern zu einer stufenweise Anpassung im Sinne einer Übergangsfunktion
1. Verfahren zur Verbesserung der Grauwertdarstellung bei pulsbreitengesteuerten Bildanzeigevorrichtung,
bei welchen das für eine Bilddarstellung zur Verfügung stehende Zeitintervall in aufeinanderfolgende
unterschiedlich gewichtete Teilzeitintervalle aufgeteilt wird und die den Bildpunkten
des darzustellenden Bildes zugehörigen Helligkeitssignale durch Umwandlung in den
Teilzeitintervallen zugeordnete Aktivierungssequenzen erzeugt werden, wobei die Aktivierungssequenzen
aus jeweils vorgegebenen Anzahlen von Sustain-Pulsen bestehen und die Anzahl der Sustain-Pulse
für alle Aktivierungssequenzen die innerhalb eines Zeitintervalls für die Darstellung
eines Bildes liegen, veränderbar ist,
dadurch gekennzeichnet, dass
in einer Analyse des darzustellenden Bildes die Bildhelligkeitsverhältnisse des darzustellenden
Bildes erfasst werden, wobei in der Bildanalyse erkannt wird, wenn Bilder mit überwiegend
dunklen Bildpartien ohne größere helle Bildflächen dargestellt werden sollen und dann
in Abhängigkeit von den ermittelten Bildhelligkeitsverhältnissen ein Signal erzeugt
wird, das die Anzahl der Sustain-Pulse für Aktivierungssequenzen, die innerhalb des
Zeitintervalls für die Darstellung des Bildes liegen, um einen den ermittelten Bildhelligkeitsverhältnissen
zugeordneten Grad verändert.
2. Verfahren nach Anspruches 1
dadurch gekennzeichnet, dass
in einer Analyse des darzustellenden Bildes die maximal auftretende Helligkeit ermittelt
wird und in Abhängigkeit von der jeweils gefundenen Helligkeit die Anzahl der Sustain-Pulse
für Aktivierungssequenzen die innerhalb eines Zeitintervalls für die Darstellung eines
Bildes liegen, um einen der Helligkeit zugeordneten Grad verändert wird
3. Verfahren nach Anspruches 1
dadurch gekennzeichnet, dass
in einer Analyse des darzustellenden Bildes ermittelt wird, ob im darzustellenden
Bild Flächen vorhanden sind, deren Helligkeit und deren Flächenausdehnung innerhalb
vorgegebener Wertebereiche liegen und dass in Abhängigkeit von den jeweils gefundenen
Wertebereichspaaren die Anzahl der Sustain-Pulse für Aktivierungssequenzen die innerhalb
eines Zeitintervalls für die Darstellung eines Bildes liegen, um einen den Wertebereichspaaren
zugeordneten Grad verändert wird
4. Verfahren nach Anspruches 1
dadurch gekennzeichnet, dass
in einer Analyse des darzustellenden Bildes die maximal auftretende Helligkeit ermittelt
wird und dass bei Unterschreiten eines vorgegebenen maximalen Helligkeitswertes in
Abhängigkeit vom der jeweils gefundenen Helligkeit die Anzahl der Sustain-Pulse für
Aktivierungssequenzen die innerhalb eines Zeitintervalls für die Darstellung eines
Bildes liegen, um einen der Helligkeit zugeordneten Grad verändert wird und dass bei
Überschreiten des vorgegebenen maximalen Helligkeitswertes in einer Analyse des darzustellenden
Bildes ermittelt wird, ob im darzustellenden Bild zusammenhängende Flächen vorhanden
sind deren Helligkeit und deren Flächenausdehnung innerhalb vorgegebener Wertebereiche
liegen und dass in Abhängigkeit von den jeweils gefundenen Wertebereichspaaren die
Anzahl der Sustain-Pulse für Aktivierungssequenzen die innerhalb eines Zeitintervalls
für die Darstellung eines Bildes liegen, um einen den Wertebereichspaaren zugeordneten
Grad verändert wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 oder 3 oder 4,
dadurch gekennzeichnet, dass
zusätzlich die integrale Helligkeit des darzustellenden Bildes ermittelt und mit dem
größten im darzustellenden Bild auftretenden einzelnen Helligkeitswert oder dem Helligkeitswert
der hellsten im darzustellenden Bild auftretenden Fläche verglichen wird und der Helligkeitsunterschied
Wertebereichen zugeordnet wird denen wiederum Veranderungsgrade zugeordnet sind und
dass in Abhängigkeit von dem Wertebereich in dem der Helligkeitsunterschied liegt,
die Anzahl der bereits ermittelten Sustain-Pulse um einen diesem Wertebereich zugeordneten
Grad verändert wird
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Veränderung der Anzahl der Sustain-Pulse ausgehend von einer maximalen Anzahl
durch Verringerung erfolgt.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Veränderung der Anzahl der Sustain-Pulse für alle Aktivierungssequenzen die innerhalb
des Zeitintervalls für die Darstellung des Bildes liegen, einer vorgegebenen Funktion
folgt, derart, dass die Funktion für jedes Teilzeitintervall den Grad der Veränderung
angibt
8. Verfahren nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Funktion eine lineare Funktion ist.
9. Verfahren nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Funktion eine logarithmische Funktion ist
10. Verfahren nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Funktion eine empirisch ermittelte Funktion ist
11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Anspruche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Analyse von mehreren aufeinanderfolgenden Bildern im Sinne einer zeitlichen Filterung
durchgeführt wird und dass bei sprunghaften Anderungen in aufeinanderfolgenden Bildern
die Veränderung der Anzahl der erzeugten Sustain-Pulse stufenweise erfolgt
12. Verfahren nach Anspruch 11,
dadurch gekennzeichnet, dass
die stufenweise Veränderung der Anzahl der erzeugten Sustain-Pulse einer vorgegebenen
Übergangsfunktion folgt
13. Verfahren nach Anspruch 12,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Verlauf der Übergangsfunktion von der Art der sprunghaften Änderung abhängt.
14. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
es sich bei der pulsbreitengesteuerten Bildanzeigevorrichtung um eine konfektionierte,
die Ansteuerschaltungen bereits beinhaltende Bildanzeigevorrichtung handelt.
15. Vorrichtung zur Verbesserung der Grauwertdarstellung bei einer konfektionierten pulsbreitengesteuerten
Bildanzeigevorrichtung, mit
- Ansteuermitteln (9 - 13) zur Aufteilung des für eine Bilddarstellung zur Verfugung
stehenden Zeitintervalls in aufeinanderfolgende gewichtete Teilzeitintervalle und
zur Erzeugung von Helligkeitssignalen, welche den Bildpunkten des darzustellenden
Bildes zugehörigen sind, die Ansteuermitteln (9 - 13) eine Umwandlung der den Zeitintervallen
zugeordnete Aktivierungssequenzen vornehmen, wobei die Aktivierungssequenzen aus jeweils
vorgegebenen Anzahlen von Sustain-Pulsen bestehen die von einem Sustain-Puls-Generator
(31) erzeugt werden der einen von extern beaufschlagbaren Eingang aufweist und über
diesen Eingang die Anzahl der Sustain-Pulse für Aktivierungssequenzen, die innerhalb
eines Zeitintervalls für die Darstellung eines Bildes liegen, veränderbar ist,
- mit einem Bildanalysator (34) zur Erfassung der Bildhelligkeitsverhältnisse des
darzustellenden Bildes, wobei der Bildanalysator (34) erkennt, ob Bilder mit überwiegend
dunklen Bildpartien ohne größere helle Bildflächen dargestellt werden sollen und dann
in Abhängigkeit von ermittelten Bildparametern ein Ausgangssignal erzeugt,
- mit einem Sustain-Puls-Begrenzer (32) der über seinen Eingang vom Bildanalysator
(34) mit Signalen beaufschlagbar ist, derart, dass der Sustain-Puls-Begrenzer ein
Signal an den Sustain-Puls-Generator (31) abgibt, so dass dieser die Anzahl der Sustain-Pulse
für Aktivierungssequenzen die innerhalb des Zeitintervalls für die Darstellung des
darzustellenden Bildes liegen, um einen durch das Signal vorgegebenen Grad verändert.
16. Vorrichtung nach Anspruch 15,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Bildanalysator über seine Eingänge mit dem Bildsignal (22) und Bildsynchronisationssignalen
(23, 24) eines darzustellenden Bildes beaufschlagt ist.
17. Vorrichtung nach Anspruch 16,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Bildsignal das RGB-Signal (22) und das Bildsynchronisationssignal das Horizontalsynschronisationssignal
(23) und das Vertikalsynchronisationssignal (24) ist