為降低等離子體顯示器( PDP) 的尋址功耗，在分析PDP 尋址功耗和圖像信息在各子場分布特征的基礎(chǔ)上，根據(jù)人眼視覺在不同背景亮度下對圖像信息感知能力不同的特點(diǎn)，提出了子場數(shù)據(jù)自適應(yīng)優(yōu)化低功耗尋址方法。該方法在圖像質(zhì)量變化不影響視覺感知的情況下，根據(jù)圖像尋址功耗的預(yù)設(shè)目標(biāo)和實(shí)際值，自適應(yīng)選擇尋址功耗的優(yōu)化級別，通過減少低權(quán)重子場數(shù)據(jù)變化率來降低PDP 尋址功耗。該方法僅需對尋址數(shù)據(jù)的算法進(jìn)行優(yōu)化，無需改動硬件和驅(qū)動波形，在50 英寸WXGA 單掃PDP 模組上對IEC 標(biāo)準(zhǔn)動態(tài)視頻的尋址功耗進(jìn)行測試，結(jié)果表明，該方法可使IEC 標(biāo)準(zhǔn)動態(tài)視頻的尋址功耗平均降低8.17%，最大降低25.8 W。

　　近年來，隨著液晶顯示產(chǎn)業(yè)的迅速擴(kuò)張、新興平板顯示器件的不斷崛起，等離子體顯示器( PDP) 的市場競爭力受到嚴(yán)重挑戰(zhàn)，降低功耗和提高發(fā)光效率是增強(qiáng)PDP 市場競爭力的關(guān)鍵。

　　PDP 的功耗主要包括: 維持功耗、尋址功耗和全屏顯示黑時(shí)的靜態(tài)功耗。對于固定尺寸、分辨率和驅(qū)動方法的PDP，靜態(tài)功耗是常量。維持功耗的大小與圖像信號的平均強(qiáng)度成正比，在PDP 整機(jī)功耗中所占的比重最大，對其進(jìn)行的研究也比較多,其中Webber 和Warren提出的能量恢復(fù)電路(ERC) 由于結(jié)構(gòu)簡單、效果明顯，應(yīng)用最廣。尋址功耗的大小與尋址數(shù)據(jù)變化率成正比，在整機(jī)功耗中占的份額雖不如維持功耗大，但是對尋址芯片的性能、可靠性，以及PDP 成本等影響很大。與維持能量恢復(fù)電路相似，尋址能量恢復(fù)電路( AERCs) 也得到了廣泛應(yīng)用，但是由于尋址電極的工作頻率高、工作狀態(tài)又與顯示的圖像有關(guān)，比維持電極復(fù)雜得多，尋址能量恢復(fù)電路的工作效率相對較低，在顯示尋址數(shù)據(jù)變化率較高的復(fù)雜圖像時(shí)，尋址功耗仍然較大。因此，降低尋址功耗的主要方向是降低尋址數(shù)據(jù)變化率。IPS 法通過對各子場采取不同的隔行、逐行掃描方式來降低尋址數(shù)據(jù)變化率 ，該方法對具有明顯隔行特征的圖像非常有效，但對于不具有隔行特征的普通圖像來說，尋址功耗幾乎無法降低。AAERCs 法結(jié)合了IPS、ARECs 兩種方法的優(yōu)點(diǎn)，其工作模式在AERCs、IPS 和傳統(tǒng)尋址方式之間切換，對不同的圖像采取不同的尋址方式，可以使絕大多數(shù)圖像的尋址功耗得到降低。但該方法仍然不能解決尋址數(shù)據(jù)變化率較高且沒有明顯隔行特征的圖像尋址功耗偏高的問題。

　　當(dāng)PDP 的尋址功耗較小時(shí)，進(jìn)一步降低的意義不大，因此，應(yīng)重點(diǎn)研究如何降低尋址功耗較高，也就是尋址數(shù)據(jù)變化率較高圖像的尋址功耗，同時(shí)也不希望引起額外的成本代價(jià)。本文在分析PDP 尋址功耗和圖像信息在各子場分布的基礎(chǔ)上，根據(jù)視覺在不同亮度下對圖像信息感知能力不同的特點(diǎn),提出了子場數(shù)據(jù)自適應(yīng)優(yōu)化低功耗尋址方法。該方法根據(jù)尋址功耗的預(yù)設(shè)目標(biāo)和圖像的亮度分布，自適應(yīng)選擇子場數(shù)據(jù)優(yōu)化級別，降低尋址數(shù)據(jù)的變化率，從而使尋址功耗降低。

1、子場數(shù)據(jù)自適應(yīng)優(yōu)化方法

　　PDP 的尋址功耗是各子場圖像尋址功耗之和,各子場的尋址功耗與該子場尋址數(shù)據(jù)在列方向上的變化率，以及相鄰列之間尋址數(shù)據(jù)差在列方向上的變化率成正比，與圖像的平均強(qiáng)度無關(guān)。但尋址功耗在各子場的分布情況尚不清楚，圖像信息在各子場的分布及其對視覺感知的影響也需要研究，因此，首先要對尋址功耗和圖像信息在各子場的分布情況進(jìn)行研究。

1.1、尋址功耗在各子場的分布

　　為研究PDP 尋址功耗在各子場的分布，分別采用四種子場編碼方式實(shí)現(xiàn)256 灰度級，統(tǒng)計(jì)IEC 標(biāo)準(zhǔn)動態(tài)視頻中各子場尋址功耗的百分比，結(jié)果如圖1 所示。圖中的四種子場編碼分別為:A 編碼( 1-2-4-8-16-32-64-128) ; B 編碼( 1-2-3-5-8-13-26-42-65- 90) ; C 編碼( 1-2-4-7-11-16-22-30-40-53-69) ; D 編碼( 1-2-3-5-8-12-18-27-41-58-80) ，其中A、B、C 編碼的子場數(shù)不同，C、D 編碼子場數(shù)相同但子場權(quán)重不同。

　　由圖1 可以看出，隨著子場權(quán)重的增加，各子場的尋址功耗越來越低，且低權(quán)重子場( SFi ，i [ 4) 的尋址功耗顯著高于高權(quán)重子場( SFi ，i\5) 的尋址功耗。無論采用哪種子場編碼方式，雖然SF1 的子場權(quán)值只占總體的1/ 255，但卻產(chǎn)生了19.65% 以上的尋址功耗。SF1-SF2 的子場權(quán)值只占總體的3/ 255,卻產(chǎn)生至少34.42% 的尋址功耗。同樣，SF1-SF3 的子場權(quán)值只有6/ 255 或7/ 255，卻產(chǎn)生了49.71% 以上的尋址功耗。SF1-SF4 子場的子場權(quán)值雖然不超過15/ 255，但是卻產(chǎn)生了至少61.69% 的尋址功耗。對于SF5 以后的所有高權(quán)重子場，子場權(quán)值雖然占240/ 255 以上，產(chǎn)生的尋址功耗卻不到總尋址功耗的38.31% 。由此可以看出，PDP 的尋址功耗集中分布在低權(quán)重子場，而且這個(gè)分布規(guī)律與子場數(shù)、子場編碼等方式無關(guān)。

圖1 IEC 標(biāo)準(zhǔn)動態(tài)視頻在不同編碼方式下各子場的尋址功耗分布

結(jié)論

　　由于PDP 的尋址數(shù)據(jù)變化率和尋址功耗主要分布在低權(quán)重子場，根據(jù)視覺感知在圖像平均亮度較高的情況下，對低權(quán)重子場的圖像信息變化不敏感的特點(diǎn)，本文提出了子場數(shù)據(jù)自適應(yīng)優(yōu)化低功耗尋址方法。該方法在圖像質(zhì)量變化不影響視覺感知的條件下，根據(jù)尋址功耗的預(yù)設(shè)目標(biāo)和圖像的亮度分布，通過自適應(yīng)選擇子場數(shù)據(jù)優(yōu)化級別來降低尋址數(shù)據(jù)的變化率，從而使尋址功耗降低，在尋址功耗和圖像質(zhì)量之間取得平衡。在50 英寸WXGA 單掃PDP 模組上采用IEC 視頻測試，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該方法僅通過算法優(yōu)化尋址數(shù)據(jù)，不需改動硬件和驅(qū)動波形，尋址功耗最大可降低25.8W，平均降低8.17%。