PDP子场数据自适应优化低功耗寻址方法
为降低等离子体显示器( PDP) 的寻址功耗，在分析PDP 寻址功耗和图像信息在各子场分布特征的基础上，根据人眼视觉在不同背景亮度下对图像信息感知能力不同的特点，提出了子场数据自适应优化低功耗寻址方法。该方法在图像质量变化不影响视觉感知的情况下，根据图像寻址功耗的预设目标和实际值，自适应选择寻址功耗的优化级别，通过减少低权重子场数据变化率来降低PDP 寻址功耗。该方法仅需对寻址数据的算法进行优化，无需改动硬件和驱动波形，在50 英寸WXGA 单扫PDP 模组上对IEC 标准动态视频的寻址功耗进行测试，结果表明，该方法可使IEC 标准动态视频的寻址功耗平均降低8.17%，最大降低25.8 W。
近年来，随着液晶显示产业的迅速扩张、新兴平板显示器件的不断崛起，等离子体显示器( PDP) 的市场竞争力受到严重挑战，降低功耗和提高发光效率是增强PDP 市场竞争力的关键。
PDP 的功耗主要包括: 维持功耗、寻址功耗和全屏显示黑时的静态功耗。对于固定尺寸、分辨率和驱动方法的PDP，静态功耗是常量。维持功耗的大小与图像信号的平均强度成正比，在PDP 整机功耗中所占的比重最大，对其进行的研究也比较多,其中Webber 和Warren提出的能量恢复电路(ERC) 由于结构简单、效果明显，应用最广。寻址功耗的大小与寻址数据变化率成正比，在整机功耗中占的份额虽不如维持功耗大，但是对寻址芯片的性能、可靠性，以及PDP 成本等影响很大。与维持能量恢复电路相似，寻址能量恢复电路( AERCs) 也得到了广泛应用，但是由于寻址电极的工作频率高、工作状态又与显示的图像有关，比维持电极复杂得多，寻址能量恢复电路的工作效率相对较低，在显示寻址数据变化率较高的复杂图像时，寻址功耗仍然较大。因此，降低寻址功耗的主要方向是降低寻址数据变化率。IPS 法通过对各子场采取不同的隔行、逐行扫描方式来降低寻址数据变化率 ，该方法对具有明显隔行特征的图像非常有效，但对于不具有隔行特征的普通图像来说，寻址功耗几乎无法降低。AAERCs 法结合了IPS、ARECs 两种方法的优点，其工作模式在AERCs、IPS 和传统寻址方式之间切换，对不同的图像采取不同的寻址方式，可以使绝大多数图像的寻址功耗得到降低。但该方法仍然不能解决寻址数据变化率较高且没有明显隔行特征的图像寻址功耗偏高的问题。
当PDP 的寻址功耗较小时，进一步降低的意义不大，因此，应重点研究如何降低寻址功耗较高，也就是寻址数据变化率较高图像的寻址功耗，同时也不希望引起额外的成本代价。本文在分析PDP 寻址功耗和图像信息在各子场分布的基础上，根据视觉在不同亮度下对图像信息感知能力不同的特点,提出了子场数据自适应优化低功耗寻址方法。该方法根据寻址功耗的预设目标和图像的亮度分布，自适应选择子场数据优化级别，降低寻址数据的变化率，从而使寻址功耗降低。
1、子场数据自适应优化方法
PDP 的寻址功耗是各子场图像寻址功耗之和,各子场的寻址功耗与该子场寻址数据在列方向上的变化率，以及相邻列之间寻址数据差在列方向上的变化率成正比，与图像的平均强度无关。但寻址功耗在各子场的分布情况尚不清楚，图像信息在各子场的分布及其对视觉感知的影响也需要研究，因此，首先要对寻址功耗和图像信息在各子场的分布情况进行研究。
1.1、寻址功耗在各子场的分布
为研究PDP 寻址功耗在各子场的分布，分别采用四种子场编码方式实现256 灰度级，统计IEC 标准动态视频中各子场寻址功耗的百分比，结果如图1 所示。图中的四种子场编码分别为:A 编码( 1-2-4-8-16-32-64-128) ; B 编码( 1-2-3-5-8-13-26-42-65- 90) ; C 编码( 1-2-4-7-11-16-22-30-40-53-69) ; D 编码( 1-2-3-5-8-12-18-27-41-58-80) ，其中A、B、C 编码的子场数不同，C、D 编码子场数相同但子场权重不同。
由图1 可以看出，随着子场权重的增加，各子场的寻址功耗越来越低，且低权重子场( SFi ，i [ 4) 的寻址功耗显著高于高权重子场( SFi ，i\5) 的寻址功耗。无论采用哪种子场编码方式，虽然SF1 的子场权值只占总体的1/ 255，但却产生了19.65% 以上的寻址功耗。SF1-SF2 的子场权值只占总体的3/ 255,却产生至少34.42% 的寻址功耗。同样，SF1-SF3 的子场权值只有6/ 255 或7/ 255，却产生了49.71% 以上的寻址功耗。SF1-SF4 子场的子场权值虽然不超过15/ 255，但是却产生了至少61.69% 的寻址功耗。对于SF5 以后的所有高权重子场，子场权值虽然占240/ 255 以上，产生的寻址功耗却不到总寻址功耗的38.31% 。由此可以看出，PDP 的寻址功耗集中分布在低权重子场，而且这个分布规律与子场数、子场编码等方式无关。
图1 IEC 标准动态视频在不同编码方式下各子场的寻址功耗分布
结论
由于PDP 的寻址数据变化率和寻址功耗主要分布在低权重子场，根据视觉感知在图像平均亮度较高的情况下，对低权重子场的图像信息变化不敏感的特点，本文提出了子场数据自适应优化低功耗寻址方法。该方法在图像质量变化不影响视觉感知的条件下，根据寻址功耗的预设目标和图像的亮度分布，通过自适应选择子场数据优化级别来降低寻址数据的变化率，从而使寻址功耗降低，在寻址功耗和图像质量之间取得平衡。在50 英寸WXGA 单扫PDP 模组上采用IEC 视频测试，实验结果表明，该方法仅通过算法优化寻址数据，不需改动硬件和驱动波形，寻址功耗最大可降低25.8W，平均降低8.17%。
