SMPDP动态图像质量提高算法的研究与实现

摘要

在大屏幕娱乐显示终端产品领域，目前的主流产品是等离子体显示屏和液晶。为了解决其制造工艺成本高、发光效率低等问题，国内东南大学提出了一种新型的荫罩式等离子体显示屏(SMPDP)。本文的研究重点是利用图像信号处理技术改进SMPDP的视频驱动方法，主要针对图像残像、图像锐度和动态失真三个方面提高SMPDP的动态图像显示质量。 1.在分析SMPDP静止图像残像产生原因的基础上，根据短期残像和长期残像的不同特点，提出通过强化老炼预防短期残像和通过均一化整屏放电单元消除长期残像的方法。试验表明，本论文提出的方法可有效预防残像的产生。 2.在研究人眼视觉系统特征的基础上，针对人眼观看视频图像时会利用时域和空域的亮度信号积分来保持眼球的平滑跟随运动特点，根据ADS驱动方式的时序安排，利用软件对等离子体显示屏的动态图像质量降低现象进行了模拟：模拟结果与人眼观看动态图像感知效果基本一致。基于现有SMPDP视频显示系统，本论文设计实现了一种基于拉氏算子的图像锐化处理算法。应用该算法，在抑制噪音的情况下增强了视频图像细节，提高了视频图像显示质量。 3.对比分析了消除动态伪轮廓(DFC)的几类方法的特点，提出了一套易于实现的降低DFC算法。 软件模拟证明：本文设计的算法可以有效地降低DFC现象，提高动态图像显示质量。同时，基于FPGA设计实现了该算法的硬件结构。该硬件结构采用流水线模式，时间开销固定，可满足实时视频显示系统的要求。

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第一章绪论

1.1等离子体显示器概述

1.1.1 PDP发展历史

1.1.2 PDP的基本工作原理

1.1.3等离子体显示屏的典型结构

1.1.4寻址与显示分离(ADS)驱动方式

1.2等离子体显示屏存在的问题

1.3荫罩式等离子显示屏(SMPDP)结构和驱动方法

1.3.1 SMPDP技术的发展

1.3.2 SMPDP基本结构

1.3.3 SMPDP驱动方法

1.4课题主要工作及意义

第二章图像残像产生原因及消除方法研究实现

2.1 PDP图像残像现象及产生原因

2.2 PDP图像残像预防和消除方法

2.3 SMPDP图像残像的特点

2.4 SMPDP图像残像预防实现

第三章PDP动态图像质量降低原因的研究

3.1人眼视觉模型

3.1.1人眼视觉的产生和传输

3.1.2人眼视觉感知过程

3.1.3人眼视觉的空间特性

3.2图像与眼球转动

3.2.1人眼的两种运动方式

3.2.2显示屏上光点轨迹的形成

3.3 PDP中动态图像失真现象

3.4动态失真的软件模拟

3.4.1软件模型设计

3.4.2软件模型的应用

第四章PDP图像锐化算法的研究及实现

4.1锐化算法研究

4.1.1空间域锐度提升算法

4.1.2频率域锐度提升算法

4.1.3空间域滤波和频率域滤波的对应关系

4.2基于FPGA的图像处理的特点

4.2.1 FPGA结构特点

4.2.2基于FPGA图像处理硬件设计特点

4.3基于SMPDP系统提升方法

4.3.1算法设计

4.3.2仿真试验结果

4.3.3算法复杂度分析

4.4锐化算法硬件设计实现

4.4.1硬件数据流程

4.4.2各硬件模块功能

4.5算法设计过程中遇到的其它问题及解决

第五章PDP动态图像失真去除算法的研究及实现

5.1消除动态伪轮廓算法研究

5.1.1改进的二进制编码法

5.1.2非二进制编码法

5.1.3运动补偿法

5.2基于SMPDP系统动态图像失真去除算法

5.2.1算法设计

5.2.2仿真试验结果

5.2.3算法复杂度分析

5.3 MAC算法的硬件实现

5.3.1硬件数据流程

5.3.2各硬件模块功能

5.4算法设计过程中遇到的其它问题及解决

第六章结论

致谢

参考文献