平板显示器扫描模型与理论研究

摘要

高清晰度大屏幕平板显示产品是我国科学研究的优先主题和国民经济发展的重点领域之一，灰度是平板显示器显示效果的一个重要评定参数，目前平板显示器图像灰度扫描采用的是基于时间的广义脉宽调制方法。 随着超大屏幕、超大分辨率、超高灰度等级、显示超稳定等新一代要求的不断提高，还迫切需要对各种扫描方法进行统一分析与论证，从理论角度研究图像成像的过程与机理，从而推导出适合现有显示器件的新的扫描方法及其实现电路。为此，本文建立了扫描模型及其理论，在此基础上研究高灰度等级与高帧频的扫描方案，本文的主要工作和成果有： 1.探讨一般逻辑电路建立数学模型的可能性及其方法。建立了基于集合的状态集和基于矩阵的阵列工具，使用这两种数学工具可以分析电路的当前状态与时序变化等特征，并可用于辅助电路设计。 2.建立适用于各种扫描方法的扫描模型及其理论。在提出电路模型共性原则的基础上，使用状态集描述灰度、存贮与驱动等状态量及其相互关系，使用阵列工具描述图像集及其灰度成像过程，分析扫描的成像效果并提出各项性能指标，为扫描方法的优化与推导提供理论基础。 3.研究扫描的运算与特征扫描。在拓展阵列运算的基础上，研究扫描函数之间的相互关系，提出扫描的各种运算，建立扫描扩展关系图，指出任何一个扫描可以分解为一个特征扫描与若干扫描运算的组合，为扫描方法的组成与实现提供理论依据。 4.研究规则扫描及其高性能策略。研究基于开关驱动的规则扫描及其性质，提出实现规则扫描的4种策略并给出相应算式与性能分析，其中植入递推运算是实现高灰度与高帧频的最佳扫描方案。 5.研究扫描核与系统的电路实现。定义扫描核心模块的接口，设计了一系列扫描运算模块，可以简便地组合扫描核心模块并快速、可靠地构建扫描系统，并最终通过一个平板显示例子验证扫描系统的完整实现过程。

目录

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第一章绪论

1.1研究背景

1.1.1平板显示的发展和特点

1.1.2平板显示的视觉成像概述

1.1.3平板显示的电路结构概述

1.1.4平板显示的灰度成像方法概述

1.1.5相关数学基础概述

1.2研究内容及意义

1.3研究主要成果与创新点

1.4论文安排

第二章扫描模型与理论的建立

2.1逻辑电路的数学模型

2.1.1电路模型化概述

2.1.2状态集与状态值

2.1.3阵列概念与基本运算

2.2显示系统的数学模型

2.2.1扫描模型的建立原则

2.2.2显示系统的抽象电路结构

2.2.3关于灰度的描述

2.2.4关于存贮的描述

2.2.5关于驱动与单点扫描的描述

2.2.6单点扫描的阵列化

2.3扫描子系统的性能分析

2.3.1显示面板的抽象电路结构

2.3.2扫描系统的性能分析原则

2.3.3扫描函数的特征点分析

2.3.4扫描系统的性能指标定义

2.3.5扫描模型的建立

2.4扫描模型举例和性能比较

2.5小结

第三章扫描运算与特征扫描

3.1阵列的运算

3.1.1阵列的拼接运算

3.1.2阵列的变换运算

3.1.3阵列的扩展运算

3.2扫描的性质与运算

3.2.1扫描的等价定理

3.2.2扫描的拼接运算

3.2.3扫描的变换运算

3.2.4扫描的扩展运算

3.3扫描的类化与特征扫描

3.3.1扩展关系与类化关系

3.3.2扫描扩展关系图与特征扫描

3.4小结

第四章规则扫描及其搜索策略

4.1特殊扫描及其性质

4.1.1不带清零扫描

4.1.2逐像素扫描

4.1.3逐起始扫描

4.1.4按权值扫描

4.2规则扫描及其性质

4.3规则扫描的4种搜索策略

4.3.1直接搜索策略

4.3.2分形递推策略

4.3.3权值递推策略

4.3.4植入递推策略

4.4小结

第五章规则扫描的设计与实现

5.1规则扫描搜索与运算程序设计

5.1.1规则扫描搜索程序

5.1.2规则扫描运算程序

5.2阵列工具在电路设计中的运用

5.3.扫描核心模块的实现方案

5.3.1核心模块的信号定义与一般实现

5.3.2消隐拼接与逐行扩展运算的实现方案

5.3.3逐点扩展运算的实现方案

5.3.4植入递推运算的实现方案

5.3.5分形递推运算的实现方案

5.4全彩LED样屏扫描子系统设计

5.4.1显示屏的面板结构

5.4.2扫描方案选择与设计

5.4.3扫描系统实现与验证

5.5小结

第六章总结与展望

参考文献

攻读博士学位期间发表的论文、申请的专利和完成的项目

附录

致 谢