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上，根據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，提出了子場數據自適應優(yōu)化低功耗尋址方法。該方法在圖像質量變化不影響視覺感知的情況下，根據圖像尋址功耗的預設目標和實際值，自適應選擇尋址功耗的優(yōu)化級別，通過減少低權重子場數據變化率來降低PDP 尋址功耗。該方法僅需對尋址數據的算法進行優(yōu)化，無需改動硬件和驅動波形，在50 英寸WXGA 單掃PDP 模組上對IEC 標準動態(tài)視頻的尋址功耗進行測試，結果表明，該方法可使IEC 標準動態(tài)視頻的尋址功耗平均降低8.17%，最大降低25.8 W。

　　近年來，隨著液晶顯示產業(yè)的迅速擴張、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重挑戰(zhàn)，降低功耗和提高發(fā)光效率是增強PDP 市場競爭力的關鍵。

　　PDP 的功耗主要包括: 維持功耗、尋址功耗和全屏顯示黑時的靜態(tài)功耗。對于固定尺寸、分辨率和驅動方法的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度成正比，在PDP 整機功耗中所占的比重最大，對其進行的研究也比較多,其中Webber 和Warren提出的能量恢復電路(ERC) 由于結構簡單、效果明顯，應用最廣。尋址功耗的大小與尋址數據變化率成正比，在整機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。與維持能量恢復電路相似，尋址能量恢復電路( AERCs) 也得到了廣泛應用，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，比維持電極復雜得多，尋址能量恢復電路的工作效率相對較低，在顯示尋址數據變化率較高的復雜圖像時，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據變化率。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據變化率 ，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 法結合了IPS、ARECs 兩種方法的優(yōu)點，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，可以使絕大多數圖像的尋址功耗得到降低。但該方法仍然不能解決尋址數據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PDP 的尋址功耗較小時，進一步降低的意義不大，因此，應重點研究如何降低尋址功耗較高，也就是尋址數據變化率較高圖像的尋址功耗，同時也不希望引起額外的成本代價。本文在分析PDP 尋址功耗和圖像信息在各子場分布的基礎上，根據視覺在不同亮度下對圖像信息感知能力不同的特點,提出了子場數據自適應優(yōu)化低功耗尋址方法。該方法根據尋址功耗的預設目標和圖像的亮度分布，自適應選擇子場數據優(yōu)化級別，降低尋址數據的變化率，從而使尋址功耗降低。

1、子場數據自適應優(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據在列方向上的變化率，以及相鄰列之間尋址數據差在列方向上的變化率成正比，與圖像的平均強度無關。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現256 灰度級，統(tǒng)計IEC 標準動態(tài)視頻中各子場尋址功耗的百分比，結果如圖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 編碼的子場數不同，C、D 編碼子場數相同但子場權重不同。

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

圖1 IEC 標準動態(tài)視頻在不同編碼方式下各子場的尋址功耗分布

結論

　　由于PDP 的尋址數據變化率和尋址功耗主要分布在低權重子場，根據視覺感知在圖像平均亮度較高的情況下，對低權重子場的圖像信息變化不敏感的特點，本文提出了子場數據自適應優(yōu)化低功耗尋址方法。該方法在圖像質量變化不影響視覺感知的條件下，根據尋址功耗的預設目標和圖像的亮度分布，通過自適應選擇子場數據優(yōu)化級別來降低尋址數據的變化率，從而使尋址功耗降低，在尋址功耗和圖像質量之間取得平衡。在50 英寸WXGA 單掃PDP 模組上采用IEC 視頻測試，實驗結果表明，該方法僅通過算法優(yōu)化尋址數據，不需改動硬件和驅動波形，尋址功耗最大可降低25.8W，平均降低8.17%。