平板显示器灰度控制的分形方法研究及ip核实现

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1、上海大学博士学位论文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，灰度是平板显示器显示效果的重要评定参数，而目前平板显示器图像的灰度控制多采用脉宽调制的方法，顺序地扫描显示像素的点、行和帧，在写入显示像素点的重复次数中获得灰度调制，存在较多时问资源的浪费，使存贮空间到显示平面的传递速度成为多媒体数字存贮型平板显示器在高清晰度发展方向上的瓶颈问题。针对平板显示器灰度控制中的时间冗余问题，本文利用分形理论对平板显示器灰度控制的中若干问题进行了深入的研究，论述了平板显示器的时空映射拓扑架构的构建、平板显示器灰度成像

2、最优扫描结构的导出及论证、分形扫描模型的创立及自相似分形维数的推导；最后详细叙述了具有自主知识产权的分形扫描IP(IntellectiveProperty)核以及应用系统的设计与实现。主要工作和成果包括以下几个方面：1．从理论分析和实验验证的角度介绍了图像存贮区、显示介质及视觉空间信息传递机理与时间冗余分布特征，指出了多媒体数字存贮型平板显示器在向高清晰度发展时的主要瓶颈及其原因所在；阐述了将空间的灰度存贮矩阵平面映射到灰度扫描时空平面，以构建FPD灰度扫描的时空映射拓扑架构的过程和原理；通过研究灰度扫描时空平面的时问冗余的分布特征，确定FP

3、D时空映射拓扑架构的子空间划分策略，将全局平面分解为多个局部区域，从而突破通常逐行、逐点重复写入形成灰度等级的成像方法，并提出子空间按位扫描方法，为消除冗余、提高扫描效率、降低刷新频率提供一种新思路。2．根据子空间按位扫描方法消除时间冗余的思想构造并论证了可获得平板显示器最高扫描效率的最优扫描结构；根据灰度扫描时空拓扑结构的分形特征和最优扫描结构的自相似迭代过程，创立分形扫描的数学模型；研究目前有关的各种分形维数定义、性质及计算方法，推导FPD分形扫描中的Hausdorff分形维数及自相似分形维数。该理论模型及相应的维数控制策略是解决存贮空间

4、到显示平面的传递速度瓶颈问题的关键所在，对平板显示器实现灰度成像的高压缩比(高速扫描1、实现最高扫描效率具有指导性意义。L海大学博士学位论文3．导出了理论模型到逻辑实现的通用算法，重点研究本文提出的分形模型在平板显示灰度控制中的关键技术。具体包括：建立分形扫描核心模块架构；研究每个扫描时问对应的子空间码和位码序列的生成及逻辑实现，其中采用格雷编码定位器优化策略生成子空间码序列，可简化硬件逻辑、提高系统的抗干扰能力；通过ROM表和纯逻辑两种方法完成硬件逻辑实现，并在此基础上设计了适合各种灰度等级的、具有自主知识产权的分形扫描软核；给出的仿真结果

5、表明所设计的IP核达到预期目标；扫描性能的分析与比较表明与传统扫描方法比较，随着灰度级数的提高，分形扫描方法可显著地提高扫描效率。4．设计完成了基于分形IP核的FPD扫描控制系统，用LED平板显示器构建FPD样本验证平台和测试平台：整个系统包括多媒体视频显示卡的选用，网络视频传送卡的设计，分形扫描控制器以及平板显示行列驱动面板的设计、验证与制作。使用高速以太网络的物理层协议技术取代传统的多芯差分长线数据传送，提高了数据发送和接收的可靠性；在LED扫描控制器中，实现了FPGA的硬件环境框架与Verilog描述的分形扫描IP核嵌入的控制方式，有效

6、提高成像灰度等级和画面质量。在LED平板显示行列驱动面板部分，采用并行译码的列驱动技术取代传统的串行移位扫描模式，配合分形扫描技术，大幅提高了显示系统的帧频速度。通过系列应用验证，证明该系统不仅可以实现平板显示器的高清晰度、高分辨率的视频图像显示，更重要的是可以不采用高速Ic器件，降低了平板显示器的驱动代价，同时获得了具有自主知识产权的创新性的平板显示器的灰度控制方法。关键词：平板显示器，时间冗余，时空映射，子空间分割，自相似分形扫描方法分形维数，IP核II上海大学博上学位论文ABSTRACTInourcountrythehigharticu

7、lationFPD’S(FlatPanelDisplay)productsarethepreferentialtopicofscientificresearchandkeydomainofnationaleconomydevelopment，andthe孕ayscaleisanimportantparametertojudgethedisplayquality．ThemainmethodtocontroltheFPD’S掣ayscalesnowadaysisPulseWidthModulationfPWM)onethatorderlyscan

8、sthedisplaypixelbyrow，columnandframetoobtainthegrayscaledisplay．Thetimewasteproduc