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随着平板显示技术的飞速发展，平板显示器已经在中小屏幕显示中代替了CRT，并且快速占据了计算机显示领域。我国的中长期科技发展规划纲要(2006-2020)已经把高清晰度大屏幕平板显示列为优先发展的重点领域。灰度是平板显示器显示效果的重要评定参数之一，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，通过重复扫描显示像素点来获得灰度效果。这种方法存在较大的灰度扫描时间冗余，并且对系统点时钟频率要求较高。另外，当显示控制器通过逆γ校正来对图像进行线性还原时，限于数据的扫描和传输频率，很难根据人眼视觉成像的规律对灰度数据进行非常深入的校正。所以在视觉成像时，灰度图像在高灰度级区间层次不分明，低灰度级区间存在灰度级损失的问题。
针对灰度级层次不分明和灰度级损失的问题，本文以插入式灰度级校正法的最大灰度级数值为基础，再运用抽值式校正方法，来扩展显示灰度级；针对灰度扫描时间冗余问题，本文提出一种基于子空间划分策略和按位扫描的灰度扫描控制方法来提高扫描利用率。对上述两个改进方案用硬件描述语言实现，并通过功能仿真和FPGA验证，表明这两个方案可以应用于实际的显示系统中。本文的研究工作主要体现在以下几个方面：
1.根据人眼视觉的差别感觉阈限，结合人眼视觉成像和显示灰度等级之间的联系，给出符合人体视觉区分效果的灰度级扩展方案。
2.对灰度扫描过程进行研究，提出一种子空间按位扫描的灰度控制方法来提高扫描效率，降低扫描系统的点时钟频率。
3.在理论研究的基础上，以128×96显示屏为目标屏，对单色显示控制系统进行研究和设计。用硬件描述语言实现上述改进方法，并通过LED显示屏构建系统验证平台，对设计思想的可行性和控制系统的正确性进行验证。