專利名稱：用于運(yùn)動圖像的顯示時間控制的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于減少在非頻閃顯示器設(shè)備上顯現(xiàn)的圖像的運(yùn)動模糊的方法。
背景技術(shù)：
非頻閃非發(fā)射顯示器，比如液晶顯示器(LCD)、有源矩陣LCD(amLCD)、等離子面板顯示器(PDP)、薄膜晶體管(TFT)顯示器、硅上液晶(LCOS)顯示器或彩色順序顯示器(colour sequentialdisplay)，由以下部分組成具有用于調(diào)制光的圖像元素(像素)的行和列陣列的顯示面板、用于從前側(cè)或背側(cè)照亮顯示面板的裝置、以及用于根據(jù)施加的輸入視頻信號來驅(qū)動像素的驅(qū)動裝置。非常類似地，非頻閃發(fā)射顯示器，比如有機(jī)發(fā)光二極管(O-LED)顯示器、聚合物發(fā)光二極管(PLED)顯示器、有源矩陣PLED(amPLED)顯示器或等離子顯示面板(PDP)，由以下部分組成具有像素(LED)的行和列陣列的顯示面板、以及用于根據(jù)施加的輸入視頻信號來驅(qū)動像素(LED)的驅(qū)動裝置。然而，該像素(LED)自己發(fā)射和調(diào)制光而不需要來自前側(cè)和背側(cè)的照亮。
在目前技術(shù)水平的陰極射線管(CRT)中，所顯示的圖像的每個像素被生成為脈沖，其與圖像周期T相比很短。不同于這些目前技術(shù)水平的CRT，在新的平的、高質(zhì)量、低成本非頻閃顯示器設(shè)備中，每個像素是在大部分的圖像周期期間被顯示的。當(dāng)然，這種非頻閃性狀還適用于各種類型的、其像素(比如慢的磷(phospor)微粒)在一個對于圖像周期來說不可忽略的時間內(nèi)活動的CRT。在本說明書的以后部分中，我們因此將僅區(qū)分頻閃和非頻閃顯示器，并且在非頻閃顯示器情形下，我們將對于光調(diào)制/生成陣列的元素和CRT類型顯示器的被激活的(慢)微粒兩者均使用術(shù)語“像素”。
一旦非頻閃顯示器上所顯示的圖像的任何區(qū)域包含運(yùn)動，觀看者將跟蹤該運(yùn)動。因?yàn)槊總€像素實(shí)際上被整個圖像周期地顯示，因此顯現(xiàn)運(yùn)動的那些像素的強(qiáng)度沿著運(yùn)動跡線被如下積分
Fout(x→,n)=1ti∫0tiF(x→+tTD→,n)dt...(1)]]>有ti為每個圖像的顯示時間，F(xiàn)為輸入視頻信號，F(xiàn)out為輸出視頻信號，以及T為圖像周期。運(yùn)動矢量D→=v→T]]>是物體速度 和圖像周期T的乘積。在ti為常數(shù)的情況中，該積分等同于 和一個采樣與保持函數(shù)h(α)的卷積Fout(x→,n)=Tti∫0tiTF(x→+αD→,n)dα...(2)]]>=∫-∞∞F(x→+αD→,n)·h(α)dα]]>其中， 是1D(一維)塊函數(shù)，沿著運(yùn)動矢量 的方向而取向。因此它實(shí)際上是一個2D(二維)函數(shù) 其在線段x→=kD→,]]>0≤k≤ti/T之外具有零值，同時該2D積分區(qū)域被歸一化為1。等式(2)的2D空間付立葉變換(得到 在空間頻率域的表示)生成Fout(f→,n)=∫-∞∞∫-∞∞Fout(x→,n)e(-j2πx→f→)dx→]]>=F(f→,n)·H(f→)]]>(4)有 表示輸入視頻信號 的2D空間付立葉變換，以及 表示 的2D空間付立葉變換H(f→)=sin(πD→tiTf→)πD→tiTf→=sinc(πD→tiTf→)....(5)]]>顯然運(yùn)動跟蹤/時間采樣與保持特性的效果是對于正弦頻率響應(yīng)的在運(yùn)動方向上的空間頻率低通濾波，截止頻率反比于量 其中 表示顯示器的占空比。非頻閃的光生成，與觀看者試圖從一個圖像到下一個圖像地追隨運(yùn)動物體的眼睛跟蹤相結(jié)合，由此導(dǎo)致對圖像中運(yùn)動相關(guān)的模糊的感知。當(dāng)圖像中的運(yùn)動 增加時，空間低通濾波器的截止頻率以及因此所感知的運(yùn)動模糊的程度可以通過減少顯示時間ti(或占空比 )來保持恒定，這帶有損失亮度和增加閃爍的缺點(diǎn)。
為了減少運(yùn)動模糊、亮度損失和閃爍，現(xiàn)有技術(shù)文檔WO03/101086A2提出去測量輸入視頻信號的圖像中的運(yùn)動和運(yùn)動特性，以及提出取決于這個被測量的運(yùn)動和運(yùn)動特性來連續(xù)調(diào)整顯示時間ti。在優(yōu)選實(shí)施例中，執(zhí)行基于所測量的運(yùn)動矢量的附加抗運(yùn)動模糊濾波，并且基于所測量的運(yùn)動和運(yùn)動特性而對顯示時間和抗運(yùn)動模糊濾波的種類和數(shù)量進(jìn)行聯(lián)合控制。在另一個優(yōu)選實(shí)施例中，在濾波處理中和在對顯示時間和抗運(yùn)動模糊濾波的種類和數(shù)量的聯(lián)合控制中考慮了決定高空間頻率的局部圖像特性，因?yàn)檫@些特性包含關(guān)于可如何執(zhí)行可靠的抗運(yùn)動模糊濾波的信息。為了減少亮度損失，WO 03/101086 A2提出反比于顯示時間地控制顯示器的光輸出，并且提出減少閃爍，其目標(biāo)是保持顯示時間盡可能地大，并且通過抗運(yùn)動模糊濾波而不是減少顯示時間來抑制運(yùn)動模糊。
WO 03/101086 A2的所有實(shí)施例都需要估計(jì)運(yùn)動矢量的量和方向，并且因此需要幀存儲器和計(jì)算上昂貴的實(shí)時運(yùn)動估計(jì)算法。這樣，所提出的這種顯示系統(tǒng)在實(shí)現(xiàn)時是復(fù)雜并且昂貴的。

發(fā)明內(nèi)容
由于上面所述的問題，因此，本發(fā)明的其中一個目的是提供一種用于減少在非頻閃顯示器設(shè)備上顯現(xiàn)的圖像的運(yùn)動模糊的、低復(fù)雜度的方法、計(jì)算機(jī)程序、計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品和設(shè)備。
提出了一種用于減少在非頻閃顯示器設(shè)備上顯現(xiàn)的圖像的運(yùn)動模糊的方法，其中在小于或等于圖像周期T的各個局部顯示時間ti期間顯示視頻信號的圖像的局部區(qū)域pi，該方法包括確定與所述視頻信號的所述圖像的局部區(qū)域pi相關(guān)的高空間頻率成分的量Xi，以及依賴于高空間頻率成分的所述確定量Xi來調(diào)整局部顯示時間ti，其中所述局部顯示時間ti隨著高空間頻率成分的確定量Xi的增加而降低。
所述顯示器設(shè)備是非頻閃顯示器設(shè)備，在此意義上，當(dāng)顯示所述視頻信號的圖像時，它在相對于圖像周期T來說不可忽略不計(jì)的顯示時間ti期間生成、透射或反射光。所述顯示器設(shè)備可以是一種發(fā)射或非發(fā)射顯示器，并且這樣則所述局部顯示時間ti(在其間所述視頻信號的圖像被顯示在所述顯示器上)可以分別指其中所述發(fā)射顯示器的LED發(fā)光的時間、或者其中所述非發(fā)射顯示器的背光部分被照亮的時間。所述顯示器設(shè)備可以被集成在要求視覺人機(jī)界面的所有種類的電子設(shè)備上，例如電視機(jī)、計(jì)算機(jī)、手持移動設(shè)備、平視(head-up)系統(tǒng)、儀器等等。
所述視頻信號由在所述顯示器設(shè)備上順序顯示的圖像組成，其中每個圖像在空間上由多個局部區(qū)域pi組成，并且其中每個局部區(qū)域pi在相關(guān)聯(lián)的局部顯示時間ti期間以所述發(fā)射或非發(fā)射的方式被顯示。所述局部區(qū)域pi可以例如代表一個圖像的一組鄰近像素，或者代表一個圖像的所有像素，使得該圖像僅由等于該圖像的一個局部區(qū)域和僅一個相關(guān)聯(lián)的局部顯示時間ti組成。
確定與所述視頻信號的所述圖像的各個局部區(qū)域pi相關(guān)的高空間頻率成分的量Xi，其中高空間頻率成分的所述量Xi表征所述視頻信號的所述圖像的、所述局部區(qū)域pi的空間頻率域頻譜的高空間頻率范圍，例如，某一高空間頻率范圍的頻譜系數(shù)的幅度之和，或者某一高空間頻率范圍中的最大頻譜系數(shù)，或者所述圖像信號的所述圖像的、高通濾波的局部區(qū)域pi的至少部分積分，等等。圖像頻譜的高空間頻率區(qū)域中的內(nèi)容可以例如由圖像的像素之間的顯著差異所引起，比如邊緣、不連貫的顏色或亮度躍遷、紋理等等。
依賴與所述圖像的相應(yīng)局部區(qū)域pi相關(guān)的高空間頻率成分的所述確定量Xi，來調(diào)整與所述圖像的同一局部區(qū)域pi相關(guān)的所述局部顯示時間ti，其中所述局部顯示時間ti隨著高空間頻率成分的確定量Xi的增加而降低。在所述調(diào)整中，所述顯示時間ti可以被指配以在0和T之間的連續(xù)或離散值。
本發(fā)明認(rèn)識到由非頻閃顯示器設(shè)備的采樣與保持特性引起的運(yùn)動模糊的出現(xiàn)不僅連系到圖像中的運(yùn)動，而且連系到圖像中的高空間頻率成分的存在，例如象紋理或邊緣。本發(fā)明因此提出檢查所述視頻信號的所述圖像的區(qū)域pi中高空間頻率成分的存在，并且依賴于這個高空間頻率成分的量Xi來調(diào)整顯示時間ti。這便于顯示系統(tǒng)的簡化實(shí)現(xiàn)，因?yàn)楦呖臻g頻率成分的量Xi易于例如通過空間頻率高通濾波器來確定，而不需要采用計(jì)算上昂貴的運(yùn)動估計(jì)算法。
根據(jù)本發(fā)明，所述局部顯示時間ti的所述調(diào)整可以取決于所述視頻信號的僅一個圖像相關(guān)特性，并且所述視頻信號的所述僅一個圖像相關(guān)特性可以是與所述視頻信號的所述圖像的所述局部區(qū)域pi相關(guān)的高空間頻率成分的所述量Xi。具體地，所述顯示時間的所述調(diào)整于是不取決于在所述視頻信號的所述圖像中的運(yùn)動，使得不需要任何計(jì)算上昂貴的運(yùn)動估計(jì)和任何幀存儲器。
根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，所述確定與所述視頻信號的所述圖像的所述局部區(qū)域pi相關(guān)的高空間頻率成分的所述量Xi包括利用空間頻率域高通濾波器來至少部分地濾波所述局部區(qū)域pi。
根據(jù)本發(fā)明的這個優(yōu)選實(shí)施例，所述空間頻率域高通濾波器的輸出可以至少部分地被組合，以獲得與所述視頻信號的所述圖像的所述局部區(qū)域pi相關(guān)的高空間頻率成分的所述量Xi。例如，由所述高通濾波器輸出的采樣或采樣幅度可以至少部分地被求和，以獲得高空間頻率成分的所述量Xi。
根據(jù)本發(fā)明的這個優(yōu)選實(shí)施例，如果高空間頻率成分的所述量Xi低于第一閾值k1，則所述局部顯示時間ti被設(shè)置成最大值，并且如果高空間頻率成分的所述量Xi高于第二閾值k2，則所述局部顯示時間ti被設(shè)置成最小值。
根據(jù)本發(fā)明的這個優(yōu)選實(shí)施例，當(dāng)高空間頻率成分的所述量Xi從所述第一閾值k1增加到所述第二閾值k2時，所述局部顯示時間ti從所述最大值降低到所述最小值。
根據(jù)本發(fā)明的這個優(yōu)選實(shí)施例，所述局部顯示時間從所述最大值線性地降低到所述最小值。
本發(fā)明的又一個優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)一步包括依賴于所述經(jīng)調(diào)整的局部顯示時間ti來調(diào)整光強(qiáng)度，其中所述視頻信號的所述圖像的所述局部區(qū)域pi以該光強(qiáng)度被顯示在所述非頻閃顯示器上。為了避免亮度損失，當(dāng)減少局部顯示時間ti時，與局部顯示時間ti的減少成反比地增加用以照亮所述局部區(qū)域pi的光強(qiáng)度是有益的。在非發(fā)射顯示器中，這可以通過控制背光來完成，而在發(fā)射顯示器中，這可以通過控制LED自身來達(dá)到。
根據(jù)本發(fā)明的另一個實(shí)施例，所述局部顯示時間源自有限組的離散局部顯示時間。這可以進(jìn)一步減小顯示系統(tǒng)的復(fù)雜度。
根據(jù)本發(fā)明的這個優(yōu)選實(shí)施例，所述確定與所述視頻信號的所述圖像的所述局部區(qū)域pi相關(guān)的高空間頻率成分的所述量Xi，是基于所述視頻信號的所述圖像的一個比所述局部區(qū)域pi大的區(qū)域。所述區(qū)域例如可以包括在所述局部區(qū)域pi附近的鄰近像素或區(qū)域。這可以有助于避免在與各個鄰近局部區(qū)域pi相關(guān)的高空間頻率成分的確定量Xi上的突然變化，并由此避免在對應(yīng)的經(jīng)調(diào)整的局部顯示時間ti上的突然變化，這種突然變化可以引起在空時光發(fā)射圖案上的不一致性。這樣的不一致性可以取決于觀看者的眼睛跟蹤而引起不想要的效果，類似舉例而言，象運(yùn)動成分的邊緣那樣閃爍。
本發(fā)明的又一個優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)一步包括確定所述視頻信號的所述圖像的所述局部區(qū)域pi中的時間差值(temporal difference)的量，其中所述局部顯示時間ti依賴于時間差值的所述確定量而僅隨著高空間頻率成分的確定量Xi的增加而降低。
本發(fā)明認(rèn)識到在非頻閃顯示器設(shè)備上的運(yùn)動模糊僅出現(xiàn)在具有高空間頻率成分和運(yùn)動的區(qū)域。對于最低復(fù)雜度的顯示系統(tǒng)，局部區(qū)域pi的空間頻率成分的量可以被確定，并且被用作為調(diào)整局部顯示時間ti的基礎(chǔ)。為了避免對具有高空間頻率成分但是無運(yùn)動的局部區(qū)域的顯示時間ti的減少(這種減少或者引起亮度的損失、閃爍，或者在反比于局部顯示時間ti地控制顯示器的光強(qiáng)度的情況下引起顯示部件壽命的減少)，根據(jù)本發(fā)明的這個實(shí)施例、整合了對所述局部區(qū)域pi中的時間差值的量的附加確定，其中所述時間差值用作為對所述局部區(qū)域pi中的運(yùn)動量的粗略測度，但是確定起來更簡易，例如通過使在所述視頻信號的兩個隨后圖像上的對應(yīng)局部區(qū)域pi的對應(yīng)像素相減，或者通過時間低通濾波?；诙寂c局部區(qū)域pi相關(guān)的、空間頻率成分的確定量和時間差值的確定量，調(diào)整出最佳局部顯示時間ti。因?yàn)閮H要求將時間差值而不是2D運(yùn)動矢量用于調(diào)整，所以所得到的顯示系統(tǒng)仍舊具有低復(fù)雜度，在最簡單的情況下僅要求有一個時間低通濾波器來估計(jì)時間差值的量。對局部顯示時間的調(diào)整于是可以例如包括詢問時間差值的確定量是否超過閾值，該閾值可以例如基于視頻信號的圖像上的時間差值的總量來預(yù)先確定或自適應(yīng)地確定。實(shí)際上，如果存在足夠的運(yùn)動，那么局部顯示時間ti僅隨著高空間頻率成分的量的增加而減少，以致于否則的話將引起運(yùn)動模糊。
另外提出了一種計(jì)算機(jī)程序，其具有可操作來引起處理器執(zhí)行上述方法步驟的指令。所述計(jì)算機(jī)程序可以例如由所述顯示器設(shè)備的中央處理器單元來處理。
另外還提出了一種包括計(jì)算機(jī)程序的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，其中該計(jì)算機(jī)程序具有可操作來引起處理器執(zhí)行上述方法步驟的指令。所述計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品可以例如是可移動存貯介質(zhì)，比如光盤、CD-ROM、DVD、記憶棒或存儲卡。
另外還提出了一種用于減少在非頻閃顯示器設(shè)備上顯現(xiàn)的圖像的運(yùn)動模糊的設(shè)備，其中在小于或等于圖像周期T的各個局部顯示時間ti期間顯示視頻信號的圖像的局部區(qū)域pi，該設(shè)備包括用于確定與所述視頻信號的所述圖像的局部區(qū)域pi相關(guān)的高空間頻率成分的量Xi的裝置，以及用于依賴于高空間頻率成分的所述確定量Xi來調(diào)整局部顯示時間ti的裝置，其中所述局部顯示時間ti隨著高空間頻率成分的確定量Xi的增加而降低。所述設(shè)備可以例如被集成到顯示器設(shè)備中或連接到顯示器設(shè)備上，或者可以表現(xiàn)為一個外部模塊。本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)一步包括用于依賴于所述經(jīng)調(diào)整的局部顯示時間ti來調(diào)整光強(qiáng)度的裝置，所述視頻信號的所述圖像的所述局部區(qū)域pi是以該光強(qiáng)度被顯示在所述非頻閃顯示器上的。
本發(fā)明的另一個優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)一步包括用于確定所述視頻信號的所述圖像的所述局部區(qū)域pi中的時間差值的量的裝置，其中所述局部顯示時間ti依賴于時間差值的所述確定量、僅隨著高空間頻率成分的確定量Xi的增加而降低。
通過參照下文中所描述的實(shí)施例，本發(fā)明的這些和其它方面將變得顯而易見并且得以闡述。


在附圖中示出了圖1a對于100％占空比的顯示器+眼睛組合的空間頻率轉(zhuǎn)移函數(shù)的示意圖，其中所述空間頻率轉(zhuǎn)移函數(shù)作為運(yùn)動和空間頻率的函數(shù)；圖1b對于30％占空比的顯示器+眼睛組合的空間頻率轉(zhuǎn)移函數(shù)的示意圖，其中所述空間頻率轉(zhuǎn)移函數(shù)作為運(yùn)動和空間頻率的函數(shù)；圖2當(dāng)以相等照度(luminance)在非頻閃顯示器設(shè)備上顯示圖像時，在驅(qū)動電流和占空比之間的折衷的示意圖，其中所述驅(qū)動電流用于非發(fā)射顯示器的背光或發(fā)射顯示器的發(fā)光二極管；圖3當(dāng)為在非頻閃顯示器設(shè)備上顯示的圖像增加占空比時，在壽命和運(yùn)動描畫(motion portrayal)質(zhì)量之間的折衷的示意圖；圖4根據(jù)本發(fā)明的用于減少運(yùn)動模糊的系統(tǒng)的第一實(shí)施例，其基于依賴于視頻信號的圖像的局部區(qū)域中高空間頻率成分的量來調(diào)整顯示時間(占空比)；以及圖5根據(jù)本發(fā)明的用于減少運(yùn)動模糊的系統(tǒng)的第二實(shí)施例，其基于依賴于視頻信號的圖像的局部區(qū)域中高空間頻率成分的量和時間差值的量來調(diào)整顯示時間(占空比)。
具體實(shí)施例本發(fā)明提出依賴于在非頻閃顯示器設(shè)備上顯示的視頻信號的圖像的局部區(qū)域pi中高空間頻率成分(HSFC)的確定量Xi、并且任選地還依賴于在所述局部區(qū)域pi中的時間差值的確定量，來控制與所述局部區(qū)域pi相關(guān)的顯示時間ti。隨著所述圖像的局部區(qū)域pi中的HSFC的量Xi的增加，顯示時間ti被減少以避免運(yùn)動模糊。
圖1a和1b中描繪了支持這個方法的基本原理，其示意性地描繪了對于100％占空比(圖1a)以及30％占空比(圖1b)的顯示器+眼睛組合的空間頻率轉(zhuǎn)移函數(shù)，該空間頻率轉(zhuǎn)移函數(shù)作為運(yùn)動(以每幀像素計(jì))和空間頻率的函數(shù)，其中100％占空比即在整個圖片周期期間、比如在合適的有源矩陣LED或OLED顯示器中進(jìn)行連續(xù)光生成，以及30％占空比即顯示器在30％的圖像周期中生成光而在70％的圖像周期中切斷光。在圖中，占空比表示顯示時間ti和圖像周期T之間的比值，陰影區(qū)域代表空間頻率轉(zhuǎn)移函數(shù)幅度在0和0.5之間(相關(guān)聯(lián)頻率的大的衰減)，而白色區(qū)域代表空間頻率轉(zhuǎn)移函數(shù)幅度在0.5和1之間(低衰減)。0.5的空間頻率等于顯示器的奈奎斯特頻率按像素方式的開關(guān)圖案。
從圖1a可以容易地看出，在0.15的空間頻率以下，不論運(yùn)動與否基本上不出現(xiàn)衰減。然而，較高的空間頻率被衰減，并且空間頻率越高，則在顯示器+眼睛組合中引起隨后衰減(大于0.5)所要求的運(yùn)動越低。這些高空間頻率的衰減被觀看者感知為運(yùn)動模糊。
關(guān)于圖1b，很明顯的是通過減小占空比(顯示時間)，不論運(yùn)動與否都不發(fā)生任何衰減的閾值被增加到0.35的空間頻率。隨著空間頻率的增加、被要求來已經(jīng)引起實(shí)際衰減的運(yùn)動越低的觀察結(jié)果仍舊得以保持，然而，與圖1a相比，對于同樣的空間頻率，現(xiàn)在需要大得多的運(yùn)動來引起同樣的衰減。這個效果，即當(dāng)降低占空比(顯示時間)時從其開始衰減的空間頻率向較高空間頻率移位，是由于顯示器+眼睛組合的正弦特性而導(dǎo)致的，正如已經(jīng)在等式(5)中推導(dǎo)出的。

表格1運(yùn)動模糊的出現(xiàn)表格1列出了其中運(yùn)動模糊可出現(xiàn)的可能性。運(yùn)動模糊的第一條件是圖像的局部區(qū)域pi中的HSFC的可獲得性(表格1中的編號3和4)。第二條件是必須有運(yùn)動(表格1中的編號2和4)。兩個條件必須都成立才導(dǎo)致運(yùn)動模糊。
當(dāng)適配占空比時，本發(fā)明建議測試第一條件為真(表格1中的編號3和4)。于是占空比在一些調(diào)整將是不必要的情形下也被調(diào)整(表格1中的編號3)，但是在僅測試HSFC量時本發(fā)明的低復(fù)雜度實(shí)現(xiàn)的可能性在價值上要遠(yuǎn)比這個問題重要。此外，大面積閃爍在平坦區(qū)域(無HSFC)中最明顯，因此在編號3中降低占空比并不會象在編號1和編號2情況中那樣差。
運(yùn)動描畫因此可以通過降低占空比(或顯示時間ti)來改進(jìn)。然而，當(dāng)很大程度地降低占空比時，必須把閃爍考慮進(jìn)去。閃爍會隨著占空比的降低而增加，并因此可以被觀看者感知為令人討厭的。對于允許占空比按區(qū)域pi變化的顯示器，對HSFC的適配還可以局部地進(jìn)行，這允許依照表格1中的情況進(jìn)行更精確的選擇。
而且，為了在減小占空比時保持圖像像素的總的光輸出恒定不變，并由此避免圖像的總亮度的減少，像素的強(qiáng)度應(yīng)當(dāng)反比于占空比，正如圖2所示的，圖2描繪了在占空比和被饋送到LED或發(fā)射顯示器或者到非發(fā)射顯示器的背光的電流之間的折衷，以便達(dá)到恒定的照度20。
特別在低占空比時，可能需要高峰值強(qiáng)度來達(dá)到恒定照度。對于LCD顯示器，這引起對于受限的背光強(qiáng)度的問題。(聚合物)有機(jī)LED顯示器(OLED)原則上不具有受限的峰值強(qiáng)度，但是對于這種類型的顯示器，當(dāng)使用高峰值電流時(甚至當(dāng)總的光輸出保持恒定不變時)壽命會降低。因此，盡管OLED允許以比LCD低很多的占空比來驅(qū)動，但實(shí)際上壽命將成為以最高可能的占空比來驅(qū)動顯示器的一個額外的理由。
因此在同等光輸出下占空比和運(yùn)動模糊之間的關(guān)系導(dǎo)致了如圖3中所示的在運(yùn)動圖片質(zhì)量30、閃爍(未描繪)和壽命31之間的折衷。根據(jù)本發(fā)明來控制占空比因此表現(xiàn)為對這個折衷的動態(tài)調(diào)整。還應(yīng)當(dāng)看到，其它顯示器比如LCD可能還獲益于增加的壽命，因?yàn)閷τ诟叩姆逯嫡斩?，背光也趨于更快速地降級?br> 圖4描述了本發(fā)明的相應(yīng)的第一實(shí)施例4，其依賴于在視頻信號的圖像的局部區(qū)域中HSFC的確定量來執(zhí)行對顯示時間/占空比的調(diào)整。為此，輸入視頻信號首先被饋送到高通濾波器40。在其中，使用空間頻率域低通濾波器對所述輸入視頻信號的圖像的局部區(qū)域pi—其例如包括所述圖像的若干鄰近像素—進(jìn)行濾波，并且可以進(jìn)一步進(jìn)行處理，以獲得對于在所述局部區(qū)域pi中的HSFC的量的測度。在最簡單的情況下，對濾波器輸出的絕對值求和，以獲得對于在所述局部區(qū)域pi中HSFC的量Xi的測度。HSFC的確定量Xi然后被饋送到占空比調(diào)整實(shí)例(duty cycle adjustment instance)41，其由限制功能實(shí)例(limiting function instance)42和占空比調(diào)制器43組成。在限制功能實(shí)例42中，通過削剪(clipping)、核化(coring)和歸一化而對HSFC的確定量Xi進(jìn)行處理，以獲得用于占空比調(diào)制器43的驅(qū)動值Di，其定義為Di=0∀|Xi|<k1a(Xi-k1)∀k1≤|Xi|≤k21∀|Xi|>k2...(6)]]>在其中，k1和k2是閾值，其允許對于‘HSFC水平’的一個范圍而使用該最小和最大占空比，并且其允許定義過渡區(qū)域，在過渡區(qū)域中發(fā)生從短到長占空比的轉(zhuǎn)換。a是用于調(diào)整這個過渡的斜度的參數(shù)。占空比調(diào)制器43基于驅(qū)動值Di來計(jì)算占空比ti占空比＝ti/T＝b(1-D1)， (7)其中b是相應(yīng)地選擇的參數(shù)。
應(yīng)當(dāng)指出的是，限制功能實(shí)例42還可以被看作空間高通濾波器40的一部分，或者看作占空比調(diào)制器43的一部分；這不影響總體功能性。
照度控制實(shí)例44響應(yīng)于經(jīng)調(diào)整的占空比來調(diào)整輸入視頻信號，使得與當(dāng)前為其調(diào)整占空比的局部區(qū)域pi相關(guān)聯(lián)的顯示器部分的瞬時光輸出產(chǎn)生正確的照度。在顯示器的占空比控制并不自己校正照度的情況下、或者在OLED顯示器(或其它發(fā)射顯示器)的情況下—其中強(qiáng)度由視頻(驅(qū)動值)直接確定并且不另外取決于背光，這可能是必要的。
以最靈活的形式，占空比取決于圖像特性而在最小值(例如20％)和最大值(很可能是100％)之間連續(xù)變化。在某些情況下，可以使用有限組占空比來從中進(jìn)行挑選。然而，對于允許占空比按像素變化(OLED原理上可以這么做)的顯示器，在鄰近像素的占空比之間實(shí)際造成大的差別是不可取的。這將引起空時光發(fā)射圖案上的不一致性，其可以取決于觀看者的眼睛跟蹤而引起不想要的效果。
占空比的調(diào)制不是影響運(yùn)動模糊-壽命(和閃爍)折衷的唯一方式。任何其它的方法也可以被使用來調(diào)制時間的光發(fā)射，例如給DC值加上偏置。這或多或少給出了如同變化的占空比(同時考慮閃爍和壽命)的同樣的折衷，并且因此本發(fā)明還使用這種類型的占空比調(diào)制來工作(偏置方法還可以被看作是占空比調(diào)制的一種形式，通過創(chuàng)建兩種占空比100％和例如30％的混合，產(chǎn)生了在其間某處的有效的占空比)。
如針對本發(fā)明的第一實(shí)施例已經(jīng)討論的，僅依賴于HSFC的確定量來調(diào)整顯示時間ti/占空比可導(dǎo)致占空比的減少，甚至是在并無實(shí)際的運(yùn)動模糊要被對抗的情況下(表格1中的編號3的情況)。因此根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例，在顯示時間ti/占空比的調(diào)整中附加地確定和考慮所述局部區(qū)域pi中的時間差值的量。這例如可以通過增加一個幀存儲器到圖4的第一實(shí)施例4來完成?，F(xiàn)在除了空間頻率特性之外，還可以確定時間圖像特性，其代表對運(yùn)動的粗略表示。在最簡單的形式下，對所述時間差值的確定可以體現(xiàn)為時間高通，其向局部區(qū)域pi的每一像素給出了僅一個表明運(yùn)動但不表明運(yùn)動方向的值。
具有關(guān)于圖像中的運(yùn)動的這樣的粗略信息，則可以更可靠地影響占空比的調(diào)整。在圖像中有HSFC但無運(yùn)動的情況下，占空比可以仍然很大而不引起運(yùn)動模糊。
表格2列出了其中出現(xiàn)運(yùn)動模糊的可能情況。第二列表示對于HSFC的測試，而第四列表示對于大的時間差值量的測試。
從所列出的八種情況看，僅在兩種情況中指示了大的HSFC量和大的時間差值量(編號1和4)，并且根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例，僅在這兩種情況下減小占空比。這可以例如通過以下方式來實(shí)現(xiàn)，即引入用于時間差值的量的閾值，并且如果時間差值的確定量大于這個閾值則要求占空比僅由于HSFC的已確定的量很大而被減小。本發(fā)明的這個方法正確地檢測出其中實(shí)際上發(fā)生運(yùn)動模糊的表格2的編號3的情況，并且還正確地檢測出其中不發(fā)生運(yùn)動模糊的編號2的情況，但是不能正確檢測出編號4的情況，并且在編號1的情況下引起虛假警告。然而，編號4的情況描述了一種極少見的情況，其中速度(運(yùn)動的量)等于圖像區(qū)域的空間頻率，而情況1描述了噪聲圖像區(qū)域，其中任何算法都極可能失敗。
因此，當(dāng)與本發(fā)明的第一實(shí)施例相比時，根據(jù)第二實(shí)施例來增加簡單的估計(jì)技術(shù)以確定局部區(qū)域pi中的時間差值的量，有助于避免在表格2的編號2的情況中(對應(yīng)于表格1的情況3)占空比的減少，并且另外地，除了極少見的或有噪聲的情況外，識別出了其中需要減小占空比來對抗運(yùn)動模糊的正確情況。因此，僅當(dāng)實(shí)際上需要時才減小占空比，這減小了閃爍并且增加了顯示器設(shè)備的壽命。

表格2運(yùn)動模糊的出現(xiàn)(精細(xì)化)圖5描繪了本發(fā)明的第二實(shí)施例5的基本結(jié)構(gòu)。其中，輸入視頻信號在空時圖像特性實(shí)例50中被分析，在該實(shí)例50中所述輸入視頻信號的圖像的局部區(qū)域pi例如在空間頻率和時間頻率域中被濾波，以確定HSFC的量和時間差值的量，并且基于這些結(jié)果，確定用于占空比調(diào)制器51的驅(qū)動值Di(對應(yīng)于局部區(qū)域pi)。由占空比調(diào)制器51確定的占空比然后被轉(zhuǎn)發(fā)到發(fā)射或非發(fā)射非頻閃顯示器，并且還轉(zhuǎn)發(fā)到照度控制實(shí)例52，后者響應(yīng)于該占空比來調(diào)整輸入視頻信號，使得與當(dāng)前為其調(diào)整占空比的局部區(qū)域pi相關(guān)聯(lián)的顯示器部分的瞬時光輸出產(chǎn)生正確的照度。
上面已經(jīng)借助于優(yōu)選實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行了描述。應(yīng)當(dāng)指出，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，顯然存在可選的方式和變化，它們可以在不背離所附權(quán)利要求的范圍和精神的情況下被實(shí)現(xiàn)。
權(quán)利要求
1.一種用于減少在非頻閃顯示器設(shè)備上顯現(xiàn)的圖像的運(yùn)動模糊的方法，其中在小于或等于圖像周期T的各個局部顯示時間ti期間顯示視頻信號的圖像的局部區(qū)域pi，該方法包括-確定(40)與所述視頻信號的所述圖像的局部區(qū)域pi相關(guān)的高空間頻率成分的量Xi；以及-依賴于高空間頻率成分的所述確定量Xi來調(diào)整(41)局部顯示時間ti，其中所述局部顯示時間ti隨著高空間頻率成分的確定量Xi的增加而降低。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中所述局部顯示時間ti的所述調(diào)整(41)取決于所述視頻信號的僅一個圖像相關(guān)的特性，并且其中所述視頻信號的所述僅一個圖像相關(guān)的特性是與所述視頻信號的所述圖像的所述局部區(qū)域pi相關(guān)的高空間頻率成分的所述量Xi。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中所述確定(40)與所述視頻信號的所述圖像的所述局部區(qū)域pi相關(guān)的高空間頻率成分的所述量Xi包括利用空間頻率域高通濾波器(40)來至少部分地濾波所述局部區(qū)域pi。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的方法，其中所述空間頻率域高通濾波器(40)的輸出至少部分地被組合，以獲得與所述視頻信號的所述圖像的所述局部區(qū)域pi相關(guān)的高空間頻率成分的所述量Xi。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中如果高空間頻率成分的所述量Xi低于第一閾值k1則所述局部顯示時間ti被設(shè)置(42)成最大值，以及其中如果高空間頻率成分的所述量Xi高于第二閾值k2則所述局部顯示時間ti被設(shè)置(42)成最小值。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的方法，其中當(dāng)高空間頻率成分的所述量Xi從所述第一閾值k1增加到所述第二閾值k2時，所述局部顯示時間ti從所述最大值降低到所述最小值。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的方法，其中所述局部顯示時間從所述最大值線性地降低到所述最小值。
8.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，進(jìn)一步包括-依賴于所述經(jīng)調(diào)整的局部顯示時間ti來調(diào)整(44)所述視頻信號的所述圖像的所述局部區(qū)域pi被顯示在所述非頻閃顯示器上的光強(qiáng)度。
9.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中所述局部顯示時間源自有限組的離散局部顯示時間。
10.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中所述確定與所述視頻信號的所述圖像的所述局部區(qū)域pi相關(guān)的高空間頻率成分的所述量Xi，是基于所述視頻信號的所述圖像的一個比所述局部區(qū)域pi大的區(qū)域。
11.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，進(jìn)一步包括-確定(50)所述視頻信號的所述圖像的所述局部區(qū)域pi中的時間差值的量，其中所述局部顯示時間ti依賴于時間差值的所述確定量而僅隨著高空間頻率成分的確定量Xi的增加而降低。
12.一種計(jì)算機(jī)程序，其具有可操作來引起處理器執(zhí)行權(quán)利要求1的方法步驟的指令。
13.一種包括計(jì)算機(jī)程序的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，該計(jì)算機(jī)程序具有可操作來引起處理器執(zhí)行權(quán)利要求1的方法步驟的指令。
14.一種用于減少在非頻閃顯示器設(shè)備上顯現(xiàn)的圖像的運(yùn)動模糊的設(shè)備(4)，其中在小于或等于圖像周期T的各個局部顯示時間ti期間顯示視頻信號的圖像的局部區(qū)域pi，該設(shè)備包括-用于確定與所述視頻信號的所述圖像的局部區(qū)域pi相關(guān)的高空間頻率成分的量Xi的裝置(40)，以及-用于依賴于高空間頻率成分的所述確定量Xi來調(diào)整局部顯示時間ti的裝置(41)，其中所述局部顯示時間ti隨著高空間頻率成分的確定量Xi的增加而降低。
15.根據(jù)權(quán)利要求14的設(shè)備，進(jìn)一步包括-用于依賴于所述經(jīng)調(diào)整的局部顯示時間ti來調(diào)整所述視頻信號的所述圖像的所述局部區(qū)域pi被顯示在所述非頻閃顯示器上的光強(qiáng)度的裝置(44)。
16.根據(jù)權(quán)利要求15的設(shè)備，進(jìn)一步包括-用于確定所述視頻信號的所述圖像的所述局部區(qū)域pi中時間差值的量的裝置(50)，其中所述局部顯示時間ti依賴于時間差值的所述確定量而僅隨著高空間頻率成分的確定量的增加Xi而降低。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于減少在非頻閃顯示器設(shè)備上顯現(xiàn)的圖像的運(yùn)動模糊的方法、計(jì)算機(jī)程序、計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品和設(shè)備，其中在小于或等于圖像周期T的各個局部顯示時間t
文檔編號G09G3/20GK101040307SQ200580035033
公開日2007年9月19日 申請日期2005年10月10日 優(yōu)先權(quán)日2004年10月13日
發(fā)明者G·德哈安, L·J·維爾托芬, M·A·克隆彭豪沃 申請人:皇家飛利浦電子股份有限公司