專利名稱：增加可視顯示器視在動(dòng)態(tài)范圍的技術(shù)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及數(shù)字式顯示系統(tǒng)的領(lǐng)域，特別涉及數(shù)字式空間光調(diào)制器(SLM)顯示系統(tǒng)。
數(shù)字式顯示系統(tǒng)由量化的圖象信號(hào)產(chǎn)生可視圖象。與采用陰極射線管(CRT)的典型的模擬式顯示相比，數(shù)字式顯示有許多優(yōu)點(diǎn)，其中包括增加了圖象再現(xiàn)的準(zhǔn)確度以及用低成本實(shí)現(xiàn)高清晰度顯示的前景。然而，如果不去對(duì)圖象動(dòng)態(tài)范圍的表示作專門(mén)的考慮，這一數(shù)字式系統(tǒng)能夠引出新的假象來(lái)。由于在一數(shù)字式系統(tǒng)中數(shù)據(jù)是量化的，顯示器具有有限個(gè)能被顯示的強(qiáng)度值。對(duì)強(qiáng)度值進(jìn)行離散將有損于總的圖象質(zhì)量，引起諸如虛假輪廓線等視覺(jué)假象。如果增加離散值的個(gè)數(shù)，則可以提高圖象的質(zhì)量并減小假象的影響。隨著離散強(qiáng)度值個(gè)數(shù)的增加，系統(tǒng)的成本也增加。將達(dá)到這樣一點(diǎn)，它更多地考慮容許能力的增加和所需的幀存儲(chǔ)器，而不是取樣電路準(zhǔn)確度的增加。
揭示了一種轉(zhuǎn)換數(shù)字信號(hào)的方法和系統(tǒng)，其中，數(shù)據(jù)字的值對(duì)于時(shí)間作高頻振動(dòng)，使得數(shù)據(jù)字的平均值是數(shù)據(jù)字所需值的近似值。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于減少了為產(chǎn)生一幅圖象而需采集、處理和顯示的圖象數(shù)據(jù)位的個(gè)數(shù)。數(shù)據(jù)位個(gè)數(shù)的減少將導(dǎo)致圖象顯示系統(tǒng)成本的降低。本發(fā)明的另一優(yōu)點(diǎn)是提供了一種能減小量化誤差的有效的數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換方法。本發(fā)明的再一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是提供了一種使非線性圖象信號(hào)線性化以及使顏色和強(qiáng)度數(shù)據(jù)作平滑轉(zhuǎn)換的方法。


圖1是對(duì)于陰極射線管、諸如可變形鏡器件等線性顯示器件以及電視廣播的典型的亮度傳遞函數(shù)的曲線圖。
圖2是示出了量化誤差的典型的CRT傳遞函數(shù)低亮度部分的曲線圖。
圖3是典型的數(shù)字化顯示系統(tǒng)的略圖。
圖4是數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的第一個(gè)實(shí)施例的略圖。
圖5是4條取樣轉(zhuǎn)換曲線圖。
圖6是典型的組合轉(zhuǎn)換曲線圖。
圖7是數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的第二個(gè)實(shí)施例的略圖。
圖8是現(xiàn)有技術(shù)的超象素查找表的典型實(shí)施例。
圖9是數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的第三個(gè)實(shí)施例的略圖。
圖10是按照本發(fā)明的超象素查找表的一個(gè)實(shí)施例。
增加數(shù)字化顯示系統(tǒng)動(dòng)態(tài)范圍的一條途徑是加瞬時(shí)高頻振動(dòng)。瞬時(shí)高頻振動(dòng)包括對(duì)于時(shí)間改變數(shù)字轉(zhuǎn)換函數(shù)以及允許觀察者的眼睛積累作高頻振動(dòng)的顯示?？梢酝ㄟ^(guò)使用多重信號(hào)轉(zhuǎn)換表來(lái)使量化斷點(diǎn)隨時(shí)間作高頻振動(dòng)來(lái)達(dá)到這一目的。觀察者的眼睛積累一系列顯示圖象，以有效地產(chǎn)生最低有效位(LSB)量化值(該值為小數(shù))。由積累的結(jié)果有效地增加圖象信號(hào)的動(dòng)態(tài)范圍。
如果顯示時(shí)只能產(chǎn)生有限個(gè)數(shù)的顏色或強(qiáng)度值，則會(huì)產(chǎn)生量化誤差。在顯示一幅彩色圖象時(shí)，必須把原先圖象中逐漸的變化變換為被顯示圖象中個(gè)數(shù)極為有限的變化。結(jié)果在被顯示的圖象中有更突然的變化，這將導(dǎo)致出現(xiàn)假輪廓線。在這種情形下，可以利用瞬時(shí)高頻振動(dòng)來(lái)增加用于顯示的強(qiáng)度值的個(gè)數(shù)。
至少可以用三種方式來(lái)作瞬時(shí)高頻振動(dòng)，即順序方式、隨機(jī)方式和空間方式。在實(shí)現(xiàn)時(shí)，這三種方式各有優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)。順序方式最為簡(jiǎn)單，因而首先對(duì)它進(jìn)行討論。
舉例來(lái)說(shuō)，對(duì)于基于可變形鏡器件(DMD)的電視的傳遞函數(shù)可以作順序瞬時(shí)高頻振動(dòng)。在電視工業(yè)中，標(biāo)準(zhǔn)的顯示器件是CRT，它典型地具有非線性的亮度傳遞函數(shù)。當(dāng)采用一個(gè)諸如DMD等具有不同的傳遞函數(shù)的顯示器件時(shí)，已為CRT設(shè)計(jì)的最終的亮度梯度不會(huì)準(zhǔn)確顯現(xiàn)原有景象的亮度。為補(bǔ)償傳遞函數(shù)的差異，要作通常稱為伽馬校正(gamma correction)的信號(hào)轉(zhuǎn)換。圖1示出CRT顯示器30、電視廣播信號(hào)32以及線性顯示器件34的亮度響應(yīng)函數(shù)曲線。在圖1中，輸入信號(hào)位于水平軸上而輸出信號(hào)位于垂直軸上。在每根軸上標(biāo)出了滿度的百分?jǐn)?shù)，還標(biāo)出了與十進(jìn)制數(shù)等價(jià)的8位二進(jìn)制數(shù)，以255表示滿度。CRT響應(yīng)函數(shù)30約等于Y＝X2.2。廣播信號(hào)響應(yīng)函數(shù)32約等于Y＝X1/2.2。
從圖1的廣播信號(hào)響應(yīng)函數(shù)32可以看出，對(duì)于低亮度輸入信號(hào)，一輸入信號(hào)給定的增加將導(dǎo)致輸出信號(hào)較大的增加。而對(duì)于高亮度輸入信號(hào)，輸入信號(hào)同樣的增加將導(dǎo)致輸出信號(hào)較小的增加。廣播信號(hào)響應(yīng)函數(shù)是用來(lái)補(bǔ)償采用CRT的，CRT的傳遞函數(shù)與廣播傳遞函數(shù)近似地相反。
雖然為補(bǔ)償不同的傳遞函數(shù)，可以對(duì)模擬圖像信號(hào)進(jìn)行按比例調(diào)節(jié)，但有時(shí)不容許增加所需的電路。數(shù)字式圖象顯示系統(tǒng)能對(duì)數(shù)字化圖象信號(hào)進(jìn)行按比例調(diào)節(jié)，但由于加進(jìn)了按比例調(diào)節(jié)量化誤差，對(duì)圖象數(shù)據(jù)作的按比例調(diào)節(jié)也會(huì)帶來(lái)顯示誤差。按比例調(diào)節(jié)量化誤差在低亮度信號(hào)情形下最大，已按比例調(diào)節(jié)的數(shù)字中一個(gè)最低有效位(LSB)的增加代表了未按比例調(diào)節(jié)的數(shù)字化圖象信號(hào)中數(shù)個(gè)LSB的增加。
量化誤差能夠?qū)Ρ伙@示圖象產(chǎn)生很顯著的影響。當(dāng)一幅很暗的圖象增加亮度時(shí)，每個(gè)LSB的增加代表亮度增加了一個(gè)很大的百分?jǐn)?shù)。由于眼晴能覺(jué)察很小的亮度變化，因此由于亮度僅僅改變一個(gè)或二個(gè)LSB，一幅暗的圖象看上去就有假輪廓線。DMD的線性光傳遞函數(shù)意味著對(duì)從強(qiáng)度值為1變?yōu)閺?qiáng)度值為2的亮度加倍。當(dāng)系統(tǒng)的位數(shù)較少，例如對(duì)于動(dòng)態(tài)范圍小于9位的系統(tǒng)，這將導(dǎo)致在景象的較暗部分出現(xiàn)假輪廓線。
圖2示出理想補(bǔ)償曲線36的一部分，該曲線等于典型的CRT的傳遞函數(shù)。實(shí)際補(bǔ)償曲線38，連同每一個(gè)階梯增長(zhǎng)的百分?jǐn)?shù)也在圖2中示出。用8位數(shù)據(jù)字?jǐn)?shù)字轉(zhuǎn)換器約20％的輸入范圍只能產(chǎn)生輸出數(shù)據(jù)的8個(gè)LSB。此外，每8個(gè)二進(jìn)制位的階梯包含了亮度方面有較大百分?jǐn)?shù)的增加。而在曲線的亮度大的那一端，作用將倒過(guò)來(lái)，即，為使被補(bǔ)償數(shù)據(jù)產(chǎn)生較大的改變，只需數(shù)字轉(zhuǎn)換器很小一部分的輸入范圍。
圖3示出了改進(jìn)顯示器亮度補(bǔ)償?shù)谋景l(fā)明的一個(gè)實(shí)施例。在圖3中，輸入模擬圖象信號(hào)40用數(shù)字轉(zhuǎn)換器42轉(zhuǎn)換為8位數(shù)字信號(hào)44。選用8位數(shù)據(jù)字僅僅是為了描述的目的，可以用較多位或較少位來(lái)實(shí)施它。本發(fā)明不限于對(duì)亮度數(shù)據(jù)作伽馬校正，而可以對(duì)任何數(shù)據(jù)作伽馬校正，其時(shí)需進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，并把已轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)對(duì)時(shí)間求平均，在彩色顯示系統(tǒng)中，可以對(duì)每一種顏色用并行的或順序的方法加以分別處理。
補(bǔ)償電路46把輸入圖象數(shù)據(jù)44轉(zhuǎn)換為輸出圖象數(shù)據(jù)48，在本實(shí)施例中，輸出圖象數(shù)據(jù)是傳送至顯示系統(tǒng)其余部分的另一個(gè)8位數(shù)據(jù)字。為清楚起見(jiàn)，沒(méi)有示出諸如緩沖器、幀存儲(chǔ)器、數(shù)據(jù)格式器等顯示器的其他功能部件，這些功能是在數(shù)據(jù)補(bǔ)償之前或數(shù)據(jù)補(bǔ)償之后完成的。所有的功能由定時(shí)和控制電路52進(jìn)行協(xié)調(diào)。定時(shí)和控制電路通過(guò)定時(shí)信號(hào)56與圖象源保持同步，該定時(shí)信號(hào)可以是來(lái)自NTSC組合圖象信號(hào)的水平同步和垂直同步信號(hào)。
圖4示出瞬時(shí)高頻振動(dòng)數(shù)據(jù)補(bǔ)償電路46的一個(gè)實(shí)施例。在這個(gè)實(shí)施例中，轉(zhuǎn)換查找表58可以是1024×8可編程序只讀存儲(chǔ)器(PROM)。轉(zhuǎn)換查找表包含了4個(gè)完整的轉(zhuǎn)換表，每一個(gè)轉(zhuǎn)換表可以把一個(gè)輸入數(shù)據(jù)值變換為一個(gè)輸出數(shù)據(jù)值。輸入圖象數(shù)據(jù)44用作進(jìn)入轉(zhuǎn)換表的偏移地址以產(chǎn)生輸出圖象數(shù)據(jù)48。表的選擇由定序器的輸出決定。在本實(shí)施例中，定序器是一個(gè)計(jì)數(shù)器60。定序器可以按幀、行或象素率來(lái)進(jìn)行計(jì)時(shí)，這取決于來(lái)自定時(shí)和控制電路52的定時(shí)和控制信號(hào)54。
構(gòu)成轉(zhuǎn)換找查表58的4個(gè)轉(zhuǎn)換表的每一個(gè)表都有獨(dú)立的曲線斷點(diǎn)。每條曲線是所希望的傳遞函數(shù)的一個(gè)近似。如果適當(dāng)?shù)貥?gòu)造出這些曲線，則用4條曲線的平均要比單用任何一條曲線能更加準(zhǔn)確地表示所需的傳遞函數(shù)。采用具有適當(dāng)選取斷點(diǎn)的4個(gè)表將實(shí)際上使顯示的分辨率增加2位。
在顯示數(shù)據(jù)時(shí)，圖象中的每個(gè)象素可以逐幀采用不同的表。對(duì)于一給定的象素，不同的表將使相同的輸入數(shù)據(jù)產(chǎn)生不同的輸出值，因此，對(duì)每一幀得出不同的亮度。圖5示出4條取樣曲線的一部分。觀察者的眼睛對(duì)于由數(shù)個(gè)幀來(lái)的亮度數(shù)據(jù)加以積累。這具有對(duì)于數(shù)個(gè)幀進(jìn)行平均的效果，從而實(shí)際上增加了顯示的動(dòng)態(tài)范圍。圖6示出了圖5的4條曲線的平均。表1示出4個(gè)取樣轉(zhuǎn)換表和平均結(jié)果的一部分。
除了使顯示系統(tǒng)的視在動(dòng)態(tài)范圍增大之外，把數(shù)個(gè)轉(zhuǎn)換表加以平均將導(dǎo)致極暗圖象更為平滑的亮度變化。這種平滑變化有助于在得到的圖象中減少假輪廓線。應(yīng)該注意，這種順序方法用于靜止圖象最為合適。由于表的排序，順序瞬時(shí)高頻振動(dòng)能產(chǎn)生假象，對(duì)于活動(dòng)圖象尤其如此。然而，由于人眼對(duì)活動(dòng)圖象喪失了被察覺(jué)的分辨率，所以這種方法對(duì)于活動(dòng)圖象仍然適用。
表1表輸入所需的表1表2表3表4平均輸出 輸出0 0.00 0 0 0 0 0.001 0.00 0 0 0 0 0.002 0.01 0 0 0 0 0.003 0.0100000.004 0.0300000.005 0.0400000.006 0.0700000.007 0.0900000.008 0.1310000.259 0.1610000.25100.2110000.25110.2510000.25120.3110000.25130.3710000.25140.4310100.50150.5010100.50160.5810100.50170.6611100.75180.7511100.75190.8411100.75200.9411111.00211.0511111.00221.1621111.25231.2821111.25241.4121211.50251.5421211.50261.6822211.75271.8222211.75281.9822222.00292.1432222.25302.3032222.25312.4732322.50322.6533322.75332.8433322.75343.0333333.00353.2343333.25363.4443433.50373.6544433.75383.8744433.75394.1044444.00404.3354444.25414.5754544.50424.8255544.75435.0855555.00445.3465555.25455.6165655.50465.8966666.00476.1876666.25486.4776766.50496.7777766.75507.0877777.00本發(fā)明的第二個(gè)實(shí)施例包含了采用隨機(jī)瞬時(shí)高頻振動(dòng)。只要把圖4中的計(jì)數(shù)器60換成隨機(jī)數(shù)發(fā)生器就能實(shí)現(xiàn)隨機(jī)瞬時(shí)高頻振動(dòng)。隨機(jī)數(shù)發(fā)生器可以按幀、行或象素率來(lái)選擇轉(zhuǎn)換表，然而按象素率來(lái)改變表更不容易造成假象。可以任意，在先進(jìn)的裝置中，將根據(jù)電視圖象的活動(dòng)情況在隨機(jī)和順序高頻振動(dòng)之間切換。有關(guān)圖象的活動(dòng)信息可以從累進(jìn)掃描轉(zhuǎn)換功能獲得，它們是在圖象顯示過(guò)程中提前完成的。雖然隨機(jī)瞬時(shí)高頻振動(dòng)有助于消除由于按相同次序順序通過(guò)相同的一些表而產(chǎn)生的假象，但同一個(gè)表可以隨機(jī)地為顯示的同一部分一再使用。這將消除由平均帶來(lái)的好處，并導(dǎo)致顯示的那一部分瞬時(shí)出現(xiàn)不正常的強(qiáng)度。
包含既用順序高頻振動(dòng)又用隨機(jī)高頻振動(dòng)的一種混合實(shí)施例示于圖7。在此實(shí)施例中既用計(jì)數(shù)器又用隨機(jī)數(shù)發(fā)生器。雖然可以用任意個(gè)數(shù)的表，但為了本實(shí)施例的目的，假設(shè)轉(zhuǎn)換查找表86包含16個(gè)單獨(dú)的表。這16個(gè)表被分為4塊，每塊4個(gè)表。用隨機(jī)數(shù)發(fā)生器來(lái)選擇塊，而用計(jì)數(shù)器在該塊內(nèi)順序選擇表。計(jì)數(shù)器和隨機(jī)數(shù)發(fā)生器由時(shí)鐘信號(hào)87和89來(lái)計(jì)時(shí)，計(jì)數(shù)器和隨機(jī)數(shù)發(fā)生器可以按同樣速率來(lái)計(jì)時(shí)，或者隨機(jī)數(shù)發(fā)生器可以按較低的速率來(lái)計(jì)時(shí)，使得隨機(jī)數(shù)發(fā)生器在選擇下一塊之前，允許計(jì)數(shù)器可以順序通過(guò)在一塊中的所有的表。如上面所討論的，在某些情形下，例如，在景象中覺(jué)察出活動(dòng)時(shí)，對(duì)于控制信號(hào)91和93改變高頻振動(dòng)的方案可能有好處。控制信號(hào)91和93能只讓計(jì)數(shù)器或隨機(jī)數(shù)發(fā)生器不工作，或者讓兩者都不工作。另一個(gè)實(shí)施例將允許控制信號(hào)從表86中選擇一組不同的查找表?？刂菩盘?hào)可以被直接送至查找表86。塊的個(gè)數(shù)以及每塊中表的個(gè)數(shù)可以大于或小于上述實(shí)施例中的個(gè)數(shù)。
順序與隨機(jī)瞬時(shí)高頻振動(dòng)具有增加顯示的動(dòng)態(tài)范圍而不減小空間分辨率的優(yōu)點(diǎn)。然而，當(dāng)顯示一幅活動(dòng)景象時(shí)，它們可能產(chǎn)生假象。第三種瞬時(shí)高頻振動(dòng)技術(shù)，即空間高頻振動(dòng)，可減小由活動(dòng)景象而造成的假象的影響。
空間高頻振動(dòng)是一種增加可用有效強(qiáng)度值的技術(shù)。本發(fā)明的發(fā)明者之一羅伯特·戈夫(Robert Gove)博士曾向光學(xué)照相儀器制造學(xué)工程師協(xié)會(huì)(SPIE，Society of Photo—Optical InstrumentationEngineering)提交了一篇論文。作為參考文獻(xiàn)，把這篇題為“對(duì)二進(jìn)制紅綠蘭顯示作逼真彩色圖象綜合用的新的高頻振動(dòng)技術(shù)”并刊印于1986年SPIE第638卷—“混合圖象處理”中的論文包括在這里。
超象素(super—pixel)是象素的子陣列，其中每個(gè)象素具有不同的強(qiáng)度，因而超象素可以具有單個(gè)象素得不到的平均強(qiáng)度值。超象素可以是任何大小的子陣列，例如2×2或2×3，只要子陣列足夠小，以至由眼睛看來(lái)是均勻的即可?？臻g高頻振動(dòng)包含了對(duì)于時(shí)間顯示不同強(qiáng)度的超象素，由眼晴對(duì)它們作平均，以有效地獲得一個(gè)具有正確強(qiáng)度的超象素。如此形成的超象素看起來(lái)是包含在超象素內(nèi)的象素強(qiáng)度的混合。為防止產(chǎn)生圖象假象，超象素通常僅限于對(duì)稱象素的組合。對(duì)于采用2×2超象素的僅有兩個(gè)強(qiáng)度值的顯示系統(tǒng)，在采用對(duì)稱超象素時(shí)有三種可能的強(qiáng)度值。
為作出空間高頻振動(dòng)，根據(jù)象素在超象素中的位置把每個(gè)象素的強(qiáng)度數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成顯示強(qiáng)度。圖8是一張表，該表有助于表示如何對(duì)于一個(gè)4位的數(shù)字轉(zhuǎn)換器和兩個(gè)強(qiáng)度值來(lái)采用超象素。數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)以及象素編號(hào)用作進(jìn)入表的標(biāo)志，以確定該象素所用的強(qiáng)度值。舉例來(lái)說(shuō)，如果象素2的數(shù)字化數(shù)據(jù)是二進(jìn)制0101，則象素2具有的強(qiáng)度為0。如果象素3有相同的數(shù)字化數(shù)據(jù)，它將具有強(qiáng)度1。從標(biāo)有“強(qiáng)度值”的那列可見(jiàn)，對(duì)于該圖，可以有3種超象素強(qiáng)度值。
瞬時(shí)高頻振動(dòng)可以與采用超象素相結(jié)合，以進(jìn)一步增加可以得到的強(qiáng)度值的個(gè)數(shù)。圖9示出一種用以做出超象素并使之作高頻振動(dòng)的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換系統(tǒng)。用強(qiáng)度數(shù)據(jù)72、象素偏號(hào)數(shù)據(jù)74以及隨機(jī)數(shù)數(shù)據(jù)80來(lái)對(duì)一超象素轉(zhuǎn)換查找表82作選擇和尋址，由該表產(chǎn)生顯示強(qiáng)度數(shù)據(jù)84。隨機(jī)數(shù)發(fā)生器78可以按由定時(shí)信號(hào)76確定的任意個(gè)象素周期來(lái)更新隨機(jī)數(shù)數(shù)據(jù)80。隨機(jī)數(shù)通常按象素速率來(lái)更新，但是，如果有需要，它也可以按較低的速率，包括按行或按幀的速率來(lái)更新?？刂菩盘?hào)77用以根據(jù)景象信息(典型地，如對(duì)于圖7已討論過(guò)的景象活動(dòng)信息)來(lái)改變高頻振動(dòng)操作，可以用一個(gè)計(jì)數(shù)器來(lái)替代，或把計(jì)數(shù)器增添至圖9所示的隨機(jī)數(shù)發(fā)生器78。
圖10示出采用瞬時(shí)高頻振動(dòng)的超象素查找表。圖10包括了圖8的表以及具有不同斷點(diǎn)的第二個(gè)表。如果顯示系統(tǒng)有一半時(shí)間隨機(jī)地選取了該表的每一部分，則觀察者的眼睛將對(duì)3種超象素強(qiáng)度的混合進(jìn)行積累，而產(chǎn)生出5種強(qiáng)度值。如果采用更多個(gè)表，則會(huì)產(chǎn)生額外的強(qiáng)度值，從而允許更準(zhǔn)確地表現(xiàn)所需的圖象。
為清楚起見(jiàn)，選用了4位圖象數(shù)據(jù)、兩個(gè)強(qiáng)度值以及兩張查找表?？梢圆捎萌我舛鄠€(gè)數(shù)據(jù)位、強(qiáng)度值或查找表。對(duì)于顯示系統(tǒng)硬件來(lái)說(shuō)，重要的是它能足夠快地顯示由表得出的數(shù)據(jù)，使得觀察者的眼睛能積累數(shù)據(jù)，并且使觀察者察覺(jué)不到在選擇表時(shí)產(chǎn)生的閃爍。
順序和隨機(jī)瞬時(shí)高頻振動(dòng)對(duì)于活動(dòng)圖象有可能引進(jìn)假象，而空間瞬時(shí)高頻振動(dòng)具有使所顯示的有效靈敏度降低的不利的副作用。根據(jù)景象，高頻振動(dòng)可能不降低分辨率。邊緣可以保持，但由于奈奎斯特(Nyquist)周期的緣故，使得具有重復(fù)特征的圖象(例如格柵圖象)不能在所有的強(qiáng)度值上完全再現(xiàn)。
為了能不產(chǎn)生副作用地運(yùn)用瞬時(shí)高頻振動(dòng)，則只能有選擇地進(jìn)行高頻振動(dòng)操作。例如，為變換圖象的帶寬，可以對(duì)一幀圖象數(shù)據(jù)進(jìn)行二維濾波操作。然后可以用所得的變換，在容易產(chǎn)生假象的高頻帶范圍不進(jìn)行空間高頻振動(dòng)。用同樣的方法，把一幀圖象數(shù)據(jù)和前一幀圖象數(shù)據(jù)作比較，來(lái)確定圖象的哪一部分是活動(dòng)的。然后可以用活動(dòng)部分的數(shù)據(jù)使得在顯示出活動(dòng)的區(qū)域不進(jìn)行順序的和隨機(jī)的瞬時(shí)高頻振動(dòng)。
這樣，雖然至此已經(jīng)描述了一個(gè)特殊的實(shí)施例來(lái)說(shuō)明通過(guò)瞬時(shí)高頻振動(dòng)來(lái)增加顯示系統(tǒng)視在動(dòng)態(tài)范圍的方法和結(jié)構(gòu)，但并不企圖把這些特殊的參考說(shuō)明視為對(duì)本發(fā)明范圍的限制，本發(fā)明的限制只由下述權(quán)利要求闡明。此外，雖然結(jié)合某些特殊的實(shí)施例描述了本發(fā)明，應(yīng)該明白，由于現(xiàn)在對(duì)于熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的人自己也能提出進(jìn)一步的改變，因而希望對(duì)所有這些落在所附權(quán)利要求范圍中的改變加以覆蓋。
權(quán)利要求
1.一種數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換方法，其特征在于，把數(shù)據(jù)字的值對(duì)于時(shí)間作高頻振動(dòng)，從而使所述數(shù)據(jù)字的平均值是所述數(shù)據(jù)字所需值的一個(gè)近似。
2.一種增加顯示系統(tǒng)視在動(dòng)態(tài)范圍的方法，其特征在于，包括a)把每個(gè)象素的圖像數(shù)據(jù)數(shù)字化；b)轉(zhuǎn)換所述數(shù)據(jù)；以及c)對(duì)于時(shí)間改變所述轉(zhuǎn)換操作，使平均被轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)值是所需數(shù)據(jù)值的一個(gè)近似。
3.如權(quán)利要求2的方法，其特征在于，進(jìn)行所述轉(zhuǎn)換來(lái)補(bǔ)償信號(hào)或顯示器的非線性。
4.如權(quán)利要求2的方法，其特征在于，用一個(gè)或多個(gè)轉(zhuǎn)換查找表來(lái)作所述的轉(zhuǎn)換。
5.如權(quán)利要求2的方法，其特征在于，用4個(gè)查找表來(lái)作所述轉(zhuǎn)換。
6.如權(quán)利要求2的方法，其特征在于，按象素速率改變所述的轉(zhuǎn)換。
7.如權(quán)利要求2的方法，其特征在于，根據(jù)可視景象的活動(dòng)特征來(lái)改變所述的轉(zhuǎn)換。
8.如權(quán)利要求2的方法，其特征在于，通過(guò)選擇不同的轉(zhuǎn)換查找表來(lái)改變所述的轉(zhuǎn)換。
9.如權(quán)利要求2的方法，其特征在于，所述數(shù)據(jù)是每個(gè)象素的亮度數(shù)據(jù)。
10.如權(quán)利要求2的方法，其特征在于，所述數(shù)據(jù)是每個(gè)象素的顏色數(shù)據(jù)。
11.如權(quán)利要求2的方法，其特征在于，所述轉(zhuǎn)換以線性亮度響應(yīng)函數(shù)來(lái)對(duì)一顯示進(jìn)行補(bǔ)償，所述轉(zhuǎn)換用4個(gè)轉(zhuǎn)換查找表來(lái)做，其特征在于，對(duì)于每個(gè)象素亮度字，隨機(jī)地選擇運(yùn)行的轉(zhuǎn)換查找表。
12.如權(quán)利要求2的方法，其特征在于，所述轉(zhuǎn)換包括形成超象素，超象素的形成由兩個(gè)或多個(gè)轉(zhuǎn)換查找表確定，其特征在于，對(duì)于每個(gè)數(shù)據(jù)字，隨機(jī)地選擇運(yùn)行的轉(zhuǎn)換查找表。
13.一種數(shù)字式數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，其特征在于，包括a)把輸入數(shù)據(jù)信號(hào)轉(zhuǎn)換為輸出數(shù)據(jù)信號(hào)的兩個(gè)或多個(gè)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器；b)選擇轉(zhuǎn)換器用的定序器；以及c)把一個(gè)轉(zhuǎn)換器選作運(yùn)行的轉(zhuǎn)換器用的在所述定序器與所述數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器之間的信號(hào)。
14.如權(quán)利要求13的系統(tǒng)，其特征在于，所述數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器是存儲(chǔ)器查找表。
15.如權(quán)利要求13的系統(tǒng)，其特征在于，所述定序器是一個(gè)計(jì)數(shù)器。
16.如權(quán)利要求13的系統(tǒng)，其特征在于，所述定序器是一個(gè)隨機(jī)數(shù)發(fā)生器。
17.如權(quán)利要求13的系統(tǒng)，其特征在于，對(duì)于每幀圖象數(shù)據(jù)，所述定序器選擇一新的運(yùn)行的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器。
18.如權(quán)利要求13的系統(tǒng)，其特征在于，對(duì)于每行圖象數(shù)據(jù)，所述定序器選擇一新的運(yùn)行的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器。
19.如權(quán)利要求13的系統(tǒng)，其特征在于，對(duì)于每個(gè)象素的圖象數(shù)據(jù)，所述定序器選擇一新的運(yùn)行的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器。
20.如權(quán)利要求13的系統(tǒng)，其特征在于，所述轉(zhuǎn)換以線性亮度響應(yīng)函數(shù)來(lái)對(duì)一顯示器進(jìn)行補(bǔ)償，所述數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器包括4個(gè)存儲(chǔ)器查找表，其特征在于，由所述的定序器對(duì)每個(gè)象素的亮度字隨機(jī)地選擇運(yùn)行的轉(zhuǎn)換查找表。
全文摘要
一種數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換方法，其中，把數(shù)據(jù)字的值對(duì)于時(shí)間作高頻振動(dòng)，使數(shù)據(jù)字的平均值比具有相同分辨率的單個(gè)數(shù)據(jù)字是所需值的更準(zhǔn)確的近似。介紹了三個(gè)采用多個(gè)查找表來(lái)完成轉(zhuǎn)換功能的實(shí)施例。第一個(gè)實(shí)施例用計(jì)數(shù)器對(duì)每一個(gè)轉(zhuǎn)換順序地選擇查找表。第二個(gè)實(shí)施例用隨機(jī)的方法來(lái)選擇當(dāng)前的查找表。第三個(gè)實(shí)施例使超象素作高頻振動(dòng)而增加顯示器能顯示的強(qiáng)度值的個(gè)數(shù)。
文檔編號(hào)G09G5/06GK1119808SQ94118490
公開(kāi)日1996年4月3日 申請(qǐng)日期1994年12月2日 優(yōu)先權(quán)日1993年12月2日
發(fā)明者斯蒂芬·W·馬歇爾, 羅伯特·J·戈夫 申請(qǐng)人:德克薩斯儀器股份有限公司