專利名稱：處理在顯示器件上顯示視頻圖像的方法和實(shí)現(xiàn)該方法的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及處理在顯示器件上顯示視頻圖像的方法，特別是本發(fā)明涉及一種視頻處理，用于改善矩陣顯示器，象等離子體顯示屏(PDP)或其它顯示器件上顯示的圖像質(zhì)量，其中，在顯示屏上，像素值控制小光脈沖數(shù)的產(chǎn)生。
盡管已經(jīng)知道等離子體顯示屏(盡管等離子體顯示屏已經(jīng)存在)許多年了，但直到現(xiàn)在，電視制造商才對等離子體顯示屏產(chǎn)生興趣。確實(shí)，目前的技術(shù)獲得大尺寸的平面顯示屏和有限的深度而沒有任何視覺角度約束成為可能。顯示屏的尺寸比曾經(jīng)允許的經(jīng)典CRT顯像管的尺寸大許多。
關(guān)于最新生產(chǎn)的歐洲電視機(jī)，已經(jīng)作了許多工作改善它的圖像質(zhì)量。因此，有很強(qiáng)的需求，對使用新技術(shù)象等離子體顯示技術(shù)設(shè)計的電視機(jī)必須提供更好或比使用舊的標(biāo)準(zhǔn)電視機(jī)技術(shù)好的電視機(jī)。一方面，等離子體顯示技術(shù)給出了接近無限大屏幕尺寸的可能性，及有引人注目的厚度，但在另一方面，他產(chǎn)生能夠損壞圖像質(zhì)量的新的贗像。大部分贗像與發(fā)生在已知經(jīng)典CRT彩色顯相管的贗像是不同的。由于不同的贗像外貌，他們對電視觀眾是比較明顯，因?yàn)殡娨曈^眾早已習(xí)慣觀看眾所周知的老電視的贗像。
本發(fā)明處理特殊的新贗像，該贗像被稱為“動態(tài)虛假輪廓效應(yīng)”，當(dāng)在矩陣屏幕上的觀察點(diǎn)移動時，贗像對應(yīng)于圖像中彩色邊緣的幻像的灰度級和色彩的擾動。例如在顯示人的皮膚時，當(dāng)圖像具有平滑的灰度等級時，贗像被加強(qiáng)(例如，顯示面部或手臂)。當(dāng)觀察者搖頭時，同樣的問題發(fā)生在靜態(tài)圖像上，這就得出結(jié)論，這個故障取決于人的視覺感覺并發(fā)生在眼睛的視網(wǎng)膜上。
已經(jīng)討論了許多方法補(bǔ)償虛假輪廓效應(yīng)。這個虛假輪廓效應(yīng)直接與子集結(jié)構(gòu)有關(guān)并將使用較多的子集結(jié)構(gòu)，結(jié)果是比較好的。術(shù)語子集結(jié)構(gòu)將在下面詳細(xì)解釋，但在目前應(yīng)注意到它是一種在8個或更多的光的子周期內(nèi)8位灰度級的分解。這樣一個圖像編碼器的最優(yōu)化確實(shí)在虛假輪廓效應(yīng)上有積極的影響。然而，增加子集數(shù)對于尋址周期需要分配較多的時間(因?yàn)閷τ诿恳粋€子集，信息必須加載在顯示屏內(nèi))，并且，對于尋址和光照可得到的完整時間是有限的(例如，每幀20毫秒，工作在漸進(jìn)掃描模式的50赫茲顯示屏)。
我們已經(jīng)知道解決上面提到問題的另一種方法被稱為“脈沖均衡技術(shù)”。這個技術(shù)比較復(fù)雜。當(dāng)預(yù)見到灰度級擾動時，她使用加載到電視信號的均衡脈沖或與電視信號分離的均衡脈沖。此外，因?yàn)樘摷佥喞?yīng)是相對運(yùn)動的，所以對于每一個可能的速度需要不同的脈沖。這就導(dǎo)致對每一個速度需要一個存儲大量查詢表的大容量存儲器，并且需要一個運(yùn)動估算器。此外，因?yàn)樘摷佥喞?yīng)取決于子集結(jié)構(gòu)，所以對于每一個新子集結(jié)構(gòu)必須重新計算脈沖。然而，由事實(shí)產(chǎn)生的這個技術(shù)的主要缺點(diǎn)是為補(bǔ)償在眼睛視網(wǎng)膜上呈現(xiàn)的缺陷，均衡脈沖把缺陷加到圖像上。另外，當(dāng)在圖像中運(yùn)動增加時，需要增加更多的脈沖到圖像上，并在很快的運(yùn)動中導(dǎo)致圖像內(nèi)容的沖突。
在申請人的歐洲專利申請98114883.6中，已經(jīng)知道減少虛假輪廓效應(yīng)的不同方法，該方法將提供很好的誤差輪廓減少而沒有損失垂直分辨率。然而，在由運(yùn)動估算確定的方向內(nèi)的移動子集的這個算法是比較復(fù)雜并需要使用很好適合的運(yùn)動估算器。這個解決方案的實(shí)施需要花費(fèi)較多時間和需要較大容量的芯片在EP 0874349中(湯姆森多媒體的專利申請)，論述了稱為位線重復(fù)技術(shù)的減少虛假輪廓效應(yīng)的另一種方法。在這個技術(shù)后面的思想是，對于某些定義為共同子集的子集，減少把兩個連續(xù)線組合在一起的被尋址的線數(shù)。對于稱為普通子集的剩余子集，每一線被分別尋址。然而，引起稍微降低垂直分辨率的這個技術(shù)取決于圖像內(nèi)容，并且感覺到新的噪聲。
本發(fā)明的目的是改善位重復(fù)技術(shù)以在垂直分辨率和噪聲方面?zhèn)鬏敱容^好的圖像質(zhì)量。本發(fā)明的主題是公開用于處理在顯示設(shè)備上顯示的視頻圖像的的相應(yīng)方法和裝置。
當(dāng)位線重復(fù)算法能夠正確地把兩個或更多連續(xù)線組合的許多像素值進(jìn)行編碼時，然而，在某些情況中，由于需要與每一個共同子集有相同的編碼產(chǎn)生的解碼減少了靈活性，所以產(chǎn)生了錯誤。
本發(fā)明的一般思想是把編碼誤差放置在兩個或更多組合在一起的像素的較高的視頻級上。用這個新方法，由位線重復(fù)算法引起的噪聲和在垂直分辨率中的降低被轉(zhuǎn)移到電視觀眾看不到的區(qū)域內(nèi)。
方便地，本發(fā)明方法的附加實(shí)施例公開于對應(yīng)的從屬權(quán)利要求。
在虛假輪廓效應(yīng)補(bǔ)償領(lǐng)域內(nèi)，對圖像附加抖動圖形帶來某些好處。特別地，在等離子體圖像中，它確實(shí)改善了灰度等級描述。值+1常常在梅花型中被加到相鄰像素之間。為在位線重復(fù)技術(shù)中適用抖動方法，本發(fā)明建議稍微不同的抖動圖形用于位線重復(fù)算法的組合。在這里，總是相同的值被加到兩個或更多的像素，該像素是由兩個或更多連續(xù)線組合在一起的。結(jié)果，抖動圖形也是梅花型。
位線重復(fù)方法可以由對圖像內(nèi)容進(jìn)行圖像分析進(jìn)一步得到改善，并基于分析結(jié)果接通或斷開位線重復(fù)算法。例如，當(dāng)圖像內(nèi)容分析在許多圖像中顯示了太高的垂直躍變，則斷開位線重復(fù)算法。這將改善圖像中的圖像質(zhì)量，該圖像含有許多高垂直頻率，就象圖像含有柵格的文本和圖像一樣，在這個圖像中，眼睛將比較集中在這些結(jié)構(gòu)上而不在虛假輪廓效應(yīng)上。事實(shí)上，它將在長臨界景色中減少許多失去的垂直分辨率。
通過使用運(yùn)動檢測器檢測圖像中的運(yùn)動。進(jìn)一步改善是可能的。當(dāng)一幀圖像不含有足夠的運(yùn)動時，基本的想法是斷開位線重復(fù)算法。其中圖像序列在圖像中只有小的運(yùn)動，沒有虛假輪廓效應(yīng)將發(fā)生，所以不需要位線重復(fù)技術(shù)。
這些改善通過基于幀數(shù)的接通控制確定，其中，運(yùn)動已經(jīng)被檢測或圖像內(nèi)容分析已經(jīng)顯示普通子集編碼將帶來比較好的結(jié)果。
本發(fā)明進(jìn)一步由完成發(fā)明方法的裝置組成。在權(quán)利要求8到13給出了這個裝置的優(yōu)選實(shí)施例。
本發(fā)明可仿效的實(shí)施例顯示在附圖中，并在下面的論述中進(jìn)行了詳細(xì)解釋。


圖1是在電視圖像中模擬的虛假輪廓效應(yīng)的示意2是解釋PDP子集結(jié)構(gòu)的示意3是解釋虛假輪廓效應(yīng)的示意4是當(dāng)圖3所示的幀被顯示時，黑暗邊緣的外觀示意5是改進(jìn)的子集結(jié)構(gòu)示意6是與圖3相同的圖，但具有圖5的子集結(jié)構(gòu)示意7是按照位線重復(fù)方法，組合兩條連續(xù)的像素線用于尋址目的示意圖。
圖8是解釋人的視覺系統(tǒng)靈敏度的示意9是算法的流程圖，該算法基于圖像內(nèi)容的分析啟動或停止位線重復(fù)模式圖10是使用在常規(guī)抖動圖形例子示意圖，該圖形使用在等離子體顯示屏用于灰度等級描述的改善圖11是對位線重復(fù)模式適用抖動圖形例子的示意12是本發(fā)明裝置的方塊圖由于虛假輪廓效應(yīng)引起的贗像顯示在圖1。所示女士手臂上有兩條黑線，黑線即是由虛假輪廓效應(yīng)引起的。這樣的黑線也發(fā)生在該女士的臉部右側(cè)。
等離子體顯示屏使用放電單元的矩陣陣列，該放電單元僅僅是接通或斷開。不象CRT或LCD，CRT或LCD的灰度級是由光發(fā)射的模擬控制表達(dá)的。在PDP中，灰度級是由調(diào)制每一幀光脈沖數(shù)控制。這個時間調(diào)制在對應(yīng)于眼睛時間周期上由眼睛對其積分。當(dāng)在PDP屏幕上的觀察點(diǎn)(眼睛聚焦區(qū)域)移動時，眼睛將跟隨這個移動。結(jié)果，眼睛在一幀周期將不再對來自相同單元的光積分(靜止積分)，但它將對放置在運(yùn)動軌線上的來自不同單元的信息積分。因此，眼睛在這個運(yùn)動期間混合了所有的光脈沖，該光脈沖導(dǎo)致了有缺陷的信號信息。這個影響在下面將詳細(xì)解釋。
在視頻處理領(lǐng)域，用8位表達(dá)亮度等級是很普通的。在這個例子中，每一位將由下面的8位組合表達(dá)20＝1、21＝2、22＝4、23＝8、24＝16、25＝32、26＝64、27＝128為了解這個具有PDP技術(shù)的編碼方案，幀周期將分成8個光周期，該光周期也常常歸類為子集，每一個子集對應(yīng)8位之一。指定光脈沖到每一位，例如，對于位21的光脈沖數(shù)可以是22，該數(shù)是位20＝11的兩倍。用這些8個子周期的組合，我們能夠建立所說的256個不同的灰度級。沒有運(yùn)動，觀察者眼睛將在一個周期上對這些子周期積分，并將有正確灰度級的表達(dá)。上面提到的子集結(jié)構(gòu)顯示在圖2用于理解。在下面我們將解釋，在等離子體顯示技術(shù)中，每一個子集要求這些周期。
按照子集結(jié)構(gòu)的光發(fā)射模式引進(jìn)對應(yīng)于灰度級和色彩擾動的新的圖像質(zhì)量降低。如上面解釋的一樣，按下面的事實(shí)我們定義這些擾動；當(dāng)在PDP顯示屏上的觀察點(diǎn)運(yùn)動時，對應(yīng)于圖像中彩色邊緣外觀的擾動，即所謂的動態(tài)虛假輪廓效應(yīng)。觀察者對呈現(xiàn)在均勻區(qū)域像顯示的皮膚有很強(qiáng)的輪廓印象。當(dāng)圖像具有平滑的等級并當(dāng)光發(fā)射周期超過幾個毫秒時，增強(qiáng)了圖像質(zhì)量的降低。所以，在黑色場景中，擾動影響不像在具有均勻灰度級的場景那么大(例如，從32到223的亮度值)。
此外，當(dāng)觀察者搖頭時，同樣的問題發(fā)生在靜態(tài)圖像中，這就導(dǎo)致結(jié)論，這個缺陷取決于人的視覺感覺。
為較好的理解運(yùn)動圖像的視覺感覺的基本結(jié)構(gòu)，我們考慮簡單情況。讓我們假設(shè)，在每一視頻幀以5個像素的速度運(yùn)動的亮度級128和127之間的過渡，并且眼睛正在跟隨這個運(yùn)動。圖3示出了對應(yīng)亮度級128的較暗陰影區(qū)和對應(yīng)亮度級127較亮的陰影區(qū)。圖2所示的子集結(jié)構(gòu)被用來建立亮度級128和127，它被描述在圖3的右側(cè)。圖3中的三條平行線顯示眼睛正在跟隨運(yùn)動的方向。兩條外線顯示缺陷信號將被感知的區(qū)域邊界。在它們之間，眼睛將感知缺乏亮度，并在圖4所示的對應(yīng)區(qū)域內(nèi)呈現(xiàn)黑色邊緣。在所示區(qū)域內(nèi)感知缺乏亮度的影響是由于當(dāng)眼睛聚焦區(qū)域在運(yùn)動時，眼睛將不再對一個像素的所有發(fā)光周期積分。只有來自一個像素的部分光脈沖將在幀的期間被積分，這是因?yàn)樵谝粋€幀期間，當(dāng)眼睛聚焦區(qū)域運(yùn)動時，他從一個像素跳到另一個像素。因此，將發(fā)生缺乏對應(yīng)的亮度和暗的邊緣。在圖4的左側(cè)顯示了一條曲線，該曲線圖示了觀察圖3所示運(yùn)動圖像期間眼睛單元(細(xì)胞)的情況。與水平過渡有好的距離的眼睛單元將對來自對應(yīng)像素積分足夠的光。只是臨近過渡的眼睛單元不能夠?qū)碜韵嗤袼氐脑S多光積分。
減少這些贗像的一種方法是在比較大的分量(子集)上分解每一個亮度值，每一個分解的亮度值應(yīng)盡可能的小以便在兩個相鄰像素的時間軸內(nèi)將差別減到最小。在這種情況下，當(dāng)眼睛從一個像素運(yùn)動到另一個像素時，在視網(wǎng)膜上產(chǎn)生的誤差將比較低，并且，虛假輪廓效應(yīng)也比較低。然而，按照下面的關(guān)系，增加子集數(shù)是有限的nSF×NL×Tad+Tlight≤TFrame式中nSF表示子集數(shù)，NL表示線數(shù)，Tad是在每一條線的尋址每一子集的持續(xù)時間，Tlight是顯示屏的光持續(xù)時間，TFrame是幀周期。對于等離子體顯示技術(shù)，稱為ADS(地址(尋址)顯示相分離)的等離子體顯示屏的尋址通常是在線上尋址，就是說在一條線上所有數(shù)據(jù)都在瞬間寫入等離子體顯示。對于另一種等離子體顯示技術(shù)，稱為AWD(顯示時尋址)，同樣的關(guān)系是有效的，在這個技術(shù)中，不同的尋址、掃描和清除混合在一起。當(dāng)然，對于每一個像素，只有一個子集的編碼位在瞬間寫入等離子體顯示。對每一個子集，分開的尋址周期數(shù)必須的。很明顯，增加子集數(shù)將減少點(diǎn)亮顯示屏的時間Tlight，因此，由于要求更多的尋址和清除周期，所以將減少顯示屏的球形(整體)對比度。
圖5顯示了具有較多子集的新子集結(jié)構(gòu)。在這個例子中，有12個子集并在圖中給出子集的加權(quán)。
在圖6中，按照圖5的例子，新子集結(jié)構(gòu)的結(jié)果顯示了以每幀5個像素的速度移動的128/127的水平過渡?，F(xiàn)在，相應(yīng)的眼睛單元將對更多的類似光周期的量進(jìn)行積分的機(jī)會增加了。這個曲線顯示在圖6底部，該曲線是與圖3底部眼睛激勵積分曲線相比較的眼睛激勵積分曲線，發(fā)生在視網(wǎng)膜上的最強(qiáng)的缺陷從0到123被減少許多。
因此，我們的第一個思想是增加許多子集，然后，在運(yùn)動情況下，改善了圖像質(zhì)量。然而，按照上面給的關(guān)系，增加子集數(shù)是有限的nSF×NL×Tad+Tlight≤TFrame很明顯，增加子集數(shù)將減少點(diǎn)亮顯示屏的時間Tlight，因此，將減少顯示屏的球形亮度和對比度。
在湯姆森多媒體公司的另一個專利中，見EP 0874349，對于某些子集稱為共同子集，已經(jīng)論述的思想通過把兩條連續(xù)線組合在一起減少被尋址的線數(shù)。在這種情況下，前面的關(guān)系被修改成如下nCommonSF×NL/2*Tad+nNormalSF*NL*Tad+Tlight≤TFramenCommonSF×NL2×Tad+nNormalSF×NL×Tad+Tlight≤TFrame]]>式中nCommonSF表示共同子集數(shù)，nNormalSF表示其它子集數(shù)，NL表示線數(shù)，Tad是在每一條線尋址每一子集的持續(xù)時間，Tlight是顯示屏的光持續(xù)時間，TFrame是幀周期。對于在這個專利申請中解釋的發(fā)明，也可以參考EP 0874349。
位線重復(fù)技術(shù)允許象圖5所示的定義為子集結(jié)構(gòu)的應(yīng)用。在位線重復(fù)技術(shù)的另一方面，垂直分辨率的稍微降低和新的噪聲被感知。從下面給出的位線重復(fù)技術(shù)的全面解釋，這將是很明顯的。
對于這個解釋，我們假設(shè)，對于一個給定的等離子體顯示屏，在具有可接受的對比度系數(shù)的限制下，只尋址9個子集時是可能的。在9個子集的另一方面，虛假輪廓效應(yīng)將非常煩人的暫留。因此，使用位線重復(fù)技術(shù)改善這種情況。目的就是具有像圖5所示的子集結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)對虛假輪廓效應(yīng)有相當(dāng)好的表現(xiàn)。得到這個結(jié)果是通過用6個獨(dú)立子集和6個共同子集的編碼方案。那么，前面的關(guān)系變?yōu)?*NL/2*Tad+6*NL*Tad+Tlight＝9*NL*Tad+Tlight≤TFrame該公式與9個子集的編碼方案相同。因此，我們將人為地分配12個子集與9個子集有相同的光周期(相同的亮度和對比度)。
下面是位線重復(fù)編碼的例子1-2-4-5-8-10-15-20-30-40-50-70下劃線的值代表共同子集的值。
我們注意到，在這些共同子集CSF的位置，子集編碼的碼將是與對應(yīng)的兩條連續(xù)線的像素相同。
圖7給出一個例子。在這個圖中，顯示了像素值36和51在兩條連續(xù)像素線上位于相同的水平位置。
對于這些值的解碼存在不同的可能性。這些可能性列表在下面，其中，在括號內(nèi)給出了對于6個共同子集CSF的對應(yīng)子集編碼，該編碼起始于共同子集編碼的最重要的位36＝30+4+2(100110) 51＝50+1(000001)＝30+5+1(100001)＝40+10+1(000001)＝20+15+1(010001) ＝40+8+2+1(001011)＝20+10+5+1(000001) ＝40+5+4+2(000110)＝20+10+4+2(000110) ＝30+20+1(100001)＝20+8+5+2+1(001011)＝30+10+8+2+1(101011)＝15+10+8+2+1(011011) ＝30+10+5+4+2(100110)＝15+10+5+4+2(010110) ＝20+15+10+5+1(010001)＝20+15+10+4+2(010110)＝20+15+8+5+2+1(011011)對于這個例子，在位線重復(fù)子集編碼中，很容易對這兩個值解碼而沒有任何錯誤(沒有損失垂直分辨率)。只是需要發(fā)現(xiàn)與共同子集相同編碼的子集編碼的碼(見括號內(nèi)相同的值)。一對相同子集編碼的碼列表如下36＝30+4+2 和51＝30+10+5+4+236＝30+5+1 和51＝30+20+136＝20+15+1 和51＝20+15+10+5+136＝20+10+5+1和51＝50+136＝20+10+5+1和51＝40+10+136＝20+10+4+2和51＝40+5+4+236＝20+8+5+2+1 和51＝40+8+2+136＝15+10+8+2+1 和51＝20+15+8+5+2+136＝15+10+5+4+2 和51＝20+15+10+4+2不過，在某些情況中，由于需要與每一個共同子集CSF有相同的編碼產(chǎn)生的解碼減少了靈活性，所以產(chǎn)生了錯誤。例如，像素值36和52代表像素對，那么，必須用36和51或37和52代替它們以便在共同子集上有相同的編碼。缺乏靈活性引進(jìn)了噪聲，帶噪聲稱為BLR噪聲(位線重復(fù)噪聲)。
此外，因?yàn)樵趦蓷l連續(xù)線上的對應(yīng)像素得到共同的值是有限值的，所以兩條線的對應(yīng)像素之間的最大不同只是得到普通子集SF。對上面給出的例子，意味著在圖像中最大垂直過渡限制到195。這個新的限制明顯地引進(jìn)垂直分辨率的降低。
本發(fā)明的基本概念是修改位線重復(fù)方法以便讓這些效應(yīng)、BLR噪聲和降低的分辨率對觀察者來說是不可見的。
現(xiàn)在我們將詳細(xì)解釋下述的人的視覺系統(tǒng)(HVS)，因?yàn)楸景l(fā)明將利用它。
人的視覺系統(tǒng)(HVS)對所觀察物體的亮度不是直接有感知的，而是對所觀察區(qū)域內(nèi)的亮度變化感知較多，即局部對比度。這個現(xiàn)象顯示在圖8中。
在每一區(qū)域的中部，灰色圓盤有相同的灰度級，但我們的眼睛沒有以相同的方式感知它(每一圓盤感知的亮度取決于背景亮度)。
在很早以前，在光學(xué)領(lǐng)域中所研究的這個現(xiàn)象是眾所周知的，并稱為韋伯-非舍爾定律。事實(shí)上，科學(xué)家把亮度圓盤I+ΔI放在具有亮度I的均勻背景的前面，并尋找能夠感知不同亮度值的系數(shù)ΔI/I的范圍(韋伯系數(shù))。結(jié)果是對大多數(shù)亮度區(qū)域這個系數(shù)是常數(shù)。這就得出結(jié)論，按照數(shù)學(xué)公式ΔI/I≈d(logI)＝Δc＝(常數(shù)constant)人的眼睛在下面的公式將有對數(shù)特性I眼睛＝a1+a2×log10(I等離子體)式中a1和a2是常數(shù)，I等離子體是等離子體顯示器的亮度，I眼睛是將被感知的減少的亮度。
本發(fā)明利用了眼睛的這個特性，在低視頻級上產(chǎn)生的錯誤將在人的視覺系統(tǒng)上具有比在高視頻級上產(chǎn)生的錯誤有強(qiáng)的影響。因此，本發(fā)明的思想是如果在像素對的高視頻級上不可避免，則是誤差發(fā)生在子集編碼內(nèi)。這可以容易地比較兩個像素值做到。
用兩個示范值36和52解釋新方法。為了用位線重復(fù)算法對這個值進(jìn)行解碼，不可避免的產(chǎn)生誤差1，這意味著必須用37代替36或51代替52。然而，對人的視覺系統(tǒng)來說，用36值的錯誤1比用52值的誤差1強(qiáng)的多。因此，用新方法，將用36/51代替36/52，這個像素對將在上面給出的例子中進(jìn)行解碼。當(dāng)對這些值的子集解碼超過一種可能性時，必須進(jìn)行選擇。用于這種選擇的一種可能的標(biāo)準(zhǔn)是選擇編碼的碼，其中亮度在幀周期很寬地擴(kuò)展。這意味著使用大多數(shù)子集中的一個。對于上面給出例子的編碼的碼將被使用36＝15+10+8+2+1 和 51＝20+15+8+5+2+1當(dāng)然，圖表能夠用在對于給定的像素值已經(jīng)登錄不同的子集編碼的碼的算法，并該登錄與像素對的像素值進(jìn)行比較。按上面解釋的標(biāo)準(zhǔn)，從對應(yīng)的子集編碼的對碼選擇最好的對碼。
用這個修改的位線重復(fù)方法，減少了許多BLR噪聲。
使用相同的原理減少垂直分辨率降低的可視度。例子也顯示在這。例如，在像素值16和248之間有一個垂直過渡。如上面提到，在我們的例子中，，垂直過渡是由值195所限制。因此，為了對過渡16/248(＝232)進(jìn)行解碼，必須產(chǎn)生誤差232-195＝37。這個誤差只放置在高視頻級248上以減少對眼睛的可視度，所以過渡16/248被編碼如下16＝15+1 和 248≈211＝70+50+40+20+15+10+5+1這個原理將使得BLR噪聲和一種垂直分辨率降低對人眼有比較少的可視度。
當(dāng)然，某些圖像含有許多高垂直頻率，就象在圖像中顯示具有柵格的文本和圖像一樣，在這個圖像中，眼睛將聚焦在這些結(jié)構(gòu)上而不是在虛假輪廓效應(yīng)上。此外，虛假輪廓效應(yīng)將主要發(fā)生在大的均勻區(qū)域，該區(qū)域暗含著高垂直頻率的最低數(shù)量。
因此，本發(fā)明的另一原理是對于每一幀計算超過有效的BLR范圍的垂直過渡的數(shù)(在上面解釋的實(shí)施例中195)。在這里，垂直過渡的意思是在兩條連續(xù)線中的像素對具有與BLR范圍很大差別的像素值。這些像素對在計數(shù)器(BLR-VTF計數(shù)器)中被計數(shù)，該數(shù)字代表每一幀所計數(shù)的垂直過渡。在每一幀結(jié)束后，計數(shù)器被復(fù)位。
該原理顯示在圖9中。算法有輸入數(shù)據(jù)R、G、B。因此，必須分析三次，即對R、G、B數(shù)據(jù)的每一個分量分析三次。每一線的數(shù)據(jù)輸入饋送導(dǎo)線存儲器20和并聯(lián)饋送到計算單元21，在該單元，計算兩條連續(xù)線的對應(yīng)像素an、bn之間的絕對差別。結(jié)果被饋送到比較單元22，在該單元，結(jié)果與BLR范圍進(jìn)行比較。假如結(jié)果超過了BLR范圍，稱為BLR-VTF的計數(shù)器23加1。VTF代表每一幀的垂直過渡。在每一全幀被處理之后，將計數(shù)器23復(fù)位。BLR-VTF的計數(shù)器23的狀態(tài)由另一個分割單元24監(jiān)視。當(dāng)BLR-VTF的計數(shù)器23在一幀的末端超過BLR-VTF的范圍值時，另一個稱為No-BLR幀計數(shù)器25的計數(shù)器加1。這個計數(shù)器代表具有太多高垂直頻率連續(xù)幀的數(shù)量。假如BLR-VTF計數(shù)器23的結(jié)果在一幀末端是等于或小于BLR-VTF范圍，則No-BLR幀計數(shù)器25減1。
No-BLR幀計數(shù)器25的計數(shù)狀態(tài)也由另一個隔離單元26監(jiān)視。只要No-BLR幀計數(shù)器25的值在No-BLR-幀-范圍的范圍值之下，位線重復(fù)算法總是被激勵。當(dāng)比范圍值多的臨界值被檢測到時，位線重復(fù)算法被切斷，并接通普通子集編碼算法。這意味著使用9個子集的子集編碼。當(dāng)然，可以利用開關(guān)特性的滯后效應(yīng)，以避免位線重復(fù)模式和非位線重復(fù)之間的快速震蕩。
所以，這個改進(jìn)的基本思想是檢測臨界幀，包含太多的垂直過渡/頻率，其中位線重復(fù)模式不能夠正確地解碼，然后檢查多少幀是臨界的。在臨界幀的確定時間之后，斷開位線重復(fù)模式，在非臨界情景的確定時間之后，再接通位線重復(fù)模式。
但是，視頻序列只有很少的高垂直頻率，它的運(yùn)動也相對慢。在這種情況下，將不會發(fā)生虛假輪廓效應(yīng)，所以不需要位線重復(fù)技術(shù)。這允許基于運(yùn)動檢測器(不是估計器)的算法的有選擇地改善。
改善存在于算法中簡單運(yùn)動檢測器的規(guī)定?；镜乃枷胧钱?dāng)許多幀不含有足夠的運(yùn)動時，關(guān)閉位線重復(fù)算法。
在現(xiàn)有技術(shù)中，由許多可得到的運(yùn)動檢測器可使用在這里。例如，基于圖像熵的研究的某些算法或某些直方圖的分析能夠提供圖像含有多少運(yùn)動信息，這些信息對斷開或接通位線重復(fù)算法將是足夠的。有基于可得到的運(yùn)動檢測器的簡單像素，其中，兩個相鄰幀的像素進(jìn)行比較。例如，使用在這里的運(yùn)動檢測器被論述在湯姆森多媒體的歐洲專利申請EP98400918.3中。在這個專利申請中，公開了在視頻圖像中檢測靜態(tài)區(qū)域的方法。這個方法將以這種方式修改，如果在圖像中已經(jīng)檢測到許多靜態(tài)區(qū)域，則關(guān)閉位線重復(fù)模式。在等離子體顯示技術(shù)中，有時適用抖動方法進(jìn)一步改善圖像質(zhì)量。這個技術(shù)主要用于改善等離子體圖像的灰度等級描述。這個方法后面的基本思想是在圖像中增加一個小噪聲，如圖10所示。對于在線上的每隔一個像素，值+1被增加。剩余的像素沒有改變。如圖10所示的圖形常常稱為梅花型圖形。當(dāng)然，圖形將一幀一幀的變化，即，在下一幀使用互補(bǔ)圖形，其中，值+1被加到該像素并且剩余的未改變的像素被交換。這樣的圖形對于處在通常觀看距離的觀看者是不可見的，當(dāng)將改善灰度等級保幀度(保真度)。
另外，我們知道，抖動方法也將改善虛假輪廓效應(yīng)，因?yàn)樗鼘⑼ㄟ^增加一個不可見的噪聲把這個效應(yīng)隱藏起來。
因此，本發(fā)明的另一個實(shí)施例涉及抖動方法與位線重復(fù)技術(shù)組合使用的適應(yīng)性。
本發(fā)明通過使用修改的抖動圖形解決這個問題，該圖形有一個圖11所示的適應(yīng)的形式。在這個修改的抖動圖形中，值+1被加到每隔一個兩條連續(xù)線的像素對之間。當(dāng)然，如上所述，在相同情景中，這個圖形一幀一幀變化。
這個適應(yīng)的抖動方法完全與位線重復(fù)技術(shù)兼容，并將進(jìn)一步改善等離子體圖像質(zhì)量。
按照本發(fā)明的裝置顯示在圖12中，該裝置可以與PDP矩形顯示器成為整體。它也可以單獨(dú)裝在盒子里與等離子體顯示屏連接。30表示整個裝置。31表示輸入RGB數(shù)據(jù)的幀存儲器。幀存儲器31連接到可選擇運(yùn)動檢測器32并連接到評價單元33，在此，完成用于檢測包括高垂直過渡數(shù)的臨界圖像的算法。運(yùn)動檢測器32接收附加的當(dāng)前幀的RGB數(shù)據(jù)。所以，它有通路到前一幀和當(dāng)前幀的RGB數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)對運(yùn)動檢測時必須的。運(yùn)動檢測器32和評價單元33對相應(yīng)單元34和35產(chǎn)生開關(guān)信號。由于這個開關(guān)，按照上面論述的算法，位線重復(fù)模式接通或斷開。當(dāng)開關(guān)34和35接到BLR狀態(tài)，第一子集編碼單元36被激勵，而第二子集編碼單元停止。然后，存儲在幀存儲器31的RGB數(shù)據(jù)提供給第一單元36。位線重復(fù)子集編碼與上面論述的算法在這個單元處理，編碼錯誤被移到像素對的較高像素值。
來自評價單元33和運(yùn)動檢測器32的開關(guān)信號也饋送到抖動圖形產(chǎn)生器40，該產(chǎn)生器40產(chǎn)生了上面解釋的對應(yīng)子集編碼模式的適應(yīng)抖動圖形。
假如一個或兩個開關(guān)接到BLR斷開狀態(tài)，則子集編碼單元36停止，第二子集編碼單元37被激勵。第二子集編碼單元37被激勵并且存儲在幀存儲器31的RGB數(shù)據(jù)提供給第二子集編碼單元。在這個單元內(nèi)，子集編碼與包括9個子集的普通子集結(jié)構(gòu)進(jìn)行處理。對象素產(chǎn)生的子集編碼的碼輸出到在尋址控制單元38控制下的顯示單元39。這個單元也接收來自單元32和33的開關(guān)控制信號。然后，它產(chǎn)生用于尋址像素線的掃描脈沖sc和支持脈沖(維持脈沖)su用于點(diǎn)亮等離子體單元。注意到，當(dāng)位線重復(fù)模式接通時，對共同子集需要產(chǎn)生較少的掃描脈沖，由于這個事實(shí)，對共同子集，兩條連續(xù)線是平行尋址的。
沒有說(不用說)，圖9和圖12顯示的某些方框?qū)τ谙嗤墓δ懿荒苡糜嬎銠C(jī)軟件實(shí)現(xiàn)。
本發(fā)明沒有限定在公開的實(shí)施例。各種修改是可能的，并被認(rèn)為落在權(quán)利要求的范圍內(nèi)。例如，不同的子集結(jié)構(gòu)可以使用位線重復(fù)模式和普通模式。對于位線重復(fù)模式，可以多于兩條線的組合。可以使用另一個抖動圖形，該圖形也滿足標(biāo)準(zhǔn)相等的值分別被加到一個像素對的一個像素上而沒有改變。
對于位線重復(fù)技術(shù)的不同改進(jìn)也可以單獨(dú)使用，而不是與首先提到的關(guān)于把編碼錯誤移到高像素值的改進(jìn)組合使用。
所有通過使用不同脈沖數(shù)控制灰度級的顯示器可以連同本發(fā)明一起使用。
權(quán)利要求
1.處理在顯示器件(設(shè)備)(39)上顯示視頻圖像的方法，該器件由許多對應(yīng)圖像像素的亮度單元，其中，視頻幀或視頻場的時間持續(xù)時間被分成為許多子集，在子集期間，激勵亮度單元用于相應(yīng)的子集編碼的碼的小脈沖的光發(fā)射，該碼用于亮度控制，其中，對應(yīng)兩條或多于兩條像素線的像素，確定子集編碼的碼，該碼與許多稱為共同子集的子集有相同的登錄(項(xiàng)目)，其特征是對于共同子集和剩余的普通子集，假如給定的像素值沒有準(zhǔn)確的亮度表現(xiàn)能夠被激勵，則不可避免的編碼錯誤被移動到具有最高像素值的像素。
2.按權(quán)利要求1所述的方法，其特征是在編碼之前，抖動圖形加到圖像，抖動圖形滿足標(biāo)準(zhǔn)總是相同的值加到在所述兩條或多條連續(xù)線內(nèi)組合在一起的對應(yīng)的兩個或多個像素上。
3.按權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征是根據(jù)圖像內(nèi)容進(jìn)行的圖像分析，具有共同子集(CSF)和普通子集(SF)的子集編碼停止，當(dāng)圖像內(nèi)容分析顯示圖像內(nèi)容對單獨(dú)由普通子集編碼引起的擾動是非臨界(不關(guān)鍵)的，并且只啟動普通子集的子集編碼(由普通子集編碼的子集)。
4.按權(quán)利要求3所述的方法，其特征是圖像內(nèi)容分析包括在兩條連續(xù)線的兩個對應(yīng)像素之間計算強(qiáng)垂直過渡的步驟和當(dāng)圖像中的強(qiáng)垂直過渡的數(shù)量超過預(yù)定的范圍，關(guān)于普通子集編碼擾動，將圖像分類為是非臨界(不關(guān)鍵)的。
5.按權(quán)利要求3或4所述的方法，其特征是進(jìn)一步包括在圖像中檢測運(yùn)動的步驟，當(dāng)在圖像中的運(yùn)動低于預(yù)定值時，關(guān)于普通子集編碼擾動，將圖像分類為是非臨界的。
6.按權(quán)利要求3至5所述的方法，其特征是關(guān)于普通子集編碼擾動，只是在預(yù)先確定的圖像數(shù)量已經(jīng)被分類為是非臨界的之后，才進(jìn)行從具有共同子集和普通子集的子集編碼到具有普通子集的子集編碼的轉(zhuǎn)換。
7.按權(quán)利要求3至6所述的方法，其特征是關(guān)于普通子集編碼擾動，只是在預(yù)先確定的圖像數(shù)量已經(jīng)被分類為是臨界的之后，才進(jìn)行從具有普通子集的子集編碼到具有共同子集和普通子集的子集編碼的轉(zhuǎn)回操作。
8.完成前述任何一權(quán)利要求方法的裝置，裝置有一個幀存儲器(31)用于存儲像素數(shù)據(jù)，其特征是裝置包括第一子集編碼單元(37)，該裝置使得基于普通子集的子集編碼只用于每一個分離的像素，和第二子集編碼單元(36)，該裝置以組合方式使得基于共同子集和普通子集的子集編碼只用于兩條或多條連續(xù)線的兩個或多個對應(yīng)像素。
9.按權(quán)利要求8所述的裝置，其特征是第二子集編碼單元(36)包括把在組合子集編碼約束下引起的不可避免的編碼錯誤移到具有最高像素值的像素的裝置。
10.按權(quán)利要求8或9所述的裝置，其特征是進(jìn)一步包括運(yùn)動檢測器(32)用于檢測圖像中的運(yùn)動和用于產(chǎn)生開關(guān)信號，該開關(guān)信號停止基于共同子集和普通子集的子集編碼，只有當(dāng)檢測到的運(yùn)動低于預(yù)先確定的值時，啟動基于普通子集的子集編碼。
11.按權(quán)利要求8至10所述的裝置，其特征是進(jìn)一步包括圖像內(nèi)容分析單元(33)，在該單元中，兩條連續(xù)線的兩個對應(yīng)像素之間的強(qiáng)垂直過渡被計數(shù)，并產(chǎn)生開關(guān)信號，該開關(guān)信號停止基于共同子集和普通子集的子集編碼，只有當(dāng)圖像中強(qiáng)垂直過渡數(shù)超過預(yù)先確定的范圍，啟動基于普通子集的子集編碼。
12.按權(quán)利要求8至11所述的裝置，其特征是進(jìn)一步包括抖動圖形產(chǎn)生器(40)，該產(chǎn)生器把適應(yīng)的不同抖動圖形加到依賴于被激勵的子集編碼模式的圖像上。
13.按權(quán)利要求8至12所述的裝置，其特征是裝置包括矩陣顯示器，特別是等離子體顯示器。
全文摘要
處理在顯示器件上顯示視頻圖像的方法和實(shí)現(xiàn)該方法的裝置。使用新的等離子體顯示屏技術(shù),在圖像中能夠發(fā)生新的贗像。這些贗像通常稱作“動態(tài)虛假輪廓效應(yīng)”。使用位線重復(fù)編碼減少虛假輪廓效應(yīng)。用共同子集和普通子集進(jìn)行子集編碼,在這個特殊的編碼方法中,在某些情況中,由于需要與每一個共同子集有相同的編碼產(chǎn)生的解碼減少了靈活性,所以產(chǎn)生了錯誤。本發(fā)明的思想是把編碼錯誤放在兩個或多個組合在一起的像素的較高的視頻級上。
文檔編號H04N5/66GK1271922SQ0010589
公開日2000年11月1日 申請日期2000年4月18日 優(yōu)先權(quán)日1999年4月28日
發(fā)明者塞巴斯蒂安·魏特布雷希, 卡洛斯·科雷亞, 雷內(nèi)·茨溫格, 迪迪?！ざ磐邠P(yáng) 申請人:湯姆森多媒體公司