DE102014014553B3

DE102014014553B3 - Vorrichtung und Verfahren zum Ausgleichen einer Bewegungsverzerrung eines angezeigten Objekts sowie ein die Vorrichtung umfassendes System und ein Computerprogrammprodukt mit Programmcode zum Durchführen des Verfahrens

Info

Publication number: DE102014014553B3
Application number: DE102014014553.0A
Authority: DE
Inventors: Roland Lares
Original assignee: SOLUTIONS E GmbH; eSolutions GmbH
Current assignee: E.SOLUTIONS GMBH, DE
Priority date: 2014-09-30
Filing date: 2014-09-30
Publication date: 2015-10-22
Anticipated expiration: 2034-10-01

Abstract

Es wird eine Vorrichtung zum Ausgleichen einer Bewegungsverzerrung eines auf einer Anzeigevorrichtung angezeigten Objekts offenbart, wobei das angezeigte Objekt aus mehreren Pixeln besteht, die zu wenigstens zwei Zeilen eines Frames gehören. Die Vorrichtung umfasst einen Dateneingang zum Empfangen von Pixeldaten, wobei die Pixeldaten zum Anzeigen von Pixeln geeignet sind, und wobei nacheinander Pixeldaten zugehörig zu in einem Frame zeilenweise aufeinanderfolgenden Pixeln empfangen werden. Die Vorrichtung umfasst ferner eine Steuereinrichtung zum Empfangen von Bewegungsdaten, die eine Bewegung des Objekts repräsentieren, und zum Ausgeben von Versatzinformationen, die einen Versatz des Objekts für jede das Objekt betreffende Zeile in Abhängigkeit der Bewegungsdaten enthalten. Eine Änderungseinheit der Vorrichtung verändert die Pixeldaten mindestens eines das Objekt betreffenden Pixels basierend auf den Versatzinformationen. Ferner werden ein entsprechendes System mit Anzeige- und Eingabevorrichtung, ein Verfahren und ein Computerprogrammprodukt zum Ausführen des Verfahrens auf einem Computer offenbart.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Offenbarung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Ausgleichen einer Bewegungsverzerrung eines angezeigten Objekts. Ferner betrifft die vorliegende Offenbarung ein System zum Ausgleichen einer derartigen Bewegungsverzerrung, wobei das System zumindest die Vorrichtung umfasst, sowie ein Computerprogrammprodukt mit Programmcode zum Durchführen des Verfahrens.
Hintergrund
Viele elektronische Geräte verfügen heutzutage über eine Anzeigevorrichtung, wie zum Beispiel einen Flachbildschirm oder ein LCD-Panel. Die Darstellung von Objekten auf der Anzeigevorrichtung wird dabei durch eine geeignete Anzeigesteuerung vorgenommen. Modernen Anzeigevorrichtungen gemein ist, dass sie aus einer Vielzahl von Pixeln aufgebaut sind, die von der Anzeigesteuerung nacheinander auf Basis von Rohpixeldaten angesteuert werden. Diese Rohpixeldaten werden durch einen geeigneten Grafikprozessor erzeugt und an die Anzeigevorrichtung ausgegeben. Ein Pixel kann zum Beispiel aus drei Unterpixeln bestehen, die jeweils eine der Farben rot, grün bzw. blau repräsentieren. Die Rohpixeldaten enthalten dann für jedes dieser Unterpixel entsprechende Informationen, wie Farbwerte, Luminanz und/oder Chrominanz.
Die US 8,259,226 B2 betrifft Bildanzeigegeräte, wie zum Beispiel LCD-Geräte. Bei diesem Anzeigetyp kann es vorkommen, dass bei bewegten Bildern verschwommene Grenzen (”blur”) entstehen. Hierfür wird eine Bewegung in einem Eingangsvideosignal erkannt und auf Basis dieser Bewegung eine Frame-Interpolation des Eingangsvideosignals durchgeführt. Dadurch kann eine größere Anzahl von Frames (Original- und Interpolationsframes) entsprechend der Bewegung in einem Bild ausgegeben und angezeigt werden.
1 zeigt eine beispielhafte Anordnung von Pixeln 30 einer Anzeigevorrichtung. Die Pixeldaten für ein ganzes Bild (auch als Frame bezeichnet) werden pixelweise von dem Grafikprozessor an die Anzeigevorrichtung übertragen. Dabei kann eine weitere Aufbereitung der Rohpixeldaten in Abhängigkeit der technischen Eigenschaften der Anzeigevorrichtung durch die Anzeigesteuerung erfolgen.
Das Übertragen der Pixel (und somit der zugehörigen Pixeldaten) für einen ganzen Frame an die Anzeigevorrichtung geschieht typischerweise zeilenweise und jeweils von einem linken ersten Pixel 30-1 zu einem rechten letzten Pixel 30-m einer Zeile 20. Diese zeilenweise Übertragung wird auch als vertikale Abtastung bezeichnet.
Nachdem jedes Pixel 30 eines Frames an die Anzeigevorrichtung übertragen wurde, also wenn das rechte, letzte Pixel 30-m der letzten Zeile 20-n übertragen wurde, wird wieder mit dem ersten, linken Pixel 30-1 der ersten Zeile 20-1 begonnen. Die Pixeldaten können je nach Übertragungsstandard seriell (zum Beispiel MIPI-DSI, LVDS, eDP, etc.) oder parallel (zum Beispiel 24 Bit-TTL) übertragen werden.
Aufgrund der pixelweisen und insbesondere zeilenweisen Übertragung von Pixeldaten an die Anzeigevorrichtung können bei einer Bewegung eines angezeigten Objekts für den Benutzer wahrnehmbare Artefakte auftreten. Die vorliegende Offenbarung beruht zudem auf einem unten näher erläuterten Wahrnehmungseffekt bei einer Bewegung des Objekts auf der Anzeigevorrichtung. Während nämlich das Gehirn des Benutzers die Bewegung des Objekts ”voraussieht” und erwartet, können die einzelnen das Objekt betreffenden Pixelzeilen verzögert dargestellt und entsprechend verzerrt wahrgenommen werden.
Kurzer Abriss
Es sind daher eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Verbesserung einer Anzeige von Objekten auf einer Anzeigevorrichtung bereitzustellen.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung wird eine Vorrichtung zum Ausgleichen einer Bewegungsverzerrung eines angezeigten Objekts offenbart. Das angezeigte Objekt besteht aus mehreren Pixeln, die zu wenigstens zwei Zeilen eines Frames gehören. Die Vorrichtung umfasst einen Dateneingang zum Empfangen von Pixeldaten, wobei die Pixeldaten zum Anzeigen von Pixeln geeignet sind, und wobei nacheinander Pixeldaten zugehörig zu in einem Frame zeilenweise aufeinanderfolgenden Pixeln empfangen werden. Die Vorrichtung umfasst ferner eine Steuereinrichtung zum Empfangen von Bewegungsdaten, die eine Bewegung des Objekts repräsentieren und zum Ausgeben von Versatzinformationen, die einen Versatz des Objekts für jede das Objekt betreffende Zeile in Abhängigkeit der Bewegungsdaten enthalten, und eine Änderungseinheit zum Verändern der Pixeldaten mindestens eines das Objekt betreffenden Pixels basierend auf den Versatzinformationen.
Die das Objekt betreffenden Pixel sind sämtliche Pixel, die einen Teil des Objekts repräsentieren. Zusätzlich fallen unter die das Objekt betreffenden Pixel auch Pixel im Randbereich außerhalb der Objektgrenzen. Da die Pixeldaten in Abhängigkeit der Versatzinformationen verändert werden, können auch Pixel von einer Veränderung betroffen sein, die innerhalb eines Versatzbereichs aber außerhalb der eigentlichen Objektgrenzen liegen.
Die Pixeldaten können dabei Pixelrohdaten sein, die von einem Grafikprozessor erzeugt werden und für eine Anzeigevorrichtung vorgesehen sind. Die Änderungseinheit verändert somit die Pixeldaten bevor sie an die Anzeigevorrichtung übertragen werden, um die durch eine Objektbewegung erzeugten Wahrnehmungseffekte zumindest teilweise zu kompensieren.
Die Steuereinrichtung kann die Versatzinformationen in Abhängigkeit einer Gesamtzahl der das Objekt betreffenden Zeilen ermitteln und ausgeben. Alternativ oder zusätzlich kann die Steuereinrichtung die Versatzinformationen in Abhängigkeit einer Frame-Periode einer an die Vorrichtung angeschlossenen Anzeigevorrichtung ermitteln und ausgeben. Aus der Frame-Periode ergibt sich die Anzeigefrequenz einer einzelnen Zeile des Frames. Werden alle Zeilen eines Frames mit jedem Zyklus erneut angezeigt, entspricht die Anzeigefrequenz der Frame-Periode. Dabei kann die Steuereinrichtung die Frame-Periode und/oder die Anzeigefrequenz einer einzelnen Zeile aus Informationen ermitteln, die von der Anzeigevorrichtung und/oder einem übergeordneten Prozessorsystem bereitgestellt werden. Alternativ können diese Daten (Frame-Periode und/oder Anzeigefrequenz) auch direkt von der Anzeigevorrichtung und/oder dem übergeordneten Prozessorsystem an die Vorrichtung und somit an die Steuereinrichtung übertragen werden.
Die Änderungseinheit kann ferner eingerichtet sein, die Pixeldaten eines bestimmten Pixels in einer bestimmten Zeile in Abhängigkeit von Pixeldaten mindestens eines benachbarten Pixels in der bestimmten Zeile und/oder in Abhängigkeit von Pixeldaten mindestens eines benachbarten Pixels in mindestens einer zu der bestimmten Zeile benachbarten Zeile zu verändern. Dabei kann die Änderungseinheit eingerichtet sein, die Pixeldaten durch Interpolation zu verändern. Die Interpolation kann auf Basis der Pixeldaten des bestimmten Pixels und des mindestens einen benachbarten Pixels erfolgen. Beispielsweise kann je nach Bewegungsrichtung die Interpolation nur auf Basis der Pixeldaten des bestimmten Pixels und eines in Bewegungsrichtungen direkt daneben angeordneten Pixels erfolgen. Selbstverständlich können auch mehrere benachbarte Pixel je nach Bewegungsrichtung rechts, links, oben oder unten von dem bestimmten Pixel aus betrachtet für die Interpolation verwendet werden. Das benachbarte Pixel kann auch allgemein in einer oberhalb oder unterhalb des bestimmten Pixels angeordneten Zeile liegen.
Alternativ zu einer Interpolation kann auch ein anderer Algorithmus für die Veränderung der Pixeldaten verwendet werden. Beispielsweise kann ein FIR-Filter (finite impulse response filter) eingesetzt werden.
Gemäß einer Implementierungsvariante kann die Änderungseinheit die Pixeldaten basierend auf Versatzinformationen zugehörig zu einer Zeilenposition der zu dem bestimmten Pixel zugehörigen Zeile innerhalb aller das Objekt betreffenden Zeilen verändern. Dabei kann die Änderungseinheit die Zeilenposition von der Steuereinrichtung empfangen. Alternativ dazu kann die Änderungseinheit auch Informationen von der Steuereinrichtung erhalten, wonach die Änderungseinheit die Zeilenposition ableiten kann. Beispielsweise können diese Informationen Angaben über die Lage des Objekts innerhalb eines Frames und/oder innerhalb einer bestimmten derzeit durch die Änderungseinheit bearbeiteten Pixelzeile, zum Beispiel in Form von absoluten oder relativen Pixelkoordinaten, umfassen.
Zusätzlich kann die Vorrichtung auch einen Pufferspeicher zur Speicherung der empfangenen Pixeldaten umfassen. Dabei können Daten von mindestens zwei Pixeln gespeichert werden. Die Zahl der zu speichernden und der tatsächlich gespeicherten Pixel kann von den Bewegungsdaten abhängen. Beispielsweise kann es notwendig sein, bei einer großen Bewegungsgeschwindigkeit des Objekts die Pixeldaten des bestimmten Pixels in Abhängigkeit von Pixeldaten einer Vielzahl von benachbarten Pixeln zu verändern. Für diese Veränderung kann auf die Pixeldaten aller notwendigen Pixel zurückgegriffen werden müssen. Die hierfür notwendigen Pixeldaten können in dem Pufferspeicher zwischengespeichert sein.
Gemäß einer Implementierungsvariante können die Bewegungsdaten eine Benutzereingabe zum Bewegen des Objekts repräsentieren. Das Bewegen des Objekts kann ein Verschieben, Vergrößern, Verkleinern, Schwenken und/oder Drehen des Objekts umfassen. Beispielsweise kann es sich bei der Benutzereingabe um eine Benutzereingabe zum Verschieben des Objekts auf einer Anzeigevorrichtung (z. B. einem Bildschirm) handeln. Die Benutzereingabe kann manuell auf einem berührungsempfindlichen Bildschirm, über eine Tastatur oder ein anderweitiges Eingabegerät (z. B. eine Maus) erfolgen.
Gemäß einer anderen Implementierungsvariante können die Bewegungsdaten benutzerunabhängig (z. B. programmgesteuert) zum Bewegen des Objekts erzeugt werden. Beispielsweise kann es sich bei dem Objekt um einen Kartenausschnitt handeln, der von einer Navigationsanwendung auf einer Anzeigevorrichtung in Abhängigkeit von einer Positionsveränderung des navigierten Gegenstands nachgeführt wird.
Bei einer Ausgestaltung der Vorrichtung können die Pixeldaten Anzeigeinformationen zur pixelweisen Anzeige des Objekts auf einer Anzeigevorrichtung umfassen. Dabei können die Anzeigeinformationen Farbinformationen, Luminanz-Informationen und/oder Chrominanz-Informationen umfassen.
Bei dem Objekt kann es sich um ein auf der Anzeigevorrichtung dargestelltes Programmfenster, Bild, Text und/oder Webseite handeln.
Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein System zum Ausgleichen einer Bewegungsverzerrung eines angezeigten Objekts offenbart. Das System umfasst eine Anzeigevorrichtung, eine Eingabevorrichtung und die hier beschriebene (oder anderweitig ausgebildete) Vorrichtung zum Ausgleichen einer Bewegungsverzerrung. Dabei können die Anzeigevorrichtung und die Eingabevorrichtung in einen berührungsempfindlichen Bildschirm integriert sein.
Das System zum Ausgleichen einer Bewegungsverzerrung kann in ein beliebiges Gerät integriert sein. Beispielsweise kann das System in einen Tablet-Computer, einen Laptop-Computer oder ein Smartphone integriert werden.
Gemäß einem anderen Aspekt wird ein Verfahren zum Ausgleichen einer Bewegungsverzerrung eines angezeigten Objekts offenbart. Das angezeigte Objekt kann aus mehreren Pixeln bestehen, die zu wenigstens zwei Zeilen eines Frames gehören. Das Verfahren umfasst das Empfangen von Pixeldaten, wobei die Pixeldaten zum Anzeigen von Pixeln geeignet sind, und wobei nacheinander Pixeldaten zugehörig zu in einem Frame zeilenweise aufeinanderfolgenden Pixeln empfangen werden, und das Empfangen von Bewegungsdaten, die eine Bewegung des Objekts repräsentieren. Des Weiteren umfasst das Verfahren das Ausgeben von Versatzinformationen, die einen Versatz des Objekts für jede das Objekt betreffende Zeile in Abhängigkeit der Bewegungsdaten enthalten, und das Verändern mindestens eines das Objekt betreffenden Pixels basierend auf den Versatzinformationen.
Ferner kann das Ausgeben von Versatzinformationen ein Ermitteln der Versatzinformationen in Abhängigkeit einer Gesamtzahl der das Objekt betreffenden Zeilen umfassen. Alternativ oder auch zusätzlich hierzu kann das Ausgeben von Versatzinformationen ein Ermitteln der Versatzinformationen in Abhängigkeit einer Frame-Periode einer Anzeigevorrichtung, an die die veränderten Pixeldaten ausgegeben werden, umfassen. Aus der Frame-Periode kann auch eine Anzeigefrequenz einer einzelnen Zeile des Frames abgeleitet werden. Auch hierbei kann die Frame-Periode und/oder die Anzeigefrequenz einer einzelnen Zeile aus Informationen ermittelt werden, die von der Anzeigevorrichtung und/oder einem übergeordneten Prozessorsystem bereitgestellt werden. Alternativ hierzu können diese Daten (Frame-Periode und/oder Anzeigefrequenz) auch direkt von der Anzeigevorrichtung und/oder dem übergeordneten Prozessorsystem bereitgestellt werden.
Ferner kann das Verändern der Pixeldaten auch ein Verändern der Pixeldaten eines bestimmten Pixels in einer bestimmten Zeile in Abhängigkeit von Pixeldaten mindestens eines benachbarten Pixels in der bestimmten Zeile und/oder in Abhängigkeit von Pixeldaten mindestens eines benachbarten Pixels in mindestens einer zu der bestimmten Zeile benachbarten Zeile umfassen. Wie oben erläutert, kann es sich bei dem mindestens einen benachbarten Pixel um ein Pixel rechts, links, oben oder unten von dem bestimmten Pixel aus betrachtet handeln.
Gemäß einer Implementierungsvariante kann das Verändern der Pixeldaten ein Interpolieren auf Basis der Pixeldaten des bestimmten Pixels und des mindestens einen benachbarten Pixels umfassen. Alternativ hierzu kann, wie oben erläutert, anstatt des Interpolierens auch ein anderer Algorithmus verwendet werden, um die Pixeldaten so zu verändern, dass die Bewegung des Objekts für den Betrachter richtig, d. h. wie erwartet, wirkt.
Ferner kann das Verändern der Pixeldaten des bestimmten Pixels ein Verändern der Pixeldaten basierend auf einer Zeilenposition der zu dem bestimmten Pixel zugehörigen Zeile innerhalb aller das Objekt betreffenden Zeilen umfassen. Dabei kann die Zeilenposition von bestimmten Informationen abgeleitet oder ermittelt werden. Diese bestimmten Informationen können Angaben über die Lage des Objekts innerhalb eines Frames und/oder innerhalb einer bestimmten gerade bearbeiteten Pixelzeile, zum Beispiel in Form von absoluten oder relativen Pixelkoordinaten, umfassen. Alternativ dazu können die bestimmten Informationen von einer beliebigen Steuereinrichtung empfangen werden.
Ferner kann das Verfahren das Speichern der empfangenen Pixeldaten von zumindest zwei Pixeln umfassen. Dabei können Daten von mindestens zwei Pixeln gespeichert werden. Die Zahl der zu speichernden und der tatsächlich gespeicherten Pixel hängt von den Bewegungsdaten ab. Beispielsweise kann es notwendig sein, bei einer großen Bewegungsgeschwindigkeit des Objekts die Pixeldaten des bestimmten Pixels in Abhängigkeit von Pixeldaten einer Vielzahl von benachbarten Pixeln zu verändern. Für diese Veränderung muss auf die Pixeldaten aller notwendigen Pixel zurückgegriffen werden. Die hierfür notwendigen Pixeldaten müssen daher für die Berechnung der Veränderung zwischengespeichert sein.
Gemäß einer weiteren Implementierungsvariante repräsentieren die Bewegungsdaten eine Benutzereingabe zum Bewegen des Objekts. Das Bewegen des Objekts kann ein Verschieben, Vergrößern, Verkleinern, Schwenken und/oder Drehen des Objekts umfassen. Diese Bewegung(en) des Objekts kann/können relativ zu der Gesamtgröße der Anzeigevorrichtung oder eines Anzeigeberichts hiervon erfolgen.
Bei einer Ausgestaltung des Verfahrens können die Pixeldaten Anzeigeinformationen zur pixelweisen Anzeige des Objekts auf einer Anzeigevorrichtung umfassen. Dabei können die Anzeigeinformationen Farbinformationen, Luminanz-Informationen und/oder Chrominanz-Informationen umfassen.
Schließlich kann das Verfahren auch ein Anzeigen der veränderten Pixeldaten auf einer Anzeigevorrichtung umfassen. Dafür werden die veränderten Pixeldaten an die Anzeigevorrichtung weitergeleitet. Hierbei kommt der gleiche Standard oder Übertragungsweg in Frage, wie er üblicherweise zwischen einem Grafikprozessor und der Anzeigevorrichtung eingesetzt ist. Alternativ hierzu können die Pixeldaten auch in anderer Form und Weise übertragen werden. Dabei können dann auch die Pixeldaten sämtlicher Pixel (auch außerhalb des Objekts) an die Übertragungsform angepasst werden. Eine Veränderung aufgrund der Objektbewegung erfolgt jedoch nur für Pixeldaten die dem Objekt direkt zugerechnet werden oder sich (abhängig vom Versatz) in dessen Randbereich befinden.
Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Computerprogrammprodukt mit Programmcode zum Durchführen des hier vorgestellten Verfahrens offenbart. Das Verfahren wird dabei durchgeführt, wenn das Computerprogrammprodukt auf einer Computereinrichtung ausgeführt wird. Ferner kann das Computerprogrammprodukt auf einem computerlesbaren Aufzeichnungsmedium, z. B. einem Halbleiterspeicher, abgespeichert sein.
Kurze Beschreibung der Figuren
Weitere Aspekte, Vorteile und Einzelheiten der vorliegenden Offenbarung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele im Zusammenhang mit den Figuren, wobei:
1 eine beispielhafte Pixelanordnung eines Frames sowie eine beispielhafte Zeilenausleserichtung zeigt;
2A und 2B wahrgenommene und erwartete Objektpositionen bei einer horizontalen Verschiebung eines Objekts darstellen;
3A und 3B wahrgenommene und erwartete Objektpositionen bei einer vertikalen Verschiebung eines Objekts darstellen;
4 ein Blockdiagramm eines Systems mit Ausgleichvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel zeigt;
5 eine kompensierte Objektposition, die eine Bewegungsverzerrung ausgleicht, gemäß einem Ausführungsbeispiel zeigt;
6 eine detaillierte Darstellung eines zeilenweisen Ausgleichs einer Bewegungsverzerrung gemäß einem Ausführungsbeispiel zeigt; und
7 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Ausgleichen einer Bewegungsverzerrung eines angezeigten Objekts gemäß einem Ausführungsbeispiel darstellt.
Detaillierte Beschreibung
Die vorliegende Offenbarung wird im Folgenden anhand von schematischen Blockdiagrammen und Pixeldarstellungen beispielhaft erläutert. Die diesen Diagrammen zugrunde liegende technische Lehre kann sowohl in Hardware als auch Software oder einer Kombination aus Hardware und Software implementiert werden. Dazu zählen auch digitale Signalprozessoren (DSP), anwendungsspezifische integrierte Schaltkreise (ASICs) sowie andere Schalt- und Rechenkomponenten.
Die vorliegende Offenbarung bietet die Möglichkeit, eine für den Benutzer verbesserte Anzeige von Objekten zu gewährleisten. Die Verbesserung betrifft ein besonderes Phänomen, welches bei einer Anzeigevorrichtung auftreten kann, an die Pixeldaten zeilenweise übertragen werden. Es wurde erkannt, dass aufgrund der benötigten Zeit zum Übertragen und Anzeigen der Daten aller Pixel, insbesondere aller Zeilen, eines Frames, d. h. der Bildaufbau auf der Anzeigevorrichtung, ein bewegtes Objekt eine gewisse Verzerrung erfahren kann. Bei einer langsamen Bewegung des Objekts findet die Übertragung der Daten aller Pixel eines Frames und das Anzeigen der Pixel so schnell statt, dass ein Benutzer die Bewegung als flüssige Bewegung wahrnimmt. Mit zunehmender Geschwindigkeit kann es jedoch passieren, dass der Versatz der Objektposition zwischen der Übertragung der ersten und der letzten Zeile (die das Objekt betreffen) sichtbar wird. Mit anderen Worten erwartet das Gehirn des Betrachters den oberen und/oder unteren Bereich des Objektes (die ersten bzw. letzten Zeilen des Objekts) an einer anderen Stelle als sie zum Zeitpunkt der Pixelübertragung oder des Bildaufbaus angezeigt werden. Natürlich gibt es auch Bewegungsverzerrungen in den dazwischenliegenden Zeilen, abhängig von der Größe und Geschwindigkeit des Objekts.
Wie in 1 schematisch dargestellt und eingangs bereits kurz erläutert, umfasst eine Anzeigevorrichtung eine Vielzahl von Pixeln 30, die zeilenweise angeordnet einen Frame (also ein vollständiges Bild) ergeben. Die Ansteuerung jedes Pixels 30 erfolgt auf Basis von Pixeldaten. Zum Aufbau und zur Anzeige eines Bildes werden die Pixeldaten jedes Pixels an die Anzeigevorrichtung übertragen. Für gewöhnlich wird mit dem linken Pixel 30-1 der ersten Zeile 20-1 begonnen und dann das jeweils rechts folgende Pixel 30-2, 30-3... übertragen, bis die erste Zeile 20-1 vollständig an die Anzeigevorrichtung übertragen wurde. Anschließend wird wieder mit dem linken Pixel 30-1 der nächsten Zeile 20-2 begonnen, bis alle Pixel 30-1...30-m aller Zeilen 20-1...20-n abgearbeitet sind. Wie in 1 dargestellt, ist die Zeilenausleserichtung – auch Scanrichtung genannt – von oben nach unten. Innerhalb einer Zeile 20 ist die Ausleserichtung von links nach rechts.
Selbstverständlich können die Ausleseeinrichtungen auch anders gewählt werden. Zudem können die Pixeldaten vor der Übertragung an die Anzeigevorrichtung noch verändert werden, um an technische Eigenschaften angepasst zu werden. Dazu zählt beispielsweise eine Anpassung an die Auflösung der Anzeigevorrichtung (Anzahl der Pixel pro Zeile und Anzahl der Zeilen pro Frame).
Mit Bezug auf 2A wird nun ein Problem erläutert, welches durch das zeilenweise Übertragen von Pixeldaten entsteht. 2A ist eine schematische Darstellung von Objektpositionen eines bewegten Objekts, wie es vom Betrachter wahrgenommen wird (schraffiert), und wie es vom Gehirn des Betrachtes aufgrund der Objektbewegung erwartet wird (gestrichelt). Selbstverständlich muss es sich bei dem dargestellten Bereich nicht um den vollständigen Frame-Inhalt handeln, sondern kann sich auch auf eine bestimmte Anzahl von benachbarten Pixeln 30 und Pixelzeilen 20 beziehen, die z. B. ein auf der Anzeigevorrichtung dargestelltes Programmfenster, Bild, einen dargestellten Text, Textausschnitt und/oder eine dargestellte Webseite repräsentieren.
In 2A wird dieses Objekt horizontal nach rechts verschoben. Dies kann beispielsweise durch eine Benutzereingabe erfolgen. Ein Benutzer verschiebt dabei das Programmfenster, Bild, den Text, Textausschnitt und/oder die Webseite mit dem Finger oder einem Zeigegerät, wie z. B. einer Maus, auf der Anzeigevorrichtung horizontal nach rechts.
Zwischen dem Übertragen von Pixeldaten jeder Zeile 20 verstreicht eine Zeitspanne Δt. Die Zeitspanne Δt ist abhängig von der Wiederholungsrate des Bildaufbaus der Anzeigevorrichtung. Eine übliche Bildwiederholungsrate, auch Frame-Rate genannt, liegt bei 60 Frames pro Sekunde (fps), also bei 60 Hz. Die Zeitspanne Δt ist demnach 1/60 einer Sekunde geteilt durch die Anzahl der Zeilen 20 eines Frames. Selbstverständlich müssen hier teilweise noch weitere technisch bedingte Verzögerungen berücksichtigt werden, wie z. B. das sogenannte horizontale und vertikale ”Blanking”, also das standardmäßige Pausieren zwischen der Übertragung des letzten Pixels 30-m einer Zeile 20 und des ersten Pixels 30-1 der nächsten Zeile bzw. zwischen der Übertragung des letzten Pixels 30-m der letzten Zeile 20-n und des ersten Pixels 30-1 der ersten Zeile 20-1.
Wird das Objekt nun horizontal verschoben, so sollte das Objekt nach jeder Zeitspanne Δt um ein bestimmtes Maß weiter rechts oder links liegen. Die Bewegung des Objekts wird üblicherweise in einem Grafikprozessor umgesetzt, der entsprechende Pixelrohdaten ausgibt. Allerdings entsteht abhängig von der Geschwindigkeit, mit der das Objekt bewegt wird, eine für den Betrachter wahrnehmbare Bildverzerrung.
Beispielsweise wird ein horizontal bewegtes quadratisches Objekt im Framespeicher quadratisch erzeugt. Der Bildaufbau in der Anzeigeeinheit geschieht Pixel für Pixel mit den ausgegebenen Pixelrohdaten. Der Bildaufbau ist, abgesehen von einer optischen Latenz der Anzeigeeinheit, verzögerungsfrei. Aufgrund der Bewegung des Objekts müsste der Grafikprozessor jedoch die Frame- und/oder Zeilenübertragungszeit bei der Erzeugung des Objekts im Speicher entsprechend verschieben. Im Speicher müsste anstatt des quadratischen Objekts ein parallelogrammförmiges Objekt abgelegt werden. Mit anderen Worten erzeugt der Grafikprozessor gegenüber der vom Gehirn des Benutzers erwarteten Form eine falsche Form des Objekts.
Dies wird zwischen der ersten und letzten Zeile eines Objekts am deutlichsten erkennbar. Wie in 2A schraffiert dargestellt ist, wird das Objekt in der letzten Zeile zu weit links wahrgenommen als es zum Zeitpunkt t_n-1 sein müsste. Somit nimmt der Benutzer eine Bildverzerrung des Objekts wahr.
Die 2B stellt schematisch eine Bildverzerrung (schraffierter Bereich) dar, für den Fall, dass ein Objekt horizontal nach links verschoben wird. Wie bereits im Zusammenhang mit 2A erläutert, kann auch hier eine für den Benutzer sichtbare Bildverzerrung des Objekts auftreten.
Bezug nehmend auf die 3A und 3B entsteht eine entsprechende Bildverzerrung in Form einer Längsverformung (schraffierter Bereich) auch durch ein vertikales Bewegen des Objekts. Hierbei kann die Bewegung zu einer Stauchung des Objekts (siehe vertikales Verschieben nach unten gemäß 3A) oder einer Streckung des Objekts (bei einem vertikalen Verschieben nach oben gemäß 3B) führen.
Wie aus den 2 und 3 zu erkennen ist, führen insbesondere Bewegungen, die orthogonal zur Pixel- bzw. Zeilen-Scanrichtung stattfinden, zu den hier angesprochenen Bildverzerrungen. Die in den 2 und 3 schematisch dargestellten horizontalen und vertikalen (orthogonalen) Bewegungen eines Objekts sind selbstverständlich idealisierte Bewegungen. Der Benutzer kann ein Objekt auch diagonal verschieben.
Ebenso kann ein Objekt auf dem Bildschirm vergrößert oder verkleinert werden, wodurch u. a. diagonale Bewegungen erzeugt werden. Solche Bewegungen lassen sich jedoch in einen horizontalen und vertikalen Bewegungsanteil zerlegen, von denen jeder die in den 2 und 3 dargestellten Bildverzerrungen und störenden Effekte mit sich bringt. Eine weitere mögliche Quelle einer Bildverzerrung ist ein Bildlauf (Scrollen) in horizontaler oder vertikaler Richtung. Beispielsweise kann der Benutzer einen Text, ein dargestelltes Bild und/oder eine Webseite in einem entsprechenden Programmfenster horizontal oder vertikal scrollen.
Die vorliegende Offenbarung zielt unter anderem darauf ab, die mit Hilfe der 2 und 3 erläuterten Bildverzerrungen zu kompensieren. Dafür sind eine Vorrichtung zum Ausgleichen einer Bewegungsverzerrung eines angezeigten Objekts sowie ein entsprechendes System zum Ausgleichen einer Bewegungsverzerrung eines angezeigten Objekts mit Anzeigevorrichtung, Eingabevorrichtung und der Ausgleichvorrichtung vorgesehen. Das System kann beispielsweise in ein mobiles Computergerät (z. B. einen Tablet-Computer) integriert sein.
In konventionellen Grafiksystemen werden die Pixelrohdaten direkt an die Anzeigevorrichtung 120 übertragen und dort angezeigt. Die vorliegende Offenbarung sieht nun ein Eingreifen in die Datenübertragung der Pixeldaten vor, bevor sie an die Anzeigevorrichtung 120 übertragen werden. 4 zeigt ein derartiges System 100 in Gestalt eines schematischen Blockdiagramms. Dieses System 100 kann einen Pixelpuffer 110 enthalten. Diesem Pixelpuffer 110 werden Pixelrohdaten von einem Prozessor, wie z. B. einem Grafikprozessor, zugeführt und darin gespeichert. Bei den Pixelrohdaten kann es sich z. B. um 24-Bit RGB-Daten handeln. Alternativ hierzu werden die Pixelrohdaten direkt einem Eingang 135 einer Ausgleichsvorrichtung 130 zugeführt.
Abhängig von der Bildausgaberate des Grafikprozessors und/oder der Bildwiederholungsrate einer Anzeigevorrichtung 120 werden die Pixelrohdaten in einer bestimmten Wiederholungsrate empfangen und an die Anzeigevorrichtung 120 übertragen. Ebenfalls nur als Beispiel sei hier die Bildwiederholungsrate von 60 Hz oder 60 fps erwähnt.
Um das zeitgleiche Auslesen des Pixelpuffers 110 und die Übertragung der Pixeldaten an eine Anzeigevorrichtung 120 des Systems 100 zu gewährleisten, ist der Pixelpuffer 110 als Speicher ausgelegt, der gleichzeitig beschrieben und ausgelesen werden kann. Zum Beispiel kann ein Dual-Port Random Access Memory (RAM) eingesetzt werden. In einer Implementierung liest die Änderungseinheit 140 die Daten aus dem Pixelpuffer 110 aus und überträgt Pixeldaten an die Anzeigevorrichtung 120 mittels eines bestimmten Standards oder Protokolls. Diese Übertragung der Pixeldaten kann seriell erfolgen, z. B. gemäß MIPI-DSI, LVDS, eDP, etc.. Alternativ hierzu kann auch eine parallele Übertragung der Pixeldaten stattfinden, z. B. gemäß 24 Bit-TTL.
Die Ausgleichvorrichtung 130 umfasst mindestens einen ersten Anschluss, insbesondere einen Dateneingang 135, zum Koppeln der Ausgleichvorrichtung 130 mit einem Ausgang des Pixelpuffers 110, sowie einen zweiten Anschluss, insbesondere einen Datenausgang, zum Koppeln mit einem Eingang der Anzeigevorrichtung 120. Die Ausgleichvorrichtung 130 enthält eine Änderungseinheit 140 sowie eine Steuereinrichtung 150. Die Ausgleichvorrichtung 130 kann selbstverständlich noch weitere Anschlüsse oder Komponenten umfassen. Die Änderungseinheit 140 und die Steuereinrichtung 150 sind in 4 als getrennte Einheiten bzw. Einrichtungen (Komponenten dargestellt. Selbstverständlich können beide Komponenten 140, 150 in einer gemeinsamen Ausgleichvorrichtung 130 (gestrichelt dargestellt) zusammengefasst werden.
Die Steuereinrichtung 150 dient zumindest der Steuerung der Änderungseinheit 140. Zusätzlich kann die Steuereinrichtung 150 auch den Auslesevorgang des Pixelpuffers 110 steuern, um entsprechende Pixeldaten aus dem Pixelpuffer 110 an die Änderungseinheit 140 zu übertragen. Daher wird die Steuereinrichtung 150 hier auch als Puffer- und Änderungssteuerung 150 bezeichnet, da sie gemäß einer Variante auf beide Systemkomponenten einwirken kann. Die Puffersteuerung kann jedoch auch direkt durch die Änderungseinheit 140 ausgeführt werden.
Die Steuereinrichtung 150 ist eingerichtet, Bewegungsdaten zu empfangen. Diese Bewegungsdaten repräsentieren eine Bewegung des Objekts. Die Bewegungsdaten basieren gemäß einer Implementierung auf einer Benutzereingabe zum Bewegen des Objekts. Dazu umfasst das System 100 eine Eingabevorrichtung 160. Diese Eingabevorrichtung 160 kann eine Tastatur, eine Maus, ein Trackball, ein Touchpad oder eine andere berührungsempfindliche Eingabeoberfläche, z. B. ein berührungsempfindlicher Bildschirm (Touchscreen), sein. Die Benutzereingabe bewirkt das Bewegen des Objekts durch Verschieben, Vergrößern, Verkleinern, Schwenken und/oder Drehen des Objekts. Ein Verschieben oder Schwenken kann auch einen Bildlauf eines Objekts, wie z. B. eines Textes, Bildes oder einer Webseite, umfassen. Wie oben erwähnt, kann es sich dabei um eine horizontale und/oder vertikale Bewegung handeln.
Die von der Eingabevorrichtung 160 erfasste Bewegung wird üblicherweise durch einen entsprechenden Prozessor (nicht gezeigt) verarbeitet, um die Bewegung des Objekts zeitgleich bzw. zeitnah auf der Anzeigevorrichtung 120 darzustellen (man spricht auch von ”Rendern”). Der gerenderte Bildinhalt wird also gemäß der von der Eingabevorrichtung 160 erfassten Bewegung verschoben.
Gemäß einer weiteren Implementierung basieren die Bewegungsdaten auf einer programmgesteuerten Bewegung des Objekts. So wird beispielsweise bei Navigationsanwendungen das Objekt in Gestalt eines Kartenausschnitts systemgesteuert in Abhängigkeit einer fortlaufend erfassten Position (z. B. eines zu navigierenden Fahrzeugs) bewegt.
Bewegungsdaten liegen entweder direkt in Form der Benutzereingabesignale/-daten oder der systemseitig erzeugten Bewegungssignale/-daten vor oder können daraus erzeugt werden. Bei den Bewegungsdaten kann es sich somit um Bewegungsvektoren, Relativbewegungsangaben oder ähnliche Informationen und Daten handeln, die die Bewegung eines Objekts repräsentieren. Beispielsweise kann bei einer Verschiebung des Objekts eine Geschwindigkeit des Objekts oder der Verschiebung in Abhängigkeit von Zeilen 20 oder Pixeln 30 pro Zeiteinheit (beispielsweise Millisekunden oder Sekunden) in den Bewegungsdaten enthalten sein. Die Bewegungsdaten können ferner eine Bewegungsrichtung (beispielsweise in Form eines Richtungsvektors) enthalten. Eine weitere mögliche Implementierung sieht Bewegungsdaten in Pixeln pro Frame-Periodendauer vor. Dabei wird die Frame-Periodendauer der Anzeigevorrichtung 120 herangezogen, da diese den größten Einfluss auf den durch die vorliegende Offenbarung behandelten Effekt hat. Die Frame-Periodendauer kann beispielsweise 1/60 Sekunde betragen (dies entspricht 60 fps). Beispielhaft sei hier eine Geschwindigkeit des Objekts von fünf Pixeln pro Frame-Periodendauer, also fünf Pixel pro 1/60 Sekunde, angeführt.
Die Steuereinrichtung 150 empfängt diese Bewegungsdaten und gibt Versatzinformationen aus, die einen Versatz des Objekts für jede das Objekt betreffende Zeile in Abhängigkeit der Bewegungsdaten enthalten. Die Versatzinformationen können einen Versatz des Objekts zwischen erster und letzter Zeile, die ein Objekt betreffen, kennzeichnen. Beispielsweise entsteht aufgrund der Objektbewegung ein Versatz zwischen erster Zeile und letzter Zeile von einem halben Pixel. Dabei können die Versatzinformationen in Abhängigkeit (also relativ) zu einer ersten Zeile des Objekts angegeben werden. Die Versatzinformationen können alternativ oder zusätzlich hierzu auch in Abhängigkeit einer Gesamtzahl der das Objekt betreffenden Zeilen 20 ermittelt und ausgegeben werden. Die Versatzinformationen kennzeichnen dabei den Versatz jeder Zeile, die ein Objekt betrifft. Beispielhaft sind hier Versatzinformationen von einem Bruchteil (1/6 oder 1/3) eines Pixel pro das Objekt betreffender Zeile genannt. Auf jeden Fall sind die Versatzinformationen abhängig von der Objektgeschwindigkeit (den Bewegungsdaten) und der Anzahl aller Zeilen, die ein Objekt betreffen.
Die Steuereinrichtung 150 kann die Versatzinformationen in Abhängigkeit einer Frame-Periode einer an die Ausgleichvorrichtung 130 angeschlossenen Anzeigevorrichtung 120 ermitteln. Dies ist besonders effektiv, wenn auch die Bewegungsdaten in Abhängigkeit einer Frame-Periode vorliegen. Zudem können die Versatzinformationen auch in Abhängigkeit des Kehrwerts der Zeilenperiodendauer (auch als eine Anzeigefrequenz einer einzelnen Zeile oder Zeilenanzeigefrequenz genannt) ermittelt werden. Je nach Bildübertragungs- und Bildaufbauverfahren entspricht die Zeilenanzeigefrequenz der Frame-Periode oder einem Bruchteil davon. Beispielsweise wird bei einer Vollbildbildübertragung jede Zeile pro Frame-Periode übertragen und angezeigt. Bei dem sogenannten ”Interlaced-Verfahren” (oder auch Zeilensprungverfahren) entspricht der Zeilenanzeigefrequenz nur einer halben Frame-Periode, da jede Zeile nur mit jeder zweiten Frame-Periode wiederholt angezeigt wird.
Die Änderungseinheit 140 ist eingerichtet zum Verändern der Pixeldaten mindestens eines das Objekt betreffenden Pixels 30 basierend auf den Versatzinformationen. Dazu empfängt die Änderungseinheit 140 Pixelrohdaten an ihrem Eingang 135 und gibt veränderte Pixeldaten an die Anzeigevorrichtung 120 aus. Die Veränderung erfolgt anhand der durch die Steuereinrichtung 150 ausgegebenen Versatzinformationen. Beispielsweise ermittelt die Änderungseinheit 140 basierend auf dem Versatz zwischen erster und letzter Zeile eines Objekts den jeweiligen Versatz jeder das Objekt betreffender Zeile. Die für diese Zeile empfangenen Pixelrohdaten werden dann auf Basis des ermittelten Zeilenversatzes verändert.
Wie oben mit Bezug auf 1 bis 3 erläutert wurde, vergeht zwischen dem Ausgeben jeder Zeile 20 eines Frames eine bestimmte Zeitspanne Δt, innerhalb der das Objekt weiter bewegt wird. Somit kann die Änderungseinheit 140 die Pixeldaten auf Basis der Versatzinformationen – abhängig von der Objektbewegungsgeschwindigkeit und der Zeilenposition innerhalb des Objekts – verändern. Die Veränderung der Pixeldaten bewirkt eine Kompensation der Bildverzerrung, die aufgrund der Bewegung des Objekts entsteht, so dass die Bildverzerrung zumindest teilweise ausgeglichen wird.
5 stellt solch eine Kompensation schematisch dar. Die Darstellung der 5 entspricht dem idealisierten Beispiel gemäß 2A, also einem horizontalen Verschieben eines Objekts nach rechts. Die Pixeldaten jeder Zeile werden so verändert, dass sie dem gepunktet dargestellten Bereich entsprechen. Durch Überlagerung der beiden in 2A und 5 hervorgehobenen Bereiche (schraffiert bzw. gepunktet) wird in jeder Zeile das Objekt so auf der Anzeigevorrichtung 120 angezeigt (gestrichelt dargestellt), wie es das Gehirn des Betrachters erwarten würde. Anstatt einer Verschiebung des oberen Objektbereichs nach rechts sieht der Betrachter nun ein ”orthogonales” Objekt, d. h. ein geradegerücktes Objekt.
Gemäß einer Implementierungsvariante kann die Änderungseinheit 140 die Pixeldaten eines bestimmten Pixels 30-2 in einer bestimmten Zeile 20-2 in Abhängigkeit von Pixeldaten mindestens eines benachbarten Pixels 30-1, 30-3 in der bestimmten Zeile 20-2 und/oder in Abhängigkeit von Pixeldaten mindestens eines benachbarten Pixels 30-1, 30-2, 30-3 in mindestens einer zu der bestimmten Zeile benachbarten Zeile 20-1, 20-3 verändern. Dies kann dadurch erfolgen, dass die Änderungseinheit 140 die Pixeldaten durch Interpolation verändert, wobei die Interpolation auf Basis der Pixeldaten des bestimmten Pixels 30-2 und des mindestens einen benachbarten Pixels 30-1, 30-3 erfolgt. Selbstverständlich ist die vorliegende Offenbarung nicht auf eine bestimmte Anzahl von benachbarten Pixeln 30-1, 30-3 begrenzt. Das eine oder die mehreren benachbarten Pixel 30-1, 30-3, die zur Veränderung der Pixeldaten herangezogen werden, können beliebig gewählt werden. Vorzugsweise umgeben sie das zu verändernde Pixel 30-2 in mindestens einer Richtung abhängig von der Bewegungsrichtung. Selbstverständlich kann auch anstatt einer Interpolation ein anderer Algorithmus unter Verwendung der Pixeldaten eines oder mehrerer Pixel 30 verwendet werden, um die Pixeldaten zu verändern. Eine mögliche alternative Implementierung sieht einen FIR-Filter (finite impulse response filter) vor.
Die Änderungseinheit 140 kann auch eingerichtet sein, die Pixeldaten basierend auf Versatzinformationen zugehörig zu einer Zeilenposition der zu dem bestimmten Pixel 32 zugehörigen Zeile 20 innerhalb aller das Objekt betreffenden Zeilen 20 zu verändern. Werden die Versatzinformationen durch die Steuereinrichtung 150 für jede aktuelle Zeile gesondert an die Änderungseinheit 140 ausgegeben, kann die Veränderungseinheit 140 ohne vorherige eigene Ermittlung des Zeilenversatzes die Pixelrohdaten entsprechend verändern.
Gemäß einer weiteren Implementierungsvariante werden nicht nur die Pixel, die ein Objekt repräsentieren verändert, sondern auch weitere Pixel. Zu diesen Pixeln zählen insbesondere die Pixel in einem Randbereich um das Objekt herum. Da die Pixel eine bestimmte, verzerrte Anordnung innerhalb einer Momentaufnahme der Pixelrohdaten haben, können auch Pixel außerhalb des Objekts auf Basis der Pixeldaten des Objekts ”überschrieben”, also verändert, werden.
Die Veränderung der Pixeldaten wird nun detaillierter mit Bezug auf das in 6 dargestellte Beispiel beschrieben. Die 6 zeigt schematisch einen Ausschnitt eines Frames, wobei der Ausschnitt aus 7×4 Pixeln (4 Zeilen zu je 7 Pixeln) besteht, in denen ein bestimmtes Objekt (hier der Buchstabe ”N”) dargestellt ist.
Zunächst wird der Versatz, nachfolgend auch als ”Objekt-Offset” oder nur ”Offset” bezeichnet, aufgrund der Bewegung des Objekts ermittelt. Da es sich idealisierterweise um eine rein horizontale Bewegung handelt, wird in der schematischen Darstellung gemäß 6 nur ein horizontaler Offset ΔH berücksichtigt. Abhängig von der Geschwindigkeit der Bewegung kann der horizontale Offset zeitabhängig ermittelt werden. Da das Objekt durch eine Benutzereingabe oder systemseitig bewegt wird, sind sämtliche Bewegungsvektoren bekannt. Diese Bewegungsvektoren können in Form von Bewegungsdaten, wie Objekt-Steuerdaten, der Steuereinrichtung 150 zugeführt werden, wodurch diese die Verschiebung, hier den horizontalen Offset, berechnen kann.
Im Beispiel gemäß 6 beläuft sich der horizontale Offset nach den vier Zeilen des Objekts auf ein halbes Pixel. Vernachlässigt man nun ein Blanking, kann der horizontale Offset linear auf jede der vier Zeilen 20-1...20-4 aufgeteilt werden, wodurch sich die angegebenen ΔH1- bis ΔH4-Werte von 0; 0,167; 0,333 und 0,5 ergeben. Die ΔH-Werte können den (Bruch-)Teil eines Pixels wiederspiegeln, also den Versatz in Abhängigkeit eines Pixels angeben.
Die Steuereinrichtung 150 gibt nun die Versatzinformationen an die Änderungseinheit 140 aus. Entweder geschieht dies am Anfang eines Objekts, also mit dessen erster Zeile, in Form des gesamten Versatzes für alle Objektzeilen oder für jede Zeile gesondert. Um die Zeilen 20 in veränderter Form an die Anzeigevorrichtung 120 ausgeben zu können, empfängt die Änderungseinheit 140 die Pixelrohdaten des ersten Pixels 31 der ersten Zeile 20-1. Nun ist allerdings für die erste Zeile der Offset (ΔH1) Null. Damit kann jedes Pixel der ersten Zeile 20-1 ohne Veränderung an die Anzeigevorrichtung 120 ausgegeben werden. Dies ist durch die Pfeile und die Ausgabepixel im unteren Bereich der 6 entsprechend dargestellt.
Bei der zweiten Zeile 20-2 empfängt die Änderungseinheit 140 das erste Pixel 31 der zweiten das Objekt betreffenden Zeile 20-2. Da es sich um das Pixel am linken Rand des Objekts handelt und da eine Kompensierung nach recht erfolgen muss, findet auch hier noch keine Veränderung statt. Für das zweite Pixel 32 der zweiten Zeile 20-2 wird jedoch eine Veränderung der Pixeldaten vorgenommen, da der Versatz (ΔH2) der zweiten Zeile 0,167 Pixel beträgt. Beispielsweise wird eine Interpolation der Pixeldaten des ersten und zweiten Pixels 31, 32 der zweiten Zeile 20-2 durchgeführt. Die Veränderung der Pixeldaten basiert somit auf dem ermittelten Offset (ΔH2 = 1/6). Wie in 6 gezeigt ist, wird das Objekt (der Buchstabe ”N”) nur durch vier Zeilen 20-1 bis 20-4 abgedeckt. Die Veränderung der Pixel 30 erfolgt demnach anhand einer bestimmten Zeilenposition innerhalb der vier Zeilen, die das Objekt betreffen. Dabei handelt es sich immer um die aktuelle Frame-Zeile, die gerade an die Anzeigevorrichtung übermittelt werden muss. Dabei ist zu berücksichtigen, dass Pixeldaten der Pixel der aktuellen Zeile, die nicht das Objekt betreffen, auch nicht verändert werden, sondern unverändert durchgeleitet werden. Der oben für die zweite Zeile 20-2 beschriebene Vorgang wird nun für die weiteren Zeilen 20-3, 20-4 wiederholt.
Wie aus 6 ersichtlich ist, können auch Pixel 37, die eigentlich nicht das Objekt repräsentieren, verändert werden. Insbesondere im Randbereich des Objekts können auch Pixeldatenveränderungen erfolgen, um die Bildverzerrung zu kompensieren.
Um das Verändern der Pixeldaten in Abhängigkeit von Pixeldaten mindestens eines benachbarten Pixels (31, 33) durchführen zu können, umfasst das System 100 den Pixelpuffer 110. Dieser Pixelpuffer 110 kann auch in die Ausgleichvorrichtung 130 integriert sein, was durch entsprechende gestrichelte Linien dargestellt ist. Der Pixelpuffer 110, nachfolgend auch als Pufferspeicher bezeichnet, dient der Speicherung der empfangenen Pixeldaten von zumindest zwei Pixeln 20. Bei den empfangenen Pixeldaten kann es sich um die Pixelrohdaten handeln, die von einem entsprechenden Grafikprozessor (nicht gezeigt) erzeugt wurden.
Die Datenmenge, die der Pufferspeicher aufnehmen muss, hängt von dem verwendeten Algorithmus der Änderungseinheit 140 ab. Für die in 6 beschriebene horizontale Verschiebung und Interpolation müssen immer nur Pixelrohdaten für zwei Pixel gespeichert werden. Im speziellen Fall des horizontalen Verschiebens nach rechts ist es aufgrund der pixelweisen Übertragung von links nach rechts prinzipiell ausreichend auch nur ein Pixel, nämlich das vorherige Pixel, zu speichern. Das aktuelle Pixel liegt der Änderungseinheit sowieso vor. Natürlich können je nach Bedarf, Algorithmus oder anderer Bedingungen auch mehr Pixel in dem Pufferspeicher für eine spätere Verwendung vorgehalten werden.
Wie dem in 6 schematisch dargestellten Ausgabeframe entnommen werden kann, wird das bewegte Objekt um ein bestimmtes Maß versetzt ausgegeben. Aufgrund dieses Versatzes erscheint das durch die Benutzereingabe bewegte Objekt an der Position, an der das Gehirn des Betrachters es erwarten würde. Ohne Pixeldatenveränderung würden sichtbare Verschiebungen, Zeilensprünge oder vertikale Stauchungen bzw. Dehnungen des Objekts auftreten. Diese Bildverzerrungen werden durch die vorliegende Offenbarung zumindest teilweise kompensiert.
Bei einer rein vertikalen Bewegung oder auch bei einer diagonalen (horizontalen und gleichzeitig vertikalen) Bewegung des Objekts wird der vertikale Versatz (Offset) bzw. horizontale und vertikale Versatz (Offset) durch die Steuereinrichtung 150 ermittelt. Entsprechend wird die Änderungseinheit 140 Pixeldaten eines bestimmten Pixels 30 auch in Abhängigkeit eines benachbarten Pixels in einer darüber oder darunter benachbarten Zeile 20 verändern. Je nach Bewegung und eingesetztem Algorithmus kann die Veränderung eines bestimmten Pixels 30 auch auf Basis mehrerer benachbarter Pixel 30, die um das bestimmte zu verändernde Pixel 30 herumliegen, vorgenommen werden.
Hierfür ist die zusätzliche Speicherung von Pixeldaten der benachbarten Zeilen 20 notwendig. Somit wird verhindert, dass durch bereits neue Pixel(roh)daten entsprechende Zeilen 20 im Pufferspeicher 110 überschrieben werden, bevor die auf den ”alten” Daten beruhenden Veränderungen von Pixeldaten durchgeführt wurden. Hierfür muss die Größe des Pufferspeichers 110 ausgelegt sein.
Die im Pufferspeicher abgelegten und durch die Änderungseinheit 140 ausgegebenen Pixelrohdaten oder Pixeldaten umfassen Anzeigeinformationen zur pixelweisen Anzeige des Objekts auf der Anzeigevorrichtung 120. Dabei können die Anzeigeinformationen Farbinformationen, Luminanz-Informationen und/oder Chrominanz-Informationen umfassen.
Bei konventionellen Systemen ist auch ein Auslesen eines Pufferspeichers (beispielsweise einer Grafikkarte) und eine Übertragung der entsprechenden Pixeldaten an eine Anzeigevorrichtung für jede Zeile 20 eines Frames erforderlich. Der durch die vorliegende Offenbarung hinzukommende Aufwand zur Veränderung der Pixeldaten hält sich daher in Grenzen und kann gut in bestehende Systeme integriert werden.
7 stellt schließlich ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung dar. Das Verfahren dient zum Ausgleichen einer Bewegungsverzerrung eines angezeigten Objekts, wobei das angezeigte Objekt aus mehreren Pixeln 30 besteht, die zu wenigstens zwei Zeilen 20 eines Frames 10 gehören. Das Verfahren beginnt in Schritt 200 mit dem Empfangen und Speichern von Pixelrohdaten, wobei die Pixeldaten zum Anzeigen von Pixeln geeignet sind, und wobei nacheinander Pixeldaten zugehörig zu in einem Frame 10 zeilenweise aufeinanderfolgenden Pixeln empfangen werden. Jede Pixelzeile 20 besteht aus einer vorgegebenen Anzahl von einzelnen Pixeln 30. Empfangen werden die Pixelrohdaten am Eingang 135 der Änderungseinheit 140. Das Speichern erfolgt im Pufferspeicher 110. Die Pixeldaten umfassen Anzeigeinformationen zur pixelweisen Anzeige des Objekts auf der Anzeigevorrichtung 120, wobei die Anzeigeinformationen Farbinformationen, Luminanz-Informationen und/oder Chrominanz-Informationen umfassen können.
Gemäß Schritt 210 werden Bewegungsdaten empfangen, die eine Bewegung des Objekts repräsentieren. Die Bewegungsdaten können eine Benutzereingabe zum Bewegen des Objekts repräsentieren. Dabei kann das Bewegen des Objekts ein Verschieben, Vergrößern, Verkleinern, Schwenken und/oder Drehen des Objekts umfassen.
Anschließend werden in Schritt 220 Versatzinformationen ausgegeben, die einen Versatz des Objekts für jede das Objekt betreffende Zeile in Abhängigkeit der Bewegungsdaten enthalten. Beispielsweise geben die Versatzinformationen einen Versatz des Objekts zwischen der ersten und der letzten ein Objekt betreffenden Zeile 20 an. Alternativ hierzu liegen die Versatzinformationen auch zeilenweise vor und geben einen relativen Versatz in Abhängigkeit der ersten das Objekt betreffenden Zeile an.
Bevor die ausgelesenen Pixeldaten an die Anzeigevorrichtung 120 übertragen werden, werden in Schritt 230 die Pixeldaten zumindest eines Pixels 30 einer Zeile 20 basierend auf den Versatzinformationen verändert. Das Verändern der Pixeldaten umfasst ein Verändern eines bestimmten Pixels 32 in einer bestimmten Zeile 20-2 in Abhängigkeit von Pixeldaten mindestens eines benachbarten Pixels 31, 33 in der bestimmten Zeile 20-2 und/oder in Abhängigkeit von Pixeldaten mindestens eines benachbarten Pixels in mindestens einer zu der bestimmten Zeile benachbarten Zeile 20-1, 20-3. Gemäß einer Implementierungsvariante kann das Verändern der Pixeldaten ein Interpolieren auf Basis der Pixeldaten des bestimmten Pixels 32 und des mindestens einen benachbarten Pixels 31, 33 umfassen. Eine beispielhafte Darstellung solch einer Veränderung von Pixeldaten mittels Interpolation ist in 6 dargestellt und wurde oben detailliert erläutert.
Das Ausgeben von Versatzinformationen in Schritt 220 kann ein Ermitteln der Versatzinformationen in Abhängigkeit einer Gesamtzahl der das Objekt betreffenden Zeilen 20 umfassen. Zusätzlich oder alternativ hierzu kann das Ausgeben von Versatzinformationen ein Ermitteln der Versatzinformationen in Abhängigkeit einer Frame-Periode der Anzeigevorrichtung 120, an die die veränderten Pixeldaten ausgegeben werden, umfassen.

Claims

Vorrichtung (130) zum Ausgleichen einer Bewegungsverzerrung eines angezeigten Objekts, wobei das angezeigte Objekt aus mehreren Pixeln (30) besteht, die zu wenigstens zwei Zeilen (20) eines Frames (10) gehören, wobei die Vorrichtung umfasst: einen Dateneingang (135) zum Empfangen von Pixeldaten, wobei die Pixeldaten zum Anzeigen von Pixeln geeignet sind und wobei nacheinander Pixeldaten zugehörig zu in einem Frame (10) zeilenweise aufeinanderfolgenden Pixeln empfangen werden; eine Steuereinrichtung (150) zum Empfangen von Bewegungsdaten, die eine Bewegung des Objekts repräsentieren, und zum Ausgeben von Versatzinformationen, die einen Versatz des Objekts für jede das Objekt betreffende Zeile in Abhängigkeit der Bewegungsdaten enthalten; und eine Änderungseinheit (140) zum Verändern der Pixeldaten mindestens eines das Objekt betreffenden Pixels (30) basierend auf den Versatzinformationen.
Vorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei die Steuereinrichtung (150) die Versatzinformationen in Abhängigkeit einer Gesamtzahl der das Objekt betreffenden Zeilen (20) ermittelt und ausgibt.
Vorrichtung gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei die Steuereinrichtung (150) die Versatzinformationen in Abhängigkeit einer Frame-Periode einer an die Vorrichtung (130) angeschlossenen Anzeigevorrichtung (120) ermittelt und ausgibt.
Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Änderungseinheit (140) eingerichtet ist, die Pixeldaten eines bestimmten Pixels (32) in einer bestimmten Zeile (20-2) in Abhängigkeit von Pixeldaten mindestens eines benachbarten Pixels (31, 33) in der bestimmten Zeile (20-2) und/oder in Abhängigkeit von Pixeldaten mindestens eines benachbarten Pixels in mindestens einer zu der bestimmten Zeile benachbarten Zeile (20-1, 20-3) zu verändern.
Vorrichtung gemäß Anspruch 4, wobei die Änderungseinheit (140) eingerichtet ist, die Pixeldaten durch Interpolation zu verändern, wobei die Interpolation auf Basis der Pixeldaten des bestimmten Pixels (32) und des mindestens einen benachbarten Pixels (31, 33) erfolgt.
Vorrichtung gemäß Anspruch 4 oder 5, wobei die Änderungseinheit (140) eingerichtet ist, die Pixeldaten basierend auf Versatzinformationen zugehörig zu einer Zeilenposition der zu dem bestimmten Pixel (32) zugehörigen Zeile (20) innerhalb aller das Objekt betreffenden Zeilen (20) zu verändern.
Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, des Weiteren umfassend: einen Pufferspeicher (110) zur Speicherung der empfangenen Pixeldaten von zumindest zwei Pixeln (20).
Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Bewegungsdaten eine Benutzereingabe zum Bewegen des Objekts repräsentieren.
Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die Pixeldaten Anzeigeinformationen zur pixelweisen Anzeige des Objekts auf einer Anzeigevorrichtung (120) umfassen, wobei die Anzeigeinformationen Farbinformationen, Luminanz-Informationen und/oder Chrominanz-Informationen umfassen.
Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei das Objekt ein auf einer Anzeigevorrichtung (120) dargestelltes Programmfenster, Bild, Text und/oder Webseite ist.
System (100) zum Ausgleichen einer Bewegungsverzerrung eines angezeigten Objekts, wobei das System umfasst: eine Anzeigevorrichtung (120); eine Eingabevorrichtung (160); und eine Vorrichtung (130) zum Ausgleichen einer Bewegungsverzerrung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10.
System gemäß Anspruch 11, wobei die Anzeigevorrichtung (120) und die Eingabevorrichtung (160) in einen berührungsempfindlichen Bildschirm integriert sind.
System nach Anspruch 11 oder 12, wobei das System in einen Tablet-Computer, einen Laptop-Computer oder ein Smartphone integriert ist.
Verfahren zum Ausgleichen einer Bewegungsverzerrung eines angezeigten Objekts, wobei das angezeigte Objekt aus mehreren Pixeln (30) besteht, die zu wenigstens zwei Zeilen (20) eines Frames (10) gehören, wobei das Verfahren umfasst: Empfangen (200) von Pixeldaten, wobei die Pixeldaten zum Anzeigen von Pixeln geeignet sind und wobei nacheinander Pixeldaten zugehörig zu in einem Frame (10) zeilenweise aufeinanderfolgenden Pixeln empfangen werden; Empfangen (210) von Bewegungsdaten, die eine Bewegung des Objekts repräsentieren; Ausgeben (220) von Versatzinformationen, die einen Versatz des Objekts für jede das Objekt betreffende Zeile in Abhängigkeit der Bewegungsdaten enthalten; und Verändern (230) mindestens eines das Objekt betreffenden Pixels (30) basierend auf den Versatzinformationen.
Verfahren gemäß Anspruch 14, wobei das Ausgeben von Versatzinformationen ein Ermitteln der Versatzinformationen in Abhängigkeit einer Gesamtzahl der das Objekt betreffenden Zeilen (20) umfasst.
Verfahren gemäß Anspruch 14 oder 15, wobei das Ausgeben von Versatzinformationen ein Ermitteln der Versatzinformationen in Abhängigkeit einer Frame-Periode einer Anzeigevorrichtung (120), an die die veränderten Pixeldaten ausgegeben werden, umfasst.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 14 bis 16, wobei das Verändern (230) der Pixeldaten ein Verändern der Pixeldaten eines bestimmten Pixels (32) in einer bestimmten Zeile (20-2) in Abhängigkeit von Pixeldaten mindestens eines benachbarten Pixels (31, 33) in der bestimmten Zeile (20-2) und/oder in Abhängigkeit von Pixeldaten mindestens eines benachbarten Pixels in mindestens einer zu der bestimmten Zeile benachbarten Zeile (20-1, 20-3) umfasst.
Verfahren gemäß Anspruch 17, wobei das Verändern (230) der Pixeldaten ein Interpolieren auf Basis der Pixeldaten des bestimmten Pixels (32) und des mindestens einen benachbarten Pixels (31, 33) umfasst.
Verfahren gemäß Anspruch 17 oder 18, wobei das Verändern (230) der Pixeldaten des bestimmten Pixels (32) ein Verändern der Pixeldaten basierend auf einer Zeilenposition der zu dem bestimmten Pixel (32) zugehörigen Zeile (20) innerhalb aller das Objekt betreffenden Zeilen (20) umfasst.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 14 bis 19, ferner umfassend: Speichern (200) der empfangenen Pixeldaten von zumindest zwei Pixeln (20).
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 14 bis 20, wobei die Bewegungsdaten eine Benutzereingabe zum Bewegen des Objekts repräsentieren.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 14 bis 21, wobei die Pixeldaten Anzeigeinformationen zur pixelweisen Anzeige des Objekts auf einer Anzeigevorrichtung (120) umfassen, wobei die Anzeigeinformationen Farbinformationen, Luminanz-Informationen und/oder Chrominanz-Informationen umfassen.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 14 bis 22, ferner umfassend: Anzeigen (240) der veränderten Pixeldaten auf einer Anzeigevorrichtung (120).
Computerprogrammprodukt mit Programmcode zum Durchführen des Verfahrens nach wenigstens einem der Ansprüche 14 bis 23, wenn das Computerprogrammprodukt auf einer Computereinrichtung ausgeführt wird.
Computerprogrammprodukt gemäß Anspruch 24, welches auf einem computerlesbaren Aufzeichnungsmedium abgespeichert ist.