DE112005001393T5

DE112005001393T5 - Erzeugen und Anzeigen von räumlich versetzten Teilrahmen

Info

Publication number: DE112005001393T5
Application number: DE112005001393T
Authority: DE
Inventors: David C. Corvallis Collins; Richard E. jr. Corvallis Aufranc
Original assignee: Hewlett Packard Development Co LP
Current assignee: Hewlett Packard Development Co LP
Priority date: 2004-06-15
Filing date: 2005-06-10
Publication date: 2007-05-24
Also published as: GB2430600A; US20050275669A1; TW200605021A; WO2005124684A3; JP2008502944A; WO2005124684A2; GB0625084D0

Abstract

Ein Verfahren zum Anzeigen eines Bildes (12) mit einem Anzeigegerät (26), wobei das Verfahren folgende Schritte umfasst:
Empfangen von Bilddaten (28) für das Bild, wobei die Bilddaten einen ersten Abschnitt und einen zweiten Abschnitt umfassen;
Erzeugen einer ersten Mehrzahl von Teilrahmen (2416) unter Verwendung des ersten Abschnitts und eines ersten Simulationsbetriebskerns (2502/2602);
Erzeugen einer zweiten Mehrzahl von Teilrahmen (2418) unter Verwendung des zweiten Abschnitts und des ersten Simulationsbetriebskerns unabhängig von dem Erzeugen der ersten Mehrzahl von Teilrahmen; und
Abwechseln zwischen dem Anzeigen eines ersten der ersten Mehrzahl von Teilrahmen in einer ersten Position, dem Anzeigen eines zweiten der ersten Mehrzahl von Teilrahmen in einer zweiten Position räumlich versetzt von der ersten Position, dem Anzeigen eines ersten der zweiten Mehrzahl von Teilrahmen in einer dritten Position räumlich versetzt von der ersten und der zweiten Position, und dem Anzeigen eines zweiten der zweiten Mehrzahl von Teilrahmen in einer...

Description

Querverweis zu verwandten Anmeldungen
Diese Anmeldung bezieht sich auf die U.S.-Patentanmeldung Seriennummer 10/213,555, eingereicht am 7. August 2002, mit dem Titel IMAGE DISPLAY SYSTEM AND METHOD; die U.S.-Patentanmeldung Seriennummer 10/242,195, eingereicht am 11. September 2002, mit dem Titel IMAGE DISPLAY SYSTEM AND METHOD; die U.S.-Patentanmeldung Seriennummer 10/242,545, eingereicht am 11. September 2002, mit dem Titel IMAGE DISPLAY SYSTEM AND METHOD; die U.S.-Patentanmeldung Seriennummer 10/631,681, eingereicht am 31. Juli 2003, mit dem Titel GENERATING AND DISPLAYING SPATIALLY OFFSET SUB-FRAMES; die U.S.-Patentanmeldung Seriennummer 10/632,042, eingereicht am 31. Juli 2003, mit dem Titel GENERATING AND DISPLAYING SPATIALLY OFFSET SUB-FRAMES; die U.S.-Patentanmeldung Seriennummer 10/672,845, eingereicht am 26. September 2003, mit dem Titel GENERATING AND DISPLAYING SPATIALLY OFFSET SUB-FRAMES; die U.S.-Patentanmeldung Seriennummer 10/672,544, eingereicht am 26. September 2003, mit dem Titel GENERATING AND DISPLAYING SPATIALLY OFFSET SUB-FRAMES; die U.S.-Patentanmeldung Seriennummer 10/697,605, eingereicht am 30. Oktober 2003, mit dem Titel GENERATING AND DISPLAYING SPATIALLY OFFSET SUB-FRAMES ON A DIAMOND GRID; die U.S.-Patentanmeldung Seriennummer 10/696,888, eingereicht am 30. Oktober 2003, mit dem Titel GENERATING AND DISPLAYING SPATIALLY OFFSET SUB-FRAMES ON DIFFERENT TYPES OF GRIDS; die U.S.-Patentanmeldung Seriennummer 10/697,830, eingereicht am 30. Oktober 2003, mit dem Titel IMAGE DISPLAY SYSTEM AND METHOD; die U.S.-Patentanmeldung Seriennummer 10/750,591, eingereicht am 31. Dezember 2003, mit dem Titel DISPLAYING SPATIALLY OFFSET SUB-FRAMES WITH A DISPLAY DEVICE HAVING A SET OF DEFECTIVE DISPLAY PIXELS; die U.S.-Patentanmeldung Serien nummer 10/768,621, eingereicht am 30. Januar 2004, mit dem Titel GENERATING AND DISPLAYING SPATIALLY OFFSET SUB-FRAMES; und die U.S.-Patentanmeldung Seriennummer 10/768,215, eingereicht am 30. Januar 2004, mit dem Titel DISPLAYING SUB-FRAMES AT SPATIALLY OFFSET POSITIONS ON A CIRCLE; U.S.-Patentanmeldung Seriennummer 10/821,135, eingereicht am 8. April 2004 mit dem Titel GENERATING AND DISPLAYING SPATIALLY OFFSET SUB-FRAMES; U.S.-Patentanmeldung Seriennummer 10/821,130, eingereicht am 8. April 2004 mit dem Titel GENERATING AND DISPLAYING SPATIALLY OFFSET SUB-FRAMES; U.S.-Patentanmeldung Seriennummer 10/820,952, eingereicht am 8. April 2004 mit dem Titel GENERATING AND DISPLAYING SPATIALLY OFFSET SUB-FRAMES; U.S.-Patentanmeldung Seriennummer ..., Aktenzeichen 200402842-1, eingereicht am ... mit dem Titel GENERATING AND DISPLAYING SPATIALLY OFFSET SUB-FRAMES; und U.S.-Patentanmeldung Seriennummer ..., Aktenzeichen 200402844-1, eingereicht am ... mit dem Titel GENERATING AND DISPLAYING SPATIALLY OFFSET SUB-FRAMES. Jede der obigen US-Patentanmeldungen ist der Anmelderin der vorliegenden Erfindung übertragen und ist hierin durch Bezugnahme aufgenommen.
Hintergrund
Ein herkömmliches System oder eine Vorrichtung zum Anzeigen eines Bildes, wie z. B. eine Anzeige, ein Projektor oder ein anderes Bilderzeugungssystem, erzeugt ein angezeigtes Bild durch Adressieren eines Arrays von einzelnen Bildelementen oder Pixeln, die in horizontalen Zeilen und vertikalen Spalten angeordnet sind. Eine Auflösung des angezeigten Bildes ist definiert als die Anzahl von horizontalen Zeilen und vertikalen Spalten von einzelnen Pixeln, die das angezeigte Bild bilden. Die Auflösung des angezeigten Bildes wird durch eine Auflösung des Anzeigegeräts selbst beeinträchtigt, sowie eine Auflösung der Bilddaten, die durch das Anzeigegerät verarbeitet werden und verwendet werden, um das angezeigte Bild zu erzeugen.
Um eine Auflösung des angezeigten Bildes zu erhöhen, müssen typischerweise die Auflösung des Anzeigegeräts sowie die Auflösung der Bilddaten, die verwendet werden, um das angezeigte Bild zu erzeugen, erhöht werden. Das Erhöhen einer Auflösung des Anzeigegeräts erhöht jedoch die Kosten und die Komplexität des Anzeigegeräts. Außerdem kann es sein, dass Bilddaten mit höherer Auflösung nicht verfügbar sind und/oder schwierig zu erzeugen sind.
Es wäre wünschenswert, in der Lage zu sein, die Anzeige verschiedener Typen von graphischen Bildern zu verbessern, einschließlich natürlichen Bildern und kontrastreichen Bildern, wie z. B. Geschäftsgraphiken. Es wäre wünschenswert, die Menge an Bildflackern im Zusammenhang mit dem Erzeugen und Anzeigen von graphischen Bildern zu reduzieren.
Zusammenfassung
Eine Form der vorliegenden Erfindung schafft ein Verfahren zum Anzeigen eines Bildes mit einem Anzeigegerät. Das Verfahren umfasst das Empfangen von Bilddaten, die einen ersten Abschnitt und einen zweiten Abschnitt für das Bild umfassen, das Erzeugen einer ersten Mehrzahl von Teilrahmen unter Verwendung des ersten Abschnitts und eines Simulationsbetriebskerns, das Erzeugen einer zweiten Mehrzahl von aktualisierten Teilrahmen unter Verwendung des zweiten Abschnitts und des Simulationsbetriebskerns unabhängig von dem Erzeugen der ersten Mehrzahl von Teilrahmen, und das Abwechseln zwischen dem Anzeigen eines ersten der ersten Mehrzahl von aktualisierten Teilrahmen in einer ersten Position, dem Anzeigen eines zweiten der ersten Mehrzahl von aktualisierten Teilrahmen in einer zweiten Position räumlich versetzt von der ersten Position, dem Anzeigen eines ersten der zweiten Mehrzahl von aktualisierten Teilrahmen in einer dritten Position räumlich versetzt von der ersten und der zweiten Position, und dem Anzeigen eines zweiten der zweiten Mehrzahl von aktualisierten Teilrahmen in einer vierten Position räumlich versetzt von der ersten, zweiten und dritten Position.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist ein Blockdiagramm, das ein Bildanzeigesystem gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt.
2A bis 2C sind schematische Diagramme, die die Anzeige von zwei Teilrahmen gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellen.
3A bis 3E sind schematische Diagramme, die die Anzeige von vier Teilrahmen gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellen.
4A bis 4E sind schematische Diagramme, die die Anzeige eines Pixels mit einem Bildanzeigesystem gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellen.
5 ist ein Diagramm, das die Erzeugung von Teilrahmen mit niedriger Auflösung von einem ursprünglichen Bild mit hoher Auflösung darstellt, unter Verwendung eines Nächster-Nachbar-Algorithmus gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
6 ist ein Diagramm, das die Erzeugung von Teilrahmen mit niedriger Auflösung von einem ursprünglichen Bild mit hoher Auflösung darstellt, unter Verwendung eines bilinearen Algorithmus gemäß ei nem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
7 ist ein Blockdiagramm, das ein System zum Erzeugen eines simulierten Bilds mit hoher Auflösung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt.
8 ist ein Blockdiagramm, das ein System zum Erzeugen eines simulierten Bilds mit hoher Auflösung darstellt, für Zwei-Positionsverarbeitung basierend auf trennbarem Aufwärtsabtasten gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
9 ist ein Blockdiagramm, das ein System zum Erzeugen eines simulierten Bilds mit hoher Auflösung für Zwei-Positionsverarbeitung darstellt, basierend auf nicht trennbarem Aufwärtsabtasten gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
10 ist ein Blockdiagramm, das ein System zum Erzeugen eines simulierten Bilds mit hoher Auflösung für Vier-Positionsverarbeitung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt.
11 ist ein Blockdiagramm, das den Vergleich eines simulierten Bilds mit hoher Auflösung und eines gewünschten Bilds mit hoher Auflösung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt.
12 ist ein Diagramm, das den Effekt in dem Frequenzbereich des Aufwärtsabtastens eines Teilrahmens gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt.
13 ist ein Diagramm, das den Effekt in dem Frequenzbereich des Verschiebens eines aufwärts abgetasteten Teilrahmens gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt.
14 ist ein Diagramm, das Einflussregionen für Pixel in einem aufwärts abgetasteten Bild gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt.
15 ist ein Diagramm, das die Erzeugung eines anfangs simulierten Bilds mit hoher Auflösung darstellt, basierend auf einem adaptiven Mehrfachdurchlauf-Algorithmus gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
16 ist ein Diagramm, das die Erzeugung von Korrekturdaten basierend auf einem adaptiven Mehrfachdurchlauf-Algorithmus gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt.
17 ist ein Diagramm, das die Erzeugung von aktualisierten Teilrahmen basierend auf einem adaptiven Mehrfachdurchlauf-Algorithmus gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt.
18 ist ein Diagramm, das die Erzeugung von Korrekturdaten basierend auf einem adaptiven Mehrfachdurchlauf-Algorithmus gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt.
19A bis 19E sind schematische Diagramme, die die Anzeige von vier Teilrahmen bezüglich eines ursprünglichen Bilds mit hoher Auflösung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellen.
20 ist ein Blockdiagramm, das ein System zum Erzeugen eines simulierten Bilds mit hoher Auflösung für Vier-Positionsverarbeitung darstellt, unter Verwendung eines zentrierten adaptiven Mehrfachdurchlauf-Algorithmus gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
21 ist ein Blockdiagramm, das die Erzeugung von Korrekturdaten unter Verwendung eines zentrierten adaptiven Mehrfachdurchlauf-Algorithmus gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt.
22 ist ein Blockdiagramm, das ein System darstellt zum Erzeugen eines simulierten Bilds mit hoher Auflösung für Vier-Positionsverarbeitung unter Verwendung eines vereinfachten zentrierten adaptiven Mehrfachdurchlauf-Algorithmus gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
23 ist ein Blockdiagramm, das die Erzeugung von Korrekturdaten unter Verwendung eines vereinfachten zentrierten adaptiven Mehrfachdurchlauf-Algorithmus gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt.
24A bis 24C sind Blockdiagramme, die Einflussregionen für ein Pixel für unterschiedliche Anzahlen von Iterationen des adaptiven Mehrfachdurchlauf-Algorithmus gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellen.
25 ist ein Blockdiagramm, das eine Einflussregion eines Pixels bezüglich eines Bilds gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt.
26 ist ein Blockdiagramm, das berechnete Historienwerte in einer Einflussregion eines Pixels gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt.
27 ist ein Blockdiagramm, das berechnete Historienwerte in einer vereinfachten Einflussregion eines Pixels gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt.
28 ist ein Blockdiagramm, das eine vereinfachte Einflussregion eines Pixels bezüglich eines Bilds gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt.
29 ist ein Blockdiagramm, das Abschnitte einer Teilrahmenerzeugungseinheit gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorlegenden Erfindung darstellt.
30 ist ein Blockdiagramm, das verflochtene Teilrahmen für Zwei-Positionsverarbeitung darstellt.
31 ist ein Blockdiagramm, das berechnete Historien- und Fehlerwerte in einer vereinfachten Einflussregion eines Pixels gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt.
32 ist ein Blockdiagramm, das eine vereinfachte Einflussregion eines Pixels bezüglich eines Bilds gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt.
33 ist ein Blockdiagramm, das ein Verfahren zum Durchführen von Vier-Positionsverarbeitung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt.
34 ist ein Flussdiagramm, das ein Verfahren zum Durchführen von Vier-Positionsverarbeitung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt.
35 ist ein Blockdiagramm, das ein System zum Erzeugen eines simulierten Hochauflösungsbilds für Zwei-Positionsverarbeitung unter Verwendung eines adaptiven Mehrfachdurchlaufalgorithmus gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt.
36 ist ein Blockdiagramm, das die Erzeugung von Korrekturdaten unter Verwendung eines adaptiven Mehrfachdurchlaufalgorithmus gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt.
37 ist ein Blockdiagramm, das ein System zum Erzeugen eines simulierten Hochauflösungsbilds für Zwei-Positionsverarbeitung unter Verwendung eines zentrierten adaptiven Mehrfachdurchlaufalgorithmus gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt.
38 ist ein Blockdiagramm, das die Erzeugung von Korrekturdaten unter Verwendung eines zentrierten adaptiven Mehrfachdurchlaufalgorithmus gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt.
39 ist ein Blockdiagramm, das berechnete Historienwerte in einer vereinfachten Einflussregion eines Pixels gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt.
Detaillierte Beschreibung
Bei der folgenden detaillierten Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele wird auf die beiliegenden Zeichnungen Bezug genommen, die einen Teil derselben bilden, und in denen darstellend spezifische Ausführungsbeispiele gezeigt sind, in denen die Erfindung praktiziert werden kann. Es ist klar, dass andere Ausführungsbeispiele verwendet werden können, und strukturelle oder logische Änderungen durchgeführt werden können, ohne von dem Schutzbereich der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Die folgende detaillierte Beschreibung ist daher nicht in einem begrenzenden Sinne zu sehen und der Schutzbereich der vorliegenden Erfindung ist durch die angehängten Ansprüche definiert.
I. Räumliche und zeitliche Verschiebung von Teilrahmen
Einige Anzeigesysteme, wie z. B. einige digitale Lichtprojektoren, können eventuell nicht ausreichend Auflösung haben, um einige Bilder mit hoher Auflösung anzuzeigen. Solche Systeme können konfiguriert sein, um für das menschliche Auge das Erscheinungsbild von Bildern mit höherer Auflösung zu ergeben, durch Anzeigen von räumlich und zeitlich verschobenen Bildern mit niedrigerer Auflösung. Die Bilder mit niedrigerer Auflösung werden als Teilrahmen bezeichnet. Ein Problem der Teilrahmenerzeugung, das durch Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung adressiert wird, ist das Bestimmen geeigneter Werte für die Teilrahmen, so dass die angezeigten Teilrahmen im Erscheinungsbild nahe dazu sind, wie das Bild mit hoher Auflösung, von dem die Teilrahmen abgeleitet wurden, erscheinen würde, falls es direkt angezeigt wird.
Ein Ausführungsbeispiel eines Anzeigesystems, das das Erscheinungsbild von verbesserter Auflösung durch zeitliche und räumliche Verschiebung von Teilrahmen liefert, ist in den oben erwähnten U.S.-Patentanmeldungen beschrieben und wird nachfolgend mit Bezugnahme auf 1–4E zusammengefasst.
1 ist ein Blockdiagramm, das ein Bildanzeigesystem 10 gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt. Das Bildanzeigesystem 10 ermöglicht das Verarbeiten eines Bildes 12, um ein angezeigtes Bild 14 zu erzeugen. Das Bild 12 ist definiert, um jegliche bildliche, graphische und/oder strukturelle Zeichen, Symbole, Abbildungen und/oder andere Darstellungen von Informationen zu umfassen. Das Bild 12 ist beispielsweise durch Bilddaten 16 dargestellt. Die Bilddaten 16 umfassen einzelne Bildelemente oder Pixel des Bildes 12. Obwohl ein Bild als durch das Bildanzeigesystem 10 verarbeitet dargestellt ist und beschrieben ist, ist klar, dass eine Mehrzahl oder Reihe von Bildern durch das Bildanzeigesystem 10 verarbeitet und angezeigt werden kann.
Bei einem Ausführungsbeispiel umfasst das Bildanzeigesystem 10 eine Rahmenrateumwandlungseinheit 20 und einen Bildrahmenpuffer 22, eine Bildverarbeitungseinheit 24 und ein Anzeigegerät 26. Wie es nachfolgend beschrieben ist, empfangen und puffern die Rahmenratenumwandlungseinheit 20 und der Bildrahmenpuffer 22 Bilddaten 16 für das Bild 12, um einen Bildrahmen 28 für das Bild 12 zu erzeugen. Die Bildverarbeitungseinheit 24 verarbeitet den Bildrahmen 28, um einen oder mehrere Bildteilrahmen 30 für den Bildrahmen 28 zu definieren, und das Anzeigegerät 26 zeigt die Bildteilrahmen 30 zeitlich und räumlich an, um das angezeigte Bild 14 zu erzeugen.
Das Bildanzeigesystem 10, das die Rahmenratenumwandlungseinheit 20 und/oder die Bildverarbeitungseinheit 24 umfasst, umfasst Hardware, Software, Firmware oder eine Kombination derselben. Bei einem Ausführungsbeispiel sind eine oder mehrere Komponenten des Bildanzeigesystems 10, einschließlich der Rahmenratenumwandlungseinheit 20 und/oder der Bildverarbeitungseinheit 24 in einem Computer, Computer-Server oder einem anderen Mikroprozessor-basierten System enthalten, das in der Lage ist, eine Sequenz von Logikoperationen auszuführen. Außerdem kann Verarbeitung im gesamten System verteilt sein, wobei einzelne Abschnitte in getrennten Systemkomponenten implementiert werden.
Die Bilddaten 16 können digitale Bilddaten 161 oder analoge Bilddaten 162 umfassen. Um analoge Bilddaten 162 zu verarbeiten, umfasst das Bildanzeigesystem 10 einen Analog/Digital-(A/D-) Wandler 32. Als solcher wandelt der A/D-Wandler 32 analoge Bilddaten 162 für eine nachfolgende Verarbeitung in eine digitale Form um. Somit kann das Bildanzeigesystem 10 digitale Bilddaten 161 und/oder analoge Bilddaten 162 für das Bild 12 empfangen und verarbeiten.
Die Rahmenratenumwandlungseinheit 20 empfängt Bilddaten 16 für das Bild 12 und puffert oder speichert Bilddaten 16 in dem Bildrahmenpuffer 22. Genauer gesagt, die Rahmenratenumwandlungseinheit 20 empfängt Bilddaten 16, die einzelne Linien oder Felder des Bildes 12 darstellen, und puffert Bilddaten 16 in dem Bildrahmenpuffer 22, um den Bildrahmen 28 für das Bild 12 zu erzeugen. Der Bildrahmenpuffer 22 puffert Bilddaten 16 durch Empfangen und Speichern aller Bilddaten für den Bildrahmen 28, und die Rahmenratenumwandlungseinheit 20 erzeugt den Bildrahmen 28 durch nachfolgendes Wiedergewinnen oder Extrahieren aller Bilddaten für den Bildrahmen 28 von dem Bildrahmenpuffer 22. Als solcher ist der Bildrahmen 28 definiert, um eine Mehrzahl von einzelnen Linien oder Feldern von Bilddaten 16 zu umfassen, die eine Gesamtheit des Bildes 12 darstellen. Somit umfasst der Bildrahmen 28 eine Mehrzahl von Spalten und eine Mehrzahl von Zeilen von einzelnen Pixeln, die das Bild 12 darstellen.
Die Rahmenratenumwandlungseinheit 20 und der Bildrahmenpuffer 22 können Bilddaten 16 als fortlaufende Bilddaten und/oder verschachtelte Bilddaten empfangen und verarbeiten. Mit fortlaufenden Bilddaten empfangen und speichern die Rahmenratenumwandlungseinheit 20 und der Bildrahmenpuffer 22 aufeinanderfolgende Felder von Bilddaten 16 für das Bild 12. Somit erzeugt die Rahmenratenumwandlungseinheit 20 einen Bildrahmen 28 durch Wiedergewinnen der aufeinanderfolgenden Felder von Bilddaten 16 für das Bild 12. Mit verschachtelten Bilddaten empfangen und speichern die Rahmenratenumwandlungseinheit 20 und der Bildrahmenpuffer 22 ungerade Felder und gerade Felder von Bilddaten 16 für das Bild 12. Beispielsweise werden alle der ungeraden Felder von Bilddaten 16 empfangen und gespeichert, und alle geraden Felder der Bilddaten 16 werden empfangen und gespeichert. Als solches löst die Rahmenratenumwandlungseinheit 20 die Verschachtelung der Bilddaten 16 auf und erzeugt den Bildrahmen 28 durch Wiedergewinnen der ungeraden und geraden Felder der Bilddaten 16 für das Bild 12.
Der Bildrahmenpuffer 22 umfasst einen Speicher zum Speichern von Bilddaten 16 für einen oder mehrere Bildrahmen 28 von jeweiligen Bildern 12. Somit stellt der Bildrahmenpuffer 22 eine Datenbank von einem oder mehreren Bildrahmen 28 dar. Beispiele des Bildrahmenpuffers 22 umfassen einen nicht-flüchtigen Speicher (z. B. ein Festplattenlaufwerk oder eine andere beständige Speichervorrichtung), und können flüchtigen Speicher umfassen (z. B. Direktzugriffsspeicher (RAM)).
Durch Empfangen von Bilddaten 16 an der Rahmenratenumwandlungseinheit 20 und Puffern der Bilddaten 16 mit dem Bildrahmenpuffer 22 kann die Eingabezeitgebung der Bilddaten 16 von einer Zeitanforderung des Anzeigegeräts 26 entkoppelt werden. Genauer gesagt, da die Bilddaten 16 für den Bildrahmen 28 durch den Bildrahmenpuffer 22 empfangen und gespeichert werden, können die Bilddaten 16 bei jeder Rate als Eingabe empfangen werden. Als solches kann die Rahmenrate des Bildrahmens 28 in die Zeitanforderung des Anzeigegeräts 26 umgewandelt werden. Somit können die Bilddaten 16 für den Bildrahmen 28 bei einer Rahmenrate des Anzeigegeräts 26 von dem Bildrahmenpuffer 22 extrahiert werden.
Bei einem Ausführungsbeispiel umfasst die Bildverarbeitungseinheit 24 eine Auflösungseinstellungseinheit 34 und eine Teilrahmenerzeugungseinheit 36. Wie es nachfolgend beschrieben ist, empfängt die Auflösungseinstellungseinheit 34 Bilddaten 16 für den Bildrahmen 28 und stellt eine Auflösung der Bilddaten 16 für die Anzeige auf dem Anzeigegerät 26 ein, und die Teilrahmenerzeugungseinheit 36 erzeugt eine Mehrzahl von Bildteilrahmen 30 für den Bildrahmen 28. Genauer gesagt, die Bildverarbeitungseinheit 24 empfängt Bilddaten 16 für den Bildrahmen 28 bei einer ursprünglichen Auflösung und verarbeitet die Bilddaten 16, um die Auflösung der Bilddaten 16 zu erhöhen, zu verringern und/oder ungeändert zu lassen. Folglich kann das Bildanzeigesystem 10 mit der Bildverarbeitungseinheit 24 Bilddaten 16 mit verschiedenen Auflösungen empfangen und anzeigen.
Die Teilrahmenerzeugungseinheit 36 empfängt und verarbeitet Bilddaten 16 für den Bildrahmen 28, um eine Mehrzahl von Bildteilrahmen 30 für den Bildrahmen 28 zu definieren. Falls die Auflösungseinstellungseinheit 34 die Auflösung der Bilddaten 16 eingestellt hat, empfängt die Teilrahmenerzeugungseinheit 36 Bilddaten 16 bei der eingestellten Auflösung. Die eingestellte Auflösung der Bilddaten 16 kann erhöht, verringert oder gleich sein wie die ursprüngliche Auflösung der Bilddaten 16 für den Bildrahmen 28. Die Teilrahmenerzeugungseinheit 36 erzeugt Bildteilrahmen 30 mit einer Auflösung, die mit der Auflösung des Anzeigegeräts 26 übereinstimmt. Die Bildteilrahmen 30 sind jeweils von einer Fläche gleich dem Bildrahmen 28. Die Teilrahmen 30 umfassen jeweils eine Mehrzahl von Spalten und eine Mehrzahl von Zeilen von einzelnen Pixeln, die einen Teilsatz von Bilddaten 16 des Bilds 12 darstellen, und haben eine Auflösung, die mit der Auflösung des Anzeigegeräts 26 übereinstimmt.
Jeder Bildteilrahmen 30 umfasst eine Matrix oder ein Array von Pixeln für den Bildrahmen 28. Die Bildteilrahmen 30 sind räumlich versetzt voneinander, so dass jeder Bildteilrahmen 30 unterschiedliche Pixel und/oder Abschnitte von Pixeln umfasst. Als solches sind die Bildteilrahmen 30 um einen vertikalen Abstand und/oder einen horizontalen Abstand voneinander versetzt, wie es nachfolgend beschrieben ist.
Das Anzeigegerät 26 empfängt Bildteilrahmen 30 von der Bildverarbeitungseinheit 24 und zeigt nacheinander Bildteilrahmen 30 an, um das angezeigte Bild 14 zu erzeugen. Genauer gesagt, da die Bildteilrahmen 30 räumlich voneinander versetzt sind, zeigt das Anzeigegerät 26 Bildteilrahmen 30 in unterschiedlichen Positionen gemäß dem räumlichen Versatz von Bildteilrahmen 30 an, wie es nachfolgend beschrieben ist. Als solches wechselt das Anzeigegerät 26 zwischen dem Anzeigen von Bildteilrahmen 30 für den Bildrahmen 28, um ein angezeigtes Bild 14 zu erzeugen. Folglich zeigt das Anzeigegerät 26 einen gesamten Teilrahmen 30 für den Bildrahmen 28 zu einem Zeitpunkt an.
Bei einem Ausführungsbeispiel führt das Anzeigegerät 26 einen Zyklus zum Anzeigen von Bildteilrahmen 30 für jeden Bildrahmen 28 durch. Das Anzeigegerät 26 zeigt Bildteilrahmen 30 an, damit dieselben räumlich und zeitlich voneinander versetzt sind. Bei einem Ausführungsbeispiel lenkt das Anzeigegerät 26 Bildteilrahmen 30 optisch, um das angezeigte Bild 14 zu erzeugen. Als solches werden einzelne Pixel des Anzeigegeräts 26 an mehrere Positionen adressiert.
Bei einem Ausführungsbeispiel umfasst das Anzeigegerät 26 eine Bildschiebeeinrichtung 38. Die Bildschiebeeinrichtung 38 verändert oder versetzt die Position der Bildteilrahmen 30 räumlich, wie sie durch das Anzeigegerät 26 angezeigt sind. Genauer gesagt, die Bildschiebeeinrichtung 38 variiert die Position der Anzeige der Bildteilrahmen 30, wie es nachfolgend beschrieben ist, um das angezeigte Bild 14 zu erzeugen.
Bei einem Ausführungsbeispiel umfasst das Anzeigegerät 26 einen Lichtmodulator für die Modulation von einfallendem Licht. Der Lichtmodulator umfasst beispielsweise eine Mehrzahl von Mikrospiegelvorrichtungen, die angeordnet sind, um ein Array von Mikrospiegelvorrichtungen zu bilden. Als solches bildet jede Mikrospiegelvorrichtung eine Zelle oder ein Pixel der Anzeigevorrichtung 26. Die Anzeigevorrichtung 26 kann Teil einer Anzeige, eines Projektors oder eines anderen Bilderzeugungssystems bilden.
Bei einem Ausführungsbeispiel umfasst das Bildanzeigesystem 10 einen Zeitgeber 40. Der Zeitgeber 40 kommuniziert beispielsweise mit der Rahmenrateumwandlungseinheit 20, der Bildverarbeitungseinheit 24, das die Auflösungseinstellungseinheit 34 und die Teilrahmenerzeugungseinheit 36 umfasst, und dem Anzeigegerät 26, das die Bildschiebeeinrichtung 38 umfasst. Als solches synchronisiert der Zeitgeber 40 das Puffern und die Umwandlung von Bilddaten 16, um den Bildrahmen 28 zu erzeugen, die Verarbeitung des Bildrahmens 28, um die Auflösung der Bilddaten 16 einzustellen und Bildteilnahmen 30 zu erzeugen, und das Positionieren und Anzeigen von Bildteilnahmen 30, um das angezeigte Bild 14 zu erzeugen. Folglich steuert der Zeitgeber 40 die Zeitgebung des Bildanzeigesystems 10, so dass die gesamten Teilrahmen des Bilds 12 durch das Anzeigegerät 26 zeitlich und räumlich als angezeigtes Bild 14 angezeigt werden.
Bei einem Ausführungsbeispiel, wie es in 2A und 2B dargestellt ist, definiert die Bildverarbeitungseinheit 24 zwei Bildteilnahmen 30 für den Bildrahmen 28. Genauer gesagt definiert die Bildverarbeitungseinheit 24 einen ersten Teilrahmen 301 und einen zweiten Teilrahmen 302 für den Bildrahmen 28. Als solches umfassen der erste Teilrahmen 301 und der zweite Teilrahmen 302 jeweils eine Mehrzahl von Spalten und eine Mehrzahl von Zeilen von einzelnen Pixeln 18 von Bilddaten 16. Somit bilden der erste Teilrahmen 301 und der zweite Teilrahmen 302 jeweils ein Bildda tenarray oder eine Pixelmatrix eines Teilsatzes von Bilddaten 16.
Bei einem Ausführungsbeispiel, wie es in 2B dargestellt ist, ist der zweite Teilrahmen 302 um einen vertikalen Abstand 50 und einen horizontalen Abstand 52 von dem ersten Teilrahmen 301 versetzt. Als solches ist der zweite Teilrahmen 302 von dem ersten Teilrahmen 301 um einen vorbestimmten Abstand räumlich versetzt. Bei einem darstellenden Ausführungsbeispiel sind ein vertikaler Abstand 50 und ein horizontaler Abstand 52 jeweils etwa eine Hälfte eines Pixels.
Wie es in 2C dargestellt ist, wechselt das Anzeigegerät 26 zwischen dem Anzeigen eines ersten Teilrahmens 301 in einer ersten Position und dem Anzeigen eines zweiten Teilrahmens 302 in einer zweiten Position, die von der ersten Position räumlich versetzt ist. Genauer gesagt, das Anzeigegerät 26 verschiebt die Anzeige des zweiten Teilrahmens 302 relativ zu der Anzeige des ersten Teilrahmens 301 um einen vertikalen Abstand 50 und einen horizontalen Abstand 52. Als solches überlappen Pixel des ersten Teilrahmens 301 Pixel des zweiten Teilrahmens 302. Bei einem Ausführungsbeispiel führt das Anzeigegerät 26 einen Zyklus zum Anzeigen des ersten Teilrahmens 301 in der ersten Position und des Anzeigens des zweiten Teilrahmens 302 in der zweiten Position für den Bildrahmen 28 durch. Somit ist der zweite Teilrahmen 302 räumlich und zeitlich angezeigt relativ zu dem ersten Teilrahmen 301. Die Anzeige von zwei zeitlich und räumlich verschobenen Teilrahmen auf diese Weise wird hierin als Zwei-Positionsverarbeitung bezeichnet.
Bei einem anderen Ausführungsbeispiel, wie es in 3A–3D dargestellt ist, definiert die Bildverarbeitungseinheit 24 vier Bildteilrahmen 30 für den Bildrahmen 28. Genauer gesagt, die Bildverarbeitungseinheit 24 definiert einen ersten Teilrahmen 301, einen zweiten Teilrahmen 302, einen dritten Teilrahmen 303 und einen vierten Teilrahmen 304 für den Bildrahmen 28. Als solche umfassen der erste Teilrahmen 301, der zweite Teilrahmen 302, der dritte Teilrahmen 303 und der vierte Teilrahmen 304 jeweils eine Mehrzahl von Spalten und eine Mehrzahl von Zeilen von einzelnen Pixeln 18 von Bilddaten 16.
Bei einem Ausführungsbeispiel, wie es in 3B–3D dargestellt ist, ist der zweite Teilrahmen 302 von dem ersten Teilrahmen 301 um einen vertikalen Abstand 50 und einen horizontalen Abstand 52 versetzt, der dritte Teilrahmen 303 ist von dem ersten Teilrahmen 301 um einen horizontalen Abstand 54 versetzt, und der vierte Teilrahmen 304 ist von dem ersten Teilrahmen 301 um einen vertikalen Abstand 56 versetzt. Als solches sind der zweite Teilrahmen 302, der dritte Teilrahmen 303 und der vierte Teilrahmen 304 jeweils räumlich versetzt voneinander, und um einen vorbestimmten Abstand räumlich versetzt von dem ersten Teilrahmen 301. Bei einem darstellenden Ausführungsbeispiel sind der vertikale Abstand 50, der horizontale Abstand 52, der horizontale Abstand 54 und der vertikale Abstand 56 etwa die Hälfte eines Pixels.
Wie es in 3E schematisch dargestellt ist, wechselt das Anzeigegerät 26 zwischen dem Anzeigen des ersten Teilrahmens 301 in einer ersten Position P₁, dem Anzeigen des zweiten Teilrahmens 302 in einer zweiten Position P₂, die von der ersten Position räumlich versetzt ist, dem Anzeigen des dritten Teilrahmens 303 in einer dritten Position P₃, die von der ersten Position räumlich versetzt ist, und dem Anzeigen des vierten Teilrahmens 304 in einer vierten Position P₄, die von der ersten Position räumlich versetzt ist. Genauer gesagt, das Anzeigegerät 26 verschiebt die Anzeige des zweiten Teilrahmens 302, des dritten Teilrahmens 303 und des vierten Teilrahmens 304 relativ zu dem ersten Teilrahmen 301 um den bestimmten vorbestimmten Abstand. Als solches überlappen die Pixel des ersten Teil rahmens 301, des zweiten Teilrahmens 302, des dritten Teilrahmens 303 und des vierten Teilrahmens 304 einander.
Bei einem Ausführungsbeispiel führt das Anzeigegerät 26 einen Zyklus des Anzeigens des ersten Teilrahmens 301 in der ersten Position, des Anzeigens des zweiten Teilrahmens 302 in der zweiten Position, des Anzeigens des dritten Teilrahmens 303 in der dritten Position und des Anzeigens des vierten Teilrahmens 304 in der vierten Position für den Bildrahmen 28 durch. Somit sind der zweite Teilrahmen 302, der dritte Teilrahmen 303 und der vierte Teilrahmen 304 räumlich und zeitlich relativ zueinander und relativ zu dem ersten Teilrahmen 301 angezeigt. Die Anzeige von vier zeitlich und räumlich verschobenen Teilrahmen auf diese Weise wird hierin als Vier-Positionsverarbeitung bezeichnet.
4A–4E stellen ein Ausführungsbeispiel des Abschließens eines Zyklus des Anzeigens eines Pixels 181 von dem ersten Teilrahmen 301 in der ersten Position, des Anzeigens eines Pixels 182 von dem zweiten Teilrahmen 302 in der zweiten Position, des Anzeigens eines Pixels 183 von dem dritten Teilrahmen 303 in der dritten Position und des Anzeigens eines Pixels 184 von dem vierten Teilrahmen 304 in der vierten Position dar. Genauer gesagt, 4A stellt die Anzeige des Pixels 181 von dem ersten Teilrahmen 301 in der ersten Position dar, 4B stellt die Anzeige des Pixels 182 von dem zweiten Teilrahmen 302 in der zweiten Position dar (wobei die erste Position durch gestrichelte Linien dargestellt ist), 4C stellt die Anzeige des Pixels 183 von dem dritten Teilrahmen 303 in der dritten Position dar (wobei die erste Position und die zweite Position durch gestrichelte Linien dargestellt sind), 4D stellt die Anzeige des Pixels 184 von dem vierten Teilrahmen 304 in der vierten Position dar (wobei die erste Position, die zweite Position und die dritte Position durch gestrichelte Linien dargestellt sind), und 4E stellt die Anzeige des Pixels 181 von dem ersten Teilrahmen 301 in der ersten Position dar (wobei die zweite Position, die dritte Position und die vierte Position durch gestrichelte Linien dargestellt sind).
Die Teilrahmenerzeugungseinheit 36 (1) erzeugt Teilrahmen 30 basierend auf Bilddaten in dem Bildrahmen 28. Für einen Durchschnittsfachmann auf diesem Gebiet ist klar, dass Funktionen, die durch die Teilrahmenerzeugungseinheit 36 durchgeführt werden, in Hardware, Software, Firmware oder jeder Kombination derselben implementiert werden können. Die Implementierung kann über einen Mikroprozessor, eine programmierbare Logikvorrichtung oder eine Zustandsmaschine sein. Komponenten der vorliegenden Erfindung können sich in Software auf einem oder mehreren computerlesbaren Medien befinden. Der Begriff computerlesbares Medium, wie er hierin verwendet wird, ist definiert, um jede Art von Speicher, flüchtig oder nicht-flüchtig, wie z. B. Disketten, Festplatten, CD-ROMs, Flash-Speicher, Nur-Lese-Speicher (ROM) und Direktzugriffsspeicher zu umfassen.
Bei einer Form der Erfindung haben die Teilrahmen 30 eine niedrigere Auflösung als der Bildrahmen 28. Somit werden die Teilrahmen 30 hierin auch als Bilder mit niedriger Auflösung 30 bezeichnet, und der Bildrahmen 28 wird hierin auch als Bild mit hoher Auflösung 28 bezeichnet. Für Durchschnittsfachleute auf diesem Gebiet ist klar, dass die Begriffe niedrige Auflösung und hohe Auflösung hierin auf vergleichende Weise verwendet werden, und nicht auf eine bestimmte minimale oder maximale Anzahl von Pixeln beschränkt sind. Bei einem Ausführungsbeispiel ist die Teilrahmenerzeugungseinheit 36 konfiguriert, um Teilrahmen 30 basierend auf einem oder mehreren von zehn Algorithmen zu erzeugen. Diese zehn Algorithmen werden hierin wie folgt bezeichnet: (1) nächster Nachbar; (2) bilinear; (3) räumlicher Bereich; (4) Frequenzbereich; (5) adaptiver Mehrfachdurchlauf; (6) zentrierter adaptiver Mehrfachdurchlauf; und (7) vereinfachter zentrierter adaptiver Mehrfachdurchlauf; (8) adaptiver Mehrfachdurchlauf mit Historie; (9) verein fachter zentrierter adaptiver Mehrfachdurchlauf mit Historie; und (10) zentrierter adaptiver Mehrfachdurchlauf mit Historie.
Der Nächster-Nachbar-Algorithmus und der bilineare Algorithmus gemäß einer Form der Erfindung erzeugen Teilrahmen 30 durch Kombinieren von Pixeln von einem Bild mit hoher Auflösung 28. Der Räumlicher-Bereich-Algorithmus und der Frequenzbereich-Algorithmus gemäß einer Form der Erfindung erzeugen Teilrahmen 30 basierend auf der Minimierung eines globalen Fehlermaßes, das eine Differenz zwischen einem simulierten Bild mit hoher Auflösung und einem gewünschten Bild mit hoher Auflösung 28 darstellt. Der adaptive Mehrfachdurchlauf-Algorithmus, der zentrierte adaptive Mehrfachdurchlauf-Algorithmus, der vereinfachte zentrierte adaptive Mehrfachdurchlauf-Algorithmus, der adaptive Mehrfachdurchlauf mit Historie, der vereinfachte zentrierte adaptive Mehrfachdurchlauf mit Historie, und der zentrierte adaptive Mehrfachdurchlauf mit Historie gemäß verschiedenen Formen der Erfindung erzeugen Teilrahmen 30 basierend auf der Minimierung eines lokalen Fehlermaßes. Bei einem Ausführungsbeispiel umfasst die Teilrahmenerzeugungseinheit 36 einen Speicher zum Speichern einer Beziehung zwischen Teilrahmenwerten und Werten eines Bilds mit hoher Auflösung, wobei die Beziehung auf der Minimierung eines Fehlermaßes zwischen den Werten eines Bildes mit hoher Auflösung und einem simulierten Bild mit hoher Auflösung basiert, die eine Funktion der Teilrahmenwerte ist. Ausführungsbeispiele von jedem dieser zehn Algorithmen sind nachfolgend mit Bezugnahme auf 5–32 beschrieben.
II. Nächster Nachbar
5 ist ein Diagramm, das die Erzeugung von Teilrahmen mit niedriger Auflösung 30A und 30B (die gemeinsam als Teilrahmen 30 bezeichnet werden) von einem ursprünglichen Bild mit hoher Auflösung 28 unter Verwendung eines Nächs ter-Nachbar-Algorithmus gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel umfasst das Bild mit hoher Auflösung 28 vier Spalten und vier Zeilen von Pixeln, für eine Gesamtzahl von sechzehn Pixeln H1–H16. Bei einem Ausführungsbeispiel des Nächster-Nachbar-Algorithmus wird ein erster Teilrahmen 30A erzeugt, durch Nehmen jedes zweiten Pixels in einer ersten Zeile des Bilds mit hoher Auflösung 28, Überspringen der zweiten Zeile des Bilds mit hoher Auflösung 28, Nehmen jedes zweiten Pixels in der dritten Zeile des Bilds mit hoher Auflösung 28 und Wiederholen dieses Prozesses während des ganzen Bilds mit hoher Auflösung 28. Wie es in 5 gezeigt ist, umfasst somit die erste Zeile des Teilrahmens 30A Pixel H1 und H3, und die zweite Zeile des Teilrahmens 30A umfasst Pixel H9 und H11. Bei einer Form der Erfindung wird ein zweiter Teilrahmen 30B auf gleiche Weise erzeugt wie der erste Teilrahmen 30A, aber der Prozess beginnt bei einem Pixel H6, das von dem ersten Pixel H1 um eine Zeile nach unten und über eine Spalte verschoben ist. Wie es in 5 gezeigt ist, umfasst somit die erste Zeile des Teilrahmens 30B Pixel H6 und H8, und die zweite Zeile des Teilrahmens 30B umfasst Pixel H14 und H16.
Bei einem Ausführungsbeispiel ist der Nächste-Nachbar-Algorithmus mit einem 2 × 2-Filter implementiert, mit drei Filterkoeffizienten von „0" und einem vierten Filterkoeffizienten von „1", um eine gewichtete Summe der Pixelwerte von dem Bild mit hoher Auflösung zu erzeugen. Das Anzeigen der Teilrahmen 30A und 30B unter Verwendung von Zwei-Positionsverarbeitung, wie es oben beschrieben ist, ergibt das Erscheinungsbild eines Bildes mit höherer Auflösung. Der Nächste-Nachbar-Algorithmus ist auch anwendbar auf Vier-Positionsverarbeitung, und ist nicht begrenzt auf Bilder mit der in 5 gezeigten Anzahl von Pixeln.
III. Bilinear
6 ist ein Diagramm, das die Erzeugung von Teilrahmen mit niedriger Auflösung 30C und 30D (die gemeinsam als Teilrahmen 30 bezeichnet werden) von einem ursprünglichen Bild mit hoher Auflösung 28, unter Verwendung eines bilinearen Algorithmus gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel umfasst das Bild mit hoher Auflösung 28 vier Spalten und vier Zeilen von Pixeln, für eine Gesamtzahl von sechzehn Pixeln H1–H16. Der Teilrahmen 30C umfasst zwei Spalten und zwei Zeilen von Pixeln, für eine Gesamtzahl von vier Pixeln L1–L4. Und der Teilrahmen 30D umfasst zwei Spalten und zwei Zeilen von Pixeln, für eine Gesamtzahl von vier Pixeln L5–L8.
Bei einem Ausführungsbeispiel werden die Werte für die Pixel L1–L8 in den Teilrahmen 30C und 30D von den Pixelwerten H1–H16 des Bildes 28 erzeugt, basierend auf den folgenden Gleichungen I–VIII:
Gleichung I

L1 = (4H1 + 2H2 + 2H5)/8

Gleichung II

L2 = (4H3 + 2H4 + 2H7)/8

Gleichung III

L3 = (4H9 + 2H10 + 2H13)/8

Gleichung IV

L4 = (4H11 + 2H12 + 2H15)/8

Gleichung V

L5 = (4H6 + 2H2 + 2H5)/8

Gleichung VI

L6 = (4H8 + 2H4 + 2H7)/8

Gleichung VII

L7 = (4H14 + 2H10 + 2H13)/8

Gleichung VIII

L8 = (4H16 + 2H12 + 2H15)/8

Wie es von den obigen Gleichungen I–VIII ersichtlich ist, werden die Werte der Pixel L1–L4 in dem Teilrahmen 30C am meisten beeinflusst durch die Werte der Pixel H1, H3, H9 bzw. H11, aufgrund der Multiplikation mit Vier. Aber die Werte für die Pixel L1–L4 in dem Teilrahmen 30C werden ebenfalls beeinflusst durch die Werte der diagonalen Nachbarn der Pixel H1, H3, H9 und H11. Gleichartig dazu werden die Werte der Pixel L5–L8 in dem Teilrahmen 30D am meisten beeinflusst durch die Werte der Pixel H6, H8, H14 bzw. H16, aufgrund der Multiplikation mit Vier. Aber die Werte für die Pixel L5–L8 in dem Teilrahmen 30D werden ebenfalls beeinflusst durch die Werte der diagonalen Nachbarn der Pixel H6, H8, H14 und H16.
Bei einem Ausführungsbeispiel ist der bilineare Algorithmus mit einem 2 × 2-Filter implementiert, mit einem Filterkoeffizienten von „0" und drei Filterkoeffizienten mit einem Nicht-Nullwert (z. B. 4, 2 und 2), um eine gewichtete Summe der Pixelwerte von dem Bild mit hoher Auflösung zu erzeugen. Bei einem anderen Ausführungsbeispiel werden andere Werte für die Filterkoeffizienten verwendet. Das Anzeigen der Teilrahmen 30C und 30D unter Verwendung von Zwei-Positionsverarbeitung, wie es oben beschrieben ist, ergibt das Erscheinungsbild eines Bildes mit höherer Auflösung. Der bilineare Algorithmus ist auch anwendbar auf Vier-Positionsverarbeitung, und ist nicht auf Bilder mit der Anzahl von Pixeln, die in 6 gezeigt sind, beschränkt.
Bei einer Form des Nächster-Nachbar- und Bilinear-Algorithmus werden Teilrahmen 30 basierend auf einer linearen Kombination von Pixelwerten von einem ursprünglichen Bild mit hoher Auflösung erzeugt, wie es oben beschrieben ist. Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel werden Teilrahmen 30 erzeugt basierend auf einer nicht-linearen Kombination von Pixelwerten von einem ursprünglichen Bild mit hoher Auflösung. Falls beispielsweise das ursprüngliche Bild mit hoher Auflösung gamma-korrigiert ist, werden geeignete nicht-lineare Kombinationen bei einem Ausführungsbeispiel verwendet, um den Effekt der Gamma-Kurve aufzuheben.
IV. Systeme zum Erzeugen simulierter Bilder mit hoher Auflösung
7–10, 20 und 22 stellen Systeme dar zum Erzeugen von simulierten Bildern mit hoher Auflösung. Basierend auf diesen Systemen werden Räumlicher-Bereich-, Frequenzbereich-, adaptiver Mehrfachdurchlauf-, zentrierter adaptiver Mehrfachdurchlauf-, und vereinfachter zentrierter adaptiver Mehrfachdurchlauf-Algorithmen zum Erzeugen von Teilrahmen entwickelt, wie es nachfolgend näher beschrieben ist.
7 ist ein Blockdiagramm, das ein System 400 zum Erzeugen eines simulierten Bilds mit hoher Auflösung 412 von zwei 4 × 4-Pixeln-Teilrahmen mit niedriger Auflösung 30E gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt. Das System 400 umfasst eine Aufwärts-Abtaststufe 402, eine Verschiebungsstufe 404, eine Faltungsstufe 406 und eine Summationsstufe 410. Die Teilrahmen 30E werden aufwärts abgetastet durch die Aufwärts-Abtaststufe 402 basierend auf einer Abtastmatrix, M, wodurch aufwärts abgetastet Bilder erzeugt werden. Die aufwärts abgetasteten Bilder werden durch die Verschiebungsstufe 404 verschoben, basierend auf einer räumlichen Verschiebungsmatrix, S, wodurch verschobene aufwärts abgetastete Bilder erzeugt werden. Die verschobenen aufwärts abgetasteten Bilder werden mit einem Interpolationsfilter an der Faltungsstufe 406 gefaltet, wodurch blockhafte Bilder 408 erzeugt werden. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist das interpolierende Filter ein 2 × 2-Filter mit Filterkoeffizienten von „1", wobei die Mitte der Faltung die obere linke Position in der 2 × 2-Matrix ist. Das Interpolationsfilter simuliert die Überlagerung von Teilrahmen mit niedriger Auflösung auf einem Hochauflösungsgitter. Die Pixeldaten der Teilrahmen mit niedriger Auflösung werden ausgedehnt, so dass die Teilrahmen auf einem Hochauflösungsgitter dargestellt werden können. Das Interpolationsfilter füllt die fehlenden Pixeldaten, die durch Aufwärts-Abtasten erzeugt werden. Die blockhaften Bilder 408 werden gewichtet und summiert durch den Summationsblock 410, um das simulierte 8 × 8-Pixel-Bild mit hoher Auflösung 412 zu erzeugen.
8 ist ein Blockdiagramm, das ein System 500 darstellt zum Erzeugen eines simulierten Bilds mit hoher Auflösung 512 für Zwei-Positionsverarbeitung basierend auf trennbarem Aufwärts-Abtasten von zwei 4 × 4-Pixel-Teilrahmen mit niedriger Auflösung 30F und 30G gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Das System 500 umfasst Aufwärts-Abtaststufen 502 und 514, eine Verschiebungsstufe 518, Faltungsstufen 506 und 522, eine Summationsstufe 508 und eine Multiplikationsstufe 510. Der Teilrahmen 30F wird durch die Aufwärts-Abtaststufe 502 um einen Faktor von Zwei aufwärts abgetastet, wodurch ein aufwärts-abgetastetes 8 × 8- Pixel-Bild 504 erzeugt wird. Die dunklen Pixel in dem aufwärts abgetasteten Bild 504 stellen die sechzehn Pixel von dem Teilrahmen 30F dar, und die hellen Pixel in dem aufwärts abgetasteten Bild 504 stellen Nullwerte dar. Der Teilrahmen 30G wird um einen Faktor von Zwei durch die Aufwärts-Abtaststufe 504 aufwärts abgetastet, wodurch ein aufwärts-abgetastetes 8 × 8-Pixel-Bild 516 erzeugt wird. Die dunklen Pixel in dem aufwärts abgetasteten Bild 516 stellen die sechzehn Pixel von dem Teilrahmen 30G dar, und die hellen Pixel in dem aufwärts abgetasteten Bild 516 stellen Nullwerte dar. Bei einem Ausführungsbeispiel tasten die Aufwärts-Abtaststufen 502 und 514 die Teilrahmen 30F bzw. 30G aufwärts ab, unter Verwendung einer diagonalen Abtastmatrix.
Das aufwärts abgetastete Bild 516 wird durch die Schiebestufe 518 verschoben, basierend auf einer räumlichen Schiebematrix, S, wodurch ein verschobenes aufwärts abgetastetes Bild 520 erzeugt wird. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel führt die Schiebestufe 518 eine Ein-Pixel-Diagonalverschiebung durch. Die Bilder 504 und 520 werden mit einem Interpolationsfilter bei Faltungsstufen 506 bzw. 522 gefaltet, wodurch blockhafte Bilder erzeugt werden. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Interpolationsfilter an den Faltungsstufen 506 und 522 ein 2 × 2-Filter mit Filterkoeffizienten von „1", und wobei die Mitte der Faltung die obere linke Position in der 2 × 2-Matrix ist. Die blockhaften Bilder, die an den Faltungsstufen 506 und 522 erzeugt werden, werden durch den Summationsblock 508 summiert und an der Multiplikationsstufe 510 mit einem Faktor von 0,5 multipliziert, um das simulierte 8 × 8-Pixel-Bild mit hoher Auflösung 512 zu erzeugen. Die Bilddaten werden um einen Faktor von 0,5 an der Multiplikationsstufe 510 multipliziert, weil bei einem Ausführungsbeispiel jeder der Teilrahmen 30F und 30G für nur die Hälfte des Zeitschlitzes pro Periode, die einer Farbe zugewiesen ist, angezeigt wird. Bei einem anderen Ausführungsbeispiel, werden die Filterkoeffizienten des Interpolationsfilters an den Stufen 506 und 522 um einen Faktor von 0,5 reduziert, anstatt um einen Faktor von 0,5 an der Multiplikationsstufe 510 multipliziert.
Bei einem Ausführungsbeispiel, wie es in 8 gezeigt ist und oben beschrieben ist, werden die Daten eines Teilrahmens mit niedriger Auflösung durch zwei getrennte Teilrahmen 30F und 30G dargestellt, die getrennt aufwärts abgetastet werden basierend auf einer diagonalen Abtastmatrix (d. h. trennbares Aufwärts-Abtasten). Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel, wie es nachfolgend mit Bezugnahme auf 9 beschrieben ist, werden die Daten eines Teilrahmens mit niedriger Auflösung durch einen einzigen Teilrahmen dargestellt, der basierend auf einer nicht-diagonalen Abtastmatrix (d. h, nicht-trennbare Aufwärts-Abtastung) aufwärts abgetastet wird.
9 ist ein Blockdiagramm, das ein System 600 darstellt, zum Erzeugen eines simulierten Bilds mit hoher Auflösung 610 für Zwei-Positionsverarbeitung basierend auf nicht-trennbarem Aufwärts-Abtasten eines 8 × 4-Pixel-Teilrahmens mit niedriger Auflösung 30H gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Das System 600 umfasst eine Fünfpunktanordnungs-Aufwärts-Abtaststufe 602, eine Faltungsstufe 606 und eine Multiplikationsstufe 608. Der Teilrahmen 30H wird aufwärts abgetastet durch die Fünfpunktanordnungs-Aufwärts-Abtaststufe 602, basierend auf einer Fünfpunktanordnungs-Abtastmatrix, Q, wodurch das aufwärts abgetastete Bild 604 erzeugt wird. Die dunklen Pixel in dem aufwärts abgetasteten Bild 604 stellen die zweiunddreißig Pixel von dem Teilrahmen 30H dar und die hellen Pixel in dem aufwärts abgetasteten Bild 604 stellen Nullwerte dar. Der Teilrahmen 30H umfasst Pixeldaten für zwei 4 × 4-Pixel-Teilrahmen für Zwei-Positionsverarbeitung. Die dunklen Pixel in der ersten, dritten, fünften und siebten Zeile des aufwärts abgetasteten Bildes 604 stellen Pixel für einen ersten 4 × 4-Pixel-Teilrahmen dar, und die dunklen Pixel in der zweiten, vierten, sechsten und achten Zeile von auf wärts abgetasteten Bildern 604 stellen Pixel für einen zweiten 4 × 4-Pixel-Teilrahmen dar.
Das aufwärts abgetastete Bild 604 wird mit einem Interpolationsfilter an der Faltungsstufe 606 gefaltet, wodurch ein blockhaftes Bild erzeugt wird. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Interpolationsfilter ein 2 × 2-Filter mit den Filterkoeffizienten von „1", und bei dem die Mitte der Faltung die obere linke Position in der 2 × 2-Matrix ist. Das blockhafte Bild, das durch die Faltungsstufe 606 erzeugt wird, wird an der Multiplikationsstufe 608 mit einem Faktor von 0,5 multipliziert, um das simulierte 8 × 8-Pixel-Bild mit hoher Auflösung 610 zu erzeugen.
10 ist ein Blockdiagramm, das ein System 700 dargestellt zum Erzeugen eines simulierten Bilds mit hoher Auflösung 706 für Vier-Positionsverarbeitung basierend auf dem Teilrahmen 301 gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Bei dem in 10 dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Teilrahmen 301 ein 8 × 8-Array von Pixeln. Der Teilrahmen 301 umfasst Pixeldaten für 4 × 4-Pixel-Teilrahmen für Vier-Positionsverarbeitung. Die Pixel A1–A16 stellen Pixel für einen ersten 4 × 4-Pixel-Teilrahmen dar, die Pixel P1–P16 stellen Pixel für einen zweiten 4 × 4-Pixel-Teilrahmen dar, die Pixel C1–C16 stellen Pixel für einen dritten 4 × 4-Pixel-Teilrahmen dar, und die Pixel D1–D16 stellen Pixel für einen vierten 4 × 4-Pixel-Teilrahmen dar.
Der Teilrahmen 301 wird mit einem Interpolationsfilter an der Faltungsstufe 702 gefaltet, wodurch ein blockhaftes Bild erzeugt wird. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Interpolationsfilter ein 2 × 2-Filter mit den Filterkoeffizienten von „1", und wobei die Mitte der Faltung die obere linke Position in der 2 × 2-Matrix ist. Das blockhafte Bild, das durch die Faltungsstufe 702 erzeugt wird, wird an der Multiplikationsstufe 704 um einen Faktor von 0,25 multipliziert, um das simulierte 8 × 8-Pixel-Bild mit hoher Auflösung 706 zu erzeugen. Die Bilddaten werden an der Multiplikationsstufe 704 um einen Faktor von 0,25 multipliziert, weil bei einem Ausführungsbeispiel jeder der vier Teilrahmen, der durch den Teilrahmen 301 dargestellt wird, für nur ein Viertel des Zeitschlitzes pro Periode, die einer Farbe zugeordnet ist, angezeigt wird. Bei einem anderen Ausführungsbeispiel werden die Filterkoeffizienten des Interpolationsfilters entsprechend reduziert, anstatt an der Multiplikationsstufe 704 um einen Faktor von 0,25 multipliziert.
V. Erzeugung von Teilrahmen basierend auf Fehlerminimierung
Wie es oben beschrieben ist, erzeugen die Systeme 400, 500, 600 und 700 simulierte Bilder mit hoher Auflösung 412, 512, 6110 bzw. 706 basierend auf Teilrahmen mit niedriger Auflösung. Falls die Teilrahmen optimal sind, ist das simulierte Bild mit hoher Auflösung so nahe wie möglich zu dem ursprünglichen Bild mit hoher- Auflösung 28. Verschiedene Fehlermaße können verwendet werden, um zu bestimmen, wie nahe ein simuliertes Bild mit hoher Auflösung zu einem ursprünglichen Bild mit hoher Auflösung ist, einschließlich mittlerer quadratischer Fehler, gewichteter mittlerer quadratischer Fehler, sowie andere.
11 ist ein Blockdiagramm, das den Vergleich eines simulierten Bilds mit hoher Auflösung 412/512/610/706 und eines gewünschten Bilds mit hoher Auflösung 28 gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt. Ein simuliertes Bild mit hoher Auflösung 412, 512, 610 oder 706 wird auf einer Pixel-Um-Pixel-Basis von dem Bild mit hoher Auflösung 28 an der Subtraktionsstufe 802 subtrahiert. Bei einem Ausführungsbeispiel werden die resultierenden Fehlerbilddaten durch ein HVS-System-Gewichtungsfilter (W) 804 (HVS; HVS = human visual system = Menschliches Sichtsystem) gefiltert. Bei einer Form der Erfindung filtert das HVS-Gewichtungsfilter 804 die Fehlerbilddaten basierend auf Charakteristika des menschlichen visuellen Systems. Bei einem Ausführungsbeispiel reduziert oder eliminiert das HVS-Gewichtungsfilter 804 Hochfrequenzfehler. Der mittlere quadratische Fehler der gefilterten Daten wird dann bei der Stufe 806 bestimmt, um eine Messung zu liefern, wie nahe das simulierte Bild mit hoher Auflösung 412, 512, 610 oder 706 zu dem gewünschten Bild mit hoher Auflösung 28 ist.
Bei einem Ausführungsbeispiel sind die Systeme 400, 500, 600 und 700 mathematisch in einer Fehlerkostengleichung dargestellt, die die Differenz zwischen einem simulierten Bild mit hoher Auflösung 412, 512, 610 oder 706 und dem ursprünglichen Bild mit hoher Auflösung 28. misst. Optimale Teilrahmen werden identifiziert durch Lösen der Fehlerkostengleichung für die Teilrahmendaten, die den minimalen Fehler zwischen dem simulierten Bild mit hoher Auflösung und dem gewünschten Bild mit hoher Auflösung liefert. Bei einem Ausführungsbeispiel werden global optimale Lösungen in dem räumlichen Bereich und in dem Frequenzbereich erhalten, und eine lokal optimale Lösung wird unter Verwendung eines adaptiven Mehrfachdurchlauf-Algorithmus erhalten. Der Räumlicher-Bereich-, Frequenzbereich- und adaptive Mehrfachdurchlauf-Algorithmus werden nachfolgend mit Bezugnahme auf 12–18 näher beschrieben. Die zentrierter adaptiver Mehrfachdurchlauf- und vereinfachter zentrierter adaptiver Mehrfachdurchlauf-Algorithmen werden nachfolgend mit Bezugnahme auf 19–23 näher beschrieben. Die Algorithmen adaptiver Mehrfachdurchlauf mit Historie, vereinfachter zentrierter adaptiver Mehrfachdurchlauf mit Historie, und zentrierter adaptiver Mehrfachdurchlauf mit Historie werden nachfolgend mit Bezugnahme auf 24–32 näher beschrieben.
VI. Räumlicher Bereich
Eine Räumlicher-Bereich-Lösung zum Erzeugen optimaler Teilrahmen gemäß einem Ausführungsbeispiel wird im Zusammenhang des in 9 gezeigten Systems 600 beschrieben. Das in 9 gezeigte System 600 kann mathematisch in einer Fehlerkostenfunktion durch die folgende Gleichung IX dargestellt werden: Gleichung IX
wobei:

I*_Q: = optimale Niedrigauflösungsdaten für den Teilrahmen 30H;
J: = Fehlerkostenfunktion, die zu minimieren ist;
n und k: = Indizes zum Identifizieren von Hochauflösungspixelpositionen für die Bilder 604 und 610;
I_Q(k): = Bilddaten von dem aufwärts abgetasteten Bild 604 an der Position k;
f(n – k): = Filterkoeffizient des Interpolationsfilters aneiner Position n – k; und
h(n): = Bilddaten für gewünschtes Bild mit hoher Auflösung 28 an der Position n.

Die Summation von "I_Q(k)f(n – k)" in der Gleichung IX stellt die Faltung des aufwärts abgetasteten Bildes 604 und des Interpolationsfilters f dar, durchgeführt an der Stufe 606 in dem System 600. Die Filteroperation wird durchgeführt, indem im Wesentlichen das untere rechte Pixel des 2 × 2-Interpolationsfilters über jedes Pixel des aufwärts abgetasteten Bildes 604 gleitet. Die vier Pixel des aufwärts abgetasteten Bildes 604 in dem 2 × 2-Interpolationsfilterfenster werden mit dem entsprechenden Filterkoeffizienten multipliziert (d. h. bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel „1"). Die Ergebnisse der vier Multiplikationen werden summiert und der Wert für das Pixel des aufwärts abgetasteten Bildes 604, der der unteren rechten Position des Interpolationsfilters entspricht, wird durch die Summe der vier Multiplikationsergebnisse ersetzt. Die Hochauflösungsdaten, h(n), von dem Bild mit hoher Auflösung 28 werden von dem Faltungswert I_Q(k)f(n – k) subtrahiert, um einen Fehlerwert zu liefern. Die Summation des quadratischen Fehlers über alle Hochauflösungspixelpositionen liefert ein Maß des Fehlers, der zu minimieren ist.
Eine optimale Räumliche-Bereich-Lösung kann erhalten werden durch Nehmen der Ableitung der Gleichung IX bezüglich jeder der Niedrigauflösungspixel, und Setzen derselben gleich Null, wie es in der folgenden Gleichung X gezeigt ist: Gleichung X
wobei:

Θ: = der Satz von Fünfpunktanordnungsgitterpunkten.

Somit, wie es von Gleichung X zu sehen ist, wird die Ableitung nur an dem Satz von Fünfpunktanordnungsgitterpunkten genommen, die den dunklen Pixeln in dem aufwärts abgetasteten Bild 604 in 9 entsprechen. Das Einfügen der Gleichung für J, das in der Gleichung IX gegeben ist, in die Gleichung X, und das Nehmen der Ableitung, wie es in der Gleichung X spezifiziert ist, führt zu der folgenden Gleichung XI:
Gleichung XI
Das Symbol C_ff in der Gleichung XI stellt die Autokorrelationskoeffizienten des Interpolationsfilters f dar, wie sie durch die folgende Gleichung XII definiert sind:
Gleichung XII
Gleichung XI kann in Vektorform gesetzt werden, wie es in der folgenden Gleichung XIII gezeigt ist:
Gleichung XIII

Cffl*Q = hf, tεΘwobei:

C_ff

= Matrix von Autokorrelationskoeffizienten des Interpolationsfilters f

I*_Q

= Vektor, der die unbekannten Bilddaten für den Teilrahmen 30H darstellt, sowie „bedeutungslose" Daten (d. h. die Bilddaten, die den hellen Pixeln in dem aufwärts abgetasteten Bild 604 entsprechen);

h_f

= Vektor, der eine gefilterte Version des simulierten Bilds mit hoher Auflösung 610 unter Verwendung des Interpolationsfilters f darstellt.

Das Löschen der Zeilen und Spalten, die bedeutlungslosen Daten entsprechen (d. h. den Daten, die nicht in dem Satz von Fünfpunktanordnungsgitterpunkten, Θ sind), führt zu der folgenden Gleichung XIV:
Gleichung XIV

C ~ffI ~*Q = h ~f wobei:
- I ~ * / Q = Vektor, der nur die unbekannten Bilddaten für den Teilrahmen 30H darstellt.

Die obige Gleichung XIV ist ein dünnes Nicht-Töplitz-System, das ein dünnes System von linearen Gleichungen darstellt. Da die Matrix von Autokorrelationskoeffizienten bekannt ist, und der Vektor, der die gefilterte Version des simulierten Bilds mit hoher Auflösung 610 darstellt, bekannt ist, kann die Gleichung XIV gelöst werden, um die optimalen Bilddaten für den Teilrahmen 30H zu bestimmen. Bei einem Ausführungsbeispiel ist die Teilrahmenerzeugungseinheit 36 konfiguriert, um die Gleichung XIV zu lösen, um Teilrahmen 30 zu erzeugen.
VII. Frequenzbereich
Eine Frequenzbereichslösung zum Erzeugen optimaler Teilrahmen 30 gemäß einem Ausführungsbeispiel ist in dem Kontext des in 8 gezeigten Systems 500 beschrieben. Bevor die Frequenzbereichslösung beschrieben wird, werden einige Eigenschaften der schnellen Fourier-Transformation (FFT), die auf die Frequenzbereichslösung anwendbar sind, mit Bezugnahme auf 12 und 13 beschrieben.
12 ist ein Diagramm, das den Effekt in dem Frequenzbereich des Aufwärts-Abtastens eines 4 × 4-Pixel-Teilrahmens 30J gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt. Wie es in 12 gezeigt ist, wird der Teilrahmen 30J aufwärts abgetastet um einen Faktor von Zwei, durch die Aufwärts-Abtaststufe 902, um ein aufwärts-abgetastetes 8 × 8-Pixel-Bild 904 zu erzeugen. Die dunklen Pixel in dem aufwärts abgetasteten Bild 904 stellen die sechzehn Pixel von dem Teilrahmen 30J dar, und die hellen Pixel in dem aufwärts abgetasteten Bild 904 stellen Nullwerte dar. Das Nehmen der FFT des Teilrahmens 30J führt zu dem Bild (L) 906. Das Nehmen der FFT des aufwärts abgetasteten Bildes 904 führt zu dem Bild (L_U) 908. Das Bild (L_U) 908 umfasst 4 × 4-Pixel-Abschnitte, die der Bildabschnitt (L₁) 910A, der Bildabschnitt (L₂) 910B, der Bildabschnitt (L₃) 910C und der Bildabschnitt (L₄) 910D sind. Wie es in 12 gezeigt ist, sind die Bildabschnitte 910A–910D jeweils gleich wie das Bild 906 (z. B. L₁ = L₂ = L₃ = L₄ = L).
13 ist ein Diagramm, das den Effekt in dem Frequenzbereich des Verschiebens eines 8 × 8-Pixel-aufwärts-abgetasteten Teilrahmens 904 gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt. Wie es in 13 gezeigt ist, wird der aufwärts abgetastete Teilrahmen 904 durch die Verschiebungsstufe 102 verschoben, um ein verschobenes Bild 1004 zu erzeugen. Das Nehmen der FFT des aufwärts abgetasteten Teilrahmens 904 führt zu dem Bild (L_U) 1006. Das Nehmen der FFT des verschobenen Bildes 1004 führt zu dem Bild (L_US) 1008. Das Bild (L_US) 1008 umfasst 4 × 4-Pixel-Abschnitte, die der Bildabschnitt (LS₁) 1010A, der Bildabschnitt (LS₂) 1010B, der Bildabschnitt (LS₃) 1010C und der Bildabschnitt (LS₄) 1010D sind. Wie es in 13 gezeigt ist, ist das Bild 1008 gleich wie das Bild 1006 multipliziert mit einer komplexen Exponentialgröße W (d. h. L_US = W·L_U), wobei „·" eine punktweise Multiplika tion bezeichnet. Die Werte für die komplexe Exponentialgröße W sind durch die folgende Gleichung XV gegeben: Gleichung XV
wobei:

k₁: = Zeilenkoordinate in dem FFT-Bereich;
k₂: = Spaltenkoordinate in dem FFT-Bereich;
M: = Anzahl von Spalten in dem Bild; und
N: = Anzahl von Zeilen in dem Bild.

Das in 8 gezeigte System 500 kann mathematisch in einer Fehlerkostenfunktion durch die folgende Gleichung XVI dargestellt werden: Gleichung XVI
wobei:

(L^* _A, L^* _B): = Vektoren, die die optimalen FFTs der Teilrahmen 30F bzw. 30G darstellen, die in 8 gezeigt sind;
J: = Fehlerkostenfunktion, die zu minimieren ist;
i: = Index, der FFT-Blöcke identifiziert, die gemittelt wurden (z. B. werden für das Bild 908 in 12 vier Blöcke gemittelt, wobei i = 1 Block 910A entspricht, i = 2 Block 910B entspricht, i = 3 Block 910C entspricht, und i = 4 Block 910D entspricht);
F: = Matrix, die die FFT des Interpolationsfilters f darstellt;
L_A: = Vektor, der die FFT des Teilrahmens 30F darstellt, der in 8 gezeigt ist;
L_B: = Vektor, der die FFT des Teilrahmens 30D darstellt, die in 8 gezeigt ist;
W: = Matrix, die die FFT des komplexen Koeffizienten darstellt, der durch die Gleichung XV gegeben ist;
H: = Vektor, der die FFT des gewünschten Bilds mit hoher Auflösung 28 darstellt.

Der hochgestellte Index „H" in Gleichung XVI stellt die Hermitesche dar (d. h. X^H ist die Hermitesche von X). Der „Hut" über den Buchstaben in der Gleichung XVI zeigt an, dass diese Buchstaben eine diagonale Matrix darstellen, wie sie in der folgenden Gleichung XVII definiert ist: Gleichung XVII
Das Nehmen der Ableitung von Gleichung XVI bezüglich der konjugiert Komplexen von LA und das Setzen derselben gleich Null führt zu der folgenden Gleichung XVIII: Gleichung XVIII
Das Nehmen der Ableitung von Gleichung XVI bezüglich der konjugiert Komplexen von L_B und das Setzen auf Null führt zu der folgenden Gleichung XIX: Gleichung XIX
Der horizontale Strich über den Buchstaben in den Gleichungen XVIII und XIX zeigt an, dass diese Buchstaben eine konjugiert Komplexe darstellen (d. h. A stellt die konjugiert Komplexe von A dar).
Das Lösen der Gleichungen von XVIII und XIX für L_A und L_B führt zu den folgenden Gleichungen XX und XXI
Gleichung XX
Gleichung XXI
Die Gleichungen XX und XXI können unter Verwendung von pseudo-inversen Filtern in dem Frequenzbereich implementiert werden. Bei einem Ausführungsbeispiel ist die Teilrahmenerzeugungseinheit 36 konfiguriert, um basierend auf den Gleichungen XX und XXI Teilrahmen 30 zu erzeugen.
VIII. Adaptiver Mehrfachdurchlauf
Ein adaptiver Mehrfachdurchlauf-Algorithmus zum Erzeugen von Teilrahmen 30 gemäß einem Ausführungsbeispiel verwendet vergangene Fehler, um Schätzungen für die Teilrahmendaten zu aktualisieren, und lieferte schnelle Konvergenz und geringe Speicheranforderungen. Die adaptive Mehrfachdurchlauflösung gemäß einem Ausführungsbeispiel ist im Zusammenhang des in 9 gezeigten Systems 600 beschrieben. Das in 9 gezeigte System 600 kann mathematisch in einer Fehlerkostenfunktion dargestellt werden, durch die folgende Gleichung XXII: Gleichung XXII
wobei:

n: = Index, der die aktuelle Iteration identifiziert;
J⁽ⁿ⁾(n): = Fehlerkostenfunktion bei der Iteration n;
e⁽ⁿ⁾(n): = Quadratwurzel der Fehlerkostenfunktion, J⁽ⁿ⁾(n);
n und k: = Indizes zum Identifizieren von Positionen von Pixeln mit hoher Auflösung in den Bildern 604 und 610;
|_Q ⁽ⁿ⁾(k): = Bilddaten von dem aufwärts abgetasteten Bild 604 an der Position k;
f(n – k): = Filterkoeffizient des Interpolationsfilters an einer Position n – k; und
h(n): = Bilddaten für das gewünschte Bild mit hoher Auflösung 28 an der Position n.

Wie es von der Gleichung XII ersichtlich ist, anstatt einen globalen räumlichen Bereichsfehler zu minimieren durch Summieren über das gesamte Bild mit hoher Auflösung, wie es in der obigen Gleichung IX gezeigt ist, wird ein lokaler räumlicher Bereichsfehler, der eine Funktion von n ist, minimiert.
Ein Algorithmus der kleinsten mittleren quadratischen Abweichung (LMS; LMS = least mean squares) wird bei einem Ausführungsbeispiel verwendet, um die Aktualisierung zu bestimmen, die in der folgenden Gleichung XXIII dargestellt ist. Gleichung XXIII
wobei:

Θ: = der Satz von Fünfpunktanordnungsgitterpunkten (d. h. die dunklen Pixel in dem aufwärts abgetasteten Bild 604 in 9); und
α: = Schärfungsfaktor.

Das Nehmen der Ableitung der Gleichung XXII liefert den Wert für die Ableitung in Gleichung XXIII, die in der folgenden Gleichung XXIV gegeben ist: Gleichung XXIV
Bei einem Ausführungsbeispiel wird ein Block-LMS-Algorithmus verwendet, der den mittleren Gradienten über eine „Einflussregion" verwendet, um die Aktualisierung durchzuführen, wie es durch die folgende Gleichung XXV dargestellt ist: Gleichung XXV
wobei:

Ω: = Einflussregion

14 ist ein Diagramm, das Einflussregionen (Ω) 1106 und 1108 für Pixel in einem aufwärts abgetasteten Bild 1100 gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt. Das Pixel 1102 des Bildes 1100 entspricht einem Pixel für einen ersten Teilrahmen, und das Pixel 1104 des Bildes 1100 entspricht einem Pixel für einen zweiten Teilrahmen. Die Region 1106, die ein 2 × 2-Array von Pixeln mit dem Pixel 1102 in der oberen linken Ecke des 2 × 2-Arrays umfasst, ist die Einflussregion für das Pixel 1102. Gleichartig dazu ist die Region 1108, die ein 2 × 2-Array von Pixeln mit dem Pixel 1104 in der oberen linken Ecke des 2 × 2-Arrays umfasst, die Einflussregion für das Pixel 1104.
15 ist ein Diagramm, das die Erzeugung eines anfänglich simulierten Bilds mit hoher Auflösung 1208 darstellt, basierend auf einem adaptiven Mehrfachdurchlauf-Algorithmus gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Ein anfänglicher Satz von Teilrahmen mit niedriger Auflösung 30K-1 und 30L-1 wird basierend auf einem ursprünglichen Bild mit hoher Auflösung 28 erzeugt. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel wird der Anfangssatz von Teilrahmen 30K-1 und 30L-1 unter Verwendung eines Ausfüh rungsbeispiels des Nächster-Nachbar-Algorithmus erzeugt, der oben mit Bezugnahme auf 5 beschrieben ist. Die Teilrahmen 30K-1 und 30L-1 werden aufwärts abgetastet, um ein aufwärts abgetastetes Bild 1202 zu erzeugen. Das aufwärts abgetastete Bild 1202 wird mit einem Interpolationsfilter 1204 gefaltet, wodurch ein blockhaftes Bild erzeugt wird, das dann mit einem Faktor von 0,5 multipliziert wird, um das simulierte Bild mit hoher Auflösung 1208 zu erzeugen. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Interpolationsfilter 1204 ein 2 × 2-Filter mit Filterkoeffizienten von „1", wobei die Mitte der Faltung die obere linke Position in der 2 × 2-Matrix ist. Das untere rechte Pixel 1206 des Interpolationsfilters 1204 ist über jedem Pixel in dem Bild 1202 positioniert, um den blockhaften Wert für diese Pixelposition zu bestimmen. Wie es in 15 gezeigt ist, ist das untere rechte Pixel 1206 des Interpolationsfilters 1204 über dem Pixel in der dritten Zeile und der vierten Spalte des Bildes 1202 positioniert, das einen Wert von „0" aufweist. Der blockhafte Wert für diese Pixelposition wird bestimmt durch Multiplizieren der Filterkoeffizienten durch die Pixelwerte in dem Fenster des Filters 1204, und Addieren der Ergebnisse. Werte außerhalb des Rahmens werden als „0" angesehen. Für das dargestellte Ausführungsbeispiel ist der blockhafte Wert für das Pixel in der dritten Zeile und vierten Spalte des Bildes 1202 durch die folgende Gleichung XXVI gegeben
Gleichung XXVI

(1 × 0) + (1 × 5) + (1 × 5) + (1 × 0) = 10

Der Wert in der Gleichung XXVI wird dann mit dem Faktor 0,5 multipliziert, und das Ergebnis (d. h. 5) ist der Pixelwert für das Pixel 1210 in der dritten Zeile und der vierten Spalte des anfänglich simulierten Bilds mit hoher Auflösung 1208.
Nachdem das anfangs simulierte Bild mit hoher Auflösung 1208 erzeugt wurde, werden Korrekturdaten erzeugt. 16 ist ein Diagramm, das die Erzeugung von Korrekturdaten basierend auf dem adaptiven Mehrfachdurchlauf-Algorithmus gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt. Wie es in 16 gezeigt ist, wird das anfangs simulierte Bild mit hoher Auflösung 1208 von dem ursprünglichen Bild mit hoher Auflösung 28 subtrahiert, um ein Fehlerbild 1302 zu erzeugen. Korrekturteilrahmen 1312 und 1314 werden erzeugt durch Mitteln von 2 × 2-Blöcken von Pixeln in dem Fehlerbild 1302. Das Pixel 1308 in der ersten Spalte und ersten Zeile des Fehlerbildes 1302 hat beispielsweise eine Einflussregion 1304. Die Pixelwerte in der Einflussregion 1304 werden gemittelt, um einen ersten Korrekturwert zu erzeugen (d. h. 0,75). Der erste Korrekturwert wird für das Pixel in der ersten Spalte und der ersten Zeile des Korrekturteilrahmens 1312 verwendet. Gleichartig dazu hat das Pixel 1310 in der zweiten Spalte und zweiten Zeile des Fehlerbildes 1302 eine Einflussregion 1306. Die Pixelwerte in der Einflussregion 1306 werden gemittelt, um einen zweiten Korrekturwert zu erzeugen (d. h. 0,75). Der zweite Korrekturwert wird für das Pixel in der ersten Spalte und der ersten Zeile des Korrekturteilrahmens 1314 verwendet.
Der Korrekturwert in der ersten Zeile und zweiten Spalte des Korrekturteilrahmens 1312 (d. h. 1,38) wird erzeugt, indem im Wesentlichen der dargestellte Einflussregionskasten 1304 zwei Spalten nach rechts geschoben wird, und diese vier Pixel innerhalb des Kastens 1304 gemittelt werden. Der Korrekturwert in der zweiten Zeile und ersten Spalte des Korrekturteilrahmens 1312 (d. h. 0,50) wird erzeugt, indem im Wesentlichen der dargestellte Einflussregionskasten 1304 zwei Zeilen nach unten geschoben wird, und diese vier Pixel innerhalb des Kastens 1304 gemittelt werden. Der Korrekturwert in der zweiten Zeile und zweiten Spalte des Korrekturteilrahmens 1312 (d. h. 0,75) wird erzeugt, indem im Wesentlichen der dargestellte Einflussregionskasten 1304 zwei Spalten nach rechts und zwei Zeilen nach unten geschoben wird, und diese vier Pixel in dem Kasten 1304 gemittelt werden.
Der Korrekturwert in der ersten Zeile und zweiten Spalte des Korrekturteilrahmens 1314 (d. h. 0,00) wird erzeugt, indem im Wesentlichen der dargestellte Einflussregionskasten 1306 zwei Spalten nach rechts geschoben wird, und diese Pixel in dem Kasten 1306 gemittelt werden. Werte außerhalb des Rahmens werden als „0" betrachtet. Der Korrekturwert in der zweiten Zeile und ersten Spalte des Korrekturteilrahmens 1314 (d. h. 0,38) wird erzeugt, indem im Wesentlichen der dargestellte Einflussregionskasten 1306 zwei Zeilen nach unten geschoben wird, und diese Pixel in dem Kasten 1306 gemittelt werden. Der Korrekturwert in der zweiten Zeile und zweiten Spalte des Korrekturteilrahmens 1314 (d. h. 0,00) wird erzeugt, indem im Wesentlichen der dargestellte Einflussregionskasten 1306 zwei Spalten nach rechts und zwei Zeilen nach unten geschoben wird, und diese vier Pixel innerhalb des Kastens 1306 gemittelt werden.
Die Korrekturteilrahmen 1312 und 1314 werden verwendet, um aktualisierte Teilrahmen zu erzeugen. 17 ist ein Diagramm, das die Erzeugung von aktualisierten Teilrahmen 30K-2 und 30L-2 basierend auf dem adaptiven Mehrfachdurchlauf-Algorithmus gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt. Wie es in 17 gezeigt ist, wird der aktualisierte Teilrahmen 30K-2 erzeugt durch Multiplizieren des Korrekturteilrahmens 1312 mit dem Schärfungsfaktor, α, und Addieren des Anfangs-Teilrahmens 30K-1. Der aktualisierte Teilrahmen 30L-2 wird erzeugt durch Multiplizieren des Korrekturteilrahmens 1314 mit dem Schärfungsfaktor, α, und Addieren des Anfangs-Teilrahmens 30L-1. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Schärfungsfaktor α gleich 0,8.
Bei einem Ausführungsbeispiel werden aktualisierte Teilrahmen 30K-2 und 30L-2 bei der nächsten Iteration des adapti ven Mehrfachdurchlauf-Algorithmus verwendet, um weitere aktualisierte Teilrahmen zu erzeugen. Jede gewünschte Anzahl von Iterationen kann durchgeführt werden. Nach einer Anzahl von Iterationen konvergieren die Werte für die Teilrahmen, die unter Verwendung des adaptiven Mehrfachdurchlauf-Algorithmus erzeugt wurden, auf optimale Werte. Bei einem Ausführungsbeispiel ist die Teilrahmenerzeugungseinheit 36 konfiguriert, um basierend auf dem adaptiven Mehrfachdurchlauf-Algorithmus Teilrahmen 30 zu erzeugen.
Das Ausführungsbeispiel des adaptiven Mehrfachdurchlauf-Algorithmus, das oben mit Bezugnahme auf 15–17 beschrieben ist, ist für Zwei-Positionsverarbeitung. Für Vier-Positionsverarbeitung wird die Gleichung XXIV zu der folgenden Gleichung XXVII: Gleichung XXVII
wobei:

l⁽ⁿ⁾: = Niedrigauflösungsdaten für die vier Teilrahmen 30;

Für Vier-Positionsverarbeitung gibt es vier Teilrahmen, daher ist die Menge an Daten mit niedriger Auflösung gleich wie die Menge an Daten mit hoher Auflösung. Jeder Hochauf lösungsgitterpunkt trägt einen Fehler bei, und es gibt keinen Bedarf, die Gradientenaktualisierung zu mitteln, wie es in der obigen Gleichung XXV dargestellt ist. Statt dessen gibt der Fehler an einer bestimmten Position direkt die Aktualisierung.
Wie es oben beschrieben ist, verwendet der adaptive Mehrfachdurchlauf-Algorithmus bei einem Ausführungsbeispiel eine LMS-Technik (LMS = Least Mean Square = kleinste mittlere quadratische Abweichung), um Korrekturdaten zu erzeugen. Bei einem anderen Ausführungsbeispiel verwendet der adaptive Mehrfachdurchlauf-Algorithmus eine POCS-Technik (POCS = Projection on a convex set = Projektion auf einem konvexen Satz), um Korrekturdaten zu erzeugen. Die adaptive Mehrfachdurchlauflösung basierend auf der POCS-Technik gemäß einem Ausführungsbeispiel ist in dem Kontext des in 9 gezeigten Systems 600 beschrieben. Das in 9 gezeigte System 600 kann mathematisch in einer Fehlerkostenfunktion durch die folgende Gleichung XXIX dargestellt werden: Gleichung XXIX
wobei:

e(n): = Fehlerkostenfunktion;
n und k: = Indizes, die Hochauflösungspixelpositionen identifizieren;
l_Q(k): = Bilddaten von dem aufwärts abgetasteten Bild 604 an der Position k;
f(n – k): = Filterkoeffizient des Interpolationsfilters an einer Position n – k; und
h(n): = Bilddaten für das gewünschte Bild mit hoher Auflösung 28 an der Position n.

Ein beschränkter Satz für die POCS-Technik ist durch die folgende Gleichung XXX definiert: Gleichung XXX
wobei:

C(n): = beschränkter Satz, der alle Teilrahmendaten von dem aufwärts abgetasteten Bild 604 umfasst, das durch den Parameter, n, begrenzt ist; und
η: = Fehlergrößenbegrenzungsbeschränkung.

Die Teilrahmenpixelwerte für die aktuelle Iteration werden basierend auf der folgenden Gleichung XXXI bestimmt: Gleichung XXXI
wobei:

n: = Index, der die aktuelle Iteration identifiziert;
λ: = Relaxationsparameter; und
||f||: = Norm der Koeffizienten des Interpolationsfilters.

Das Symbol n^* in der Gleichung XXXI stellt die Position in der Einflussregion Ω dar, wo der Fehler ein Maximum ist, und ist durch die folgende Gleichung XXXII definiert:
Gleichung XXXII

n* = arg max{neΩ : |e(n)|}

18 ist ein Diagramm, das die Erzeugung von Korrekturdaten, basierend auf dem adaptiven Mehrfachdurchlauf-Algorithmus unter Verwendung einer POCS-Technik gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt. Bei einem Ausführungsbeispiel wird ein anfangs simuliertes Bild mit hoher Auflösung 1208 auf gleiche Weise erzeugt, wie es oben mit Bezugnahme auf 15 beschrieben ist. Das anfangs simulierte Bild mit hoher Auflösung 1208 wird von dem ursprünglichen hohen Auflösungsbild 28 subtrahiert, um ein Fehlerbild 1302 zu erzeugen. Die obige Gleichung XXXI wird dann verwendet, um aktualisierte Teilrahmen 30K-3 und 30L-3 von den Daten in dem Fehlerbild 1302 zu erzeugen. Für das dargestellte Ausführungsbeispiel wird angenommen, dass der Relaxationsparameter, λ, in der Gleichung XXXI gleich 0,5 ist, und die Fehlergrößenbegrenzungsbeschränkung, η, gleich 1 ist.
Mit der POCS-Technik wird der maximale Fehler, e(n^*) in der Einflussregion identifiziert, anstatt die Pixelwerte in der Einflussregion zu mitteln, um einen Korrekturwert zu bestimmen, wie es oben mit Bezugnahme auf 16 beschrieben ist,. Ein aktualisierter Pixelwert wird dann erzeugt unter Verwendung der entsprechenden Formel von der Glei chung XXXI, die davon abhängt, ob der maximale Fehler, e(n^*) in der Einflussregion größer als 1 ist, geringer als 1 oder gleich 1 (da für dieses Beispiel n = 1).
Beispielsweise hat das Pixel in der ersten Spalte und ersten Zeile des Fehlerbilds 1302 eine Einflussregion 1304. Der maximale Fehler in dieser Einflussregion 1304 ist 1 (d. h. e(n^*) = 1). Mit Bezugnahme auf die Gleichung XXXI für den Fall, wo e(n^*) = 1, ist der aktualisierte Pixelwert gleich dem vorhergehenden Wert für dieses Pixel. Mit Bezugnahme auf 15 war der vorhergehende Wert für das Pixel in der ersten Spalte und der ersten Zeile des Teilrahmens 30K-1 2, daher bleibt dieses Pixel mit einem Wert von 2 in dem aktualisierten Teilrahmen 30K-3. Das Pixel in der zweiten Spalte und zweiten Zeile des Fehlerbilds 1302 hat eine Einflussregion 1306. Der maximale Fehler in dieser Einflussregion 1306 ist 1,5 (d. h. e(n^*) = 1,5). Mit Bezugnahme auf die Gleichung XXXI für den Fall, wo e(n^*) > 1, ist der aktualisierte Pixelwert gleich der Hälfte des vorhergehenden Werts für dieses Pixel, plus die Hälfte der Menge (e(n^*) –1), was gleich –1,25 ist. Mit Bezugnahme auf 15 war der vorhergehende Wert für das Pixel in der ersten Spalte und der ersten Zeile des Teilrahmens 30L-1 2, daher ist der aktualisierte Wert für dieses Pixel in dem aktualisierten Teilrahmen 30L-3 1,25.
Die Einflussregionskästen 1302 und 1304 werden im Wesentlichen um das Fehlerbild 1302 herum bewegt, auf die gleiche Weise wie es oben mit Bezugnahme auf 16 beschrieben ist, um die verbleibenden aktualisierten Werte in den aktualisierten Teilrahmen 30K-3 und 30L-3 basierend auf der Gleichung XXXI zu erzeugen.
IX. Zentrierter adaptiver Mehrfachdurchlauf
Ein zentrierter adaptiver Mehrfachdurchlauf-Algorithmus zum Erzeugen von Teilrahmen gemäß einem Ausführungsbeispiel verwendet vergangene Fehler, um Schätzungen für Teilrahmendaten zu aktualisieren, und kann schnelle Konvergenz und geringe Speicheranforderungen liefern. Der mittlere adaptive Mehrfachdurchlauf-Algorithmus modifiziert den oben beschriebenen adaptiven Vier-Positions-Mehrfachdurchlauf-Algorithmus. Mit dem zentrierten adaptiven Mehrfachdurchlauf-Algorithmus ist jedes Pixel in jedem der vier Teilrahmen 30 zentriert bezüglich eines Pixels in einem ursprünglichen Bild mit hoher Auflösung 28. Die vier Teilrahmen sind mit dem Anzeigegerät 26 angezeigt, das Vier-Positionsverarbeitung verwendet, wie es oben mit Bezugnahme auf 3A–3E beschrieben ist.
19A–19E sind schematische Diagramme, die die Anzeige von vier Teilrahmen 1412A, 1422A, 1432A und 1442A bezüglich eines ursprünglichen Bilds mit hoher Auflösung 28 gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellen. Wie es in 19A gezeigt ist, umfasst das Bild 28 8 × 8-Pixel mit einem Pixel 1404, das zu Darstellungszwecken schraffiert ist.
19B stellt den ersten Teilrahmen 1412A bezüglich des Bildes 28 dar. Der Teilrahmen 1412A umfasst 4 × 4-Pixel zentriert auf einem ersten Satz von Pixeln in dem Bild 28. Ein Pixel 1414 in dem Teilrahmen 1412A ist beispielsweise bezüglich des Pixels 1404 von dem Bild 28 zentriert.
19C stellt den zweiten Teilrahmen 1422A bezüglich des Bildes 28 dar. Der Teilrahmen 1422A umfasst 4 × 4-Pixel zentriert auf einem zweiten Satz von Pixeln in dem Bild 28. Ein Pixel in dem Teilrahmen 1422A ist beispielsweise zentriert bezüglich eines Pixels rechts von dem Pixel 1404 von dem Bild 28. Zwei Pixel 1424 und 1426 in dem Teilrahmen 1422A überlappen das Pixel 1404 von dem Bild 28.
19D stellt den dritten Teilrahmen 1432A bezüglich des Bildes 28 dar. Der Teilrahmen 1432A umfasst 4 × 4-Pixel zentriert auf einem dritten Satz von Pixeln in dem Bild 28.
Ein Pixel in dem Teilrahmen 1432A ist beispielsweise zentriert bezüglich eines Pixels unter dem Pixel 1404 von dem Bild 28. Die Pixel 1434 und 1436 in dem Teilrahmen 1432A überlappen das Pixel 1404 von dem Bild 28.
19E stellt den vierten Teilrahmen 1442A bezüglich des Bildes 28 dar. Der Teilrahmen 1442A umfasst 4 × 4-Pixel zentriert auf einem vierten Satz von Pixeln in dem Bild 28. Ein Pixel in dem Teilrahmen 1442A ist beispielsweise zentriert bezüglich eines Pixels diagonal nach rechts und unterhalb des Pixels 1404 von dem Bild 28. Die Pixel 1444, 1446, 1448 und 1450 in dem Teilrahmen 1442A überlappen das Pixel 1404 von dem Bild 28.
Wenn die vier Teilrahmen 1412A, 1422A, 1432A und 1442A angezeigt sind, verbinden sich neun Teilrahmenpixel, um die angezeigte Darstellung jedes Pixels von dem ursprünglichen Bild mit hoher Auflösung 28 zu bilden. Beispielsweise verbinden sich neun Teilrahmenpixel – Pixel 1414 von dem Teilrahmen 1412A, die Pixel 1424 und 1426 von dem Teilrahmen 1422A, die Pixel 1434 und 1436 von dem Teilrahmen 1432A und die Pixel 1444, 1446, 1448 und 1450 von dem Teilrahmen 1442A, um die angezeigte Darstellung des Pixels 1404 von dem ursprünglichen Bild mit hoher Auflösung 28 zu kombinieren. Diese neun Teilrahmenpixel tragen jedoch unterschiedliche Mengen an Licht zu der angezeigten Darstellung des Pixels 1404 bei. Insbesondere tragen die Pixel 1424, 1426, 1434 und 1436 von den Teilrahmen 1422A bzw. 1432A jeweils etwa halb so viel Licht bei wie das Pixel 1414 von dem Teilrahmen 1412A, wie es durch nur einen Teil der Pixel 1424, 1426, 1434 und 1436 dargestellt ist, die das Pixel 1404 in 19C und 19D darstellen. Gleichartig dazu tragen die Pixel 1444, 1446, 1448 und 1450 von dem Teilrahmen 1442A jeweils etwa ein Viertel so viel Licht bei wie das Pixel 1414 von dem Teilrahmen 1412A, wie es durch nur einen Teil der Pixel 1444, 1446, 1448 und 1450 dargestellt ist, die das Pixel 1404 in 19C und 19D überlappen.
Die Teilrahmenerzeugungseinheit 36 erzeugt die anfänglichen vier Teilrahmen 1412A, 1422A, 1432A und 1442A von dem Bild mit hoher Auflösung 28. Bei einem Ausführungsbeispiel können die Teilrahmen 1412A, 1422A, 1432A und 1442A erzeugt werden unter Verwendung eines Ausführungsbeispiels des Nächster-Nachbar-Algorithmus, der oben mit Bezugnahme auf 5 dargestellt ist. Bei anderen Ausführungsbeispielen können die Teilrahmen 1412A, 1422A, 1432A und 1442A unter Verwendung anderer Algorithmen erzeugt werden. Für Fehlerverarbeitung werden die Teilrahmen 1412A, 1422A, 1432A und 1442A aufwärts abgetastet, um ein aufwärts abgetastetes Bild zu erzeugen, das als Teilrahmen 30M in 20 gezeigt ist.
20 ist ein Blockdiagramm, das ein System 1500 darstellt zum Erzeugen eines simulierten Bilds mit hoher Auflösung 1504 für Vier-Positionsverarbeitung basierend auf dem Teilrahmen 30M unter Verwendung eines zentrierten adaptiven Mehrfachdurchlauf-Algorithmus gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Bei dem in 20 dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Teilrahmen 30M ein 8 × 8-Array von Pixeln. Der Teilrahmen 30M umfasst Pixeldaten für 4 × 4-Pixel-Teilrahmen für Vier-Positionsverarbeitung. Pixel A1–A16 stellen Pixel von dem Teilrahmen 1412A dar, Pixel B1–B16 stellen Pixel von dem Teilrahmen 1422A dar, Pixel C1–C16 stellen Pixel von dem Teilrahmen 1432A dar, und Pixel D1–D16 stellen Pixel von dem Teilrahmen 1442A dar.
Der Teilrahmen 30M wird mit einem Interpolationsfilter an der Faltungsstufe 1502 gefaltet, wodurch das simulierte Bild mit hoher Auflösung 1504 erzeugt wird. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Interpolationsfilter ein 3 × 3-Filter, wobei die Mitte der Faltung die Mittelposition in der 3 × 3-Matrix ist. Die Filterkoeffizienten der ersten Zeile sind „1/16", „2/16", „1/16", die Filterkoeffizienten der zweiten Zeile sind „2/16", „4/16", „2/16" und die Filterkoeffizienten der letzten Zeile sind „1/16", „2/16", „1/16".
Die Filterkoeffizienten stellen die relativen Proportionen dar, die die neun Teilrahmenpixel zu der angezeigten Darstellung eines Pixels des Bilds mit hoher Auflösung 28 beitragen. Unter Bezugnahme auf das Beispiel von 19 oben tragen die Pixel 1424, 1426, 1434 und 1436 von den Teilrahmen 1422A bzw. 1432A jeweils etwa halb so viel Licht bei wie das Pixel 1414 von dem Teilrahmen 1412A, und die Pixel 1444, 1446, 1448 und 1450 von dem Teilrahmen 1442A tragen jeweils etwa ein Viertel so viel Licht bei wie das Pixel 1414 von dem Teilrahmen 1412A. Die Werte der Teilrahmenpixel 1414, 1424, 1426, 1434, 1436, 1444, 1446, 1448 und 1450 entsprechen den Pixeln A6, B5, B6, C2, C6, D1, D5, D2 bzw. D6 in dem Teilrahmenbild 30M. Somit wird das Pixel A6_SIM für das simulierte Bild 1504 (das dem Pixel 1404 in 19 entspricht) von den Werten in dem Teilrahmenbild 30M berechnet, wie folgt in der Gleichung XXXIII: Gleichung XXXIII
Die Bilddaten werden durch einen Faktor von 16 dividiert, um die relativen Proportionen auszugleichen, die die neun Teilrahmenpixel zu jedem angezeigten Pixel beitragen.
Nachdem das simulierte Bild mit hoher Auflösung 1504 erzeugt wurde, werden Korrekturdaten erzeugt. 21 ist ein Blockdiagramm, das die Erzeugung von Korrekturdaten unter Verwendung eines zentrierten adaptiven Mehrfachdurchlauf-Algorithmus in einem System 1520 gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt. Das simulierte Bild mit hoher Auflösung 1504 wird auf einer Pixel-Um-Pixel-Basis von dem Bild mit hoher Auflösung 28 an der Subtraktionsstufe 1522 subtrahiert. Bei einem Ausführungsbeispiel werden die resultierenden Fehlerbilddaten durch ein Fehlerfilter 1526 gefiltert, um ein Fehlerbild 1530 zu erzeugen. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Fehlerfilter ein 3 × 3-Filter, wobei die Mitte der Faltung die Mittelposition in der 3 × 3-Matrix ist. Die Filterkoeffizienten der ersten Zeile sind „1/16", „2/16", „1/16", die Filterkoeffizienten der zweiten Zeile sind „2/16", „4/16", „2/16" und die Filterkoeffizienten der letzten Zeile sind „1/16", „2/16", „1/16". Die Filterkoeffizienten stellen die proportionalen Differenzen zwischen einem Pixel eines Teilrahmens mit niedriger Auflösung und den neun Pixeln des Bilds mit hoher Auflösung 28 dar. Wie es in 19B dargestellt ist, wird der Fehlerwert in dem Fehlerbild 1530 für das Pixel eines Teilrahmens mit niedriger Auflösung 1414 gemessen gegenüber dem Pixel 1404 des Bilds mit hoher Auflösung 28, und den acht Hochauflösungspixeln unmittelbar benachbart zu dem Pixel 1404. Mit den obigen Filterkoeffizienten werden die Hochauflösungspixel über, unter, links und rechts von dem Pixel 1404 zwei Mal so stark gewichtet wie die Hochauflösungspixel benachbart zu den Ecken des Pixels 1404 beim Berechnen des Fehlerwerts, der dem Pixel 1414 entspricht. Gleichartig dazu wird das Pixel 1404 zwei Mal so stark gewichtet wie die vier Hochauflösungspixel über, unter, links und rechts von dem Pixel 1404 beim Berechnen des Fehlerwerts, der dem Pixel 1414 entspricht.
Vier Korrekturteilrahmen (nicht gezeigt), die den anfänglichen Teilrahmen 1412A, 1422A, 1432A bzw. 1442A zugeordnet sind, werden von dem Fehlerbild 1530 erzeugt. Vier aktualisierte Teilrahmen 1412B, 1422B, 1432B und 1442B werden erzeugt, durch Multiplizieren der Korrekturteilrahmen mit dem Schärfungsfaktor α, und Hinzufügen der anfänglichen Teilrahmen 14-12A, 1422A, 1432A bzw. 1442A. Der Schärfungsfaktor α kann für unterschiedliche Iterationen des zentrierten adaptiven Mehrfachdurchlauf-Algorithmus unterschiedlich sein. Bei einem Ausführungsbeispiel kann sich der Schärfungsfaktor α zwischen aufeinanderfolgenden Itera tionen verringern. Beispielsweise kann der Schärfungsfaktor α für eine erste Iteration „3" sein, für eine zweite Iteration „1,8", und für eine dritte Iteration „0,5".
Bei einem Ausführungsbeispiel werden aktualisierte Teilrahmen 1412B, 1422B, 1432B und 1442B bei der nächsten Iteration des zentrierten adaptiven Mehrfachdurchlauf-Algorithmus verwendet, um weitere aktualisierte Teilrahmen zu erzeugen. Jede gewünschte Anzahl von Iterationen kann durchgeführt werden. Nach einer Anzahl von Iterationen konvergieren die Werte für die Teilrahmen, die unter Verwendung des zentrierten adaptiven Mehrfachdurchlauf-Algorithmus erzeugt wurden, zu optimalen Werten. Bei einem Ausführungsbeispiel ist die Teilrahmenerzeugungseinheit 36 konfiguriert, um Teilrahmen 30 basierend auf dem zentrierten adaptiven Mehrfachdurchlauf-Algorithmus zu erzeugen.
Bei dem Ausführungsbeispiel des oben beschriebenen zentrierten adaptiven Mehrfachdurchlauf-Algorithmus wurden die Zähler- und Nennerwerte des Filterkoeffizienten ausgewählt, um Potenzen von 2 zu sein. Durch Verwenden von Potenzen von 2 kann das Verarbeiten in digitalen Systemen beschleunigt werden. Bei anderen Ausführungsbeispielen des zentrierten adaptiven Mehrfachdurchlauf-Algorithmus können andere Filterkoeffizientenwerte verwendet werden.
Bei anderen Ausführungsbeispielen kann der eben beschriebene zentrierte adaptive Mehrfachdurchlauf-Algorithmus modifiziert werden, um zwei Teilrahmen für Zwei-Positionsverarbeitung zu erzeugen. Die beiden Teilrahmen werden mit dem Anzeigegerät 26 angezeigt, unter Verwendung von Zwei-Positionsverarbeitung, wie es oben mit Bezugnahme auf 2A–2C beschrieben ist. Mit Zwei-Positionsverarbeitung sind die Pixel B1–B16 und C1–C16 in dem Bild 30M (in 20 gezeigt) Null, und das Interpolationsfilter umfasst ein 3 × 3-Array, bei dem die erste Zeile von Werten „1/8", „2/8", „1/8" ist, die zweite Zeile von Werten „2/8", „4/8", „2/8" ist, und die dritte Zeile von Werten „1/8", „2/8", „1/8" ist. Das Fehlerfilter für Zwei-Positionsverarbeitung ist das gleiche wie das Fehlerfilter für Vier-Positionsverarbeitung.
Bei anderen Ausführungsbeispielen kann der zentrierte adaptive Mehrfachdurchlauf-Algorithmus für jede Anzahl von Iterationen in einem Durchlauf durchgeführt werden, durch Mischen der Berechnungen jeder Iteration in einen einzigen Schritt für jeden Teilrahmenpixelwert. Auf diese Weise wird jeder Teilrahmenpixelwert erzeugt, ohne explizit Simulations-, Fehler- und Korrektur-Teilrahmen für jede Iteration zu erzeugen. Statt dessen wird jeder Teilrahmenpixelwert unabhängig von Zwischenwerten berechnet, die von den ursprünglichen Bildpixelwerten berechnet werden.
X. Vereinfachter zentrierter adaptiver Mehrfachdurchlauf
Ein vereinfachter zentrierter adaptiver Mehrfachdurchlauf-Algorithmus zum Erzeugen von Teilrahmen 30 gemäß einem Ausführungsbeispiel verwendet vergangene Fehler, um Schätzungen für Teilrahmendaten zu aktualisieren, und liefert schnelle Konvergenz und geringe Speicheranforderungen. Der vereinfachte zentrierte adaptive Mehrfachdurchlauf-Algorithmus modifiziert den oben beschriebenen adaptiven Vier-Positions-Mehrfachdurchlauf-Algorithmus. Mit dem vereinfachten zentrierten adaptiven Mehrfachdurchlauf-Algorithmus ist jedes Pixel in jedem der vier Teilrahmen 30 zentriert bezüglich eines Pixels in einem ursprünglichen Bild mit hoher Auflösung 28, wie es oben mit Bezugnahme auf 19A–19E beschrieben ist. Die vier Teilrahmen sind angezeigt mit dem Anzeigegerät 26 unter Verwendung von Vier-Positionsverarbeitung, wie es oben mit Bezugnahme auf 3A–3E beschrieben ist.
Mit Bezugnahme auf 19A–19E erzeugt die Teilrahmenerzeugungseinheit 36 die anfänglichen vier Teilrahmen 1412A, 1422A, 1432A und 1442A von dem Bild mit hoher Auflösung 28.
Bei einem Ausführungsbeispiel können die Teilrahmen 1412A, 1422A, 1432A und 1442A unter Verwendung eines Ausführungsbeispiels des Nächster-Nachbar-Algorithmus erzeugt werden, der oben mit Bezugnahme auf 5 beschrieben ist. Bei anderen Ausführungsbeispielen können Teilrahmen 1412A, 1422A, 1432A und 1442A unter Verwendung anderer Algorithmen erzeugt werden. Für Fehlerverarbeitung werden die Teilrahmen 1412A, 1422A, 1432A und 1442A aufwärts abgetastet, um ein aufwärts abgetastetes Bild zu erzeugen, das in 22 als Teilrahmen 30M gezeigt ist.
22 ist ein Blockdiagramm, das ein System 1600 zum Erzeugen eines simulierten Bilds mit hoher Auflösung 1604 für Vier-Positionsverarbeitung basierend auf dem Teilrahmen 30N darstellt, unter Verwendung eines vereinfachten zentrierten adaptiven Mehrfachdurchlauf-Algorithmus gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Bei dem in 22 dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Teilrahmen 30N ein 8 × 8-Array von Pixeln. Der Teilrahmen 30N umfasst Pixeldaten für 4 × 4-Pixel-Teilrahmen für Vier-Positionsverarbeitung. Die Pixel A1–A16 stellen Pixel von dem Teilrahmen 1412A dar, die Pixel B1–B16 stellen Pixel von dem Teilrahmen 1422A dar, die Pixel C1–C16 stellen Pixel von dem Teilrahmen 1432A dar, und die Pixel D1–D16 stellen Pixel von dem Teilrahmen 1442A dar.
Der Teilrahmen 30N wird mit einem Interpolationsfilter an einer Faltungsstufe 1602 gefaltet, und erzeugt dadurch das simulierte Bild mit hoher Auflösung 1604. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Interpolationsfilter ein 3 × 3-Filter, wobei die Mitte der Faltung die Mittelposition in der 3 × 3-Matrix ist. Die Filterkoeffizienten der ersten Zeile sind „0", „1/8", „0", die Filterkoeffizienten der zweiten Zeile sind „1/8", „4/8", „1/8", und die Filterkoeffizienten der letzten Zeile sind „0", „1/8", „0".
Die Filterkoeffizienten nähern die relativen Proportionen, die die fünf Teilrahmenpixel zu der angezeigten Darstellung eines Pixels des Bilds mit hoher Auflösung 28 beitragen. Unter Bezugnahme auf das Beispiel von 19 oben tragen die Pixel 1424, 1426, 1434 und 1436 von den Teilrahmen 1422A bzw. 1432A jeweils etwa halb so viel Licht bei wie das Pixel 1414 von den Teilrahmen 1412A, und die Pixel 1444, 1446, 1448 und 1450 von dem Teilrahmen 1442A tragen jeweils etwa ein Viertel so viel Licht bei wie das Pixel 1414 von dem Teilrahmen 1412A. Mit dem vereinfachten zentrierten adaptiven Mehrfachdurchlauf-Algorithmus werden die Beiträge von den Pixeln 1444, 1446, 1448 und 1450, die als die „Eckpixel" bezeichnet werden, beim Berechnen des Pixelwerts für das Pixel 1414 ignoriert, wie es durch die Filterkoeffizienten von 0 angezeigt ist, die den Eckpixeln zugeordnet sind.
Die Werte der Teilrahmenpixel 1414, 1424, 1426, 1434, 1436, 1444, 1446, 1448 und 1450 entsprechen den Pixeln A6, B5, B6, C2, C6, D1, D5, D2 bzw. D6 in dem Teilrahmenbild 30N. Somit wird das Pixel A6_SIM für das simulierte Bild 1504 (das dem Pixel 1404 in 19 entspricht) berechnet von den Werten in dem Teilrahmenbild 30N, wie folgt in der Gleichung XXXIV: Gleichung XXXIV
Die Gleichung XXXIV vereinfacht zu der Gleichung XXXV:
Gleichung XXXV

A6SIM = (C2 + B5 + (4 × A6) + B6 + C6)/8

Die Bilddaten werden durch einen Faktor von 8 dividiert, um die relativen Proportionen auszugleichen, die die fünf Teilrahmenpixel zu jedem angezeigten Pixel beitragen.
Nachdem das simulierte Bild mit hoher Auflösung 1604 erzeugt wurde, werden Korrekturdaten erzeugt. 23 ist ein Blockdiagramm, das die Erzeugung von Korrekturdaten darstellt, unter Verwendung eines zentrierten adaptiven Mehrfachdurchlauf-Algorithmus in einem System 1700 gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Das simulierte Bild mit hoher Auflösung 1604 wird auf einer Pixel-Um-Pixel-Basis an einer Subtraktionsstufe 1702 von dem Bild mit hoher Auflösung 28 subtrahiert, um ein Fehlerbild 1704 zu erzeugen.
Vier Korrekturteilrahmen (nicht gezeigt), die den anfänglichen Teilrahmen 1412A, 1422A, 1432A bzw. 1442A zugeordnet sind, werden von dem Fehlerbild 1704 erzeugt. Vier aktualisierte Teilrahmen 1704A, 1704B, 1704C und 1704D werden durch Multiplizieren der Korrekturteilrahmen mit dem Schärfungsfaktor α, und Hinzufügen der anfänglichen Teilrahmen 1412A, 1422A, 1432A bzw. 1442A erzeugt. Der Schärfungsfaktor α kann für unterschiedliche Iterationen des vereinfachten zentrierten adaptiven Mehrfachdurchlauf-Algorithmus unterschiedlich sein. Bei einem Ausführungsbeispiel kann sich der Schärfungsfaktor α zwischen aufeinanderfolgenden Iterationen verringern. Beispielsweise kann der Schärfungsfaktor α für eine erste Iteration „3" sein, für eine zweite Iteration „1,8" und für eine dritte Iteration „0,5".
Bei einem Ausführungsbeispiel werden aktualisierte Teilrahmen 1704A, 1704B, 1704C und 1704D bei der nächsten Iteration des vereinfachten zentrierten adaptiven Mehrfachdurchlauf-Algorithmus verwendet, um weitere aktualisierte Teilrahmen zu erzeugen. Jede gewünschte Anzahl von Iterationen kann durchgeführt werden. Nach einer Anzahl von Iterationen konvergieren die Werte für die Teilrahmen, die unter Verwendung des vereinfachten zentrierten adaptiven Mehrfach durchlauf-Algorithmus verwendet werden, zu optimalen Werten. Bei einem Ausführungsbeispiel ist die Teilrahmenerzeugungseinheit 36 konfiguriert, um Teilrahmen 30 basierend auf dem zentrierten adaptiven Mehrfachdurchlauf-Algorithmus zu erzeugen.
Bei dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel des vereinfachten zentrierten adaptiven Mehrfachdurchlauf-Algorithmus wurden die Zähler- und Nenner-Werte des Filterkoeffizienten ausgewählt, um Potenzen von 2 zu sein. Durch Verwenden von Potenzen von 2 kann das Verarbeiten in digitalen Systemen beschleunigt werden. Bei anderen Ausführungsbeispielen des vereinfachten zentrierten adaptiven Mehrfachdurchlauf-Algorithmus können andere Filterkoeffizientenwerte verwendet werden.
Bei anderen Ausführungsbeispielen kann der vereinfachte zentrierte adaptive Mehrfachdurchlauf-Algorithmus für jede Anzahl von Iterationen in einem Durchlauf durchgeführt werden, durch Mischen der Berechnungen für jede Iteration in einen einzigen Schritt für jeden Teilrahmenpixelwert. Auf diese Weise wird jeder Teilrahmenpixelwert erzeugt, ohne explizit Simulations-, Fehler- und Korrekturteilrahmen für jede Iteration zu erzeugen. Statt dessen wird jeder Teilrahmenpixelwert unabhängig von Zwischenwerten berechnet, die von den ursprünglichen Bildpixelwerten berechnet werden.
XI. Adaptiver Mehrfachdurchlauf mit Historie
Ein adaptiver Mehrfachdurchlauf-Algorithmus mit Historie zum Erzeugen von Teilrahmen 30 gemäß einem Ausführungsbeispiel verwendet vergangene Fehler, um Schätzungen für Teilrahmendaten zu aktualisieren, und kann schnelle Konvergenz und geringe Speicheranforderungen liefern. Der adaptive Mehrfachdurchlauf-Algorithmus mit Historie modifiziert den Vier-Position-adaptiven Mehrfachdurchlauf-Algorithmus, der oben beschrieben ist, durch Verwenden von Historienwerten, um Teilrahmen in einem Durchlauf des Algorithmus zu erzeugen. Die vier Teilrahmen werden mit dem Anzeigegerät 26 angezeigt unter Verwendung von Vier-Positionsverarbeitung, wie es oben mit Bezugnahme auf 3A–3E beschrieben ist.
Zumindest zwei Verfahren zum Implementieren des adaptiven Mehrfachdurchlauf-Algorithmus können verwendet werden. Zuerst kann der adaptive Mehrfachdurchlauf-Algorithmus in mehreren Iterationen durchgeführt werden, wie es oben für den adaptiven Mehrfachdurchlauf-, den zentrierten adaptiven Mehrfachdurchlauf- und den vereinfachten zentrierten adaptiven Mehrfachdurchlauf-Algorithmus beschrieben ist. Mit mehreren Iterationen (1) werden Anfangs-Teilrahmen erzeugt, (2) wird ein simuliertes Bild erzeugt, (3) werden Korrekturdaten berechnet durch Vergleichen des simulierten Bildes mit dem ursprünglichen Bild, und (4) werden aktualisierte Teilrahmen erzeugt unter Verwendung der Korrekturdaten. Schritte (2) bis (4) werden dann für jede Iteration wiederholt.
Der adaptive Mehrfachdurchlauf-Algorithmus kann auch implementiert werden durch Berechnen jedes endgültigen Teilrahmenpixelwerts in einem Durchlauf unter Verwendung einer Einflussregion für jeden endgültigen Teilrahmenpixelwert. Mit diesem Verfahren entspricht die Größe der Einflussregion der Anzahl von Iterationen, die durchzuführen sind, wie es in 24A–24C gezeigt ist. Wie es nachfolgend beschrieben ist, kann die Einflussregion vereinfacht werden, wie es in 27 und 31 gezeigt ist.
24A–24C sind Blockdiagramme, die Einflussregionen für ein Pixel 1802 für unterschiedliche Anzahlen von Iterationen des adaptiven Mehrfachdurchlauf-Algorithmus darstellen. 24A stellt eine Einflussregion 1804 für das Pixel 1802 in einem Bild 1800 dar, für eine Iteration des adaptiven Mehrfachdurchlauf-Algorithmus. Wie es in 24A gezeigt ist, umfasst die Einflussregion 1804 ein 4 × 4-Array von Pixeln, wobei das Pixel 1802 in der Einflussregion 1804 zentriert ist, wie es gezeigt ist. Die Einflussregion 1804 umfasst die Pixelwerte, die verwendet werden, um die Anfangs-, Simulations- und Korrekturwerte für das Pixel 1802 zu erzeugen, unter Verwendung einer Iteration des adaptiven Mehrfachdurchlauf-Algorithmus.
Für zwei Iterationen des adaptiven Mehrfachdurchlauf-Algorithmus erstreckt sich eine Einflussregion 1806 auf ein 6 × 6-Array, wobei das Pixel 1802 in der Einflussregion 1806 zentriert ist, wie es in 24B gezeigt ist. Die Einflussregion 1806 für das Pixel 1802 umfasst ein 6 × 6-Array von Pixeln und umfasst die Pixelwerte, die verwendet werden, um die Anfangs-, Simulations- und Korrekturwerte für das Pixel 1802 zu erzeugen, unter Verwendung von zwei Iterationen des adaptiven Mehrfachdurchlauf-Algorithmus.
Wie es in 24C gezeigt ist, erstreckt sich eine Einflussregion 1808 ferner auf ein 8 × 8-Array für drei Iterationen des adaptiven Mehrfachdurchlauf-Algorithmus. Die Einflussregion 1808 für das Pixel 1802 umfasst ein 8 × 8-Array von Pixeln, wobei das Pixel 1802 in der Einflussregion 1808 zentriert ist, wie es gezeigt ist, und die Pixelwerte umfasst, die verwendet werden, um die Anfangs-, Simulations- und Korrekturwerte für das Pixel 1802 zu erzeugen, unter Verwendung von drei Iterationen des adaptiven Mehrfachdurchlauf-Algorithmus. Insbesondere bedeckt die Einflussregion 1808 acht Zeilen des Bildes 1800.
Die Größe einer Einflussregion kann verallgemeinert werden durch Beachten, dass für die Einflussregion n Iterationen ein (2n + 2) × (2n + 2) Array umfasst.
Mit dem einen Durchlaufverfahren zum Implementieren des adaptiven Mehrfachdurchlauf-Algorithmus wird jeder endgültige Teilrahmenpixelwert. berechnet durch Verschieben der Einflussregion bezüglich des Pixelwerts, der dem endgülti gen Teilrahmenpixelwert entspricht. 25 ist ein Blockdiagramm, das eine Einflussregion 1904 eines Pixels 1902 bezüglich eines Bilds 1900 für drei Iterationen des adaptiven Mehrfachdurchlauf-Algorithmus darstellt. In 25 wird der endgültige Teilrahmenpixelwert, der dem Pixel 1902 entspricht, berechnet unter Verwendung der Pixelwerte, die durch die Einflussregion 1904 umschlossen sind. Um den endgültigen Teilrahmenpixelwert zu berechnen, der einem Pixel 1906 entspricht, wird die Einflussregion 1904 um ein Pixel nach rechts (nicht gezeigt) verschoben, wie es durch einen Pfeil 1908 angezeigt ist. Gleichartig dazu wird die Einflussregion 1904 um ein Pixel (nicht gezeigt) nach unten verschoben, wie es durch einen Pfeil 1912 angezeigt ist, um den endgültigen Teilrahmenpixelwert zu berechnen, der einem Pixel 1910 entspricht.
Bei einem Ausführungsbeispiel können die endgültigen Teilrahmenpixelwerte des Bildes 1900 in einem Rastermuster berechnet werden, wo die Werte Zeile um Zeile von links nach rechts berechnet werden, beginnend mit der oberen Zeile und endend mit der unteren Zeile. Bei anderen Ausführungsbeispielen können die endgültigen Teilrahmenpixelwerte gemäß anderen Mustern oder in anderen Reihenfolgen berechnet werden.
26 ist ein Blockdiagramm, das berechnete Historienwerte in einer Einflussregion 2004 eines Pixels 2002 für drei Iterationen des adaptiven Mehrfachdurchlauf-Algorithmus berechnet, wo die endgültigen Teilrahmenpixelwerte in einem Rastermuter berechnet werden. Die schraffierten Pixel in der Einflussregion 2004 umfassen Historienwerte, d. h. endgültige Teilrahmenpixelwerte, die vor dem Berechnen des endgültigen Teilrahmenpixelwerts für das Pixel 2002 berechnet wurden. Mit einem Rastermuster werden die endgültigen Teilrahmenpixelwerte für jede Zeile über dem Pixel 2002 und für jedes Pixel auf der gleichen Zeile und links von dem Pixel 2002 berechnet.
Durch Verwenden von Historienwerten und Ignorieren der letzten Zeile von Anfangswerten kann die Einflussregion 2004, die in 26 für das Pixel 2002 gezeigt ist, vereinfacht werden. 27 ist ein Blockdiagramm, das berechnete Historienwerte in einer vereinfachten Einflussregion 2006 des Pixels 2002 für drei Iterationen des adaptiven Mehrfachdurchlauf-Algorithmus mit Historie berechnet, wo die endgültigen Teilrahmenpixelwerte in einem Rastermuster berechnet werden. Die vereinfachte Einflussregion 2006 umfasst fünf Zeilen – eine Zeile 2008 von Historienwerten, eine Zeile 2010 von sowohl Historienwerten als auch Anfangswerten, und drei Zeilen 2012 von Anfangswerten. Die vereinfachte Einflussregion 2006 umfasst nicht die ersten zwei Zeilen von Historienwerten und die letzten zwei Zeilen von Anfangswerten von der Einflussregion 2004.
Die Anfangshistorienwerte 2008 können eingestellt sein, um gleich den entsprechenden Pixelwerten von der ersten Zeile des ursprünglichen Bildes zu sein, oder können auf Null eingestellt sein. Die Anfangswerte in den Zeilen 2010 und 2012 können anfangs auf Null eingestellt sein oder können auf gleich den berechneten Anfangswerten von einer Spalte 2016 eingestellt sein. Der endgültige Teilrahmenpixelwert, der dem Pixel 2002 entspricht, kann unter Verwendung der Historien- und Anfangswerte von der vereinfachten Einflussregion 2006 unter Verwendung des folgenden Algorithmus berechnet werden.
Zunächst werden die Anfangspixelwerte für die Pixel in der Spalte 2016 der Einflussregion 2006 unter Verwendung der ursprünglichen Bildpixelwerte berechnet. Bei einem Ausführungsbeispiel werden die Anfangspixelwerte berechnet durch Mitteln jedes Pixelwerts mit drei anderen Pixelwerten. Bei anderen Ausführungsbeispielen können andere Algorithmen verwendet werden. Als Nächstes werden die simulierten Pixelwerte für die Pixel in der Spalte 2016 berechnet durch Falten der Anfangspixelwerte mit einem Simulationsbetriebssystemkern. Der Simulationsbetriebssystemkern umfasst ein 3 × 3-Array, wobei die erste Zeile von Werten „1/4", „1/4" und „0" ist, die zweite Zeile von Werten „1/4", „1/4 und „0" ist und die dritte Zeile von Werten „0", „0" und „0" ist. Fehlerwerte werden für jedes Pixel in der Spalte 2016 erzeugt, durch Subtrahieren der simulierten Pixelwerte von den ursprünglichen Bildpixelwerten.
Nachdem die Fehlerwerte der Spalte 2016 berechnet wurden, werden die simulierten Pixelwerte für die Pixel in einer Spalte 2018 berechnet durch Falten der Anfangspixelwerte mit dem Simulationsbetriebssystemkern. Fehlerwerte werden für jedes Pixel in der Spalte 2018 erzeugt, durch Subtrahieren der simulierten Pixelwerte von den ursprünglichen Bildpixelwerten. Die Korrekturwerte für die Pixel in der Spalte 2018 werden berechnet durch Falten der Fehlerwerte mit einem Fehlerbetriebssystemkern. Der Fehlerbetriebssystemkern umfasst ein 3 × 3-Array, wobei die erste Zeile von Werten „0", „0" und „0" ist, die zweite Zeile von Werten „0", „1/4" und „1/4" ist, und die dritte Zeile von Werten „0", „1/4" und „1/4" ist. Die adaptiven Pixelwerte für die Pixel in der Spalte 2018 werden berechnet durch Multiplizieren der Korrekturwerte mit einem Schärfungsfaktor, α, und durch Addieren des Produkts zu den Anfangswerten.
Nachdem die adaptiven Pixelwerte der Spalte 2018 berechnet wurden, werden die simulierten Pixelwerte für die Pixel in einer Spalte 2020 berechnet durch Falten der Anfangspixelwerte mit dem Simulationsbetriebssystemkern. Fehlerwerte werden für jedes Pixel in der Spalte 2020 erzeugt, durch Subtrahieren der simulierten Pixelwerte von den ursprünglichen Bildpixelwerten. Die Korrekturwerte für die Pixel in der Spalte 2020 werden berechnet durch Falten der Fehlerwerte mit dem Fehlerbetriebssystemkern. Die adaptiven Pixelwerte für die Pixel in der Spalte 2020 werden berechnet durch Multiplizieren der Korrekturwerte mit einem Schärfungsfaktor, α, und Addieren des Produkts zu den Anfangswerten.
Nachdem die adaptiven Pixelwerte der Spalte 2020 berechnet wurden, werden die simulierten Pixelwerte für die Pixel in einer Spalte 2022 berechnet, durch Falten der Anfangspixelwerte mit dem Simulationsbetriebssystemkern. Fehlerwerte werden für jedes Pixel in der Spalte 2022 erzeugt, durch Subtrahieren der simulierten Pixelwerte von den ursprünglichen Bildpixelwerten. Die Korrekturwerte für die Pixel in der Spalte 2022 werden berechnet durch Falten der Fehlerwerte mit dem Fehlerbetriebssystemkern.
Der endgültige Teilrahmenpixelwert, der dem Pixel 2002 entspricht, wird berechnet unter Verwendung der Werte, die durch den obigen Algorithmus erzeugt werden, der Historienwerte und eines Schärfungsfaktors, α.
Zwischenberechnungen, die beim Berechnen des endgültigen Teilrahmenpixelwerts verwendet werden, der einem gegebenen Pixel entspricht, können wiederverwendet werden beim Berechnen des endgültigen Teilrahmenpixelwerts, der einem Pixel benachbart zu dem gegebenen Pixel entspricht. Beispielsweise können Zwischenberechnungen, die beim Berechnen des endgültigen Teilrahmenpixelwerts für das Pixel 2002 verwendet werden, wiederverwendet werden beim Berechnen des endgültigen Teilrahmenpixelwerts eines Pixels rechts von dem Pixel 2002. Als Folge können bestimmte redundante Berechnungen ausgelassen werden.
Der Schärfungsfaktor, α, in dem obigen Algorithmus kann beim Berechnen von Werten unterschiedlicher Spalten unterschiedlich sein, unter Verwendung des adaptiven Mehrfachdurchlauf-Algorithmus mit Historie. Beispielsweise kann der Schärfungsfaktor, α, „3" sein für das Berechnen der adaptiven Pixelwerte der Spalte 2018, „1,8" zum Berechnen der adaptiven Pixelwerte der Spalte 2020 und „0,5" zum Berechnen des endgültigen Teilrahmenpixelwerts, der dem Pixel 2002 entspricht.
Obwohl der obige Algorithmus für drei Iterationen des adaptiven Mehrfachdurchlauf-Algorithmus beschrieben wurde, kann der Algorithmus erweitert oder reduziert werden, um für jede Anzahl von Iterationen zu gelten, durch Erhöhen oder Verringern der Anzahl von Spalten und/oder der Anzahl von Pixeln in jeder Spalte, die bei dem obigen Algorithmus verwendet wurde, gemäß der Einflussregion für die Anzahl von Iterationen.
28 ist ein Blockdiagramm, das die vereinfachte Einflussregion 2006 des Pixels 2002 bezüglich des Bildes 1900 für drei Iterationen des adaptiven Mehrfachdurchlauf-Algorithmus mit Historie zeigt, wo die endgültigen Teilrahmenpixelwerte in einem Rastermuster berechnet werden. Bei 28 wird der endgültige Teilrahmenpixelwert, der dem Pixel 2002 entspricht, berechnet unter Verwendung der Pixelwerte, die durch die Einflussregion 2006 umschlossen sind, wie es eben in dem obigen Algorithmus beschrieben wurde. Um den endgültigen Teilrahmenpixelwert zu berechnen, der einem Pixel 2028 entspricht, wird die Einflussregion 2006 um einen Pixel nach rechts (nicht gezeigt) verschoben, wie es durch den Pfeil 1908 angezeigt ist. Gleichartig dazu wird die Einflussregion 2006 um ein Pixel nach unten verschoben (nicht gezeigt), wie es durch den Pfeil 1912 angezeigt ist, um den endgültigen Teilrahmenpixelwert zu berechnen, der einem Pixel 2030 entspricht.
29 ist ein Blockdiagramm, das Abschnitte der Teilrahmenerzeugungseinheit 36 gemäß einem Ausführungsbeispiel darstellt. Bei diesem Ausführungsbeispiel umfasst die Teilrahmenerzeugungseinheit 36 einen Prozessor 2100, einen Hauptspeicher 2102, eine Steuerung 2104 und einen Speicher 2106. Die Steuerung 2104 ist mit dem Prozessor 2100, dem Hauptspeicher 2102 und einem Speicher 2106 gekoppelt. Der Speicher 2106 umfasst einen relativ großen Speicher, der ein ursprüngliches Bild 28 und ein Teilrahmenbild 30P umfasst. Der Hauptspeicher 2102 umfasst einen relativ schnellen Speicher, der ein Teilrahmenerzeugungsmodul 2110, temporäre Variablen 2112, ursprüngliche Bildzeilen 28A von dem ursprünglichen Bild 28 und Teilrahmenbildzeile 30P-1 von dem Teilrahmenbild 30P umfasst.
Der Prozessor 2100 greift unter Verwendung der Steuerung 2104 auf Befehle und Daten von dem Hauptspeicher 2102 und dem Speicher 2106 zu. Der Prozessor 2100 führt unter Verwendung der Steuerung 2104 Befehle aus und speichert Daten in dem Hauptspeicher 2102 und dem Speicher 2106.
Das Teilrahmenerzeugungsmodul 2110 umfasst Befehle, die durch den Prozessor 2100 ausgeführt werden können, um den adaptiven Mehrfachdurchlauf-Algorithmus mit Historie zu implementieren. Ansprechend auf das Ausgeführt-Werden durch den Prozessor 2100 bewirkt das Teilrahmenerzeugungsmodul 2110, dass ein Satz von ursprünglichen Bildzeilen 28A und eine Teilrahmenbildzeile 30P-1 in den Hauptspeicher 2102 kopiert werden. Das Teilrahmenerzeugungsmodul 2110 bewirkt, dass die endgültigen Teilrahmenpixelwerte für jede Zeile erzeugt werden unter Verwendung der Pixelwerte in den ursprünglichen Bildzeilen 28A und der Teilrahmenbildzeile 30P-1 gemäß dem adaptiven Mehrfachdurchlauf-Algorithmus mit Historie. Beim Erzeugen der endgültigen Teilrahmenpixelwerte bewirkt das Teilrahmenerzeugungsmodul 2110, dass temporäre Werte als temporäre Variablen 2112 gespeichert werden. Nach dem Erzeugen der endgültigen Teilrahmenpixelwerte für eine Teilrahmenbildzeile bewirkt das Teilrahmenerzeugungsmodul 2110, dass die Zeile als Teilrahmenbild 30P gespeichert wird, und bewirkt, dass eine nächste Zeile von Pixelwerten von dem ursprünglichen Bild 28 gelesen wird und in den ursprünglichen Bildzeilen 28A gespeichert wird.
Bei einem Ausführungsbeispiel, wo das Teilrahmenerzeugungsmodul 2110 drei Iterationen des adaptiven Mehrfachdurchlauf-Algorithmus mit Historie implementiert, umfassen die ursprünglichen Bildzeilen 28A vier Zeilen des ursprünglichen Bildes 28. Bei anderen Ausführungsbeispielen umfassen die ursprünglichen Bildzeilen 28A eine andere Anzahl von Zeilen des ursprünglichen Bildes 28.
Bei einem Ausführungsbeispiel erzeugt die Teilrahmenerzeugungseinheit 36 vier Teilrahmen von dem Teilrahmenbild 30P. Die vier Teilrahmen werden mit dem Anzeigegerät 26 angezeigt, unter Verwendung von Vier-Positionsverarbeitung, wie es oben mit Bezugnahme auf 3A–3E beschrieben ist.
Bei anderen Ausführungsbeispielen umfasst die Teilrahmenerzeugungseinheit 36 eine anwendungs-spezifische integrierte Schaltung (ASIC), die die Funktionen der in 29 gezeigten Komponenten in eine integrierte Schaltung aufnimmt. Bei diesen Ausführungsbeispielen kann der Hauptspeicher 2102 in der ASIC enthalten sein, und der Speicher 2106 kann in oder außerhalb der ASIC enthalten sein. Die ASIC kann jede Kombination von Hardware- und Software- oder Firmware-Komponenten umfassen.
Bei anderen Ausführungsbeispielen kann der adaptive Mehrfachdurchlauf-Algorithmus mit Historie verwendet werden, um zwei Teilrahmen für Zwei-Positionsverarbeitung zu erzeugen. Die zwei Teilrahmen werden angezeigt mit dem Anzeigegerät 26 unter Verwendung von Zwei-Positionsverarbeitung, wie es oben mit Bezugnahme auf 2A–2C beschrieben ist. Mit Zwei-Positionsverarbeitung umfasst der Simulationsbetriebskern ein 3 × 3-Array, wobei die erste Zeile von Werten „1/2", „1/2", „0" ist, die zweite Zeile von Werten „1/2", „1/2", „0" ist und die dritte Zeile von Werten „0", „0", „0" ist.
XII. Vereinfachter zentrierter adaptiver Mehrfachdurchlauf mit Historie
Ein vereinfachter zentrierter adaptiver Mehrfachdurchlauf-Algorithmus mit Historie zum Erzeugen von Teilrahmen 30 gemäß einem Ausführungsbeispiel verwendet vergangene Fehler, um Schätzungen für Teilrahmendaten zu aktualisieren und kann schnelle Konvergenz und geringe Speicheranforderungen liefern. Der vereinfachte zentrierte adaptive Mehrfachdurchlauf-Algorithmus mit Historie modifiziert den adaptiven Mehrfachdurchlauf-Algorithmus mit Historie durch Ändern der Werte in dem Simulationsbetriebssystemkern und Auslassen des Fehlerbetriebssystemkerns beim Erzeugen von vier Teilrahmen bei einem Durchlauf des Algorithmus. Die vier Teilrahmen werden mit dem Anzeigegerät 26 angezeigt, unter Verwendung von Vier-Positionsverarbeitung, wie es oben mit Bezugnahme auf 3A–3E beschrieben ist.
Mit Bezugnahme auf 27 können die anfänglichen Historienwerte 2008 eingestellt sein, um gleich den entsprechenden Pixelwerten von der ersten Zeile des ursprünglichen Bildes zu sein, oder können auf Null eingestellt sein. Die Anfangswerte in den Zeilen 2010 und 2012 können anfangs auf Null eingestellt sein, oder können eingestellt sein, um gleich den berechneten Anfangswerten von der Spalte 2016 zu sein. Der endgültige Teilrahmenpixelwert, der dem Pixel 2002 entspricht, kann berechnet werden unter Verwendung der Historien- und Anfangswerte von der vereinfachten Einflussregion 2006 unter Verwendung des folgenden Algorithmus. Der vereinfachte zentrierte adaptive Mehrfachdurchlauf-Algorithmus mit Historie kann wie folgt implementiert werden.
Zunächst werden die Anfangspixelwerte für die Pixel in der Spalte 2016 berechnet. Die Anfangspixelwerte können berechnet werden unter Verwendung des Nächster-Nachbar-Algorithmus oder jedes anderen geeigneten Algorithmus.
Nachdem die Anfangspixelwerte der Spalte 2016 berechnet wurden, werden die simulierten Pixelwerte für die Pixel in einer Spalte 2018 berechnet durch Falten der anfänglichen Pixelwerte mit einem Simulationsbetriebssystemkern. Der Simulationsbetriebssystemkern umfasst ein 3 × 3-Array, wobei die erste Zeile von Werten „0", „1/8" und „0" ist, die zweite Zeile von Werten „1/8", „4/8" und „1/8" ist, und die dritte Zeile von Werten „0", „1/8" und „0" ist. Die Korrekturwerte für die Pixel in der Spalte 2018 werden berechnet durch Subtrahieren der simulierten Pixelwerte von den ursprünglichen Bildpixelwerten. Die adaptiven Pixelwerte für die Pixel in der Spalte 2018 werden berechnet durch Multiplizieren der Korrekturwerte mit einem Schärfungsfaktor, α, und Addieren des Produkts zu den Anfangswerten.
Nachdem die Simulationswerte der Spalte 2018 berechnet wurden, werden die simulierten Pixelwerte für die Pixel in einer Spalte 2020 berechnet durch Falten der Anfangspixelwerte mit dem Simulationsbetriebssystemkern. Die Korrekturwerte für die Pixel in der Spalte 2020 werden berechnet durch Subtrahieren der simulierten Pixelwerte von den ursprünglichen Bildpixelwerten. Die adaptiven Pixelwerte für die Pixel in der Spalte 2020 werden berechnet durch Multiplizieren der Korrekturwerte mit einem Schärfungsfaktor, α, und Addieren des Produkts zu den Anfangswerten.
Nachdem die Simulationswerte der Spalte 2020 berechnet wurden, werden die simulierten Pixelwerte für die Pixel in einer Spalte 2022 berechnet durch Falten der Anfangspixelwerte mit dem Simulationsbetriebssystemkern. Die Korrekturwerte für die Pixel in der Spalte 2022 werden berechnet durch Subtrahieren der simulierten Pixelwerte von den ursprünglichen Bildpixelwerten.
Der endgültige Teilrahmenpixelwert, der dem Pixel 2002 entspricht, wird berechnet unter Verwendung der Werte, die durch den obigen Algorithmus erzeugt werden, der Historienwerte und eines Schärfungsfaktors, α.
Zwischenberechnungen, die beim Berechnen des endgültigen Teilrahmenpixelwerts verwendet werden, der einem gegebenen Pixel entspricht, können beim Berechnen des endgültigen Teilrahmenpixelwerts verwendet werden, der einem Pixel benachbart zu dem gegebenen Pixel entspricht. Beispielsweise können Zwischenberechnungen, die beim Berechnen des endgültigen Teilrahmenpixelwerts für das Pixel 2002 verwendet werden, wiederverwendet werden beim Berechnen des endgültigen Teilrahmenpixelwerts eines Pixels rechts von dem Pixel 2002. Als Folge können bestimmte redundante Berechnungen ausgelassen werden.
Der Schärfungsfaktor, α, bei dem obigen Algorithmus kann sich beim Berechnen von Werten von unterschiedlichen Spalten unterscheiden, unter Verwendung des vereinfachten zentrierten adaptiven Mehrfachdurchlauf-Algorithmus mit Historie. Beispielsweise kann der Schärfungsfaktor, α, „3" sein für das Berechnen der adaptiven Pixelwerte der Spalte 2018, „1,8" zum Berechnen der adaptiven Pixelwerte der Spalte 2020, und „0,5" zum Berechnen des endgültigen Teilrahmenpixelwerts, der dem Pixel 2002 entspricht.
Obwohl der obige Algorithmus für drei Iterationen des vereinfachten zentrierten adaptiven Mehrfachdurchlauf-Algorithmus beschrieben wurde, kann der Algorithmus erweitert oder reduziert werden, um für jede Anzahl von Iterationen zu gelten, durch Erhöhen oder Verringern der Anzahl von Spalten und der Anzahl von Pixeln in jeder Spalte, die bei dem obigen Algorithmus verwendet werden, gemäß der Einflussregion für die Anzahl von Iterationen.
Bei einem Ausführungsbeispiel der Teilrahmenerzeugungseinheit 36 (in 29 gezeigt), implementiert das Teilrahmenerzeugungsmodul 2110 den vereinfachten zentrierten adaptiven Mehrfachdurchlauf-Algorithmus mit Historie. Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel umfasst die Teilrahmenerzeugungseinheit 36 eine ASIC, die den vereinfachten zentrierten adaptiven Mehrfachdurchlauf-Algorithmus mit Historie implementiert.
XIII. Zentrierter adaptiver Betriebssystemkern mit Historie
Ein zentrierter adaptiver Mehrfachdurchlauf-Algorithmus mit Historie zum Erzeugen von Teilrahmen 30 gemäß einem Ausführungsbeispiel verwendet vergangene Fehler, um Schätzungen für Teilrahmendaten zu aktualisieren, und kann schnelle Konvergenz und geringe Speicheranforderungen liefern. Der zentrierte adaptive Mehrfachdurchlauf-Algorithmus mit Historie erzeugt zwei Teilrahmen in einem Durchlauf des Algorithmus und modifiziert den adaptiven Mehrfachdurchlauf-Algorithmus mit Historie durch Ändern von Simulations- und Fehlerbetriebssystemkernen. Der zentrierte adaptive Mehrfachdurchlauf-Algorithmus mit Historie erzeugt auch Fehlerwerte, die der Zeile von Historienwerten zugeordnet sind, die bei der vereinfachten Einflussregion verwendet werden, und speichert diese Werte zusammen mit der Zeile von Historienwerten. Die beiden Teilrahmen werden mit dem Anzeigegerät 26 angezeigt, unter Verwendung von Zwei-Positionsverarbeitung, wie es oben mit Bezugnahme auf 2A–2C beschrieben ist.
Mit Zwei-Positionsverarbeitung können die beiden Teilrahmen verflochten sein in ein einziges Teilrahmenbild 2200, wie es in 30 dargestellt ist. In dem Bild 2200 umfasst ein Satz von Pixeln 2202, dargestellt mit einem ersten Schattierungstyp, den ersten Teilrahmen, und ein Satz von Pixeln 2204, dargestellt mit einem zweiten Schattierungstyp, umfasst den zweiten Teilrahmen. Der verbleibende Satz von nicht-schattierten Pixeln 2206 umfasst Null-Werte, die nicht-genutzte Teilrahmen darstellen.
31 ist ein Blockdiagramm, das Pixel 2202, Pixel 2204, Historienwerte 2222 (dargestellt mit einem dritten Schattierungstyp) und Fehlerwerte 2224 (dargestellt mit einem vierten Schattierungstyp) in einer vereinfachten Einflussregion 2210 eines Pixels 2212 für drei Iterationen des zentrierten adaptiven Mehrfachdurchlauf-Algorithmus mit Historie darstellt, wo die endgültigen Teilrahmenpixelwerte in einem Rastermuster berechnet werden. Die vereinfachte Einflussregion 2210 umfasst fünf Zeilen – eine Zeile 2214 von Historienwerten und Fehlerwerten, eine Zeile 2216 von Historienwerten und Anfangswerten, und drei Zeilen 2218 von Anfangswerten. Die vereinfachte Einflussregion 2210 umfasst nicht die beiden Zeilen von Historien- und Fehlerwerten, der obigen Zeile 2214 und die Zeile von Anfangswerten unter den Zeilen 2218.
Die Fehlerwerte 2224 werden jeweils berechnet unter Verwendung der Gleichung XXXVI.
Gleichung XXXVI

error = ((1xerrorleft_pixel) + (2xerror) + (1xerrorright_pixel)/4

Weil die Fehlerwerte 2224 vorzeichenbehaftete Werte sind, die mehr Bits als ein Pixelwert enthalten können, werden die Fehlerwerte 2224, die unter Verwendung der Gleichung XXXVI berechnet wurden, unter Verwendung einer Abbildungs- oder Nachschlagtabelle eingestellt, bevor dieselben in der Zeile 2214 gespeichert werden, wie es in 31 gezeigt ist. Der folgende Pseudo-Code kann verwendet werden, um die Fehlerwerte 2224 gemäß einem Ausführungsbeispiel abzubilden.

temp = error_left + 2*error + error_right;// 1x 2x 1x
temp = temp/4; // dividieren durch 4
if (temp < –127) temp = –127; // Wert beschneiden
if (temp > 127) temp = 127; // Wert beschneiden
temp + = 127; // verschieben, um Nicht-Null zu machen

Die anfänglichen Historienwerte 2222 können eingestellt werden, um gleich zu sein zu den entsprechenden Pixelwerten von der ersten Zeile des ursprünglichen Bildes, oder können auf Null eingestellt sein. Die Anfangsfehlerwerte 2224 können auf Null eingestellt sein. Die Anfangswerte in den Zeilen 2216 und 2218 können anfangs auf Null eingestellt sein oder können eingestellt sein, um gleich den berechneten Anfangswerten von einer Spalte 2226 zu sein. Der endgültige Teilrahmenpixelwert, der dem Pixel 2212 entspricht, kann unter Verwendung der Historien-, Fehler- und Anfangswerte von der vereinfachten Einflussregion 2210 berechnet werden, unter Verwendung des folgenden Algorithmus.
Zunächst werden die Anfangspixelwerte für die Pixel in der Spalte 2226 der Einflussregion 2210 berechnet unter Verwendung der ursprünglichen Bildpixelwerte. Bei einem Ausführungsbeispiel werden die Anfangspixelwerte berechnet unter Verwendung des Nächster-Nachbar-Algorithmus. Andere Algorithmen können bei anderen Ausführungsbeispielen verwendet werden. Als Nächstes werden die simulierten Pixelwerte für die Pixel in der Spalte 2226 berechnet durch Falten der Anfangspixelwerte mit einem der beiden Simulationsbetriebssystemkerne. Der erste Simulationsbetriebssystemkern wird verwendet, wenn das Pixel 2212 einen Nicht-Nullwert umfasst, und umfasst ein 3 × 3-Array, wobei die erste Zeile von Werten „1/8", „0" und „1/8" ist, die zweite Zeile von Werten „0", „4/8" und „0" ist, und die dritte Zeile von Werten „1/8", „0" und „1/8" ist. Der zweite Simulationsbetriebssystemkern wird verwendet, wenn das Pixel 2212 einen Nullwert umfasst, und umfasst ein 3 × 3-Array, wobei die erste Zeile von Werten „0", „2/8" und „0" ist, die zweite Zeile von Werten „2/8", „0" und „2/8" ist, und die dritte Zeile von Werten „0", „2/8" und „0" ist. Fehlerwerte werden erzeugt für jedes Pixel in der Spalte 2226 durch Subtrahieren der simulierten Pixelwerte von den ursprünglichen Bildpixelwerten.
Nachdem die Fehlerwerte der Spalte 2226 berechnet wurden, werden die simulierten Pixelwerte für die Pixel in einer Spalte 2228 berechnet durch Falten der Anfangspixelwerte mit dem geeigneten Simulationsbetriebssystemkern. Fehlerwerte werden für jedes Pixel in der Spalte 2228 erzeugt, durch Subtrahieren der simulierten Pixelwerte von den ursprünglichen Bildpixelwerten. Die Korrekturwerte für die Pixel in der Spalte 2228 werden berechnet durch Falten der Fehlerwerte mit einem Fehlerbetriebssystemkern. Der Fehlerbetriebssystemkern umfasst ein 3 × 3-Array, wobei die erste Zeile von Werten „1/16", „2/16" und „1/16" ist, die zweite Zeile von Werten „2/16", „4/16" und „2/16" ist und die dritte Zeile von Werten „1/16", „2/16" und „1/16" ist. Die adaptiven Pixelwerte für die Pixel in der Spalte 2228 werden berechnet durch Multiplizieren der Korrekturwerte durch einen Schärfungsfaktor, α, und Addieren des Produkts zu den Anfangswerten.
Nachdem die adaptiven Pixelwerte der Spalte 2228 berechnet wurden, werden die simulierten Pixelwerte für die Pixel in einer Spalte 2230 berechnet durch Falten der Anfangspixelwerte mit dem geeigneten Simulationsbetriebssystemkern. Fehlerwerte werden für jedes Pixel in der Spalte 2230 erzeugt, durch Subtrahieren der simulierten Pixelwerte von den ursprünglichen Bildpixelwerten. Die Korrekturwerte für die Pixel in der Spalte 2230 werden berechnet durch Falten der Fehlerwerte mit dem Fehlerbetriebssystemkern. Die adaptiven Pixelwerte für die Pixel in der Spalte 2230 werden berechnet durch Multiplizieren der Korrekturwerte mit einem Schärfungsfaktor, α, und Addieren des Produkts zu den Anfangswerten.
Nachdem die adaptiven Pixelwerte der Spalte 2230 berechnet wurden, werden die simulierten Pixelwerte für die Pixel in einer Spalte 2232 berechnet durch Falten der Anfangspixelwerte mit dem geeigneten Simulationsbetriebssystemkern. Fehlerwerte werden für jedes Pixel in der Spalte 2232 erzeugt, durch Subtrahieren der simulierten Pixelwerte von den ursprünglichen Bildpixelwerten. Die Korrekturwerte für die Pixel in der Spalte 2232 werden berechnet durch Falten der Fehlerwerte mit dem Fehlerbetriebssystemkern.
Der endgültige Teilrahmenpixelwert, der dem Pixel 2212 entspricht, wird berechnet unter Verwendung der Werte, die durch den obigen Algorithmus erzeugt werden, der Historienwerte 2222, der Fehlerwerte 2224 und eines Schärfungsfaktors, α.
Zwischenberechnungen, die beim Berechnen des endgültigen Teilrahmenpixelwerts verwendet werden, der einem bestimmten Pixel entspricht, können wiederverwendet werden beim Berechnen des endgültigen Teilrahmenpixelwerts, der einem Pixel benachbart zu dem gegebenen Pixel entspricht. Beispielsweise können Zwischenberechnungen, die beim Berechnen. des endgültigen Teilrahmenpixelwerts für das Pixel 2002 verwendet werden, wiederverwendet werden beim Berechnen des endgültigen Teilrahmenpixelwerts eines Pixels rechts von dem Pixel 2002. Als Folge können bestimmte redundante Berechnungen ausgelassen werden.
Der Schärfungsfaktor, α, bei dem obigen Algorithmus kann sich beim Berechnen von Werten unterschiedlicher Spalten unterscheiden, unter Verwendung des zentrierten adaptiven Mehrfachdurchlauf-Algorithmus mit Historie. Beispielsweise kann der Schärfungsfaktor, α, „3" sein zum Berechnen der adaptiven Pixelwerte der Spalte 2228, „1,8" zum Berechnen der adaptiven Pixelwerte der Spalte 2230 und „0,5" zum Berechnen des endgültigen Teilrahmenpixelwerts, der dem Pixel 2212 entspricht.
Obwohl der obige Algorithmus für drei Iterationen des zentrierten adaptiven Mehrfachdurchlauf-Algorithmus beschrieben wurde, kann der Algorithmus erweitert oder reduziert werden, um für jede Anzahl von Iterationen zu gelten, durch Erhöhen oder Verringern der Anzahl von Spalten und der Anzahl von Pixel in jeder Spalte, die in dem obigen Algorithmus verwendet werden, gemäß der Einflussregion für die Anzahl von Iterationen.
32 ist ein Blockdiagramm, das die vereinfachte Einflussregion 2210 des Pixels 2212 darstellt, bezüglich eines Bildes 2300 für drei Iterationen des zentrierten adaptiven Mehrfachdurchlauf-Algorithmus mit Historie, wo die endgültigen Teilrahmenpixelwerte in einem Rastermuster berechnet werden. Bei 32 wird der endgültige Teilrahmenpixelwert, der dem Pixel 2212 entspricht, berechnet unter Verwendung der Pixelwerte, die in der Einflussregion 2210 enthalten sind, wie es eben bei dem obigen Algorithmus beschrieben wurde. Um den endgültigen Teilrahmenpixelwert zu berechnen, der einem Pixel 2302 entspricht, wird die Einflussregion 2210 um ein Pixel nach rechts (nicht gezeigt) verschoben, wie es durch den Pfeil 2304 angezeigt ist. Gleichartig dazu wird die Einflussregion 2210 um ein Pixel nach unten (nicht gezeigt) verschoben, wie es durch den Pfeil 2308 angezeigt ist, um den endgültigen Teilrahmenpixelwert zu berechnen, der einem Pixel 2306 entspricht.
Bei anderen Ausführungsbeispielen kann der zentrierte adaptive Mehrfachdurchlauf-Algorithmus mit Historie verwendet werden, um vier Teilrahmen für Vier-Positionsverarbeitung zu erzeugen. Die vier Teilrahmen werden mit dem Anzeigegerät 26 angezeigt, unter Verwendung von Vier-Positionsverarbeitung, wie es oben mit Bezugnahme auf 3A–3E beschrieben ist. Mit Vier-Positionsverarbeitung umfassen die Simulations- und Fehlerbetriebssystemkerne jeweils ein 3 × 3-Array, wobei die erste Zeile von Werten „1/16", „2/16", „1/16" ist, die zweite Zeile von Werten „2/16", „4/16", „2/16" ist und die dritte Zeile von Werten „1/16", „2/16", „1/16" ist. Außerdem wird eine Zeile von Fehlerwerten getrennt von einer Zeile von Historienwerten in dem oben beschriebenen Algorithmus verwendet.
Bei anderen Ausführungsbeispielen kann der Fehlerbetriebssystemkern des zentrierten adaptiven Mehrfachdurchlauf-Algorithmus mit Historie ausgelassen werden. Bei diesen Ausführungsbeispielen wird die Zeile von Fehlerwerten nicht gespeichert, wie es in 31 gezeigt ist, und der Simulationsbetriebssystemkern umfasst ein 3 × 3-Array, wobei die erste Zeile von Werten „1/16", „2/16", „1/16" ist, die zweite Zeile von Werten „2/16", „4/16", „2/16" ist und dritte Zeile von Werten „1/16", „2/16", „1/16" ist. Mit diesen Modifikationen kann der zentrierte adaptive Mehrfachdurchlauf-Algorithmus mit Historie auf ähnliche Weise implementiert werden wie diejenige, die oben für den vereinfachten zentrierten adaptiven Mehrfachdurchlauf-Algorithmus mit Historie beschrieben wurde.
Bei einem Ausführungsbeispiel der Teilrahmenerzeugungseinheit 36 (in 29 gezeigt) implementiert das Teilrahmenerzeugungsmodul 2110 den zentrierten adaptiven Mehrfachdurchlauf-Algorithmus mit Historie. Bei einem anderen Ausführungsbeispiel umfasst die Teilrahmenerzeugungseinheit 36 eine ASIC, die den zentrierten adaptiven Mehrfachdurchlauf-Algorithmus mit Historie implementiert.
XIV. Vier-Positionsverarbeitung mit reduziertem Flackern
Beim Anzeigen der Teilrahmen 30 hintereinander, wie es oben beschrieben ist, können Schwankungen zwischen Teilrahmenpixelwerten in unterschiedlichen Teilrahmen zu Flackern im Zusammenhang mit einem angezeigten Bild führen. Um das Flackern im Zusammenhang mit einem angezeigten Bild zu reduzieren, implementiert die Teilrahmenerzeugungseinheit 36 Vier-Positionsverarbeitung durch Erzeugen von zwei Sätzen von Teilrahmen unabhängig voneinander für das Bild 12. Das Anzeigegerät 26 zeigt die Teilrahmen von den beiden Sätzen in vier Positionen an, wie es in den Beispielen gezeigt ist, die in 3A bis 3E und 4A bis 4E dargestellt sind, und oben beschrieben sind.
33 ist ein Blockdiagramm, das ein Verfahren zum Durchführen von Vier-Positionsverarbeitung durch Erzeugen von zwei Sätzen von Teilrahmen darstellt, und 34 ist ein Flussdiagramm, das ein Verfahren zum Durchführen von Vier-Positionsverarbeitung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt. Mit Bezugnahme auf 33 und 34 umfasst der Bildrahmen 28 Pixel A1–A4, B1–B4, C1–C4 und D1–D4. Ansprechend auf das Empfangen des Bildrahmens 28 erzeugt die Teilrahmenerzeugungseinheit 36 zwei Anfangssätze von zwei Teilrahmen 2406 und 2408 unter Verwendung eines ersten bzw. zweiten Abschnitts von Bilddaten von dem Bildrahmen 28, wie es durch einen Pfeil 2402 und einen Block 2452 angezeigt ist. Der erste Anfangssatz von zwei Teilrahmen 2406 umfasst Teilrahmenpixelwerte im Zusammenhang mit den Pixeln A1–A4 und D1–D4 von dem Bildrahmen 28 und Null-Werte für Werte im Zusammenhang mit den Pixeln B1–B4 und C1–C4. Der erste Teilrahmen in dem ersten Anfangssatz von zwei Teilrahmen 2406 umfasst die Teilrahmenpixelwerte im Zusammenhang mit den Pixeln A1–A4, und der zweite Teilrahmen in dem ersten Anfangssatz von zwei Teilrahmen 2406 umfasst die Teilrahmenpixelwerte im Zusammenhang mit den Pixeln D1–D4. Der zweite Anfangssatz von zwei Teilrahmen 2406 umfasst Teilrahmenpixelwerte im Zusammenhang mit Pixeln B1–B4 und C1–C4 von dem Bildrahmen 28, und Null-Werte für Werte im Zusammenhang mit den Pixeln A1–A4 und D1–D4. Der erste Teilrahmen in dem zweiten Anfangssatz von zwei Teilrahmen 2408 umfasst die Teilrahmenpixelwerte im Zusammenhang mit den Pixeln B1–B4, und der zweite Teilrahmen in dem zweiten Anfangssatz von zwei Teilrahmen 2408 umfasst die Teilrahmenpixelwerte im Zusammenhang mit den Pixeln C1–C4.
Die Teilrahmenerzeugungseinheit 36 erzeugt zwei Sätze von zwei Teilrahmen 2416 und 2418 für die Anfangssätze von zwei Teilrahmen 2406 bzw. 2408, wie es durch einen Block 2454 angezeigt ist. Insbesondere führt die Teilrahmenerzeugungseinheit 36 eine Verarbeitung an dem Anfangssatz von zwei Teilrahmen 2406 durch, um einen ersten Satz von zwei Teilrahmen 2416 zu erzeugen, der einen Teilrahmen mit Teilrahmenpixelwerten umfasst, die den Pixeln A1'–A4' zugeordnet sind, und einen Teilrahmen mit Teilrahmenpixelwerten, die den Pixeln D1'–D4' zugeordnet sind, wie es durch einen Pfeil 2412 angezeigt ist. Die Teilrahmenerzeugungseinheit 36 führt auch eine Verarbeitung an dem Anfangssatz von zwei Teilrahmen 2408 durch, um einen zweiten Satz von zwei Teilrahmen 2418 zu erzeugen, der einen Teilrahmen mit Teilrahmenpixelwerten umfasst, die den Pixeln B1'–B4' zugeordnet sind, und einen Teilrahmen mit Teilrahmenpixelwerten, die den Pixeln C1'–C4' zugeordnet sind, wie es durch einen Pfeil 2414 angezeigt ist. Um den ersten und zweiten Satz von zwei Teilrahmen 2416 und 2418 zu erzeugen, verwendet die Teilrahmenerzeugungseinheit 36 einen Zwei-Position-Adaptiven-Mehrfachdurchlaufalgorithmus, einen Zwei-Position-Zentrierten-Adaptiven-Mehrfachdurchlaufalgorithmus, einen Zwei-Position-Adaptiven-Mehrfachdurchlaufalgorithmus mit Historie, einen Zwei-Position-Zentrierten-Adaptiven-Mehrfachdurchlaufalgorithmus mit Historie, oder jeden anderen Zwei-Position-Adaptiven-Mehrfachdurchlaufalgorithmus, wie es nachfolgend näher beschrieben wird.
Die Teilrahmenerzeugungseinheit 36 kann den ersten und zweiten Satz von zwei Teilrahmen 2416 und 2418 in einen Teilrahmen 30Q mischen, der Teilrahmenpixelwerte umfasst, die den Pixeln A1'–A4', B1'–B4', C1'–C4' und D1'–D4' zugeordnete sind, wie es durch einen Pfeil 2422 angezeigt ist. Das Anzeigegerät 26 zeigt den Teilrahmen 30Q an, durch Anzeigen des Teilrahmens 30Q-1, der Teilrahmenpixelwerte umfasst, die den Pixeln A1'–A4' in einer ersten Position zugeordnet sind, und zeigt einen Teilrahmen 30Q-2 an, der Teilrahmenpixelwerte umfasst, die den Pixeln B1'–B4' in einer zweiten Position zugeordnet sind, und zeigt einen Teilrahmen 30Q-3 an, der Teilrahmenpixelwerte umfasst, die den Pixeln C1'–C4' in einer dritten Position zugeordnet sind, und zeigt einen Teilrahmen 30Q-4 an, der Teilrahmenpixelwerte umfasst, die den Pixeln D1'–D4' in einer vierten Position zugeordnet sind, wie es durch einen Pfeil 2432 und einen Block 2456 angezeigt ist. Das Anzeigegerät 26 zeigt Teilrahmen 30Q-1, 30Q-2, 30Q-3 und 30Q-4 an, so dass die erste Position vertikal und horizontal versetzt ist von der vierten Position, und die zweite Position vertikal und horizontal versetzt ist von der dritten Position.
Zusätzliche Einzelheiten zum Erzeugen des ersten und zweiten Satzes von zwei Teilrahmen 2416 und 2418 unter Verwendung eines Zwei-Position-Adaptiven-Mehrfachdurchlaufalgorithmus, eines Zwei-Position-Zentrierten-Adaptiven-Mehrfachdurchlaufalgorithmus, eines Zwei-Position-Adaptiven-Mehrfachdurchlaufalgorithmus mit Historie, und eines Zwei-Position-Zentrierten-Adaptiven-Mehrfachdurchlaufalgorithmus mit Historie werden nun beschrieben.
Ein Zwei-Position-Adaptiver-Mehrfachdurchlaufalgorithmus kann verwendet werden, um den ersten und zweiten Satz von zwei Teilrahmen 2416 und 2418 zu erzeugen. 35 ist ein Blockdiagramm, das ein System 2500 zum Erzeugen simulierter Hochauflösungsbilder 2504 und 2506 für Zwei-Positionsverarbeitung basierend auf den Anfangssätzen von zwei Teilrahmen 2406 und 2408 unter Verwendung eines adaptiven Mehrfachdurchlaufalgorithmus gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt.
Die Anfangssätze von zwei Teilrahmen 2406 und 2408 werden jeweils mit einem Interpolationsfilter an der Faltstufe 2502 gefaltet und erzeugen dadurch die simulierten Hochauflösungsbilder 2504 bzw. 2506. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Interpolationsfilter ein 3 × 3-Filter, wobei die Mitte der Faltung die Mittelposition in der 3 × 3-Matrix ist. Die Filterkoeffizienten der ersten Zeile sind „1/2", „1/2", „0", die Filterkoeffizienten der zweiten Zeile sind „1/2", „1/2", „0", und die Filterkoeffizienten der letzten Zeile sind „0", „0", „0".
Nachdem die simulierten Hochauflösungsbilder 2504 und 2506 erzeugt wurden, werden Korrekturdaten erzeugt. 36 ist ein Blockdiagramm, das die Erzeugung von Korrekturdaten unter Verwendung eines adaptiven Mehrfachdurchlaufalgorithmus in einem System 2520 gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt. Die simulierten Hochauflösungsbilder 2504 und 2506 werden jeweils auf einer Pixel-Um-Pixel-Basis von dem Hochauflösungsbild 28 an der Subtraktionsstufe 2522 subtrahiert. Bei einem Ausführungsbeispiel werden die resultierenden Sätze von Fehlerbilddaten durch ein Fehlerfilter 2526 gefiltert, um Fehlerbilder 2530 und 2532 zu erzeugen. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Fehlerfilter ein 3 × 3-Filter, wobei die Mitte der Faltung die Mittelposition in der 3 × 3-Matrix ist. Die Filterkoeffizienten der ersten Zeile sind „0", „0", „0", die Filterkoeffizienten der zweiten Zeile sind „0", „1/4", „1/4", und die Filterkoeffizienten der letzten Zeile sind „0", „1/4", „1/4".
Ein Satz von zwei Korrekturteilrahmen (nicht gezeigt) für jeden Anfangssatz von zwei Teilrahmen 2406 und 2408 wird von jedem Fehlerbild 2530 und 2532 erzeugt. Zwei Sätze von zwei aktualisierten Teilrahmen 2416 und 2418 werden erzeugt durch Multiplizieren der Sätze der Korrekturteilrahmen mit dem Schärfungsfaktor, α, und Addieren der jeweiligen Anfangssätze von Teilrahmen. Der Schärfungsfaktor, α, kann für unterschiedliche Iterationen des zentrierten adaptiven Mehrfachdurchlaufalgorithmus unterschiedlich sein. Bei einem Ausführungsbeispiel kann sich der Schärfungsfaktor, α, zwischen aufeinanderfolgenden Iterationen verringern. Der Schärfungsfaktor, α, kann beispielsweise „3" für eine erste Iteration, „1,8" für eine zweite Iteration, und „0,5" für eine dritte Iteration sein.
Bei einem Ausführungsbeispiel werden die Sätze von aktualisierten Teilrahmen 2416 und 2418 bei den nächsten Iterationen des adaptiven Mehrfachdurchlaufalgorithmus verwendet, um weitere Sätze von aktualisierten Teilrahmen zu erzeugen. Jede gewünschte Anzahl von Iterationen kann durchgeführt werden. Nach einer Anzahl von Iterationen konvergieren die Werte für die Teilrahmen, die unter Verwendung des adaptiven Mehrfachdurchlauf erzeugt wurden, zu optimalen Werten. Bei einem Ausführungsbeispiel ist die Teilrahmenerzeugungs einheit 36 konfiguriert, um die Sätze von Teilrahmen 2416 und 2418 basierend auf dem adaptiven Mehrfachdurchlaufalgorithmus zu erzeugen.
Bei anderen Ausführungsbeispielen kann der adaptive Mehrfachdurchlaufalgorithmus in einem Durchlauf durchgeführt werden für jede Anzahl von Iterationen, durch Mischen der Berechnungen jeder Iteration in einen einzigen Schritt für jeden Teilrahmenpixelwert. Auf diese Weise wird jeder Teilrahmenpixelwert erzeugt, ohne explizit Simulations-, Fehler-, und Korrekturteilrahmen für jede Iteration zu erzeugen. Statt dessen wird jeder Teilrahmenpixelwert unabhängig berechnet aus Zwischenwerten, die von den ursprünglichen Bildpixelwerten berechnet werden.
Ein Zwei-Position-Zentrierter-Adaptiver-Mehrfachdurchlaufalgorithmus kann verwendet werden, um den ersten und zweiten Satz von zwei Teilrahmen 2416 und 2418 zu erzeugen. 37 ist ein Blockdiagramm, das ein System 2600 darstellt zum Erzeugen simulierter Hochauflösungsbilder 2604 und 2606 für Zwei-Positionsverarbeitung basierend auf den Anfangssätzen von zwei Teilrahmen 2406 und 2408 unter Verwendung eines zentrierten adaptiven Mehrfachdurchlaufalgorithmus gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
Die Anfangssätze von zwei Teilrahmen 2406 und 2408 werden jeweils mit einem Interpolationsfilter an der Faltstufe 2602 gefaltet, wodurch die simulierten Hochauflösungsbilder 2604 bzw. 2606 erzeugt werden. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist das. Interpolationsfilter ein 3 × 3-Filter, wobei die Mitte der Faltung die Mittelposition in der 3 × 3-Matrix ist. Die Filterkoeffizienten der ersten Zeile sind „1/8", „2/8", „1/8", die Filterkoeffizienten der zweiten Zeile sind „2/8", „4/8", „2/8", und die Filterkoeffizienten der letzten Zeile sind „1/8", „2/8", „1/8".
Nachdem die simulierten Hochauflösungsbilder 2604 und 2606 erzeugt wurden, werden Korrekturdaten erzeugt. 38 ist ein Blockdiagramm, das die Erzeugung von Korrekturdaten unter Verwendung eines adaptiven Mehrfachdurchlaufalgorithmus bei einem System 2620 gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt. Die simulierten Hochauflösungsbilder 2604 und 2606 werden jeweils auf einer Pixel-Um-Pixel-Basis von dem Hochauflösungsbild 28 bei der Subtraktionsstufe 2622 subtrahiert. Bei einem Ausführungsbeispiel werden die resultierenden Sätze von Fehlerbilddaten durch ein Fehlerfilter 2626 gefiltert, um Fehlerbilder 2630 und 2632 zu erzeugen. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Fehlerfilter ein 3 × 3-Filter, wobei die Mitte der Faltung die Mittelposition in der 3 × 3-Matrix ist. Die Filterkoeffizienten der ersten Zeile sind „1/16", „2/16", „1/16", die Filterkoeffizienten der zweiten Zeile sind „2/16", „4/16", „2/16", und die Filterkoeffizienten der letzten Zeile sind „1/16", „2/16", „1/16".
Ein Satz von zwei Korrekturteilrahmen (nicht gezeigt) für jeden Anfangssatz von zwei Teilrahmen 2406 und 2408 wird von jedem Fehlerbild 2630 und 2632 erzeugt. Zwei Sätze von zwei aktualisierten Teilrahmen 2416 und 2418 werden erzeugt durch Multiplizieren der Sätze von Korrekturteilrahmen mit dem Schärfungsfaktor, α, und Addieren der jeweiligen Anfangssätze von Teilrahmen. Der Schärfungsfaktor, α, kann für unterschiedliche Iterationen des zentrierten adaptiven Mehrfachdurchlaufalgorithmus unterschiedlich sein. Bei einem Ausführungsbeispiel kann sich der Schärfungsfaktor, α, zwischen aufeinanderfolgenden Iterationen verringern. Der Schärfungsfaktor, α, kann beispielsweise „3" für eine erste Iteration, „1,8" für eine zweite Iteration, und „0,5" für eine dritte Iteration sein.
Bei einem Ausführungsbeispiel werden die Sätze von aktualisierten Teilrahmen 2416 und 2418 bei den nächsten Iterationen des zentrierten adaptiven Mehrfachdurchlaufalgorithmus verwendet, um weitere Sätze von aktualisierten Teilrahmen zu erzeugen. Jede gewünschte Anzahl von Iterationen kann durchgeführt werden. Nach einer Anzahl von Iterationen konvergieren die Werte für die Teilrahmen, die unter Verwendung des zentrierten adaptiven Mehrfachdurchlaufalgorithmus erzeugt werden, zu optimalen Werten. Bei einem Ausführungsbeispiel ist die Teilrahmenerzeugungseinheit 36 konfiguriert, um die Sätze von Teilrahmen 2416 und 2418 basierend auf dem adaptiven Mehrfachdurchlaufalgorithmus zu erzeugen.
Bei anderen Ausführungsbeispielen kann der zentrierte adaptive Mehrfachdurchlaufalgorithmus in einem Durchlauf durchgeführt werden für jede Anzahl von Iterationen, durch Mischen der Berechnungen jeder Iteration in einen einzigen Schritt für jeden Teilrahmenpixelwert. Auf diese Weise wird jeder Teilrahmenpixelwert erzeugt, ohne explizit Simulation-, Fehler- und Korrekturteilrahmen für jede Iteration zu erzeugen. Statt dessen wird jeder Teilrahmenpixelwert unabhängig berechnet von Zwischenwerten, die von den ursprünglichen Bildpixelwerten berechnet werden.
Ein Zwei-Position-Adaptiver-Mehrfachdurchlaufalgorithmus mit Historie kann verwendet werden, um den ersten und zweiten Satz von zwei Teilrahmen 2416 und 2418 zu erzeugen. Unter Verwendung eines Zwei-Position-Adaptiver-Mehrfachdurchlaufalgorithmus mit Historie berechnet die Teilrahmenerzeugungseinheit 36 Teilrahmenpixelwerte in den Sätzen von zwei Teilrahmen 2416 und 2418 für jeden Nicht-Null-Anfangsteilrahmenpixelwert unter Verwendung von Historienwerten und Anfangswerten in einer Einflussregion für jeden Teilrahmenpixelwert.
Wie es oben in Abschnitt XI mit Bezugnahme auf Vier-Positionsverarbeitung beschrieben wurde, kann eine Einflussregion zum Berechnen eines Teilrahmenpixelwerts vereinfacht werden durch Verwenden von Historienwerten und Ignorieren einer letzten Zeile von Anfangswerten. 39 ist ein Blockdiagramm, das berechnete Historienwerte in einer vereinfachten Einflussregion 2700 des Pixels 2702 für drei Iterationen des Zwei-Position-Adaptiven-Mehrfachdurchlaufalgorithmus mit Historie darstellt, wo die endgültigen Teilrahmenpixelwerte in einem Rastermuster berechnet werden. Für Zwei-Positionsverarbeitung umfasst die vereinfachte Einflussregion 2700 des Pixels 2702 Null-Werte 2704, die durch die dunkle Schattierung identifiziert werden. Die vereinfachte Einflussregion 2700 umfasst fünf Zeilen – eine Zeile 2708 von Historienwerten und Null-Werten, eine Zeile 2710 von Historienwerten, Anfangswerten und Null-Werten, und drei Zeilen 2712 von Anfangswerten und Null-Werten.
Die Anfangshistorienwerte in der Zeile 2708 können eingestellt sein, um gleich den entsprechenden Pixelwerten von der ersten Zeile des ursprünglichen Bildes zu sein, oder können auf Null eingestellt sein. Die Anfangswerte in den Zeilen 2710 und 2712 können anfangs auf Null gesetzt sein, oder können gesetzt sein, um gleich den berechneten Anfangswerten von einer Spalte 2716 zu sein. Der endgültige Teilrahmenpixelwert, der dem Pixel 2702 entspricht, kann wie folgt unter Verwendung der Historien- und Anfangswerte von der vereinfachten Einflussregion 2700 berechnet werden.
Zunächst werden die Anfangspixelwerte für die Pixel in der Spalte 2716 der Einflussregion 2700 unter Verwendung der ursprünglichen Bildpixelwerte berechnet. Bei einem Ausführungsbeispiel werden die Anfangspixelwerte durch Mitteln jedes Pixelwerts mit drei anderen Pixelwerten berechnet. In anderen Ausführungsbeispielen können andere Algorithmen verwendet werden. Als Nächstes werden die simulierten Pixelwerte für die Pixel in der Spalte 2716 berechnet durch Falten der Anfangspixelwerte mit einem Simulationsbetriebskern. Der Simulationsbetriebskern umfasst ein 3 × 3-Array, wobei die erste Zeile von Werten „1/2", „1/2" und „0" ist, die zweite Zeile von Werten „1/2", „1/2" und „0" ist, und die dritte Zeile von Werten „0", „0" und „0" ist. Fehlerwerte werden für jedes Pixel in der Spalte 2716 durch Subtrahieren der simulierten Pixelwerte von den ursprünglichen Bildpixelwerten erzeugt.
Nachdem die Fehlerwerte der Spalte 2716 berechnet sind, werden die simulierten Pixelwerte für die Pixel in einer Spalte 2718 berechnet durch Falten der Anfangspixelwerte mit dem Simulationsbetriebskern. Fehlerwerte werden für jedes Pixel in der Spalte 2718 durch Subtrahieren der simulierten Pixelwerte von den ursprünglichen Bildpixelwerten erzeugt. Die Korrekturwerte für die Pixel in der Spalte 2718 werden berechnet durch Falten der Fehlerwerte mit einem Fehlerbetriebskern. Der Fehlerbetriebskern umfasst ein 3 × 3-Array, wobei die erste Zeile von Werten „0", „0" und „0" ist, die zweite Zeile von Werten „0", „1/4" und „1/4" ist, und die dritte Zeile von Werten „0", „1/4" und „1/4" ist. Die adaptiven Pixelwerte für die Pixel in der Spalte 2718 werden berechnet durch Multiplizieren der Korrekturwerte mit einem Schärfungsfaktor, α, und Addieren des Produkts zu den Anfangswerten.
Nachdem die adaptiven Pixelwerte der Spalte 2718 berechnet sind, werden die simulierten Pixelwerte für die Pixel in einer Spalte 2720 berechnet durch Falten der Anfangspixelwerte mit dem Simulationsbetriebskern. Fehlerwerte werden für jedes Pixel in der Spalte 2720 durch Subtrahieren der simulierten Pixelwerte von den ursprünglichen Bildpixelwerten erzeugt. Die Korrekturwerte für die Pixel in der Spalte 2720 werden durch Falten der Fehlerwerte mit dem Fehlerbetriebskern berechnet. Die adaptiven Pixelwerte für die Pixel in der Spalte 2720 werden durch Multiplizieren der Korrekturwerte mit einem Schärfungsfaktor, α, und Addieren des Produkts zu den Anfangswerten berechnet.
Nachdem die adaptiven Pixelwerte der Spalte 2720 berechnet sind, werden die simulierten Pixelwerte für die Pixel in einer Spalte 2722 berechnet durch Falten der Anfangspixelwerte mit dem Simulationsbetriebskern. Fehlerwerte werden für jedes Pixel in der Spalte 2722 durch Subtrahieren der simulierten Pixelwerte von den ursprünglichen Bildpixelwerten erzeugt. Die Korrekturwerte für die Pixel in der Spalte 2722 werden durch Falten der Fehlerwerte mit dem Fehlerbetriebskern berechnet.
Der endgültige Teilrahmenpixelwert, der dem Pixel 2702 entspricht, wird unter Verwendung der Werte berechnet, die durch den obigen Algorithmus, die Historienwerte und einen Schärfungsfaktor, α, erzeugt werden.
Zwischenberechnungen, die beim Berechnen des endgültigen Teilrahmenpixelwerts verwendet werden, das einem gegebenen Pixel entspricht, können wiederverwendet werden beim Berechnen des endgültigen Teilrahmenpixelwerts, der einem Pixel benachbart zu dem gegebenen Pixel entspricht. Beispielsweise können Zwischenberechnungen, die beim Berechnen des endgültigen Teilrahmenpixelwerts für das Pixel 2702 verwendet werden, beim Berechnen des endgültigen Teilrahmenpixelwerts eines Pixels rechts von dem Pixel 2702 wiederverwendet werden. Als Folge können bestimmte redundante Berechnungen ausgelassen werde.
Der Schärfungsfaktor, α, bei dem obigen Algorithmus kann unterschiedlich sein beim Berechnen von Werten von unterschiedlichen Spalten unter Verwendung des adaptiven Mehrfachdurchlaufalgorithmus mit Historie. Beispielsweise kann der Schärfungsfaktor, α, „3" zum Berechnen der adaptiven Pixelwerte der Spalte 2718, „1,8" zum Berechnen der adaptiven Pixelwerte der Spalte 2720, und „0,5" zum Berechnen des endgültigen Teilrahmenpixelwerts sein, der dem Pixel 2702 entspricht.
Obwohl der obige Algorithmus für drei Iterationen des adaptiven Mehrfachdurchlaufalgorithmus beschrieben wurde, kann der Algorithmus erweitert oder reduziert werden, um auf jede Anzahl von Iterationen angewendet zu werden, durch Erhöhen oder Verringern der Anzahl von Spalten und/oder der Anzahl von Pixeln in jeder Spalte, die bei dem obigen Algorithmus gemäß der Einflussregion für die Anzahl von Iterationen verwendet werden.
Ein Zwei-Position-Zentrierter-Adaptiver-Mehrfachdurchlaufalgorithmus mit Historie kann verwendet werden, um den ersten und zweiten Satz von zwei Teilrahmen 2416 und 2418 zu erzeugen. Der Zwei-Position-Zentrierte-Mehrfachdurchlaufalgorithmus wird oben in Absatz XIII beschrieben. Bei Ausführungsbeispielen, wo der Zwei-Position-Zentrierte-Adaptive-Mehrfachdurchlaufalgorithmus mit Historie verwendet wird, berechnet die Teilrahmenerzeugungseinheit 36 Teilrahmenpixelwerte für den Satz von zwei Teilrahmen 2416 unter Verwendung des Anfangssatzes von zwei Teilrahmen 2406 und vorher berechneten Teilrahmenpixelwerten von dem Satz von zwei Teilrahmen 2416 (d. h. Historienwerten). Die Teilrahmenerzeugungseinheit 36 berechnet auch Teilrahmenpixelwerte für den Satz von zwei Teilrahmen 2418 unter Verwendung des Anfangssatzes von zwei Teilrahmen 2408 und vorher berechneten Teilrahmenpixelwerten von dem Satz von zwei Teilrahmen 2418 (d. h. Historienwerten). Fehlerwerte können vorübergehend statt den Null-Werten in jedem Satz von zwei Teilrahmen 2406 und 2408 gespeichert werden, beim Berechnen der Teilrahmenpixelwerte in den Sätzen von zwei Teilrahmen 2416 und 2418.
Hierin beschriebene Ausführungsbeispiele können Vorteile im Vergleich zu herkömmlichen Lösungen bieten. Beispielsweise kann die Anzeige von verschiedenen Typen von graphischen Bildern einschließlich natürlichen Bildern und kontrastreichen Bildern, wie z. B. Geschäftsgraphiken, verbessert werden.
Obwohl spezifische Ausführungsbeispiele hier zum Zweck der Beschreibung des bevorzugten Ausführungsbeispiels dargestellt und beschrieben wurden, ist es für Durchschnittsfachleute auf diesem Gebiet klar, dass eine große Vielzahl von Alternativen und/oder äquivalenten Implementierungen für die spezifischen gezeigten und beschriebenen Ausfüh rungsbeispiele eingesetzt werden kann, ohne von dem Schutzbereich der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Fachleute auf dem Gebiet der Mechanik, Elektromechanik, Elektrik und Computertechnik werden ohne weiteres erkennen, dass die vorliegende Erfindung in einer großen Vielzahl von Ausführungsbeispielen implementiert werden kann. Diese Anwendung soll alle Anpassungen oder Variationen der hierin erörterten bevorzugten Ausführungsbeispiele abdecken. Daher ist beabsichtigt, dass diese Erfindung nur durch die Ansprüche und Äquivalente derselben begrenzt ist.
Zusammenfassung
Ein Verfahren zum Anzeigen eines Bildes (12) mit einem Anzeigegerät (26) ist vorgesehen. Das Verfahren umfasst das Empfangen von Bilddaten (28), die einen ersten Abschnitt und einen zweiten Abschnitt für das Bild umfassen, das Erzeugen einer ersten Mehrzahl von Teilrahmen (2416) unter Verwendung des ersten Abschnitts und eines Simulationsbetriebskerns (2502/2602), das Erzeugen einer zweiten Mehrzahl von Teilrahmen (2418) unter Verwendung des zweiten Abschnitts und des Simulationsbetriebskerns unabhängig von dem Erzeugen der ersten Mehrzahl von Teilrahmen, und das Abwechseln zwischen dem Anzeigen eines ersten der ersten Mehrzahl von aktualisierten Teilrahmen in einer ersten Position, dem Anzeigen eines zweiten der ersten Mehrzahl von aktualisierten Teilrahmen in einer zweiten Position räumlich versetzt von der ersten Position, dem Anzeigen eines ersten der zweiten Mehrzahl von aktualisierten Teilrahmen in einer dritten Position räumlich versetzt von der ersten und der zweiten Position, und dem Anzeigen eines zweiten der zweiten Mehrzahl von aktualisierten Teilrahmen in einer vierten Position räumlich versetzt von der ersten, der zweiten und der dritten Position.

Claims

Ein Verfahren zum Anzeigen eines Bildes (12) mit einem Anzeigegerät (26), wobei das Verfahren folgende Schritte umfasst: Empfangen von Bilddaten (28) für das Bild, wobei die Bilddaten einen ersten Abschnitt und einen zweiten Abschnitt umfassen; Erzeugen einer ersten Mehrzahl von Teilrahmen (2416) unter Verwendung des ersten Abschnitts und eines ersten Simulationsbetriebskerns (2502/2602); Erzeugen einer zweiten Mehrzahl von Teilrahmen (2418) unter Verwendung des zweiten Abschnitts und des ersten Simulationsbetriebskerns unabhängig von dem Erzeugen der ersten Mehrzahl von Teilrahmen; und Abwechseln zwischen dem Anzeigen eines ersten der ersten Mehrzahl von Teilrahmen in einer ersten Position, dem Anzeigen eines zweiten der ersten Mehrzahl von Teilrahmen in einer zweiten Position räumlich versetzt von der ersten Position, dem Anzeigen eines ersten der zweiten Mehrzahl von Teilrahmen in einer dritten Position räumlich versetzt von der ersten und der zweiten Position, und dem Anzeigen eines zweiten der zweiten Mehrzahl von Teilrahmen in einer vierten Position räumlich versetzt von der ersten, der zweiten und der dritten Position.
Das Verfahren gemäß Anspruch 1, bei dem der erste Simulationsbetriebskern eine erste, zweite und dritte Zeile umfasst, die jeweils drei Koeffizienten umfassen, wobei die drei Koeffizienten der ersten Zeile Werte von 1/2, 1/2 bzw. 0 aufweisen, wobei die drei Koeffizienten der zweiten Zeile Werte von 1/2, 1/2 bzw. 0 aufweisen, und wobei die drei Koeffizienten der dritten Zeile Werte von 0, 0 bzw. 0 aufweisen.
Das Verfahren gemäß Anspruch 2, bei dem die erste Mehrzahl von Teilrahmen eine erste Mehrzahl von Teilrahmenpixelwerten umfasst, wobei die zweite Mehrzahl von Teilrahmen eine zweite Mehrzahl von Teilrahmenpixelwerten umfasst, wobei das Verfahren ferner folgende Schritte umfasst: Erzeugen von jedem der ersten Mehrzahl von Teilrahmenpixelwerten unter Verwendung von zumindest einem der ersten Mehrzahl von Teilrahmenpixelwerten; und Erzeugen von jedem der zweiten Mehrzahl von Teilrahmenpixelwerten unter Verwendung von zumindest einem der zweiten Mehrzahl von Teilrahmenpixelwerten.
Das Verfahren gemäß Anspruch 1, bei dem der erste Simulationsbetriebskern eine erste, zweite und dritte Zeile umfasst, die jeweils drei Koeffizienten umfassen, wobei die drei Koeffizienten der ersten Zeile Werte von 1/8, 2/8 bzw. 1/8 aufweisen, wobei die drei Koeffizienten der zweiten Zeile Werte von 2/8, 4/8 bzw. 2/8 aufweisen, und wobei die drei Koeffizienten der dritten Zeile Werte von 1/8, 2/8 bzw. 1/8 aufweisen.
Das Verfahren gemäß Anspruch 1, das ferner folgende Schritte umfasst: Erzeugen der ersten Mehrzahl von Teilrahmen unter Verwendung des ersten Abschnitts, des ersten Simulationsbetriebskerns und eines zweiten Simulationsbetriebskerns; Erzeugen der zweiten Mehrzahl von Teilrahmen unter Verwendung des zweiten Abschnitts, des ersten Simulationsbetriebskerns und des zweiten Simulationsbetriebskerns.
Das Verfahren gemäß Anspruch 5, bei dem der erste Simulationsbetriebskern eine erste, zweite und dritte Zeile umfasst, die jeweils drei Koeffizienten umfassen, wobei die drei Koeffizienten der ersten Zeile Werte von 1/8, 0 bzw. 1/8 aufweisen, wobei die drei Koeffizienten der zweiten Zeile Werte von 0, 4/8 bzw. 0 aufweisen, und wobei die drei Koeffizienten der dritten Zeile Werte von 1/8, 0 bzw. 1/8 aufweisen, und wobei der zweite Simulationsbetriebskern eine vierte, fünfte und sechste Zeile aufweist, die jeweils drei Koeffizienten umfassen, wobei die drei Koeffizienten der vierten Zeile Werte von 0, 2/8 bzw. 0 aufweisen, wobei die drei Koeffizienten der fünften Zeile Werte von 2/8, 0 bzw. 2/8 aufweisen, und wobei die drei Koeffizienten der sechsten Zeile Werte von 0, 2/8 bzw. 0 aufweisen.
Das Verfahren gemäß Anspruch 5, bei dem die erste Mehrzahl von Teilrahmen eine erste Mehrzahl von Fehlerwerten umfasst, wobei die zweite Mehrzahl von Teilrahmen eine zweite Mehrzahl von Fehlerwerten umfasst, wobei das Verfahren ferner folgende Schritte umfasst: Erzeugen der ersten Mehrzahl von Teilrahmen unter Verwendung des ersten Abschnitts, des ersten Simulationsbetriebskerns, des zweiten Simulationsbetriebskerns und der ersten Mehrzahl von Fehlerwerten; Erzeugen der zweiten Mehrzahl von Teilrahmen unter Verwendung des zweiten Abschnitts, des ersten Simulationsbetriebskerns, des zweiten Simulationsbetriebskerns und der zweiten Mehrzahl von Fehlerwerten.
Das Verfahren gemäß Anspruch 1, das ferner folgende Schritte umfasst: Erzeugen der ersten Mehrzahl von Teilrahmen unter Verwendung des ersten Abschnitts, des ersten Simulationsbetriebskerns und eines Fehlerbetriebskerns (2526/2626); und Erzeugen der zweiten Mehrzahl von Teilrahmen unter Verwendung des zweiten Abschnitts, des ersten Simulationsbetriebskerns und des Fehlerbetriebskerns.
Das Verfahren gemäß Anspruch 8, bei dem der Fehlerbetriebskern eine erste, zweite und dritte Zeile umfasst, die jeweils drei Koeffizienten umfassen, wobei die drei Koeffizienten der ersten Zeile Werte von 0, 0 bzw. 0 aufweisen, wobei die drei Koeffizienten der zweiten Zeile Werte von 0, 1/4 bzw. 1/4 aufweisen, und wobei die drei Koeffizienten der dritten Zeile Werte von 0, 1/4 bzw. 1/4 aufweisen.
Das Verfahren gemäß Anspruch 8, bei dem der Fehlerbetriebskern eine erste, zweite und dritte Zeile umfasst, die jeweils drei Koeffizienten umfassen, wobei die drei Koeffizienten der ersten Zeile Werte von 1/16, 2/16 bzw. 1/16 aufweisen, wobei die drei Koeffizienten der zweiten Zeile Werte von 2/16, 4/16 bzw. 2/16 aufweisen, und wobei die drei Koeffizienten der dritten Zeile Werte von 1/16, 2/16 bzw. 1/16 aufweisen.
Das Verfahren gemäß Anspruch 1, bei dem die zweite Position vertikal und horizontal versetzt ist von der ersten Position, und bei dem die vierte Position vertikal und horizontal versetzt ist von der dritten Position.
Ein System (10) zum Anzeigen eines Bildes (12), wobei das System folgende Merkmale umfasst: einen Puffer (22), der angepasst ist, um Bilddaten (28) für das Bild zu empfangen, wobei die Bilddaten einen ersten Abschnitt und einen zweiten Abschnitt umfassen; eine Bildverarbeitungseinheit (24), die konfiguriert ist, um eine erste Mehrzahl von Anfangsteilrahmen (2406) unter Verwendung des ersten Abschnitts zu erzeugen, eine zweite Mehrzahl von Anfangsteilrahmen (2408) unter Verwendung des zweiten Abschnitts zu erzeugen, eine erste Mehrzahl von aktualisierten Teilrahmen (2416) unter Verwendung der ersten Mehrzahl von Anfangsteilrahmen zu erzeugen, und eine zweite Mehrzahl von aktualisierten Teilrahmen (2418) unter Verwendung der zweiten Mehrzahl von Anfangsteilrahmen zu erzeugen; und ein Anzeigegerät (26), das angepasst ist, um abwechselnd einen ersten der ersten Mehrzahl von aktualisierten Teilrahmen in einer ersten Position anzuzeigen, einen zweiten der ersten Mehrzahl von aktualisierten Teilrahmen in einer zweiten Position räumlich versetzt von der ersten Position anzuzeigen, einen ersten der zweiten Mehrzahl von aktualisierten Teilrahmen in einer dritten Position räumlich versetzt von der ersten Position und der zweiten Position anzuzeigen, und einen zweiten der zweiten Mehrzahl von aktualisierten Teilrahmen in einer vierten Position räumlich versetzt von der ersten, der zweiten und der dritten Position anzuzeigen.