DE2602126C2

DE2602126C2 - Anzeigevorrichtung

Info

Publication number: DE2602126C2
Application number: DE2602126A
Authority: DE
Inventors: Charles Norris Lincroft N.J. Judice; William Herbert Holmdel N.J. Ninke; Charles Sheldon Roberts
Original assignee: Western Electric Co Inc
Current assignee: AT&T Corp
Priority date: 1975-01-21
Filing date: 1976-01-21
Publication date: 1986-05-28
Also published as: SE7600290L; ES444421A1; FR2298846A1; GB1488801A; DE2602126A1; IT1055831B; NL7600444A; JPS5197919A; JPS6258194B2; FR2298846B1; SE403529B

Description

Die Erfindung betrifft eine Anzeigevorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Kern einer Zweipegel-Anzeigevorrichtung ist ein Anzeigefeld, das typischerweise eine Matrix aus einzelnen, in dichtem Abstand angeordneten Anzeigezellen aufweist, von denen jede einen von zwei visuellen Zustanden hat. Das heißt, jede Anzeigezelle ist entweder voll-

b5 ständig erregt (an) oder vollständig entregt (aus). Bilddarstellungen und andere graphische Daten lassen sich auf einem Zweipegel-Anzeigefeld über selektive Erregung seiner Zellen leicht darstellen.

Da jede Zolle eines Zweipegel-Anzeigefeldcs entweder vollständig ein- oder vollständig ausgeschaltet ist, besitzt das Anzeigefeld keine Fähigkeit zur Darstellung von Graulönen in reproduzierten Bildern. Bekanntlich kann jedoch ein subjektiver Eindruck einer Grautonskala mittels einer Methode erzeugt werden, die im englisch-sprachigen Raum als »dither processing« bekannt ist, d. h. »Fümmerverfahren«. In einer sogenannten »geflimmerten Anzeigevorrichtung« empfindet der Betrachter verschiedene Grauschattierungstöne, d h. verschiedene Intensität im reproduzierten Bild, durch eine geeignete Anordnung von ein- und ausgeschalteten Zellen.

Flimmern wird in einer Zweipegel-Anzeigevorrichlung dadurch bewirkt, daß das zu reproduzierende Bild in eine Matrix aus Sildelementen aufgeteilt wird, wobei jedes Element einer entsprechenden Zelle des Anzeigefeldes entspricht. Ein vorbestimmter Flimmerschwellenwe^ri wird einer jeden Anzeigezelle zugeordnet Wenn die Intensität irgendeines gegebenen Bi'delementes größer als der der entsprechenden Anzeigezelle zugeordnete Flimmerschwellenwert ist, wird diese Zelle eingeschaltet. Ansonsten wird sie ausgeschaltet gelassen.

Eine geflimmerte Anzeigevorrichtung, die zur Darstellung bewegter Bilder in der Lage ist, könnte theoretisch dadurch erreicht werden, daß aufeinanderfolgende geflimmerte Einzelbilder einer Bewegungsfolge mit einer Geschwindigkeit angezeigt werden, die dazu ausreicht, daß das Auge diese Einzelbilder zu einer weichen, laufenden Bewegung integriert. Ein »Schreib«- oder »ErregungSi«-Signal würde einer jeden Zeile zugeführt, die für ein gegebenes Einzelbild einzuschalten ist, und ein »Lösch«- oder »Entregungs«-Signal würde einer jeden Zelle zugeführt, die für dieses Einzelbild auszuschalten ist. Diese Bildbewegungsmethode macht es jedoch erforderlich, daß die Anzeigezellen für den Empfang eines Schreib- oder eines Löschsignals einer sehr hohen Zugriffsgeschwindigkeit unterliegen, da in jedem Einzelbild Zugriff zu jeder Zelle bestehen muß, und /war unabhängig davon, ob ihr Zustand in einem spezicllen Einzelbild sich von ihrem Zustand im vorausgehenden Einzelbild unterscheidet. Unglücklicherweise kann zu den Zellen einiger Zweipegel-Anzeigefelder, zu denen beispielsweise die meisten im Handel erhältlichen Plasmaanzeigefelder gehören, kein genügend schneller Zugriff hergestellt werden, um zum Zweck der Erzeugung eines zufriedenstellenden bewegten Bildes pro Sekunde eine ausreichend große Anzahl Einzelbilder darzustellen. Zwcipegel-Anzeigefelder mit dieser Fähigkeit sind sehr teuer.

Es gibt noch andere Möglichkeiten zur Ermöglichung von Graupelanzeigen mit Hilfe einer Zweipegel-Anzeigcvorrichtung. So z. B. zeigt die DE-OS 23 22 827 eine Anordnung, bei der eine Graustufenanzeige dadurch erzeugt wird, daß das Zeitintervall zwischen den Fin- und den Aus-Zusländen der Anzeigestellen in Abhängigkeit von der gewünschten Anzeigeintensität variiert wird.

In der DE-OS 23 11 992 ist ein System zur Erzeugung einer Graustufenanzeige in einer Matrixanzeigevorrichtung beschrieben, bei dem ein oder mehrere Zellen in jeder von einer Vielzahl von Teilmatrizen von Anzeigezellen selektiv erregt wird. Mindestens einige Zellen jeder Teilmatrix sind so angeordnet, daß gegenüber den anderen Zellen eine andere Helligkeit erzielt wird. Dadurch, daß man die in jeder Teilmatrix zu erregenden Zellen auswählt, läßt sich ein Grautonbild erzeugen.

In der US-PS 38 45 243 ist eine Graustufenanzeigevorrichtung beschrieben. Die Graustufen-Anzeige wird dadurch erhalten, daß die Anzeigeiafel in mehrere Anzeigezonen unterteilt wird, wobei jede Zone mehrere Anzeigebereiche umfaßt Zur Erzielung unterschiedlicher Graustufen werden verschiedene Anzahlen von Anzeigebereichen erregt

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anzeigevorrichtung der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Art zu schaffen, die nach dem sogenannten »Dither«-Verfahren arbeitet und ir· der Lage ist, tinen Wechsel von einem Bild zu einem anderen Bild rasch zu folgen.

Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 angegebene Erfindung gelöst

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Die Erfindung und ihre Vorteile werden im folgenden anhand von Ausführungsformen näher erläutert In der zugehörigen Zeichnung zeigt

F i g. 1 ein Blockschaltbild eines Beispiels einer die Erfindung umfassenden geflimmerten Anzeigevorrichtung;

F i g. 2 eine vergrößerte Darstellung eines Teils des in der Anzeigevorrichtung nach F i g. 1 verwendeten Anzeigefeldes;

Fig.3 eine lageplanartige Darstellung von Bildelementintensitätswerten für einen kleinen Teil eines durch die Anzeigevorrichtung nach F i g. 1 darzustellenden Bildbeispiels;

Fig.4 eine vergrößerte Ansicht des in der Anzeigevorrichtung nach F i g. 1 verwendeten Anzeigefeldes, wobei ausgewählte Zellen erregt sind; und

Fig.5 eine zeitliche Darstellung des Intensitätswertes eines ausgewählten Bildelementes eines durch die Vorrichtung nach F i g. 1 darzustellenden bewegten Bildes.

In F i g. 1 umfaßt eine geflimmerte Anzeigevorrichtung für bewegte Bilder eine Kamera 10, eine Signalverarbeitungsschaltung 40 und ein Zweipegel-Anzeigefeld 70. Bei dem Anzeigefeld 70 handelt es sich beispielsweise um ein Plasmaanzeigefeld, wie es in der US-PS 36 71938 beschrieben ist. Die vorliegende Erfindung kann jedoch mit praktisch jeglicher Art von Zweipegel-Anzeigefeld ausgeführt werden. Das Anzeigefeld 70 umfaßt 4096 Anzeigezonen oder Zellen, die in einer quadratischen Matrix mit 64 Zeilen und 64 Spalten angeordnet sind. Selbstverständlich ist die Anzahl der Zonen oder Zellen wieder nur als Beispiel aufzufassen. Jede Zone oder Zelle des Zweispegel-Anzeigefeldes 70 befindet sich in einem von zwei visuellen Zuständen — entweder vollständig erregt oder an, oder vollständig entregt oder aus.

Ein kleiner Teil der unteren rechten Ecke des Anzeigefeldes 70 ist in vergrößerter Darstellung in Fig.2 gezeigt, in welcher jeder Zelle ein Flimmerschwellenwert zugeordnet ist, der von der vorbestimmten, sechzehn Elemente aufweisenden »Flimmermatrix«

0 128 32 160

192 64 224 96

48 176 16 144

240 112 208 80

stamme. Wie ebenfalls in Fig.2 dargestellt ist, können die Zellen des Anzeigefeldes 70 theoretisch so betrachtet werden, als ob sie in mehreren Teilmatrizen aufgeteilt wären, die je sechzehn Zellen umfassen, leder Zelle

einer gegebenen Teilmatrix ist somit von der Flimmermatrix ein unterschiedlicher Schwellenwert zugeordnet.

Es kann eine Flimmermatrix gewählt werden, die mehr oder weniger als sechzehn Elemente aufweist, was von den Erfordernissen der speziellen Anwendung abhängt. Eine Erhöhung der Zellenzahl pro Flimmermatrix erhöht die Anzahl der im reproduzierten Bild dargestellte Grautöne, ohne daß die räumliche Bildauflösung verschlechtert wird. Umgekehrt begrenzt eine Verringerung der Zeilenzahl pro Flimmermatrix die Grautondarstellungsmöglichkeit.

Um die besten Ergebnisse zu erzielen, sollten numerisch aufeinanderfolgende Schwellenwerte einer Flimmermatrix unabhängig von ihrer Größe innerhalb der Matrix voneinander räumlich getrennt werden. Bekanntlich kann eine dieses Kriterium erfüllende verallgemeinerte Flimmermatrix D_n mit η mal η Zellen, wobei η eine ganze Potenz von 2 ist, aufgestellt werden durch Kombinieren der vier Matrizen k[4 D„_l2], k[4 D„/₂ + UmI Ar [4 D„,₂ + 2 U„_l2] und k [4 D„,₂ + 3 U„_/2] in einer Zwei-mal-zwei-Anordnung wie

D_n =

k[4D„_n]

k[4D„_n + 2U„_/2] k [4 D„n + U„_n]

Dies ist eine rekursive Definition, in welcher D₂ eine Zwei-mal-zwei-Matrix ist, die die Zahlen »0«, »1«, »2« und »3« aufweist, wie die Matrix

U₂ ist eine Zwei-mal-zwei-Matrix, bei der jedes Element »1« ist und k ist eine vorbestimmte skalare Konstante. Die 16-Elemente-Flimmermatrix Du, die in der Anzeigevorrichtung nach F i g. 1 verwendet wird, wird von obiger Definition abgeleitet, wobei k zu 16 gewählt wird. Falls der Wunsch besieht, kann unter Verwendung dieser Definition von der Flimmermatrix Da eine 64-Elemente-Flimmermatrix Ds abgeleitet werden usw. Es ist vorzuziehen, wenn auch nicht notwendig, daß sich die Matrizen k[4 D„,₂] und k [4 D„_/2 + U„i₂] in derselben Diagonale der Flimmermatrix D_n befinden und daß die Zahlen »0« und »1« auf derselben Diagonale der Matrix D₂ liegen.

Ein auf dem Anzeigefeld 70 darzustellendes Bild wird in einem Format abgetastet, welches das Bild in eine Matrix aus 4096 Bildelementen aufteilt, die in 64 Reihen und 64 Spalten angeordnet sind, jedes abgetastete Bildelement entspricht somit einer einzigen Zelle des Anzeigefeldes 70. Die Intensität eines jedes Bildelementes in diesem Ausführungsbeispiel wird in einen von 256 Intensitätspegeln oder Intensitätswerten quantisiert Der quantisierte Intensitätswert eines jeden Bildelmentes wird mit dem der entsprechenden Anzeigezelle zugeordneten Flimmerschwellenwert verglichen. Wenn der Intensitätswert irgendeines gegebenen Bildelementes größer als der der entsprechenden Anzeigezelle zugeordnete Flimmerschwellenwert ist wird diese Zelle eingeschaltet Wenn dagegen der Intcnsitäiswert irgendeines gegebenen Bildelementes kleiner als oder gleich groß wie der der entsprechenden Anzeigezelle zugeordnete Flimmerwert ist bleibt diese Zelle ausgeschaltet.

F i g. 3 zeigt eine lageplanartige Darstellung von BiIdelementintensitätswerten für einen kleinen Teil eines als Beispiel abgetasteten Bildes, das auf dem Anzcigcfcld 70 dargestellt werden soll. Diese Bildelemente entsprechen jeweils in F i g. 2 gezeigten Zellen des Anzeigefeldes 70 in der unteren rechten Ecke. Fig.4 zeigt eine vergrößerte Ansicht des Anzeigefeldes 70, wobei ausgewählte Zellen zur Darstellung eines geflimmerten Bildes erregt sind. Die hellen Bereiche in F i g. 4 entsprechen den eingeschalteten Anzeigezellen. Die dunklen Bereiehe entsprechen den ausgeschalteten Anzeigezellen. Das Muster aus ein- und ausgeschalteten Zellen in der unteren rechten Ecke der Fig.4 ist abgeleitet durch einen Vergleich der Bildelementintensitätswerte im Plan der F i g. 3 mit denjenigen Flimmerschwellenwerten, die den in F i g. 2 gezeigten entsprechenden Zellen des Anzeigefeldes 70 entsprechen. Wenn der Betrachter die in F i g. 4 gezeigte Darstellung des Anzeigefeldes 70 aus einem Abstand anschaut, wird er sehen, daß als Folge der zuvor beschriebenen Flimmermethode im reproduzierten Bild verschiedene Grautöne erscheinen.

Die Schaltungsanordnung in Fig. 1, die zur Darstellung der geflimmerten Bilder auf dem Anzeigefeld 70 in der zuvor beschriebenen Weise dient, umfaßt die Kamera 10 und eine Schaltungsanordnung in der Signalverarbeitungsschaltung 40, die einen Taktgeber 11, einen Analog/Digital-Wandler 12, ein Adressenregister 15, einen 16-Wort-Festwertspeicher (ROM) 16, einen Komparator 21 und ein Adressenregister 45 umfaßt.

Ein darzustellendes Bild wird durch die Kamera 10 in einem Format abgetastet, welches das Bild in eine Matrix aus 4096 in 64 Zeilen und 64 Spalten angeordneten Bildelementen aufteilt. Das Abtasten beginnt mit der oberen Reihe und läuft in jeder Reihe von links nach rechts ab. Die Kamera 10 erzeugt ein Analogsignal, das die Intensität des gerade abgetasteten Bildelementcs darstellt. Jeder der in regulärem Abstand aufeinanderfolgenden Impulse vom Taktgeber 11 bewirkt, daß das die Intensität eines der der Reihe nach abgetasteten Bildelemente darstellende Signal von der Kamera 10 auf den Analog/Digital-Wandler 12 gelangt der das Signal in einen von 256 Werten quantisiert Ein diesen Wert angebendes binäres Vielfachbitsignal wird über Binärleitungen 13 und ein Kabel 14 auf den Komparator 21 geführt

Die Impulse vom Taktgeber 11 werden außerdem auf das Adressenregister 15 gegeben, das einen 8-stufigcn Binärzähler aufweist der pro Impuls vom Taktgeber 11 in seinem Zählstand um Eins vorrückt. Die beiden Adressenadern \%A von ROM 16 mit der niedrigsten so Ordnung sind an die Ausgänge der beiden niedrigstwertigen Stufen des Registers 15 gekoppelt Die beiden Adressenleitungen 16S von ROM 16 mit der höchsten Ordnung sind an die beiden höchstwertigen Stufen des Registers 15 gekoppelt Die sechzehn Flimmerschwellenwerte, die den Zellen in jeder der in F i g. 2 gezeigten Teilmatrizen des Anzeigefeldes 70 zugeordnet sind, sind in ROM 16 gespeichert und zwar in der Reihenfolge 0, 128,32,160,192,64,224,96,48,176,16,144,240,112,208, 80.

Wie man erkennen kann, liefert der Ausgang des ROM 16 für jede Gruppe von 256 aufeinanderfolgenden Impulsen vom Taktgeber 11 sechzehnmal hintereinander die Folge 0,128,32,160, darauf sechzehnmal hintereinander die Folge 192, 64, 224, 96. anschließend scch-M zehnmal hintereinander die Folge 48, 17b, 16, 144 und sechzehnmal hintereinander die Folge 240, 112, 208, 80. Diese Folge von Schwellenwerten wird in binärer Form auf Ausgangsleitungen 17 des ROM 16 zur Verfügung

gestellt und über ein Kabel 18, einen Kabelschaltcr 22 und ein Kabel 24 auf den Komparator 21 geführt. Auf diese Weise wird der quantisierte Intensitätswert eines jeden Bildelementes gleichzeitig mit demjenigen Flimmerschwellenwert auf den Komparator 21 geführt, welcher in diesem Bildelement entsprechenden Zelle im An/.eigefeld 70 zugeordnet ist.

Das Ausgangssignal des Komparator 21 ist ein binäres Ein-Bit-Signal, das über eine Leitung 26 auf den Daieneingangsschluß DTdes Anzeigefeldes 70 gelangt. Der Wert des Signals auf der Leitung 26 ist »1«, wenn der auf Kabel 14 dargestellte Intensitätswert größer als der auf Kabel 24 dargestellte Flimmerschwellenwert ist. Diese »1« zeigt dem Anzeigefeld 70, daß die dem gerade abgetasteten Bildelement entsprechende Zelle eingeschaltet sein soll. Eine interne Schaltungsanordnung des Anzeigefeldes 70 schafft Zugriff zu dieser Zelle, um dieser ein »Schreib«- oder »Erregungs«-Signal zuzuführen. Wenn dagegen der auf Kabel 14 dargestellte Intensitätswcrt kleiner als oder gleich groß wie der auf Kabel 24 dargestellte Flimmerschwellenwert ist, wird auf Ader 26 eine »0« erzeugt, die anzeigt, daß die Zelle ausgeschaltet sein soll. In diesem Fall wird mit einem »Lösch«- oder »Enlregungs«-Signal Zugriff zu dieser Zelle hergestellt.

Ein binäres Vielfach-Bit-Signal, das die Stelle der dem gerade abgetasteten Bildelement entsprechenden Zeile angibt, wird vom Adressen register 45 über Binärleitungen 61 und ein Kabel 46 auf den Adresseneingang AD des Anzeigefeldes 70 gegeben. Bei dem Register 45 handelt es sich beispielsweise um einen 12-stufigen Binärzähler, der pro Impuls vom Taktgeber 11 seinen Zählsland um Eins erhöht. Die sechs höchstwertigen und die sechs niedrigstwertigen Bits auf den Leitungen 61 zeigen die Reihe bzw. Spalte des Anzeigefeldes 70, in welcher sich die fragliche Zelle befindet.

Bewegte geflimmerte Bilder können in einer geflimmerten Anzeigevorrichtung wie der in F i g. 1 gezeigten dadurch dargestellt werden, daß einfach aufeinanderfolgende Einzelbilder des Bildes abgetastet und zu jeder Zelle des Anzeigefeldes mit einem »Schreib«- oder einem »Lösch«-Signal Zugriff genommen wird, wie es gerade beschrieben worden ist. Wie zuvor bemerkt, kann es jedoch möglich sein, daß sich diese Bewegungsbildnicihodc nicht anwenden läßt in Anzeigevorrichtungen, die Zellen mit niedriger Zugriffsgeschwindigkeit haben, da für jedes Einzelbild zu jeder Zelle Zugriff genommen werden muß. Das Anzeigefeld 70 weist beispielsweise solche Zellen auf.

Die geflimmerte Bilddarstellung nach Fig. 1 eignet sich jedoch durch eine Schaltungsanordnung zur Durchführung einer Zustandergänzung zur Darstellung belebter Bilder. Demgemäß sind die einzigen Anzeigezellen, zu denen innerhalb irgendeines gegebenen Einzelbildes Zugriff zum Empfang eines »Erregungs«- oder eines »Entregungs«-Signals genommen wird, Zellen, deren Zustände in diesem Einzelbild sich von den jeweiligen Zuständen im vorausgehenden Einzelbild unterscheiden. Zu den restlichen Zellen wird kein Zugriff genommen, sondern sie werden vielmehr in ihrem jeweils vorausgehenden Ein- oder Aus-Zustand gehalten. Bei der Darstellung vieler Arten bewegter geflimmerter Bilder, wie Gesichtern, haben die Anzeigezellen lediglich zu einem kleinen Bruchteil in aufeinanderfolgenden Einzelbildern unterschiedliche Zustände. Wenn man die zuvor beschriebene Zustandsergänzungsmethode in einer Plasmaanzeigevorrichtung oder einer anderen Anzeigevorrichtung mit Zellen niedriger Zugriffsgeschwindigkeit anwendet, können aufeinanderfolgende Einzelbilder bewegter geflimmerter Bilder mit einer Einzelbildgcsehwindigkcit dargestellt werden, die zur Darstellung einer weichen, kontinuierlichen Bewegung ausreicht.

Die Schaltungsanordnung zur Darstellung bewegter Bilder über die zuvor beschriebene Zustandsergänzungsmethode umfaßt eine Exklusiv-ODER-Schaltung 41, eine Verzögerungseinheit 42 und einen Einzelbildspeicher 50; der Einzelbildspeicher 50 kann 4096 Bits speichern, von denen jedes einer zugehörigen Anzeigezelle im Anzeigefeld 70 entspricht. Der Wert eines jeden Bits im Speicher 50 zeigt den gegenwärtigen Zustand der entsprechenden Anzeigezelle — »1« für ein und »0« für aus. Der Speicher 50 wird auf ein Signal auf einer Ausgangsfreigabeleitung 52 hin tätig, um auf einer Datenausgabeleitung 51 ein Bit bereitzustellen, das den gegenwärtigen Zustand derjenigen Zelle anzeigt, die gerade durch die Adresse auf dem Kabel 46 indentifziert ist. Das Signal auf der Ausgangsfreigabeleitung 52 wird über die Verzögerungseinheit 42 vom Taktgeber 11 abgeleitet. Die Verzögerungseinheit 42 stellt sicher, daß sich das Adressenregister 45 »beruhigt« hat, bevor der Datenausgang des Speichers 50 freigegeben wird.

Es sei angenommen, daß ein erstes geflimmertes Einzelbild einer bewegten Bildfolge in der zuvor beschriebenen Weise auf dem Anzeigefeld 70 dargestellt worden ist und daß die Kamera 10 nun mit der Abtastung eines zweiten Einzelbildes der Bildfolge beginnt. Wie zuvor zeigt das Signal auf Leitung 26 den Zustand an, in welchem sich die dem gerade abgetasteten Bildelement entsprechende Zelle befindet. Wieder zeigt das Signal auf Kabel 46 dem Anzeigefeld 70 die Stelle der Zelle an. Zu einer gegebenen Zelle wird jedoch nur Zugriff zum Empfang eines »Schreib«- oder eines »Lösch«-Signals genommen, wenn am »Zustandsänderungs«-Anschluß CS des Anzeigefeldes 70 ein binäres Signal des Wertes »1« erzeugt wird, das anzeigt, daß der Zustand dieser Zelle zu ändern ist.

Das Signal am Zustandsänderungsanschluß CS wird durch die Exklusiv-ODER-Schaltung 41 erzeugt und über die Leitung 43 auf das Anzeigefeld 70 geführt. Die Exklusiv-ODER-Schaltung 41 spricht auf die Signale auf den Leitungen 26 und 51 an. Die Exklusiv-ODER-Schaltung 41 erzeugt dann und nur dann eine binäre»l« auf Leitung 43. wenn sich der Zustand der dem gerade abgetasteten Bildelement entsprechenden Zelle für das erste und das zweite Einzelbild unterscheidet. In diesem Fall wird zu der in Frage stehenden Zelle, die durch die Adresse auf Kabel 46 identifiziert ist, innerhalb des Anzeigefeldes 70 Zugriff genommen, und ihr Zustand

so wechselt zu dem auf Leitung 26 angegebenen Zustand.

Die Signale auf den Leitungen 26 und 43 werden außerdem auf eine Dateneingangsleitung 47 bzw. eine Eingangsfreigabeleitung 48 des Speichers 50 gegeben. Immer wenn der Wert des Signals auf Leitung 46 »1« ist, wird das den neuen Zellenzustand angegebene Signal auf Leitung 47 in den Speicher 50 den richtigen Speicherplatz geschrieben.

Die Anzeigevorrichtung nach F i g. 1 arbeitet bei jedem abgetasteten Bildelement eines jeden Einzelbildes der belebten Bildfolge in der zuvor beschriebenen Weise, und somit können solche Bildfolgen angezeigt oder dargestellt werden, ohne daß es nötig ist, bei jedem Einzelbild Zugriff zu jeder Zelle des Anzeigefeldes zu nehmen.

Obwohl die Zustandsergänzung eine wirkungsvolle Methode zur Erzeugung einer Bildbewegung mit geflimmerten Anzeigevorrichtungen begrenzter Zugriffsgeschwindigkeit ist, kann sie einen unangenehmen Ef-

fekt zeigen, von dem bewegte Bilder darstellende geflimmerte Anzeigevorrichtungen generell begleitet sind. Dieser Effekt ist das zufällige Aufblitzen oder Szintillieren von Zellen überall in der Anzeigevorrichtung. Szintillieren in bewegte Bilder darstellenden geflimmerten Anzeigevorrichtungen tritt beispielsweise auf, wenn ein relativ konstanter Bildelementintensitätswert sehr dicht bei demjenigen Flimmerschwellenwert liegt, der der entsprechenden Anzeigezelle zugeordnet ist. Jegliches Rauschen in der Anzeigevorrichtung, das sich dem Intensitätssignal überlagert, kann dann ein zufälliges Überschreiten und Rücküberschreiten des Flimmerschwellenwertes in aufeinanderfolgenden Einzelbildern bewirken und somit eine Zufallsszintillation der Zelle verursachen.

Die Art dieses Szintiliationseffektes kann man besser anhand der F i g. 5 verstehen die ein Signal IS zeigt, das die Intensität eines einzigen ausgewählten Bildelementes während aufeinanderfolgender Einzelbilder einer bewegten Bildfolge darstellt. Wie in F i g. 5 gezeigt ist, ist dem Signal IS eine Rauschkomponente niedriger Amplitude überlagert. Wie Fig.5 weiterhin zeigt, ist derjenige übliche oder »nominelle« Flimmerschwellenwert, welcher der diesem ausgewählten Bildelement entsprechenden Anzeigezelle zugeordnet ist, beispielsweise »160«. Das Signal /S wird einmal pro Einzelbild an einem vorbestimmten Punkt dieses Einzelbildes abgetastet. Jeder Abtastpunkt ist in F i g. 5 zusammen mit der entsprechenden Einzelbildzahlmarkierung auf der horizontalen Achse dargestellt. Der genaue Wert des Signals /5 an jedem Abtastpunkt ist durch einen punktförmigen Fleck dargestellt.

Die Intensität des Signals IS an den Abtastpunkten der Einzelbilder 1, 2, und 5—9 kleiner als der Flimmerschwellenwert »160«. Wie in der Zeile 101 der Fig.5 angegeben ist, ist die Zelle für jedes dieser Einzelbilder ausgeschaltet. Die Intensität des Signals /5 ist in den Einzelbildern 3 und 4 größer als »160«, und somit ist die Zelle bei diesen Einzelbildern eingeschaltet. Der Mittelwert des Signals IS liegt während der Einzelbilder 10—15 geringfügig unter dem Flimmerschwellenwert. Das diesem Signal überlagerte Rauschen hat jedoch zur Folge, daß der Schwellenwert an einigen Punkten in den Einzelbildern 10—15 überschritten und rücküberschritten wird, und die Zelle szintilliert mit zufälligen Zeitdauern.

Es können einige Alternativlösungen angewendet werden, um dieses Szintillieren oder Flackern zu reduzieren. Eine Lösung besteht darin, eine Änderung des Zustands einer Zelle zu unterbinden, wenn nicht der Intensitätswert des entsprechenden Bildelementes für eine vorbestimmte Anzahl von Einzelbildern, beispielsweise zwei Einzelbilder, auf derselben Seite des Flimmerschwellenwertes bleibt. Eine andere Lösung besteht darin, eine Änderung des Zustands einer Zelle nur dann zuzulassen, wenn eine solche Änderung die mittlere Intensität des Anzeigefeldes im unmittelbaren Bereich der in Frage stehenden Zelle bemerkenswert ändern würde.

Eine Szintillationsverringerungsmethode, die einfacher und wenigstens genauso wirksam wie die beiden zuvor genannten Methoden zu sein scheint, ist eine sogenannte »hysteresebehaftete Flimmerschwellenwertbildung«, bei welcher um jeden Flimmerschwellenwert ein Hystereseband errichtet wird. Das Band ist abgegrenzt durch einen oberen und einen unteren Flimmcrschwellenwert, die auf entgegengesetzte Seiten des üblichen oder nominellen Wertes angeordnet sind. Eine ausgeschaltete Zelle wird nur dann eingeschaltet, wenn die Intensität des entsprechenden Bildelementes größer als der obere Schwellenwert wird. Eine eingeschaltete Zelle wird nur dann ausgeschaltet, wenn die Intensität des entsprechenden Bildelementes niedriger als der untere Schwellenwert wird.

Deshalb sind in F i g. 5 auf gegenüberliegenden Seiten des nominellen Flimmerschwellenwertes »160« in oberer und ein unterer Schwellenwert bei »164« bzw. »156« errichtet. Wie die Angaben in Zeile 102 zeigen, ist die

ίο fragliche Anzeigezelle in den Einzelbildern 1 und 2 ausgeschaltet. Die Zelle bleibt im Einzelbild 3 ausgeschaltet, obwohl das Signal /5 am Abtastpunkt dieses Einzelbildes größer als der nominelle oder Nennschwellenwert ist, da das Signal /5 an diesem Punkt kleiner als der obere Schwellenwert ist. Die Zelle wird jedoch im Einzelbild 4 eingeschaltet. Wenn die Zelle einmal eingeschaltet ist, wird sie erst ausgeschaltet, wenn das Signal /5 kleiner als der untere Schwellenwert wird. Deshalb ist die Zelle im Einzelbild 5 eingeschaltet, obwohl das Signal /Sam Abtastpunkt dieses Einzelbildes kleiner als der Nennschwellenwert ist. Das Signal IS ist jedoch im Einzelbild 6 kleiner als der untere Schwellenwert, und deshalb ist die Zelle für dieses Einzelbild ausgeschaltet. Die Zelle bleibt in den Einzelbildern 7 — 15 ausgeschaltet, da während dieser Einzelbilder zu keiner Zeit der obere Schwellenwert überschritten wird. Wie man sieht, ist die zuvor beschriebene Zufallsszintillation in den Einzelbildern 10—15 beseitigt.

Eine direkte Ausführung der eben beschriebenen hysteresebehafteten Flimmerschwellenwertbildung erfordert wenigstens zwei Speicherbits pro Bildelement (d. h. pro Anzeigezelle) in der Signalverarbeitungsschaltung — ein Bit zur Speicherung des gegenwärtigen Zustandes der Zelle, um zu bestimmen, ob sich der Zustand dieser Zelle im gegenwärtigen und nachfolgenden Einzelbild ändert, und ein weiteres Bit, um anzuzeigen, ob zu irgendeiner gegebenen Zeit die Intensität eines gegebenen Bildelementes mit dem der entsprechenden Anzeigezelle zugeordneten oberen oder unteren Flimmer-Schwellenwert zu vergleichen ist.

Es ist jedoch möglich, eine hysteresebehaftete Flimmerschwellenwertbildung in einer bewegte Bilder anzeigenden geflimmerten Anzeigevorrichtung mit nur einem Einzelbildspeicherbit pro Bildelement durchzuführen. Eine entsprechende Schaltungsanordnung ist in der als Beispiel angegebenen geflimmerten Anzeigevorrichtung nach F i g. 1 enthalten, und sie umfaßt den Kabelschalter 22, einen Addierer/Subtrahierer 31, ein Hysteresregister 32 und einen Inverter 34. Diese Schaltungsanordnung wird zu einem operativen Teil der Vorrichtung gemacht, indem der Schalter 22 in eine solche Stellung gebracht wird, daß er nicht das Ausgangssigna! des ROM 16, sondern das Ausgangssignal des Addierers/ Subtrahierers 31 auf den Binärleitungen 35 und auf dem Kabel 38 über ein Kabel 24 auf den Komparator 21 gibt. Das Hystereseregister 32, das beispielsweise einen Binärzähler aufweisen kann, erzeugt ein binäres Vielfachbitsignal auf Leitungen 33 und einem Kabel 38. Dieses Signal repräsentiert eine Zahl, die zum nominellen Flimmerschwellenwert zu addieren oder von diesem zu subtrahieren ist, um den oberen bzw. unteren Flimmerschwellenwert zu erzeugen. Im Ausführungsbeispiel ist diese vorbestimmte Zahl eine binäre »100«, d.h. eine dezimale »4«.

b5 Das Kabel 38 führt auf einen Datenanschluß des Addierers/Subtrahierers 31. Ein Abgreifkabel 18 führt zum anderen Datenanschluß. Der Addierer/Subtrahierer 31 addiert die Zahlen auf den Kabeln 18 und 38, wenn an

seinem » + «- und seinem »—«-Steueranschluß eine »1« bzw. eine »0« erzeugt wird. Er subtrahiert diese Zahlen, wenn die entgegengesetzte Beziehung besteht.

Für die Bestimmung, ob ein gegebenes Bildelement mit dem der entsprechenden Anzeigezelle zugeordneten oberen oder unteren Schwellenwert zu vergleichen ist, kann der gegenwärtige Zustand dieser Zelle die Grundlage bilden. Es sei daran erinnert, daß der gegenwärtige Zustand einer jeden Zelle in der Anzeigevorrichtung der F i g. 1 im Einzelbildspeicher 50 gespeichert ist und auf Leitung 51 verfügbar ist, wenn das einer bestimmten Zelle entsprechende Bildelement abgetastet wird. Deshalb werden in Fig. 1 die Signale am » + «- und am »—«-Steueranschluß des Subtrahierers 31 vom Bit auf Leitung 51 abgeleitet. Genauer gesagt wird ein von dieser Leitung abzweigender Abgriff direkt auf den »—«-Steueranschluß und über den Inverter 34 auf den » + «-Steueranschluß geführt.

Wenn die einem gegenwärtig abgetasteten Bildelement entsprechende Zelle eingeschaltet ist, wird auf Leitung 51 und somit am »—«-Steueranschluß des Addierers/Subtrahierers 31 eine »1« erzeugt. Zur selben Zeit wird an dessen » + «-Steueranschluß eine »0« erzeugt. Die Zahl auf Kabel 38 wird vom nominellen Flimmcrschwellenwert auf Kabel 38 subtrahiert. Der Komparator 21 vergleicht somit die quantisierte Intensität des abgetasteten Bildelementes mit dem der entsprechenden Anzeigezelle zugeordneten unteren Schwellenwert.

Wenn dagegen die einem abgetasteten Bildelement entsprechende Zelle ausgeschaltet ist, werden am » + «- und am »—«-Anschluß des Addierers/Subtrahierers 31 eine »1« bzw. »0« erzeugt. Die Zahlen auf den Kabeln 18 und 38 werden zueinander addiert. Der Komparator 21 vergleicht somit den quantisierten Intensitätswert des abgetasteten Bildelementes mit dem der entsprechenden Anzeigezelle zugeordneten oberen Schwellenwert.

Obwohl bei der zuvor beschriebenen Zustandsergänzungsmethode in der Anzeigevorrichtung nach Fig. 1 für irgendein gegebenes Einzelbild nur Zugang zu einer relativ kleinen Anzahl Zellen erforderlich ist, kann es passieren, daß diese Zellen, zu denen bei einem gegebenen Einzelbild Zugriff genommen wird, im Anzeigefeld 70 während eines relativ kleinen Bruchteils der Einzelbilddauer indentifiziert werden und nicht zufallsartig über diese Einzelbildperiode verstreut sind. Dies kann beispielsweise auftreten, wenn die Bewegung im wiedergegebenen Bild auf einen relativ kleinen Bereich, wie den Mund einer sprechenden Person, begrenzt ist. In diesem Fall kann es wieder unmöglich sein, selbst diese wenigen Zellen mit einer ausreichend hohen Geschwindigkeit zu adressieren. Demzufolge kann die Schaltungsanordnung im Anzeigefeld 70 vorteilhafterweise einen (nicht gezeigten) Puffer herkömmlichen Aufbaus, bei dem das zuerst eingegebene Zeichen wieder zuerst ausgegeben wird, aufweisen, und zwar zum vorübergehenden Speichern der dem Anzeigefeld zugeführten Daten- und Adresseninformation bis zu demjenigen Zeitpunkt, zu welchem zu jeder umzuschaltenden Zelle Zugriff genommen werden kann.

Als Alternative oder zusätzlich zu einem solchen Puffer kann die Anzeigevorrichtung nach F i g. 1 eine Schaltungsanordnung umfassen, die auf eine abnormal hohe Zahl von Zellenzustandsänderungen pro Einzelbild anspricht, um die Breite des Hysteresebandes um jeden nominellen Flimmerschwellenwert abzuändern. Obwohl diese Methode eine gewisse Verschlechterung der Bildqualität bewirkt, verringert sie in vorteilhafter Weise die Anzahl derjenigen Zellen, welche für irgendein gegebenes Einzelbild ihren Zustand ändern müssen. Für diesen Zweck ist eine Überlaufleitung 71 vorgesehen, die sich vom Anzeigefeld 70 zum Hystereseregister 32 erstreckt. Wenn die Zellenänderungsrate irgendeinen vorbestimmten Wert erreicht, der beispielsweise durch eine bestimmte Größe eines Datenstaus im Puffer innerhalb des Anzeigefeldes 70 angezeigt wird, wird auf der Überfluß- oder Überlaufleitung 71 ein erstes Signal

ίο erzeugt. Dieses Signal erhöht den Zählstand im Hystereseregister 32 und verbreitert somit das Hystereseband um jeden nominellen Flimmerschwellenwert. Wenn sich der Überlaufzustand im Puffer innerhalb des Anzeigefeldes 70 verringert, was durch ein zweites Signal auf der Ader 71 angezeigt wird, wird der Zählstand im Register 32 auf seinen ursprünglich vorausbestimmten Wert zurückgestellt.

Wenn auch in der Anzeigevorrichtung nach Fig. 1 das Zustandsändern-Signal auf Leitung 43 auf das Anzeigefeld 70 geführt wird, kann man dieses Signal alternativ als ein Signal innerhalb der Verarbeitungsschaltung 40 verwenden, um die Daten- und Adresseninformation von diesem zum Anzeigefeld durchzuschalten. Bei einer solchen Anordnung zeigt die Tatsache, daß ein Datenbit und eine entsprechende Adresse auf das Anzeigefeld gegeben werden, an, daß der Zustand der identifizierten Zelle zu ändern ist.

Man sieht also, daß die Zustandsergänzung wesentlich die Anzahl der Informationsbits pro Zeiteinheit verringen, die auf ein Anzeigefeld gegeben werden müssen, um auf diesem bewegten geflimmerte Bilder darzustellen. Die Bandbreite, die zur Übertragung solcher Bilder auf das Anzeigefeld erforderlich ist, kann somit ebenfalls verringert werden. Zusätzlich reduziert die beschriebene hysteresebehaftete Flimmerschwellenwertbildungsmethode weiter die erforderliche Bandbreite, da sie die Anzahl der Informationsbits pro Zeiteinheit verringert, die auf das Anzeigefeld übertragen werden müssen.

Wenn auch die vorstehende Beschreibung auf die Darstellung einfarbiger Bilder und insbesondere auf die Bewegung solcher Bilder gerichtet ist, wird man zudem einsehen, daß die Flimmermethode zur Darstellung sowohl polychromatischer oder »farbiger« Einzelbilder als auch bewegter Farbbilder verwendet werden kann. Bei einer solchen Anordnung weist jede Zelle des Anzeigefeldes ein Bündel von Anzeigeeinrichtungen auf, die bei Erregung je eine andere Farbe darzustellen vermögen (beispielsweise ein Bündel aus drei Anzeigeeinrichtungen zur Darstellung von rot, grün bzw. blau). Wie bei einer monochromatischen geflimmerten Anzeigevorrichtung kann jede Anzeigeeinrichtung des polychromatischen Anzeigezellenbündels lediglich voll erregt oder voll entregt sein.

Wenn das zu reproduzierende Bild abgetastet wird, werden für jedes Bildelement drei Intensitätssignale erzeugt. Jedes Intensitätssignal zeigt den Grad an, zu welchem eine ausgewählte aus den drei Farben in dem speziellen Bildelement vorhanden ist Der Wert eines jeden einer gegebenen Anzeigezelle zugeordneten Intensitätssignals wird mit dem dieser zugeordneten Flimmerschwellenwert verglichen. Für jedes Intensitätssignal, das den Flimmerschwellenwert übersteigt, wird die entsprechende Anzeigeeinrichtung innerhalb des ZeI-lenbündesl erregt. Andererseits wjrd für jedes Intensitätssignal, das den Flimmerschwellenwert nicht übersteigt, die entsprechende Anzeigeeinrichtung innerhalb des Zellenbündels entregt. Es ergibt sich ein zufrieden-

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stellendes Farbbild, das bewegt werden kann. Es kann ||

ein subjektiver Eindruck «on Helligkeits- oder Intensitätsänderungen im Bihl erzeugt werden, obwohl jede
Anzeigeeinrichtung innerhalb eines jeden Zellenbündels lediglich voll erregt oder voll entregt sein kann. 5

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

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Claims

Patentansprüche:

1. Anzeigevorrichtung zur Darstellung von Bildern, mit

— einer Vielzahl selektiv erregbarer und entregbarer Zweipegel-Anzeigezonen, die je einem Bildelement eines darzustellenden Bildes entsprechen, und

— einer Einrichtung für einen Zugriff zu den Anzeigezonen, um diese Zonen zu befähigen, erregt und entregt zu werden,

dadurch gekennzeichnet, daß die Zugriffseinrichtung (40) derart beschaffen ist daß ein Zugriff zu einer jeden entregten Anzeigezone (in 70) lediglich dann erfolgt, wenn deren entsprechende Bildelementintensität (auf 14) in einer ersten vorgestimmten Beziehung zu dieser Zone zugeordneten Schwellenwert (24) steht, und zu einer jeden erregten Anzeigezone (in 70) lediglich dann erfolgt, wenn deren entsprechende Bildelementintensität (auf 14) in einer zweiten vorbestimmten Beziehung zu einem dieser Zone zugeordneten Schwellenwert steht.

2. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zonen in einer Matrix (F i g. 3 oder 4) angeordnet sind, die eine Vielzahl theoretisch angenommener Teilmatrizen mit je η Zonen mal η Zonen aufweist, und daß den Zonen in jeder Teilmatrix unterschiedliche Schwellenwerte zugeordnet sind, die von einer den Teilmatrizen gemeinsamen Schwellenwertmatrix D_n (Fig.2) stammen.

3. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß η eine ganze Potenz von 2 ist, daß die Matrix D_n die Matrizen k [4 D„,₂]. k [4 D_n/2 + UmI * [4 D_n,2 + 2 U₁U₂] und k [4 D₁₁₁₂ +3 U„,₂] in Zwei-mal-zwei-Anordnung aufweist, wobei D₂ eine die Zahlen »0«, »1«, »2« und »3« enthaltende Zweimal-zwei-Matrix ist und U₂ eine Zwei-mal-zwei-Matrix ist, bei der jedes Element »I« ist, und wobei k eine vorbestimmte skalare Konstante ist.

4. Anzeigevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Zugriffseinrichtung (40) Zugriff zu lediglich all denjenigen entregten Anzeigezonen (in 70) zu nehmen vermag, deren entsprechende Bildelementintensität (auf 14) einen oberen Schwellenwert (F i g. 5) übersteigt, der größer als der dieser Zone zugeordnete nominelle Schwellenwert ist. und lediglich zu all denjenigen erregten Anzeigezonen Zugriff zu nehmen vermag, deren entsprechende Bildelementintensität kleiner als ein unterer Schwellenwert (F i g. 5) ist, der niedriger als der dieser Zone zugeordnete nominelle Schwellenwert ist.

5. Anzeigevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Zugriffseinrichtung (40) einen Speicher (50) aufweist zum Speicher einer Vielzahl von Bits, die je einer der Anzeigezonen entsprechen und angeben, ob diese Zone erregt oder entregt ist, sowie eine Einrichtung (21) zur Erzeugung eines ersten Signals bei jeder Bildelementintensität, welche die erste vorbestimmte Beziehung zu dem der entsprechenden Anzeigezone zugeordneten Schwellenwert aufweist, und zur Erzeugung eines zweiten Signals für jede Bildelementintensität, welche die zweite vorbestimmte Beziehung zu dem der entsprechenden Anzeigezone zugeordneten Schwellenwert aufweist, und eine Einrichtung (41) zur Erzeugung eines Signals zur Freigabe des Zugriffs zur entsprechenden Anzeigezone lediglich für den Fall, daß ein erstes Signal und ein Bit im Speicher (50), das eine entsprechende entregte Zone angibt, gemeinsam auftreten, oder daß ein zweites Signal und ein Bh im Speicher, das eine entsprechende erregte Zone angibt, gemeinsam auftreten.

6. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 5 und einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Zugriffseinrichtung (40) einen weiteren Speicher (16) zur Speicherung von die Schwellenwerte

is darstellenden Signalen umfaßt und daß die Einrichtung zur Erzeugung des ersten und des zweiten Signals einen Komparator (21) umfaßt zum Vergleich einer jeden Bildelementintensität mit dem diesem zugeordneten gespeicherten Schwellenwerldarstel-Jungssignal, um ein erstes oder ein zweites Signal in Abhängigkeit von dieser Bildelementintensität zu erzeugen, wenn diese größer bzw. kleiner als das entsprechende Schwellenwertdarstellungssignal ist.

7. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 5 und 4, dadurcn gekennzeichnet, daß die Zugriffseinrichtung

(40) einen weiteren Speicher (16) zur Speicherung von die Schwellenwerte darstellenden Signalen aufweist sowie eine Einrichtung (31, 32,34) zur Erzeugung des oberen oder des unteren Schwellenwertes durch Addieren oder Subtrahieren eines Wertes zu oder von jedem der solchermaßen gespeicherten Signale in Abhängigkeit davon, ob das in dem Speicher (50) gespeicherte entsprechende Bit eine cntrcgtc bzw. erregte Zone angibt, und daß die Einrichtung zur Erzeugung des ersten und des zweiten Signals einen Komparator (21) umfaßt um Vergleich einer jeden Bildelementintensität, und zwar je nachdem mit dem oberen oder dem unteren Schwellenwert, um ein erstes oder ein zweites Signal in Abhängigkeit von dieser Bildelementintensität zu erzeugen, wenn diese größer oder kleiner als der obere bzw. untere Schwellenwert ist.

8. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Differenz zwischen den oberen und den unteren Schwellenwerten variabel ist.

9. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (70, 71) zur Erhöhung des zu jedem in dem weiteren Speicher gcspcicherten Signal zu addierenden oder von diesem zu subtrahierenden Wertes, wenn die Zugriffsratc zu den Anzeigezonen einen vorbestimmten Wert übersteigt.