DE60302178T2 - Vielfachabtastung auf einer Plasmaanzeigetafel - Google Patents

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Description

  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Anzeige von Videobildern, die aus Pixeln bestehen, wobei die Pixel digital in Code-Worte kodiert werden, die die Länge der Zeitdauer bestimmen, während der das entsprechende Pixel der Anzeige in einem Vollbild aktiviert wird, wobei jedem Bit eines Code-Wortes eine bestimmte Aktivierungsdauer zugeordnet wird, nachfolgend als Unterfeld-Wichtung bezeichnet. Insbesondere bezieht sich die vorliegende Erfindung auf eine Mehrfach-Abtast-Betriebsart, bei der niedrige Videopegel (dunkle Pixel) mit einer niedrigeren Vollbild-Folgefrequenz angezeigt werden als die hohen Videopegel (helle Pixel).
  • Hintergrund
  • Eine Plasma-Anzeigetafel (PDP) verwendet eine Matrixgruppe von Entladungszellen, die nur „EIN" oder „AUS" sein können. Auch im Gegensatz zu einer CRT oder LCD, bei denen Graustufen durch analoge Steuerung der Lichtemission ausgedrückt werden, steuert eine PDP die Graustufen durch Modulation der Zahl der Lichtimpulse pro Vollbild. Diese Zeitmodulation wird durch das Auge über einer Dauer integriert, die der Augen-Ansprechzeit entspricht.
  • Für stationäre Bilder wiederholt sich diese Zeitmodulation selbst mit einer Basisfrequenz, die gleich der Vollbildfrequenz der angezeigten Video-Norm ist. Wie von Kathodenstrahlröhren bekannt ist, führt eine Lichtemission mit einer Basisfrequenz von 50 Hz zu Großflächenflimmern, was durch die 100 Hz-Aufwärts-Umwandlungs-Technologie für CRT-Fernsehempfänger beseitigt werden kann.
  • Einerseits wird dieser Großflächenflimmer-Artefakt auf einer PDP vermindert, da das Tastverhältnis der Lichtemission länger ist. Da andererseits PDPs größere Abmessungen anbieten, wird selbst ein vermindertes Großflächenflimmern in Form von Bildqualität beanstandenswert.
  • Die Lösung, die bei der europäischen 100 Hz-Aufwärts-Umwandlungs-TV-Technologie ausgeführt wird, besteht darin, doppelt so viele Vollbilder/Halbbilder (durch Wiederholung jedes Vollbilds/Halbbilds oder durch Interpolation von Extra-Vollbildern/Halbbildern) in derselben Zeitdauer (20 ms) anzuzeigen, die der Anzeige eines 100 Hz-Videosignals entspricht. Der Begriff „Vollbild" bedeutet zur Erläuterung in der TV-Technologie eine vollständiges Videobild. Die Norm-TV-Systeme NTSC, PAL, SECAM verwenden die Zeilensprung-Abtastung, so dass ein Vollbild aus zwei „Halbbildern" besteht, wobei bei dem ersten Halbbild alle ungeradzahligen Videozeilen angezeigt werden und bei dem zweiten Halbbild alle geradzahligen Videozeilen angezeigt werden. Bei den 50 Hz-Fernsehsystemen wie PAL und SECAM wird ein vollständiges Videobild in einem 40 ms-Zeitraster übertragen, das einer 25 Hz-Vollbild-Folgefrequenz entspricht. Die Halbbilder werden in einem 20 ms-Zeitraster übertragen, das einer 50 Hz-Halbbild-Folgefrequenz entspricht. Die 100 Hz-Aufwärts-Umwandlungs-Technologie wird meistens mit dem Problem des Großflächenflimmerns fertig, aber üblicherweise nur durch eine Pseudo-Vollbild/Halbbild-Wiederholung. Diese Lösung, wie sie ist, ist tatsächlich nicht für die PDP vorstellbar, da zur Anzeige von zweimal so viel Vollbildern pro Sekunde zweimal so viel Unterfelder benötigt werden (für dieselbe Qualität).
  • Plasma-Anzeigen werden in progressiver Abtast-Betriebsart betrieben, um ein starkes Zeilenflimmern zu vermeiden. Aus einer anderen europäischen Patentanmeldung der Anmelderin (EP-A-0 982 708) ist eine Lösung bekannt, wie eine Pseudo-100 Hz-Komponente auf der PDP erzeugt werden kann, aber diese kann nicht verwendet werden, um die Video-Vollbilder anzuzeigen, die von einer Videoquelle kommen, die Video-Vollbilder mit einer Rate gleich oder höher als 75 Hz wiedergibt.
  • Dieselbe Begrenzung tritt auf, wenn hochfrequente Videosignale gehandhabt werden, die von PC-Anwendungen kommen. In diesem Fall lassen PDPs üblicherweise einige Vollbilder fallen und zeigen ein Videosignal mit 60 Hz an, wobei die Vorteile der ursprünglichen hochfrequenten Videosignale verloren gehen und einige Bewegungs-Artefakte eingeführt werden, da einige Vollbilder konstant fallen gelassen werden.
  • Erfindung
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren aufzuzeigen, das die Anzeige von hochfrequenten Videosequenzen erlaubt (hauptsächlich für PC-Anwendungen, die heute eine Vollbild-Folgefrequenz von 75 Hz oder höher verwenden), bei dem aber die Bewegungsqualität der Eingangsquellen erhalten bleibt.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung wird diese Aufgabe durch das im Anspruch 1 beanspruchte Verfahren bzw. die im Anspruch 9 beanspruchte Vorrichtung gelöst. Das erfindungsgemäße Verfahren ist durch die Schritte gekennzeichnet, einen gemeinsamen Teil der Videowerte für entsprechende Pixel in zwei oder mehr aufeinanderfolgenden Videobildern herauszu ziehen, den gemeinsamen Teil der Videowerte mit einer verminderten Vollbild-Folgefrequenz anzuzeigen, und die individuellen Teile der Videowerte mit der echten Vollbild-Folgefrequenz der Videoquelle anzuzeigen.
  • In anderen Worten besteht die Erfindung in einer unterschiedlichen Unterfeld-Organisation mit einem neuen Prinzip von Unterfeld-Kodierung, die erlaubt, Videosignale mit hoher vertikaler Frequenz (fv Hz) anzuzeigen.
  • Die Basisidee dieser Erfindung besteht darin, dass niedrige Pegel, d.h. kurze Aktivierungszeit der Pixel (dunkle Pixel) kein Flimmern oder Bewegungs-Artefakte (wie Vibrieren (judder)) erzeugen, so dass sie mit einer Unterfrequenz (fv/2 Hz) angezeigt werden können, während der Rest der Videosignale mit der richtigen Frequenz (fv Hz) angezeigt wird.
  • Um dies zu tun, kann die Vollbildperiode in drei Untergruppen unterteilt werden:
    • • Zwei Gruppen von Unterfeldern mit gleicher Größe, die in einem Vollbild mit der Zeit 1/fv ms (zwei Unterperioden der fv/2 Hz-Vollbildrate) entsprechend einer fv/2 Hz-Komponente enthalten sind.
    • • Eine Gruppe von Unterfeldern, die als Extra-Vollbilder oder Extra-Codes bezeichnet werden, die zwischen den beiden vorherigen Untergruppen enthalten sind und einer fv/2 Hz-Komponente für die niedrigen Pegel entsprechen.
  • Weitere vorteilhafte Ausführungsformen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
  • Zeichnungen
  • Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend in größeren Einzelheiten anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. In den Zeichnungen stellen dar:
  • 1 die zeitliche Ansprech-Charakteristik des menschlichen Auges;
  • 2 die Zellenstruktur der Plasma-Anzeigetafel in der Matrix-Technologie;
  • 3 das konventionelle ADS-Adressierschema während einer Vollbildperiode;
  • 4 ein Beispiel einer Unterfeld-Organisation für Unterfeld-Kodierung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
  • 5 eine prinzipielle Darstellung zur Veranschaulichung des Mehrfach-Abtast-Konzepts;
  • 6 ein Fließdiagramm zur Ausführung des Mehrfach-Abtast-Konzepts gemäß der vorliegenden Erfindung; und
  • 7 ein Blockschaltbild einer Hardware-Ausführung des Mehrfach-Abtast-Konzepts.
  • Ausführliche Beschreibung der Erfindung
  • Die folgenden Ausführungsbeispiele zeigen beste Anwendungsarten der vorliegenden Erfindung.
  • Wie bereits erwähnt wurde, ist das Großflächenflimmern ein echtes Problem in Ländern in Europa, die eine 50 Hz-Vollbild-Folgefrequenz für Fernsehübertragungen verwenden. Jedoch selbst im Falle von 60 Hz-Fernsehsystemen, wie bei dem in den USA und Japan verwendeten NTSC-System wird ein solches Flimmern in der Zukunft mit der Erhöhung der Anzei gegröße störend (wegen des Erscheinens am Rand des Gesichtsfeldes), wie auch bei der Zunahme der Luminanzwerte.
  • 1 zeigt die Empfindlichkeit des menschlichen Auges über der zeitlichen Frequenz der Videoquelle für verschiedene Luminanzwerte. Wie man deutlich sieht, nimmt die Kontrastempfindlichkeit des menschlichen Auges schnell mit abnehmender Luminanz ab.
  • Aus diesen Gründen ist das vorliegende Konzept zur Anzeige von Videosignalen mit hoher Frequenz nicht nur ein Vorteil für Länder mit 50 Hz-TV-Technologie, sondern auch für andere Länder (z.B. neigt der Video-Ausgang eines modernen PC zu Videosequenzen von 75 Hz oder höher anstatt zu Videosequenzen von 60 Hz).
  • Das Prinzip der Erfindung sorgt für Möglichkeiten, entweder die Vollbild-Folgefrequenz zu verdoppeln (wenn diese zum Beispiel niedriger als 60 Hz ist), oder ein Videosignal mit einer höheren Vollbild-Folgefrequenz (größer als 60 Hz) anzuzeigen, in dem eine begrenzte Zahl von Unterfeldern, aber mit einer akzeptablen Qualität und allen Vorteilen eines Videosignals mit einer hohen Bildfolgefrequenz (geringeres Flimmern, natürliche Bewegung und so weiter) verwendet wird.
  • Für diese Erfindung kann das Eingangs-Videosignal entweder ein Videosignal mit hoher Bildfolgefrequenz (z.B. 85 Hz von einer PC-Graphik-Karte oder 100 Hz von einer HDTV-Fernsehquelle) sein, das normalerweise von der PDP nicht angezeigt werden kann (weil es zu viele Unterfelder pro Zeiteinheit benötigt), oder ein Videosignal mit niedriger Bildfolgefrequenz (z.B. 50 Hz), das Großflächenflimmern er zeugt. Im letzten Fall (50 Hz) wird die Frequenz durch Wiederholung jedes Vollbilds verdoppelt, und so erhält man eine hochfrequente Videoanzeige.
  • Das Ziel der Erfindung besteht also darin, dieses hochfrequente Videosignal auf einer Anzeige anzuzeigen, bei der die Lichterzeugung in kleinen Impulsen erfolgt, und die kleinen Impulse werden in Unterfelder mit unterschiedlicher Wichtung gruppiert, wie PDP, DMD, OLED und so weiter.
  • Der prinzipielle Aufbau einer Plasmazelle in der sogenannten Matrix-Plasma-Technologie ist in 2 dargestellt. Die Bezugsziffer 10 bezeichnet eine Abdeckung aus Glas, und die Bezugsziffer 11 eine transparente Zeilenelektrode. Die Montageplatte der Tafel ist mit der Bezugsziffer 12 bezeichnet. Es gibt zwei dielektrische Schichten 13, um Abdeckung und Montageplatte voneinander zu isolieren. In die Montageplatte sind Spaltenelektroden 14 integriert, die senkrecht zu den Zeilenelektroden 11 verlaufen. Der innere Teil der Zellen besteht aus einer Leuchtsubstanz 15 (Phosphor) und einem Separator 16 zum Trennen der verschiedenfarbigen Phosphorsubstanzen (grün 15a) (blau 15b) (rot 15c). Die von der Entladung erzeugte UV-Strahlung ist mit der Bezugsziffer 17 bezeichnet. Das von dem grünen Phosphor 15a ausgesendete Licht ist mit einem Pfeil 18 bezeichnet. Aus diesem Aufbau einer PDP-Zelle wird deutlich, dass drei Plasmazellen erforderlich sind, die den drei Farbkomponenten R, G, B entsprechen, um die Farbe eines Bildelements (Pixel) des angezeigten Bildes zu erzeugen.
  • Die Graustufe jeder R-, G-, B-Komponente eines Pixels wird in einer PDP durch Modulieren der Zahl von Lichtimpulsen pro Vollbildperiode gesteuert. Das Auge integriert diese Zeitmodulation über einer Dauer, die dem Ansprechen des menschlichen Auges entspricht. Das wirksamste Adressierschema sollte sein, n mal zu adressieren, wenn die Zahl der zu erzeugenden Videopegel gleich n ist. Im Fall der üblicherweise verwendeten 8-Bit-Darstellung der Videopegel sollte eine Plasmazelle dementsprechend 256 mal adressiert werden. Dies ist aber technisch nicht möglich, da jede Adressieroperation eine Menge an Zeit erfordert (etwa 2 μs pro Zeile > 960 μs für eine Adressierperiode > 245 ms für alle 256 Adressieroperationen), was mehr ist als die 20 ms verfügbare Zeitdauer für 50 Hz-Video-Vollbilder.
  • Aus der Literatur ist ein anderes Adressierschema bekannt, das praktischer ist. Gemäß diesem Adressierschema wird ein Minimum von acht Unterfeldern (im Fall eines 8-Bit-Videopegel-Datenwortes) in einer Unterfeld-Organisation für eine Vollbildperiode verwendet. Bei einer Kombination dieser acht Unterfelder ist es möglich, die 256 verschiedenen Videopegel zu erzeugen. Dieses Adressierschema ist in 3 veranschaulicht. In dieser Figur wird jede Videostufe für jede Farbkomponente durch eine Kombination von 8 Bits mit den folgenden Wichtungen dargestellt:
    1/2/4/8/16/32/64/128.
  • Um eine solche Kodierung mit der PDP-Technologie zu realisieren, wird die Vollbildperiode in acht Beleuchtungsperioden unterteilt, die als Unterfelder bezeichnet werden, wobei jedes einem Bit in einem entsprechenden Unterfeld-Codewort entspricht. Die Zahl von Lichtimpulsen für das Bit „2" ist doppelt so groß wie für das Bit „1" und so weiter. Mit diesen acht Unterperioden ist es möglich, durch Unterfeld-Kombination die 256 Graustufen aufzubauen. Das Stan dardprinzip zur Erzeugung dieser Graustufen-Wiedergabe beruht auf dem ADS-(Address Display Separated)-Prinzip, bei dem alle Operationen zu verschiedenen Zeiten auf der gesamten Anzeigetafel ausgeführt werden. In 3 unten ist gezeigt, dass bei diesem Adressierschema jedes Unterfeld aus drei Teilen besteht, nämlich einer Adressierperiode, einer Halteperiode und einer Löschperiode.
  • Bei dem ADS-Adressierschema folgen alle Basiszyklen nacheinander. Zunächst werden alle Zellen der Tafel in einer Periode beschrieben (adressiert), wonach alle Zellen beleuchtet (gehalten) und am Ende alle Zellen zusammen gelöscht werden.
  • Die in 3 dargestellte Unterfeld-Organisation ist nur ein einfaches Beispiel, und es ergibt sehr verschiedene aus dem Stand der Technik bekannte Unterfeld-Organisationen mit zum Beispiel mehr Unterfeldern und unterschiedlichen Unterfeld-Wichtungen. Oft werden mehr Unterfelder verwendet, um sich bewegende Artefakte zu vermindern, und es könnte eine „Vorbereitung" bei mehr Unterfeldern verwendet werden, um die Ansprechtreue zu erhöhen. Vorbereitung (Priming) ist eine getrennte optionale Periode, bei der die Zellen geladen und gelöscht werden. Diese Ladung kann zu einer kleinen Entladung führen, d.h. Hintergrundlicht erzeugen, was im Prinzip unerwünscht ist. Nach der Vorbereitungs-Periode folgt eine Löschperiode für sofortiges Löschen der Ladung. Dies ist für die nachfolgenden Unterfeld-Perioden erforderlich, bei denen die Zellen erneut adressiert werden müssen. Somit ist Vorbereitung eine Periode, die die folgende Adressierperiode erleichtert, d.h. sie verbessert die Wirksamkeit der Schreibstufe durch regelmäßige Erregung aller Zellen gleichzeitig. Die Länge der Adressierperiode kann für alle Unterfelder gleich sein, auch die Länge der Löschperiode. Jedoch ist es auch möglich, dass die Länge der Adressierperiode für eine erste Gruppe von Unterfeldern und eine zweite Gruppe von Unterfeldern in der Unterfeld-Organisation verschieden ist. In der Adressierperiode werden die Zellen zeilenweise von Zeile 1 bis Zeile n der Anzeige adressiert. In der Löschperiode werden alle Zellen parallel in einem Schritt entladen, was nicht mehr Zeit als die Adressierung in Anspruch nimmt. Das Beispiel von 3 zeigt die Standard-Unterfeld-Organisation mit acht Unterfeldern einschließlich der Vorbereitungs-Operation. Zu einem Zeitpunkt ist eine dieser Operationen für die gesamte Tafel aktiv.
  • Das Problem bei hochfrequenten Videosignalen besteht darin, dass bei Verminderung der Vollbildperiode weniger Zeit zur Erzeugung von Lichtimpulsen verfügbar ist, wodurch die erzielbaren Kontrastwerte vermindert werden, oder wenn die Zahl der Lichtimpulse beibehalten werden soll, muss die Zahl von Unterfeldern vermindert werden, wodurch das Graustufen-Portrayal vermindert wird.
  • Es ist die Idee der vorliegenden Erfindung, dass, da das menschliche Auge für Flimmern bei den höheren Luminanzpegeln empfindlicher ist, die niedrigen Pegel mit einer niedrigeren Frequenz angezeigt werden können (und daher erfordern sie weniger Unterfelder pro Zeiteinheit), da sie kein Vibrieren oder andere Bewegungs-Artefakte einführen. Die niederfrequente Komponente wird aus zwei aufeinanderfolgenden Vollbildern (die identisch sind, wenn die Frequenz verdoppelt worden ist) herausgezogen. Infolgedessen werden weniger Unterfelder benötigt, und somit kann die Bildqualität erhalten werden.
  • Nachfolgend wird als Beispiel der Fall eines echten 100 Hz-(fv)-Videosignals verwendet, das auf der PDP angezeigt werden soll, um die Erläuterung zu vereinfachen. Aber wie vorher erwähnt wurde, kann dasselbe Prinzip bei einer Frequenz zwischen 60 und 120 Hz verwendet werden.
  • Um so dieses 100 Hz-(fv)-Videosignal anzuzeigen:
    • • Zuerst muss der maximale niedrige Pegel m gewählt werden, der bei 50 Hz (fv/2) angezeigt werden soll. Dann muss aus zwei aufeinanderfolgenden Vollbildern für jedes Pixel ein niedriger Pegel gefunden werden (der kleiner als oder gleich m ist); er kann der Durchschnitt beider Videopegel der beiden Vollbilder sein oder einfach eine Auswahl von einem der beiden niedrigen Pegel, z.B. dem Minimum des Maximums beider Videopegel. Dieser ausgewählte niedrige Pegel wird mit Unterfeldern kodiert, die Extra-Codes in einem Extra-Vollbild genannt werden.
    • • Dann wird der maximale niedrige Pegel m von den hohen Videopegeln der beiden Vollbilder subtrahiert. Die neuen hohen Videopegel werden unabhängig mit einem selben Code kodiert (Unterfeld-Wichtungs-Gradation), aber die Code-Worte steuern unterschiedliche Unterfelder in der Vollbildperiode.
  • Nachfolgend wird die Berechnung des Extra-Vollbildes und der Unter-Vollbilder gezeigt.
  • Wenn angenommen wird, dass die Extra-Codes des Extra-Vollbildes für zwei aufeinanderfolgende Vollbilder mit einer Frequenz angezeigt werden, die zweimal niedriger als der Rest der Videosignale ist, muss ihre Wichtung zweimal so groß sein wie die der Untergruppen: ein Wert V (= 1 Cd für die Luminanz) für die Extra-Codes eines 50 Hz-Bildes ist äquivalent zu einem Pegel V/2 (= 1/2 cd für die Luminanz) für eine 100 Hz (fv)-Komponente.
  • Wenn so zum Beispiel V1 und V2 die Werte der Videopegel von zwei aufeinanderfolgenden 100 Hz-Vollbildern sind und m der maximale Videopegel, der bei 50 Hz fv/2 angezeigt wird, könnte der Wert des Extra-Codes Vx und die neuen Werte V1' und V2' der beiden Videopegel, die in den Untergruppen kodiert werden, von dem Verfahren abhängen, dessen Benutzung entschieden wird:
  • • Verfahren A:
  • Vx ist der Durchschnitt der niedrigen Pegel der beiden Vollbilder. In diesem Fall: Vx = (Min(m, V1)·Min (m, V2))/2 V1' = V1 – Min(m, V1) = Max(0, V2 – m) V2' = V2 – Min(m, V2) = Max(0, V2 – m)
  • • Verfahren B:
  • Vx ist der niedrige Pegel des zweiten Vollbildes. In diesem Fall: Vx = Min(m, V2) V1' = V1 – Min (m, V1) = Max(0, V1 – m) V2' = V2 – Min (m, V2) = Max(0, V2 – m)
  • • Verfahren C:
  • Alternativ könnte der niedrige Pegel des ersten Vollbildes benutzt werden. In diesem Fall: Vx = Min(m, V1) V1' = V1 – Min (m, V1) = Max(0, V1 – m) V2' = V2 – Min (m, V2) = Max(0, V2 – m)
  • • Verfahren D:
  • Ferner könnte in jedem Fall der kleinere der beiden niedrigen Pegel verwendet werden. In diesem Fall muss ein Vergleich der beiden niedrigen Pegel ausgeführt werden.
  • Der niedrige Pegel Vx wird mit den Unterfeldern des Extra-Vollbildes kodiert, und die Unter-Vollbilder V1' und V2' werden mit den Unterfeldern der Untergruppen kodiert.
  • Das Extra-Vollbild wird zwischen den beiden Unter-Vollbildern eingefügt, wie in 4 ersichtlich ist.
  • Eine Plasma-Anzeige hat eine lineare Ansprech-Charakteristik. Die CRT-Anzeigen haben die bekannte Gammafunktion-Ansprech-Charakteristik. Dies rührt daher, dass das Eingangs-Videosignal gamma-korrigiert wird, bevor es an eine CRT-Anzeige übertragen wird. Diese Gamma-Korrektur muss von dem Eingangs-Videosignal entfernt werden, wenn das Signal einer PDP zugeführt wird. Eine Gamma-Transformation wird zu diesem Zweck verwendet. Die Gamma-Transformation verstärkt das Eingangs-Videosignal nichtlinear.
  • Wie üblich kann zur Verbesserung der Bildqualität Dithering verwendet werden. Dithering ist eine allgemein bekannte Technik, die zur Verminderung der Effekte von Quantisierungsrauschen infolge einer verminderten Zahl von angezeigten Pegeln verwendet werden, indem künstliche Pegel zwischen zwei Pegeln eingefügt werden. Diese Dithering-Technik ist in größeren Einzelheiten in einer anderen Anmeldung der Anmelderin offenbart, siehe WO 01/71702. Für die Offenba rung der vorliegenden Erfindung wird ausdrücklich auf das WO-Dokument Bezug genommen.
  • Für die erfindungsgemäße Unterfeld-Organisation kann die Bildqualität durch Optimierung von Dithering verbessert werden. Das hinzugefügte Dithering-Schema ist für die drei Gruppen unterschiedlich: wenn ein auf Zellen beruhendes Dithering bei vier Vollbildern (4 Masken: M1, M2, M3, M4) verwendet wird, dann werden die Schemata wie folgt verwendet.
  • Figure 00140001
  • Es ist interessant, hier zu bemerken, dass infolge hiervon das Dithering weniger wahrnehmbar ist, da seine Frequenz höher ist als sie ohne die Erfindung sein würde (außer für die Extra-Codes).
  • Bei Verwendung der in 4 gezeigten Unterfeld-Organisation für die Kodierung werden 15 Unterfelder verwendet, um zwei 100 Hz-Vollbilder zu kodieren, aber die Bildqualität ist gut in den niedrigen Pegeln wie auch in den anderen Teilen der Grauskala.
  • 5 veranschaulicht die Vorteile der vorliegenden Erfindung im Vergleich zu der bekannten Lösung gemäß EP-A-O 982 708 für den Fall, dass sich ein weißer Kreis auf einem schwarzen Hintergrund bewegt:
    Bei der Veranschaulichung des Mehrabtast-Konzepts stellen die verschiedenen Scheiben die Unterfelder für die Untergruppen dar, und die Scheiben oberhalb einer schwarzen Hintergrund-Schicht die Unterfelder für die Extra-Gruppe. Während beim Stand der Technik die Pseudo-Vollbild-Wiederholung doppelte Ränder erzeugt, respektiert das Mehrabtast-Konzept die Bewegung. Bei dem in der Zeichnung dargestellten Beispiel werden die Extra-Codes aus dem zweiten Unter-Vollbild herausgezogen, und wie man sieht, verschlechtert dies bei diesem Beispiel nicht die Bewegung.
  • Um die Erfindung in einer PDP auszuführen, ist in 6 ein Flussdiagramm des Unterfeld-Kodierungsprozesses dargestellt. Bei dem Beispiel von 6 ist der maximale niedrige Pegel, der in dem 50 Hz-Raster angezeigt wird, m = 6. Der Vollbildspeicher in 6 ist optional, da er nur erforderlich ist, wenn die Extra-Codes aus den zwei 100 Hz-Vollbildern berechnet werden.
  • Ein Eingangs-Videopegel V2n ist gleich 210, und ein Eingangs-Videopegel des entsprechenden Pixels des folgenden 100 Hz-Vollbildes ist gleich 142. Nach der Gamma-Transformation mit Neu-Skalierung auf den maximalen Wert 258 erhält man 258·(210/255)2 = 175 und 258·(142/255)2 = 80. Der maximale Wert 258 ist die Summe über alle Unterfeld-Wichtungen in der Unterfeld-Organisation. Der Wert 258 wird für die Neu-Skalierung ausgewählt, weil er erlaubt, den maximalen niedrigen Pegel m = 6 von den Eingangswerten zu subtrahieren. Dies wird bei dem Herausziehungsschritt nach der Gamma-Transformation ausgeführt. Da der maximale Wert für die Extra-Codes gleich 6 ist und die beiden Videowerte größer als 6 sind, sind die Extra-Codes gleich 6. So muss man den Wert 6 von den beiden Eingangswerten subtrahieren, was zu 175 – 6 = 169 und 80 – 6 = 74 führt. Bei dem Beispiel von 6 müssen diese Videowerte neu auf den Wert 126 skaliert werden (die Summe der Unterfeld-Wichtungen der Unter-Vollbilder), was 126·(169/252) = 84,5 und 126·(74/252) = 37 ergibt.
  • Der Code (3/6/12/21/36/48) für die Untergruppen erlaubt alle Videopegel-Vielfachen von 3 zu kodieren, die anderen Pegel werden durch Dithering erhalten. So wird schließlich ein Pegel von 84 kodiert.
  • Wenn man entscheidet, das Verfahren D zu verwenden, um den Wert des Extra-Codes zu berechnen:
    • • Wenn einer der Eingangs-Videowerte kleiner als der maximale niedrige Pegel 6 ist, dann ist der herausgezogene Extra-Code gleich dem niedrigen Eingangs-Videopegel. Bei dem folgenden Neu-Skalierungsschritt wird der Videowert des Extra-Codes nur von dem hohen Eingangs-Videowert subtrahiert. Der niedrige Eingangs-Videowert bleibt unverändert und wird allein mit den Unterfeldern des Extra-Vollbildes angezeigt.
    • • Im Fall, dass beide Eingangs-Videowerte ≤ 6 sind, wird der Extra-Code auch durch Bestimmung des niedrigsten Wertes herausgezogen. Der höhere Wert wird einer Neu-Skalierung und einem Dithering unterworfen wie zuvor erläutert wurde.
  • 7 beschreibt eine mögliche Schaltungsausführung der Erfindung. RGB-Eingangs-Videodaten werden der Gamma-Funktion-Transformationseinheit 20 zugeführt: Dies kann eine LUT oder ein Software-Programm zur Ausführung der mathe matischen Funktion sein. Die Ausgänge dieses Blockes werden dem Mehrfach-Abtast-Kodierblock 21 zugeführt, der die Extra-Codes herauszieht, die Neu-Skalierung ausführt und die neuen Werte der Unter-Vollbilder ausgibt. Die Operation des Mehrfach-Abtast-Kodierblocks 21 kann mit dem MSC-Steuersignal aktiviert oder deaktiviert werden, das von dem Plasma-Steuerblock 26 erzeugt wird. Wenn z.B. das Eingangs-Videosignal von einer Norm-60 Hz-Video-Quelle stammt, wird der Mehrfach-Abtast-Block 21 deaktiviert, und wenn das Eingangs-Videosignal von einer 100 Hz-Videoquelle (z.B. PC) kommt, wird der Mehrfach-Abtast-Block 21 aktiviert.
  • Der Mehrfach-Abtast-Kodierblock 21 kann einen optionalen Vollbildspeicher 22 verwenden, wenn die Extra-Codes von den beiden Unter-Vollbildern herausgezogen werden; aber dies kann durch Herausziehen der Extra-Codes aus einem einzigen Unter-Vollbild vermieden werden.
  • Zu den neu skalierten Videowerten, die von dem Mehrfach-Abtast-Block 21 ausgegeben werden, werden die Dithering-Werte in der Dithering-Einheit 23 hinzugefügt, und dies kann über das DITH-Signal von dem Plasma-Steuerblock 26 ausgeführt werden.
  • Derselbe Block gestaltet den Unterfeld-Kodierblock 24, um zu berücksichtigen oder nicht zu berücksichtigen, dass die Mehrfach-Abtast-Betriebsart aktiviert wird oder nicht. Die Unterfeld-Codeworte von dem Unterfeld-Kodierblock 24 werden in allgemein bekannter Weise weiter verarbeitet, einschließlich Seriell-Parallel-Umwandlung im Block 25 für zeilenweise Ansteuerung der PDP.
  • Die vorliegende Erfindung ist bei allen Anzeigen anwendbar, die auf dem Prinzip der Impulsdauer-Modulation (Pulsbreiten-Modulation) von Lichtemission beruhen. Insbesondere ist sie bei DMDs (digitale Mikrospiegel-Vorrichtungen) anwendbar. Sie beseitigt Großflächen-Flimmer-Artefakte von PDPs, wenn auf 50 Hz beruhende Video-Normen angezeigt werden, und erlaubt die Anzeige hoher Frequenzen auf der PDP (z.B. 120 Hz) ohne Fallenlassen von Vollbildern, insbesondere in dem Gebiet von Multimedia-Anwendungen.
  • Eine Anzahl von Modifikationen ist möglich, von denen angenommen wird, dass sie auch unter den Schutzumfang der Erfindung fallen. Zum Beispiel beruht der Algorithmus zur Bestimmung der Extra-Codes, wie er offenbart ist, auf einer paarweisen Abschätzung von Pixeln von zwei aufeinanderfolgenden Vollbildern. Dieser Algorithmus könnte in einer Weise modifiziert werden, dass mehr als zwei entsprechende Pixel in den Abschätzungsprozess für die beiden aufeinanderfolgenden Vollbilder einbezogen werden.

Claims (10)

  1. Verfahren zur Anzeige von Video-Vollbildern, bei dem jedes Video-Vollbild durch Aktivierung von Pixeln angezeigt wird, die eine Anzeige bilden, und bei dem eine Sequenz von Vollbildern mit einer Haupt-Vollbild-Folgefrequenz angezeigt wird, gekennzeichnet durch die Schritte: Herausziehen eines gemeinsamen Teils (Vx) der Videowerte für entsprechende Pixel in zwei oder mehr aufeinanderfolgenden Video-Vollbildern, Anzeigen des gemeinsamen Teils (Vx) der Videowerte mit einer verminderten Vollbild-Folgefrequenz und Anzeigen der individuellen Teile (V1', V2') der Videowerte mit der Haupt-Vollbild-Folgefrequenz.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem eine Schwelle vorgesehen ist, die den maximalen Wert für den gemeinsamen Teil der Videowerte darstellt.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem die Videowerte für die Pixel digital in Codeworte kodiert werden, die die Länge der Zeitdauer bestimmen, während der das entsprechende Pixel der Anzeige in einem Vollbild aktiviert wird, wobei jedem Bit eines Codewortes eine bestimmte Aktivierungsdauer – nachfolgend Unterfeld-Wichtung genannt – zugeordnet wird, wobei für die Aktivierung der Pixel in wenigstens zwei aufeinanderfolgenden Vollbildern eine Unterfeld-Organisation verwendet wird, in der wenigstens zwei Gruppen von Unterfeldern für die individuellen Teile (V1', V2') der Videowerte der entsprechenden Pixel und wenigstens eine Gruppe von Unterfeldern für den gemeinsamen Teil (Vx) der Videowerte der entsprechenden Pixel in einer Zeitdauer angeordnet werden, die gleich der Länge von wenigstens zwei Vollbildperioden ist, die der Haupt-Vollbild-Folgefrequenz entspricht.
  4. Verfahren nach Anspruch 3, bei dem die Gruppe von Unterfeldern für den gemeinsamen Teil (Vx) in der Mitte der Zeitdauer positioniert wird, die gleich der Länge von wenigstens zwei Vollbildperioden ist, die der Haupt-Vollbild-Folgefrequenz entspricht, und die zwei Gruppen von Unterfeldern für die individuellen Teile (V1', V2') vor und hinter der Unterfeldgruppe für den gemeinsamen Teil (Vx) positioniert werden.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem die individuellen Teile (V1', V2') der Videowerte vor der Unterfeld-Kodierung auf einen Wert neu skaliert werden, der der Summe der Unterfeld-Wichtungen in der Gruppe von Unterfeldern für die individuellen Teile der Videowerte entspricht.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem die Hauptfrequenz in dem Intervall von 60 und 120 Hz liegt.
  7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei dem die wenigstens zwei Vollbilder identische Vollbilder nach Aufwärts-Umwandlung auf eine höhere Vollbildfrequenz sind.
  8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei dem für den Fall, dass einer der Videowerte von entsprechenden Pixeln unterhalb des maximalen Wertes für den gemeinsamen Teil ist, dieser niedrige Wert den gemeinsamen Teil (Vx) definiert.
  9. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 8, umfassend Mehrfach-Abtast-Kodiermittel (21) zur Unterteilung der Videowerte für entsprechende Pixel in zwei oder mehr aufeinanderfolgenden Video-Vollbildern in einen gemeinsamen Teil (Vx) und individuelle Teile (V1', V2'), und Anzeige-Ansteuermittel (26) zur Anzeige des gemeinsamen Teils (Vx) der Videowerte mit verminderter Vollbild-Folgefrequenz und Anzeige der individuellen Teile (V1', V2') der Videowerte mit der Haupt-Vollbild-Folgefrequenz.
  10. Vorrichtung nach Anspruch 9, umfassend Unterfeld-Kodiermittel (24) für den gemeinsamen Teil und die individuellen Teile (V1', V2') und die Anzeige-Ansteuermittel (26), die die Anzeige während einer Vollbildperiode in individuell steuerbaren Unterfeldern ansteuern, wobei eine erste Gruppe von Unterfeldern dem individuellen Teil eines Pixels zugeordnet ist, eine zweite Gruppe von Unterfeldern dem gemeinsamen Teil beider Pixel zugeordnet ist, und eine dritte Gruppe von Unterfeldern dem individuellen Teil des anderen Pixels zugeordnet ist.
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