FR2884640A1 - Procede d'affichage d'une image video et panneau d'affichage mettant en oeuvre le procede - Google Patents

Procede d'affichage d'une image video et panneau d'affichage mettant en oeuvre le procede Download PDF

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Abstract

La présente invention concerne un procédé d'affichage d'une image vidéo couleur dans un panneau d'affichage séquentiel couleur. La trame vidéo est découpée en une pluralité de segments temporels consécutifs affectés chacun à une composante couleur donné et le niveau vidéo des pixels de l'image est affiché en modulant la durée d'affichage des cellules correspondantes. L'invention a pour but de proposer un procédé d'affichage permettant à la fois de réduire l'effet de flou sans créer de décomposition de la lumière ("color break-up). Selon l'invention, on définit au moins un segment temporel de référence parmi ladite pluralité de segments temporels, et on affiche l'image en allumant les cellules prioritairement pendant le segment temporel de référence et les segments temporels les plus proches du segment temporel de référence.Application aux panneaux d'affichage séquentiel couleur LCOS, OLED ou DMD.

Description

lorsqu'il y a une émission moyenne de rouge en début de trame, une
émission moyenne de vert en milieu de trame et une émission moyenne de bleu en fin de trame.
Dans le cas de projecteurs à micro-miroirs (DMD) utilisant des plans binaires pour adresser les cellules à micro-miroirs, la partie de trame vidéo associée à chaque composante couleur est découpée en sous-périodes, appelées usuellement sous-balayages, de durées différentes qui sont réparties dans les différents segments temporels associés à ladite couleur. Dans ce type de projecteur, une solution pour limiter encore plus le phénomène de décomposition de la couleur est de découper les sousbalayages de plus longue durée en sous-balayages de plus faible durée et de les répartir sur l'ensemble des segments temporels de la trame pour étaler encore plus l'émission de lumière. Il en résulte une émission de lumière qui est répartie à peu près uniformément entre les segments temporels pour une couleur donnée.
Dans le cas de projecteurs à valve LCOS ou OLED, les cellules de la valve sont généralement adressées segment par segment par une commande en tension ou en courant pour émettre ou laisser passer la même quantité de lumière pendant chaque segment d'une couleur donnée.
La figure 2 montre la répartition de lumière émise pour un niveau vidéo 128 à afficher avec une valve LCOS ou OLED et une répartition uniforme entre les segments. La même quantité de lumière est émise pendant chacun des segments temporels. II en résulte une répartition de l'émission de lumière à peu près identique à celle de projecteurs à valve DMD lorsque les sous-balayages de poids fort sont répartis sur l'ensemble des segments temporels de la trame.
L'inconvénient de cet étalement de lumière a pour inconvénient d'engendrer un effet de flou ("blurring effect" en langue anglaise) dans les images affichées.
La présente invention propose une solution permettant de réduire cet effet de flou sans créer de phénomène de décomposition de la lumière.
La présente invention concerne un procédé d'affichage d'une image vidéo couleur dans un panneau d'affichage séquentiel couleur comportant une pluralité de cellules d'affichage, dans lequel l'image vidéo à afficher comprend plusieurs composantes couleur et la période d'affichage de l'image est découpée en une pluralité de segments temporels consécutifs avec au moins trois segments temporels affectés à chacune des composantes couleur et dans lequel le niveau vidéo des pixels de l'image est affiché en modulant la durée d'affichage des cellules correspondantes. Le procédé comprend les étapes suivantes: - définir au moins un segment temporel de référence parmi ladite pluralité de segments temporels, et -afficher l'image en allumant les cellules prioritairement pendant le segment temporel de référence et les segments temporels les plus proches du segment temporel de référence.
Ainsi, la lumière émise par les cellules est concentrée autour du segment temporel de référence et n'est pas étalée sur la trame vidéo entière, ce qui permet de réduire l'effet de flou sans augmenter le phénomène de "color break-up" puisque les émissions de lumière de couleurs différentes restent très proches.
Selon un mode de réalisation particulier, le segment temporel de référence est situé à proximité du milieu temporel de la période d'affichage de l'image vidéo.
Pour concentrer encore plus l'émission de lumière au voisinage du segment temporel de référence, si une cellule n'est pas allumée pendant la totalité d'un segment temporel, elle est avantageusement allumée pendant la portion du segment temporel la plus proche du segment temporel de référence.
Enfin, le segment temporel de référence est de préférence un segment temporel affecté à la composante verte du signal vidéo.
L'invention concerne également un panneau d'affichage séquentiel couleur d'une image vidéo comportant une pluralité de cellules d'affichage, l'image vidéo à afficher étant fournie au panneau sous la forme d'un signal comprenant plusieurs composantes couleur, dans lequel la période d'affichage de l'image est découpée en une pluralité de segments temporels consécutifs avec au moins trois segments temporels affectés à chacune des composantes couleur et le niveau vidéo des pixels de l'image est affiché en modulant la durée d'affichage des cellules correspondantes. Selon l'invention, il comprend des moyens pour afficher l'image en allumant les cellules prioritairement pendant un segment temporel de référence sélectionné parmi ladite pluralité de segments temporels et pendant les segments temporels les plus proches du segment temporel de référence.
L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée à titre d'exemple non limitatif, et en référence aux dessins annexés parmi lesquels: - la figure 1 montre une trame vidéo décomposée en segments 5 temporels, chaque segment temporel étant associée à une composante couleur du signal vidéo, - la figure 2 illustre l'émission de lumière pour un niveau 128 pendant une trame vidéo dans un projecteur à valve LCOS classique, - la figure 3 illustre un premier mode de réalisation du procédé de l'invention, - la figure 4 représente un organigramme montrant comment sont déterminées les valeurs de niveau vidéo à afficher pendant des chacun des segments temporels de la trame vidéo, la figure 5 illustre une amélioration du procédé illustré par la 15 figure 3, et - la figure 6 montre un deuxième mode de réalisation du procédé de l'invention utilisant deux segments temporels de référence.
Selon l'invention, il est proposé un procédé dans lequel l'émission de lumière est concentrée sur et au voisinage d'un ou plusieurs segments temporels de référence. Ainsi, l'étalement de l'émission de lumière dans la trame est réduit et, l'émission de lumière des 3 composantes couleur étant très rapprochée, le phénomène de décomposition de la lumière perçu par l'oeil humain est également très faible.
L'invention sera illustré dans le cas d'une trame vidéo identique à celle présentée à la figure 1 comportant trois segments temporels de chaque couleur. Bien entendu, l'invention est également applicable à une trame vidéo comportant un plus grand nombre de segments temporels comme cela est par exemple illustré plus loin dans la description en regard de la figure 6.
Dans le cas général, un unique segment temporel de référence est défini. Il s'agit avantageusement d'un segment temporel associée à la composante couleur verte car c'est la couleur la plus lumineuse des trois composantes. Ce segment temporel de référence est généralement situé au centre de la trame vidéo (milieu temporel de la trame vidéo). Dans le cas général, on définit donc le segment temporel V2 comme segment temporel de référence.
Selon l'invention, on affiche l'image vidéo en allumant les cellules de la valve prioritairement pendant le segment temporel de référence et les segments temporels les plus proches du segment temporel de référence. Cela revient au même que de sélectionner un triplet de segments temporels de référence, dans le cas présent R2, V2 et B2.
Le procédé de l'invention appliqué à l'affichage de cinq niveaux vidéo (les niveaux 30, 64, 128, 191 et 255) est illustré par la partie droite de la figure 3. La partie gauche de la figure représente un affichage classique.
Comme montré sur cette figure, quel que soit le niveau vidéo à afficher, on allume prioritairement les cellules pendant le segment temporel de référence et les segments temporels les plus proches. Par exemple, pour afficher un niveau de gris 30 ou 64, on allume les cellules pendant une partie du temps des segments R2, V2, B2 situés à proximité du centre de la trame vidéo. Les cellules ne sont pas allumées pendant les autres segments temporels.
Pour l'affichage des niveaux de gris 128 et 191, les cellules sont allumés pendant la totalité du temps des segments temporels centraux R2, V2, B2 de la trame et pendant une partie du temps des autres segments. La même quantité de lumière est émise de part et d'autre d'un axe de symétrie situé au centre du segment de référence et représenté en traits mixtes dans la figure. Dans cet exemple, les segments RI et R3 sont considérés comme équidistants du centre du segment temporel de référence V2. Les cellules sont donc allumées pendant une même durée pendant ces deux segments temporels.
Bien entendu, on pourrait envisager d'allumer le troisième segment temporel rouge avant le premier segment temporel rouge car il est plus proche temporellement du segment temporel de référence. De la même façon, on allumerait d'abord le premier segment temporel bleu avant le troisième segment temporel bleu.
Ainsi, selon l'invention, on allume un segment temporel que si les segments temporels de même couleur les plus proches du segment temporel de référence sont déjà allumés. Les segments temporels les plus proches du segment temporel de référence ne désignent pas forcément les segments temporels les plus proches temporellement du segment temporel de référence. On pourra également considérer, comme mentionné précédemment, que deux segments d'une même couleur appartenant à des triplets R,V,B adjacents au triplet comprenant le segment temporel de référence sont équidistants de ce segment temporel de référence et qu'ils sont aussi proches l'un que l'autre du segment temporel de référence.
Enfin, pour l'affichage du niveau 255, les cellules sont allumées pendant la totalité du temps de l'ensemble des segments temporels de la trame vidéo comme dans un affichage classique.
La figure 4 donne, sous forme de diagramme, un exemple de détermination des valeurs de niveau vidéo à afficher pendant chacun des segments temporels de la trame. On considère un signal vidéo d'entrée ayant une valeur de niveau vidéo ROUGE_8bit pour la composante rouge, une valeur de niveau vidéo VERT_8bit pour la composante verte et une valeur de niveau vidéo BLEU_8bit pour la composante bleue. Si la valeur VERT_8bit est inférieure ou égale à 85 (=255/3), cette valeur est affichée en totalité pendant le segment V2. Si elle est supérieure à 85, la valeur 85 est affichée pendant le segment V2 et la partie restante est affichée pour une première moitié pendant le segment VI et pour la deuxième moitié pendant le segment V3.
De la même façon, si la valeur ROUGE_8bit (respectivement BLEU 8bit) est inférieure ou égale à 85, cette valeur est affichée en totalité pendant le segment R2 (resp. B2). Si elle est supérieure à 85, la valeur 85 est affichée pendant le segment R2 (resp. B2) et la partie restante est affichée pour une première moitié pendant le segment R1 (resp. BI) et pour la deuxième moitié pendant le segment R3 (resp. B3).
Dans le mode de réalisation présenté à la figure 3, lorsqu'une cellule n'est pas allumée pendant la totalité d'un segment temporel, l'allumage de la cellule est opérée en début du segment temporel. Selon un mode de réalisation amélioré illustré par la figure 5, l'allumage pendant les segments temporels précédant temporellement le segment temporel de référence, à savoir dans le cas présent les segments RI, VI, BI et R2, est opérée en fin de segment temporel. Cette solution est facilement mise en oeuvre dans un dispositif d'affichage à valve LCOS en comparant la commande en tension appliquée à la cellule de la valve et représentative du niveau vidéo à afficher avec une rampe de tension descendante (pente de la rampe négative) pour les segments temporels de la trame positionnés avant le segment de référence et une rampe de tension montante (pente de la rampe positive) pour les segments temporels de la trame positionnés après le segment de référence. Dans le cas de la rampe négative, tant que la commande en tension est inférieure au niveau de tension de la rampe de tension, la cellule bloque le passage de la lumière à travers la valve et dès que cette commande en tension devient supérieure à la tension de la rampe, elle laisse passer la lumière. L'émission de lumière est donc réalisée en fin de segment. Dans le cas de la rampe positive, tant que la commande en tension est supérieure au niveau de tension de la rampe de tension, la cellule laisse passer la lumière à travers la valve et dès que cette commande en tension devient inférieure à la tension de la rampe, elle bloque le passage de la lumière. L'émission de lumière est alors réalisée en début de segment.
Cela a pour effet de concentrer encore plus l'émission de lumière au voisinage du segment temporel de référence et de réduire encore ainsi le phénomène de décomposition de la lumière.
En variante, il est également possible de doubler le nombre de segments temporels en doublant la fréquence d'adressage des cellules et de découper la trame vidéo en deux demi-trames ayant chacune leur segment temporel de référence. La trame comporte alors deux segments temporels de référence. Ce cas est illustré par la figure 6. Le segment temporel de référence de chaque demi-trame est sélectionné au centre de celle-ci, par exemple le segment temporel vert qui en son centre. L'affichage pendant chaque demi-trame est alors opérée comme décrit en référence des figures 3 et 4. Avantageusement, la deuxième partie de la trame vidéo affiche une image compensée en mouvement (interpolée à partir de la première partie de la trame courante et la première partie de la trame suivante) pour réduire l'effet de flou.

Claims (8)

REVENDICATIONS
1. Procédé d'affichage d'une image vidéo couleur dans un panneau d'affichage séquentiel couleur comportant une pluralité de cellules d'affichage, dans lequel l'image vidéo à afficher comprend plusieurs composantes couleur et la période d'affichage de l'image est découpée en une pluralité de segments temporels consécutifs avec au moins trois segments temporels affectés à chacune des composantes couleur et dans lequel le niveau vidéo des pixels de l'image est affiché en modulant la durée d'affichage des cellules correspondantes, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes: - définir au moins un segment temporel de référence parmi ladite pluralité de segments temporels, et - afficher l'image en allumant les cellules prioritairement pendant le segment temporel de référence et les segments temporels les plus proches du segment temporel de référence.
2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le 20 segment temporel de référence est situé à proximité du milieu temporel de la période d'affichage de l'image vidéo.
3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que, si une cellule n'est pas allumée pendant la totalité d'un segment temporel, elle est allumée pendant la portion du segment temporel la plus proche du segment temporel de référence.
4. Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le signal d'image comprend trois composantes couleur, à savoir une composante rouge, une composante verte et une composante bleue et en ce que le segment temporel de référence est affecté à la composante verte.
5. Procédé selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la pluralité de cellules est une valve de cellules à cristaux liquides sur silicium.
6. Procédé selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la pluralité de cellules est une valve de cellules à micro-miroirs.
7. Procédé selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la pluralité de cellules est une valve de cellules à diodes électroluminescentes organiques.
8. Panneau d'affichage séquentiel couleur d'une image vidéo comportant une pluralité de cellules d'affichage, l'image vidéo à afficher étant fournie au panneau sous la forme d'un signal comprenant plusieurs composantes couleur, dans lequel la période d'affichage de l'image est découpée en une pluralité de segments temporels consécutifs avec au moins trois segments temporels affectés à chacune des composantes couleur et le niveau vidéo des pixels de l'image est affiché en modulant la durée d'affichage des cellules correspondantes, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens pour afficher l'image en allumant les cellules prioritairement pendant un segment temporel de référence sélectionné parmi ladite pluralité de segments temporels et pendant les segments temporels les plus proches du segment temporel de référence.
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