JP2006189877A - 複数のピクセルから成るビデオ画像の処理方法および複数のピクセルから成るビデオ画像の処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ＰＤＰでの大面積のフリッカアーティファクトを低減し、同時に偽輪郭効果を防止する。
【解決手段】２つのグループのほぼ全てのサブフィールドが異なるアクティブサブフィールド期間を有するものとし、第１の限界値までの低い値領域および／または第２の限界値より上の高い値領域のピクセルを除く全ピクセルに対して、ピクセル値をほぼ等しい第１の値および第２の値へ分割し、この第１の値および第２の値を第１の符号語および第２の符号語へ符号化し、第１の符号語を一方のグループに割り当てられた符号語の一部とし、第２の符号語を他方のグループに割り当てられた符号語の一部とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、複数のピクセルがディジタル符号化されており、ディジタル符号語が相応のピクセルの表示をアクティブにすべき期間を表すようにするために、ディジタル符号語の各ビットすなわちサブフィールドに所定のアクティブサブフィールド期間が割り当てられ、所定の符号語にしたがうアクティブサブフィールド期間全体が相応のピクセルをアクティブにすべき期間を定めており、１つのピクセルのサブフィールドは符号語が１つのピクセル値に割り当てられるように２つの連続するグループとして編成され、該２つのグループには均等にアクティブサブフィールド期間が分配される、複数のピクセルから成るビデオ画像の処理方法および装置に関する。

詳細に言えば、本発明はビデオ画像処理においてマトリクスディスプレイに表示される画像の品質を改善することに関する。マトリクスディスプレイはプラズマディスプレイパネルＰＤＰやディジタルマイクロミラーアレイＤＭＤを備えたディスプレイ、さらに光放出のデューティサイクル変調つまりパルス幅変調の原理を基礎とした全てのタイプのディスプレイを含む。

プラズマディスプレイパネルはすでにずいぶん以前から知られているが、最近ＴＶメーカの関心を大きく惹きつけはじめている。実際にこの分野の技術ではこのごろフラットな大画面かつ限定された深度のカラーパネルが観察角度の制限なしに得られるようになった。そのディスプレイのサイズはこれまでのＣＲＴに比べると格段に大きい。

欧州の最新世代のＴＶ機器に対しては、画像品質の改善に対する研究が数多くなされてきた。その結果、プラズマディスプレイ技術などの新技術で製造されるＴＶ機器への要求は旧来の標準的なＴＶ技術におけるものより非常に強くなっている。

プラズマディスプレイパネルはスイッチオン／スイッチオフのみ可能な放電セルのマトリクスアレイを用いている。光放出をアナログ制御してグレイ値を表現するＣＲＴやＬＣＤと異なり、プラズマディスプレイパネルではグレイ値はフレームごとの光パルスの個数を変調することにより制御される。ヒトの目はその時間応答に相応に所定の期間にわたるこの時間変調を統合するのである。

静止画像については前述の時間変調は表示されるビデオ画像規格のフレーム周波数に等しい基本周波数で反復される。ＣＲＴ技術から周知のように基本周波数５０Ｈｚでの光放出は大面積のフリッカを生じさせるが、１００ＨｚのＣＲＴ用ＴＶ受信機ではフィールド反復により消去される。

光放出のデューティサイクルのきわめて短いＣＲＴとは異なり、プラズマディスプレイパネルでの光放出のデューティサイクルは中間のグレイ値に対して〜５０％となっている。これによりスペクトル中の５０Ｈｚの周波数成分の振幅は低減され、大面積のフリッカアーティファクトも少なくなるが、プラズマディスプレイパネルはサイズが大きく観察角度が広いため、少なくなったフリッカであっても画像品質に大きく影響する。現在プラズマディスプレイパネルのサイズおよび輝度はますます増大傾向にあり、将来を考えるとこの問題に対処することが必要であろう。

欧州特許第０９８２７０８号明細書から、同一の２つのサブフィールドグループを用いたデュアルピーク符号化法が公知である。ただしこの手法はシングルピーク符号化より多くの偽輪郭が現れてしまうという欠点を依然として有している。
欧州特許第０９８２７０８号明細書

本発明の課題は、特に５０Ｈｚのビデオ規格についてＰＤＰでの大面積のフリッカアーティファクトを低減し、同時に偽輪郭効果を防止することである。

この課題は、２つのグループのほぼ全てのサブフィールドが異なるアクティブサブフィールド期間を有するものとし、第１の限界値までの低い値領域および／または第２の限界値より上の高い値領域のピクセルを除く全ピクセルに対して、ピクセル値をほぼ等しい第１の値および第２の値へ分割し、この第１の値および第２の値を第１の符号語および第２の符号語へ符号化し、第１の符号語を一方のグループに割り当てられた符号語の一部とし、第２の符号語を他方のグループに割り当てられた符号語の一部とすることにより解決される。

課題はまた、２つのグループのほぼ全てのサブフィールドが異なるアクティブサブフィールド期間を有するものとし、符号化手段により、第１の限界値までの低い値領域および／または第２の限界値より上の高い値領域のピクセルを除く全ピクセルに対して、ピクセル値がほぼ等しい第１の値および第２の値へ分割され、この第１の値および第２の値が第１の符号語および第２の符号語へ符号化され、第１の符号語が一方のグループに割り当てられた符号語の一部とされ、第２の符号語が他方のグループに割り当てられた符号語の一部とされる構成により解決される。

ディザリングステップは第１の符号語および第２の符号語へ符号化される前の第１および第２の値に適用される。

また、高い周波数、例えば１００Ｈｚのビデオ画像シーケンスに対しては、一方のグループを用いてシーケンスの偶数番目の画像のピクセル値が符号語へ符号化され、他方のグループを用いてシーケンスの奇数番目の画像のピクセル値が符号語へ符号化される。

さらに、本発明の装置は、第１および第２の値を処理するディザリング手段を有している。高い周波数のビデオ画像シーケンスに対しては、２つのサブフィールドグループのうち一方を用いてシーケンスの偶数番目の画像のピクセル値を符号語へ符号化し、２つのサブフィールドグループのうち他方を用いてシーケンスの奇数番目の画像のピクセル値を符号語へ符号化する符号化手段が設けられている。

本発明の実施例を図示し、以下に詳細に説明する。

パラレルピーク符号化法の基本的なアイデアは２つの光パケットのエネルギをつねにほぼ等しくし、その２つのパケットを異なって符号化することである。つまりサブフィールド符号語での変化が２つのパケットの符号語に同時に現れないようにする。その目的は偽輪郭効果を低減することである。

本発明で使用されるサブフィールドの個数は幾つでもよい。パラレルピーク符号化法の説明のために例として１５個のサブフィールドを考察する。重み
１−２−３−５−７−９−１１−１４−１７−２０−２４−２８−３３−３８−４３
の１５個のサブフィールドを含むフレームを考えてみよう。

第１のステップではこれらのサブフィールドが連続する２つのグループとして編成される。サブフィールド符号語の一部は各グループに割り当てられる。２つのサブフィールドグループは２つの光パケットを形成するために用いられる。

例えば奇数番目のサブフィールドが第１のグループＧ１とされ、偶数番目のサブフィールドが第２のグループＧ２とされる。つまり
Ｇ１：１−３−７−１１−１７−２４−３３−４３
Ｇ２：２−５−９−１４−２０−２８−３８
となる。

もちろんこれとは異なるサブフィールドの分配を行ってもよい。唯一の条件は２つのグループのサブフィールドが異なる重みを有するということである。また第１のグループＧ１のサブフィールドは第２のグループＧ２のサブフィールドの前後に挿入することができる。

第２のステップでは、各サブフィールドグループに対してそれぞれ異なる符号化法が選択される。パラレルピーク符号化法で得られる偽輪郭およびディザリングノイズのレベルはそれぞれの光パケットごとの偽輪郭およびディザリングノイズのレベルに直接に依存する。例えば次のような符号化の表が用いられる。
グループＧ１：１−３−７−１１−１７−２４−３３−４３に対して

グループＧ２：２−５−９−１４−２０−２８−３８に対して

全てのビデオレベルが得られるわけではない。したがって失われたビデオレベルは古典的なディザリングステップにより取得されたレベルから表現される。このために２つの独立したディザリングブロックが必要である。

本発明によれば、２つの光パケットの期間中、同じ光エネルギが放出される。しかし例えばこの実施例で２３２より大きいビデオレベルではこれはつねに可能であるというわけではない。また最低のビデオレベルでは、唯一のグループのサブフィールドがディザリングノイズの低減に有利に使用される。低いビデオレベルは唯一の光パケットしか有さないが、このレベルではフリッカが生じないので、これはさほど重大ではない。

ｉが入力ビデオレベルを表し、ａが符号語のうち第１の光パケットに割り当てられた部分の値を表し、ｂが符号語のうち第２の光パケットに割り当てられた部分の値を表すとき、値ａ，ｂは
０≦ｉ＜１のときａ＝ｉ，ｂ＝０
１≦ｉ＜２のときａ＝１，ｂ＝ｉ−１
２≦ｉ＜２３２のときａ＝ｉ／２，ｂ＝ｉ／２（２３２＝２×１１６）
２３２≦ｉ≦２５５のときａ＝ｉ−１１６，ｂ＝１１６
として求められる。

図１にはビデオレベルを上述したサブフィールド符号語へ符号化する回路の構成のブロック図が示されている。例えばビデオデガンマユニットから入力されるＲＧＢビデオデータＩＮ［９：０］は分割手段１０へ転送され、入力ビデオデータごとに値ａ，ｂが出力される。この手段は２つのルックアップテーブルＬＵＴを含む。一方のルックアップテーブルは値ａを送出し、他方のルックアップテーブルは値ｂを送出する。値ａはディザリングブロック１１へ伝送され、必要であればサブフィールドグループＧ１により符号化される。値ｂはディザリングブロック２１へ伝送され、必要であればサブフィールドグループＧ２により符号化される。ディザリングされた値はサブフィールド符号化ブロック１２または２２へ転送され、相応のサブフィールド符号語が出力される。サブフィールド符号語はディスプレイパネルにより所定の期間にわたってセルの発光を駆動するために用いられる。

また２倍のフレーム周波数でのパラレルピーク符号化法も使用することができる。例えば５０Ｈｚのビデオ入力でなく１００Ｈｚのビデオ入力に対して、フレームのパリティすなわち奇数番目であるか偶数番目であるかに依存し、第１のグループのサブフィールドＧ１または第２のグループのサブフィールドＧ２および相応の符号化テーブルが適用される。もちろんこれは１００Ｈｚに制限されるものではなく、７２Ｈｚ，７５Ｈｚ，８０Ｈｚ，８５Ｈｚ，９０Ｈｚ，１２０Ｈｚなどの他の周波数も使用できる。図２にはこうした可能性が示されている。カウンタとは１ｂｉｔカウンタであり、１つずつインクリメントしてフレームを計数する。値０または１に依存して、値０の場合にはビデオ入力は第１のグループＧ１およびこれに対応する符号化テーブルで符号化され、値１の場合にはビデオ入力は第２のグループＧ２およびこれに対応する符号化テーブルで符号化される。

本発明の画像符号化方法に対する回路の第１の実施例を示す図である。 本発明の画像符号化方法に対する回路の第２の実施例を示す図である。

Claims (6)

1. 複数のピクセルがディジタル符号化されており、
   ディジタル符号語が相応のピクセルの表示をアクティブにすべき期間を表すようにするために、ディジタル符号語の各ビットすなわちサブフィールド（ＳＦ）に所定のアクティブサブフィールド期間が割り当てられ、所定の符号語にしたがうアクティブサブフィールド期間全体が相応のピクセルをアクティブにすべき期間を定めており、
   １つのピクセルのサブフィールドは符号語が１つのピクセル値に割り当てられるように２つの連続するグループ（Ｇ１，Ｇ２）として編成され、該２つのグループには均等にアクティブサブフィールド期間が分配される、
   複数のピクセルから成るビデオ画像の処理方法において、
   ２つのグループのほぼ全てのサブフィールドが異なるアクティブサブフィールド期間を有するものとし、
   第１の限界値までの低い値領域および／または第２の限界値より上の高い値領域のピクセルを除く全ピクセルに対して、ピクセル値をほぼ等しい第１の値および第２の値（ａ，ｂ）へ分割し、該第１の値および第２の値を第１の符号語および第２の符号語へ符号化し、第１の符号語を一方のグループに割り当てられた符号語の一部とし、第２の符号語を他方のグループに割り当てられた符号語の一部とする
   ことを特徴とする複数のピクセルから成るビデオ画像の処理方法。
2. 第１の符号語および第２の符号語への符号化の前にディザリングステップを第１の値（ａ）および第２の値（ｂ）に適用する、請求項１記載の方法。
3. 高い周波数のビデオ画像シーケンスに対しては、２つのサブフィールドグループのうち一方のグループを用いてシーケンスの偶数番目の画像のピクセル値を符号語へ符号化し、他方のグループを用いてシーケンスの奇数番目の画像のピクセル値を符号語へ符号化する、請求項１または２記載の方法。
4. 複数のピクセルがディジタル符号化されており、
   ディジタル符号語が相応のピクセルの表示をアクティブにすべき期間を表すようにするために、ディジタル符号語の各ビットすなわちサブフィールド（ＳＦ）に所定のアクティブサブフィールド期間が割り当てられ、所定の符号語にしたがうアクティブサブフィールド期間全体が相応のピクセルをアクティブにすべき期間を定めており、
   １つのピクセルのサブフィールドは符号語が１つのピクセル値に割り当てられるように２つの連続するグループ（Ｇ１，Ｇ２）として編成され、該２つのグループには均等にアクティブサブフィールド期間が分配される、
   複数のピクセルから成るビデオ画像の処理装置において、
   ２つのグループのほぼ全てのサブフィールドが異なるアクティブサブフィールド期間を有するものとし、
   符号化手段（１０，１２，２２）により、第１の限界値までの低い値領域および／または第２の限界値より上の高い値領域のピクセルを除く全ピクセルに対して、ピクセル値がほぼ等しい第１の値および第２の値（ａ，ｂ）へ分割され、該第１の値および第２の値が第１の符号語および第２の符号語へ符号化され、第１の符号語が一方のグループに割り当てられた符号語の一部とされ、第２の符号語が他方のグループに割り当てられた符号語の一部とされる
   ことを特徴とする複数のピクセルから成るビデオ画像の処理装置。
5. 前記第１の値（ａ）および第２の値（ｂ）を処理するディザリング手段（１１，２１）が設けられている、請求項４記載の装置。
6. 高い周波数のビデオ画像シーケンスに対しては、２つのサブフィールドグループのうち一方のグループを用いてシーケンスの偶数番目の画像のピクセル値を符号語へ符号化し、他方のグループを用いてシーケンスの奇数番目の画像のピクセル値を符号語へ符号化する符号化手段（１０，１２，２２）が設けられている、請求項４または５記載の装置。

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