JP2008503770A - 空間的にオフセットされたサブフレームの生成及び表示方法 - Google Patents
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Abstract
表示デバイス(26)を使用して画像を表示する方法が提供される。本方法は、画像(12)に関連する画像データ(28)を受け取るステップと、すべてに満たない画像データを使用して1組の3つのサブフレーム(30Q/30R/2530/2630)を生成するステップと、1組の3つのサブフレームを第1の位置、第2の位置、及び第3の位置に交互に表示するステップであって、第2の位置は第1の位置から空間的にオフセットされ、第3の位置は第1の位置及び第2の位置から空間的にオフセットされる、交互に表示するステップとを含む。
Description
本発明は、空間的にオフセットされたサブフレームの生成及び表示方法に関する。
[関連出願への相互参照]
本願は、2002年8月7日出願の「IMAGE DISPLAY SYSTEM AND METHOD」と題する米国特許出願第10/213,555号、2002年9月11日出願の「IMAGE DISPLAY SYSTEM AND METHOD」と題する米国特許出願第10/242,195号、2002年9月11日出願の「IMAGE DISPLAY SYSTEM AND METHOD」と題する米国特許出願第10/242,545号、2003年7月31日出願の「GENERATING AND DISPLAYING SPATIALLY OFFSET SUB-FRAMES」と題する米国特許出願第10/631,681号、2003年7月31日出願の「GENERATING AND DISPLAYING SPATIALLY OFFSET SUB-FRAMES」と題する米国特許出願第10/632,042号、2003年9月26日出願の「GENERATING AND DISPLAYING SPATIALLY OFFSET SUB-FRAMES」と題する米国特許出願第10/672,845号、2003年9月26日出願の「GENERATING AND DISPLAYING SPATIALLY OFFSET SUB-FRAMES」と題する米国特許出願第10/672,544号、2003年10月30日出願の「GENERATING AND DISPLAYING SPATIALLY OFFSET SUB-FRAMES ON A DIAMOND GRID」と題する米国特許出願第10/697,605号、2003年10月30日出願の「GENERATING AND DISPLAYING SPATIALLY OFFSET SUB-FRAMES ON DIFFERENT TYPES OF GRIDS」と題する米国特許出願第10/696,888号、2003年10月30日出願の「IMAGE DISPLAY SYSTEM AND METHOD」と題する米国特許出願第10/697,830号、2003年12月31日出願の「DISPLAYING SPATIALLY OFFSET SUB-FRAMES WITH A DISPLAY DEVICE HAVING A SET OF DEFECTIVE DISPLAY PIXELS」と題する米国特許出願第10/750,591号、2004年1月30日出願の「GENERATING AND DISPLAYING SPATIALLY OFFSET SUB-FRAMES」と題する米国特許出願第10/768,621号、2004年1月30日出願の「DISPLAYING SUB-FRAMES AT SPATIALLY OFFSET POSITIONS ON A CIRCLE」と題する米国特許出願第10/768,215号、2004年4月8日出願の「GENERATING AND DISPLAYING SPATIALLY OFFSET SUB-FRAMES」と題する米国特許出願第10/821,135号、2004年4月8日出願の「GENERATING AND DISPLAYING SPATIALLY OFFSET SUB-FRAMES」と題する米国特許出願第10/821,130号、2004年4月8日出願の「GENERATING AND DISPLAYING SPATIALLY OFFSET SUB-FRAMES」と題する米国特許出願第10/820,952号、 年 月 日出願の「GENERATING AND DISPLAYING SPATIALLY OFFSET SUB-FRAMES」と題する米国特許出願第 号(整理番号200401412−1)、 年 月 日出願の「GENERATING AND DISPLAYING SPATIALLY OFFSET SUB-FRAMES」と題する米国特許出願第 号(整理番号200402844−1)に関連する。上記米国特許出願のそれぞれは、本発明の譲受人に譲渡され、引用することにより本明細書の一部をなすものとする。
本願は、2002年8月7日出願の「IMAGE DISPLAY SYSTEM AND METHOD」と題する米国特許出願第10/213,555号、2002年9月11日出願の「IMAGE DISPLAY SYSTEM AND METHOD」と題する米国特許出願第10/242,195号、2002年9月11日出願の「IMAGE DISPLAY SYSTEM AND METHOD」と題する米国特許出願第10/242,545号、2003年7月31日出願の「GENERATING AND DISPLAYING SPATIALLY OFFSET SUB-FRAMES」と題する米国特許出願第10/631,681号、2003年7月31日出願の「GENERATING AND DISPLAYING SPATIALLY OFFSET SUB-FRAMES」と題する米国特許出願第10/632,042号、2003年9月26日出願の「GENERATING AND DISPLAYING SPATIALLY OFFSET SUB-FRAMES」と題する米国特許出願第10/672,845号、2003年9月26日出願の「GENERATING AND DISPLAYING SPATIALLY OFFSET SUB-FRAMES」と題する米国特許出願第10/672,544号、2003年10月30日出願の「GENERATING AND DISPLAYING SPATIALLY OFFSET SUB-FRAMES ON A DIAMOND GRID」と題する米国特許出願第10/697,605号、2003年10月30日出願の「GENERATING AND DISPLAYING SPATIALLY OFFSET SUB-FRAMES ON DIFFERENT TYPES OF GRIDS」と題する米国特許出願第10/696,888号、2003年10月30日出願の「IMAGE DISPLAY SYSTEM AND METHOD」と題する米国特許出願第10/697,830号、2003年12月31日出願の「DISPLAYING SPATIALLY OFFSET SUB-FRAMES WITH A DISPLAY DEVICE HAVING A SET OF DEFECTIVE DISPLAY PIXELS」と題する米国特許出願第10/750,591号、2004年1月30日出願の「GENERATING AND DISPLAYING SPATIALLY OFFSET SUB-FRAMES」と題する米国特許出願第10/768,621号、2004年1月30日出願の「DISPLAYING SUB-FRAMES AT SPATIALLY OFFSET POSITIONS ON A CIRCLE」と題する米国特許出願第10/768,215号、2004年4月8日出願の「GENERATING AND DISPLAYING SPATIALLY OFFSET SUB-FRAMES」と題する米国特許出願第10/821,135号、2004年4月8日出願の「GENERATING AND DISPLAYING SPATIALLY OFFSET SUB-FRAMES」と題する米国特許出願第10/821,130号、2004年4月8日出願の「GENERATING AND DISPLAYING SPATIALLY OFFSET SUB-FRAMES」と題する米国特許出願第10/820,952号、 年 月 日出願の「GENERATING AND DISPLAYING SPATIALLY OFFSET SUB-FRAMES」と題する米国特許出願第 号(整理番号200401412−1)、 年 月 日出願の「GENERATING AND DISPLAYING SPATIALLY OFFSET SUB-FRAMES」と題する米国特許出願第 号(整理番号200402844−1)に関連する。上記米国特許出願のそれぞれは、本発明の譲受人に譲渡され、引用することにより本明細書の一部をなすものとする。
[背景]
ディスプレイ、プロジェクタ、又は他の画像形成システム等、画像を表示するための従来のシステム又はデバイスは、横方向の行及び縦方向の列に整列された個々の画素又はピクセルの配列をアドレス指定することにより表示画像を生成する。表示画像の解像度は、表示画像を形成する横方向の行及び縦方向の列の個々のピクセルの個数として定義される。表示画像の解像度は、表示デバイス自体の解像度、及び、表示デバイスによって処理され、表示画像を生成するために使用される画像データの解像度によって影響を受ける。
ディスプレイ、プロジェクタ、又は他の画像形成システム等、画像を表示するための従来のシステム又はデバイスは、横方向の行及び縦方向の列に整列された個々の画素又はピクセルの配列をアドレス指定することにより表示画像を生成する。表示画像の解像度は、表示画像を形成する横方向の行及び縦方向の列の個々のピクセルの個数として定義される。表示画像の解像度は、表示デバイス自体の解像度、及び、表示デバイスによって処理され、表示画像を生成するために使用される画像データの解像度によって影響を受ける。
通常、表示画像の解像度を向上させるには、表示デバイスの解像度、及び、表示画像を生成するために使用される画像データの解像度を向上させなければならない。しかしながら、表示デバイスの解像度を向上させると、表示デバイスのコスト及び複雑さが増加する。これに加えて、解像度をより高くした画像データが利用可能でないことがあり、及び/又は、その生成が困難なことがある。
自然画像及びビジネスグラフィックス等の高コントラスト画像を含む各種のグラフィカル画像の表示を向上させることができることが望まれる。グラフィカル画像の生成及び表示に関連する画像のちらつきの量を低減することが望まれる。
[概要]
本発明の一形態は、表示デバイスを使用して画像を表示する方法を提供する。本方法は、画像に関連する画像データを受け取るステップと、すべてに満たない画像データを使用して1組の3つのサブフレームを生成するステップと、1組の3つのサブフレームを第1の位置、第2の位置、及び第3の位置に交互に表示するステップであって、第2の位置は第1の位置から空間的にオフセットされ、第3の位置は第1の位置及び第2の位置から空間的にオフセットされている、交互に表示するステップとを含む。
本発明の一形態は、表示デバイスを使用して画像を表示する方法を提供する。本方法は、画像に関連する画像データを受け取るステップと、すべてに満たない画像データを使用して1組の3つのサブフレームを生成するステップと、1組の3つのサブフレームを第1の位置、第2の位置、及び第3の位置に交互に表示するステップであって、第2の位置は第1の位置から空間的にオフセットされ、第3の位置は第1の位置及び第2の位置から空間的にオフセットされている、交互に表示するステップとを含む。
[詳細な説明]
好ましい実施形態の以下の詳細な説明では、添付図面を参照する。添付図面は、この詳細な説明の一部を成す。添付図面には、本発明を実施することができる特定の実施形態を例示として示す。他の実施形態を利用することもでき、本発明の範囲から逸脱することなく、構造的又は論理的な変更を行うこともできることが理解されるべきである。したがって、以下の詳細な説明は、限定の意味に取られるべきではなく、本発明の範囲は、添付の特許請求の範囲によって確定される。
好ましい実施形態の以下の詳細な説明では、添付図面を参照する。添付図面は、この詳細な説明の一部を成す。添付図面には、本発明を実施することができる特定の実施形態を例示として示す。他の実施形態を利用することもでき、本発明の範囲から逸脱することなく、構造的又は論理的な変更を行うこともできることが理解されるべきである。したがって、以下の詳細な説明は、限定の意味に取られるべきではなく、本発明の範囲は、添付の特許請求の範囲によって確定される。
I.サブフレームの空間シフト及び時間シフト
いくつかのデジタルライトプロジェクタなどの表示システムの中には、いくつかの高解像度の画像を表示するのに十分な解像度を有さないものがある。このようなシステムは、空間シフト及び時間シフトされた低解像度の画像を表示することにより、より高解像度の画像の外観を人間の眼に与えるように構成することができる。低解像度の画像は、サブフレームと呼ばれる。サブフレーム生成上の問題は、本発明の実施形態によって取り組まれるものであるが、表示されるサブフレームが、そのサブフレームを導出した高解像度の画像が直接表示されたならば見えるであろう程度に外観上近くなるように、サブフレームの適切な値を決定することである。
いくつかのデジタルライトプロジェクタなどの表示システムの中には、いくつかの高解像度の画像を表示するのに十分な解像度を有さないものがある。このようなシステムは、空間シフト及び時間シフトされた低解像度の画像を表示することにより、より高解像度の画像の外観を人間の眼に与えるように構成することができる。低解像度の画像は、サブフレームと呼ばれる。サブフレーム生成上の問題は、本発明の実施形態によって取り組まれるものであるが、表示されるサブフレームが、そのサブフレームを導出した高解像度の画像が直接表示されたならば見えるであろう程度に外観上近くなるように、サブフレームの適切な値を決定することである。
サブフレームの時間シフト及び空間シフトを通じて、向上した解像度の外観を提供する表示システムの一実施形態は、引用した上記の米国特許出願に記載されており、図1〜図4Eを参照して以下に概要を説明する。
図1は、本発明の一実施形態による画像表示システム10を示すブロック図である。この画像表示システム10は、画像12の処理を促進して、表示画像14を作成する。画像12は、あらゆる描画用文字、図形文字、及び/若しくはテキスト文字、シンボル、イラスト、並びに/又は他の情報表現を包含するように定義される。画像12は、たとえば、画像データ16によって表わされる。画像データ16は、画像12の個々の画素又はピクセルを含む。画像表示システム10が処理するものとして、1つの画像を例示して説明するが、画像表示システム10は、複数の画像又は一連の画像を処理して表示することができることが理解されよう。
一実施形態では、画像表示システム10は、フレームレート変換ユニット20及び画像フレームバッファ22と、画像処理ユニット24と、表示デバイス26とを含む。後述するように、フレームレート変換ユニット20及び画像フレームバッファ22は、画像12用の画像データ16を受け取ってバッファリングし、画像12用の画像フレーム28を作成する。画像処理ユニット24は、画像フレーム28を処理して、画像フレーム28用の1以上の画像サブフレーム30を規定し、表示デバイス26は、画像サブフレーム30を時間的及び空間的に表示して、表示画像14を生成する。
フレームレート変換ユニット20及び/又は画像処理ユニット24を含む画像表示システム10は、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、又はこれらの組み合わせを含む。一実施形態では、フレームレート変換ユニット20及び/又は画像処理ユニット24を含む、画像表示システム10の1以上の構成要素は、コンピュータ、コンピュータサーバ、又は一連の論理演算を実行できる他のマイクロプロセッサベースのシステムに含まれる。さらに、処理をシステム全体にわたって分散させて、個々の部分を個別のシステム構成要素により実行することもできる。
画像データ16は、デジタル画像データ161を含むこともでき、又はアナログ画像データ162を含むこともできる。アナログ画像データ162を処理するために、画像表示システム10は、アナログ/デジタル(A/D)変換器32を含む。したがって、A/D変換器32は、アナログ画像データ162を後続の処理のためにデジタル形式に変換する。このように、画像表示システム10は、画像12用のデジタル画像データ161及び/又はアナログ画像データ162を受け取って処理することができる。
フレームレート変換ユニット20は、画像12用の画像データ16を受け取って、画像フレームバッファ22に画像データ16をバッファリング又は記憶する。より具体的には、フレームレート変換ユニット20は、画像12の個々のライン又はフィールドを表す画像データ16を受け取って、画像フレームバッファ22に画像データ16をバッファリングし、画像12用の画像フレーム28を作成する。画像フレームバッファ22は、画像フレーム28用の画像データのすべてを受け取って記憶することにより、画像データ16をバッファリングし、そして、フレームレート変換ユニット20は、画像フレームバッファ22から画像フレーム28用の画像データのすべてを検索又は抽出することにより、画像フレーム28を作成する。したがって、画像フレーム28は、画像12の全体を表す画像データ16の複数の個々のライン又はフィールドを包含するように規定される。このように、画像フレーム28は、画像12を表す複数の列及び複数の行の個々のピクセルを含む。
フレームレート変換ユニット20及び画像フレームバッファ22は、プログレッシブ画像データ及び/又はインターレース画像データとして画像データ16を受け取って処理することができる。プログレッシブ画像データの場合、フレームレート変換ユニット20及び画像フレームバッファ22は、画像12用の画像データ16の連続したフィールドを受け取って記憶する。したがって、フレームレート変換ユニット20は、画像12用の画像データ16の連続したフィールドを読み出すことにより、画像フレーム28を作成する。インターレース画像データの場合、フレームレート変換ユニット20及び画像フレームバッファ22は、画像12用の画像データ16の奇数フィールド及び偶数フィールドを受け取って記憶する。たとえば、画像データ16の奇数フィールドのすべてが受け取られて記憶され、画像データ16の偶数フィールドのすべてが受け取られて記憶される。したがって、フレームレート変換ユニット20は、画像12用の画像データ16の奇数フィールド及び偶数フィールドを読み出すことにより、画像データ16のインターレースを解除して、画像フレーム28を作成する。
画像フレームバッファ22は、それぞれの画像12の1以上の画像フレーム28用の画像データ16を記憶するためのメモリを含む。したがって、画像フレームバッファ22は、1以上の画像フレーム28のデータベースを構成する。画像フレームバッファ22の例には、不揮発性メモリ(たとえば、ハードディスクドライブ又は他の永続的な記憶デバイス)を含むか、揮発性メモリ(たとえば、ランダムアクセスメモリ(RAM))を含んでもよい。
フレームレート変換ユニット20において画像データ16を受け取り、画像フレームバッファ22により画像データ16をバッファリングすることにより、画像データ16の入力タイミングを、表示デバイス26のタイミング要件から切り離すことができる。より具体的には、画像フレーム28用の画像データ16は、画像フレームバッファ22により受け取られて記憶されるので、画像データ16をあらゆるレートの入力として受け取ることができる。したがって、画像フレーム28のフレームレートを表示デバイス26のタイミング要件に変換することができる。このように、画像フレーム28用の画像データ16を、表示デバイス26のフレームレートで画像フレームバッファ22から抽出することができる。
一実施形態では、画像処理ユニット24は、解像度調整ユニット34及びサブフレーム生成ユニット36を含む。後述するように、解像度調整ユニット34は、画像フレーム28用の画像データ16を受け取って、表示デバイス26の表示用に画像データ16の解像度を調整し、サブフレーム生成ユニット36は、画像フレーム28用の複数の画像サブフレーム30を生成する。より具体的には、画像処理ユニット24は、画像フレーム28用の画像データ16を元の解像度で受け取り、画像データ16を処理して、画像データ16の解像度を増加させる、減少させる、及び/又は、変更せずに維持する。したがって、画像処理ユニット24により、画像表示システム10は、さまざまな解像度の画像データ16を受け取って表示することができる。
サブフレーム生成ユニット36は、画像フレーム28用の画像データ16を受け取って処理し、画像フレーム28用の複数の画像サブフレーム30を規定する。解像度調整ユニット34が、画像データ16の解像度を調整した場合に、サブフレーム生成ユニット36は、調整された解像度の画像データ16を受け取る。画像データ16の調整された解像度は、画像フレーム28用の画像データ16の元の解像度に対して、増加される場合もあるし、減少される場合もあるし、同じ場合もある。サブフレーム生成ユニット36は、表示デバイス26の解像度と一致した解像度を有する画像サブフレーム30を生成する。画像サブフレーム30は、それぞれ、画像フレーム28と等しい領域を有する。サブフレーム30は、それぞれ、画像12の画像データ16のサブセットを表す複数の列及び複数の行の個々のピクセルを含み、表示デバイス26の解像度と一致した解像度を有する。
各画像サブフレーム30は、画像フレーム28用のピクセルの行列又は配列を含む。画像サブフレーム30は、各画像サブフレーム30が、異なるピクセル及び/又は異なる部分のピクセルを含むように、空間的に相互にオフセットされる。したがって、画像サブフレーム30は、後述するように、ある垂直距離及び/又は水平距離だけ、相互にオフセットされる。
表示デバイス26は、画像処理ユニット24から画像サブフレーム30を受け取り、画像サブフレーム30を順次表示して、表示画像14を作成する。より具体的には、画像サブフレーム30は、空間的に相互にオフセットされているので、表示デバイス26は、後述するように、画像サブフレーム30の空間的なオフセットに従って異なる位置に画像サブフレーム30を表示する。したがって、表示デバイス26は、画像フレーム28用の画像サブフレーム30の表示を交互に行って、表示画像14を作成する。したがって、表示デバイス26は、画像フレーム28用の1つのサブフレーム30全体を一度に表示する。
一実施形態では、表示デバイス26は、画像フレーム28ごとに、1サイクルの画像サブフレーム30の表示を実行する。表示デバイス26は、空間的及び時間的に相互にオフセットされるように、画像サブフレーム30を表示する。一実施形態では、表示デバイス26は、画像サブフレーム30を光学的に操作して、表示画像14を作成する。したがって、表示デバイス26の個々のピクセルは、複数の位置にアドレス指定される。
一実施形態では、表示デバイス26は、画像シフト装置38を含む。この画像シフト装置38は、表示デバイス26が表示するように、画像サブフレーム30の位置を空間的に変更又はオフセットする。より具体的には、画像シフト装置38は、後述するように、画像サブフレーム30の表示位置を変更して、表示画像14を生成する。
一実施形態では、表示デバイス26は、入射光の変調を行う光変調器を含む。この光変調器は、たとえば、マイクロミラーデバイスの配列を形成するように整列された複数のマイクロミラーデバイスを含む。したがって、各マイクロミラーデバイスは、表示デバイス26の1つのセル又はピクセルを構成する。表示デバイス26は、ディスプレイ、プロジェクタ、又は他の画像形成システムの一部をなすことがある。
一実施形態では、画像表示システム10は、タイミングジェネレータ40を含む。このタイミングジェネレータ40は、たとえば、フレームレート変換ユニット20と、解像度調整ユニット34及びサブフレーム生成ユニット36を含む画像処理ユニット24と、画像シフト装置38を含む表示デバイス26とに通信する。したがって、タイミングジェネレータ40は、画像フレーム28を作成するための画像データ16のバッファリング及び変換と、画像データ16の解像度を調整して画像サブフレーム30を生成するための画像フレーム28の処理と、表示画像14を生成するための画像サブフレーム30の配置及び表示とを同期させる。したがって、タイミングジェネレータ40は、画像12のサブフレーム全体が、表示デバイス26により表示画像14として時間的及び空間的に表示されるように、画像表示システム10のタイミングを制御する。
一実施形態では、図2A及び図2Bに示すように、画像処理ユニット24は、画像フレーム28用の2つの画像サブフレーム30を規定する。より具体的には、画像処理ユニット24は、画像フレーム28用の第1のサブフレーム301及び第2のサブフレーム302を規定する。したがって、第1のサブフレーム301及び第2のサブフレーム302は、それぞれ、画像データ16の複数の列及び複数の行の個々のピクセル18を含む。このように、第1のサブフレーム301及び第2のサブフレーム302は、それぞれ、画像データ16のサブセットの画像データ配列又はピクセル行列を構成する。
一実施形態では、図2Bに示すように、第2のサブフレーム302は、垂直距離50及び水平距離52だけ、第1のサブフレーム301からオフセットされる。したがって、第2のサブフレーム302は、所定の距離だけ、第1のサブフレーム301から空間的にオフセットされる。例示の一実施形態では、垂直距離50及び水平距離52は、それぞれ、1ピクセルの約2分の1である。
図2Cに示すように、表示デバイス26は、第1の位置に第1のサブフレーム301を表示することと、第1の位置から空間的にオフセットされた第2の位置に第2のサブフレーム302を表示することとを交互に行う。より具体的には、表示デバイス26は、垂直距離50及び水平距離52だけ、第1のサブフレーム301の表示に対して、第2のサブフレーム302の表示をシフトさせる。したがって、第1のサブフレーム301のピクセルは、第2のサブフレーム302のピクセルと一部重なる。一実施形態では、表示デバイス26は、画像フレーム28について、第1の位置に第1のサブフレーム301を表示することと、第2の位置に第2のサブフレーム302を表示することとの1サイクルを実行する。このように、第2のサブフレーム302は、第1のサブフレーム301に空間的及び時間的に関連して表示される。このような時間的及び空間的にシフトされた2つのサブフレームの表示を、本明細書では、2位置処理(two-position processing)と呼ぶ。
別の実施形態では、図3A〜図3Dに示すように、画像処理ユニット24は、画像フレーム28用の4つの画像サブフレーム30を規定する。より具体的には、画像処理ユニット24は、画像フレーム28用の第1のサブフレーム301と、第2のサブフレーム302と、第3のサブフレーム303と、第4のサブフレーム304とを規定する。したがって、第1のサブフレーム301と、第2のサブフレーム302と、第3のサブフレーム303と、第4のサブフレーム304とは、それぞれ、画像データ16の複数の列及び複数の行の個々のピクセル18を含む。
一実施形態では、図3B〜図3Dに示すように、第2のサブフレーム302は、垂直距離50及び水平距離52だけ、第1のサブフレーム301からオフセットされ、第3のサブフレーム303は、水平距離54だけ、第1のサブフレーム301からオフセットされ、第4のサブフレーム304は、垂直距離56だけ、第1のサブフレーム301からオフセットされる。したがって、第2のサブフレーム302、第3のサブフレーム303、及び第4のサブフレーム304は、それぞれ、所定の距離だけ、空間的に相互にオフセットされ、所定の距離だけ、第1のサブフレーム301から空間的にオフセットされている。例示の一実施形態では、垂直距離50、水平距離52、水平距離54、及び垂直距離56は、それぞれ、1ピクセルの約2分の1である。
図3Eに概略的に示すように、表示デバイス26は、第1の位置P1に第1のサブフレーム301を表示するステップと、第1の位置から空間的にオフセットされた第2の位置P2に第2のサブフレーム302を表示するステップと、第1の位置から空間的にオフセットされた第3の位置P3に第3のサブフレーム303を表示するステップと、第1の位置から空間的にオフセットされた第4の位置P4に第4のサブフレーム304を表示するステップとを交互に行う。より具体的には、表示デバイス26は、第2のサブフレーム302、第3のサブフレーム303、及び第4のサブフレーム304の表示を、それぞれの所定の距離だけ、第1のサブフレーム301に対してシフトさせる。したがって、第1のサブフレーム301、第2のサブフレーム302、第3のサブフレーム303、及び第4のサブフレーム304のピクセルは、相互に一部重なり合う。
一実施形態では、表示デバイス26は、画像フレーム28について、第1の位置に第1のサブフレーム301を表示するステップと、第2の位置に第2のサブフレーム302を表示するステップと、第3の位置に第3のサブフレーム303を表示するステップと、第4の位置に第4のサブフレーム304を表示するステップとの1サイクルを実行する。したがって、第2のサブフレーム302、第3のサブフレーム303、及び第4のサブフレーム304は、相互に及び第1のサブフレーム301に空間的及び時間的に関連して表示される。このような時間的及び空間的にシフトされた4つのサブフレームの表示を、本明細書では、4位置処理(four-position processing)と呼ぶ。
図4A〜図4Eは、第1のサブフレーム301からのピクセル181を第1の位置に表示するステップと、第2のサブフレーム302からのピクセル182を第2の位置に表示するステップと、第3のサブフレーム303からのピクセル183を第3の位置に表示するステップと、第4のサブフレーム304からのピクセル184を第4の位置に表示するステップとの1サイクルを完了する一実施形態を示している。より具体的には、図4Aは、第1のサブフレーム301からのピクセル181を第1の位置に表示したものを示している。図4Bは、第2のサブフレーム302からのピクセル182を、(第1の位置を破線で示す)第2の位置に表示したものを示している。図4Cは、第3のサブフレーム303からのピクセル183を、(第1の位置及び第2の位置を破線で示す)第3の位置に表示したものを示している。図4Dは、第4のサブフレーム304からのピクセル184を、(第1の位置、第2の位置、及び第3の位置を破線で示す)第4の位置に表示したものを示している。図4Eは、第1のサブフレーム301からのピクセル181を、(第2の位置、第3の位置、及び第4の位置を破線で示す)第1の位置に表示したものを示している。
サブフレーム生成ユニット36(図1)は、画像フレーム28の画像データに基づいてサブフレーム30を生成する。サブフレーム生成ユニット36が実行する機能は、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、又はそれらの任意の組み合わせによって実行できることが当業者には理解されよう。その実行は、マイクロプロセッサ、プログラマブルロジックデバイス、又は状態機械を介して行うことができる。本発明の構成要素は、1以上のコンピュータ読み取り可能な記録媒体上にソフトウェアとして存在することができる。本明細書において使用されるコンピュータ読み取り可能な記録媒体という用語は、フロッピーディスク、ハードディスク、CD−ROM、フラッシュメモリ、読み出し専用メモリ(ROM)、及びランダムアクセスメモリ等の揮発性又は不揮発性のあらゆる種類のメモリを包含するように定義される。
本発明の一形態では、サブフレーム30は画像フレーム28よりも低い解像度を有する。このため、サブフレーム30を本明細書では低解像度画像30とも呼び、画像フレーム28を本明細書では高解像度画像28とも呼ぶ。低解像度及び高解像度という用語が本明細書では比較として用いられ、いずれの特定の最小ピクセル数又は最大ピクセル数に限定されないことが当業者には理解されよう。一実施形態では、サブフレーム生成ユニット36は、10個のアルゴリズムのうちの1以上に基づいてサブフレーム30を生成するように構成される。これらの10個のアルゴリズムを本明細書では以下のように呼ぶ。すなわち、(1)最近傍、(2)双一次、(3)空間領域、(4)周波数領域、(5)適応型マルチパス、(6)中心適応型マルチパス、(7)簡易中心適応型マルチパス、(8)履歴使用の(with history)適応型マルチパス、(9)履歴使用の簡易中心適応型マルチパス、そして、(10)履歴使用の中心適応型マルチパスである。
本発明の一形態による最近傍アルゴリズム及び双一次アルゴリズムは、高解像度画像28からのピクセルを組み合わせることによりサブフレーム30を生成するものである。本発明の一形態による空間領域アルゴリズム及び周波数領域アルゴリズムは、シミュレートされた(simulated)高解像度画像と所望の高解像度画像28との間の差を表すグローバル誤差メトリック(global error metric)の最小化に基づいてサブフレーム30を生成するものである。本発明のさまざまな形態による適応型マルチパスアルゴリズム、中心適応型マルチパスアルゴリズム、簡易中心適応型マルチパスアルゴリズム、履歴使用の適応型マルチパスアルゴリズム、履歴使用の簡易中心適応型マルチパスアルゴリズム、及び履歴使用の中心適応型マルチパスアルゴリズムは、局所誤差メトリック(local error metric)の最小化に基づいてサブフレーム30を生成するものである。一実施形態では、サブフレーム生成ユニット36は、サブフレームの値と高解像度画像の値との関係を記憶するためのメモリを含む。この関係は、高解像度画像の値と、サブフレームの値の関数であるシミュレートされた高解像度画像との間の誤差メトリックの最小化に基づいている。これらの10個のアルゴリズムのそれぞれの実施形態を図5〜図32を参照して以下に説明する。
II.最近傍
図5は、本発明の一実施形態による最近傍アルゴリズムを使用した、元の高解像度画像28からの低解像度サブフレーム30A及び30B(サブフレーム30と総称する)の生成を示す図である。この図示した実施形態では、高解像度画像28は、4列4行のピクセルで合計16個のピクセルH1〜H16を含む。最近傍アルゴリズムの一実施形態では、高解像度画像28の第1行の1つおきのピクセルを取り出し、高解像度画像28の第2行を飛ばして、高解像度画像28の第3行の1つおきのピクセルを取り出し、このプロセスを高解像度画像28の全体にわたって繰り返すことにより、第1のサブフレーム30Aが生成される。したがって、図5に示すように、サブフレーム30Aの第1行は、ピクセルH1及びH3を含み、サブフレーム30Aの第2行は、ピクセルH9及びH11を含む。本発明の一形態では、第2のサブフレーム30Bは、第1のサブフレーム30Aと同じ方法で生成されるが、プロセスは、第1のピクセルH1から1行下で、及び、1列越えてシフトされたピクセルH6から開始する。したがって、図5に示すように、サブフレーム30Bの第1行は、ピクセルH6及びH8を含み、サブフレーム30Bの第2行は、ピクセルH14及びH16を含む。
図5は、本発明の一実施形態による最近傍アルゴリズムを使用した、元の高解像度画像28からの低解像度サブフレーム30A及び30B(サブフレーム30と総称する)の生成を示す図である。この図示した実施形態では、高解像度画像28は、4列4行のピクセルで合計16個のピクセルH1〜H16を含む。最近傍アルゴリズムの一実施形態では、高解像度画像28の第1行の1つおきのピクセルを取り出し、高解像度画像28の第2行を飛ばして、高解像度画像28の第3行の1つおきのピクセルを取り出し、このプロセスを高解像度画像28の全体にわたって繰り返すことにより、第1のサブフレーム30Aが生成される。したがって、図5に示すように、サブフレーム30Aの第1行は、ピクセルH1及びH3を含み、サブフレーム30Aの第2行は、ピクセルH9及びH11を含む。本発明の一形態では、第2のサブフレーム30Bは、第1のサブフレーム30Aと同じ方法で生成されるが、プロセスは、第1のピクセルH1から1行下で、及び、1列越えてシフトされたピクセルH6から開始する。したがって、図5に示すように、サブフレーム30Bの第1行は、ピクセルH6及びH8を含み、サブフレーム30Bの第2行は、ピクセルH14及びH16を含む。
一実施形態では、3つのフィルタ係数「0」及び第4のフィルタ係数「1」を有し、高解像度画像からのピクセル値の加重和を生成する2×2フィルタによって、最近傍アルゴリズムは実行される。上述したような2位置処理を使用してサブフレーム30A及び30Bを表示すると、より高い解像度の画像の外観が得られる。最近傍アルゴリズムは、4位置処理にも適用可能であり、図5に示すピクセル数を有する画像に限定されるものではない。
III.双一次
図6は、本発明の一実施形態による双一次アルゴリズムを使用した、元の高解像度画像28からの低解像度サブフレーム30C及び30D(サブフレーム30と総称する)の生成を示す図である。この図示した実施形態では、高解像度画像28は、4列4行のピクセルで合計16個のピクセルH1〜H16を含む。サブフレーム30Cは、2列2行のピクセルで合計4つのピクセルL1〜L4を含む。そして、サブフレーム30Dは、2列2行のピクセルで合計4つのピクセルL5〜L8を含む。
図6は、本発明の一実施形態による双一次アルゴリズムを使用した、元の高解像度画像28からの低解像度サブフレーム30C及び30D(サブフレーム30と総称する)の生成を示す図である。この図示した実施形態では、高解像度画像28は、4列4行のピクセルで合計16個のピクセルH1〜H16を含む。サブフレーム30Cは、2列2行のピクセルで合計4つのピクセルL1〜L4を含む。そして、サブフレーム30Dは、2列2行のピクセルで合計4つのピクセルL5〜L8を含む。
一実施形態では、サブフレーム30C及び30DのピクセルL1〜L8の値は、画像28のピクセル値H1〜H16から以下の方程式I〜VIIIに基づいて生成される。
<方程式I>
L1=(4H1+2H2+2H5)/8
<方程式II>
L2=(4H3+2H4+2H7)/8
<方程式III>
L3=(4H9+2H10+2H13)/8
<方程式IV>
L4=(4H11+2H12+2H15)/8
<方程式V>
L5=(4H6+2H2+2H5)/8
<方程式VI>
L6=(4H8+2H4+2H7)/8
<方程式VII>
L7=(4H14+2H10+2H13)/8
<方程式VIII>
L8=(4H16+2H12+2H15)/8
L1=(4H1+2H2+2H5)/8
<方程式II>
L2=(4H3+2H4+2H7)/8
<方程式III>
L3=(4H9+2H10+2H13)/8
<方程式IV>
L4=(4H11+2H12+2H15)/8
<方程式V>
L5=(4H6+2H2+2H5)/8
<方程式VI>
L6=(4H8+2H4+2H7)/8
<方程式VII>
L7=(4H14+2H10+2H13)/8
<方程式VIII>
L8=(4H16+2H12+2H15)/8
上記方程式I〜VIIIから分かるように、サブフレーム30CのピクセルL1〜L4の値は、4を乗算することから、それぞれピクセルH1、H3、H9、及びH11の値によって最も影響を受ける。ただし、サブフレーム30CのピクセルL1〜L4の値は、ピクセルH1、H3、H9、及びH11の対角方向の近傍ピクセルの値によっても影響を受ける。同様に、サブフレーム30DのピクセルL5〜L8の値は、4を乗算することから、それぞれピクセルH6、H8、H14、及びH16の値によって最も影響を受ける。ただし、サブフレーム30DのピクセルL5〜L8の値は、ピクセルH6、H8、H14、及びH16の対角方向の近傍ピクセルの値によっても影響を受ける。
一実施形態では、1つのフィルタ係数「0」及び非ゼロの値を有する3つのフィルタ係数(たとえば、4、2、2)を有し、高解像度画像のピクセル値の加重和を生成する2×2フィルタによって、双一次アルゴリズムは実行される。別の実施形態では、このフィルタ係数として他の値が使用される。上述したような2位置処理を使用してサブフレーム30C及び30Dを表示すると、より高い解像度の画像の外観が得られる。双一次アルゴリズムは、4位置処理にも適用可能であり、図6に示すピクセル数を有する画像に限定されるものではない。
最近傍アルゴリズム及び双一次アルゴリズムの一形態では、上述したように、サブフレーム30は、元の高解像度画像のピクセル値の線形結合に基づいて生成される。別の実施形態では、サブフレーム30は、元の高解像度画像のピクセル値の非線形結合に基づいて生成される。たとえば、元の高解像度画像がガンマ補正を受けている場合に、一実施形態では、ガンマ曲線の効果を打ち消すのに適した非線形結合が使用される。
IV.シミュレートされた高解像度画像を生成するシステム
図7〜図10、図20及び図22は、シミュレートされた高解像度画像を生成するシステムを示している。以下にさらに詳述するように、これらのシステムに基づいて、サブフレームを生成する空間領域アルゴリズム、周波数領域アルゴリズム、適応型マルチパスアルゴリズム、中心適応型マルチパスアルゴリズム、及び簡易中心適応型マルチパスアルゴリズムが構築される。
図7〜図10、図20及び図22は、シミュレートされた高解像度画像を生成するシステムを示している。以下にさらに詳述するように、これらのシステムに基づいて、サブフレームを生成する空間領域アルゴリズム、周波数領域アルゴリズム、適応型マルチパスアルゴリズム、中心適応型マルチパスアルゴリズム、及び簡易中心適応型マルチパスアルゴリズムが構築される。
図7は、本発明の一実施形態による、2つの4×4ピクセルの低解像度サブフレーム30Eからシミュレートされた高解像度画像412を生成するシステム400を示すブロック図である。このシステム400は、アップサンプリングステージ402、シフトステージ404、畳み込み演算ステージ406、及び総和ステージ410を含む。サブフレーム30Eは、サンプリング行列Mに基づいてアップサンプリングステージ402によりアップサンプリングされ、それによって、アップサンプリング画像が生成される。このアップサンプリング画像は、空間シフト行列Sに基づいてシフトステージ404によりシフトされ、それによって、シフトアップサンプリング画像が生成される。このシフトアップサンプリング画像は、畳み込み演算ステージ406において補間フィルタとの畳み込み演算を受け、それによって、ブロック画像(blocked image)408が生成される。この図示した実施形態では、補間フィルタは、フィルタ係数「1」を有する2×2フィルタであって、畳み込み演算の中心がこの2×2行列の左上の位置にあるフィルタである。補間フィルタは、高解像度グリッドの上に低解像度サブフレームを重ね合わせることをシミュレーションする。低解像度サブフレームのピクセルデータは、そのサブフレームを高解像度グリッド上に表すことができるように拡大される。補間フィルタは、アップサンプリングによって生成された、欠けているピクセルデータを満たす。ブロック画像408は、総和ブロック410によって加重されて総和が求められ、8×8ピクセルのシミュレートされた高解像度画像412が生成される。
図8は、本発明の一実施形態による、2つの4×4ピクセルの低解像度サブフレーム30F及び30Gの分離可能なアップサンプリング(separable upsampling)に基づいて2位置処理用のシミュレートされた高解像度画像512を生成するシステム500を示すブロック図である。このシステム500は、アップサンプリングステージ502及び514と、シフトステージ518と、畳み込み演算ステージ506及び522と、総和ステージ508と、乗算ステージ510とを含む。サブフレーム30Fは、アップサンプリングステージ502によって2倍にアップサンプリングされ、それによって、8×8ピクセルのアップサンプリング画像504が生成される。アップサンプリング画像504の黒のピクセルは、サブフレーム30Fからの16個のピクセルを表し、アップサンプリング画像504の白のピクセルは、0の値を表す。サブフレーム30Gは、アップサンプリングステージ514によって2倍にアップサンプリングされ、それによって、8×8ピクセルのアップサンプリング画像516が生成される。アップサンプリング画像516の黒のピクセルは、サブフレーム30Gからの16個のピクセルを表し、アップサンプリング画像516の白のピクセルは、0の値を表す。一実施形態では、アップサンプリングステージ502及び514は、対角サンプリング行列を使用して、サブフレーム30F及び30Gをそれぞれアップサンプリングする。
アップサンプリング画像516は、空間シフト行列Sに基づいてシフトステージ518によりシフトされ、それによって、シフトアップサンプリング画像520が生成される。この図示した実施形態では、シフトステージ518は、1ピクセルの対角方向のシフトを実行する。画像504及び520は、それぞれ畳み込み演算ステージ506及び522において補間フィルタとの畳み込み演算を受け、それによって、ブロック画像が生成される。この図示した実施形態では、畳み込み演算ステージ506及び522の補間フィルタは、フィルタ係数「1」を有する2×2フィルタであって、畳み込み演算の中心がこの2×2行列の左上の位置にあるフィルタである。畳み込み演算ステージ506及び522において生成されたブロック画像は、総和ブロック508によって総和が求められ、乗算ステージ510において0.5倍にされて、8×8ピクセルのシミュレートされた高解像度画像512が生成される。画像データが乗算ステージ510において0.5倍にされるのは、一実施形態では、サブフレーム30F及び30Gのそれぞれが、1つの色に割り当てられた期間あたりのタイムスロットの半分しか表示されないことによる。別の実施形態では、乗算ステージ510において0.5倍にするのではなく、ステージ506及び522における補間フィルタのフィルタ係数が、0.5倍に縮小される。
一実施形態では、図8に示して上述したように、低解像度サブフレームデータは、2つの個別のサブフレーム30F及び30Gによって表され、これらのサブフレームは、対角サンプリング行列(すなわち、分離可能なアップサンプリング)に基づいて別々にアップサンプリングされる。別の実施形態では、図9を参照して後述するように、低解像度サブフレームデータは、単一のサブフレームによって表され、この単一のサブフレームは、非対角サンプリング行列(すなわち、分離不能なアップサンプリング(non-separable upsampling))に基づいてアップサンプリングされる。
図9は、本発明の一実施形態による、8×4ピクセルの低解像度サブフレーム30Hの分離不能なアップサンプリングに基づいて2位置処理用のシミュレートされた高解像度画像610を生成するシステム600を示すブロック図である。このシステム600は、5点形アップサンプリング(quincunx upsampling)ステージ602と、畳み込み演算ステージ606と、乗算ステージ608とを含む。サブフレーム30Hは、5点形サンプリング行列Qに基づいて5点形アップサンプリングステージ602によりアップサンプリングされ、それによって、アップサンプリング画像604が生成される。アップサンプリング画像604の黒のピクセルは、サブフレーム30Hからの32個のピクセルを表し、アップサンプリング画像604の白のピクセルは、0の値を表す。サブフレーム30Hは、2位置処理用の2つの4×4ピクセルサブフレームのピクセルデータを含む。アップサンプリング画像604の第1行、第3行、第5行、及び第7行の黒のピクセルは、第1の4×4ピクセルサブフレーム用のピクセルを表し、アップサンプリング画像604の第2行、第4行、第6行、及び第8行の黒のピクセルは、第2の4×4ピクセルサブフレーム用のピクセルを表す。
アップサンプリング画像604は、畳み込み演算ステージ606において補間フィルタとの畳み込み演算を受け、それによって、ブロック画像が生成される。この図示した実施形態では、補間フィルタは、フィルタ係数「1」を有する2×2フィルタであって、畳み込み演算の中心がこの2×2行列の左上の位置にあるフィルタである。畳み込み演算ステージ606によって生成されたブロック画像は、乗算ステージ608において0.5倍にされて、8×8ピクセルのシミュレートされた高解像度画像610が生成される。
図10は、本発明の一実施形態による、サブフレーム30Iに基づいて4位置処理用のシミュレートされた高解像度画像706を生成するシステム700を示すブロック図である。図10に示す実施形態では、サブフレーム30Iは、8×8配列のピクセルである。サブフレーム30Iは、4位置処理用の4つの4×4ピクセルサブフレームのピクセルデータを含む。ピクセルA1〜A16は、第1の4×4ピクセルサブフレーム用のピクセルを表す。ピクセルB1〜B16は、第2の4×4ピクセルサブフレーム用のピクセルを表す。ピクセルC1〜C16は、第3の4×4ピクセルサブフレーム用のピクセルを表す。ピクセルD1〜D16は、第4の4×4ピクセルサブフレーム用のピクセルを表す。
サブフレーム30Iは、畳み込み演算ステージ702において補間フィルタとの畳み込み演算を受け、それによって、ブロック画像が生成される。この図示した実施形態では、補間フィルタは、フィルタ係数「1」を有する2×2フィルタであって、畳み込み演算の中心がこの2×2行列の左上の位置にあるフィルタである。畳み込み演算ステージ702によって生成されたブロック画像は、乗算ステージ704において0.25倍にされて、8×8ピクセルのシミュレートされた高解像度画像706が生成される。画像データが乗算ステージ704において0.25倍にされるのは、一実施形態では、サブフレーム30Iによって表される4つのサブフレームのそれぞれが、1つの色に割り当てられた期間あたりのタイムスロットの4分の1しか表示されないことによる。別の実施形態では、乗算ステージ704において0.25倍にするのではなく、補間フィルタのフィルタ係数が、それに応じて縮小される。
V.誤差最小化に基づくサブフレームの生成
上述したように、システム400、500、600、及び700は、低解像度サブフレームに基づいて、シミュレートされた高解像度画像412、512、610、及び706をそれぞれ生成する。サブフレームが最適なものであれば、これらのシミュレートされた高解像度画像は、元の高解像度画像28に可能な限り類似することになる。平均2乗誤差、加重平均2乗誤差、及びそれ以外のものを含めて、さまざまな誤差メトリックを使用して、シミュレートされた高解像度画像が元の高解像度画像にどれだけ類似しているかを判断することができる。
上述したように、システム400、500、600、及び700は、低解像度サブフレームに基づいて、シミュレートされた高解像度画像412、512、610、及び706をそれぞれ生成する。サブフレームが最適なものであれば、これらのシミュレートされた高解像度画像は、元の高解像度画像28に可能な限り類似することになる。平均2乗誤差、加重平均2乗誤差、及びそれ以外のものを含めて、さまざまな誤差メトリックを使用して、シミュレートされた高解像度画像が元の高解像度画像にどれだけ類似しているかを判断することができる。
図11は、本発明の一実施形態によるシミュレートされた高解像度画像412/512/610/706と所望の高解像度画像28との比較を示すブロック図である。減算ステージ802において、高解像度画像28からシミュレートされた高解像度画像412、512、610、又は706がピクセルごとに減算される。一実施形態では、その結果生成される誤差画像データが、人間視覚系(HVS(human visual system))加重フィルタ(W)804によってフィルタリングされる。本発明の一形態では、HVS加重フィルタ804は、人間視覚系の特性に基づく誤差画像データをフィルタリングする。一実施形態では、HVS加重フィルタ804は、高周波誤差の削減又は除去を行う。そして、フィルタリングされたデータの平均2乗誤差が、ステージ806において求められ、シミュレートされた高解像度画像412、512、610、又は706が、所望の高解像度画像28にどれだけ類似しているかの尺度が提供される。
一実施形態では、システム400、500、600、及び700は、シミュレートされた高解像度画像412、512、610、又は706と元の高解像度画像28との間の差を計測する誤差コスト方程式(error cost equation)により数学的に表される。最適なサブフレームが、シミュレートされた高解像度画像と所望の高解像度画像との最小誤差を提供するそのサブフレームデータの誤差コスト方程式を解くことにより特定される。一実施形態では、空間領域アルゴリズム及び周波数領域アルゴリズムにおいて大域的な最適解が得られ、適応型マルチパスアルゴリズムを使用して局所的な最適解が得られる。空間領域アルゴリズム、周波数領域アルゴリズム、及び適応型マルチパスアルゴリズムについては、図12〜図18を参照して以下にさらに詳述する。中心適応型マルチパスアルゴリズム及び簡易中心適応型マルチパスアルゴリズムについては、図19〜図23を参照して以下にさらに詳述する。履歴使用の適応型マルチパスアルゴリズム、履歴使用の簡易中心適応型マルチパスアルゴリズム、履歴使用の中心適応型マルチパスアルゴリズムについては、図24〜図32を参照して以下にさらに詳述する。
VI.空間領域
一実施形態による最適なサブフレームを生成する空間領域解を、図9に示すシステム600との関連で説明する。図9に示すシステム600は、以下の方程式IXによる誤差コスト関数(error cost function)によって数学的に表すことができる。
一実施形態による最適なサブフレームを生成する空間領域解を、図9に示すシステム600との関連で説明する。図9に示すシステム600は、以下の方程式IXによる誤差コスト関数(error cost function)によって数学的に表すことができる。
<方程式IX>
上記方程式において、
l* Q=サブフレーム30Hの最適な低解像度データである。
J=最小化されるべき誤差コスト関数である。
n及びk=画像604及び610の高解像度ピクセルの位置を特定するインデックスである。
lQ(k)=位置kにおけるアップサンプリング画像604からの画像データである。
f(n−k)=位置n−kにおける補間フィルタのフィルタ係数である。
h(n)=位置nにおける所望の高解像度画像28の画像データである。
l* Q=サブフレーム30Hの最適な低解像度データである。
J=最小化されるべき誤差コスト関数である。
n及びk=画像604及び610の高解像度ピクセルの位置を特定するインデックスである。
lQ(k)=位置kにおけるアップサンプリング画像604からの画像データである。
f(n−k)=位置n−kにおける補間フィルタのフィルタ係数である。
h(n)=位置nにおける所望の高解像度画像28の画像データである。
方程式IXの「lQ(k)f(n−k)」の総和は、システム600のステージ606において実行される、アップサンプリング画像604と補間フィルタfとの畳み込み演算を表す。フィルタ演算は、基本的には、アップサンプリング画像604の各ピクセル上を、2×2補間フィルタの右下のピクセルをスライドさせることにより実行される。2×2補間フィルタウィンドウ内のアップサンプリング画像604の4つピクセルは、対応するフィルタ係数(すなわち、図示した実施形態では「1」)と乗算される。4つの乗算結果は、その総和が求められ、補間フィルタの右下の位置に対応するアップサンプリング画像604のピクセルの値が、4つの乗算結果の総和と取り替えられる。畳み込み演算値lQ(k)f(n−k)から高解像度画像28からの高解像度データh(n)が減算され、誤差値が提供される。高解像度ピクセルの位置の全体にわたる2乗誤差の総和は、最小化されるべき誤差の尺度を提供する。
以下の方程式Xに示すように、低解像度ピクセルのそれぞれについて方程式IXの導関数を求め、その導関数を0に等しく設定することにより、最適な空間領域解を得ることができる。
<方程式X>
上記方程式において、Θ=5点形格子点(quincunx lattice point)の集合である。
したがって、方程式Xから分かるように、この導関数は、5点形格子点の集合においてのみ求められる。この5点形格子点は、図9のアップサンプリング画像604の黒のピクセルに対応する。方程式IXで与えられるJについての方程式を方程式Xに代入し、方程式Xで指定される導関数を求めると、以下の方程式XIとなる。
<方程式XI>
方程式XIのシンボルCffは、以下の方程式XIIによって定義される、補間フィルタfの自己相関係数を表す。
<方程式XII>
方程式XIは、以下の方程式XIIIに示すように、ベクトル形式に変換することができる。
<方程式XIII>
上記方程式において、
Cff=補間フィルタfの自己相関係数の行列である。
l* Q=サブフレーム30Hの未知の画像データ及び「ドントケア」データ(すなわち、アップサンプリング画像604の白のピクセルに対応する画像データ)を表すベクトルである。
hf=シミュレートされた高解像度画像610を、補間フィルタfを使用してフィルタリングしたものを表すベクトルである。
Cff=補間フィルタfの自己相関係数の行列である。
l* Q=サブフレーム30Hの未知の画像データ及び「ドントケア」データ(すなわち、アップサンプリング画像604の白のピクセルに対応する画像データ)を表すベクトルである。
hf=シミュレートされた高解像度画像610を、補間フィルタfを使用してフィルタリングしたものを表すベクトルである。
「ドントケア」データ(すなわち、5点形格子点の集合Θに存在しないデータ)に対応する行及び列を消去すると、以下の方程式XIVとなる。
<方程式XIV>
上記方程式において、
=サブフレーム30Hの未知の画像データのみを表すベクトルである。
上記方程式XIVは、線形方程式の疎なシステムを表す、疎な非テプリッツシステム(non-Toeplitz system)である。自己相関係数の行列は判明しており、シミュレートされた高解像度画像610のフィルタリングされたものを表すベクトルは判明しているので、方程式XIVを解いて、サブフレーム30Hの最適画像データを求めることができる。一実施形態では、サブフレーム生成ユニット36は、方程式XIVを解いて、サブフレーム30を生成するように構成される。
VII.周波数領域
一実施形態による最適なサブフレーム30を生成する周波数領域解を、図8に示すシステム500との関連で説明する。周波数領域解を説明する前に、周波数領域解に適用可能な高速フーリエ変換(FFT)のいくつかの性質を、図12及び図13を参照して説明する。
一実施形態による最適なサブフレーム30を生成する周波数領域解を、図8に示すシステム500との関連で説明する。周波数領域解を説明する前に、周波数領域解に適用可能な高速フーリエ変換(FFT)のいくつかの性質を、図12及び図13を参照して説明する。
図12は、本発明の一実施形態による4×4ピクセルのサブフレーム30Jのアップサンプリングの周波数領域における効果を示す図である。図12に示すように、サブフレーム30Jは、アップサンプリングステージ902によって2倍にアップサンプリングされて、8×8ピクセルのアップサンプリング画像904が生成される。アップサンプリング画像904の黒のピクセルは、サブフレーム30Jからの16個のピクセルを表し、アップサンプリング画像904の白のピクセルは、0の値を表す。サブフレーム30JのFFTを求めると、結果は、画像(L)906になる。アップサンプリング画像904のFFTを求めると、結果は、画像(LU)908になる。画像(LU)908は、4つの4×4ピクセル部分を含む。これらの4つの4×4ピクセル部分は、画像部分(L1)910A、画像部分(L2)910B、画像部分(L3)910C、及び画像部分(L4)910Dである。図12に示すように、画像部分910A〜910Dは、それぞれ、画像906と同じである(すなわち、L1=L2=L3=L4=L)。
図13は、本発明の一実施形態による8×8ピクセルのアップサンプリングサブフレーム904のシフトの周波数領域における効果を示す図である。図13に示すように、アップサンプリングサブフレーム904は、シフトステージ1002によってシフトされて、シフト画像1004が生成される。アップサンプリングサブフレーム904のFFTを求めると、結果は、画像(LU)1006になる。シフト画像1004のFFTを求めると、結果は、画像(LUS)1008になる。画像(LUS)1008は、4つの4×4ピクセル部分を含む。これらの4つの4×4ピクセル部分は、画像部分(LS1)1010A、画像部分(LS2)1010B、画像部分(LS3)1010C、及び画像部分(LS4)1010Dである。図13に示すように、画像1008は、複素指数Wと乗算された画像1006と同じである(すなわち、LUS=W・LU)。ここで、「・」は、点別乗算(pointwise multiplication)を示す。複素指数Wの値は、以下の方程式XVによって与えられる。
<方程式XV>
上記方程式において、
k1=FFT領域における行の座標である。
k2=FFT領域における列の座標である。
M=画像の列数である。
N=画像の行数である。
k1=FFT領域における行の座標である。
k2=FFT領域における列の座標である。
M=画像の列数である。
N=画像の行数である。
図8に示すシステム500は、以下の方程式XVIによる誤差コスト関数によって数学的に表すことができる。
<方程式XVI>
上記方程式において、
(L* A,L* B)=それぞれ、図8に示すサブフレーム30F及び30Gの最適なFFTを表すベクトルである。
J=最小化されるべき誤差コスト関数である。
i=平均されるFFTブロックを特定するインデックスである(たとえば、図12の画像908の場合、i=1がブロック910Aに対応し、i=2がブロック910Bに対応し、i=3がブロック910Cに対応し、i=4がブロック910Dに対応する4つのブロックが平均される)。
F=補間フィルタfのFFTを表す行列である。
LA=図8に示すサブフレーム30FのFFTを表すベクトルである。
LB=図8に示すサブフレーム30GのFFTを表すベクトルである。
W=方程式XVによって与えられる複素係数のFFTを表す行列である。
H=所望の高解像度画像28のFFTを表すベクトルである。
(L* A,L* B)=それぞれ、図8に示すサブフレーム30F及び30Gの最適なFFTを表すベクトルである。
J=最小化されるべき誤差コスト関数である。
i=平均されるFFTブロックを特定するインデックスである(たとえば、図12の画像908の場合、i=1がブロック910Aに対応し、i=2がブロック910Bに対応し、i=3がブロック910Cに対応し、i=4がブロック910Dに対応する4つのブロックが平均される)。
F=補間フィルタfのFFTを表す行列である。
LA=図8に示すサブフレーム30FのFFTを表すベクトルである。
LB=図8に示すサブフレーム30GのFFTを表すベクトルである。
W=方程式XVによって与えられる複素係数のFFTを表す行列である。
H=所望の高解像度画像28のFFTを表すベクトルである。
方程式XVIの上付き文字「H」は、エルミートを表す(すなわち、XHは、Xのエルミートである)。方程式XVIの文字の上にある「ハット」は、以下の方程式XVIIで定義されるように、それらの文字が対角行列を表すことを示している。
<方程式XVII>
LAの複素共役について方程式XVIの導関数を求め、この導関数を0に等しく設定すると、結果は、以下の方程式XVIIIとなる。
<方程式XVIII>
LBの複素共役について方程式XVIの導関数を求め、この導関数を0に等しく設定すると、結果は、以下の方程式XIXとなる。
<方程式XIX>
方程式XVIII及びXIXの文字の上にある水平バーは、それらの文字が、複素共役を表すことを示している(すなわち、
は、Aの複素共役を表す)。
方程式XVIII及びXIXをLA及びLBについて解くと、結果は、以下の方程式XX及びXXIとなる。
<方程式XX>
<方程式XXI>
方程式XX及びXXIは、シミュレートされた逆フィルタリング(pseudo-inverse filtering)を使用して周波数領域で実行することができる。一実施形態では、サブフレーム生成ユニット36が、方程式XX及びXXIに基づいてサブフレーム30を生成するように構成される。
VIII.適応型マルチパス
一実施形態による、サブフレーム30を生成する適応型マルチパスアルゴリズムは、過去の誤差を使用して、サブフレームデータの評価を更新し、高速な収束及び低いメモリ必要量を提供する。一実施形態による適応型マルチパスの解を、図9に示すシステム600との関連で説明する。図9に示すシステム600は、以下の方程式XXIIによる誤差コスト関数によって数学的に表すことができる。
一実施形態による、サブフレーム30を生成する適応型マルチパスアルゴリズムは、過去の誤差を使用して、サブフレームデータの評価を更新し、高速な収束及び低いメモリ必要量を提供する。一実施形態による適応型マルチパスの解を、図9に示すシステム600との関連で説明する。図9に示すシステム600は、以下の方程式XXIIによる誤差コスト関数によって数学的に表すことができる。
<方程式XXII>
上記方程式において、
n=現時点の反復を特定するインデックスである。
J(n)(n)=反復nにおける誤差コスト関数である。
e(n)(n)=誤差コスト関数J(n)(n)の平方根である。
n及びk=画像604及び610の高解像度ピクセルの位置を特定するインデックスである。
lQ (n)(k)=位置kにおけるアップサンプリング画像604からの画像データであ る。
f(n−k)=位置n−kにおける補間フィルタのフィルタ係数である。
h(n)=位置nにおける所望の高解像度画像28の画像データである。
n=現時点の反復を特定するインデックスである。
J(n)(n)=反復nにおける誤差コスト関数である。
e(n)(n)=誤差コスト関数J(n)(n)の平方根である。
n及びk=画像604及び610の高解像度ピクセルの位置を特定するインデックスである。
lQ (n)(k)=位置kにおけるアップサンプリング画像604からの画像データであ る。
f(n−k)=位置n−kにおける補間フィルタのフィルタ係数である。
h(n)=位置nにおける所望の高解像度画像28の画像データである。
方程式XXIIから分かるように、上記方程式IXに示すように高解像度画像全体にわたって総和を求めることにより空間領域のグローバル誤差を最小化するのではなく、nの関数である空間領域の局所誤差が最小化されている。
一実施形態では、平均最小2乗(LMS)アルゴリズムを使用して、更新が求められる。この更新は、以下の方程式XXIIIによって表される。
<方程式XXIII>
上記方程式において、
Θ=5点形格子点(すなわち、図9のアップサンプリング画像604の黒のピクセル)の集合である。
α=鮮鋭化係数(sharpening factor)である。
Θ=5点形格子点(すなわち、図9のアップサンプリング画像604の黒のピクセル)の集合である。
α=鮮鋭化係数(sharpening factor)である。
方程式XXIIの導関数を求めると、方程式XXIIIにおけるこの導関数の値が提供される。この方程式XXIIの導関数は、以下の方程式XXIVによって与えられる。
<方程式XXIV>
一実施形態では、以下の方程式XXVによって表されるように、「影響領域(region of influence)」にわたる平均勾配を使用するブロックLMSアルゴリズムを使用して、更新が実行される。
<方程式XXV>
上記方程式において、Ω=影響領域である。
図14は、本発明の一実施形態によるアップサンプリング画像1100のピクセルの影響領域(Ω)1106及び1108を示す図である。画像1100のピクセル1102は、第1のサブフレームのピクセルに対応し、画像1100のピクセル1104は、第2のサブフレームのピクセルに対応する。領域1106は、ピクセル1102の影響領域であり、2×2配列のピクセルを含み、この2×2配列の左上隅にピクセル1102を有する。同様に、領域1108は、ピクセル1104の影響領域であり、2×2配列のピクセルを含み、この2×2配列の左上隅にピクセル1104を有する。
図15は、本発明の一実施形態による適応型マルチパスアルゴリズムに基づく初期シミュレートされた高解像度画像1208の生成を示す図である。元の高解像度画像28に基づいて、初期の1組の低解像度サブフレーム30K−1及び30L−1が生成される。この図示した実施形態では、この初期の1組のサブフレーム30K−1及び30L−1は、図5を参照して上述した最近傍アルゴリズムの一実施形態を使用して生成される。サブフレーム30K−1及び30L−1は、アップサンプリングされて、アップサンプリング画像1202が生成される。このアップサンプリング画像1202は、補間フィルタ1204との畳み込み演算を受け、それによって、ブロック画像が生成される。そして、このブロック画像は、0.5倍にされて、シミュレートされた高解像度画像1208が生成される。この図示した実施形態では、補間フィルタ1204は、フィルタ係数「1」を有する2×2フィルタであって、畳み込み演算の中心がこの2×2行列の左上の位置にあるフィルタである。補間フィルタ1204の右下のピクセル1206は、画像1202の各ピクセル上に配置されて、そのピクセル位置のブロック値(blocked value)が求められる。図15に示すように、補間フィルタ1204の右下のピクセル1206は、画像1202の第3行第4列のピクセルの上に配置され、このピクセルは、「0」の値を有する。そのピクセル位置のブロック値は、フィルタ係数をフィルタ1204のウィンドウ内のピクセル値と乗算して、その結果を加算することにより求められる。フレーム外の値は、「0」とみなされる。図示した実施形態の場合、画像1202の第3行第4列のピクセルのブロック値は、以下の方程式XXVIによって与えられる。
<方程式XXVI>
(1×0)+(1×5)+(1×5)+(1×0)=10
(1×0)+(1×5)+(1×5)+(1×0)=10
そして、方程式XXVIの値は、0.5倍にされて、その結果(すなわち5)が、初期シミュレートされた高解像度画像1208の第3行第4列のピクセル1210のピクセル値とされる。
初期シミュレートされた高解像度画像1208が生成された後、補正データが生成される。図16は、本発明の一実施形態による適応型マルチパスアルゴリズムに基づく補正データの生成を示す図である。図16に示すように、元の高解像度画像28から初期シミュレートされた高解像度画像1208が減算されて、誤差画像1302が生成される。この誤差画像1302の2×2ブロックのピクセルを平均することにより、補正サブフレーム1312及び1314が生成される。たとえば、誤差画像1302の第1列第1行のピクセル1308は、影響領域1304を有する。この影響領域1304内のピクセル値が平均されて、第1の補正値(すなわち0.75)が生成される。この第1の補正値は、補正サブフレーム1312の第1列第1行のピクセルとして使用される。同様に、誤差画像1302の第2列第2行のピクセル1310は、影響領域1306を有する。この影響領域1306内のピクセル値が平均されて、第2の補正値(すなわち0.75)が生成される。この第2の補正値は、補正サブフレーム1314の第1列第1行のピクセルとして使用される。
補正サブフレーム1312の第1行第2列の補正値(すなわち1.38)は、基本的には、図示した影響領域のボックス1304を右へ2列スライドさせて、ボックス1304内の4つのピクセルを平均することにより生成される。補正サブフレーム1312の第2行第1列の補正値(すなわち0.50)は、基本的には、図示した影響領域のボックス1304を下へ2行スライドさせて、ボックス1304内の4つのピクセルを平均することにより生成される。補正サブフレーム1312の第2行第2列の補正値(すなわち0.75)は、基本的には、図示した影響領域のボックス1304を右へ2列、下へ2行スライドさせて、ボックス1304内の4つのピクセルを平均することにより生成される。
補正サブフレーム1314の第1行第2列の補正値(すなわち0.00)は、基本的には、図示した影響領域のボックス1306を右へ2列スライドさせて、ボックス1306内のピクセルを平均することにより生成される。フレーム外の値は、「0」とみなされる。補正サブフレーム1314の第2行第1列の補正値(すなわち0.38)は、基本的には、図示した影響領域のボックス1306を下へ2行スライドさせて、ボックス1306内のピクセルを平均することにより生成される。補正サブフレーム1314の第2行第2列の補正値(すなわち0.00)は、基本的には、図示した影響領域のボックス1306を右へ2列、下へ2行スライドさせて、ボックス1306内の4つのピクセルを平均することにより生成される。
補正サブフレーム1312及び1314を使用して、更新サブフレームが生成される。図17は、本発明の一実施形態による適応型マルチパスアルゴリズムに基づく更新サブフレーム30K−2及び30L−2の生成を示す図である。図17に示すように、更新サブフレーム30K−2は、補正サブフレーム1312を鮮鋭化係数αと乗算して、初期サブフレーム30K−1を加算することにより生成される。更新サブフレーム30L−2は、補正サブフレーム1314を鮮鋭化係数αと乗算して、初期サブフレーム30L−1を加算することにより生成される。この図示した実施形態では、鮮鋭化係数αは、0.8に等しい。
一実施形態では、更新サブフレーム30K−2及び30L−2は、適応型マルチパスアルゴリズムの次の反復に使用されて、さらなる更新サブフレームが生成される。任意の所望の回数の反復を行ってもよい。何回かの反復の後、適応型マルチパスアルゴリズムを使用して生成されたサブフレームの値は、最適な値に収束する。一実施形態では、サブフレーム生成ユニット36が、適応型マルチパスアルゴリズムに基づいてサブフレーム30を生成するように構成される。
図15〜図17を参照して上述した適応型マルチパスアルゴリズムの実施形態は、2位置処理用のものである。4位置処理の場合、方程式XXIVは、以下の方程式XXVIIとなる。
<方程式XXVII>
上記方程式において、l(n)=4つのサブフレーム30の低解像度データである。
そして、方程式XXIIIは、以下の方程式XXVIIIとなる。
<方程式XXVIII>
4位置処理の場合、4つのサブフレームが存在する。したがって、低解像度データの量は、高解像度データの量と同じである。それぞれの高解像度グリッド点は、1つの誤差を与え、上記方程式XXVに表すような平均勾配の更新を行う必要はない。反対に、所与の位置の誤差が、更新を直接与える。
上述したように、一実施形態では、適応型マルチパスアルゴリズムは、平均最小2乗(LMS)技法を使用して、補正データを生成する。別の実施形態では、適応型マルチパスアルゴリズムは、凸射影(POCS(projection on a convex set))技法を使用して、補正データを生成する。一実施形態によるPOCS技法に基づく適応型マルチパスの解を、図9に示すシステム600との関連で説明する。図9に示すシステム600は、以下の方程式XXIXによる誤差コスト関数により数学的に表すことができる。
<方程式XXIX>
上記方程式において、
e(n)=誤差コスト関数である。
n及びk=高解像度ピクセルの位置を特定するインデックスである。
lQ(k)=位置kにおけるアップサンプリング画像604からの画像データである。
f(n−k)=位置n−kにおける補間フィルタのフィルタ係数である。
h(n)=位置nにおける所望の高解像度画像28の画像データである。
e(n)=誤差コスト関数である。
n及びk=高解像度ピクセルの位置を特定するインデックスである。
lQ(k)=位置kにおけるアップサンプリング画像604からの画像データである。
f(n−k)=位置n−kにおける補間フィルタのフィルタ係数である。
h(n)=位置nにおける所望の高解像度画像28の画像データである。
POCS技法の制約集合(constrained set)は、以下の方程式XXXにより定義される。
<方程式XXX>
上記方程式において、
C(n)=パラメータηによって境界が定められるアップサンプリング画像604からのすべてのサブフレームデータを含む制約集合である。
η=誤差の大きさの境界制約である。
C(n)=パラメータηによって境界が定められるアップサンプリング画像604からのすべてのサブフレームデータを含む制約集合である。
η=誤差の大きさの境界制約である。
現時点の反復のサブフレームピクセル値は、以下の方程式XXXIに基づいて求められる。
<方程式XXXI>
上記方程式において、
n=現時点の反復を特定するインデックスである。
λ=緩和パラメータである。
‖f‖=補間フィルタの係数のノルムである。
n=現時点の反復を特定するインデックスである。
λ=緩和パラメータである。
‖f‖=補間フィルタの係数のノルムである。
方程式XXXIのシンボルn*は、誤差が最大である影響領域Ωの位置を表し、以下の方程式XXXIIによって定義される。
<方程式XXXII>
図18は、本発明の一実施形態によるPOCS技法を使用した適応型マルチパスアルゴリズムに基づく補正データの生成を示す図である。一実施形態では、初期シミュレートされた高解像度画像1208が、図15を参照して上述したものと同じ方法で生成され、元の高解像度画像28から初期シミュレートされた高解像度画像1208が減算されて、誤差画像1302が生成される。そして、上記方程式XXXIが使用されて、誤差画像1302のデータから更新サブフレーム30K−3及び30L−3が生成される。図示した実施形態の場合、方程式XXXIの緩和パラメータλは0.5に等しく、誤差の大きさの境界制約ηは1に等しいと仮定される。
POCS技法によると、図16を参照して上述したように、影響領域内のピクセル値を平均して補正値を求めるのではなく、影響領域内の最大誤差e(n*)が特定される。そして、更新ピクセル値が、方程式XXXIからの適切な式を使用して生成される。この適切な式は、影響領域内の最大誤差e(n*)が、(この例ではη=1であるので)1よりも大きいか、1よりも小さいか、又は1に等しいかによって決まる。
たとえば、誤差画像1302の第1列第1行のピクセルは、影響領域1304を有する。この影響領域1304内における最大誤差は、1である(すなわち、e(n*)=1)。方程式XXXIを参照すると、e(n*)=1の場合には、更新ピクセル値は、このピクセルの前の値に等しい。図15を参照すると、サブフレーム30K−1の第1列第1行のピクセルの前の値は、2である。したがって、このピクセルは、更新サブフレーム30K−3において2の値を維持する。誤差画像1302の第2列第2行のピクセルは、影響領域1306を有する。この影響領域1306内における最大誤差は、1.5である(すなわち、e(n*)=1.5)。方程式XXXIを参照すると、e(n*)>1の場合には、更新ピクセル値は、このピクセルの前の値の2分の1に、量(e(n*)−1)の2分の1を加算したものに等しく、1.25と等しい。図15を参照すると、サブフレーム30L−1の第1列第1行のピクセルの前の値は、2である。したがって、このピクセルの更新値は、更新サブフレーム30L−3において1.25となる。
影響領域のボックス1302及び1304は、基本的には、図16を参照して上述したものと同じ方法で誤差画像1302内を移動して回り、方程式XXXIに基づいて、更新サブフレーム30K−3及び30L−3の残りの更新値を生成する。
IX.中心適応型マルチパス
一実施形態による、サブフレーム30を生成する中心適応型マルチパスアルゴリズムは、過去の誤差を使用して、サブフレームデータの評価を更新し、高速な収束及び低いメモリ必要量を提供することができる。中心適応型マルチパスアルゴリズムは、上述した4位置適応型マルチパスアルゴリズムを変更したものである。中心適応型マルチパスアルゴリズムでは、4つのサブフレーム30それぞれの中の各ピクセルが、元の高解像度画像28内のピクセルに対してセンタリングされる。4つのサブフレームは、図3A〜図3Eを参照して上述した4位置処理を使用して表示デバイス26によって表示される。
一実施形態による、サブフレーム30を生成する中心適応型マルチパスアルゴリズムは、過去の誤差を使用して、サブフレームデータの評価を更新し、高速な収束及び低いメモリ必要量を提供することができる。中心適応型マルチパスアルゴリズムは、上述した4位置適応型マルチパスアルゴリズムを変更したものである。中心適応型マルチパスアルゴリズムでは、4つのサブフレーム30それぞれの中の各ピクセルが、元の高解像度画像28内のピクセルに対してセンタリングされる。4つのサブフレームは、図3A〜図3Eを参照して上述した4位置処理を使用して表示デバイス26によって表示される。
図19A〜図19Eは、本発明の一実施形態による元の高解像度画像28に関する4つのサブフレーム1412A、1422A、1432A、及び1442Aを表示したものを示す概略図である。図19Aに示すように、画像28は8×8ピクセルを含み、ピクセル1404に例示のために陰影が付けてある。
図19Bは画像28に関する第1のサブフレーム1412Aを示す。サブフレーム1412Aは、画像28の第1のピクセルセットに対してセンタリングされた4×4ピクセルを含む。たとえば、サブフレーム1412A内のピクセル1414は画像28からのピクセル1404に対してセンタリングされる。
図19Cは画像28に関する第2のサブフレーム1422Aを示す。サブフレーム1422Aは画像28内の第2のピクセルセットに対してセンタリングされた4×4ピクセルを含む。たとえば、サブフレーム1422A内のピクセルは画像28からのピクセル1404の右側にあるピクセルに対してセンタリングされる。サブフレーム1422A内の2つのピクセル1424及び1426は、画像28からのピクセル1404に重なる。
図19Dは、画像28に関する第3のサブフレーム1432Aを示す。サブフレーム1432Aは画像28内の第3のピクセルセットに対してセンタリングされた4×4ピクセルを含む。たとえば、サブフレーム1432A内のピクセルは画像28からのピクセル1404の下にあるピクセルに対してセンタリングされる。サブフレーム1432A内のピクセル1434及び1436は、画像28からのピクセル1404に重なる。
図19Eは画像28に関する第4のサブフレーム1442Aを示す。サブフレーム1442Aは画像28内の第4のピクセルセットに対してセンタリングされた4×4ピクセルを含む。たとえば、サブフレーム1442A内のピクセルは、画像28からのピクセル1404の対角線上右下にあるピクセルに対してセンタリングされる。サブフレーム1442A内のピクセル1444、1446、1448、及び1450は、画像28からのピクセル1404に重なる。
4つのサブフレーム1412A、1422A、1432A、及び1442Aが表示されると、9つのサブフレームピクセルが結合して、元の高解像度画像28からの各ピクセルの表示表現を形成する。たとえば、9つのサブフレームピクセル:サブフレーム1412Aからのピクセル1414、サブフレーム1422Aからのピクセル1424及び1426、サブフレーム1432Aからのピクセル1434及び1436、並びにサブフレーム1442Aからのピクセル1444、1446、1448、及び1450が結合して、元の高解像度画像28からのピクセル1404の表示表現を形成する。しかし、これら9つのサブフレームピクセルがピクセル1404の表示表現に対して与える光量は異なる。特に、サブフレーム1422A及び1432Aのそれぞれからのピクセル1424、1426、1434、及び1436はそれぞれ、図19C及び図19Dにピクセル1404に重なるピクセル1424、1426、1434、及び1436の一部のみで示すように、サブフレーム1412Aからのピクセル1414のおよそ半分の光を与える。同様に、サブフレーム1442Aからのピクセル1444、1446、1448、及び1450はそれぞれ、図19C及び図19Dにおけるピクセル1404に重なるピクセル1444、1446、1448、及び1450の一部のみで示すように、サブフレーム1412Aからのピクセル1414のおよそ1/4の光を与える。
サブフレーム生成ユニット36は、4つの初期サブフレーム1412A、1422A、1432A、及び1442Aを高解像度画像28から生成する。一実施形態では、サブフレーム1412A、1422A、1432A、及び1442Aは、図5を参照して上述した最近傍アルゴリズムの一実施形態を使用して生成することができる。他の実施形態では、サブフレーム1412A、1422A、1432A、及び1442Aは他のアルゴリズムを使用して生成することができる。誤差処理のためにサブフレーム1412A、1422A、1432A、及び1442Aをアップサンプリングして、図20にサブフレーム30Mとして示すアップサンプリング画像を生成する。
図20は、本発明の一実施形態による中心適応型マルチパスアルゴリズムを使用してサブフレーム30Mに基づいて4位置処理用のシミュレートされた高解像度画像1504を生成するシステム1500を示すブロック図である。図20に示す実施形態では、サブフレーム30Mは8×8配列のピクセルである。サブフレーム30Mは、4位置処理用の4つの4×4ピクセルサブフレームのピクセルデータを含む。ピクセルA1〜A16はサブフレーム1412Aからのピクセルを表し、ピクセルB1〜B16はサブフレーム1422Aからのピクセルを表し、ピクセルC1〜C16はサブフレーム1432Aからのピクセルを表し、そして、ピクセルD1〜D16はサブフレーム1442Aからのピクセルを表す。
サブフレーム30Mは、畳み込み演算ステージ1502において補間フィルタとの畳み込み演算を受け、それによって、シミュレートされた高解像度画像1504が生成される。図示した実施形態では、補間フィルタは、畳み込み演算の中心が3×3行列の中心位置である3×3フィルタである。第1行のフィルタ係数は「1/16」、「2/16」、「1/16」であり、第2行のフィルタ係数は「2/16」、「4/16」、「2/16」であり、そして、最後の行のフィルタ係数は「1/16」、「2/16」、「1/16」である。
フィルタ係数は、9つのサブフレームピクセルの高解像度画像28のピクセルの表示表現に対する相対比率を表す。上記図19の例を想起すると、サブフレーム1422A及び1432Aのそれぞれからのピクセル1424、1426、1434、及び1436はそれぞれ、サブフレーム1412Aからのピクセル1414のおよそ半分の光を与え、そして、サブフレーム1442Aからのピクセル1444、1446、1448、及び1450はそれぞれ、サブフレーム1412Aからのピクセル1414のおよそ1/4の光を与える。サブフレームピクセル1414、1424、1426、1434、1436、1444、1446、1448、及び1450の値はそれぞれ、サブフレーム画像30M内のA6、B5、B6、C2、C6、D1、D5、D2、及びD6のピクセルに対応する。したがって、シミュレートされた画像1504のピクセルA6SIM(図19中のピクセル1404に対応する)は、サブフレーム画像30M内の値から方程式XXXIIIにおいて以下のように計算される。
<方程式XXXIII>
A6SIM=((1×D1)+(2×C2)+(1×D2)+(2×B5)+(4×A6)+(2×B6)+(1×D5)+(2×C6)+(1×D6))/16
A6SIM=((1×D1)+(2×C2)+(1×D2)+(2×B5)+(4×A6)+(2×B6)+(1×D5)+(2×C6)+(1×D6))/16
画像データを16で割り、9つのサブフレームピクセルが各表示ピクセルに与える相対比率を補正する。
シミュレートされた高解像度画像1504の生成後、補正データが生成される。図21は、本発明の一実施形態によるシステム1520において中心適応型マルチパスアルゴリズムを使用しての補正データの生成を示すブロック図である。減算ステージ1522において、高解像度画像28からシミュレートされた高解像度画像1504がピクセルごとに減算される。一実施形態では、その結果生成される誤差画像データが、誤差フィルタ1526によってフィルタリングされて誤差画像1530が生成される。図示した実施形態では、誤差フィルタは、畳み込み演算の中心が3×3行列の中心位置である3×3フィルタである。第1行のフィルタ係数は「1/16」、「2/16」、「1/16」であり、第2行のフィルタ係数は「2/16」、「4/16」、「2/16」であり、最後の行のフィルタ係数は「1/16」、「2/16」、「1/16」である。フィルタ係数は、低解像度サブフレームピクセルと高解像度画像28の9つのピクセルとの相対差を表す。図19Bに示すように、低解像度サブフレームピクセル1414の誤差画像1530の誤差値は、高解像度画像28のピクセル1404及びピクセル1404に直に隣接する8つの高解像度ピクセルに対して測定される。上記フィルタ係数の場合、ピクセル1404の上下左右の高解像度ピクセルは、ピクセル1414に対応する誤差値を計算するに当たってピクセル1404の角に隣接する高解像度ピクセルの2倍に加重される。同様に、ピクセル1404は、ピクセル1414に対応する誤差値を計算するに当たってピクセル1404の上下左右の4つの高解像度ピクセルの2倍に加重される。
初期サブフレーム1412A、1422A、1432A、及び1442Aのそれぞれに関連する4つの補正サブフレーム(図示せず)が、誤差画像1530から生成される。4つの更新サブフレーム1412B、1422B、1432B、及び1442Bが、補正サブフレームに鮮鋭化係数αを乗算し、初期サブフレーム1412A、1422A、1432A、及び1442Aをそれぞれ加算することによって生成される。鮮鋭化係数αは、中心適応型マルチパスアルゴリズムの反復ごとに異なってもよい。一実施形態では、鮮鋭化係数αは連続した反復ごとに低減してもよい。たとえば、鮮鋭化係数αは、1回目の反復では「3」であってもよく、2回目の反復では「1.8」であってもよく、また、3回目の反復では「0.5」であってもよい。
一実施形態では、更新サブフレーム1412B、1422B、1432B、及び1442Bを中心適応型マルチパスアルゴリズムの次の反復に使用して、さらなる更新サブフレームを生成する。任意の所望の回数の反復を行ってもよい。何回かの反復後、中心適応型マルチパスアルゴリズムを使用して生成されるサブフレームの値は最適な値に収束する。一実施形態では、サブフレーム生成ユニット36は、中心適応型マルチパスアルゴリズムに基づいてサブフレーム30を生成するように構成される。
上述した中心適応型マルチパスアルゴリズムの実施形態では、フィルタ係数の分子及び分母の値は2のべき乗になるように選択された。2のべき乗を使用することにより、デジタルシステムでの処理が早められる。中心適応型マルチパスアルゴリズムの他の実施形態では、他のフィルタ係数値を使用してもよい。
他の実施形態では、今述べた中心適応型マルチパスアルゴリズムは、2位置処理で2つのサブフレームを生成するように変更してもよい。2つのサブフレームは、図2A〜図2Cを参照して上述したように2位置処理を使用して表示デバイス26により表示される。2位置処理の場合、画像30M(図20に示す)内のピクセルB1〜B16及びC1〜C16はゼロであり、補間フィルタは、第1行の値が「1/8」、「2/8」、「1/8」であり、第2行の値が「2/8」、「4/8」、「2/8」であり、第3行の値が「1/8」、「2/8」、「1/8」である3×3配列を含む。2位置処理の誤差フィルタは、4位置処理の誤差フィルタと同じである。
他の実施形態では、中心適応型マルチパスアルゴリズムは、各サブフレームピクセル値について各反復の計算を単一ステップに併合することによって任意の回数の反復をワンパスで行うことができる。このようにして、各サブフレームピクセル値が、各反復で明示的にシミュレーションサブフレーム、誤差サブフレーム、及び補正サブフレームを生成することなく生成される。むしろ、各サブフレームピクセル値は独立して、元の画像ピクセル値から計算される中間値から計算される。
X.簡易中心適応型マルチパス
一実施形態によるサブフレーム30を生成するための簡易中心適応型マルチパスアルゴリズムは、過去の誤差を用いてサブフレームデータの評価を更新し、高速な収束及び低いメモリ必要量を提供する。簡易中心適応型マルチパスアルゴリズムは、上述した4位置適応型マルチパスアルゴリズムを変更する。簡易中心適応型マルチパスアルゴリズムでは、4つのサブフレーム30のそれぞれの各ピクセルが、図19A〜図19Eを参照して上述したように元の高解像度画像28のピクセルに対してセンタリングされる。4つのサブフレームは、図3A〜図3Eを参照して上述したように4位置処理を用いて表示デバイス26により表示される。
一実施形態によるサブフレーム30を生成するための簡易中心適応型マルチパスアルゴリズムは、過去の誤差を用いてサブフレームデータの評価を更新し、高速な収束及び低いメモリ必要量を提供する。簡易中心適応型マルチパスアルゴリズムは、上述した4位置適応型マルチパスアルゴリズムを変更する。簡易中心適応型マルチパスアルゴリズムでは、4つのサブフレーム30のそれぞれの各ピクセルが、図19A〜図19Eを参照して上述したように元の高解像度画像28のピクセルに対してセンタリングされる。4つのサブフレームは、図3A〜図3Eを参照して上述したように4位置処理を用いて表示デバイス26により表示される。
図19A〜図19Eを参照すると、サブフレーム生成ユニット36は、高解像度画像28から4つの初期サブフレーム1412A、1422A、1432A、及び1442Aを生成する。一実施形態では、サブフレーム1412A、1422A、1432A、及び1442Aは、図5を参照して上述した最近傍アルゴリズムの一実施形態を使用して生成されてもよい。他の実施形態では、サブフレーム1412A、1422A、1432A、及び1442Aは他のアルゴリズムを使用して生成されてもよい。誤差処理のために、サブフレーム1412A、1422A、1432A、及び1442Aをアップサンプリングして、図22中にサブフレーム30Nとして示すアップサンプリング画像を生成する。
図22は、本発明の一実施形態による簡易中心適応型マルチパスアルゴリズムを使用して、サブフレーム30Nに基づいて4位置処理用のシミュレートされた高解像度画像1604を生成するシステム1600を示すブロック図である。図22に示す実施形態では、サブフレーム30Nは8×8配列のピクセルである。サブフレーム30Nは、4位置処理用の4つの4×4ピクセルサブフレームのピクセルデータを含む。ピクセルA1〜A16はサブフレーム1412Aからのピクセルを表し、ピクセルB1〜B16はサブフレーム1422Aからのピクセルを表し、ピクセルC1〜C16はサブフレーム1432Aからのピクセルを表し、ピクセルD1〜D16はサブフレーム1442Aからのピクセルを表す。
サブフレーム30Nは、畳み込み演算ステージ1602において補間フィルタとの畳み込み演算を受け、それによって、シミュレートされた高解像度画像1604が生成される。図示した実施形態では、補間フィルタは、畳み込み演算の中心が3×3行列の中心位置である3×3フィルタである。第1行のフィルタ係数は「0」、「1/8」、「0」であり、第2行のフィルタ係数は「1/8」、「4/8」、「1/8」であり、最後の行のフィルタ係数は「0」、「1/8」、「0」である。
フィルタ係数は、5つのサブフレームピクセルの高解像度画像28のピクセルの表示表現に対する相対比率を近似する。上記図19の例を想起すると、サブフレーム1422A及び1432Aのそれぞれからのピクセル1424、1426、1434、及び1436はそれぞれ、サブフレーム1412Aからのピクセル1414のおよそ半分の光を与え、また、サブフレーム1442Aからのピクセル1444、1446、1448、及び1450はそれぞれ、サブフレーム1412Aからのピクセル1414のおよそ1/4の光を与える。簡易中心適応型マルチパスアルゴリズムを使用する場合、「角ピクセル」と呼ぶピクセル1444、1446、1448、及び1450からの寄与分は、角ピクセルに関連するフィルタ係数が0であることで示されるようにピクセル1414のピクセル値を計算するに当たって無視される。
サブフレームピクセル1414、1424、1426、1434、1436、1444、1446、1448、及び1450の値は、サブフレーム画像30N内のA6、B5、B6、C2、C6、D1、D5、D2、及びD6のピクセルにそれぞれ対応する。したがって、シミュレートされた画像1504のピクセルA6SIM(図19中のピクセル1404に対応する)は、サブフレーム画像30N内の値から方程式XXXIVにおいて以下のように計算される。
<方程式XXXIV>
A6SIM=((0×D1)+(1×C2)+(0×D2)+(1×B5)+(4×A6)+(1×B6)+(0×D5)+(1×C6)+(0×D6))/8
A6SIM=((0×D1)+(1×C2)+(0×D2)+(1×B5)+(4×A6)+(1×B6)+(0×D5)+(1×C6)+(0×D6))/8
方程式XXXIVを簡易化すると方程式XXXVになる。
<方程式XXXV>
A6SIM=(C2+B5+(4×A6)+B6+C6)/8
A6SIM=(C2+B5+(4×A6)+B6+C6)/8
画像データを8で割り、5つのサブフレームピクセルが各表示ピクセルに与える相対比率を補正する。
擬似高解像度画像1604の生成後、補正データが生成される。図23は、本発明の一実施形態によるシステム1700において中心適応型マルチパスアルゴリズムを使用しての補正データの生成を示すブロック図である。減算ステージ1702において、高解像度画像28からシミュレートされた高解像度画像1604がピクセルごとに減算されて、誤差画像1704を生成する。
初期サブフレーム1412A、1422A、1432A、及び1442Aのそれぞれに関連する4つの補正サブフレーム(図示せず)は、誤差画像1704から生成される。4つの更新サブフレーム1704A、1704B、1704C、及び1704Dが、補正サブフレームに鮮鋭化係数αを乗算し、初期サブフレーム1412A、1422A、1432A、及び1442Aのそれぞれを加算することによって生成される。鮮鋭化係数αは、簡易中心適応型マルチパスアルゴリズムの反復ごとに異なってもよい。一実施形態では、鮮鋭化係数αは連続した反復ごとに低減してもよい。たとえば、鮮鋭化係数αは、1回目の反復では「3」であってもよく、2回目の反復では「1.8」であってもよく、3回目の反復では「0.5」であってもよい。
一実施形態では、更新サブフレーム1704A、1704B、1704C、及び1704Dを簡易中心適応型マルチパスアルゴリズムの次の反復に使用して、さらなる更新サブフレームを生成する。任意の所望の回数の反復を行ってもよい。何回かの反復後、簡易中心適応型マルチパスアルゴリズムを使用して生成されるサブフレームの値は最適な値に収束する。一実施形態では、サブフレーム生成ユニット36は、中心適応型マルチパスアルゴリズムに基づいてサブフレーム30を生成するように構成される。
上述した簡易中心適応型マルチパスアルゴリズムの実施形態では、フィルタ係数の分子及び分母の値は2のべき乗になるように選択された。2のべき乗を使用することにより、デジタルシステムでの処理が早められる。簡易中心適応型マルチパスアルゴリズムの他の実施形態では、他のフィルタ係数値を使用してもよい。
他の実施形態では、簡易中心適応型マルチパスアルゴリズムは、各サブフレームピクセル値について各反復の計算を単一ステップに併合することによって任意の回数の反復をワンパスで行うことができる。このようにして、各サブフレームピクセル値が、各反復で明示的にシミュレーションサブフレーム、誤差サブフレーム、及び補正サブフレームを生成することなく生成される。むしろ、各サブフレームピクセル値は独立して、元の画像ピクセル値から計算される中間値から計算される。
XI.履歴使用の適応型マルチパス
一実施形態によるサブフレーム30を生成する履歴使用の適応型マルチパスアルゴリズムは、過去の誤差を使用して、サブフレームデータの評価を更新し、高速な収束及び低いメモリ必要量を提供することができる。履歴使用の適応型マルチパスアルゴリズムは、履歴値を使用してアルゴリズムのワンパスでサブフレームを生成することによって上述した4位置適応型マルチパスアルゴリズムを変更する。図3A〜図3Eを参照して上述した4位置処理を使用して表示デバイス26に4つのサブフレームを表示する。
一実施形態によるサブフレーム30を生成する履歴使用の適応型マルチパスアルゴリズムは、過去の誤差を使用して、サブフレームデータの評価を更新し、高速な収束及び低いメモリ必要量を提供することができる。履歴使用の適応型マルチパスアルゴリズムは、履歴値を使用してアルゴリズムのワンパスでサブフレームを生成することによって上述した4位置適応型マルチパスアルゴリズムを変更する。図3A〜図3Eを参照して上述した4位置処理を使用して表示デバイス26に4つのサブフレームを表示する。
適応型マルチパスアルゴリズムを実行するための少なくとも2つの方法を使用することができる。第1に、適応型マルチパスアルゴリズム、中心適応型マルチパスアルゴリズム、及び簡易中心適応型マルチパスアルゴリズムについて上述したように、適応型マルチパスアルゴリズムを複数回反復して行うことができる。複数回の反復に伴い、(1)初期サブフレームが生成され、(2)シミュレートされた画像が生成され、(3)シミュレートされた画像を元の画像と比較することによって補正データが計算され、(4)補正データを使用して更新サブフレームが生成される。そして、ステップ(2)〜(4)が各反復ごとに繰り返される。
適応型マルチパスアルゴリズムは、各最終サブフレームピクセル値の影響領域を使用してワンパスで各最終サブフレームピクセル値を計算することによって実行することもできる。この方法では、影響領域のサイズは、図24A〜図24Cに示すように行われる反復回数に対応する。後述するように、影響領域は図27及び図31に示すように簡易化することができる。
図24A〜図24Cは、適応型マルチパスアルゴリズムの異なる反復回数の場合のピクセル1802の影響領域を示すブロック図である。図24Aは、適応型マルチパスアルゴリズムを1回反復した場合の画像1800のピクセル1802の影響領域1804を示す。図24Aに示すように、影響領域1804は4×4配列のピクセルを含み、ピクセル1802が図示のように影響領域1804の中心にある。影響領域1804は、適応型マルチパスアルゴリズムの1回の反復を使用してピクセル1802の初期値、シミュレートされた値、及び補正値を生成するために使用されるピクセル値を含む。
適応型マルチパスアルゴリズムを2回反復する場合、影響領域1806は6×6配列に広がり、図24Bに示すようにピクセル1802が影響領域1806の中心にある。ピクセル1802の影響領域1806は6×6配列のピクセルを含み、適応型マルチパスアルゴリズムの2回の反復を使用してピクセル1802の初期値、シミュレートされた値、及び補正値を生成するために使用されるピクセル値を含む。
図24Cに示すように、影響領域1808は適応型マルチパスアルゴリズムを3回反復する場合、8×8配列にさらに広がる。ピクセル1802の影響領域1808は8×8配列のピクセルを含み、ピクセル1802が図示のように影響領域1808の中心にあり、適応型マルチパスアルゴリズムの3回の反復を使用してピクセル1802の初期値、シミュレートされた値、及び補正値を生成するために使用されるピクセル値を含む。特に、影響領域1808は画像1800の8行を含む。
影響領域のサイズは、n回の反復の場合、影響領域が(2n+2)×(2n+2)配列を含むことに留意することによって一般化することができる。
適応型マルチパスアルゴリズムを実行するためのワンパス方法では、各最終サブフレームピクセル値は、最終サブフレームピクセル値に対応するピクセル値に対して影響領域をシフトすることによって計算される。図25は、適応型マルチパスアルゴリズムを3回反復する場合の画像1900に対するピクセル1902の影響領域1904を示すブロック図である。図25中、ピクセル1902に対応する最終サブフレームピクセル値は、影響領域1904が含むピクセル値を使用して計算される。ピクセル1906に対応する最終サブフレームピクセル値を計算するために、矢印1908で示すように影響領域1904を右に1ピクセル分(図示せず)にシフトさせる。同様に、矢印1912で示すように影響領域1904を下に1ピクセル分(図示せず)シフトさせて、ピクセル1910に対応する最終サブフレームピクセル値を計算する。
一実施形態では、画像1900の最終サブフレームピクセル値は、値が行ごとに左から右、上から下に計算されて最上行から始まって最下行で終わるラスタパターンで計算することができる。他の実施形態では、最終サブフレームピクセル値は他のパターン又は他の順序に従って計算することができる。
図26は、最終サブフレームピクセル値がラスタパターンで計算される適応マルチパルスアルゴリズムを3回反復する場合のピクセル2002の影響領域2004内の計算済み履歴値を示すブロック図である。影響領域2004内の陰影付きピクセルは、履歴値、すなわちピクセル2002の最終サブフレームピクセル値を計算する前に計算される最終サブフレームピクセル値を含む。ラスタパターンを使用する場合、最終サブフレームピクセル値は、ピクセル2002より上の各行ごとに、またピクセル2002と同じ行でピクセル2002の左側にある各ピクセルごとに計算される。
履歴値を使用し、初期値の最後の行を無視することにより、ピクセル2002の図26に示す影響領域2004を簡易化することができる。図27は、最終サブフレームピクセル値がラスタパターンで計算される履歴使用の適応型マルチパスアルゴリズムを3回反復する場合のピクセル2002の簡易影響領域2006内の計算済み履歴値を示すブロック図である。簡易影響領域2006は5行、すなわち履歴値に1行2008、履歴値及び初期値の両方に1行2010、及び初期値に3行2012を含む。簡易影響領域2006は、影響領域2004からの最初の2行の履歴値及び最後の1行の初期値を含まない。
初期履歴値2008は、元の画像の第1行からの対応するピクセル値に等しくセットしてもよく、又はゼロにセットしてもよい。行2010及び行2012中の初期値は最初にゼロにセットしてもよく、又は列2016からの計算済み初期値に等しくセットしてもよい。ピクセル2002に対応する最終サブフレームピクセル値は、以下のアルゴリズムを使用して簡易影響領域2006からの履歴値及び初期値を使用して計算することができる。
まず、影響領域2006の列2016中のピクセルの初期ピクセル値が、元の画像ピクセル値を使用して計算される。一実施形態では、初期ピクセル値は、各ピクセル値を他の3つのピクセル値と平均することによって計算される。他の実施形態では他のアルゴリズムを使用してもよい。次に、列2016中のピクセルのシミュレートされたピクセル値が、初期ピクセル値のシミュレーションカーネルとの畳み込み演算によって計算される。シミュレーションカーネルは3×3配列を含み、第1行の値は「1/4」、「1/4」、及び「0」であり、第2行の値は「1/4」、「1/4」、及び「0」であり、第3行の値は「0」、「0」、及び「0」である。誤差値が、元の画像ピクセル値からシミュレートされたピクセル値を減算することによって列2016中の各ピクセルごとに生成される。
列2016の誤差値を計算した後、列2018中のピクセルのシミュレートされたピクセル値が、初期ピクセル値のシミュレーションカーネルとの畳み込み演算によって計算される。誤差値が、元の画像ピクセル値からシミュレートされたピクセル値を減算することによって列2018中の各ピクセルごとに生成される。列2018中のピクセルの補正値が、誤差値の誤差カーネルとの畳み込み演算によって計算される。誤差カーネルは3×3配列を含み、第1行の値は「0」、「0」、及び「0」であり、第2行の値は「0」、「1/4」、及び「1/4」であり、第3行の値は「0」、「1/4」、及び「1/4」である。列2018中のピクセルの適応ピクセル値が、補正値を鮮鋭化係数αと乗算し、その積を初期値に加算することによって計算される。
列2018の適応ピクセル値を計算した後、列2020中のピクセルのシミュレートされたピクセル値が、初期ピクセル値のシミュレーションカーネルとの畳み込み演算によって計算される。誤差値が、元の画像ピクセル値からシミュレートされたピクセル値を減算することによって列2020中の各ピクセルごとに生成される。列2020中のピクセルの補正値が、誤差値の誤差カーネルとの畳み込み演算によって計算される。列2020中のピクセルの適応ピクセル値が、補正値を鮮鋭化係数αと乗算し、その積を初期値に加算することによって計算される。
列2020の適応ピクセル値を計算した後、列2022中のピクセルのシミュレートされたピクセル値が、初期ピクセル値のシミュレーションカーネルとの畳み込み演算によって計算される。誤差値が、元の画像ピクセル値からシミュレートされたピクセル値を減算することによって列2022中の各ピクセルごとに生成される。列2022中のピクセルの補正値が、誤差値の誤差カーネルとの畳み込み演算によって計算される。
ピクセル2002に対応する最終サブフレームピクセル値は、上記アルゴリズムによって生成される値、履歴値、及び鮮鋭化係数αを使用して計算される。
所与のピクセルに対応する最終サブフレームピクセル値を計算する際に使用される中間計算を、所与のピクセルに隣接するピクセルに対応する最終サブフレームピクセル値を計算する際に再利用することができる。たとえば、ピクセル2002の最終サブフレームピクセル値を計算する際に使用される中間計算を、ピクセル2002の右側にあるピクセルの最終サブフレームピクセル値を計算する際に再利用することができる。その結果、特定の冗長計算を省くことができる。
上記アルゴリズムでの鮮鋭化係数αは、履歴使用の適応型マルチパスアルゴリズムを使用して異なる列の値を計算するに際して異なってもよい。たとえば、鮮鋭化係数αは、列2018の適応ピクセル値を計算する場合には「3」であってもよく、列2020の適応ピクセル値を計算する場合には「1.8」であってもよく、ピクセル2002に対応する最終サブフレームピクセル値を計算する場合には「0.5」であってもよい。
上記アルゴリズムについて適応型マルチパスアルゴリズムを3回反復する場合に関して説明したが、このアルゴリズムは、反復回数の影響領域に従って上記アルゴリズムで使用される列数及び/又は各列中のピクセル数を増減することにより、拡大又は縮小して任意の回数の反復に適用することができる。
図28は、最終サブフレームピクセル値がラスタパターンで計算される、履歴使用の適応型マルチパスアルゴリズムを3回反復する場合の画像1900に対するピクセル2002の簡易影響領域2006を示すブロック図である。図28では、ピクセル2002に対応する最終サブフレームピクセル値が、上記アルゴリズムにおいて今述べたように影響領域2006に含まれるピクセル値を使用して計算される。ピクセル2028に対応する最終サブフレームピクセル値を計算するために、矢印1908で示すように影響領域2006を右に1ピクセル分(図示せず)シフトさせる。同様に、矢印1912で示すように影響領域2006を下に1ピクセル分(図示せず)シフトさせて、ピクセル2030に対応する最終サブフレームピクセル値を計算する。
図29は、一実施形態によるサブフレーム生成ユニット36の部分を示すブロック図である。この実施形態では、サブフレーム生成ユニット36は、プロセッサ2100と、メインメモリ2102と、コントローラ2104と、メモリ2106とを備える。コントローラ2104は、プロセッサ2100と、メインメモリ2102と、メモリ2106とに接続される。メモリ2106は、元の画像28及びサブフレーム画像30Pを含む比較的大きなメモリを含む。メインメモリ2102は、サブフレーム生成モジュール2110と、一時変数2112と、元の画像28からの元の画像の行28Aと、サブフレーム画像30Pからのサブフレーム画像の行30P−1とを含む比較的高速のメモリを含む。
プロセッサ2100は、コントローラ2104を使用してメインメモリ2102及びメモリ2106からの命令及びデータにアクセスする。プロセッサ2100は、コントローラ2104を使用して命令を実行し、データをメインメモリ2102及びメモリ2106に記憶する。
サブフレーム生成モジュール2110は、プロセッサ2100により実行可能であり、履歴使用の適応型マルチパスアルゴリズムを実行するための命令を含む。プロセッサ2100により実行されていることに応答して、サブフレーム生成モジュール2110は、元の画像の行28A及びサブフレーム画像の行30P−1の組をメインメモリ2102にコピーさせる。サブフレーム生成モジュール2110は、履歴使用の適応型マルチパスアルゴリズムに従って元の画像の行28A及びサブフレーム画像の行30P−1内のピクセル値を使用して、各行ごとに最終サブフレームピクセル値を生成させる。最終サブフレームピクセル値を生成するに当たり、サブフレーム生成モジュール2110は、一時的な値を一時変数2112として記憶させる。サブフレーム画像の行の最終サブフレームピクセル値を生成した後、サブフレーム生成モジュール2110はその行をサブフレーム画像30Pとして記憶させ、次の行のピクセル値を元の画像28から読み出させて元の画像の行28Aに記憶させる。
サブフレーム生成モジュール2110が履歴使用の適応型マルチパスアルゴリズムの3回の反復を実行する一実施形態では、元の画像の行28Aは元の画像28からの4行を含む。他の実施形態では、元の画像の行28Aは元の画像28からの他の行数分の行を含む。
一実施形態では、サブフレーム生成ユニット36はサブフレーム画像30Pから4つのサブフレームを生成する。4つのサブフレームは、図3A〜図3Eを参照して上述した4位置処理を使用して表示デバイス26で表示される。
他の実施形態では、サブフレーム生成ユニット36は、図29に示す構成要素の機能を集積回路に組み込んだ特定用途向け集積回路(ASIC)を備える。このような実施形態では、メインメモリ2102をASICに含めてもよく、メモリ2106はASIC内に含まれてもよく、又はASIC外にあってもよい。ASICは、ハードウェア構成要素とソフトウェア構成要素又はファームウェア構成要素との任意の組み合わせを含み得る。
他の実施形態では、履歴使用の適応型マルチパスアルゴリズムを使用して、2位置処理の場合に2つのサブフレームを生成することができる。2つのサブフレームは、図2A〜図2Cを参照して上述したように2位置処理を使用して表示デバイス26で表示される。2位置処理の場合、シミュレーションカーネルは3×3配列を含み、第1行の値は「1/2」、「1/2」、「0」であり、第2行の値は「1/2」、「1/2」、「0」であり、第3行の値は「0」、「0」、「0」である。
XII.履歴使用の簡易中心適応型マルチパス
一実施形態によるサブフレーム30を生成するための履歴使用の簡易中心適応型マルチパスアルゴリズムは、過去の誤差を使用してサブフレームデータの評価を更新し、高速な収束及び低メモリ必要量を提供することができる。履歴使用の簡易中心適応型マルチパスアルゴリズムは、アルゴリズムのワンパスで4つのサブフレームを生成する際にシミュレーションカーネル内の値を変更し、誤差カーネルを省くことによって履歴使用の適応型マルチパスアルゴリズムを変更する。4つのサブフレームは、図3A〜図3Eを参照して上述したように、4位置処理を使用して表示デバイス26に表示される。
一実施形態によるサブフレーム30を生成するための履歴使用の簡易中心適応型マルチパスアルゴリズムは、過去の誤差を使用してサブフレームデータの評価を更新し、高速な収束及び低メモリ必要量を提供することができる。履歴使用の簡易中心適応型マルチパスアルゴリズムは、アルゴリズムのワンパスで4つのサブフレームを生成する際にシミュレーションカーネル内の値を変更し、誤差カーネルを省くことによって履歴使用の適応型マルチパスアルゴリズムを変更する。4つのサブフレームは、図3A〜図3Eを参照して上述したように、4位置処理を使用して表示デバイス26に表示される。
図27を参照すると、初期履歴値2008は、元の画像の第1行からの対応するピクセル値に等しくセットしてもよく、又はゼロにセットしてもよい。行2010及び行2012中の初期値は最初にゼロにセットしてもよく、又は列2016からの計算済み初期値に等しくセットしてもよい。ピクセル2002に対応する最終サブフレームピクセル値は、以下のアルゴリズムを使用して簡易影響領域2006からの履歴値及び初期値を使用して計算することができる。履歴使用の簡易中心適応型マルチパスアルゴリズムは以下のように実行することができる。
第1に、列2016中のピクセルの初期ピクセル値が計算される。初期ピクセル値は、最近傍アルゴリズム又は他の任意の適したアルゴリズムを使用して計算してもよい。
列2016の初期ピクセル値を計算した後、列2018中のピクセルのシミュレートされたピクセル値が、初期ピクセル値のシミュレーションカーネルとの畳み込み演算によって計算される。シミュレーションカーネルは3×3配列を含み、第1行の値は「0」、「1/8」、及び「0」であり、第2行の値は「1/8」、「4/8」、及び「1/8」であり、第3行の値は「0」、「1/8」、及び「0」である。列2018中のピクセルの補正値が、元の画像ピクセル値からシミュレートされたピクセル値を減算することによって計算される。列2018中のピクセルの適応ピクセル値が、鮮鋭化係数αで補正値を乗算し、その積を初期値に加算することによって計算される。
列2018のシミュレートされた値を計算した後、列2020中のピクセルのシミュレートされたピクセル値が、初期ピクセル値のシミュレーションカーネルとの畳み込み演算によって計算される。列2020中のピクセルの補正値が、元の画像ピクセル値からシミュレートされたピクセル値を減算することによって計算される。列2020中のピクセルの適応ピクセル値が、鮮鋭化係数αで補正値を乗算し、その積を初期値に加算することによって計算される。
列2020のシミュレートされた値を計算した後、列2022中のピクセルのシミュレートされたピクセル値が、初期ピクセル値のシミュレーションカーネルとの畳み込み演算によって計算される。列2022中のピクセルの補正値が、元の画像ピクセル値からシミュレートされたピクセル値を減算することによって計算される。
ピクセル2002に対応する最終サブフレームピクセル値が、上記アルゴリズムにより生成される値、履歴値、及び鮮鋭化係数αを使用して計算される。
所与のピクセルに対応する最終サブフレームピクセル値を計算する際に使用される中間計算を、所与のピクセルに隣接するピクセルに対応する最終サブフレームピクセル値を計算する際に再利用することができる。たとえば、ピクセル2002の最終サブフレームピクセル値を計算する際に使用される中間計算を、ピクセル2002の右側にあるピクセルの最終サブフレームピクセル値を計算する際に再利用することができる。その結果、特定の冗長計算を省くことができる。
上記アルゴリズムでの鮮鋭化係数αは、履歴使用の簡易中心適応型マルチパスアルゴリズムを使用して異なる列の値を計算するに際して異なってもよい。たとえば、鮮鋭化係数αは、列2018の適応ピクセル値を計算する場合には「3」であり、列2020の適応ピクセル値を計算する場合には「1.8」であり、ピクセル2002に対応する最終サブフレームピクセル値を計算する場合には「0.5」であってもよい。
上記アルゴリズムについて簡易中心適応型マルチパスアルゴリズムを3回反復する場合に関して説明したが、このアルゴリズムは、反復回数の影響領域に従って上記アルゴリズムで使用される列数及び各列中のピクセル数を増減することにより、拡大又は縮小して任意の回数の反復に適用することができる。
サブフレーム生成ユニット36の一実施形態では(図29に示す)、サブフレーム生成モジュール2110が履歴使用の簡易中心適応型マルチパスアルゴリズムを実行する。別の実施形態では、サブフレーム生成ユニット36は、履歴使用の簡易中心適応型マルチパスアルゴリズムを実行するASICを備える。
XIII.履歴使用の中心適応型カーネル
一実施形態によるサブフレーム30を生成するための履歴使用の中心適応型マルチパスアルゴリズムは、過去の誤差を使用してサブフレームデータの評価を更新し、高速な収束及び低メモリ必要量を提供することができる。履歴使用の中心適応型マルチパスアルゴリズムはアルゴリズムのワンパスで2つのサブフレームを生成し、シミュレーションカーネル及び誤差カーネルを変更することによって履歴使用の適応型マルチパスアルゴリズムを変更する。履歴使用の中心適応型マルチパスアルゴリズムも、簡易影響領域に使用される履歴値行に関連する誤差値を生成し、これらの値を履歴値行と共に記憶する。2つのサブフレームは、図2A〜図2Cを参照して上述した2位置処理を使用して表示デバイス26で表示される。
一実施形態によるサブフレーム30を生成するための履歴使用の中心適応型マルチパスアルゴリズムは、過去の誤差を使用してサブフレームデータの評価を更新し、高速な収束及び低メモリ必要量を提供することができる。履歴使用の中心適応型マルチパスアルゴリズムはアルゴリズムのワンパスで2つのサブフレームを生成し、シミュレーションカーネル及び誤差カーネルを変更することによって履歴使用の適応型マルチパスアルゴリズムを変更する。履歴使用の中心適応型マルチパスアルゴリズムも、簡易影響領域に使用される履歴値行に関連する誤差値を生成し、これらの値を履歴値行と共に記憶する。2つのサブフレームは、図2A〜図2Cを参照して上述した2位置処理を使用して表示デバイス26で表示される。
2位置処理の場合、図30に示すように2つのサブフレームを絡み合わせて単一のサブフレーム画像2200にすることができる。画像2200内では、第1の種類の陰影付きで示されるピクセルセット2202は第1のサブフレームを含み、第2の種類の陰影付きで示されるピクセルセット2204は第2のサブフレームを含む。陰影の付いていない残りのピクセルセット2206は、使用されないサブフレームを表すゼロ値を含む。
図31は、最終サブフレームピクセル値がラスタパターンで計算される履歴使用の中心適応型マルチパスアルゴリズムを3回反復する場合のピクセル2212の簡易影響領域2210内のピクセル2202、ピクセル2204、履歴値2222(第3の種類の陰影付きで示される)、及び誤差値2224(第4の種類の陰影付きで示される)を示すブロック図である。簡易影響領域2210は5行、すなわち履歴値及び誤差値に1行2214、履歴値及び初期値に1行2216、並びに初期値に3行2218を含む。簡易影響領域2210は行2214より上の2行の履歴値及び誤差値、並びに行2218よりも下の行の初期値を含まない。
誤差値2224はそれぞれ式XXXVIを使用して計算される。
<方程式XXXVI>
誤差=((1×誤差左ヒ゜クセル)+(2×誤差)+(1×誤差右ヒ゜クセル))/4
誤差値2224は、ピクセル値よりも多くのビットを含み得る符号付きの値であるため、式XXXVIを使用して計算される誤差値2224は、図31に示すように行2214に記憶される前にマッピング又はルックアップテーブルを用いて調整される。以下のシミュレートされたコードを使用して、一実施形態により誤差値2224をマッピングすることができる。
temp=誤差_左+2*誤差+誤差_右;//1× 2× 1×
temp=temp/4;//4で割る
if(temp<−127)temp=−127;//値のクリッピング
if(temp>127)temp=127;//値のクリッピング
temp+=127;//シフトして非ゼロに
誤差=((1×誤差左ヒ゜クセル)+(2×誤差)+(1×誤差右ヒ゜クセル))/4
誤差値2224は、ピクセル値よりも多くのビットを含み得る符号付きの値であるため、式XXXVIを使用して計算される誤差値2224は、図31に示すように行2214に記憶される前にマッピング又はルックアップテーブルを用いて調整される。以下のシミュレートされたコードを使用して、一実施形態により誤差値2224をマッピングすることができる。
temp=誤差_左+2*誤差+誤差_右;//1× 2× 1×
temp=temp/4;//4で割る
if(temp<−127)temp=−127;//値のクリッピング
if(temp>127)temp=127;//値のクリッピング
temp+=127;//シフトして非ゼロに
初期履歴値2222は、元の画像の第1行からの対応するピクセル値に等しくセットしてもよく、又はゼロにセットしてもよい。初期誤差値2224はゼロにセットしてもよい。行2216及び行2218中の初期値は最初にゼロにセットしてもよく、又は列2226からの計算済み初期値に等しくセットしてもよい。ピクセル2212に対応する最終サブフレームピクセル値は、以下のアルゴリズムを使用して簡易影響領域2210からの履歴値、誤差値、及び初期値を使用して計算することができる。
第1に、影響領域2210の列2226中のピクセルの初期ピクセル値が、元の画像ピクセル値を使用して計算される。一実施形態では、初期ピクセル値は最近傍アルゴリズムを使用して計算される。他のアルゴリズムを他の実施形態で使用してもよい。次に、列2226中のピクセルのシミュレートされたピクセル値が、初期ピクセル値の、2つのシミュレーションカーネルのうちの一方との畳み込み演算によって計算される。第1のシミュレーションカーネルは、ピクセル2212が非ゼロ値を含む場合に使用され、3×3配列を含み、第1行の値は「1/8」、「0」、及び「1/8」であり、第2行の値は「0」、「4/8」、及び「0」であり、第3行の値は「1/8」、「0」、及び「1/8」である。第2のシミュレーションカーネルは、ピクセル2212がゼロ値を含む場合に使用され、3×3配列を含み、第1行の値は「0」、「2/8」、及び「0」であり、第2行の値は「2/8」、「0」、及び「2/8」であり、第3行の値は「0」、「2/8」、及び「0」である。誤差値が、元の画像ピクセル値からシミュレートされたピクセル値を減算することによって列2226中の各ピクセルごとに生成される。
列2226の誤差値を計算した後、列2228中のピクセルのシミュレートされたピクセル値が、初期ピクセル値の適切なシミュレーションカーネルとの畳み込み演算によって計算される。誤差値は、元の画像ピクセル値からシミュレートされたピクセル値を減算することによって列2228中の各ピクセルごとに生成される。列2228中のピクセルの補正値が、誤差値の誤差カーネルとの畳み込み演算によって計算される。誤差カーネルは3×3配列を含み、第1行の値は「1/16」、「2/16」、及び「1/16」であり、第2行の値は「2/16」、「4/16」、及び「2/16」であり、第3行の値は「1/16」、「2/16」、及び「1/16」である。列2228中のピクセルの適応ピクセル値は、鮮鋭化係数αで補正値を乗算し、その積を初期値に加算することによって計算される。
列2228の適応ピクセル値を計算した後、列2230中のピクセルのシミュレートされたピクセル値が、初期ピクセル値の適切なシミュレーションカーネルとの畳み込み演算によって計算される。誤差値が、元の画像ピクセル値からシミュレートされたピクセル値を減算することによって列2230中の各ピクセルごとに生成される。列2230中のピクセルの補正値が、誤差値の誤差カーネルとの畳み込み演算によって計算される。列2230中のピクセルの適応ピクセル値が、鮮鋭化係数αで補正値を乗算し、その積を初期値に加算することによって計算される。
列2230の適応ピクセル値を計算した後、列2232中のピクセルのシミュレートされたピクセル値が、初期ピクセル値の適切なシミュレーションカーネルとの畳み込み演算によって計算される。誤差値が、元の画像ピクセル値からシミュレートされたピクセル値を減算することによって列2232中の各ピクセルごとに生成される。列2232中のピクセルの補正値が、誤差値の誤差カーネルとの畳み込み演算によって計算される。
ピクセル2211に対応する最終サブフレームピクセル値が、上記アルゴリズムにより生成される値、履歴値2222、誤差値2224、及び鮮鋭化係数αを使用して計算される。
所与のピクセルに対応する最終サブフレームピクセル値を計算する際に使用される中間計算を、所与のピクセルに隣接するピクセルに対応する最終サブフレームピクセル値を計算する際に再利用することができる。たとえば、ピクセル2002の最終サブフレームピクセル値を計算する際に使用される中間計算を、ピクセル2002の右側にあるピクセルの最終サブフレームピクセル値を計算する際に再利用することができる。その結果、特定の冗長計算を省くことができる。
上記アルゴリズムでの鮮鋭化係数αは、履歴使用の中心適応型マルチパスアルゴリズムを使用して異なる列の値を計算するに際して異なってもよい。たとえば、鮮鋭化係数αは、列2228の適応ピクセル値を計算する場合には「3」であり、列2230の適応ピクセル値を計算する場合には「1.8」であり、ピクセル2212に対応する最終サブフレームピクセル値を計算する場合には「0.5」であってもよい。
上記アルゴリズムについて中心適応型マルチパスアルゴリズムを3回反復する場合に関して説明したが、このアルゴリズムは、反復回数の影響領域に従って上記アルゴリズムで使用される列数及び各列中のピクセル数を増減することにより、拡大又は縮小して任意の回数の反復に適用することができる。
図32は、最終サブフレームピクセル値がラスタパターンで計算される履歴使用の中心適応型マルチパスアルゴリズムを3回反復した場合の画像2300に対するピクセル2212の簡易影響領域2210を示すブロック図である。図32では、ピクセル2212に対応する最終サブフレームピクセル値が、上記アルゴリズムにおいて今述べたように影響領域2210が含むピクセル値を使用して計算される。ピクセル2302に対応する最終サブフレームピクセル値を計算するために、矢印2304で示すように影響領域2210を右に1ピクセル分(図示せず)シフトする。同様に、矢印2308で示すように影響領域2210を下に1ピクセル分(図示せず)シフトして、ピクセル2306に対応する最終サブフレームピクセル値を計算する。
他の実施形態では、履歴使用の中心適応型マルチパスアルゴリズムを使用して、4位置処理で4つのサブフレームを生成することができる。4つのサブフレームは、図3A〜図3Eを参照して上述した4位置処理を使用して表示デバイス26で表示される。4位置処理の場合、シミュレーションカーネル及び誤差カーネルはそれぞれ3×3配列を含み、第1行の値は「1/16」、「2/16」、「1/16」であり、第2行の値は「2/16」、「4/16」、「2/16」であり、第3行の値は「1/16」、「2/16」「1/16」である。さらに、履歴値行とは別個の誤差値行が上述したアルゴリズムにおいて使用される。
他の実施形態では、履歴使用の中心適応型マルチパスアルゴリズムの誤差カーネルを省いてもよい。このような実施形態では、誤差値行は図31に示すように記憶されず、シミュレーションカーネルは3×3配列を含み、第1行の値は「1/16」、「2/16」、「1/16」であり、第2行の値は「2/16」、「4/16」、「2/16」であり、第3行の値は「1/16」、「2/16」、「1/16」である。このような変更を用いて、履歴使用の中心適応型マルチパスアルゴリズムを、履歴使用の簡易中心適応型マルチパスアルゴリズムについて上述した様式と同様に実行することができる。
サブフレーム生成ユニット36の一実施形態(図29に示す)では、サブフレーム生成モジュール2110が履歴使用の中心適応型マルチパスアルゴリズムを実行する。別の実施形態では、サブフレーム生成ユニット36は、履歴使用の中心適応型マルチパスアルゴリズムを実行するASICを備える。
XIV.3位置処理
上述したようにサブフレーム30を連続して表示するに際して、異なるサブフレームのサブフレームピクセル値間のばらつきは、表示画像に関連するちらつきに繋がる恐れがある。3位置処理は、4位置処理に対してちらつきの量を低減させた画像を表示するために実施することができる。本明細書において後述するように、3位置処理は最近傍(ピクセル選択とも呼ぶ)アルゴリズム、双一次アルゴリズム、適応型マルチパスアルゴリズム、又は中心適応型マルチパスアルゴリズムを使用して実施することができる。
上述したようにサブフレーム30を連続して表示するに際して、異なるサブフレームのサブフレームピクセル値間のばらつきは、表示画像に関連するちらつきに繋がる恐れがある。3位置処理は、4位置処理に対してちらつきの量を低減させた画像を表示するために実施することができる。本明細書において後述するように、3位置処理は最近傍(ピクセル選択とも呼ぶ)アルゴリズム、双一次アルゴリズム、適応型マルチパスアルゴリズム、又は中心適応型マルチパスアルゴリズムを使用して実施することができる。
図33は、本発明の一実施形態によるピクセル選択アルゴリズムを使用しての3つのサブフレーム30Q−1、30Q−2、及び30Q−3の生成を示すブロック図である。この実施形態では、画像フレーム28のピクセル値は、ピクセルA1〜A4、B1〜B4、C1〜C4、及びD1〜D4を含む。サブフレーム生成ユニット36は、矢印2402で示すようにピクセルA1〜A4のピクセル値を抽出することによりサブフレーム30Q−1を生成する。サブフレーム生成ユニット36は、矢印2404で示すようにピクセルB1〜B4のピクセル値を抽出することによりサブフレーム30Q−2を生成する。サブフレーム生成ユニット36は、矢印2406で示すようにピクセルC1〜C4のピクセル値を抽出することによりサブフレーム30Q−3を生成する。ピクセルD1〜D4のピクセル値は、サブフレーム30Q−1、30Q−2、及び30Q−3を生成するに際して省かれる。
連続した各画像ごとに、サブフレーム生成ユニット36は、画像から同じ又は異なる組のピクセル値を抽出することにより1組の3つのサブフレームを生成することができる。たとえば、サブフレーム生成ユニット36は、A1〜A4、B1〜B4、及びC1〜C4のピクセル値(D1〜D4のピクセル値を省く)、A1〜A4、B1〜B4、及びD1〜D4のピクセル値(C1〜C4のピクセル値を省く)、A1〜A4、C1〜C4、及びD1〜D4のピクセル値(B1〜B4のピクセル値を省く)、又はB1〜B4、C1〜C4、及びD1〜D4のピクセル値(A1〜A4のピクセル値を省く)を抽出することにより3つのサブフレームを生成することができる。表示デバイス26は、複数の組の3つのサブフレームを同じ又は異なる位置に表示することができる。
図34は、本発明の一実施形態による双一次アルゴリズムを使用しての3つのサブフレームの生成を示すブロック図である。この実施形態では、画像フレーム28のピクセル値は、ピクセルA1〜A4、B1〜B4、C1〜C4、及びD1〜D4を含む。サブフレーム生成ユニット36は、矢印2412で示すように方程式XXXVII〜方程式XLを使用してサブフレーム30R−1を生成する。
<方程式XXXVII>
A1’=((2×A1)+B1+C1)/4
<方程式XXVIII>
A2’=((2×A2)+B2+C2)/4
<方程式XXXIX>
A3’=((2×A3)+B3+C3)/4
<方程式XL>
A4’=((2×A4)+B4+C4)/4
サブフレーム生成ユニット36は、矢印2414で示すように方程式XLI〜方程式XLIVを使用してサブフレーム30R−2を生成する。
<方程式XLI>
B1’=(A1+(2×B1)+C1)/4
<方程式XLII>
B2’=(A2+(2×B2)+C2)/4
<方程式XLIII>
B3’=(A3+(2×B3)+C3)/4
<方程式XLIV>
B4’=(A4+(2×B4)+C4)/4
サブフレーム生成ユニット36は、矢印2416に示すように方程式XLV〜方程式XLVIIIを使用してサブフレーム30R−3を生成する。
<方程式XLV>
C1’=(A1+B1+(2×C1))/4
<方程式XLVI>
C2’=(A2+B2+(2×C2))/4
<方程式XLVII>
C3’=(A3+B3+(2×C3))/4
<方程式XLVIII>
C4’=(A4+B4+(2×C4))/4
ピクセルD1〜D4のピクセル値は、サブフレーム30R−1、30R−2、及び30R−3を生成するに際して省かれる。
<方程式XXXVII>
A1’=((2×A1)+B1+C1)/4
<方程式XXVIII>
A2’=((2×A2)+B2+C2)/4
<方程式XXXIX>
A3’=((2×A3)+B3+C3)/4
<方程式XL>
A4’=((2×A4)+B4+C4)/4
サブフレーム生成ユニット36は、矢印2414で示すように方程式XLI〜方程式XLIVを使用してサブフレーム30R−2を生成する。
<方程式XLI>
B1’=(A1+(2×B1)+C1)/4
<方程式XLII>
B2’=(A2+(2×B2)+C2)/4
<方程式XLIII>
B3’=(A3+(2×B3)+C3)/4
<方程式XLIV>
B4’=(A4+(2×B4)+C4)/4
サブフレーム生成ユニット36は、矢印2416に示すように方程式XLV〜方程式XLVIIIを使用してサブフレーム30R−3を生成する。
<方程式XLV>
C1’=(A1+B1+(2×C1))/4
<方程式XLVI>
C2’=(A2+B2+(2×C2))/4
<方程式XLVII>
C3’=(A3+B3+(2×C3))/4
<方程式XLVIII>
C4’=(A4+B4+(2×C4))/4
ピクセルD1〜D4のピクセル値は、サブフレーム30R−1、30R−2、及び30R−3を生成するに際して省かれる。
連続した各画像ごとに、サブフレーム生成ユニット36は、画像からの同じ又は異なる組のピクセル値を使用してサブフレーム値を計算することにより1組の3つのサブフレームを生成することができる。たとえば、サブフレーム生成ユニット36は、上述したように方程式XXXVII〜方程式XLIVを使用して3つのサブフレームを生成することができる。サブフレーム生成ユニット36はまた、方程式XLIX〜方程式LIIを使用してピクセルD1〜D4を使用してサブフレームを生成することもできる。
<方程式XLIX>
D1’=(B1+C1+(2×D1))/4
<方程式L>
D2’=(B2+C2+(2×D2))/4
<方程式LI>
D3’=(B3+C3+(2×D3))/4
<方程式LII>
D4’=(B4+C4+(2×D4))/4
1組の方程式XXXVII〜方程式XL、1組の方程式XLI〜方程式XLIV、又は1組の方程式XLV〜方程式XLVIIIに代えて1組の方程式XLIX〜LIIを使用して、3つのサブフレームのうちの1つを生成してもよい。表示デバイス26は、1組の3つのサブフレームを同じ又は異なる位置に表示することができる。
<方程式XLIX>
D1’=(B1+C1+(2×D1))/4
<方程式L>
D2’=(B2+C2+(2×D2))/4
<方程式LI>
D3’=(B3+C3+(2×D3))/4
<方程式LII>
D4’=(B4+C4+(2×D4))/4
1組の方程式XXXVII〜方程式XL、1組の方程式XLI〜方程式XLIV、又は1組の方程式XLV〜方程式XLVIIIに代えて1組の方程式XLIX〜LIIを使用して、3つのサブフレームのうちの1つを生成してもよい。表示デバイス26は、1組の3つのサブフレームを同じ又は異なる位置に表示することができる。
3位置処理を使用してのサブフレームの生成に適応型マルチパスアルゴリズムを使用してもよい。図35は、本発明の一実施形態による適応型マルチパスアルゴリズムを使用してのサブフレーム30Sに基づく3位置処理用のシミュレートされた高解像度画像2504を生成するシステム2500を示すブロック図である。図35に示す実施形態では、サブフレーム30Sは8×8配列のピクセルである。サブフレーム30Sは、3位置処理用の3つの4×4ピクセルサブフレームのピクセルデータを含む。したがって、ピクセルA1〜A16、ピクセルB1〜B16、ピクセルC1〜C16、又はピクセルD1〜D16のいずれかがゼロ値を含む。
サブフレーム30Sは、畳み込み演算ステージ2502において補間フィルタとの畳み込み演算を受け、それによってシミュレートされた高解像度画像2504を生成する。示す実施形態では、補間フィルタは3×3フィルタであり、畳み込み演算の中心が3×3行列の中心位置にある。第1行のフィルタ係数は「1/3」、「1/3」、「0」であり、第2行のフィルタ係数は「1/3」、「1/3」、「0」であり、最後の行のフィルタ係数は「0」、「0」、「0」である。
シミュレートされた高解像度画像2504が生成された後、補正データが生成される。図36は、本発明の一実施形態による、システム2520において適応型マルチパスアルゴリズムを使用しての3位置処理用の補正データの生成を示すブロック図である。シミュレートされた高解像度画像2504は、減算ステージ2522において高解像度画像28からピクセル単位で減算される。一実施形態では、結果生成される誤差画像データが、誤差フィルタ2526によってフィルタリングされて誤差画像2530が生成される。示す実施形態では、誤差フィルタは3×3フィルタであり、畳み込み演算の中心は3×3行列の中心位置にある。第1行のフィルタ係数は「0」、「0」、「0」であり、第2行のフィルタ係数は「0」、「1/4」、「1/4」であり、最後の行のフィルタ係数は「0」、「1/4」、「1/4」である。
初期サブフレーム30Sに関連する3つの補正サブフレーム(図示せず)が、誤差画像2530から生成される。3つの更新サブフレーム2532A、2532B、及び2532Cが、補正サブフレームを鮮鋭化係数αで乗算し、初期サブフレーム30Sを加算することにより生成される。鮮鋭化係数αは、適応型マルチパスアルゴリズムの反復ごとに異なってもよい。一実施形態では、鮮鋭化係数αは連続した反復間で低減してもよい。たとえば、鮮鋭化係数αは、1回目の反復の場合には「3」であり、2回目の反復の場合には「1.8」であり、3回目の反復の場合には「0.5」であってもよい。
一実施形態では、更新サブフレーム2532A、2532B、及び2532Cを適応型マルチパスアルゴリズムの次の反復に使用して、さらなる1組の3つの更新サブフレームを生成する。任意の所望の回数の反復を行ってもよい。何回かの反復後、適応型マルチパスアルゴリズムを使用して生成されるサブフレームの値は最適値に収束する。一実施形態では、サブフレーム生成ユニット36は、適応型マルチパスアルゴリズムに基づいて3つのサブフレーム30Sを生成するように構成される。
他の実施形態では、3位置処理の場合の適応型マルチパスアルゴリズムは、各サブフレームピクセル値について各反復の計算を単一ステップに併合することによって任意の回数の反復をワンパスで行うことができる。このようにして、各サブフレームピクセル値が、各反復で明示的にシミュレーションサブフレーム、誤差サブフレーム、及び補正サブフレームを生成することなく生成される。むしろ、各サブフレームピクセル値は独立して、元の画像ピクセル値から計算される中間値から計算される。
連続した各画像ごとに、サブフレーム生成ユニット36は、画像からの同じ又は異なる組のピクセル値を使用して適応型マルチパスアルゴリズムを用いて1組の3つのサブフレームを生成することができる。たとえば、サブフレーム生成ユニット36は、A1〜A4、B1〜B4、及びC1〜C4のピクセル値(すなわち、この場合D1〜D4のピクセル値はゼロである)、A1〜A4、B1〜B4、及びD1〜D4のピクセル値(すなわち、この場合C1〜C4のピクセル値はゼロである)、A1〜A4、C1〜C4、及びD1〜D4のピクセル値(すなわち、この場合B1〜B4のピクセル値はゼロである)、又はB1〜B4、C1〜C4、及びD1〜D4のピクセル値(すなわち、この場合A1〜A4のピクセル値はゼロである)に主に関連する3つのサブフレームを生成することができる。表示デバイス26は、複数の組の3つのサブフレームを同じ又は異なる位置に表示することができる。
さらに、中心適応型マルチパスアルゴリズムを使用して、3位置処理を使用してサブフレームを生成することもできる。図37は、本発明の一実施形態による中心適応型マルチパスアルゴリズムを使用してのサブフレーム30Tに基づく3位置処理用のシミュレートされた高解像度画像2604を生成するシステム2600を示すブロック図である。図36に示す実施形態では、サブフレーム30Tは8×8配列のピクセルである。サブフレーム30Tは、3位置処理の場合の3つの4×4ピクセルサブフレームのピクセルデータを含む。したがって、ピクセルA1〜A16、ピクセルB1〜B16、ピクセルC1〜C16、又はピクセルD1〜D16のいずれかがゼロ値を含む。
サブフレーム30Tは畳み込み演算ステージ2602において補間フィルタとの畳み込み演算を受け、それによってシミュレートされた高解像度画像2604を生成する。示す実施形態では、補間フィルタは3×3フィルタであり、畳み込み演算の中心が3×3行列の中心位置にある。第1行のフィルタ係数は「1/12」、「2/12」、「1/12」であり、第2行のフィルタ係数は「2/12」、「4/12」、「2/12」であり、最後の行のフィルタ係数は「1/12」、「2/12」、「1/12」である。
シミュレートされた高解像度画像2604が生成された後、補正データが生成される。図38は、本発明の一実施形態による、システム2620において中心適応型マルチパスアルゴリズムを使用しての3位置処理用の補正データの生成を示すブロック図である。シミュレートされた高解像度画像2604は、減算ステージ2622において高解像度画像28からピクセル単位で減算される。一実施形態では、結果生成される誤差画像データが、誤差フィルタ2626によってフィルタリングされて誤差画像2630が生成される。示す実施形態では、誤差フィルタは3×3フィルタであり、畳み込み演算の中心は3×3行列の中心位置にある。第1行のフィルタ係数は「1/16」、「2/16」、「1/16」であり、第2行のフィルタ係数は「2/16」、「4/16」、「2/16」であり、最後の行のフィルタ係数は「1/16」、「2/16」、「1/16」である。
初期サブフレーム30Tに関連する3つの補正サブフレーム(図示せず)が、誤差画像2630から生成される。3つの更新サブフレーム2632A、2632B、及び2632Cが、補正サブフレームを鮮鋭化係数αで乗算し、初期サブフレーム30Tを加算することにより生成される。鮮鋭化係数αは、中心適応型マルチパスアルゴリズムの反復ごとに異なってもよい。一実施形態では、鮮鋭化係数αは連続した反復間で低減してもよい。たとえば、鮮鋭化係数αは、1回目の反復の場合には「3」であり、2回目の反復の場合には「1.8」であり、3回目の反復の場合には「0.5」であってもよい。
一実施形態では、更新サブフレーム2632A、2632B、及び2632Cを中心適応型マルチパスアルゴリズムの次の反復に使用して、さらなる1組の3つの更新サブフレームを生成する。任意の所望の回数の反復を行ってもよい。何回かの反復後、適応型マルチパスアルゴリズムを使用して生成されるサブフレームの値は最適値に収束する。一実施形態では、サブフレーム生成ユニット36は、中心適応型マルチパスアルゴリズムに基づいて3つのサブフレーム30Tを生成するように構成される。
他の実施形態では、3位置処理の場合の中心適応型マルチパスアルゴリズムは、各サブフレームピクセル値について各反復の計算を単一ステップに併合することによって任意の回数の反復をワンパスで行うことができる。このようにして、各サブフレームピクセル値が、各反復で明示的にシミュレーションサブフレーム、誤差サブフレーム、及び補正サブフレームを生成することなく生成される。むしろ、各サブフレームピクセル値は独立して、元の画像ピクセル値から計算される中間値から計算される。
連続した各画像ごとに、サブフレーム生成ユニット36は、画像からの同じ又は異なる組のピクセル値を使用して中心適応型マルチパスアルゴリズムを用いて1組の3つのサブフレームを生成することができる。たとえば、サブフレーム生成ユニット36は、A1〜A4、B1〜B4、及びC1〜C4のピクセル値(すなわち、この場合D1〜D4のピクセル値はゼロである)、A1〜A4、B1〜B4、及びD1〜D4のピクセル値(すなわち、この場合C1〜C4のピクセル値はゼロである)、A1〜A4、C1〜C4、及びD1〜D4のピクセル値(すなわち、この場合B1〜B4のピクセル値はゼロである)、又はB1〜B4、C1〜C4、及びD1〜D4のピクセル値(すなわち、この場合A1〜A4のピクセル値はゼロである)に主に関連する3つのサブフレームを生成することができる。表示デバイス26は、複数の組の3つのサブフレームを同じ又は異なる位置に表示することができる。
上記アルゴリズムのそれぞれにおいて、サブフレーム生成ユニット36は、3つのサブフレームを生成する前に画像12中の選択されたピクセル値をゼロ値に変換する。特に、画像12が複数の組の4つのピクセル値(たとえば、図33に示すようにA1、B1、C1、及びD1の組、A2、B2、C2、及びD2の組等)を含む場合、サブフレーム生成ユニット36は、3つのサブフレームを生成する前に各組の4つのピクセル値のうちの1つ(たとえば、図33に示すようにピクセル値D1〜D4)をゼロ値に変換する。ゼロ値に変換される1組のピクセル値は、3つのサブフレームの組ごとに異なってもよい。
今述べたアルゴリズムのうちの1つを使用して生成されている3つのサブフレームに応答して、表示デバイス26は3つのサブフレームを異なる時刻に空間的にオフセットされた位置に表示する。たとえば、表示デバイス26は、第1のサブフレームを第1の時刻に第1の位置に表示し、第2のサブフレームを第1の時刻後の第2の時刻に第1の位置から水平にオフセットされた第2の位置に表示し、第3のサブフレームを第2の時刻後の第3の時刻に第2の位置から垂直にオフセットされた第3の位置に表示する。
画像について生成された3つのサブフレームの各組は、互いに対して同じ又は異なる位置に表示してもよい。さらに、第1の画像について生成された第1の組の3つのサブフレームは、第2の画像の第2の組の3つのサブフレームと同じ又は異なる順に表示してもよい。図39A〜図39C及び図40A〜Cは、連続した組の3つのサブフレームを表示する2つの異なるパターンを示す。
図39A〜図39Cは、本発明の一実施形態による連続した組の3つのサブフレームの表示を示す概略図である。図39Aは、第1の画像12に関連する第1の組のサブフレームA、C、及びDの表示を示す。表示デバイス26は、サブフレームAを第1の時刻に第1の位置に表示する。第1の時刻後の第2の時刻に、表示デバイス26はサブフレームCを、第1の位置から垂直にオフセットされた第2の位置に表示する。表示デバイス26はサブフレームDを、第2の時刻後の第3の時刻に、第2の位置から水平にオフセットされ、第1の位置から垂直及び水平にオフセットされた第3の位置に表示する。
サブフレームA、C、及びDの表示後、表示デバイスは、第2の画像12に関連する第2の組のサブフレームA’、B’、及びD’を表示する。表示デバイス26は、サブフレームA’を、第3の時刻後の第4の時刻に第1の位置に表示する。第4の時刻後の第5の時刻に、表示デバイス26はサブフレームB’を、第1の位置から水平にオフセットされ、第2の位置から垂直及び水平にオフセットされ、第3の位置から垂直にオフセットされた第4の位置に表示する。表示デバイス26は、サブフレームD’を、第5の時刻後の第6の時刻に第3の位置に表示する。
サブフレームA’、B’、及びD’の表示後、表示デバイスは第3の画像12に関連する第3の組のサブフレームA’’、C’’、及びD’’を表示する。表示デバイス26は、サブフレームA’’を、第6の時刻後の第7の時刻に第1の位置に表示する。第7の時刻後の第8の時刻に、表示デバイス26はサブフレームC’’を第2の位置に表示する。表示デバイス26は、サブフレームD’’を、第8の時刻後の第9の時刻に第3の位置に表示する。
図40A〜図40Cは、本発明の一実施形態による連続した組の3つのサブフレームの表示を示す概略図である。図40Aは、第1の画像12に関連する第1の組のサブフレームA、C、及びBの表示を示す。表示デバイス26は、サブフレームAを第1の時刻に第1の位置に表示する。第1の時刻後の第2の時刻に、表示デバイス26はサブフレームCを、第1の位置から垂直にオフセットされた第2の位置に表示する。表示デバイス26はサブフレームBを、第2の時刻後の第3の時刻に、第1の位置から水平にオフセットされ、第2の位置から垂直及び水平にオフセットされた第3の位置に表示する。
サブフレームA、C、及びBの表示後、表示デバイスは、第2の画像12に関連する第2の組のサブフレームD’、C’、及びB’を表示する。表示デバイス26は、サブフレームD’を、第3の時刻後の第4の時刻に、第1の位置から垂直及び水平にオフセットされ、第2の位置から水平にオフセットされ、第3の位置から垂直にオフセットされた第4の位置に表示する。第4の時刻後の第5の時刻に、表示デバイス26はサブフレームC’を第2の位置に表示する。表示デバイス26は、サブフレームB’を、第5の時刻後の第6の時刻に第3の位置に表示する。
サブフレームD’、C’、及びB’の表示後、表示デバイスは第3の画像12に関連する第3の組のサブフレームA’’、C’’、及びB’’を表示する。表示デバイス26はサブフレームA’’を、第6の時刻後の第7の時刻に第1の位置に表示する。第7の時刻後の第8の時刻に、表示デバイス26はサブフレームC’’を第2の位置に表示する。表示デバイス26は、サブフレームB’’を、第8の時刻後の第9の時刻に第3の位置に表示する。
図39A〜図39C及び図40A〜図40Cに示す以外の多くのパターンの3つのサブフレームの表示が可能であり、考慮される。
本明細書において述べた実施形態は従来の解決策に勝る利点を提供することができる。たとえば、自然画像及びビジネスグラフィックス等の高コントラスト画像を含む各種のグラフィカル画像の表示を向上させることができる。加えて、画像の表示に関連するちらつきの量を低減することができる。
本明細書では、好ましい実施形態を説明する目的で、特定の実施形態を図示して説明してきたが、図示して説明したこれらの特定の実施形態の代わりに、多種多様の代替的な実施態様及び/又は均等な実施態様を、本発明の範囲から逸脱することなく使用できることが当業者には理解されよう。機械技術、電気機械技術、電気技術、及びコンピュータ技術の熟練者には、本発明を非常に多種多様な実施形態で実施できることが容易に理解されよう。本出願は、本明細書で解説した好ましい実施形態のあらゆる適応又は変形を網羅することを意図している。したがって、本発明は、特許請求の範囲及びその均等物によってのみ限定されることが意図されていることは明白である。
Claims (13)
- 第1の画像に関連する第1の画像データを受け取るステップと、
前記第1の画像データの一部をゼロ値に変換するステップと、
前記第1の画像データを使用して第1の組の3つのサブフレームを生成するステップと、
前記第1の組の3つのサブフレームを第1の位置、第2の位置、及び第3の位置に交互に表示するステップであって、該第2の位置は該第1の位置から空間的にオフセットされており、該第3の位置は該第1の位置及び該第2の位置から空間的にオフセットされている、交互に表示するステップと
を含んでなる、表示デバイスを使用して画像を表示する方法。 - 第2の画像に関連する第2の画像データを受け取るステップと、
前記第2の画像データの一部をゼロ値に変換するステップと、
前記第2の画像データを使用して第2の組の3つのサブフレームを生成するステップと、
前記第2の組の3つのサブフレームを前記第1の位置、前記第2の位置、及び第4の位置に交互に表示するステップであって、該第4の位置は該第1の位置、該第2の位置、及び前記第3の位置から空間的にオフセットされている、交互に表示するステップと
をさらに含む、請求項1に記載の表示デバイスを使用して画像を表示する方法。 - 前記第1の組の3つのサブフレームを交互に表示した後に、前記第2の組の3つのサブフレームを交互に表示するステップをさらに含む、請求項2に記載の表示デバイスを使用して画像を表示する方法。
- 前記第2の位置は前記第1の位置から垂直にオフセットされており、前記第3の位置は該第1の位置から垂直及び水平にオフセットされるとともに該第2の位置から水平にオフセットされており、前記第4の位置は、該第1の位置から水平にオフセットされ、該第2の位置から垂直及び水平にオフセットされ、該第3の位置から垂直にオフセットされている、請求項2に記載の表示デバイスを使用して画像を表示する方法。
- 前記第2の位置は前記第1の位置から垂直にオフセットされており、前記第3の位置は該第1の位置から水平にオフセットされるとともに該第2の位置から垂直及び水平にオフセットされており、前記第4の位置は、該第1の位置から垂直及び水平にオフセットされ、該第2の位置から水平にオフセットされ、該第3の位置から垂直及び水平にオフセットされている、請求項2に記載の表示デバイスを使用して画像を表示する方法。
- 前記第2の位置は前記第1の位置から垂直及び水平にオフセットされ、前記第3の位置は前記第1の位置から水平にオフセットされるとともに該第2の位置から垂直にオフセットされており、前記第4の位置は、該第1の位置から垂直にオフセットされ、該第2の位置から水平にオフセットされ、該第3の位置から垂直及び水平にオフセットされている、請求項2に記載の表示デバイスを使用して画像を表示する方法。
- 前記第2の位置は前記第1の位置から垂直及び水平にオフセットされ、前記第3の位置は該第1の位置から垂直にオフセットされるとともに該第2の位置から水平にオフセットされており、前記第4の位置は、該第1の位置から水平にオフセットされ、該第2の位置から垂直にオフセットされ、該第3の位置から垂直及び水平にオフセットされている、請求項2に記載の表示デバイスを使用して画像を表示する方法。
- ピクセル選択アルゴリズムを使用して前記第1の組の3つのサブフレームを生成するステップをさらに含む、請求項1に記載の表示デバイスを使用して画像を表示する方法。
- 双一次アルゴリズムを使用して前記第1の組の3つのサブフレームを生成するステップをさらに含む、請求項1に記載の表示デバイスを使用して画像を表示する方法。
- シミュレーションカーネルを使用して前記第1の組の3つのサブフレームを生成するステップをさらに含む、請求項1に記載の表示デバイスを使用して画像を表示する方法。
- 誤差カーネルを使用して前記第1の組の3つのサブフレームを生成するステップをさらに含む、請求項10に記載の表示デバイスを使用して画像を表示する方法。
- 前記画像は複数の画像ピクセルを含み、前記第1の組の3つのサブフレームは、該複数の画像ピクセルに対してセンタリングされる複数のサブフレームピクセルを含む、請求項1に記載の表示デバイスを使用して画像を表示する方法。
- 第1の画像の第1の画像データを受け取るバッファであって、該第1の画像データは第1の複数の組の4つのピクセル値を含むものであるバッファと、
前記第1の複数の組のそれぞれからの前記4つのピクセル値のうちの1つをゼロ値に変換し、前記第1の画像データを使用して第1の組の3つのサブフレームを生成するように構成されている画像処理ユニットと、
前記第1の組の3つのサブフレームを第1の位置、第2の位置、及び第3の位置に交互に表示する表示デバイスであって、該第2の位置は該第1の位置から空間的にオフセットされており、該第3の位置は該第1の位置及び該第2の位置から空間的にオフセットされている表示デバイスと
を含んでなる、画像を表示するシステム。
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