JP2012520606A - 動きをもつビデオの表示 - Google Patents

Abstract

本発明は、低減されたモーションブラーにより、あるシーンの映像をディスプレイに表示する方法に関し、第一の入力レートを有する第一のサブフレームと、第二の入力レートを有する第二のサブフレームとを有する、あるシーンの映像を供給するステップを含む。第一のサブフレームは、ディスプレイの第一の領域に対応し、第二のサブフレームは、ディスプレイの第二の領域に対応する。本方法は、第一のサブフレームと第二のサブフレームとをディスプレイにおける対応する領域に選択的に供給し、ディスプレイの第一の領域に第一のアップデートレートを提供して、ディスプレイの第二の領域に第二のアップデートレートを提供するステップを含む。第一のアップデートレートは、表示される画像が低減されたモーションブラーを有するように、第二のアップデートレートよりも高い。

Description

本発明は、ビデオ画像の表示に関する。より詳細には、本発明は、迅速な動きが存在するビデオ画像の表示のための改善された方法に関する。

複数のシーンからなるビデオのデジタル表示は、有効且つ一般的に実施されている技術である。ビデオは、たとえば毎秒２４フレーム（ｆｐｓ）といった選択されたフレームレートで一連の個々のフレームを典型的に含み、それぞれのフレームは、たとえば４１.７ｍｓ（＝１/２４秒）といった選択された露光時間について蓄積された光を表す。それぞれのフレームは、個々の画素からなる２次元アレイを含む。

複数のシーン、従って複数のシーンからなるビデオは、全体的な動き又は局所的な動きを含む。全体的な動きは、カメラがあるシーンにわたりパニングするときのような、画像捕捉装置と画像形成されているシーンとの間の相対的な動きを示す。局所的な動きは、投じられたボールのような、シーン内のオブジェクトの動きを示す。ビデオが、画像内の特長をあるフレームの露光時間の間の１画素を超えて動かすに十分に迅速に、全体的な動き又は局所的な動きの何れかを含むとき、画質は、画像のぼやけ及び不鮮明さにより低下する可能性がある。従って、画質を改善するために、ビデオフレームにおいて迅速に動くオブジェクトのぼやけを低減することが望ましい。

典型的に、高精細又はＨＤビデオ（７２０ｐ，１０８０ｉ又は１０８０ｐ）のような高い品質のビデオは、捕捉の間の動きに関連するぼやけを低減するため、３０ｆｐｓ又は６０ｆｐｓといった高いフレームレートで捕捉される。しかし、スポーツイベントにおける投じられたボールのような、迅速な動きがあるシーンにおいて存在するとき、ボールの画像は、６０ｆｐｓでさえ著しくぼやける可能性がある。ぼやけを低減し、迅速に動くオブジェクトのビデオ画質を改善するため、非常に高速のフレームレートが使用される。しかし、フレームレートが増加されるとき、画像データの量は比例して増加し、消費者用のビデオカメラ、デジタルカメラ又は携帯電話のカメラのような画像形成システムにおけるデータ記憶、画像処理又はデータ伝送帯域幅のためのデータレートが余りに高くなる可能性がある。

ディスプレイ上のフレームのぼやけにおける１つの要素は、ディスプレイの応答時間であり、この応答時間は、ある値から次の値に変化するため、特定の画素からの光について要求される時間である。有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）ディスプレイのようなエレクトロルミネセント（ＥＬ）ディスプレイは、ミリ秒で測定される応答時間を有する材料を採用する（三星電子は、そのウェブサイトhttp://www.samsungsdi.com/contents/en/product/oled/type01.html）で１０ミリ秒のアクティブマトリクスＯＬＥＤディスプレイの応答時間を報告している）。本明細書で使用されるとき、ディスプレイの「アップデートレート」は、ディスプレイの指示された光出力が変化するレートである。たとえば、従来の２４ｆｐｓディスプレイは、２４Ｈｚのアップデートレートを有し、新たなフレームが受信されるたび、ディスプレイは、そのフレームに対応する光を出力するように指示される。アップデートレートは、ディスプレイの応答時間により制限される。ＥＬディスプレイの低い応答時間は、非常に高い更新レートを理論的に達成可能にする。

しかし、消費者向けビデオカメラ、デジタルカメラ又は携帯電話のカメラのようなビデオ捕捉装置内のＥＬディスプレイの駆動エレクトロニクス、画像伝送系及び画像処理システムにおける制限は、約３０Ｈｚを超える更新レートがより高い解像度でサポートされるのを許容しない。捕捉システムが高解像度のビデオ捕捉により非常に高いフレームレートをサポートする場合、係るビデオは、大量の伝送帯域幅及びディスプレイの特定の電気ドライブを必要とする。

米国特許第6931065号及び第5969764号（’764）に記載されるようなビデオ圧縮技術は、フレーム間の変化（mean absolute differences）を検出すること、シーンが変化していないときに複数のフレームについて重複する画像データの送信を回避すること、に基づいて画像の伝送帯域を低減し、データ伝送帯域幅及びデータ記憶要件を低減することに有効である。係るように、'764特許に記載される技術は、変化していないシーンの領域についてデータ送信レートを低減し、動きが存在する領域について本来のデータ送信レートを保持する。しかし、圧縮の解凍に関して、ビデオ画像は、一定のアップデートレートでディスプレイについて再構成される。係るように、この方法は、ディスプレイのアップデートレートを変えない。

米国特許第5389965号は、ビデオ通信向け可変フレームレートシステムを記載する。このシステムは、データ送信のビットレートが制限されるモバイル通信環境における所望の画質を伝達するために使用されるフレームレートをユーザが選択するのを可能にする。急な動きを犠牲にして高解像度画像を伝達するため、低速のフレームレートが使用される。高速のフレームレートは、低解像度画像により滑らかな動きを伝達する。しかし、フレームレートは、ユーザにより選択されたフレームレート内で一定であり、フレームレートは、表示されている画像に存在する動きに応じて変化しない。さらに、同一出願人による米国特許第7242850号においてＣｏｋは、ディスプレイシステムにおいて可変のフレームレートを与える方法を提供しており、フレームレートは、本来捕捉されたときにシーン内の動きに依存する。この特許は、ビデオ系列内で全体のフレームが伝達されるレートを変えることを議論しており、迅速な動きの間に高いフレームレートを伝達するために要求される増加された帯域幅にシステムが適合可能であることを必要とする。

ディスプレイの文献では、１２０Ｈｚのアップデートレートを提供してアーチファクトのないビデオを表示するため、６０ｆｐｓでビデオを受信し、１２０ｆｐｓに入力ビデオをアップコンバートすることが知られている。たとえば、Ｓｈｉｎ等は、SID’08 Digest(2008)で公表された“Motion Interpolation Performance of 120Hz Display Systems”と題された文献において、モーションブラー及び激しい振動を改善するため、補間を使用して１２０ｆｐｓビデオを生成することを説明している。表示装置内で入力信号をアップコンバートすることで、ビデオは、高速のフレームレートで表示することができる。しかし、ディスプレイ及びドライバは、完全な１２０Ｈｚで比較的高解像度のアップデートをサポートするために設計される必要がある。６０Ｈｚから１２０Ｈｚに係るドライバのレートを２倍にすることは、高価である。さらに、高い容量を有し、著しい抵抗をもつ駆動ラインを有するＯＬＥＤディスプレイのようなディスプレイでは、１２０Ｈｚで情報を正確に更新し、ディスプレイの完全なビット深度を維持することは、重要な課題である。さらに、１２０ｆｐｓへのアップコンバージョンにより、著しい画像のぼやけが動き捕捉の間に導入され、この動きのぼやけは、これらのスキームの間に低減されないという問題が認識される。これは、Klompenhouwer（2007）の“Dynamic Resolution: Motion Blur from Displayed and Camera”SID 2007 Digestに記載される。この文献で記載されるように、短時間のアパーチャで画像が提供されることが重要であり、同様に、短時間のアパーチャをディスプレイが提供することが重要である。

Ｈｅｋｓｔｒａ等は、米国特許出願公開第2005/016492で、ディスプレイの保持時間を減少することで画像のぼやけを低減することを開示している。ディスプレイがたとえば６０Ｈｚといったフレームレートで画像に対応する光を出力するように設定され、第一のアップデートと約１８０°の位相差で６０Ｈｚで光を出力しないように設定されるとき、保持時間を減少することは、アップデートレートを増加させる。このスキームによれば、入力ビデオは、動きのレートを決定するために分析され、ディスプレイの保持時間は、動きの決定されたレートに基づいて制御することができる。しかし、この方法は、６０Ｈｚで典型的に入力される、ビデオから動きのレートを直接に予測することを必要とする。このビデオはこのレートで捕捉されるので、捕捉の間にモーションブラーを受ける可能性があり、このぼやけは、動きの予測を困難なものにする。従って、結果的に得られるビデオは、動きのレートの予測におけるエラーによるアーチファクトを含む。さらに、この方法は、著しいモーションブラーが動きの捕捉の間に導入される可能性があるという事実を無視し、このモーションブラーは、この方法を通して低減されない。

結果として、処理すべきビデオ画像データの量を実質的に増加させ、ディスプレイドライバの帯域幅を実質的に増加させる方法で、迅速に動く対象物のビデオ画像データを表示する改善された方法が必要とされる。

上記課題は、低減されたモーションブラーにより、複数のシーンからなるビデオをディスプレイで表示する方法により解決される。本方法は、以下のステップを含む。（ａ）第一の入力レートを有する第一のサブフレームと、第二の入力レートを有する第二のサブフレームとを有するシーンからなるビデオを提供するステップ。第一のサブフレームは、ディスプレイの第一の領域に対応し、第二のサブフレームは、ディスプレイの第二の領域に対応する。（ｂ）ディスプレイにおける対応する領域に第一のサブフレームと第二のサブフレームを選択的に提供し、ディスプレイの第一の領域に第一のアップデートレートを提供し、ディスプレイの第二の領域に第二のアップデートレートを提供するステップ。第一のアップデートレートは、表示される画像が低減されたモーションブラーを有するように、第二のアップデートレートよりも高い。

本発明の実施の形態を示すディスプレイを例示する図である。 本発明の更なる実施の形態を構成する方法のフローチャートである。 本発明の別の実施の形態における表示される画像内の異なる領域の表示のアップデートのタイミングを例示する図である。 本発明の更なる別の実施の形態における表示される画像内の異なる領域の表示のアップデートのタイミングを例示する図である。 本発明の実施において有効なディスプレイシステムを例示する図である。 本発明の１実施の形態に係る第一及び第二のサブフレームのタイミングを例示する図である。 本発明の実施において有効なアクティブマトリクス型ＥＬ回路のレイアウトを例示する図である。 本発明の更なる実施の形態を構成するステップを例示するフローチャートである。 本発明の更なる実施の形態を構成するステップを例示するフローチャートである。 本発明の実施の形態に係る第一及び第二のサブフレームのタイミングを例示する図である。 本発明の実施の形態に係る第一及び第二のサブフレームに応答した表示の発光をタイミングを例示する図である。 本発明の更なる実施の形態を構成するステップを例示するフローチャートである。 本発明の更なる実施の形態を構成するステップを例示するフローチャートである。 本発明の実施の形態に係る動きベクトルを例示する図である。 本発明の実施の形態に係る位相の関係を例示する図である。

本発明は、画像における迅速な動きに関連するディスプレイの領域に画像情報の増加されるレートを提供することで、表示されるビデオ画像におけるモーションブラーを低減する方法を提供する。

図１は、人物がフェンシングをしている画像を示すディスプレイ１００を例示しており、フェンシングをしている人物の腕及びフォイルは、迅速に動いており、結果として、表示されるビデオ画像の領域はぼやけている。本発明の実施の形態では、シーンのビデオ信号は、ディスプレイに供給される。このビデオ信号は、第一の入力レートＩ₁を有する第一のサブフレームと、第二の入力レートＩ₂を有する第二のサブフレームとを有する。入力レートは、Ｈｚで測定される。第一及び第二のサブフレームの入力時間Ｊ₁，Ｊ₂は、秒で測定され、Ｊ₁＝１/Ｉ₁；Ｊ₂＝１/Ｉ₂として定義される。

第一のサブフレームは、ディスプレイの第一の領域に対応する情報を供給し、この第一の領域は、たとえばディスプレイの第一の領域１２０といった、高速の動きを表示する領域に対応する。第一のサブフレームは、たとえば１２０Ｈｚといった第一の入力レートを有する。第二のサブフレームは、たとえばディスプレイ全体又は高速の動きのない領域１１０ａ，１１０ｂといった、ディスプレイの第二の領域に対応する。これら第二のサブフレームは、たとえば６０Ｈｚの第二の入力レートを有する。

このシステムでは、第一及び第二のサブフレームは、ディスプレイ１００の対応する領域に選択的に供給される。ディスプレイ１００の第一の領域１２０は、第一のアップデート領域で更新され、ディスプレイの第二の領域は、第二のアップデートレートで更新され、ここで第一のアップデートレートは、第二のアップデートレートよりも高い。たとえば、第一のアップデートレートは、第一の領域の全体の入力レートに等しく、第二のアップデートレートは、第二の入力レートに等しくすることができる。従って、迅速な動きにより引き起こされるぼやけを低減するため、フェンシングをしている人物の腕及びフォイルが画像に位置される場合に、領域１２０のアップデートレートは増加される。対照的に、フェンシングをしている人物の体の動きが比較的低速であり、画像がぼやけない場合に、領域１１０ａ及び１１０ｂのアップデートレートは低減される。

「領域」は、ディスプレイの空間的な領域である。領域は、ディスプレイの空間領域内のサブピクセル又はＥＬエミッタの全部又はサブセットを含む。「アップデートレート」は、画像データ又はビデオ信号が変化し、ディスプレイの空間領域内のサブピクセル又はＥＬエミッタに供給される速度である。「リフレッシュレート」は、ディスプレイの領域内のサブピクセル又はＥＬエミッタがアドレス指定される速度を示す。アップデートレート及びリフレッシュレートは、ディスプレイの領域がアドレス指定されるたびに、ディスプレイへの画像データ又はビデオ信号が変化するときにのみ等しい。しかし、ディスプレイの空間領域は、同じ入力データ又はビデオ信号で複数回にわたりリフレッシュされ、従ってリフレッシュレートは、アップデートレートよりも高い。第一及び第二の領域は、複数の空間領域をそれぞれ含む。第一の及び第二の領域は、空間的に交差し、第一の領域は、第二の領域のサブセットとすることができる。

図１に示される例示では、高速のアップデートレートを持つ領域は、ディスプレイ１００上の完全な行の形式であり、従って領域１２０は、ディスプレイ１００の一方のエッジから他方のエッジに進む矩形として示される。しかし、本発明の範囲において、高速のアップデートレートをもつ１以上の領域が存在し、高速のアップデートレートをもつ領域は、高速のアップデートレートがモーションブラーを低減するために使用されるように、迅速な動きを含む画像の領域を包含するのに必要とされる他の形状とすることができる。低速のアップデートレートをもつ領域は、高速のアップデートレートをもつ領域に含まれる部分以外の表示領域の残りの部分を包含する。

図２は、本発明の１実施の形態に係るビデオ画像データを表示する方法のフローチャートである。ステップ２００は、ビデオ画像データは、サブフレームの形式でディスプレイに供給され、迅速な動きを持つサブフレームの画像データは、低速又は動きのないサブフレームよりも高速のレートで更新される。存在する動きの速度に関連する局所的に変化するアップデートレートをもつサブフレームは、局所的に変化する捕捉レートで捕捉されたときに供給されるか、又は、局所的に変化するレンダリングレートでコンピュータにより生成された画像として供給される。ステップ２１０で、第一のサブフレームのビデオ画像データは、ディスプレイの第一の領域に供給され、ステップ２２０で、第二のサブフレームのビデオ画像データは、ディスプレイの第二の領域に供給される。ステップ２１５で、ディスプレイの第一の領域は、第一のアップデートレートで更新され、ステップ２２５で、ディスプレイの第二の領域は、第二のアップデートレートで更新される。ディスプレイの第一の領域のアップデートレートは、ディスプレイの第二の領域のアップデートレートよりも高速である。これは、ディスプレイの第一の領域は、迅速な動きの領域を含むビデオ画像の第一のサブフレームに関連されるからである。ステップ２３０で、ユーザは、ディスプレイの結合された第一及び第二の領域を含む低減されたモーションブラーをもつ表示されたビデオ画像を観察する。

図３は、本発明の実施の形態における、ディスプレイの異なる領域の更新の相対的なタイミングを例示する図である。この例では、同じ時間間隔内で低速又は動きのない領域の更新の開始を示す３つのパルス１０ａ，１０ｂ及び１０ｃに比較して、迅速な動きをもつ領域の更新の開始を示す７つのパルス２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄ，２０ｅ，２０ｆ及び２０ｇにより例示されるように、迅速な動きをもつディスプレイの領域は、低速又は動きのない領域よりも３倍速いアップデートレートを有している。迅速な動きをもつ領域についてアップデートレートを増加させることで、迅速な動きをもつ領域は、アップデートレートが低速又は動きのない領域と同じである場合に存在したであろうモーションブラーの１/３の量を有する。

図４は、本発明の別の実施の形態に係る、ディスプレイの異なる領域の更新の相対的なタイミングの別の例を示す図である。この例では、迅速な動きを持つ領域について単位時間当たり更新において指定されるアップデートレートは、領域に存在する動きの速度の増加又は減少に応じて変化する。特に、図４は、迅速な動きをもつ領域について更新の開始を示す９つのパルス３０ａ，３０ｂ，３０ｃ，３０ｄ，３０ｅ，３０ｆ，３０ｇ，３０ｈ及び３０ｉは、時間の関数として一定の間隔ではなく、従ってこれらの領域は、一定のアップデートレートを有さない。対照的に、低速又は動きのない領域のアップデートレートは、迅速な動きをもつ領域のアップデート領域よりも低速であり、低速又は動きのない領域のアップデートレートは、３つの等しい距離のパルス１０ａ，１０ｂ及び１０ｃにより示されるように、一定のままである。

一般に、ディスプレイの領域のアップデートレートを増加させることは、幾つかのディスプレイで許容可能なビットレート又は帯域幅における全体的な増加となるが、多くのディスプレイシステムでは、ビットレート又は帯域幅は制限される。結果的に、本発明の更なる実施の形態では、迅速な動きをもつ領域のアップデートレート又はサイズにおける増加は、ディスプレイの他の領域、特に非常に低速又は動きのない領域のアップデートレートにおける減少により達成することができる。幾つかの領域の増加されるアップデートレートと他の領域の減少されるアップデートレートとの釣り合いを取ることで、迅速な動きをもつディスプレイの領域を画質を改善し、ディスプレイシステムにおいて要求される全体のビットレート又は帯域幅を維持又は低減するのを可能にする。本発明の１実施の形態では、アップデートレートにおける変化の釣り合いを取ることは、低速又は動きのない領域に比較して迅速な動きに関連する領域の相対的な領域に基づいて行われる。たとえば、ビデオ画像における迅速な動きの小さな領域は、モーションブラーを低減するためにアップデートレートにおける大きな増加を必要とする。画像の小さな領域におけるアップデート領域における増加は、動きが低速であるか又は動きのない場合に、画像の非常の大きな領域（又は画像の全体の残りの部分）についてアップデートレートにおける小さな減少により釣り合いが取られる。

図５を参照して、本発明に第一の詳細な実施の形態では、ディスプレイシステムは、ＥＬ（エレクトロルミネセント）ディスプレイを含む。ディスプレイシステム６００は、ビデオ信号６０４を受信するコントローラ６０２を含む。このビデオ信号は、第一の入力レートを有する第一のサブフレームと、第二の入力レートを有する第二のサブフレームとを含む。第一のサブフレームは、ディスプレイ６３４の第一の領域に対応し、第二のサブフレームは、ディスプレイ６３０の第二の領域に対応する。この実施の形態では、ディスプレイ６３４の第一の領域は、ディスプレイ６３０の第二の領域のサブセットである。ディスプレイ６３４の第一の領域は、対応する全体の入力レートを有し、この入力レートは、第一の入力レートと第二の入力レートの高い方よりも高いか又は等しく、第二の入力レートよりも高い。さらに、第一のアップデートレートは、全体の入力レートよりも高いか又は等しい。

全体の入力レートＩ_tは、新たな情報がディスプレイの第一の領域に供給される、Ｈｚで表されるレートである。第一及び第二の領域が全体的に又は部分的にオーバラップするとき、オーバラップする領域の全体の入力レートは、以下のように制限される。
min(I₁，I₂)≦I₁＋I₂
すなわち、全体の入力レートは、第一の入力レートと第二の入力レートとの合計よりも低いか又は等しく、或いは、第一又は第二の入力レートの低い方よりも大きいか又は等しい。これらのレートが周期的であるときに全体の入力レートの正確な値は、I₁及びI₂、並びに第一のサブフレームと第二のサブフレームとの間の位相の関係Φに依存する。

幾つかの実施の形態では、幾つかの整数ｎ＞１についてI₁＝nI₂である。次いで、位相の関係Φは、第二のサブフレームから次の第一のサブフレームへの時間をＪ₂で割り、次いで３６０°を乗じることで、度又はラジアンで表現される。Φ＝０°であるとき、第一及び第二のサブフレームは、同相である。それぞれの第二のサブフレームは、第一のサブフレームと同時に到来する。この場合、全体の入力レートは、第一の入力レートと第二の入力レートのうちの高い方に等しい。Φ≠０°であるとき、第一及び第二のサブフレームは、位相が一致しておらず、それぞれ第二のサブフレームがそれぞれ第一のサブフレームとは異なる時間で到来する。この場合、全体の入力レートは、第一及び第二の入力レートの合計に等しい。たとえば、図１５は、３つのタイミング図３４０，３４５及び３５０を示す。タイミング図３４０は、信号３６０ａ，３６０ｂ及び３６０ｃとして第二のサブフレームの開始を示す。タイミング図３４５は、Φ＝０°であるとき、第一のサブフレーム３７０ａ〜３７０ｇの開始を示す。係るように、全体の入力フレームは、第一の入力レートに等しい。タイミング３５０は、Φ＝１８０°であるとき、第一のサブフレーム３８０ａ〜３８０ｇの開始を示す。この例では、全体の入力レートは、第一及び第二の入力レートの合計に等しい。

幾つかの実施の形態では、全ての整数ｎ＞１について、I₁≠I₂である。第一及び第二の入力レートは、以下のように示される。
I₁＞I₂についてI_t＝I₁＋I₂−（I₁−I₂）
すなわち、全体の入力レートは、第一又は第二の領域が更新される毎秒当たりの回数に等しい。これは、全体の入力レートが、２つの領域間でのオーバラップから、２つの領域が同時に更新される毎秒当たりの回数（ビート周波数の項I₁−I₂）を引いたものに対応するからである。領域が同時に更新されるとき、オーバラップする領域は、２つが等価なコンテンツを有するとき、何れかの領域からのデータで更新される。

また、サブフレームは、非同期的に伝送することができる。たとえば、第一のサブフレームは、異なる時間間隔をそれぞれ必要とするか、又は第一のサブフレームは、第二のサブフレームが伝送される周期以外の周期内で伝送される。全体の入力レートは、第一の領域に対応しており、第二の入力レートよりも常に高い。たとえば、第二のサブフレームが全体の表示に対応するとき、第一のサブフレームは、時間領域において第二のサブフレームにデータを供給するために記憶され、連続する第二のサブフレーム間（Φ≠０°）で、第二のサブフレームが６０Ｈｚのレートで伝送され、且つ第一のサブフレームが１２０Ｈｚのレートで伝送されるとき、１８０Ｈｚの第一の領域について全体の入力レートを供給する。図１に戻り、第二のサブフレームが高速の動き１１０ａ及び１１０ｂをもたない領域に対応するとき、第一のサブフレームは、Φ≠０°をもつ第二のサブフレームと同期して記録され、１２０Ｈｚの第一の領域について全体の入力レートを供給する。係るように、フェンシングをしている人物の腕を含む第一の領域１２０には、シーンの残り１１０ａ，１１０ｂについて入力レートよりも高い全体の入力レートが与えられる。

この第一の詳細な実施の形態では、ビデオ信号は、図６に示される時間系列を含む。時間系列は、第一のサブフレーム７００ａ，７００ｂ，７００ｃ，７００ｄ及び７００ｅ、並びに第二のサブフレーム７０２ａ，７０２ｂを含む。この例では、第二のサブフレームは、入力ビデオ信号により更新されるべき全体の表示に対応するデータを含み、時間的に順次に供給される、それぞれのデータの行を含む。第一のサブフレーム７００ａ，７００ｂ，７００ｃ，７００ｄ及び７００ｅは、ディスプレイの第一の領域に対応するデータを含み、このデータは、十分にオーバラップし、従ってディスプレイ内のある領域に対応するときに第二の領域のサブセットである。第一の領域は、迅速な動きが生じるオリジナルのシーンの領域に対応するディスプレイの領域を表す。この例では、第一のサブフレームは、一連の行情報に対応するデータの時間系列を含む。図示されるビデオ信号は、第一のサブフレーム７００ａ，７００ｂ，７００ｃ，７００ｄ及び７００ｅに関連する領域の位置データ７０４ａ，７０４ｂ，７０４ｃ，７０４ｄ及び７０４ｅを含む。この領域位置データ７０４ａ，７０４ｂ，７０４ｃ，７０４ｄ及び７０ｅは、第二の領域、ディスプレイ又は捕捉媒体に関して、それぞれ第一のサブフレームについて第一の領域の位置を定義する。第二の領域がディスプレイ全体に対応し、第一の領域がディスプレイの矩形の部分に対応するこの例では、領域の位置データ７０４ａ，７０４ｂ，７０４ｃ，７０４ｄ及び７０４ｅは、第二の領域内の第一の領域の左上コーナ及び右下コーナの位置を定義する。この例で示されるように、第一のサブフレームの数は、第二のサブフレームの数に関して同じであることが必要とされない。さらに、領域の位置データ７０４ａ，７０４ｂ，７０４ｃ，７０４ｄ及び７０４ｅは、それぞれの第一のサブフレーム７００ａ，７００ｂ，７００ｃ，７００ｄ，７００ｅについて提供され、第一のサブフレーム７００ａ，７００ｂ，７００ｃ，７００ｄ，７００ｅを受信する前にデータを記憶する必要がないように、更新されるべきディスプレイの部分に関する指示を提供するために、第一のサブフレームのデータに先行する。

図８、並びに図５及び図７を参照して、本発明の実施の形態では、ステップ４２で、コントローラ６０４は、ビデオ信号６０４を受信する。ステップ４２でビデオ信号６０４が受信されたとき、ステップ４４で、コントローラ６０２は、サブフレームが第一のサブフレームであるか又は第二のサブフレームであるかを判定する。これは、たとえば、領域の位置データが第一のサブフレームについてのみ必要とされるとき、領域の位置データの有無に基づいて行われる。第二のサブフレーム７０２ａが受信された場合、ステップ４６で、ディスプレイの上から開始して、ディスプレイにおけるエレクトロルミネセント（ＥＬ）エミッタの第一の行を選択するため、第一の行ドライバ６０８に制御信号６０６を提供する。次いで、ステップ４８で、コントローラ６０２は、ＥＬエミッタの選択された行内のそれぞれＥＬ素子の列ドライバ６１２に駆動信号を供給する。列ドライバは、その行内のＥＬエレメントに電圧を供給する。次いで、ステップ５０で、コントローラ６０２は、ＥＬエミッタの行を非選択状態にするため、第一の行ドライバ６０８に信号を供給し、ステップ５２で、ディスプレイのデータライン７１６からデータ信号を除くため、列ドライバ６１２に信号を供給する。次いで、ステップ５４で、コントローラ６０２は、ディスプレイの全ての行が更新されたかを判定する。全ての行が更新されていない場合、ステップ５６で、コントローラ６０２は、ディスプレイの後続する行を選択するため、第一の行ドライバ６０８に信号を供給し、ステップ４８，５０，５２及び５４を繰り返す。ステップ５４で、コントローラ６０２が全ての行が更新されたと判定した場合、ステップ４２で、コントローラ６０２は、ビデオ信号を受信し続け、ステップ４４で、次のサブフレームが第一のサブフレームであるか又は第二のサブフレームであるかを判定する。

第二のサブフレーム７０２ａ，７０２ｂに応答してディスプレイの更新の完了に応じて、第一のサブフレーム７００ａを受信する。ステップ４４における第一のサブフレームの存在の決定に応じて、ステップ５８で、コントローラ６０２は、領域の位置データ７０４ａ，７０４ｂ，７０４ｃ，７０４ｄ及び７０４ｅに基づいて領域の位置を決定する。次いで、ステップ６０で、コントローラ６０２は、第一のサブフレーム内のデータを処理して、いかに説明されるように第一のサブフレームと第二のサブフレームとの間の境界を隠し、ステップ６２で、第一のサブフレームに対応する第一の領域内の第一の行を選択するように第一の行ドライバに指示する。次いで、コントローラ６０２は、次いで、ステップ６４で、コントローラ６０２は、それぞれのＥＬエミッタのそれぞれのアクティブマトリクス回路にデータを供給するため、列ドライバに制御信号を供給する。ステップ６６で、コントローラ６０２は、その行を非選択状態にするように、第一の行ドライバに指示し、ステップ６８で、データラインからデータ信号を除くように列ドライバに指示する。次いで、ステップ７０で、コントローラ６０２は、領域における全ての行が更新されたかを判定する。全ての行が更新されていない場合、ステップ７２で、コントローラ６０２は、次の行を選択し、ステップ６４，６６，６８及び７０を繰り返す。ひとたび領域における全ての行が更新されると、ステップ４２で、コントローラ６０２は、ビデオ信号を受信し続け、ステップ４４で、次のサブフレームが第一のサブフレームであるか又は第二のサブフレームであるかを判定する。

第一の行ドライバ６０８は、ディスプレイの行を通して第一の行ドライバ６０８を優先順位付けするか、第一の行ドライバ６０８に行をランダムに選択するように指示することで、ディスプレイの第一の領域内の第一の行を迅速に選択することができる。ランダムアクセスの場合、Ｐｒｉｍｅｒａｎｏによる、同一出願人による米国特許出願公開2007/0229408で述べたようなランダムアクセスゲートドライバを使用することができる。このランダムアクセスゲートドライバは、アドレス信号を受信し、アドレス信号に対応するゲートラインを作動するランダムアクセスデコーダを含む。本発明によれば、ディスプレイの第一の領域内の第一の行の数は、アドレス信号としてゲートドライバに供給される。

図６に示される信号により示されるように、次いで、コントローラ６０２は、第一のサブフレーム７００ｂについて領域の位置データ７０４ｂの別のセットを受信することでこのプロセスを継続する。次いで、サブフレーム７００ｂは、図８に示される方法を使用して処理及び提示される。ひとたびこれら２つのサブフレームが表示されると、ステップ４２で、第二のサブフレーム７０２ｂの後続するサブフレームがコントローラ６０２により受信され、コントローラ６０２は、図８の方法に従って、ディスプレイにおけるＥＬエミッタの第一の行を最初に選択するように第一の行ドライバ６０８に指示し、次いで、列ドライバ６１２に駆動信号を供給し続け、ディスプレイ内のＥＬエミッタの行のそれぞれを順次に選択するように第一の行ドライバ６０８に指示する。次いで、第一のサブフレーム７０４ｃ，７０４ｄ及び７０４ｅは、図８の方法に従って、受信及び処理される。このように、ディスプレイの第一の領域は、全体で７回更新され、第二の領域は、同じ期間の間の２回更新される。

ディスプレイに係る画像を首尾よく提供するため、図５に示されるＥＬディスプレイは、第二の表示領域の一部の周期的且つ非順次的な更新を可能にするため所定の特性を有することが好ましい。これらの特性を理解するため、図７に示されるアクティブマトリクスＥＬディスプレイで一般に採用されるアクティブマトリクス構造を理解することが役に立つ。この図は、選択ライン７１２を含む本発明のＥＬディスプレイで有効なアクティブマトリクスのバックプレーンの一部７１０を示す。これらのラインは、第一の行ドライバ６０８からディスプレイにおけるそれぞれのＥＬ素子の回路に信号を伝達し、ＥＬエミッタのそれぞれの行は、同じ選択ライン７１２を典型的に共有する。この選択ライン７１２に高電圧が印加されたとき、選択ＴＦＴ７１４のゲートが開く。これにより、列ドライバ６１２により提供されたとき、データライン７１６からキャパシタ７１８に信号が伝達される。典型的には電圧信号である、この信号がデータラインによりキャパシタ７１８に供給されると、第一の行ドライバ６０８は、選択ライン７１２に、典型的に低電圧である、逆の論理信号を印加することでＥＬエミッタのこの行を非選択状態にする。この非選択状態にすることは、選択ＴＦＴが別の選択信号を受信するまで、データラインを通して更なる電流又は電圧信号をキャパシタ７１８が受信するのを妨げる。キャパシタライン７１１が設けられており、基準電圧を提供するために、キャパシタ７１８の他の側に接続される。このキャパシタ７１８がひとたび充電されると、パワーＴＦＴ７２０に電圧を供給し、このＴＦＴを開き、パワーライン７２２からＥＬ素子の電極７２４に電流が流れるのを可能にし、ＥＬ素子に光を生成させる。

パワーライン７２２から電極７２４に流れるのを可能にする電流の量は、キャパシタ７１８に記憶される電圧に比例する。さらに、ＥＬ素子の輝度の出力は、この電流に比例し、従ってキャパシタ７１８の電圧に比例する。理想的なシステムでは、キャパシタ７１８の電圧は、行ドライバ６０８が選択信号を選択ライン７１２に供給し、データライン７１６上の列ドライバ６１２が異なるデータ信号を供給しない限り、永久に一定のままである。残念なことに、典型的なキャパシタ７１８における誘電材料は理想的とは程遠く、漏れ電流が生じ、この漏れ電流は、時間の関数としてキャパシタ７１８の電圧を低減する。この例のシステムでは、これは、頻繁に更新されない第一及び第二の領域のオーバラップしない領域は、時間の関数として輝度において低くなり、頻繁に更新される領域は、殆ど輝度を失わないことを意味する。従って、目に見る事ができ且つ望まれないアーチファクトを生成する可能性がある、輝度における突然の変化が第一及び第二の領域の境界間に存在する可能性がある。

アーチファクトの可視性は、本発明に従って低減される。キャパシタ７１８は、４％よりも低いか又は４％に等しい輝度の損失がディスプレイの第二の領域の更新の間で生じるに十分な電荷を保持する大きさに設計される。代替的に、ディスプレイの第一の領域のそれぞれの更新の信号は、第一及び第二の領域のそれぞれの輝度を、たとえば４％といった互いに選択されたパーセンテージ内にするために低減される。別の代替では、第一及び第二の領域間の境界近くの第一の領域における画素の輝度は、第一及び第二の境界間の輝度における段階的な勾配を提供するために低減され、これにより、この遷移を更に目に見えないようにする。係るように、本方法は、第一のサブフレーム又は第二のサブフレームにおける選択された画素値を変更し、表示されたビデオにおける第一の領域と第二の領域との間の境界の可視性を低減するステップを更に含む。

第一のサブフレーム及びそれら関連する画像データは、様々なやり方で圧縮され、圧縮された第一のサブフレーム及び関連する画像データを送信するために必要とされる帯域幅を低減する。たとえば、動きベクトルの使用を通して動きデータを圧縮し、画像データからなる複数のフレームについて画像データを繰り返すのではなく、あるシーン内のオブジェクトの動きをエンコードすることが知られている。従って、少なくとも第一のサブフレームが、復号化することができる動きベクトルを含むことが望まれる。動きベクトルは、画像内のある領域内のオブジェクト又は特徴の動きの数学的な表現である。たとえば、図１４に示される画像領域３００において、動きにおけるオブジェクトは、第一及び第二のフレームの捕捉の時間の間のオブジェクトの相対的な動きのために、第一のフレームにおける位置３１０から第二のフレームにおける別の位置３２０に動く可能性がある。第二のフレームにおけるオブジェクト３２０の位置が第一のフレームにおけるオブジェクト３１０の位置、並びに動きベクトル３３０の方向及び長さの情報の観点で特定することができるように、動きベクトル３３０は、オブジェクトの動きを表す。従って、この方法は、動いているオブジェクトの情報をエンコードするために要求される帯域幅を大幅に低減することができる。係るシステムでは、コントローラは、表示すべき画像データを決定するために動きベクトルが適用される画像データの前のサブフレームを記憶するため、メモリ６２４へのアクセスを必要とする。

図５を参照して、ディスプレイがメモリ６２４を提供し、更新すべきディスプレイの行のみが新たな情報で物理的にリフレッシュされるのを可能にすることは有益である。また、ディスプレイのそれぞれのラインを選択して、ディスプレイにおける全てのＥＬエミッタへの情報を更新することなしに、情報を選択されたラインに供給することで、ディスプレイ全体をリフレッシュすることは有益である。係るディスプレイシステムでは、少なくとも第二のサブフレーム及び更に第一のサブフレームは、コントローラ６０２内のメモリ６２４に記憶されるか、又はコントローラ６０２によりアクセス可能なメモリ６２４に記憶することができる。このシステムでは、コントローラ６０２は、第一の入力レートと少なくとも同じくらい高いレートでディスプレイにおけるＥＬエミッタのそれぞれの行がリフレッシュされるように指示する。しかし、第二の領域内のＥＬエミッタは、メモリ６２４からのデータでリフレッシュされ、従って第二の入力レートに等しいレートで、新たな情報により更新される。係るシステムでは、これら第二のサブフレームがメモリ６２４に記憶され、複数回にわたりディスプレイをリフレッシュするために使用されるとき、ディスプレイの第一の領域内のアップデートレートは、第二のサブフレームの入力レートよりも高い。この複数回の間に、第二の入力レートよりも高いレートでディスプレイの第一の領域を更新するために第一のサブフレームが使用される。係るように、本方法は、メモリ６２４にあるシーンのビデオを記憶することを含み、ディスプレイは、メモリ６２４からそれぞれのデータポイントを読出し、メモリ内に存在する情報でディスプレイをアドレス指定することでシンプルにリフレッシュされる。この実施の形態において、本発明は、メモリ６２４を更新する方法を提供し、更新されたメモリは、ディスプレイをリフレッシュするために使用される。しかし、第一の領域は第二の領域よりも頻繁にメモリ６２４で更新されるため、第一の領域の第一のアップデートレートは、第二の領域の第二のアップデート領域よりも高速である。

図９は、この実施の形態に係るメモリ６２４を更新するフローチャートを示す。図９に示されるように、ステップ８２で、ビデオ信号は、コントローラにより受信される。ステップ８４で、コントローラ６０２は、入力であるサブフレームが第一のサブフレームであるか又は第二のサブフレームであるかを判定する。第二のサブフレームである場合、図６に示されるように、ステップ８６で、全体の第二のサブフレームは、ディスプレイをリフレッシュするフルフレームバッファを提供するために、メモリ６２４に書き込まれる。次いで、ステップ８２で、コントローラ６０２は、ビデオ信号を受信し続け、ステップ８４で、次のサブフレームが第一のサブフレームであるか又は第二のサブフレームであるかを判定する。図６に示されるように、このサブフレームは、第一のサブフレームである。第一のサブフレームに応答して、ステップ８８で、コントローラ６０２は、領域の位置を決定するため、領域の位置情報を受信する。ステップ９０で、第一のサブフレームにおけるデータは、領域の境界を隠すために処理される。次いで、ステップ９２で、第一のサブフレームの領域に対応する領域は、メモリ６２４において選択される。次いで、ステップ９４で、この第一のサブフレームの領域に対応する位置でデータがメモリに書き込まれる。さらに、ステップ８２で、更なるビデオデータが受信される。このメモリが連続的に更新されるとき、コントローラは、メモリからそれぞれのラインを順次に読取り、メモリ内の情報でディスプレイのそれぞれの行を順次にリフレッシュする。

先の例では、第一の領域は、ディスプレイの第二の領域のサブセットである。別の例では、第一及び第二の領域は、オーバラップしていない。この例では、低減されたモーションブラーによりシーンのビデオをディスプレイに表示する方法は、第一の入力レートを有する第一のサブフレームと第二の入力レートを有する第二のサブフレームとを有するシーンのビデオを供給することを含み、第一の入力レートは、第二の入力レートよりも高い。第一及び第二のサブフレームは、ディスプレイにおける対応する領域に供給され、ディスプレイの第一の領域は、第一のアップデートレートを有し、ディスプレイの第二の領域は、第二のアップデートレートを有しており、第一のアップデートレートは、第二のアップデートレートよりも高い。さらに、第一のアップデートレートは、第一の入力レートに等しく、第一のアップデートレートが第二のアップデートレートよりも高くなるのを可能にする。図１を参照して、第一の領域１２０は、第一のサブフレームにより表される。第二の領域１１０ａ，１１０ｂは、第二のサブフレームにより表され、第一の領域１２０及び第二の領域１１０ａ，１１０ｂは、この例ではオーバラップしない。

第三の例では、あるシーンのビデオを表示する方法は、第一の入力レートを有する第一のサブフレームと、第二の入力レートを有する第二のサブフレームとを有するシーンのビデオを供給するステップを含み、第一のサブフレームは、ディスプレイの第一の領域に対応し、第二のサブフレームは、ディスプレイの第二の領域に対応する。次いで、本方法は、第一及び第二のサブフレームをディスプレイにおける対応する領域に選択的に供給し、ディスプレイの第一の領域は、第一のアップデートレートを有し、ディスプレイの第二の領域は、第二のアップデートレートを有する。この例では、第一のアップデートレートは、第二のアップデートレートよりも高く、第一の入力アップデートレートは、第一の入力レートよりも高い。これは、多数の方法により達成される。１つの特定の実施の形態では、図５に示されるディスプレイシステムは、第二の行ドライバ６２０を更に含み、この第二の行ドライバは、コントローラ６０２からの信号６２２により制御される。この第二の行ドライバ６２０は、第一の行ドライバ６０８として同じ選択ライン７１２に取り付けられ、選択ＴＦＴ７１４がアップデート周期において２度作動されるのを可能にする。しかし、第二の行ドライバ６２０がある行の選択ＴＦＴを開く間、列ドライバ６１２は、電流シンクとしての役割を果たすようにコントローラ６０２により指示され、電圧がキャパシタ７１８から除かれるのを可能にし、ディスプレイのある行においてＥＬエミッタを不作動にする。第二の行ドライバ６２０は、ディスプレイの第二の領域におけるＥＬエミッタの行を不作動にすることなしに、ディスプレイの第一の領域における行を不作動にすることができる。

図１０は、第一の領域内のＥＬエミッタのある行のタイミング図７４６、及びディスプレイの第二の領域内のＥＬエミッタのある行の対応するタイミング図７４８を示す。この図に示されるように、第一の領域内のＥＬエミッタの行のタイミング図７４６は、行におけるＥＬエミッタが、ＥＬエミッタがアクティブ状態にある９つの間隔７４０ａ，７４０ｂ，７４０ｃ，７４０ｄ，７４０ｅ，７４０ｆ，７４０ｇ，７４０ｈ及び７４０ｉを提供するため、行におけるＥＬエミッタが９回作動される事実を示す。この例において、行内のＥＬエミッタが第一の領域内の第一のサブフレームの入力レートに整合するレートで作動されるように、入力レートが調節される。第一の作動レートは、ビデオ信号６０４内の第一のサブフレームの入力レートで第一の行ドライバ６０８により供給される選択信号を同期させることで達成される。しかし、第二の行ドライバ６２０が、ある時間間隔において選択ＴＦＴ７１４を作動するための選択信号を供給するとき、第一の領域内のＥＬエミッタのアップデートレートは更に増加される。この時間間隔の間、第一の行ドライバ６０８は、ＥＬエミッタのこの行の空間的な位置に対応するビデオ信号６０４における後続する第一のサブフレームに応答して選択信号を供給し、列ドライバ６１２は、キャパシタ７１８から電流を受けて、この時間間隔においてディスプレイの第一の領域内のＥＬエミッタを不作動にする。従って、タイミング図７４６に示されるように、第一の領域の行内のそれぞれのＥＬ素子は、ビデオ信号内の第一のサブフレームに応答して作動されるが、第一の領域の行内のそれぞれのＥＬ素子は、９つの不作動の間隔７４２ａ，７４２ｂ，７４２ｃ，７４２ｄ，７４２ｅ，７４２ｆ，７４２ｇ，７４２ｈ及び７４２ｉを提供して不作動にされる。それぞれの不作動の間隔は、ビデオ信号６０４がＥＬ素子のこの行に対応する第一のサブフレームの一部を供給する間に生じる。係るように、第一の領域内のＥＬエレメントのそれぞれの行のアップデートレートは、第一のサブフレームの入力レートの２倍である。ディスプレイの第一の領域内のそれぞれのＥＬ素子のオン時間（すなわちそれぞれのＥＬ素子が入力信号に応答してアクティブ状態である時間）を減少させることで、この領域内のモーションブラーが更に低減される。

この例では、第二の領域内のＥＬ素子は、第二の領域内の第二のサブフレームの入力レートに整合するアップデートレートを有する。タイミング図７４８は、係る例を示す。特に、第二の領域内のＥＬエミッタの行のタイミング図７４８は、行におけるＥＬエミッタが、第二の領域のこの行におけるＥＬエミッタがアクティブ状態である間に、３つの間隔７４４ａ，７４４ｂ，７４４ｃを提供するために３回作動される事実を示す。これらＥＬエミッタは、タイミング図７４６に示されるように第一の領域内のＥＬエミッタと同じ間隔において３回だけ作動されるので、第一のサブフレームの第一の入力レートは、第二のサブフレームの第二の入力レートよりも高い。しかし、図示されるように、行におけるＥＬエミッタのアップデートレートは、第二のサブフレームの入力レートに等しい。すなわち、第二の領域の行におけるＥＬエミッタは、ＥＬ素子の行に対応するビデオ信号の第二のサブフレームの部分を受信する全体の時間の間にアクティブ状態にある。

この例では、第一の領域におけるＥＬ素子のオン時間は、第二の領域におけるＥＬ素子のオン時間よりも短い。すなわち、ディスプレイの第一及び第二の領域におけるＥＬエミッタは、異なるデューティサイクルを有し、デューティサイクルとは、オン時間のＥＬ素子の作動の間の時間に対する比率を示す。従って、空間及び時間を通して積分される輝度は、第一及び第二の領域うちの一方のビデオ信号が調節されない限り、第二の領域よりも第一の領域において低い。従って、本発明の更なる実施の形態では、ビデオ信号は、ＥＬ素子のオン時間における差を調節するために、第一の領域における瞬間的な輝度を増加するか、第二の領域における瞬間的な輝度を減少するために調節される。

図１０を使用して示される例では、第一のサブフレームの入力レートは、第二のサブフレームの入力レートよりも高く、第一の領域内のアップデートレートは、第一のサブフレームの入力レートよりも高い。しかし、第一の領域におけるアップデート領域が第二の領域におけるアップデートレートよりも高いことのみが要求される。実際に、第一のサブフレームと第二のサブフレームを等しい入力レートで供給することが望まれるが、第二の領域におけるアップデートレートよりも高い第一の領域におけるアップデートレートが供給される。しかし、第二のサブフレームから第一のサブフレームをディスプレイが区別するのを可能にするため、ビデオ信号は、第一のサブフレームのタイミング情報のような情報を含むことが必要とされる。先の例のそれぞれでは、第一のサブフレームは、ディスプレイの第一の領域がディスプレイの第二の領域よりも高いレートで更新されるのを可能にするため、更なる画像データの存在により定義される。この更なる画像データは、更なるサブフレームの存在を通して提供される。

別の例では、捕捉装置又はグラフィックレンダリングシステムは、第二の入力レートに等しい第一の入力レートにおいて第一及び第二のサブフレームを供給し、必要とされるデータ量を低減するために第一のサブフレームを定義する。この例では、捕捉装置又はグラフィックスレンダリングシステムは、ビデオの異なる領域における動きを決定し、ビデオにおいて動きのレートの指標を含むことで第一及び第二のサブフレームを定義する。動きのレートの指標は、サブフレームにおけるオブジェクトの動きのレートに依存する。たとえば、動きのレートの指標は、たとえば１６ｍｓ又は８ｍｓといった、モーションブラーなしにそれぞれのサブフレームを捕捉又はレンダリングすることが要求される積分時間に対応する露光時間の指標を含む。また、動きのレートの指標は、たとえば６０Ｈｚ又は１２０Ｈｚといった、単位時間当たりのシーンの捕捉の周波数に対応する捕捉のレートの指標を含む。また、動きのレートの指標は、シーンのビデオのそれぞれのフレームのそれぞれの画素又は領域について、その画素又は領域の画像データが連続するフレーム間で、又は前のフレームに関してどのように動いたかを示す動きマップを含む。さらに、動きマップは、当業者にとって知られているように、動きベクトルから生成される。これらの動きレートの指標は、第一のサブフレームのみ又はそれぞれの画素のみについて、それぞれのサブフレームについて提供される。さらに、動きレートの指標は、異なる解像度の動きレートの情報を含む。レートの指標は、１ビットとすることができ、領域の位置データと共に、第一のサブフレームの存在及び位置を示す。代替的に、第一のサブフレームの領域の位置のデータのみが提供され、この領域の位置データにより定義される第一のサブフレームは、第二のサブフレームにおいてよりも第一のサブフレームにおいて相対的に高い動きの速度を示す動きレートの指標を有する。動きレートの指標は、数ビットを更に含み、ビデオ内の１以上の第一の領域における動きの相対的又は絶対的な速度の更なる指定を可能にする。

図１１は、第一及び第二のサブフレームを定義する動きレートの指標による等しい第一及び第二のデータレートとを有する例示的なシステムの３つのタイミング図７５０，７５２及び７５４を示す。このシステムでは、第一及び第二のサブフレームを含むビデオ信号によりビデオが供給され、第一のサブフレームは、動きレートの指標を含む。この例では、時間７５６ａ，７５６ｂ，７５６ｃ及び７５６ｄは、選択信号及びデータが４つの順次のサブフレームのある行に供給される時間を示す。

タイミング図７５０は、第二のサブフレームについて示され、２つの更なるタイミング図７５２，７５４は、異なるレートの指標を有する２つの第一のサブフレームについて示される。タイミング図７５２は、この第一のサブフレームにおける動きがタイミング図７５０を有する第二のサブフレームにおける動きよりも高速であることを示す動きレートの指標を有する。しかし、タイミング図７５４は、タイミング図７５４を有する第一のサブフレームにおける動きがタイミング７５２を有する第一のサブフレームにおける動きよりも高速であることを示す動きレートの指標を有する。

図示されるように、第二のサブフレームのタイミング図７５０は、時間７５６ａ，７５６ｂ及び７５６ｃにそれぞれ続く３つの時間間隔７５８ａ，７５８ｂ及び７５８ｃの光を行に放出させる３つのアップデートを含む。この第二のサブフレームが動きがないか又は非常に低速の動きを含むとき、この行におけるＥＬエミッタのデューティサイクルは、１００％であり、ＥＬエミッタは、全体の利用可能な時間について光を放出するように駆動される。従って、人間の目が全体の時間を通して光出力を統合するとき、ＥＬ素子は、比較的に低いピーク域度で駆動される。動きがないか又は動きが僅かであるため、人間の目が全体の時間を通してこの光を統合する事実は、人間の網膜上に僅かなモーションブラーを生じさせるか又はモーションブラーを生じさせず、ＥＬエミッタのこの行により生成される画像は鮮鋭に見える。

同様に、タイミング図７５２は、第一のサブフレームのうちの１つについて示され、第一のサブフレームは、第二のサブフレームのレートに等しいレートで入力され、従ってこのタイミング図は、時間７５６ａ，７５６ｂ及び７５６ｃのそれぞれに後続する３つの時間間隔７６０ａ，７６０ｂ及び７６０ｃの光を行に放出させる３つのアップデートを含む。この第一のサブフレームは、第二のサブフレームよりも高速の動きを含むとき、この行におけるＥＬエミッタのデューティサイクルは、１００％未満であり、約７５％であるように示される。ＥＬエミッタが作動される時間間隔７６０ａ，７６０ｂ及び７６０ｃは、ＥＬエミッタが不作動にされる間に時間間隔７６６ａ，７６６ｂ及び７６６ｃに比較して、多くの％の時間を占める。すなわち、ＥＬエミッタは、第一のサブフレームが入力される時間の間に利用可能な時間の７５％について光を放出するように駆動される。結果として、時間の７５％について光が存在するとしても、人間の目が全体の時間を通してこの光を統合するとき、ＥＬ素子は、第二の領域のある行におけるＥＬ素子よりも同じ入力画像信号について高いピーク輝度で駆動される。光パルスは、第二のサブフレームについて短いため、ユーザがこの行にわたり動きにおいてオブジェクトを追跡するとき、人間の網膜上に存在するぼやけの量は低下され、この第一の領域において動きが存在する場合でさえ、画像は、ユーザにとって比較的に鮮鋭に見える。

タイミング図７５４は、別の第一のサブフレームについて示されており、この第一のサブフレームは、タイミング図７５２に対応する第一のサブフレームよりも高速の動きを示す動きレートの指標を有する。再度、第一のサブフレームは、第二のサブフレームのレートに等しいレートで入力され、従ってこのタイミング図は、時間７５６ａ，７５６ｂ，７５６ｃにそれぞれ後続する３つの時間間隔７６４，８６４ｂ及び７６４ｃについて光をＥＬエミッタの行に放出させる３つのアップデートを含む。この第一のサブフレームがタイミング図７５２を有する第一のサブフレームよりも高速の動きを含むとき、この行におけるＥＬエミッタのデューティサイクルは、更に低減される。図示されるように、オン時間７６４ａ，７６４ｂ及び７６４ｃは、ＥＬエミッタが不作動にされる間に時間間隔７６６ａ，７６６ｂ及び７６６ｃに時間に関して等しく、５０％のデューティサクルが提供される。再度、時間の５０％について光が存在する場合でさえ、人間の目が（たとえば７６４ａ＋７６６ａにより表される）全体の時間間隔を通してこの光をなお統合して輝度を決定するとき、この第一の領域におけるＥＬ素子は、７５２に示される低速の動きを示す動きレートの指標を有する、第二の領域のある行又は第一の領域のある行におけるＥＬ素子よりも同じ入力画像信号について高いピーク輝度で駆動される。光パルスは更に短いため、ユーザがこの行にわたりビデオにおけるオブジェクトを追跡するとき、人間の網膜に存在するぼやけの量は更に低減され、この第一の領域において更に迅速な動きが存在する場合でさえ、画像は、ユーザにとって比較的鮮鋭に見える。

この方法を達成する詳細な方法は、この方法の実施の形態の図１２に提供されており、入力ビデオにおけるデータのそれぞれの行は、１ビットの動きレートの指標により先行され、この指標は、それぞれの行が迅速な動きを含むオリジナルシーンの領域に対応するか、又は対応しないかを示す。図１２に示されるように、動きレートの指標は、ステップ８００において受信され、ステップ８０２において記憶される。次いで、画像データの行は、ステップ８０４で受信される。画像データのこの行は、ステップ８０６で線形の強度に変換される。次いで、動きレートの指標のスカラーは、ステップ８０８で計算される。本発明の１実施の形態では、動きレートの指標は、たとえば１といった少ないビット数を含み、動きレートの指標のそれぞれ高い２進値は、高速な動きを示す。対応する動きレートの指標のスカラーは、動きレートの指標に１をシンプルに加えることで計算することができる。なお、この例では、これにより、動きレートの指標が０である場合に１のスカラーとなり、高速の動きがないことを示し、動きレートの指標が１である場合に２のスカラーとなり、高速の動きが存在することを示す。線形の強度値は、ステップ８１０におけるこの動きレートの指標のスカラーで乗算され、スケーリングされた線形の強度値が供給される。次いで、ステップ８１２で、画像データの行の空間的な位置に対応するディスプレイのある行が選択され、ステップ８１４で、ディスプレイにデータを供給するためにスケーリングされた線形の強度値が使用される。次いで、ステップ８１６で、その行が非選択状態にされる。次いで、ステップ８１８で、ディスプレイにおいて半フレーム前の行の動きレートの指標が取得され、動きレートの指標が設定されているかが判定される。設定されていない場合、その行について高速な動きがないことを示し、プロセスはステップ８００に戻り、次の動きレートの指標が受信される。この動きレートの指標が設定されている場合、ステップ８２０で、半フレーム前の行が選択され、ステップ８２２で、その行におけるキャパシタからの電流を吸い取ることでこの行から信号が除かれ、ステップ８２４でその行は非選択状態とされ、ステップ８２６で、データ信号がリセットされる。このステップは、その行が高速の動きをもつ領域に対応する場合に、更新周期の途中で前の行をオフにする。次いで、プロセスはステップ８００に戻り、次の動きレートの指標が受信され、プロセスが繰り返される。

前の説明は詳細な例を提供したが、この方法は、図１３に示される基本的なステップを含む。これらは、ステップ８３０で、ビデオ信号の領域に対応する動きレートの指標を受信するステップ、ステップ８３２、ビデオ信号を受信するステップ、ステップ８３４で、動きレートの指標の関数としてビデオ信号をスケーリングするステップ、ステップ８３６で、ディスプレイにデータを供給するステップ、ステップ８３８で、動きレートの指標に応答して、ディスプレイのデューティサイクルを調節するステップを含む。係るように、本方法は、動きレートの指標により識別されるとき、ディスプレイの第一及び第二の領域の異なるディスプレイのデューティサイクルを供給することを含む。この方法は、第一のアップデートレートが第二のアップデートレートよりも高速であるときに特に有効である。動きがないか又は比較的低速の動きをもつ領域は、たとえばフレーム当たりの時間或いはそれ以下で１度といった、新たなサブフレームが利用可能となるときにのみ更新され、比較的高速の動きをもつ領域は、新たなサブフレームに応答して光が放出されるのを可能にするために１度、更に動きレートの指標の関数として光を消滅させるために１度といった、２度更新される。このシステムでは、高速の動きを持つ領域がそれぞれの新たなサブフレームについて２度更新される（作動及び不作動）事実により、第一のアップデートレートは、第一の入力レートよりも高い。

動きレートのインジケータは、本発明の方法に従って他のやり方で使用することができる。たとえば、第一のサブフレームが動きレートのインジケータの観点で定義される場合、システムは、第一のサブフレーム又は第二のサブフレームを使用して更なる第一のサブフレームを生成し、次いで、更なる第一のサブフレームをディスプレイの第一の領域に供給して、第一の領域の第一のアップデートレートが第二の領域の第二のアップデートレートよりも高くなるのを許容する。すなわち、図５におけるコントローラ６０２は、動きレートの指標に応答して、迅速な動きが何処で生じているかを識別し、存在する動きの速度に関連するレートで、第一又は第二のサブフレームの間で新たな第一のサブフレームを補間することで、これらの領域について更なる第一のサブフレームを生成する。光フローのような捕捉された画像間で補間される画像を生成する方法は、業界で知られており、米国特許第7342963号は、係る方法を記載しており、瞬間ｔ１で第一の画像を表すメッシュの頂点に関連する動きベクトルのセットを決定するステップ、及び後の瞬間ｔ２で第二の画像に関連するメッシュの構築を可能にするステップを含む全方向動き予測ステップと、前記近似的な先行する画像から中間画像を構築するステップとを含む。本発明の実施の形態は、フレーム間で補間を使用し、シーンのビデオに存在する動きの速度に関連するレートで更なる第一のサブフレームを生成する。先の実施の形態では、あるシーンのビデオは、たとえばNTSC，ATSC，SMPTE292，MPEG-4又は当該技術分野で知られている他の信号といった、ビデオ信号で伝送される。しかし、あるシーンのビデオは、（たとえば画像処理分野で知られているJPEG又はMNG）静止画像の系列を通して又は他の方法を通して提供することができる。最も一般的に定義されるビデオ信号は、アクティブな画像領域及びブランキング領域を有し、ブランキング領域は、表示時間をリセットするのを許容する。画像データは、アクティブな画像領域の間に一般に提供されるが、ブランキング領域の間に提供されない。本発明の幾つかの実施の形態では、第一のサブフレームは、多くの更なる帯域幅を必要とすることなしに提供される。これは、これらのサブフレームが動きベクトル又は動きマップ、或いは捕捉レートの指標又は露光時間の指標のような動きレートの指標の使用を通して定義されるときに特に当てはまる。第一のサブフレームがビデオ信号のブランキング領域において利用可能な帯域幅よりも少ない帯域幅を必要とするとき、第一のサブフレームデータは、ビデオ信号のブランキング領域で伝送される。係る第一のサブフレームは、ビデオ信号のブランキング領域がビデオ信号のアクティブな画像領域よりも一般に狭い帯域幅であるとき、第二のサブフレームよりも少ない帯域幅を一般に必要とする。なお、「帯域幅」及び「ビットレート」は、所与の時間量で伝送されるデータ量を示すために本明細書において交換可能に使用される。

たとえば第一のサブフレームが第二のサブフレームよりも小数の画素を有するために、第一のサブフレームが第二のサブフレームに比較して低い帯域幅を有するとき、第一のサブフレームのデータは、ビューアにとって目に見えないアクティブな画像領域にこの情報を埋め込むことで、アクティブな画像領域で伝送される。本発明の１実施の形態では、Ｄａｌｙ等による、同一出願人による米国特許第6044182号で述べたようなウォーターマーキングの方法が第一のサブフレームデータを抽出するために使用される。この文献で延べられるように、シーンのビデオを生成するときに使用される符号化キャリアと好ましくは同一である、復号化キャリアの画像が選択される。復号化キャリアの画像は、たとえば中心点の周りに回転されるリニア又はログチップである。アクティブな画像領域におけるデータは、第一のサブフレームのデータを伝送する、埋め込まれた周波数が分散された（embedded frequency dispersed）データ画像を含む。周波数が分散されたデータ画像を抽出するため、アクティブな画像領域におけるデータは、復号化キャリアの画像と相互相関される。復号化キャリアの画像と最も相関しているアクティブな画像領域におけるデータが抽出され、周波数が分散されたデータ画像を生成するために正規化される。周波数が分散されたデータ画像におけるデータの中心の位置は、最大幅のデータ範囲をもつ相互相関の結果の行及び列を発見することで決定される。データの中心での相互相関の結果の値は、たとえば０−２５５スケール上の１２７．５といった選択された閾値に比較され、どのビットが（バイナリ０に対応する）−１（たとえば閾値以下）であるかを判定し、どのビットが１（たとえば閾値を超える）であるかを判定する。０と１とからなる結果として得られるマップは、たとえばラスタースキャンによりリニアなバイナリメッセージに変換される。バイナリメッセージは、デジタルデータ、デジタルデータで生じない一連のビットを含む識別符号、又は誤り訂正ビットを含む。本発明によれば、バイナリメッセージは、電気通信の技術分野で知られている４ｂ５ｂ符号であり、有効な４ビットデータストリングに対応しない４ｂ５ｂ値は、識別符号として使用される。

本発明によれば、アクティブな画像領域におけるデータは、第一のサブフレームデータと第二のサブフレームのデータとを含む。抽出されたバイナリメッセージは、第一のサブフレームのデータを保持する。たとえば、第一のサブフレームのデータが動きレートの指標である場合、バイナリメッセージのビットは、上述された動きレートの指標のバイナリ表現のビットである。

また、本発明のビデオ信号の帯域幅を低減するため、他の方法を使用することもできる。たとえば、輝度チャネルに比較して色度チャネルにおいて、人間の視覚系は制限された空間的及び時間的な帯域幅を有することが知られている。従って、これらのサブフレームが僅かな色度データをもつか又は色度データをもたない主要な輝度データを伝送するのを許容することで、特に第一のサブフレームについて帯域幅を低減することができる。次いで、第二のサブフレームからの色度情報を補間して第一のサブフレームについて適切な色度情報を提供するため、当該技術分野で知られている画像処理方法が使用される。

１実施の形態では、あるシーンのビデオは、互いにシーン領域の動きの相対的な速度を検出する画像捕捉装置により捕捉される。本発明に係る画像捕捉装置は、シーンにおける高速な動きの領域を検出し、高速な動きを含まないシーンの領域に対応する第一の捕捉レートよりも低い第二の捕捉レートでの第二のサブフレームに加えて、高速な動きの領域に対応する第一の捕捉レートで第一のサブフレームのデータを供給する。本発明によれば、画像捕捉装置により生成される第一及び第二のサブフレームが受信され、低減されたモーションブラーうぃ提供するために表示される。好適な実施の形態では、本発明は、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）を含むディスプレイで採用され、このＯＬＥＤは、限定されるものではないが、Ｔａｎｇ等におる米国特許第4769292号及びＶａｎ Ｓｌｙｋｅ等による米国特許第5061569号で開示されるような小分子又は高分子ＯＬＥＤから構成される。有機発光材料の多くの組み合わせ及び変形例は、係るディスプレイを製造するために使用される。また、液晶、プラズマ、投影型、反射型又は電界放射型ディスプレイを含む他のディスプレイ技術は、本発明で採用することができる。

１０ａ〜１０ｃ：第二の領域の更新の開始を示すパルス
２０ａ〜２０ｇ：第一の領域の更新の開始を示すパルス
３０ａ〜３０ｉ：第一の領域の更新の開始を示すパルス
４２：ビデオ信号を受信するステップ
４４：サブフレームのタイプを判定するステップ
４６：第一の行を選択するステップ
４８：データを供給するステップ
５０：行を非選択状態にするステップ
５２：データを除くステップ
５４：全ての行が更新されたかを判定するステップ
５６：後続の行を選択するステップ
５８：領域の位置を決定するステップ
６０：データを処理するステップ
６２：第一の行を選択するステップ
６４：データを供給するステップ
６６：行を非選択状態にするステップ
６８：データ信号を除くステップ
７０：領域における全ての行が更新されたかを判定するステップ
７２：後続する行を選択するステップ
８２：ビデオ信号を受信するステップ
８４：サブフレームのタイプを判定するステップ
８６：第二のサブフレームをメモリに書き込むステップ
８８：領域の位置を決定するステップ
９０：データを処理するステップ
９２：領域を選択するステップ
９４：第一のサブフレームをメモリに書き込むステップ
１００：ディスプレイ
１１０ａ，１１０ｂ：第二の領域
１２０：第一の領域
２００：ビデオ画像データを供給するステップ
２１０：サブフレームを第一の領域に供給するステップ
２１５：第一の領域を更新するステップ
２２０：サブフレームを第二の領域に供給するステップ
２２５：第二の領域を更新するステップ
２３０：表示されたビデオ画像をユーザが観察するステップ
３００：画像領域
３１０：第一のフレームにおいて動いているオブジェクトの位置
３２０：第二のフレームにおいて動いているオブジェクトの位置
３３０：動きベクトル
３４０：第二のサブフレームのタイミング図
３４５：第一のサブフレームのタイミング図
３５０：第一のサブフレームのタイミング図
３６０ａ〜３６０ｃ：第二のサブフレームの開始
３７０ａ〜３７０ｇ：第一のサブフレームの開始
３８０ａ〜３８０ｃ：第一のサブフレームの開始
６００：ディスプレイシステム
６０２：コントローラ
６０４：ビデオ信号
６０６：信号
６０８：第一の行ドライバ
６１０：信号
６１２：列ドライバ
６２０：第二の行ドライバ
６２２：信号
６２４：メモリ
６３０：ディスプレイの第二の領域
６３４：ディスプレイの第一の領域
７００ａ〜７００ｅ：第一のサブフレーム
７０２ａ〜７０２ｂ：第二のサブフレーム
７０４ａ〜７０４ｅ：領域の位置データ
７１０：アクティブマトリクスのバックプレーンの一部
７１１：キャパシタライン
７１２：選択ライン
７１４：選択ＴＦＴ
７１６：データライン
７１８：キャパシタ
７２０：パワーＴＦＴ
７２２：パワーライン
７２４：電極
７４０ａ〜７４０ｉ：第一の領域における行のオン時間
７４２ａ〜７４２ｉ：第一の領域における行のオン時間
７４４ａ〜７４４ｅ：第二の領域における行のオン時間
７４６：第一の領域における行のタイミング図
７４８：第二の領域における行のタイミング図
７５０：第二の領域における行のタイミング図
７５２：第一の領域における行のタイミング図
７５４：第一の領域における行のタイミング図
７５６ａ〜７５６ｄ：サブフレームデータの伝送時間
７５８ａ〜７５８ｃ：第二の領域における行のオン時間
７６０ａ〜７６０ｃ：第一の領域における行のオン時間
７６２ａ〜７６２ｃ：第一の領域における行のオフ時間
７６４ａ〜７６４ｃ：第一の領域における行のオン時間
７６６ａ〜７６６ｃ：第一の領域における行のオフ時間
８００：動きレートの指標を受信するステップ
８０２：動きレートの指標を記憶するステップ
８０４：画像データの行を受信するステップ
８０６：線形の強度に変換するステップ
８０８：乗算ステップ
８１２：行を選択するステップ
８１４：データを供給するステップ
８１６：行を非選択状態にするステップ
８１８：前の動きレートの指標を決定するステップ
８２０：前の行を選択するステップ
８２２：データを吸い込む（シンク）ステップ
８２４：行を非選択状態にするステップ
８２６：データ信号をリセットするステップ
８３０：動きレートの指標を受信するステップ
８３２：ビデオ信号を受信するステップ
８３４：ビデオ信号をスケーリングするステップ
８３６：信号を供給するステップ
８３８：デューティサイクルを調節するステップ

Claims (17)

1. 低減されたモーションブラーにより、あるシーンの映像をディスプレイに表示する方法であって、
   （ａ）第一の入力レートを有する第一のサブフレームと、第二の入力レートを有する第二のサブフレームとを有する、あるシーンの映像を供給するステップと、前記第一のサブフレームは、ディスプレイの第一の領域に対応し、前記第二のサブフレームは、前記ディスプレイの第二の領域に対応し、
   （ｂ）前記第一のサブフレームと第二のサブフレームとを前記ディスプレイにおける対応する領域に選択的に供給し、前記ディスプレイの第一の領域に第一のアップデートレートを提供して、前記ディスプレイの第二の領域に第二のアップデートレートを提供するステップとを含み、前記第一のアップデートレートは、表示される画像が低減されたモーションブラーを有するように、前記第二のアップデートレートよりも高い、
   ことを特徴とする方法。
2. 前記第一の入力レートは、前記第二の入力レートよりも高く、前記第一のアップデートレートは、前記第一の入力レートに等しい、
   請求項１記載の方法。
3. 前記ステップ（ｂ）は、前記第一のアップデートレートが前記第一の入力レートよりも高いように、前記ディスプレイの前記第一の領域と前記第二の領域について異なるデューティサイクルを提供するステップを含む、
   請求項１記載の方法。
4. 前記ディスプレイの第一の領域は、前記ディスプレイの第二の領域のサブセットであり、
   前記ディスプレイの第一の領域は、対応する全体の入力レートを有し、
   前記全体の入力レートは、前記第一の入力レートと前記第二の入力レートのうちで高い方よりも高いか又は前記第一の入力レートと前記第二の入力レートのうちで高い方に等しく、
   前記全体の入力レートは、前記第二の入力レートよりも高く、
   前記第一のアップデートレートは、前記全体の入力レートよりも高いか又は前記全体の入力レートに等しい、
   請求項１記載の方法。
5. 前記全体の入力レートは、前記第一の入力レート、前記第二の入力レート、及び前記第一のサブフレームと前記第二のサブフレームとの間の選択された位相の関係の関数である、
   請求項４記載の方法。
6. 前記シーンの映像は、メモリに記憶され、
   前記ステップ（ｂ）は、前記メモリから前記第一のサブフレーム又は前記第二のサブフレームを選択的に供給するステップを含む、
   請求項１記載の方法。
7. 前記第一のサブフレームは、動きベクトル又は画像データを含む、
   請求項１記載の方法。
8. 前記ステップ（ｂ）は、
   （ｉ）前記第一のサブフレーム又は前記第二のサブフレームとを使用して更なる第一のサブフレームを生成するステップと、
   （ｉｉ）前記更なる第一のサブフレームを前記ディスプレイの第一の領域に供給するステップと、
   を含む請求項１記載の方法。
9. 前記第一の領域と前記第二の領域とは交差する、
   請求項１記載の方法。
10. 前記ビデオは、シーンの複数の領域の動きの相対的な速度を検出する画像捕捉装置により捕捉される、
    請求項１記載の方法。
11. 前記シーンの映像は、ビデオ信号で伝送される、
    請求項１記載の方法。
12. 前記ビデオ信号は、アクティブな画像領域とブランキング領域とを有し、
    前記第一のサブフレームのデータは、前記ブランキング領域で伝送され、前記第二のサブフレームのデータは、前記アクティブな画像領域で伝送される、
    請求項１１記載の方法。
13. 前記ビデオ信号は、アクティブな画像領域を有し、
    前記第二のサブフレームのデータは、前記アクティブな画像領域で伝送され、前記第一のサブフレームのデータは、前記アクティブな画像領域における周波数が分散されたデータ画像で伝送される、
    請求項１１記載の方法。
14. 前記第一のサブフレームは、輝度データを伝送し、前記第二のサブフレームは、色度データを伝送する、
    請求項１記載の方法。
15. 前記ビデオは、前記ディスプレイの前記第一の領域に関連する領域の位置データをさらに含む、
    請求項１記載の方法。
16. 前記ステップ（ｂ）は、表示されるビデオにおける前記第一の領域と前記第二の領域との間の境界の可視性を低減するため、前記第一のサブフレーム又は前記第二のサブフレームにおける選択された画素を変更するステップをさらに含む、
    請求項１記載の方法。
17. 前記ディスプレイは、エレクトロルミネセントディスプレイ、液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイパネル、投写型ディスプレイ、反射型ディスプレイ又は電界放出型ディスプレイである、
    請求項１記載の方法。

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