JP4675025B2 - 移動物体表示の欠陥を補正する画像処理方法及び装置 - Google Patents

Description

【０００１】
本発明は、移動する物体の表示の欠陥を補正する画像処理方法及び装置に関連する。特に本発明は、グレイレベルを発生するために、画像サブフィールドの時間積分を使用する表示装置により発生された欠陥の補正に関連する。
【０００２】
問題の表示装置は、オン状態又はオフ状態の何れかである基本セルのマトリクスを採用する。表示装置中で、本発明によれば、特にプラズマディスプレイパネルに関連する。
【０００３】
以後ＰＤＰと呼ぶ、プラズマディスプレイパネルは、フラット形式の表示スクリーンである。ＰＤＰの２つの大きなファミリーがあり、即ち、その動作がＤＣ形式のＰＤＰと、その動作がＡＣ形式の動作のＰＤＰである。一般的には、ＰＤＰは、絶縁タイル（又は、基板）を有し、各々は１つ又はそれ以上の電極の配列を担い且つそれらの間にガスが充填された空間を画定する。それらのタイルは、前記配列の電極の間の交差部を定義するために、共に接合される。各電極の交差部は、ガス空間が対応する基本セルを画定し、ガス空間は、部分的に障壁による境界があり、そして、セルが活性化されたときに、電気放電が発生する。電気放電は、基本セル内のＵＶ線の放射を起こしそして、セルの壁に配置された蛍光体は、ＵＶ線を可視光に変換する。
【０００４】
ＡＣ形式のＰＤＰの場合には、２つの形式のセル構造があり、１つはマトリクス構造と呼ばれ、他は、同一平面上の構造と呼ばれる。これらの構造は異なるが、基本セルの動作は実質的には同一である。各セルは、点灯された又は”オン”状態又は、消灯された又は”オフ”状態である。セルは、この状態を維持するのが望ましい継続期間を通して、維持パルスと呼ばれる、連続するパルスを送ることにより、これらの状態の１つに維持される。セルは、通常はアドレスパルスと呼ばれる、大きなパルスを送ることにより、オンされる又はアドレスされる。セルは、減衰された放電を使用して、セル内で電荷をゼロにすることにより、オフ又は消去される。種々のグレーレベルを得るために、画像の表示の期間をわたって、サブフィールド、又は、サブフレームを使用して、オンとオフ状態の継続時間を変調することにより、目の積分現象を使用する。
【０００５】
各基本セルの時間点弧変調を達成するために、２つのいわゆる”アドレッシングモード”が主に使用される。第１のアドレッシングモードは、”表示しながらのアドレッシング”と呼ばれ、セルの他の行を維持しながら、セルの各行をアドレッシングし、このアドレッシングは、シフトされた方法で行毎に発生する。第２のアドレッシングモードは、”アドレッシングと表示分離”と呼ばれ、３つの別々の期間中にパネルの全てのセルをアドレッシングし、維持しそして消去する。これらの２つのアドレッシングモードに関する詳細は、当業者は、例えば、米国特許番号５，４２０，６０２と５，４４６，３４４を参照する。
【０００６】
どのアドレッシングモードが使用されても、オン／オフモードのセルの動作の時間積分に関連する多くの問題がある。輪郭の１つの問題は、２つの色の間の変化領域の移動による、暗い又は明るい、又は、色のついた、線の出現よりなる。輪郭現象は、さらにその上、目が同じ色に関連する２つの非常に似た色の間で変化が起こるときには、知覚されやすい。輪郭のシャープさの問題も、移動する物体と共に発生する。
【０００７】
図１は、移動する変化を有する２つの連続する画像を表示する時間分割を示す。画像の合計の表示時間は、国に依存して、１６．６又は２０ｍｓである。表示時間中は、重み１，２，４，８，１６，３２，６４及び１２８の期間に関連する８のサブフィールドが、セル当り２５６グレーレベルを可能とするために発生される。各サブフィールドは、基本セルが、基本時間により乗算された重み１，２，４，８，１６，３２，６４及び１２８に等しい発光時間の間、発光されるか又は発光されないことを可能とする。発光時間は、セルがオフの間の消去及びアドレッシング動作により分離される。
【０００８】
レベル１２８とレベル１２７の間の１つの色の変化は、画像Ｉと５画素シフトされた画像Ｉ＋１について示されている。目により行われる積分は、示された斜めのラインの時間積分となる。積分の結果は、レベル１２８と１２７の間の変化の瞬間で、ゼロに等しいグレーレベルの出現により明らかにされ、人間の目にはこれらの２つのレベルの間を区別できない。レベル１２７からレベル１２８への変化が起こる時には、レベル０が出現し、逆にレベル１２８からレベル１２７への変化が起こる時には、レベル２５５が出現する。３原色（赤、緑及び青）は、ともに結合され、このレベルの変化は色がつき、そして、更に目に見えるようになる。
【０００９】
第１の解決方法は、エラーを最小にするために、高い重みを”細かくする”ことである。図２は、重み３２、６４及び１２８の３つのサブフィールドの代わりに、重み３２の７つのサブフィールドを使用する、図１と同じ変化を示す。目の積分エラーは、そして、レベル３２に等しい最大値で発生する。エラーを最小にするために、サブフィールドの重みを変えることにより、多くの他の解決方法が提供される。しかしながら、どの解決方法が、種々のサブフィールドの輝度分配に適用されても、通常は符号化による表示エラーが残る。
【００１０】
欧州特許出願番号０９７８８１７（以後Ｄ１と呼ぶ）では、観測された動きに従って、画像を補正することが提案されている。Ｄ１では、動きベクトルが、表示される全ての画素に対して計算され、そして、サブフィールドは、サブフィールドの種々の重みに従って、これらのベクトルに沿って移動される。このように得られた補正を、図３に示す。この補正の結果は、一般的には輪郭化を受ける変化に属する領域が、同じ動きベクトルで移動するので、輪郭効果を起こす変化に非常に優れた結果を与える。
【００１１】
しかしながら、Ｄ１に記載された補正は、物体がクロスオーバーするシーケンスで実施されたときに、欠点を有する。図４は、従来技術の推定器から得られた動きベクトルフィールドを示す。現在の画像（画像Ｉ）の各点に関連して、動きベクトルは、前の画像（画像Ｉ−１）に関する移動の方向を示している。移動する物体が、背景の前に動くときには、背景の一部が現れ、一方、他の部分の背景が隠れる。動きベクトルに沿って現在の画像のサブフィールドを移動させようとする場合に、衝突領域１と空孔領域２が現れる。衝突領域２は、移動ベクトルの交差により特徴付けられ、これは、所定の点の所定のサブフィールド上に２値を負わせる。空孔領域は、情報の欠落により特徴付けられる。
【００１２】
本発明は、輪郭化欠陥についての動き補償を実行する方法を提供する。本発明に従って、動き補償は、各サブフィールドに対して、前記サブフィールドの瞬間に配置される、動き補償された中間画像に対応する状態を、各セルに割り当てることにより、各セルの状態を決定することにより、実行される。
【００１３】
本発明は、各セルがオン又はオフの何れかである複数のサブフィールドの所定の期間をわたる時間積分により、グレーレベルが得られる、複数のセルを含む、表示装置上にビデオ画像を表示する方法である。各サブフィールドに対して、前記サブフィールドの瞬間に対応する、動き補償された中間画像が計算される。次に、各サブフィールドに対する各セルの状態が、前記サブフィールドに関連する中間画像に対応するセルの値をそこへ割当てることにより決定される。
【００１４】
好ましくは、表示される画像と前の画像の間の動きの推定が行われ、動き推定より得られた動きベクトルは平行ベクトルフィールドにグループ化される。各サブフィールドに対して及び各セルに対して、適用される動きベクトルが決定され且つそして、対応するグレーレベルが、表示される画像及び／又は表示される画像に先行する画像に従って、決定される。
【００１５】
３つの状況が、所定のサブフィールドに対する画像の種々の領域に依存して、考えられうる。セルが単一の平行ベクトルフィールドを当てられる場合には、それに関連付けされるベクトルは、そのベクトルフィールドに対応し、且つ、そのグレーレベルは、そのベクトルが指す表示される画像のそのグレーレベルに対応する。セルが少なくとも２つの平行ベクトルフィールドを当てられる場合には、そのセルを通過する全てのフィールドに平行なベクトルが決定されそして、表示される画像のグレーレベルと前の画像のグレーレベルが最も近いベクトルは、そのセルと関連付けされ、そのセルに関連するグレーレベルは、その関連するベクトルが指す表示される画像のグレーレベルに対応する。セルがどのベクトルフィールドも当てられていない場合には、隣接するベクトルの平均に対応する結果のベクトルが計算され、且つ、結果のベクトルに対応する前の画像のグレーレベルがそのセルと関連付けされる。
【００１６】
変形例として、セルがどのベクトルフィールドも当てられていない場合には、前の画像の動きベクトルが延長され、且つ、そのセルを囲む前の画像の延長されたベクトルのフィールドに平行なベクトルが割当てられ、そのセルに関連するグレーレベルは、そのセルに割当てられたベクトルが通過する前の画像のそのグレーレベルに対応する。
【００１７】
本発明は、上述の方法を使用する表示装置にも関連する。特にその装置はプラズマパネルを有する。
【００１８】
添付の図面と共に、以下の説明を読めば、本発明は、明確に理解され且つ更なる特徴と優位点は、明らかとなろう。
【００１９】
図１から３は、前述したので更に詳細には説明しない。
【００２０】
図４は、動き推定器により供給される動きベクトルを示す。本発明により使用される動き推定器は、動き補償を伴なう画像表示周波数変換を実行するのに使用されるものと同じ形式である。現在使用される動き推定器は、いわゆる完全な推定器が与えるであろうものと同様な結果を与える。動きベクトルは、画像の水平軸に沿った成分と、垂直軸に沿った成分を有し、これは、２つの画像（又は、インターレースモード又はプログレスモードのどちらでシステムが動作しているかに依存し、２つのフレーム）の間の点の移動に対応する。表現上の理由から、画像は、水平軸に沿った線の一連の点により、１次元でのみ示され、垂直軸は時間を示している。
【００２１】
所定の画像Ｉについて、動き推定器は、各点を、既知の技術を使用して前の画像で指示される動きベクトルに関連付ける。背景の出現に対応する点については、推定器は、隣接ベクトルと、現在の画像（画像Ｉ）と前の画像（画像Ｉ−１）のポイントグループテクスチャに依存して、関連するベクトルを信頼性を持って決定することができる。得られた結果は、動きベクトルの交差に対応する衝突領域１及び、ベクトルの通らない空孔領域２を生じる。
【００２２】
本発明に従って、動き補償された中間画像が、そのサブフィールドに対するセルのオン又はオフ値を決定するために、各サブフィールドと関連付けられる。図５は、セルの値を計算する第１の方法を示す。
【００２３】
最初に、画像Ｉと画像Ｉ−１の間の動きの推定がなされる。動き推定の結果は、その全てが画像Ｉの単一画素を指すベクトルＶ１からＶ２０の組みである。画像Ｉの各画素は、画像Ｉ−１から開始する関連する動きベクトルを有する。この示された例では、動きベクトルは、ベクトルフィールドＶＦ１からＶＦ３へ共にグループ化される。ベクトルフィールドＶＦ１からＶＦ３は、同じ動きベクトルに関連する画像Ｉの連続する画素流域に対応し、関連する動きベクトルの軸に沿った画像Ｉ−１上のこの画素領域の投影を含む。グループ化は、隣接画素に関連するベクトルの間の比較により実行され、−２つのベクトルが平行である場合には、２つの画素は同じフィールドに属する。変形に従って、２つのベクトルが、例えば、ｘ軸及び／又はｙ軸に沿って±０．１画素のオフセットのような、小さなマージンのエラーを伴なって平行であることも可能である。
【００２４】
サブフィールドに関連する中間画像の計算は、前記サブフィールドの終わりに対応する瞬間に実行される。中間画像の各画素に対して、どのベクトルフィールドＶＦ１からＶＦ３が適用されるかを観測する。例えば、画素Ｐ１とＰ２について、単一のベクトルフィールドが適用可能である場合には、それぞれ、ベクトルフィールドＶＦ２又はＶＦ３の方向に沿って射影することにより、どの画素に対して、画像Ｉ上で、ベクトルフィールドが対応するかを観測する。もちろん射影は画像Ｉの画素に対応できず、−この場合には、例えば、最も近い画素の値が取られ、又は、最も近い画素の値をわたる重み付けされた平均が取られる。
【００２５】
例えば、画素Ｐ３のように、画素が衝突領域にある場合には、どのベクトルフィールドが適用されるかが決定される。これを行うために、画素Ｐ３の射影が、画素Ｐ３が置かれているベクトルフィールドＶＦ２とＶＦ３の各々の方向に沿って、一方では、画像Ｉ上にそして、他方では、画像Ｉ−１上に、行われる。次に、各々の方向に沿って、画像ＩとＩ−１の画素（又は、可能な平均からの結果の画素）の値の間の差が取られる。次に、その方向に沿って、画像ＩとＩ−１の画素が最も近いかを決定するために、２つの差の絶対値が、比較される。画像ＩとＩ−１の画素が最も近い方向へ対応するフィールドＶＦ２が、画素Ｐ３へ割当てられる。最後に、このようにＰ３と関連付けられるので、フィールドＶＦ２の方向に沿った画像Ｉ上への射影に対応する値が、それと関連付けられる。
【００２６】
一方では、例えば、画素Ｐ４のような、画素が空孔領域にある場合には、空孔領域を囲むベクトルフィールドＶＦ１とＶＦ２に従って、ベクトルＶｍが決定される。ベクトルＶｍは、領域を囲むベクトルフィールドＶＦ１とＶＦ２に関連するベクトルを平均することにより計算され、この平均は、各ベクトルフィールドＶＦ１とＶＦ２の画素Ｐ３を分離する中間画像上の距離により重み付けされる。次に、画素Ｐ３に関連する値を決定するために、画像Ｉ−１上の画素Ｐ３の射影が、ベクトルＶｍの方向に沿ってなされる。
【００２７】
中間画像をサブフィールドと関連付けるために、上述の例では、サブフィールドの終了の瞬間は、画像が置かれねばならない瞬間であると考えられ、画像Ｉは、最後のサブフィールドの最後の瞬間に対応する。変形として、当業者は、その画像を、サブフィールドの開始の瞬間に対応付けうる。他の変形は、画像Ｉを画像の第１のサブフィールドに関連付けし、−この場合には、画像Ｉ＋１とともに動きベクトルを計算しそして画像の表示を遅延させるする必要がある。
【００２８】
図６は、空孔領域内の画素の値を決定する変形を示す。この方法については、画像Ｉ−１のベクトルフィールドの伸張に対応するベクトルフィールドが決定される。画素Ｐ１からＰ３は、全て、少なくとも一つのベクトルフィールドＶＦ２及び／又はＶＦ３が存在する領域内にあるので、これらの画素の値は例えば、前述のように、決定される。一方、画素Ｐ３は空孔領域内にあるので、画像Ｉ−１とＩ−２を使用して計算されたベクトルフィールドの伸張に対応するベクトルフィールドＶＦ’が考慮される。画素Ｐ３は、ベクトルフィールドＶＦ’の方向に沿って、画像Ｉ−１上へ射影される。画素Ｐ３に関連する値は、射影に沿った画像Ｉ−１の画素の値に等しい（又は、最も近い画素の重み付けされた平均に等しい）。
【００２９】
図７は、採用されている手順を要約し、この方法は、種々の中間画像び種々の画素へ与えられるベクトル又はベクトル方向を決定するのに使用される。新たな画像の受信に際し、新たな画像Ｉと前の画像Ｉ−１の間の動きを推定する第一のステップＥ１が実行される。この動き推定は、多くの知られた技術の１つに従って、実行される。
【００３０】
第１のステップＥ１の後に、動きベクトルを伸張する第２のステップＥ２が実行される。この第２のステップＥ２中に、第１のステップＥ１中に得られた動きベクトルから計算された、動きベクトルが、各サブフィールドについて、各画素に関連付けられる。オプションで、前述のように、前の画像Ｉ−１上で実行された第１のステップＥ１に対して得られた動きベクトルは、再び使用され得る。
【００３１】
第２のステップＥ２の後に又は、前記ステップＥ２と部分的に同時に、グレーレベルを計算する第３のステップＥ３が実行される。この第３のステップＥ３は、上述のように、関連する計算されたベクトル又は及び現在の画像Ｉ又は前の画像Ｉ−１に従って、各サブフィールドの各画素に適用されるグレーレベルを決定する。第２と第３のステップＥ２及びＥ３は、サブフィールドの画素に対して動きベクトルが計算されるとすぐにオーバーラップする。
【００３２】
本発明に必要な資源を最小化するために、中間画像の計算は、前記サブフィールドに対するセルの状態を決定するのに必要な情報に制限される。各サブフィールドに対して、適用される動きベクトルが、各セルに対して決定されるが、しかし、対応するグレーレベルは、動きベクトルが単一の画素を指さない場合にのみ計算される。
【００３３】
最後に、ステップＥ４中に、グレーレベルの符号化が実行される。本発明に従って、ＰＤＰのオン又はオフ状態は、所定のサブフィールドに対するセルに対応する画素に従って、所定のサブフィールドに対して決定される。符号化の例として、図５では、ベクトルフィールドＶＦ２に含まれる画素に関連するグレーレベルは、全てレベル１２７であり且つ、ベクトルフィールドＶＦ３に含まれる画素に関連するグレーレベルは、全てレベル６４であると考えられる。セルＣ１２のレベルはレベル１２７に符号化され、そして、セルＣ１８のレベルはレベル６４に符号化される。セルＣ１３からＣ１７は、中間レベルである。重み１のサブフィールドについては、セルＣ１３からＣ１７はフィールドＶＦ１に属する。重み２、４、８及び１６のサブフィールドについては、セルＣ１３からＣ１６は、ＶＦ２に属し、一方、接続されたＣ１７は、フィールドＶＦ３に属する。重み３２の第１のサブフィールドについては、セルＣ１３からＣ１５は、フィールドＶＦ２に属し、そして、セルＣ１６とＣ１７は、フィールドＶＦ３に属する。重み３２の第２と第３のサブフィールドについては、セルＣ１３とＣ１４は、フィールドＶＦ２に属しそして、セルＣ１５からＣ１７は、フィールドＶＦ３に属する。重み３２の第４と第５のサブフィールドについては、セルＣ１３は、フィールドＶＦ２に属し、そして、セルＣ１４からＣ１７は、フィールドＶＦ３に属する。重み３２の第６と第７のサブフィールドについては、セルＣ１３からＣ１７は、ＶＦ３に属する。そしてセルＣ１３からＣ１７に符号化された値は、それゆえにそれぞれ、１２７、１２７、９５、９５及び６５に等しい。そして、発光テーブルは、既知の記述を使用して、符号化されたレベルから生成される。
【００３４】
非常の多くの実行構造が可能である。実施例を図８に示す。画像メモリ８００は、格納するための画像のシーケンスを受信する。メモリ８００のサイズは、少なくとも３つの画像を格納することができ、画像Ｉ＋１は、画像Ｉ−１を使用する画像Ｉの処理中に格納される。計算回路８０１は、例えば、信号プロセッサであり、前述の処理に従って符号化を実行し、そして、プラズマパネル８０３のコラムドライバへ、オン信号を送る。同期回路８０４は、コラムドライバ８０２とラインドライバ８０５を同期させる。
【００３５】
当業者は理解できるように、実行回路に関して、多くの変形が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】 オン／オフモードで動作する表示装置上で人間の目により行われるグレーレベルの時間積分を示す図である。
【図２】 オン／オフモードで動作する表示装置上で人間の目により行われるグレーレベルの時間積分を示す図である。
【図３】 オン／オフモードで動作する表示装置上で人間の目により行われるグレーレベルの時間積分を示す図である。
【図４】 動き推定器により提供されるベクトルフィールドの例を示す図である。
【図５】 本発明に従った動きベクトルの延長を示す図である。
【図６】 本発明に従った動きベクトルの延長を示す図である。
【図７】 本発明に従った、オン／オフモードで動作する表示装置についての、ビデオをコマンドに変換するために実行される連続するタスクを示す図である。
【図８】 本発明の一実施例のブロック図である。

Claims (5)

1. 各セルがオン又はオフの何れかである複数のサブフィールドの所定の期間をわたる時間積分により、グレーレベルが得られる、複数のセルを有する、表示装置上にビデオ画像を表示する方法であって、
   表示される画像と前の画像との間の動きが推定され、動き推定より得られた動きベクトルは平行ベクトルフィールドにグループ化されるステップ、
   各サブフィールドに対して及び各セルに対して、適用される動きベクトルが決定されるステップ、並びに
   各サブフィールドに対して及び各セルに対して、前記表示される画像及び／又は前記前の画像及び前記動きベクトルに従ってグレーレベルが決定されるステップ、
   を有する方法であり、所定のサブフィールドについて、
   セルが単一の平行ベクトルフィールドを当てられる場合には、前記動きベクトル、及び前記セルに対して決定された前記グレーレベルのそれぞれは、前記ベクトルフィールドの対応する動きベクトル、及び前記動きベクトルが指し示す前記表示される画像又は前記前の画像のグレーレベルであり、
   セルが少なくとも２つの平行ベクトルフィールドを当てられる場合には、前記セルを通過する全てのフィールドに対して平行な動きベクトルが決定され、前記セルに対して決定される動きベクトルは、前記表示される画像及び前記前の画像のグレーレベルが最も近く、前記セルに対して決定されるグレーレベルは、前記動きベクトルが指し示す前記表示される画像又は前記前の画像のグレーレベルであり、
   セルが何れのベクトルフィールドも当てられていない場合には、前記セルに対して決定された前記動きベクトル及び前記グレーレベルのそれぞれは、前記表示される画像又は前記前の画像に対して推定された隣接するベクトルに依存して得られた動きベクトル、及び前記得られた動きベクトルが指し示す前記表示される画像又は前記前の画像のグレーレベルである、
   方法。
2. 前記得られた動きベクトルは、前記表示される画像に対して推定された隣接するベクトルの平均である、請求項１に記載の方法。
3. 各セルがオン又はオフの何れかである複数のサブフィールドの所定の期間をわたる時間積分により、グレーレベルが得られる、複数のセルを有する、表示装置上にビデオ画像を表示する方法であって、
   表示される画像と前の画像との間の動きが推定され、動き推定より得られた動きベクトルは平行ベクトルフィールドにグループ化されるステップ、
   各サブフィールドに対して及び各セルに対して、適用される動きベクトルが決定されるステップ、並びに
   各サブフィールドに対して及び各セルに対して、前記表示される画像及び／又は前記前の画像及び前記動きベクトルに従ってグレーレベルが決定されるステップ、
   を有する方法であり、所定のサブフィールドについて、
   セルが単一の平行ベクトルフィールドを当てられる場合には、前記動きベクトル、及び前記セルに対して決定された前記グレーレベルのそれぞれは、前記ベクトルフィールドの対応する動きベクトル、及び前記動きベクトルが指し示す前記表示される画像又は前記前の画像のグレーレベルであり、
   セルが少なくとも２つの平行ベクトルフィールドを当てられる場合には、前記セルを通過する全てのフィールドに対して平行な動きベクトルが決定され、前記セルに対して決定される動きベクトルは、前記表示される画像及び前記前の画像のグレーレベルが最も近く、前記セルに対して決定されるグレーレベルは、前記動きベクトルが指し示す前記表示される画像又は前記前の画像のグレーレベルであり、
   セルが何れのベクトルフィールドも当てられていない場合には、前記セルに対して決定された前記動きベクトル及び前記グレーレベルのそれぞれは、前記セルを囲む前記前の画像の予測されたベクトルのフィールドに対して平行なベクトル、及び前記動きベクトルが指し示す前記表示される画像又は前記前の画像のグレーレベルである、
   方法。
4. 請求項１乃至３の何れか一項に記載の方法を使用することを特徴とする表示装置。
5. プラズマパネルを有することを特徴とする請求項４に記載の表示装置。

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