JP5142335B2 - ビデオピクチャをディスプレイするための方法、及び装置 - Google Patents

Description

本発明は、ＤＬＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｌｉｇｈｔ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ：登録商標）技術を用いたディスプレイ装置に関する。この発明はデジタルシネマおよびコンテンツ保護の分野に属しており、この分野において直接の違法な配信を導くカムコーダ取得はコンテンツ所有者にとって重要な収入源の損失を招く。

一般に、視覚コンテンツ（静止画または動画）は、著作権に関係する独占的な保証により利益を受ける、一般的な創作物に属する。それらの再生は一般に、著者やその譲受人への報酬を可能にする強力に限定されたフレームワークの範囲内にのみ許可されている。

これらの法的なルールが正しく守られていることを確実にさせるために、違法なコピーを防止し、または十分にそれらの質を悪くさせて使用できないように変えるような数多くのシステムが開発され続けている。

このフレームワークの中で、特許文献１のものは画像の表示中にたとえば、シネマ観客席でカムコーダを使って、その画像を撮ることによって画像のコピーすることに対抗することを目指している。この目的のために、パターンのピクセルの明るさが、表示される値の近傍において、人間の目で視認出来ないパターンを表現するが、カムコーダによって撮影されるシーケンスにおいてはアーチファクトを生成する周波数で、調整されることが提案された。このパターンは、一般に、アンチコピーパターンと呼ばれる。パターンの形状は、カムコーダにより表示された画像に現れる「違法コピー」タイプのメッセージを埋め込むよう決定され得る。

パターンが人間の目に視認され得ないようにするために、調整は、パターンが明るい画像とパターンが暗い画像とを交互にさせることからなり、いくつかの画像に亘るパターンの中間の明るさは、パターンが存在しないときに画像において表示すべき明るさに相当する。これらの画像を表示する間、目はインテグレーション（統合）を実行し、実際には中間の明るさを視認する。この技術は、パターンが強めに彩色されている画像とパターンが弱めに彩色されている画像とを交互にさせることによる画像の彩色に適用されてもよく、いくつかの画像に亘るパターンの中間色はパターンが存在しないときに表示すべき中間色に相当している。

欧州特許出願第１２３７３６９号明細書

実際には、２４Ｈｚで受信される最初のシーケンスの各画像は、上述したようなアンチコピーパターンを作るよう、画像のいくらかの部分の明るさおよび／または色が調整された複数の画像にＮ＊２４Ｈｚで分解される。

このアンチコピー方法はＤＬＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｌｉｇｈｔ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ）準拠のディスプレイ装置によって実施されていないので、本発明の目的は、そのようなディスプレイ装置を提供することにある。

したがって本発明は、ビデオピクチャを表示する発光素子のアレイを備えたディスプレイ装置に関する。さらに、本発明は、第１のレートで受信したビデオピクチャのピクセルのビデオデータの色または明るさを調整し、第２のレートで調整されたビデオデータを出力する調整手段であって、この第２のレートは第１のレートの倍数である、調整手段と、この調整されたビデオデータをサブフィールドデータにコーディングするサブフィールドコーディング手段であって、このサブフィールドデータは第２のレートで配信される、サブフィールドコーディング手段と、このサブフィールドデータを第３のレートでアレイにアドレスするアドレッシング手段とを備える。

この調整手段は、以上に述べられたように表示されるビデオピクチャにおいてアンチコピーパターンを導入するために使用される。そして、調整手段は、表示される値の近傍において、パターンのピクセルの色または明るさを調整レートで調整する。調整レートは好都合には第３のレートの半分である。この第３のレートは、調整が、人間の目で視認され得ないが、表示されたビデオピクチャがカムコーダなどのビデオキャプチャリング装置により捕捉された際にアーチファクトを作るよう、選択される。

好ましい実施形態では、アレイのアドレッシングは、カムコーダによりビデオを取得するのを妨害するために、受信したビデオデータに同期させない。この場合では、第３のレートは第１のレートの倍数ではない。

好都合に、ビデオ取得についての障害を増加させるために、ビデオピクチャの表示の間は、第３のレートは動的に変化する。第３のレートは、たとえば１２０Ｈｚから１４４Ｈｚの間で変化する。第３のレートの変化は好ましくはシーケンスカットにおいて作られる。

本発明の例示的な実施例は図示されており、以下の記述によって詳細が明らかに説明される。

ＤＬＰベースのディスプレイ装置におけるアドレッシングの原理は以下に示される。
そのようなＤＬＰベースのディスプレイ装置はデジタルマイクロミラー装置（ＤＭＤ：登録商標）である。（ＤＭＤの構成セルである）マイクロミラーの状態は基本的にバイナリ（オンまたはオフ）である。マイクロミラーの物理的原理はビデオに関するバイナリ情報によって決まる光を反射することまたは反射しないことである。各セルは２つの位置を取りうる可能性を有するミラーである。第１の位置においては、セルはオンであり、光は右方向に反射される。他方の位置においては、セルはオフであり、光は右方向に反射されない。

グレイ陰影に展開するために、フレームは複数のサブフィールドに分割される。図１は８つのサブフィールドに展開された８ビットビデオ情報（２５６レベル）を示している。各サブフィールドについて、各セルはバイナリ値でアドレスされている。そして、値は各セルについて同時にラッチされ、これらのセルは新しいビデオ情報がラッチされるまで変化しない。

２５６レベルまで展開するために、ＤＭＤの各セルはフレームの間に少なくとも８回シーケンシャルにアドレスされる。各サブフィールドの表示持続時間はアドレスされたビットに依存している。最上位ビット（ビット１２８）に対応する方が最下位ビット（ビット１）に対応する方よりも１２８倍長い。最上位ビットが１２８／２５５に対応する場合、最下位ビットはフレーム持続時間の１／２５５に対応する。このスキームは一般にパルス幅変調（ＰＷＭ）と呼ばれる。

動画の視認においていかなる一時的な障害をも避けるために、８つのサブフィールド以上が２５６レベルを展開するのに使用される。この目的のために、最上位ビットに対応するサブフィールドは複数の部分に分割され、フレーム内で異なる時間ロケーションにおいて表示される。最終的には、ディスプレイ装置のアドレッシング速度に応じて、８つまたは１０の最初のバイナリ情報は、４０または５０以上のサブフィールドによって表現され得る。

デジタルシネマにおいて、各ピクチャについてのアドレッシング期間は慣例的に１／２４秒である。基本のバイナリ情報のＤＬＰディスプレイにおけるアドレッシング時間は約１０μ秒であり、これはピクチャ当り多数のバイナリ情報をアドレスする可能性を想定させる。多数のバイナリ情報をアドレスする目的は、出来れば、バイナリ方法に起因する一時的なアーチファクトを避けることである。それゆえ、同じピクチャ情報は、１／２４秒で数回アドレスされる。図２は、６つの同じサブフレームへのフレーム分割を示している。最初のピクチャはまさに６つの同じサブピクチャに分割される。フレームの全体の持続時間は１／２４秒であり、各サブフレームの持続時間は１／１４４秒である。それゆえディスプレイ装置に必要とされるリフレッシュ周波数は１４４Ｈｚである。６つのサブピクチャは同じであるので、表示されるべきピクチャのビデオ情報がストアされているメモリを６回読むことによって生成され得る。

図３は最新のＤＬＰアドレッシングのブロック図を示している。入力ビデオは３×１０ビット（１０ビットはレッド、１０ビットはグリーン、１０ビットはブルー）がサブフィールドコーディングブロック３００により、図２のＰＷＭのスキームと互換性のあるバイナリデータストリームに変換される。各バイナリデータは、ＤＬＰチップ３０３の基本のセルの状態（ＯＮまたはＯＦＦ）に関連する。入力ビデオは２４Ｈｚのレートで受信され、またブロックによって生成された対応する１０ビット情報は、メモリアクセスブロック３０１によって同じレートでメモリ３０２に１回書き込まれる。メモリは例えば、ＤＤＲ−ＲＡＭである、このメモリは、書き込み動作については２４Ｈｚで、また読み取り動作についてはＤＬＰアドレッシングレート（例えば１４４Ｈｚ）で、全体的にアドレスされる。読み取りデータはＤＬＰチップ３０３にアドレスされる。

本発明によれば、ＤＬＰディスプレイ装置のアドレッシングは、アンチコピー処理を導入するために調整される。アンチコピー処理は、図４に示されるようなフレーム内において少なくとも２つの異なるサブピクチャを用いることによって実行される。図４の例では、最初のピクチャは６つの連続したサブピクチャに分割され、これらの６つのサブピクチャは異なるサブピクチャの３つの同じペアに対応している。それで第１番目、第３番目および第５番目のサブピクチャは同じであり、第２番目、第４番および目第６番目のサブピクチャは同じである。連続するサブピクチャの各ペアは、アンチコピー処理を実行するよう決定される、すなわちペアである２つのサブピクチャにおいて、パターンのピクセルの明るさおよび／または色は異なるが、それらの中間値は表示される値と等しい。これらのサブピクチャは高いレート（１４４Ｈｚ）で表示されるので、パターンは人間の目に視認され得ないが、カムコーダにより撮影されるときにはシーケンスに現れる。もちろん、パターンのピクセルの明るさ／色を調整するために、２つ以上のサブピクチャを使用することが可能である。フレームは、６とは異なる数のサブフレームにも分割され得る。

図５は、図４のＰＷＭのスキームを実行するＤＬＰプロジェクタでアドレッシングをすることができるブロック図を示している。２４Ｈｚで受信される入力ビデオ３×１０ビット（１０ビットはレッド、１０ビットはグリーン、１０ビットはブルー）が、アンチコピー処理ブロック５００により、処理されたビデオ３×１０ビットに４８Ｈｚで最初に変換される。ブロック５００は、最初のピクチャから２つのサブピクチャを生成する。２つのサブピクチャは、アンチコピーパターン（例えば、パターンは警告メッセージである）を示すいくつかのピクセルについて異なり、そのサブピクチャが閾値周波数よりも高いレートで表示されるときに、アンチコピーパターンが人間の目に視認され得ることがないよう決定される。この閾値周波数は、パターンピクセルの明るさが調整される時には約６０Ｈｚであり、パターンピクセルの色が調整される時には約２５Ｈｚである。処理されたビデオはサブフィールドコーディングブロック５０１により、図４のＰＷＭのスキームと互換性のあるバイナリデータストリームに変換される。各バイナリデータは、ＤＬＰチップ５０４の基本のセル状態（ＯＮまたはＯＦＦ）に関連する。ブロック５０１によって生成されたデータストリームは、メモリアクセスブロック５０２によってメモリ５０３に一回書き込まれる。このメモリは、書き込み動作については４８Ｈｚで全体的にアドレスされ、読み取り動作についてはＤＬＰアドレッシングレート（例えば１４４Ｈｚ）で全体的にアドレスされる。読み取られたデータは、その後、シーケンスの表示のためにＤＬＰチップ５０４にアドレスされる。

６つの異なるサブピクチャがアンチコピー処理について使用された場合、アンチコピーブロック５０１は、ビデオ入力の最初のピクチャそれぞれについて６つの異なるサブピクチャを生成する。これら６つのサブピクチャは、ブロック５００によって、図６のブロック図により示されているように１４４Ｈｚの周波数でアウトプットされる。

好ましい実施例では、メモリ５０３の読み取り動作は、２４Ｈｚの倍数ではないレートで実行される、すなわち、ＤＬＰアドレッシングレートは、カムコーダによる違法なビデオ取得を妨害するために、ｋ＊２４Ｈｚ（ここでｋは整数でない）と等しい。例えば、ｋは５と６の間に含まれる、すなわち、読み取りレートは１２０Ｈｚと１４４Ｈｚの間に含まれる。

図７は、ｋ＝６およびｋ＝５である２つのアドレッシング方法を示している。第１のケースでは、サブフレーム持続時間は１／１４４秒であり、第２のケースではサブフレーム持続時間は１／１２０秒である。

図８は、１２０Ｈｚと１４４Ｈｚとの間のレートでＤＬＰチップのアドレッシングを管理する方法を示している。この図は、サブフレームに分割される２つのフレームを示している。各サブフレームの持続時間は、１／（ｋ＊１４４）秒である。この最初のフレームは、１／２４秒においてアドレッシング方法ともはや同期しない。アドレスされるサブフレームは、メモリ５０３にストアされる最新のものである。５＜ｋ＜６であるので、一部のフレームは、図８における最初のフレームのように６回（＝６サブフレーム）繰り返され、他の一部は、図８における第２のフレームのように５回（＝５サブフレーム）繰り返される。

実際には、ＤＬＰの性質のおかげで、このリフレッシュレートを正確に調整することは非常に簡単である。ＤＭＤの基本のセルの基本の時間のスイッチング時間は約１０μ秒である。それゆえ、変化可能な長さでアドレッシング方法を定義することが可能である。ｋ＝６である場合、１つのサブフレームについてのアドレッシング時間は６９４０μ秒であり、ｋ＝５では８３３０μ秒である。その中間で任意のサブフレーム持続時間は、５＜ｋ＜６を与える。

整数でない変数の値ｋを使用することにより、ＤＬＰにおいて表示される内容がもはやビデオ入力と同期しない方法でアンチカムコーダを最適化する。このｋの値の変化は、リフレッシュ周波数のカムコーダの一定の同期を不可能にする。

サブフレームの数がすべての入力フレームについて同じでないので、ジャダー（judder）効果は、そのようなｋ＊２４Ｈｚのアドレッシング方法と共に発生し得る。現代のＤＬＰディスプレイ装置において強いアーチファクトなしに同じフレームが既に６回繰り返されているので、明らかにこのジャダー効果は大して重要ではない。違いは、サブフレームの数が、あるフレームと他のフレームとで異なるということである。これは、ＮＴＳＣ標準におけるフィルムについての３−２プルダウンモードなどと同様の原理であるが、我々が６−５プルダウンを備えているので３−２プルダウンよりもかなり少なく視認され得る。いずれにしろ、任意のアーチファクトを抑制するために、２つの隣接フレームの間に表示される最新のサブフレームの挿入を可能にし得る。

アンチカムコーダ効果を再び最適化するために、フィルム投影の間、値は好都合に動的に調整される。２つのリフレッシュレート値の間において視認可能ないかなるアーチファクトも避けるために、値の変化はビデオシーケンスにおけるカットで実行される。値ｋの変化は、次第に実行され得るか、実行されない。

好都合に、アンチコピー処理は、調整レートがリフレッシュレートの半分の周波数のときに、より有効である。これは、２つの異なるサブフレームがアンチコピーパターンを生成するために使用される図５および６に示される例である。振幅変調と合法なピクチャの視認性との間のトレードオフは、この調整レートについて最良のものである。リフレッシュレートが例えば１２０Ｈｚと１４４Ｈｚとの間である場合、調整レートは６０Ｈｚと７２Ｈｚの間である。

ビデオフレームを８サブフィールドにブレークダウンすることを示す図である。 ＤＬＰベースのディスプレイ装置への古典的なアドレッシング方法を示す図である。 図２に示すアドレッシング方法のブロック図を示す図である。 アンチコピー処理によるＤＬＰベースのディスプレイ装置へのアドレッシング方法を示す図である。 図４のアドレッシング方法の第１のブロック図を示す図である。 図４のアドレッシング方法の第２のブロック図を示す図である。 ディスプレイ装置のリフレッシュ周波数の２つの異なる値についてのアンチコピー処理によるアドレッシング方法を示す図である。 入力ビデオ周波数の倍数でないリフレッシュ周波数の値についてのアンチコピー処理によるアドレッシング方法を示す図である。

Claims (12)

1. 発光エレメントのアレイを使用してビデオピクチャをディスプレイする方法であって、
   あるパターンを示すいくつかのピクセルについて、少なくとも２つのビデオサブピクチャが異なるように表示するために、少なくとも１つのビデオピクチャから少なくとも２つのビデオサブピクチャを生成して表示することと、
   前記パターンの色又は明るさを調整するために、少なくとも２つのビデオサブピクチャを使用することであって、前記ビデオピクチャのピクセルのビデオデータは第１のレートで受信され、前記ビデオサブピクチャのピクセルのビデオデータは第２のレートで出力される、使用することと、
   前記生成されたビデオサブピクチャのピクセルの調整されたビデオデータをサブフィールドデータにサブフィールドコーディングすることであって、前記サブフィールドデータが第２のレートで伝えられる、サブフィールドコーディングすることと、
   第３のレートで前記サブフィールドデータを前記アレイにアドレスすることとを含み、
   前記第１のレートに対する前記第２のレートの比率が整数値であり、１つのビデオピクチャから次のビデオピクチャにかけて前記比率が変化して、連続したビデオピクチャの持続時間にわたる前記比率の平均が整数値ではないことを特徴とする方法。
2. 前記パターンのピクセルの色または明るさを調整することは、少なくとも２つのビデオサブピクチャに亘るパターンの中間の色または明るさが、パターンがないときに前記少なくとも１つのピクチャ内に表示される色又は明るさに一致するように、表示される値の近傍において実行されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. 前記調整することの調整レートは前記第３のレートの半分であることを特徴とする請求項２に記載の方法。
4. 前記調整することが人間の目では視認できないが、表示されたビデオピクチャがビデオキャプチャリング装置によってキャプチャされたときにアーチファクトを生じるように、前記第３のレートが選択されることを特徴とする請求項２または３に記載の方法。
5. 前記第３のレートは、前記第１のレートの整数倍でないことを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の方法。
6. 第３のレートは、ビデオピクチャを表示している間に動的に変化することを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の方法。
7. 前記発光エレメントはマイクロミラーバルブであることを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の方法。
8. ビデオピクチャを表示するための発光エレメントのアレイを備えたディスプレイ装置であって、
   あるパターンを示すいくつかのピクセルについて、少なくとも２つのビデオサブピクチャが異なるように表示するために、少なくとも１つのビデオピクチャから少なくとも２つのビデオサブピクチャを生成する手段であって、前記ビデオピクチャのピクセルのビデオデータは第１のレートで受信され、前記ビデオサブピクチャのピクセルのビデオデータは第２のレートで出力され、前記第１のレートに対する前記第２のレートの比率が整数値であり、１つのビデオピクチャから次のビデオピクチャにかけて前記比率が変化して、連続したビデオピクチャの持続時間にわたる前記比率の平均が整数値ではない、ビデオサブピクチャを生成する手段と、
   前記少なくとも２つのビデオサブピクチャを使用して、前記パターンの色又は明るさを調整する調整手段と、
   生成されたビデオサブピクチャのピクセルの前記調整されたビデオデータをサブフィールドデータにコーディングするサブフィールドコーディング手段であって、前記サブフィールドデータは第２のレートで伝えられる、サブフィールドコーディング手段と、
   第３のレートで前記サブフィールドデータをアレイにアドレスする手段とを備えることを特徴とする装置。
9. 前記調整手段は、少なくとも２つのビデオサブピクチャに亘るパターンの中間の色または明るさが、パターンがないときに前記少なくとも１つのピクチャ内に表示される色又は明るさに一致するように、表示される値の近傍において前記パターンのピクセルの色または明るさを調整することを特徴する請求項８に記載の装置。
10. 前記調整のレートは、第３のレートの半分であることを特徴とする請求項９に記載の装置。
11. 前記第３のレートは、前記調整が人間の目では視認できないが、表示されたビデオピクチャがビデオキャプチャリング装置によってキャプチャされたときにアーチファクトを生じるように選択されることを特徴とする請求項９または１０に記載の装置。
12. 前記発光エレメントは、マイクロミラーバルブであることを特徴とする請求項８から１１のいずれかに記載の装置。

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