KR100345423B1 - 동화상 표시 방법 및 그 장치 - Google Patents

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Abstract

휘도의 가중치가 상이한 복수의 서브필드로 1 필드의 화상을 구성하고, 1 필드의 화상을 구성하는 서브필드의 조합을 변화시킴으로써 필요한 계조를 표시하는 방법에 있어서, 화상의 이동 방향 및 이동량을 나타내는 움직임 벡터를 화상 데이터로부터 검출하고 검출한 움직임 벡터에 따라서 화상이 이동한 경우에 망막이 받는 계조와 등가의 계조를 망막에 부여하는 화상 데이터를 새롭게 생성한다. 새롭게 생성한 화상 데이터에 근거하여 서브필드의 조합을 결정한다.

Description

동화상 표시 방법 및 그 장치{DYNAMIC IMAGE DISPLAY METHOD AND DEVICE THEREFOR}
최근의 표시 장치의 대형화 요망에 응하기 위해서, PDP, EL 표시 소자, 형광 표시관, 액정 표시 소자 등의 박형(薄型)의 매트릭스 패널이 제공되기 시작하였다. 이러한 박형의 표시 장치 중에서, 특히 PDP는 대화면에서 직시형(直視型)의 표시 장치로서의 기대가 대단히 크다.
PDP의 중간조 표시 방법의 하나로서, 필드내 시간 분할법이 있다. 이 중간조 표시 방법은, 1 필드를, 휘도의 가중치가 상이한 N장의 화면(이하, 「서브필드」라 기술함)으로 구성한다. 휘도의 가중치가 작은 측으로부터 SF0, SF1, SF2, ..., SF(N-1)이라고 하고, 이들 서브필드 휘도 가중치의 비는 각각, 20, 21, 22,..., 2N-1이다. 1 필드내의 중간 휘도는, 서브필드의 발광의 유무를 선택하는 것에 의해 제어된다. 인간의 눈으로 느끼는 휘도는, 인간의 시각 특성(잔광 특성)에 의해, 발광 서브필드의 각각의 휘도의 합으로 나타낼 수 있다. 이 중간조 표시 방법으로 표현할 수 있는 중간 계조수는 1 필드내의 서브필드 수, 즉 2의 N승과 같다.
도 1에 상기 중간조 표시 방법을 이용한 1 필드내의 표시 순서를 도시한다. 1 필드는 8장(N = 8)의 휘도의 가중치가 상이한 서브필드로 구성되어 있다. 각 서브필드는 휘도의 가중치가 큰 쪽으로부터 SF7, SF6, ..., SF0이라고 불리고 있다. 여기서, SF7을 최상위 비트(MSB)측, SF0을 최하위 비트(LSB)측이라고 부르고 있다.
서브필드의 발광 회수의 비는, SF0을 "1"로 하면, SFl은 "2", SF2은 "4", ... SF6은 "64", SF7은 "128"이다. 서브필드 수가 8개일 때는 256 계조까지 표현할 수 있다.
그런데, 전술한 서브필드법에 의한 중간조 표시 방법은, PDP와 같은 「1」과「0」의 2개의 계조밖에 표현할 수 없는 2치 표시 디바이스로도 다계조 표현이 가능하다는 점에서 우수하다. PDP를 서브필드법으로 구동함으로써, 브라운관 방식의 텔레비젼 화상과 거의 마찬가지의 화질을 실현할 수 있다.
그러나, 예컨대, 농담이 완만하게 변화하고 있는 피사체의 동화상이 표시된 경우, 브라운관 방식의 텔레비젼 화상에서는 보이지 않은 PDP 화상에 특유의 소위 가상 윤곽이 발생한다.
가상 윤곽 발생 현상은, 인간의 시각 특성에 기인한 현상으로서, 영상 신호 레벨이 256 계조 표시일 때, 상기의 128, 64, 32, 16 등의 2의 N 승의 임계 부근을 따라, 마치 계조가 손실된 듯한 상태로, 또 본래 표시해야 할 색과 다른 색이 줄무늬 형상으로 되어 보이는 현상이다. 그러나, 정지 화상을 표시한 경우에는 가상 윤곽은 느껴지지 않는다. 움직임이 있는 부분에서 또한 상기 신호 레벨의 주변에서만 인지되는 것이 가상 윤곽의 특징이다.
도 2의 (a), (b)를 이용하여 서브필드 계조 표시 방법에서 가상 윤곽이 발생하는 원리에 대하여 설명한다. 도 2의 (a)에서는, 1 필드내의 서브필드 수가 8개로 그 배열이 휘도의 가중치가 작은 순서, 즉 SF0, SF1, SF2,..., SF7의 순서대로 나열되는 경우를 나타내고 있다. 임의의 화소 위치의 신호 레벨이 127로부터 128로 변화하고 있는 때에, 이 동화상이 1 필드에서 3 화소 이동하고 있는 것으로 한다. 도 2의 (b)는, 관측자가 이 동화상을 화면상에서 관측한 경우에, 관찰자가 받는 휘도 변화를 나타낸다.
이와 같이, 신호 레벨 127(SF0으로부터 SF6까지의 발광)과 신호 레벨 128(SF7만이 발광)이 이웃하고 있는 경우, 그 계조차는 1 LSB(1/256)이다. 그러나, 인간의 망막상에서 느끼는 발광값은, 이 발광 시간의 불균일성에 의해, 화상이 이동한 화소만큼의 적분값으로 된다. 즉, 본래 동일한 화소에서 발광하고 있어야 되는 각각의 서브필드의 발광이 동화상부에서는 상이한 화소 위치에서 발광하게 되어, 화소의 중간조 휘도가 단지 각 서브필드의 합으로 표현할 수 없게 된다. 이것이 인간의 시각에서 가상 윤곽으로서 느껴지는 이유이다.
도 2의 (b)에 나타낸 바와 같이, 동화상이 표시 화면의 좌측으로부터 우측으로 스크롤하면, 전술한 신호 레벨의 임계부는 밝은 선으로서 느껴지고, 반대로 동화상이 표시 화면의 우측으로부터 좌측으로 스크롤하면, 전술한 신호 레벨의 임계부는 서브필드의 공간적 분리에 의해, 어두운 선으로서 느껴지게 된다.
한편, 서브필드의 배열이 휘도의 가중치가 큰 쪽, 즉 SF7, SF6, SF5,..., SF0과 순서대로 나열되어 있는 표시 방법에 있어서는, 동화상이 표시 화면의 좌측으로부터 우측으로 스크롤하면, 신호 레벨의 임계부는 어두운 선으로서 느껴지고, 반대로 동화상이 표시 화면의 우측으로부터 좌측으로 스크롤하면, 신호 레벨의 임계부는 밝은 선으로서 느껴지게 된다. 즉, 표시 화면의 동화상의 이동 방향에 의해서, 가상 윤곽이 보이는 방법이 상이하게 된다.
또한, 이 가상 윤곽의 발생은 동화상의 움직임 속도에도 의존하여, 움직임 속도가 빠를수록, 가상 윤곽이 미치는 범위는 크다. 예컨대, 1 필드 중에 10 화소 이동하는 동화상의 가상 윤곽은 10 화소에도 미친다.
종래, 이 가상 윤곽에 대한 대책으로서 각종 제안이 되어 있고, 일본국 특허 공개 평성 제 7-271325 호 공보에서는, 서브필드의 표시 순서를, 펄스 수 비율이 1, 2, 4, 8, 16, 32, 64, 128과 같은 단순 증가가 아니라, 가상 윤곽이 눈에 띄지 않는 순서로 재배열하는 기술을 개시하고 있다. 예컨대, 서브필드 중에서 가장 표시 기간이 긴 서브필드를 필드의 중심에 배치하는 순서로 표시하거나, 1 필드마다 표시 순서를 변화시키는 방법 등이다.
그러나, 서브필드의 재배열이나 필드마다 서브필드의 발광 시퀀스를 바꾼 것에서는, 움직임이 빠른 동화상에 대한 가상 윤곽에는 대응할 수 없는 등 효과가 매우 한정된다.
또한, 일본국 특허 공개 평성 제 8-123355 호 공보에는 움직임 검출을 이용한 가상 윤곽의 억지 기술이 개시되어 있다. 이것은 연속된 2장의 필드 화면의 동화상과 배경 화면에 대응한 화면으로부터 움직임량과 방향을 검출하여, 이 검출값과 각 서브필드 화면의 단위 시간에 있어서의 분할 시간 비율에 근거하여 움직임 보정량을 구하고, 이 보정량에만 대응하는 서브필드 화면의 발광 패턴을 이동시킨다고 하는 기술이다.
또한, 일본국 특허 공개 평성 제 8-211848 호 공보에서는, 움직임 벡터를 필드간의 표시 데이터에 의해 화소 블럭마다 검출하여, 필드내의 선두 서브필드는 입력 데이터의 그것에 대응하는 데이터를 표시하고, 그것에 계속되는 각 서브필드는 각각의 선두 서브필드로부터의 지연 시간을 필드 주기로 나눈 값을 움직임 벡터에 곱한 값을 이용하여 표시 데이터를 이동시켜 화상을 표시하는 기술 내용이 개시되어 있다.
상기한 바와 같이 움직임량에 따라 서브필드의 발광 패턴을 이동시키거나 표시 데이터를 바꾸는 것만으로는, 후술하는 바와 같이, 시각 광량과의 매칭을 완전히 대응시킬 수 없는 경우가 발생되어, 단지 움직임량에 의한 서브필드 데이터의 이동만으로는 가상 윤곽의 발생을 방지할 수 없다는 것을 시각 실험에 의해 알 수 있었다. 또한, 움직임 검출을 이용한 가상 윤곽 억제에서는, 가상 윤곽을 방지하기 위한 결정적 수단은 얼마나 정밀도 양호하게 움직임량을 검출하는지의 여부와 관련이 있음에도 불구하고, 실용성이 있는 움직임 검출의 구체적 구성이 충분히 개시되어 있지 않다.
또한, 일본국 특허 공개 평성 제 8-234694 호 공보에 개시된 가상 윤곽 보정 방법에서는, 동일 화소에 대응하는 단위 화소 데이터를 적어도 1 프레임 기간만큼 떨어진 이전값과 이번값을 비교하여, 쌍방의 발광 논리값의 최상위 비트의 자리수 위치가 서로 상이한 경우, 이번값에 대하여 보정 데이터를 가산 혹은 감산하고 있다.
그러나, 이 가상 윤곽 보정 방법에서는 동화상의 움직임 방향이 특정될 수 없으면 효과가 반대로 될 가능성이 있다. 예컨대, 상위 방향으로 비트의 자리수 위치를 검출했을 때 보정 데이터를 감산하지만, 전술한 바와 같이 화상이 왼쪽 방향으로 움직이고 있는 때에 상기 연산을 실행하면 오히려 가상 윤곽이 강조되어 효과가 반대로 되는 경우가 생기게 된다. 마찬가지로 하위 방향으로 비트를 검출했을 때 보정 데이터를 가산하지만, 화상이 반대 방향으로 이동하고 있는 경우에는 효과가 반대로 된다. 또한, 속도가 빠른 동화상에도 대응할 수 없는 과제를 갖고 있다.
이와 같이, 종래부터 임의의 가상 윤곽의 억지에 관한 기술에서는, 움직임 벡터의 검출 정밀도가 충분하지 않아서, 움직임이 빠른 동화상 및 농도가 평탄한 화상에서 발생하는 가상 윤곽을 충분히 방지할 수가 없다고 하는 과제를 갖고 있다.
발명의 개시
본 발명은, 이상과 같은 실정을 감안하여 이루어진 것으로, 서브필드법으로 계조 표시를 실행하는 표시 장치에 있어서, 동화상을 눈으로 추종하였을 때의 가상 윤곽의 발생을 대폭 억제하여, 고화질의 동화상 표시 방법 및 동화상 표시 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은, 휘도의 가중치가 상이한 복수의 서브필드로 1 필드의 화상을 구성하여, 1 필드의 화상을 구성하는 서브필드의 조합을 변화시킴으로써 필요한 계조를 표시하는 방법에 있어서, 화상의 이동 방향 및 이동량을 나타내는 움직임 벡터를 화상 데이터로부터 검출하는 단계와, 검출한 움직임 벡터에 따라서 화상이 이동한 경우에 망막이 받는 계조와 등가의 계조를 망막에 부여하는 화상 데이터를 새롭게 생성하는 단계와, 새롭게 생성한 화상 데이터에 근거하여 서브필드의 조합을 결정하는 단계를 구비하는 동화상 표시 방법을 제공한다.
또한, 본 발명은, 서브필드 기간에 이동한 주목 화소로부터 영향을 받는 화상 영역에 대하여 상기 주목 화소의 화소 농도를 분배하고, 주변 화소로부터 화소 농도가 분배된 각 화소에 대하여 각각 화소 농도의 총합에 따라 해당 서브필드의 점등의 유무를 결정하는 동화상 표시 방법을 제공한다.
본 발명에 의하면, 화상의 움직임 벡터를 검출하고, 해당 검출한 움직임 벡터의 이동 방향을 따라서, 표시해야 할 화상 데이터를 분배 배치하여 서브필드 구동 데이터를 구성하도록 하였기 때문에, 움직임 화소수, 및 움직임 방향에 따른 벡터값으로부터, 표시 화면상에서 이동 화소에 대하여 시선이 추종했을 때에, 각 서브필드 구간내에서의 발광 시간과 화면상의 시선 이동의 경로로부터 각 망막 위치에 들어가는 광량의 기여율이 실시간으로 계산되어, 그 출력 데이터로부터 새로운 서브필드 데이터가 작성되기 때문에, 움직임이 검출된 정확한 화소의 이동 화소수, 및 이동 방향에 따라 화상 데이터가 변환되어, 가상 윤곽의 발생을 방지할 수 있다고 하는 효과가 있다.
또한, 본 발명은, 상기 화상 데이터의 분배를, 서브필드마다 순차적으로 실행하도록 하였기 때문에, 서브필드 처리를 대폭 삭감할 수 있어, 연산 속도의 고속화를 도모할 수 있다.
또한, 본 발명은, 상기 화상 데이터를 분배하는 화소 위치와 분배 비율을, 상기 검출한 움직임 벡터의 이동 방향 및 이동량에 근거하여 산출하는 동화상 표시 방법을 제공한다.
본 발명에 의하면, 망막에 들어가는 광량을 정확하게 구할 수 있다고 하는 효과가 있다.
또한, 본 발명은, 화상의 움직임 벡터를 검출하고, 해당 검출한 움직임 벡터를 기초로, 화소마다의 4 코너의 이동 방향 및 이동량을 나타내는 4 코너 움직임 벡터를 검출하여, 검출한 4 코너 움직임 벡터에 따라, 표시해야 할 화상 데이터를 분배 배치하여 서브필드를 구성하는 동화상 표시 방법을 제공한다.
본 발명에 의하면, 화소의 움직임에 따라 그 형상이 왜곡되는 경우에 있어서도, 정확하게 형상을 파악해 놓을 수 있게 되어, 정확한 화소 면적과 기여율을 구하는 것이 가능해진다.
또한, 본 발명은, 가상 윤곽이 발생하는 신호 레벨 근방의 화소의 움직임을 포착하여, 화소의 움직임에 따라 현 화상 데이터를 보정하는 동화상 표시 방법을 제공한다.
본 발명에 의하면, 가상 윤곽이 발생하는 신호 레벨 근방에서 화소의 움직임을 포착함으로써, 화소값의 분포의 편중에 영향받는 일없이, 화상의 국소적인 변화를 고속으로 검출할 수 있다. 가상 윤곽부가 발생하는 화소의 움직임은 극히 국소적인 검출로 충분하고, 계산 시간, 회로 구성 등을 간단히 할 수 있다.
또한, 본 발명은, 가상 윤곽이 발생하는 신호 레벨 근방의 구간을 임계치에 의해 현 필드 화상 및 전 필드 화상을 2치화하고, 2치화 화상을 비교하여 움직인 화소의 이동 화소수 및 이동 방향을 검출하며, 현 필드 화상에서 가상 윤곽이 발생하는 신호 레벨을 갖는 움직임 화소를 그 이동 화소수 및 이동 방향에 따라 보정하는 동화상 표시 방법을 제공한다.
본 발명에 의하면, 가상 윤곽이 발생하는 신호 레벨 근방의 임계치에 의해 현 필드 화상 및 전 필드 화상을 2치화하기 때문에, 소영역에서도 원 화상의 특징을 반영한 것으로 되어, 가상 윤곽부가 발생하는 화소의 움직임을 검출할 수 있다. 또한, 움직임이 검출된 화소의 이동 화소수 및 이동 방향에 따라 보정하기 때문에 가상 윤곽의 발생을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명은, 현 필드 화상 및 전 필드 화상으로부터 블럭 단위로 움직임 벡터를 검출할 때에, 상기 현 필드 화상과 상기 전 필드 화상의 화소 레벨에 따라 각각에 부여한 식별 코드의 상관값으로부터 움직임 벡터를 검출하는 동화상 표시 방법을 제공한다.
본 발명에 의하면, 제 1 화소 레벨에 따라 부여한 식별 코드의 상관값으로부터 움직임 벡터를 검출함으로써, 정밀도가 높은 움직임 벡터의 검출을 할 수 있다. 또한, 정밀도가 높은 움직임 벡터를 이용한 화상 데이터의 보정을 실행하는 것에 의해, 가상 윤곽의 발생을 억제하여, 고화질의 표시를 할 수 있다.
또한, 본 발명은, 화상의 농도 구배를 검출하고, 농도 구배의 평탄부는 움직임 검출에 의존하지 않는 현 필드 화상의 데이터 분산 처리를 실행하는 동화상 표시 방법을 제공한다.
본 발명에 의하면, 농도 구배의 평탄부에 대해서는 기존의 데이터 분산 처리로 충분히 가상 윤곽의 발생을 억제할 수 있고, 또한 처리 속도도 빠르기 때문에, 기존의 데이터 분산 처리의 이점과 본 발명의 이점을 효과적으로 조합할 수 있다.
본 발명은, 플라즈마 디스플레이 패널(이하, 단지「PDP」라고 기술함) 등에 있어서 동화상을 표시하는 경우에 발생하는 가상 윤곽을 효과적으로 억지(抑止)하는 동화상 표시 방법 및 그 장치에 관한 것이다.
도 1은 서브밴드의 휘도비를 나타낸 도면,
도 2는 서브필드법에서의 가상 윤곽 발생 원리를 나타낸 도면,
도 3은 본 발명의 실시예 1에 따른 계조 화상 표시 장치의 전체 구성도,
도 4는 실시예 1에 있어서의 움직임 검출 처리부의 기능 블럭도,
도 5는 움직임 검출 처리부에 있어서의 2치 연산부의 회로 구성도,
도 6은 움직임 검출 처리부에 있어서의 비교부의 구성도,
도 7은 데이터 보정 처리부의 구성도,
도 8은 움직임 벡터 테이블의 구성도,
도 9는 보정 테이블의 구성도,
도 10은 보정 테이블에 있어서의 제 1 상한(象限), 제 2 상한의 테이블 구성도,
도 11은 보정 테이블에 있어서의 제 3 상한, 제 4 상한의 테이블 구성도,
도 12는 실시예 1에 따른 계조 화상 표시 장치의 전체적인 처리의 흐름을 도시한 도면,
도 13은 샘플 화상에서의 다계층 화상과 임계치의 관계를 도시한 도면,
도 14는 블럭 매칭의 개념도,
도 15는 기지 블럭 KT 처리의 개념도,
도 16은 부정 블럭 처리의 기지 블럭과 부정 블럭의 구체예를 나타내는 도면,
도 l7은 에지 검출 윈도우(window)의 구체예를 나타내는 도면,
도 18은 부정 블럭 처리의 블럭 관계를 도시한 도면,
도 19는 부정 블럭 처리에 있어서의 선형 보간의 위치 관계를 도시한 도면,
도 20은 다수결 판정 처리의 흐름도,
트 21은 통합 처리의 동작 흐름도,
도 22는 통합 처리의 연산을 도시한 도면,
도 23은 본 발명의 실시에 2에 따른 계조 화상 표시 장치의 전체 구성도,
도 24는 실시예 2에 따른 계조 화상 표시 장치에 있어서의 화상 변환부의 블럭 구성도,
도 25는 실시예 2에 따른 계조 화상 표시 장치에 있어서의 움직임 검출 처리부의 블럭 구성도,
도 26은 실시예 2에 있어서의 식별 코드의 부여예를 나타내는 도면,
도 27은 실시예 2에 관계되는 계조 화상 표시 장치의 전체적인 처리의 흐름을 도시한 도면,
도 28은 실시예 2에 있어서의 샘플 화상에서의 다계층 화상과 임계치의 관계를 도시한 도면,
도 29는 실시예 2에 있어서의 식별 코드에 의한 움직임 벡터 검출의 전체 동작 흐름도,
도 30은 실시예 2에 있어서의 움직임 벡터 검출을 구하기 위한 동작 흐름도,
도 31은 실시예 2에 있어서의 통합 처리의 동작 흐름도,
도 32는 실시예 2에 있어서의 데이터 보정 처리부의 블럭 구성도,
도 33은 실시예 2에 있어서의 농도 구배 검출 처리부의 블럭 구성도,
도 34의 (a)는 다치 오차 확산법의 구성도,
도 34의 (b)는 화소 확산법의 구성도,
도 35는 화소 확산법의 패턴의 일례를 도시한 도면,
도 36은 본 발명의 실시예 3에 따른 계조 표시 장치의 전체를 나타내는 구성도,
도 37은 화상 데이터 연산 변환부의 상세한 구성을 도시한 도면,
도 38은 임의의 위치의 움직임 벡터를 도시한 도면,
도 39는 실시예 3에 있어서의 서브필드의 발광 시퀀스를 도시한 도면,
도 40은 화상 데이터의 디스플레이상의 위치 이동을 도시하고 있는 도면,
도 41은 중간 좌표 추출 연산부로부터의 움직임 벡터 데이터와 화상 데이터로부터, 새로운 화상 데이터와 2치의 비트 맵을 출력하기까지의 구성을 도시한 도면,
도 42는 디스플레이상의 임의의 위치(x, y)에 대하여, 화상 데이터가 배열된 레지스터로부터, 새로운 화상 데이터가 배열되어 있는 새로운 화상 데이터 수납부까지의 흐름을 시각적으로 나타낸 개념도,
도 43은 가산기 출력과 감산기 출력을 시각적으로 나타낸 도면,
도 44의 (a)는 시점이 디스플레이상을 움직이도록 도시하고 있는 도면,
도 44의 (b)는 2 화소의 화상 데이터가 이동하고, 그것에 따라 망막 화소가 이동하고 있는 모양을 도시하고 있는 도면,
도 45는 각 서브필드에서 1 단위의 망막 화소가 디스플레이상의 각 화소로부터 어느 정도 영향을 받는가를 소수 3자리수까지의 숫자로 나타낸 도면,
도 46은 화상 처리를 하기 전의 데이터와 처리의 결과를 도시한 도면,
도 47은 제 1 서브필드 구간내에서의 처리를 도시한 도면,
도 48은 제 2 서브필드 구간내에서의 처리를 도시한 도면,
도 49는 제 3 서브필드 구간내에서의 처리를 도시한 도면,
도 50은 임의의 화상 데이터의 화소가 시각 t1으로부터 t2의 사이에 이동한 것을 도시한 도면,
도 51은 디스플레이상의 위치(x0, y0)의 부근을 확대한 도면,
도 52는 소정의 디스플레이상의 위치에 망막 화소가 중첩되어 있는 것을 도시한 도면,
도 53은 망막 화소와 그 망막 화소 전부를 둘러싸는 장방형과 그 장방형의 최대 최소의 좌표를 도시한 도면,
도 54는 기여율을 구하는 방법을 설명하기 위한 도면,
도 55는 여러가지 시각의 망막 화소의 위치를 도시한 도면,
도 56은 소정의 시각에 있어서의 망막 화소와 디스플레이상의 위치(x, y)의 중첩을 도시하고 있는 도면,
도 57은 화상 데이터 연산 변환부의 상세한 구성을 도시한 도면,
도 58은 화상 데이터가 디스플레이상의 위치를 이동하고 있는 모양을 도시하고 있는 도면,
도 59는 중간 좌표 추출 연산부로부터의 움직임 벡터 데이터와 화상 데이터로부터, 새로운 화상 데이터와 2치의 비트 맵을 출력할 때까지의 구성을 도시한 도면이다.
발명을 실시하기 위한 최선의 형태
이하, 본 발명의 실시예에 대하여 도면을 참조하여 구체적으로 설명한다.
(실시예 1)
도 3은, 본 발명의 동화상 표시 방법을 적용한 계조 화상 표시 장치의 전체 구성을 도시하고 있다. 이 계조 화상 표시 장치는, 비디오 신호 처리부(1)에서 비디오 신호를 R, G, B의 각 색 성분으로 분리하고, A/D 변환부(2)에서 R, G, B의 화상 데이터로 변환하고 나서 움직임 검출 처리부(3)에 입력한다. 움직임 검출 처리부(3)에서, 평활화 처리, 다계층 2치화 처리, 블럭 매칭 처리, 다수결 통합 판정 처리를 실시하여 입력 화상의 움직임 화소수 및 이동 방향을 검출한다. 움직임 검출 처리부(3)에서 검출한 움직임 화소수, 이동 방향 및 검출 블럭 정보를, 움직임 화소수 및 이동 방향에 따른 보정량이 설정된 보정 테이블을 구비한 데이터 보정 처리부(4)에 입력하고 가상 윤곽이 발생하는 화소의 계조 데이터를 보정하여 출력 처리부(5)에 출력한다. 출력 처리부(5)는, 각 화소의 계조 데이터를 전압 인가 시간 폭에 대응한 펄스 수로 변환하여 X 스캔 드라이버(7) 및 Y 스캔 드라이버(8)에 부여함으로써 PDP로 구성된 화상 표시부(6)에 중간조 표시를 하고 있다.
또, 동기 분리 처리부(9)에 있어서 비디오 신호로부터 동기 신호를 분리하여 입력 비디오 신호에 동기한 타이밍 신호를 타이밍 발생부(10)에서 생성하여 각 부에 인가하고 있다.
움직임 검출 처리부(3)의 구체적인 구성을 도 4에 도시한다. A/D 변환부(2)로부터 입력한 원 화상 데이터를, 현 필드 블럭 B1에 입력함과 동시에, 지연 회로(20)에 의해 1 필드만큼 지연시키고 나서 전 필드 블럭 B2에 입력한다. 현 필드 블럭 B1에서는, 현 필드의 원 화상 데이터를 R, G, B의 3가지의 평활화 필터로이루어지는 평활화 필터 블럭(21-1)에 입력하고, 각 색마다 평활화 처리하여 원 화상에 포함되어 있는 노이즈 성분을 제거한다. 평활화 처리한 원 화상 데이터를 R, G, B 마다 마련된 다계층 2치화 처리부로 이루어지는 다계층 2치화 블럭(22-1)에 입력하여 각 색마다 복수의 2치화 임계치로 2치화 처리한다. 여기서, 2치화 임계치는 가상 윤곽이 발생하는 신호 레벨 근방에 설정한다. 예컨대, 8 비트로 256 계조의 표시를 실행하는 경우이면, 31 내지 32, 63 내지 64, l27 내지 128 및 그 반대의 신호 레벨을 포함한 값으로 설정한다. 각 임계치마다 얻어진 2치화 화상 데이터(다계층 화상 데이터)는 각각 다계층 메모리 블럭(23-1)의 각 색의 화상 메모리에 저장한다.
1 필드 전의 원 화상을 처리하는 전 필드 블럭 B2는 상기 현 필드 블럭 Bl과 마찬가지로 구성되어 있다. 즉, 평활화 필터 블럭(21-2)에서 1 필드 전의 원 화상 데이터를 각 색마다 평활화 처리하고, R, G, B마다 마련된 다계층 2치화 처리부로 이루어지는 다계층 2치화 블럭(22-2)에서 각 색마다 복수의 2치화 임계치로 2치화 처리하며, 각 임계치마다 얻어진 다계층 화상 데이터를 다계층 메모리 블럭(23-2)의 각 색의 화상 메모리에 저장한다.
움직임 검출을 위한 블럭 매칭 처리에 있어서, 현 필드 화상으로부터 잘라낸 검출 블럭 KB의 어드레스 맵핑을 어드레스 맵핑부(24-1)가 실행하고, 전 필드 화상으로부터 잘라낸 참조 블럭 RB의 블럭의 어드레스 맵핑을 어드레스 맵핑부(24-2)가 실행한다. 검출 블럭 KB 및 참조 블럭 RB의 각 화상 데이터는 움직임 벡터 검출부(25)에 입력한다.
움직임 벡터 검출부(25)는, 2치 연산부가 각 색마다 마련된 2치 연산 블럭(26)과, 비교부가 각 색마다 마련된 비교 검출 블럭(27)으로 구성되며, 블럭 매칭에 의해서 필드간의 화상의 움직임을 구한다.
다수결 통합 판정부(28)는, 각 검출 블럭 KB의 움직임 화소수 및 움직임 방향을 판정하여, 판정 결과를 움직임 벡터 테이블(29)에 등록한다.
데이터 보정 처리부(4)는, 움직임 벡터 테이블(29) 및 미리 시각 실험에 근거하여 만들어 넣은 보정 테이블에 의해 가상 윤곽부의 화소 데이터를 보정한다.
이상과 같이 구성된 계조 화상 표시 장치의 동작의 상세에 대하여 설명한다.
도 12는, 도 4에 도시하는 움직임 검출 처리부(3)의 각 블럭에서의 처리 내용을 개념적으로 뽑아낸 도면이다. 이하, 도 12에 나타내는 움직임 검출 처리부(3)의 각 블럭에서의 처리 내용에 대하여 설명한다.
현 필드 화상 및 전 필드 화상의 각각에 대해, 가상 윤곽이 발생하는 신호 레벨로 설정한 2치화 임계치에 의해 2치화 처리가 이루어진다.
여기서, 다계층 2치화 화상의 개념에 대하여 도 13을 참조하여 설명한다.
도 13은 횡축이 화소 위치, 종축이 화소 값을 나타낸다. 화소 값의 변역은 n 개의 임계치 Th1로부터 Thn(동 도면에서는 n = 5)에 의해, (n+1) 개의 구간으로 분할되어 있고, 인접 구간에서는 값이 상이하도록 2치화 화소값이 배당되며, 각 화소는 화소값이 임의의 구간에 속하는지에 따라 2치화된다.
이 2치화 방법은 화소값 분포의 편중에 영향받는 일없이, 화상의 국소적인 변화를 나타낼 수 있기 때문에, 2치화된 화상은 움직임 벡터 검출의 블럭과 같은 소량 영역내에서도 원 화상의 특징을 반영한 것으로 된다. 가상 윤곽이 발생하는 화소의 움직임은 극히 국소적인 검출로 충분하고, 계산 시간, 회로 구성 등을 간단히 할 수 있다.
다음에 움직임 벡터 검출부(25)에서의 블럭 매칭 처리에 대하여 설명한다.
필드간의 화상의 움직임을 구하는 방법으로서 블럭 매칭 방법을 이용하고 있다. 이 방법은, 전술한 바와 같이 검출 블럭 KB를 수평 l6 화소, 수직 16 화소로, 참조 블럭 RB도 검출 블럭 KB와 동일한 사이즈로 설정하였을 때, 참조 블럭 RB를 포함하는 참조 영역 R을 수평 48 화소, 수직 48 화소로 하면, 수평 방향(x 방향)의 움직임 화소수는 -16 화소로부터 +16 화소까지 검출할 수 있고, 수직 방향(y 방향)의 움직임 화소수도 마찬가지로 -16 화소로부터 +16 화소까지 검출할 수 있다. 동화상이 표시 화면에서 움직일 때, 그 가상 윤곽이 눈에 띄는 것은, 그 필드간의 움직임이 6 화소로부터 15 화소 근방이기 때문에, 움직임 화소수의 검출 능력은 상기의 정도가 필요하다. 도 12에 도시하는 바와 같이, 현 필드와 전 필드 사이의 화상의 움직임을 장방형의 블럭 단위로 구하고, 현 필드를 복수의 참조 영역 R로 분할한 각 검출 블럭 KB에 대하여 가장 잘 일치하는 부분을 전 필드의 참조 영역 R중에 포함되는 참조 블럭 RB 중에서 찾아 내어, 이 사이의 양을 움직임 벡터로서 구한다.
이 때, 블럭의 일치의 정도는 정해진 평가 함수값의 대소에 의해 판정하고 움직임 벡터의 검출은 참조 영역 R에 포함되는 다수의 참조 블럭 RB 중에서 평가 함수 최소 값을 부여하는 것을 찾기 시작하는 것에 의해 실행한다.
상기 방법에 기초를 둔 구성을 농담 화상으로 실행하는 경우, 평가 함수값의 계산에 다치(예컨대, 8 비트)로 나타낸 화소값을 이용하여 감산, 비교 등 다량의 연산을 실행하는 것에 의해 실시간 처리로 평가할 수 있는 참조 블럭 RB의 수가 한정되어 있기 때문에, 올바른 움직임 벡터를 부여하는 참조 블럭 RB가 평가되지 않는 경우가 발생하여, 결과적으로 움직임 벡터의 검출 정밀도가 낮게 된다고 하는 문제를 갖고 있었다.
PDP에 있어서의 가상 윤곽부 억제를 위해서는, 가상 윤곽이 발생하는 신호 레벨이 판정되어 있기 때문에, 가상 윤곽이 발생하는 근방의 화상의 움직임을 구하기 위해서는, 이 근방의 화상을 2치화하여, 그 2치 화상의 움직임 벡터를 구하는 것에 의해, 계산 시간 및 정밀도가 향상된다. 또한, 가상 윤곽이 발생하지 않은 화상의 움직임 벡터는 무시할 수 있다.
2치 연산 블럭(26)에 있어서, 일치도를 나타내는 평가 함수를 계산한다. 도 5에, 검출 블럭 KB 사이즈가 4×4 화소인 경우의 2치 연산부의 구성을 나타낸다. 또, 검출 블럭 KB 사이즈는 16×16, 참조 영역 R은 48×48으로 설명하지만, 여기서는 설명을 간단히 하기 위해서 4×4로 설명한다.
2치 연산부는, 블럭내의 4 라인에 대하여 필드간의 매칭을 검출하는 2치 라인 매칭부(30-1, 30-2, 30-3, 30-4)를 구비하고 있다. 2치 라인 매칭부(30-1)는, 현 필드와 전 필드 사이에서 제 1 라인의 라인 매칭을 본다. 검출 블럭 KB의 제 1 라인의 라인 데이터를 시프트 레지스터(31-l)에 입력하고, 참조 블럭 RB의 제 1 라인의 라인 데이터를 시프트 레지스터(31-2)에 입력한다. 시프트 레지스터(31-1,31-2)는, 4개의 화소 데이터를 유지할 수 있어, 2개의 시프트 레지스터로부터 동일 화소 위치의 화소 데이터가 동일한 배타적 논리합 회로(32-1, 32-2, 32-3, 32-4)에 입력하도록 하고 있다. 배타적 논리합 회로의 출력을 비트 가산 회로(33)에서 가산하여 멀티플렉서(34)에 입력한다.
2치 라인 매칭부(30-2, 30-3, 30-4)도, 상기 2치 라인 매칭부(30-1)와 동일한 구성을 갖고 있으며, 각각 제 2 내지 제 4 라인의 라인 매칭을 평가하여 라인 평가값으로 되는 비트 가산값을 멀티플렉서(34)에 입력한다. 멀티플렉서(34)를 거쳐서 2치 라인 매칭부(30-1, 30-2, 30-3, 30-4)의 출력을 선택적으로 가산기(35)에 입력하여 4 라인의 라인 평가값을 가산한 가산값을 1 블럭분의 블럭 평가값으로서 레지스터(36)에 보존한다. 레지스터(37)는 출력 제어를 위한 것이다.
상기 2치 연산부에서, 다계층 화상 메모리로부터 신호선을 거쳐서 공급된 검출 블럭 KB, 참조 블럭 RB의 데이터는 주사선 단위로 2치 라인 매칭부(30)에 보내여진다. 각 라인 매칭부(30-1 내지 30-4)에서는, 시프트 레지스터(31-1, 3l-2)를 이용하여 화소마다의 2치 데이터가 취출되고, 블럭내에서 동 위치의 화소 끼리 배타적 논리합 회로(32-1 내지 32-4)에 의해 일치, 불일치가 평가되어, 불일치일 때는 값 1이, 일치일 때는 값 0이 비트 가산 회로(33)에 공급된다.
비트 가산 회로(33)에서는 이들 합이 구해진다. 이 비트 가산값은 주사선마다의 불일치 화소수를 나타낸다. 이 합이 신호선을 거쳐서 2치 라인 매칭부(30)로부터 출력되어, 멀티플렉서(34)에 공급된다. 멀티플렉서(34)에서는, 선택 제어선으로부터 송신되는 선택 제어 신호에 의해 각 라인의 비트 가산 회로(33)의 출력을순차적으로 선택하고, 신호선을 거쳐서 가산기(35)에 공급한다. 가산기(35) 및 레지스터(36)에 의해 이 입력값의 합이 구해지고, 블럭간의 불일치 화소수가 평가 함수값으로서 구해진다.
비교 검출 블럭(27)의 동작에 대하여 설명한다.
도 6에 비교 검출 블럭(27)의 비교부의 구성을 나타내고 있다. 비교부는, 최소 평가 함수값을 유지하는 레지스터(41), 최소 평가 함수값을 나타낸 참조 블럭 RB의 시프트량을 유지하는 레지스터(42), 현재의 최소 평가 함수값과 이번 비교 대상의 2치 연산부 출력(임의의 시프트량의 블럭 평가 함수값)을 비교하는 비교기(43), 멀티플렉서(44, 45)로 구성되어 있다.
비교부에 있어서, 레지스터(41)에 각 시점에 있어서의 평가 함수값의 최소값이 유지되고, 레지스터(42)에 그 최소값에 대응하는 참조 블럭 RB의 시프트량이 유지된다. 비교기(43)에서는 신호선을 거쳐서 공급되는 평가 함수값과 레지스터(41)로부터 공급되는 평가 함수 최소값이 비교되어, 그 비교 결과가 신호선을 거쳐서 2개의 멀티플렉서(44, 45)에 선택 제어 신호로서 송출된다. 2치 연산부로부터의 입력이 작은 때, 멀티플렉서(44)는 2치 연산부로부터의 입력 평가 함수값에 의해, 레지스터(41)의 내용을 갱신하고, 또한 멀티플렉서(45)는 2치 연산부로부터의 입력 시프트량에 의해 레지스터(42)의 내용을 갱신한다. 최종적으로 레지스터(42)에 유지되어 있는 시프트량이 이 검출 블럭 KB의 움직임 벡터로서 다수결 통합 판정부(28)에 송출된다.
다수결 통합 판정부(28)의 동작에 대하여 설명한다.
여기서는 각 R, G, B 성분의 검출 블럭과 참조 블럭과의 비교에서 움직임이 검출되지 않은 검출 블럭, 즉 부정 블럭을 주위의 기지 블럭의 정보로부터 연산하는 처리와 각 R, G, B 성분의 검출 블럭의 움직임 벡터 정보로부터 하나의 움직임 벡터에 통합 연산하는 처리를 실행한다.
다수결 통합 판정부(28)에 움직임 벡터 검출부(25)가 현 필드를 복수 분할한 각 검출 블럭 KB에 대하여 검출한 움직임 벡터 정보가 입력된다. 다수결 통합 판정부(28)는, 부정 블럭 처리 및 다수결 처리에 의해 각 검출 블럭 KB의 움직임 화소수 및 움직임 방향을 판정하여, 판정 결과를 움직임 벡터 테이블(29)에 등록한다.
다수결 통합 판정부(28)에서 실행되는 부정 블럭 처리에 대하여 도 15 내지 도 17을 참조하여 설명한다.
다계층 2치 화상을 블럭마다 구분한 경우, 그 에지부가 블럭내에 있는 경우에는 움직임 화소수를 구할 수 있지만, 블럭내의 화상 데이터가 모두 "1"의 영역 및 그 영역이 인접하고 있는 경우(도 15의 F의 부호를 부여한 영역)에는, 그 블럭의 영역의 움직임 화소수가 발견되지 않는다.
이러한 경우는, 움직임 벡터의 검출시에 이 블럭 영역에서의 움직임 화소수를 부정(예컨대, 플래그를 1)으로 하여, 다른 블럭과 구별하여 가등록해 놓는다. 그리고, 기지 블럭 KT 영역에 사이에 삽입된 부정 블럭 FT 영역의 움직임 화소수 및 방향을 기지 블럭 KT로부터 구한다. 부정 블럭 FT 영역은 기지 블럭 KT 영역과 동일한 움직임을 하기 때문에, 이들을 둘러싸는 기지 블럭 KT의 움직임 화소수와동일 값을 채용한다.
이 방법으로서, 이미지 맵핑법이 고려된다. 예컨대, 2치 화상 사이즈가 수평 6141 화소, 수직 480 화소의 소위 VGA 타입인 경우, 움직임 벡터의 검출 블럭 KB가 16×16 화소이면, 도 16에 도시하는 바와 같이 블럭 수는 수평 40, 수직 30의 합계 1200개의 블럭 영역으로 분할할 수 있다. 이 때문에, 40×30 화소의 이미지 맵으로서 부정 블럭 FT를 둘러싸는 기지 블럭 KT의 형상으로부터 그 부정 블럭 FT를 구할 수 있다. 여기서, 부정 블럭 FT를 2치 화상에 의해 데이터 "1"의 영역으로 하고, 기지 블럭 KT를 데이터 "0"의 영역으로 한다.
이 방법에서는, 도 17에 도시하는 3×3의 에지 검출 윈도우 오퍼레이터를 이용한다. 도 17에는 3×3의 에지 검출 패턴의 조합중 9개의 예를 나타내고 있다. 이 윈도우에서 40×30의 블럭 이미지를 주사하고, 주목점을 기준으로 하여 에지 패턴과 일치한 것이 있으면, 그것은 부정 블럭 FT 역과 기지 블럭 KT 역의 임계이기 때문에, 그 부정 블럭 FT를 치환하여 간다. 그 부정 블럭 FT의 움직임 화소수는 주목점을 포함하는 기지 블럭 KT의 움직임 화소수와 동등하게 된다.
다음에, 또한, 고정밀도의 방법인 선형 보간법에 대하여 설명한다.
도 18은 이 방법에 의한 부정 블럭을 포함한 블럭 관계를 나타낸다. 이 경우의 선형 보간의 순서는 다음과 같이 실행된다.
도 18에 있어서, 우선 주목 블럭(도면중의 × 표시)을 기준으로 하여 오른쪽 방향으로 플래그 '-l'의 기지 블럭의 탐색을 실행하고, 이 블럭이 존재하면 그 움직임 벡터를 취출하여, 참조 블럭 1로 한다. 이 때, 참조 블럭 l의 위치의 움직임벡터를(x1, y1)로 나타내고, 주목 블럭으로부터의 거리를 d1로 한다. 또, 움직임 벡터는, 움직임 화소수와 움직임 방향(+/-)으로 나타내는 것으로 한다.
다음에, 주목 블럭을 기준으로 하여 좌측 방향으로 플래그 '-1'의 기지 블럭의 탐색을 실행하고, 이 블럭이 존재하면 그 움직임 벡터를 취출하여, 참조 블럭 2로 한다. 이 때, 참조 블럭 2의 위치의 움직임 벡터를 (x2, y2)로 나타내고, 주목 블럭으로부터의 거리를 d2로 한다.
또한, 주목 블럭을 기준으로 하여 상방향으로 플래그 '-1'의 기지 블럭의 탐색을 실행하고, 이 블럭이 존재하면 그 움직임 벡터를 취출하여, 참조 블럭 3으로 한다. 이 때, 참조 블럭 3의 위치의 움직임 벡터를 (x3, y3)로 나타내고, 주목 블럭으로부터의 거리를 d3으로 한다.
마지막으로, 주목 블럭을 기준으로 하여 하방향으로 플래그 '-1'의 기지 블럭의 탐색을 실행하고, 이 블럭이 존재하면 그 움직임 벡터를 취출하여, 참조 블럭 4로 한다. 이 때, 참조 블럭 4의 위치의 움직임 벡터를 (x4, y4)로 나타내고, 주목 블럭으로부터의 거리를 d4로 한다.
이와 같이, 좌우 상하 방향의 탐색에 의해 취출한 참조 블럭과 주목 블럭의 거리로부터, 각 참조 블럭으로의 가중치를 산출하고, 그 가중치와 참조 블럭의 움직임 벡터를 이용하여, 이하에 나타내는 선형 보간에 의한 연산식에 따라서 주목 블럭의 움직임 벡터를 구한다.
도 18로부터, 각 참조 블럭으로의 가중치 w는, 다음 식으로 주어진다.
그리고, 선형 보간에 의해서 구하는 주목 블럭의 움직임 벡터(mx, my)는,
으로 된다.
여기에서,
이다. 이것을 블럭 개수만큼 반복하여 실행하고, 부정 블럭의 움직임 벡터가 선형 보간에 의해서 구해진다.
도 19는, 선형 보간의 도형적 위치 관계를 나타낸다.
여기서, i, j, k, l은 주목점 P로부터의 거리로서, Pi, Pj, Pk, Pl은 P로부터 각각 i, j, k, l만큼 떨어진 점의 값으로 하면, 주목 블럭 위치 P의 보간식은 이하와 같이 된다.
각 점으로의 가중치를 I로 하면,
로 주어지므로, 구하는 점의 값(Px, Py)는,
로 된다. 여기서,
이다.
이상과 같이, R, G, B 화상마다 부정 블럭 FT 영역의 움직임 벡터를 주변의 기지 블럭 KT의 움직임 화소수로부터 연산식에 의해 구한다. 그리고, 다음에 R, G, B 각각의 움직임 벡터로부터 다수결 판정 등의 통합 처리에 의해 각 블럭의 움직임 벡터값을 구한다.
여기서, 도 20에 도시하는 흐름도를 참조하여 다수결 처리에 의한 통합 처리의 구체적인 내용을 설명한다.
각 블럭은 R, G, B 화상에 대하여 동일한 블럭이기 때문에, 당연 움직임 방향 및 움직임 화소수는 동일할 것이다. 그러나, 대상 화상의 블럭에 있어서의 2치연산 및 비교부의 연산 오차 등에 의해 차이가 발생하는 경우가 있다.
그래서, 블럭마다의 x, y 방향의 움직임 화소수를 취입하고(S1), R, G, B 마다 x, y 이동 방향이 일치하고 있는지의 여부를 판정한다(S2). 이 경우, 이동 방향의 보정 선정에서는(S3), R, G, B 각 블럭의 2치 연산, 비교 검출 블럭으로부터 출력된 x, y의 움직임 방향이 제 1 상한 내지 제 4 상한까지의 좌표축을 기준으로 하여 그 부호가 부여되어 있기 때문에, 이것이 R, G, B에서 동일성의 여부를 판단한다. 이것은 R, G, B의 움직임 방향의 x 방향과 y 방향의 각각에 대하여, 해당 블럭과 그것에 인접하는 블럭의 움직임의 부호를 포함해서, 다수결 판정하여 움직임 방향으로서 움직임 벡터 테이블(29)에 등록한다(S6). 이러한 수단에 의해 움직임 방향의 정밀도를 향상시킨다.
또한, 화소수의 보정 선정(S5)도 마찬가지로 R, G, B 각 블럭의 2치 연산, 비교 검출 블럭(26, 27)으로부터 출력된 x, y의 움직임 화소수도 R, G, B에서 동일한지 여부를 판정한다(S4). 이 경우, R, G, B의 움직임 화소수가 완전히 다르면, 서로가 가까운 화소수로, 또한 그 값의 중앙값으로부터 순서대로 가중치 부여한 값의 평균치를 채용하여, 움직임 화소수로서 움직임 벡터 테이블(29)에 등록한다(S6). 이 평균치는 통상 사사오입한 값을 취한다.
예컨대, x 방향의 움직임 화소수가, R, G, B 각각 6, 5, 2라고 하고, 그 가중치를 2, 3, 1로 한다. x 방향의 움직임 화소수는, (2×6+3×5+1×2)을 (2+3+1)로 나눈 값, 즉 5 화소로 한다.
또한, R, G, B에 대하여 동일한 움직임 화소수 값이 2개 존재한 경우도 마찬가지이다. 예컨대, x 방향의 움직임 화소수가, R, G, B 각각 2, 5, 2라 하고, 그 가중치는 3, 1, 2이므로, x 방향의 움직임 화소수는 (3×2+1×5+2×2)을 (3+1+2)로 나눈 값, 즉 3 화소로 한다. y 방향에 대해서도 마찬가지로 실행하면 된다.
또한, 움직임 벡터의 정밀도를 향상시키기 위한 통합 처리 방법을 이하에 설명한다.
도 21은 R, G, B의 각 움직임 벡터값으로부터, 하나의 움직임 벡터를 구하기 위한 동작 흐름도이다.
전술한 도 20에 도시한 통합 처리에서는, R, G, B 화상의 각 주목 블럭에 의해서만 연산 처리를 하기 때문에, 얻어진 움직임 벡터의 값이 정밀도의 점에서 실제의 값과 일치하지 않은 블럭이 발생하는 경우가 있고, 이 검증 결과에서는, 정밀도 향상를 위해 주목 블럭이 부정 블럭인지, 또는 기지 블럭인지의 여부와, 주목 블럭의 주변 블럭의 움직임 벡터를 고려에 넣을 필요가 있는지의 여부가 시사되었다.
그래서, 도 21의 동작 흐름도에서 도시하는 바와 같이, 이 통합 처리에서는 주목 블럭의 플래그를 우선 체크하고(S10), 플래그가 '1'(Sl1)와 '0'(S12)의 경우는 주목 블럭의 움직임 벡터를 취출하지 않고, 플래그가 '-1'(S13)인 경우에만 주목 블럭의 움직임 벡터를 취출한다(S14). 그 다음에, 주목 블럭을 둘러싸는 주변 8 근방의 움직임 벡터를 취출하고(S15), 취출한 복수의 움직임 벡터를 x, y 성분마다 각각 재배열을 실행하여, 그 중앙값을 대표값으로 한다(S16).
이것을 통합해야 할 R, G, B 수까지 실행하고(S17), 그 후 대표값의 개수에따라 처리를 나눈다. 대표값은 각 R, G, B 성분마다 표시되는 것으로, 이 때, 대표값이 1개인 경우에는(S18), 통합 결과로서 주목 블럭의 움직임 벡터값은 플래그=-1로 하여, 대표값 그대로 한다(S23). 또, 대상 블럭이 우수인 경우 등 대표값이 2개인 경우에는(S19), 2개의 대표값의 평균치를 구한다(S2D. 통합 결과로서 주목 블럭의 움직임 벡터값은 플래그=-1로 히여, 그 평균치 연산 결과를 채용한다(S24). 또한, 대표값이 3개인 경우는(S20), 3가지의 대표값의 평균치를 구한다(S22). 통합 결과는 주목 블럭의 움직임 벡터값을 플래그=-1로 하여, 그 평균치 연산 결과를 채용한다(S24). 이 처리를 전체 블럭 개수까지 구하고(S26), 주목 블럭의 움직임 벡터값으로 한다.
또한, 도 22에는, 일례로서 주목 블럭과 그 8 근방의 블럭의 움직임 벡터의 값으로부터 하나의 움직임 벡터를 구하는 통합 처리의 예를 나타낸다.
도 22의 (a)는 R, G, B 각각의 움직임 벡터에 대하여, 주목 블럭과 그 8 근방 블럭 움직임 벡터값을 취출한 때의 예를 나타낸다. 이 때, 그물선으로 표기한 블럭이 주목 블럭이다. 또, 도면중에서 (-, -)으로 표시한 블럭은 움직임 벡터가 검출되지 않은 영역(플래그=0)의 블럭을 나타낸다.
도 22의 (b)는 R, G, B 벡터로부터 움직임 벡터의 유효한 블럭을 취출한 때를 나타낸다.
도 22의 (c)는 R, G, B 각각에 관하여 수치가 큰 순서대로 재배열하는 순서를 나타낸다.
도 22의 (d)는 R, G, B 각각의 대표값을 산출하는 예를 나타낸다. 그 때,움직임 벡터의 데이터 수가 기수개인 경우에는 배열의 중앙값을 선택하고, 우수개인 경우에는 중앙 2개의 평균치를 산출하는 순서를 나타낸다. 이 때, 움직임 벡터값은 소수점 이하는 잘라서 버림으로 한다. 이렇게 하여, 각 R, G, B의 대표값이 구해진다.
이 결과를 이용하여, 도 21에 나타낸 바와 같이 통합 처리를 실행한다. 즉, 대표값이 1개인 경우는, 그 대로의 값을 결과로 하고, 대표값이 2개인 경우는, 2개의 값으로 평균치를 채용한다. 대표값이 3가지인 경우는, 그 3가지의 값으로 평균치를 취한다. 상기의 평균치 연산은 모두 소수점 이하는 사사오입을 실행한다.
이 경우의 움직임 벡터 결과는 다음 식으로 주어진다.
따라서, X 방향의 움직임 벡터는 '7', Y 방향의 움직임 벡터는 '1'로 구해진다.
상기 통합 처리의 결과에서는, 640 화소 x 480 화소의 VGA 타입에서는, 검출 블럭이 16 화소 x 16 화소이기 때문에, 총 검출 블럭 수는 1200개이다. 이 통합 처리에 의해서 얻어진 평균 오차는 전술의 방식에 비해 약 20% 개선되어, 그 편차도 극단적인 움직임 벡터를 나타내지 않고, 전체적인 움직임 벡터가 정확하게 반영된 결과를 얻어졌다.
이상과 같이 R, G, B 화상마다 구해진 움직임 화소수를 각 블럭마다 1개의값으로 통합 처리하고, 움직임 화소수로서 움직임 벡터 테이블에 등록한다.
다음에, 보정 처리 블럭(4)의 처리 내용에 대하여 설명한다.
도 7에 데이터 보정 처리부(4)의 구성을 나타내고 있다. 움직임 벡터 테이블(29)에는 현 필드의 각 검출 블럭 KB의 움직임 벡터 정보가 등록되어 있다.
도 8에 움직임 벡터 테이블(29)의 구성을 나타내고 있다. 도 8은, 예컨대 수평 640 화소, 수직 480 화소의 표시를 할 수 있는 VGA 타입인 경우의 움직임 테이블의 예를 나타내고 있다. 이 경우, 검출 블럭이 수평 16 화소, 수직 16 화소이면, 합계 1200개의 블럭으로 분할되고, 그 각각의 블럭에 대하여 움직임 화소수와 방향이 테이블화되어 있다. 여기서, 각 블럭의 좌측 상부를 좌표의 원점으로 하고 있다. 현 필드 화상에 대하여 움직임 검출이 끝난 검출 블럭 순서대로, 검출 블럭 KB의 블럭 번호와, 그 검출 블럭 KB의 원점으로부터의 옵셋값과, 그 검출 블럭 KB의 전 필드로부터의 움직임 화소수(움직임 방향을 포함함)를 등록하고 있다.
도 9에 보정 테이블(53)의 부분적인 구성을 나타내고 있고, 도 10 및 도 11에 구체적인 테이블 구성을 나타내고 있다. 보정 테이블(53)은, 검출 블럭 KB의 움직임 방향을 제 1 상한으로부터 제 4 상한으로 나눠 보정 데이터를 등록하고 있다. 제 1 상한에는, 수평 방향으로 되는 x 방향(+ 방향)의 움직임 화소수에 따라 각 보정 데이터가 등록되고, 제 2 상한에는, 수직 방향으로 되는 y 방향(+ 방향)의 움직임 화소수에 따라 각 보정 데이터가 등록되어 있다. 또한, 제 3 상한에는, 수평 방향으로 되는 x 방향(- 방향)의 움직임 화소수에 따라 각 보정 데이터가 등록되고, 제 4 상한에는, 수직 방향으로 되는 y 방향(- 방향)의 움직임 화소수에 따라각 보정 데이터가 등록되어 있다.
도 10은 x 방향으로의 움직임이 + 및 - 방향, 즉, 제 l 상한과 제 3 상한으로의 움직임에 대한 보정 데이터가, 그 신호 레벨의 변화와 그 위치에 대응하여 매트릭스 표로 되어 있다.
마찬가지로, 도 1l은 y 방향으로의 움직임이 + 및 - 방향, 즉, 제 2 상한과 제 4 상한으로의 움직임에 대한 보정 데이터가, 그 신호 레벨의 변화와 그 위치에 대응하여 매트릭스 표로 되어 있다. 본 설명에서는, 보정 데이터는 기입하지 않는다.
보정 처리 블럭(4)에서는, 현 필드의 원 화상 데이터를 가상 윤곽 발생 레벨 검출부(51)에 입력하여, 현 필드 화상 중에서 각 화소의 신호 레벨에 의해 가상 윤곽이 발생하면 예측되는 가상 윤곽 발생 예측점의 x, y 좌표를 검출한다. 전술한 바와 같이, 가상 윤곽이 발생하는 신호 레벨은, 2의 N 승의 신호 레벨 임계 부근이기 때문에, 2의 N 승의 신호 레벨 임계 부근의 화소를 추출한다.
가상 윤곽 발생 레벨 검출부(51)에서 검출한 모든 가상 윤곽 발생 예측점을 가상 윤곽 발생 화소 후보 검출부(52)에 공급하고, 시각 특성에 맞추어 실제의 표시에 의해 가상 윤곽으로서 인식되는 화소 위치를 가상 윤곽 발생 예측점 중에서 특정하여 가상 윤곽 발생 화소 후보로 한다. 실제의 표시에서 가상 윤곽으로서 인식되는 화소 위치를 선정하는에 있어서, 가상 윤곽 발생 예측점의 발생 밀도를 반영시킨다.
이 경우의 처리로서, 가상 윤곽 발생 예측점의 x, y 좌표를 중심으로 3×3또는 5×5의 윈도우 오퍼레이터에 의해 그 후보점의 밀도를 검출하는 것이 가능하다. 이 검출점의 수에 의해 후보점이 1점에서 고립하고 있는 경우에 보정 처리를 실행하는지의 여부를 판정할 수 있다.
가상 윤곽 발생 화소 후보에 현실적으로 가상 윤곽이 발생하는 것은, 해당 가상 윤곽 발생 화소 후보가 속하는 검출 블럭 KB가 실제로 이동하고 있는 경우이다.
가상 윤곽 발생 화소 후보가 속하는 검출 블럭 KB가 이동 블럭인 경우에는, 움직임 벡터 테이블(29)로부터 검출 블럭 번호, x, y의 움직임 화소수를 취출하여 보정 테이블(53)에 공급한다. 보정 테이블(53)에는 움직임 화소수에 따른 보정량이 등록되어 있다. 보정 테이블(53)은 미리 PDP 장치를 이용하여 시각 실험에 의해 그 보정량을 정하고, 전술한 도 10, 11의 구조에 따라서 테이블화하여 놓는다.
가상 윤곽 발생 화소 후보 검출부(52)로부터 출력되는 가상 윤곽 발생 레벨과 움직임 벡터 테이블(29)로부터 취출되는 x, y의 움직임 화소수로부터 특정되는 보정 데이터를 보정 테이블(53)로부터 취출하여 보정 연산부(54)에 부여한다. 보정 연산부(54)는, 원 화상 데이터를 보정하는에 있어서, 가상 윤곽 발생 레벨이고 또한 움직임이 있는 화소는 보정 테이블(53)로부터 움직임 화소수 및 움직임 방향에 따른 보정 데이터가 인가되기 때문에 시각 광량에 맞춘 신호 레벨을 보정한다.
이상과 같이, 본 발명의 구성에서는 움직임 검출 처리부와 데이터 보정 처리부로 분할되어 있고, 각 처리부는 종속 관계를 가지고 있기 때문에, 유연한 보정 처리가 가능하다.
(실시예 2)
도 23은, 본 발명의 움직임 검출 방법 및 동화상 표시 방법을 적용한 계조 화상 표시 장치의 전체 구성도를 나타내고 있다. 도 23의 계조 화상 표시 장치는, 비디오 신호 처리부(l01)에서 비디오 신호를 R, G, B의 각 색 성분으로 분리하고, A/D 변환부(102)에서 R, G, B의 화상 데이터로 변환하고 나서 화상 변환부(103)와 데이터 분산 처리부(l06)과 데이터 보정 처리부(l07)에 입력한다. 화상 변환부(103)에서는 R, G, B 각 신호를 등가 휘도 신호(Yt)로 변환하고, 또한, 현 필드 및 전 필드 화상으로의 변환과 평활화 처리를 실행하여, 이들 화상 신호를 움직임 검출 처리부(105)와 농도 구배 검출 처리부(l04)에 입력한다. 농도 구배 검출 처리부(104)에서, 화상 농도차 검출, 2치화 처리, 팽창 수축 등의 모폴로지(morphology) 처리 등에 의해 화상중의 농도 구배가 평탄한 부분, 즉 베타 영역을 검출한다. 움직임 검출 처리부(105)에서는, 임계치 처리, 블럭 매칭 처리, 통합 판정 처리를 실시하여 입력 화상의 움직임 화소수 및 이동 방향을 검출한다. 움직임 검출 처리부(105)에서 검출한 움직임 화소수, 이동 방향 및 검출 블럭 정보를, 데이터 보정 처리부(l07)에 입력하고, 움직임 화소수 및 이동 방향의 결과에 근거하여 입력 화소 위치 데이터의 서브필드 패턴의 조합 연산을 실행하고, 시각 광량에 적합한 서브필드 데이터의 재구성을 실행하는 것에 의해, 가상 윤곽이 발생하는 화소의 계조 데이터 보정을 실행한다.
한편, 데이터 분산 처리부(106)는 오차 확산법 등의 움직임 검출에 따르지 않은 데이터 처리를 실행한다. 데이터 전환부(108)는, 농도 구배 검출처리부(104)로부터의 검출 신호에 따라서, 데이터 분산 처리부(l06)로부터의 출력 데이터를 채용할지, 데이터 보정 처리부(107)로부터의 출력 데이터를 채용할지를 화상의 블럭마다 전환을 실행한다. 이 출력 데이터는 출력 처리부(109)에 입력한다. 출력 처리부(109)는, 각 화소의 계조 데이터를 전압 인가 시간 폭에 대응한 펄스 수로 변환하여 X 스캔 드라이버(110) 및 Y 스캔 드라이버(111)에 부여함으로써 PDP로 구성된 화상 표시부(112)에 중간조 표시를 하고 있다.
또, 동기 분리 처리부(l13)에 있어서 비디오 신호로부터 동기 신호를 분리하고 입력 비디오 신호에 동기한 타이밍 신호를 타이밍 발생부(l14)에서 생성하여 각부에 공급하고 있다.
상기한 바와 같이 구성된 계조 화상 표시 장치의 동작에 대하여 설명한다.
비디오 신호 처리부(l01)는, 비디오 신호를 R, G, B의 각 색 성분으로 분리하고, A/D 변환부(102)에서 R, G, B의 원 화상 신호로 변환하여, 화상 변환부(103)와 데이터 분산 처리부(106)와 데이터 보정 처리부(107)에 공급한다.
화상 변환부(103)의 구체적인 블럭 구성도를 도 24에 나타내고, 그 동작을 설명한다. A/D 변환부(l02)로부터 입력한 각 R, G, B 원 화상 신호를, 지연 회로(120)에서 1 필드분 지연시키고 나서 N-1 필드 Y 화상 변환 회로(121)에 입력한다. N-1 필드 Y 화상 변환 회로(121)에서는 입력된 각 R, G, B 원 화상 신호를(수학식 1)에서 표시되는 등가 휘도 신호(Yt(N-1))로 변환한다.
이 N-1 필드 화상 신호, 즉 전 필드 Yt 화상 신호는 평활화 필터(23)에 입력하고, 원 화상에 포함되는 노이즈 성분을 제거한다.
마찬가지로, 각 R, G, B 원 화상 신호는, N 필드 Y 화상 변환 회로(122)에 입력하고, N 필드 Y 화상 변환 회로(122)에서 (수학식 9)에서 나타내는 등가 휘도 신호(Yt(N))로 변환한다.
이 N 필드 화상 신호, 즉 현 필드 Yt 화상 신호도 마찬가지로 평활화 필터(124)에 입력하고, 원 화상에 포함되는 노이즈 성분을 제거한다.
그런데, R, G, B 신호로부터 통상의 휘도(Y) 신호로의 변환은, 일반적으로는 (수학식 10)에서 실행된다.
그러나, (수학식 10)에서는, R 신호 성분과 B 신호 성분의 Y 신호 성분에 대한 비율이 낮고, 가상 윤곽의 발생 근방의 화상의 움직임을 정확하게 검출할 수 없음을 실험으로 확인하였다.
본 발명과 같이, Yt 신호에 대한 각 R, G, B 신호의 기여율을 동등하게 함으로써, R, G, B마다 움직임 검출을 구하는 방식에 비해 고정밀도의 움직임 검출 벡터를 검출할 수 있다. 또한, Yt 신호로의 변환 방식을 적용한 것에 의해, 종래의 R, G, B마다 움직임 검출을 실행하는 방식에 비해, 회로 규모에서 2/3로 저감할 수 있어, 비용 및 연산의 고속화가 가능해지는 특징을 갖는다. 이하, Yt 화상 신호를 단지 Y 신호로서 기술한다.
움직임 검출 처리부(105)의 구체적인 블럭 구성도를 도 25에 나타내어, 그 동작을 설명한다. 움직임 검출 처리부(105)는, 현 필드 Y 화상 신호와 전 필드 Y 화상 신호를 임계치 레벨이 상이한 2개의 임계치 그룹으로 각각 식별 코드를 부여함으로써 다치 화상(식별 코드 화상)으로 변환하여, 일단 화상 메모리에 기억한다. 화상 메모리로부터 판독된 다치 화상은, 임계치 그룹마다 움직임 벡터를 구하여, 통합 판정부(135)에서 2개의 임계치 그룹으로부터의 움직임 벡터를 통합하는 것이다.
현 필드 블럭 B1의 임계치 처리는, 화상 변환부(103)로부터 입력한 현 필드 Y 화상 신호를 입력하고, 현 필드의 Y 화상 신호를 임계치 처리부(130-1, l30-2)에서는 화소 레벨에 따른 구분 영역에서 식별 코드를 부여하여, 다치 화상을 출력한다. 이 때, Y 화상 신호로부터 식별 코드 화상인 다치 화상 데이터의 생성은, 화소 레벨에 따른 구분 영역을 도 26에 도시하는 2개의 임계치 그룹(도 26에서는 임계치 그룹(A)와 임계치 그룹(B)로 나타내었음)에서, Y 화상 신호를 각각의 임계치 a1∼g2, h1∼q2의 구분 영역에 따라서 각각 식별 코드 부여부(131)에 의해 3 비트의 식별 코드를 부여한다. 또, Y 화상 신호가 구분 영역의 범위 외인 경우는, 식별 코드 "0"를 부여하는 것으로 한다. 도 26에 나타낸 예에서는, 식별 코드를 각각 3 비트로 하고 있기 때문에, 각 8 종류의 구분 영역을 선택할 수 있어, 각각을 임계치 그룹 A와 B로 하고 있다.
따라서, 이 2개의 임계치 그룹(A 및 B)이 현 필드 Y 화상 신호와 전 필드 Y 화상 신호에 각각 할당되고 식별 코드의 부여를 실행하고, 이들 식별 코드 개개에 블럭 매칭 처리가 행하여지기 때문에, 종래의 2개 화상에 의한 블럭 매칭보다 정밀도가 높은 움직임 벡터를 검출할 수 있다. 각 임계치 그룹마다 얻어진 다치 계층 화상 데이터는 각각 다치 메모리(132-1, 132-2)에 저장한다.
또한, 전 필드 블럭 B2는, 상기 현 필드 블럭 B1과 마찬가지로 구성되어 있다. 즉, 임계치 처리부(130-3, 130-4)에서는, 전술한 바와 같이 입력된 전 필드 Y 화상 신호를 화소 레벨에 따라 식별 코드 부여부(131)를 거쳐서 각 임계치 그룹(임계치 A, B)마다 식별 코드 부여하여, 얻어진 다층값 화상 데이터(식별 코드 화상)를 다치 메모리(132-3, 132-4)에 저장한다.
또, 임계치 그룹 A, B의 각각의 구분 영역은, 서로 구분 영역이 중첩되지 않도록 설정하더라도, 서로 구분 영역이 일부 중첩되도록 설정하더라도 무방하다.
움직임 벡터 검출을 위한 블럭 매칭 처리에 있어서, 현 필드 화상으로부터 잘라낸 검출 블럭 KB의 어드레스 맵핑을 어드레스 맵핑부(133-l)가 실행하고, 전 필드 화상으로부터 잘라낸 참조 블럭 RB의 블럭의 어드레스 맵핑을 어드레스 맵핑부(133-2)가 실행한다. 검출 블럭 KB 및 참조 블럭 RB의 각 화상 데이터는 움직임 벡터 검출부(134)에 입력한다.
움직임 벡터 검출부(134)는, 임계치 그룹(A 및 B)마다 마련된 다치 연산비교부(l34-1, 134-2)로 구성되고, 블럭 매칭에 의해서 필드간의 화상의 움직임을 구한다.
통합 판정부(135)는, 각 검출 블럭 KB의 움직임 화소수 및 움직임 방향을 판정하여, 판정 결과를 움직임 벡터 테이블(136)에 등록한다.
또한, 농도 구배 검출 처리부(104)는, Y 화상 신호의 농도 구배가 평탄한 영역을 검출함으로꺼, Y 화상 신호의 농도차를 검출하고, 농도차가 설정값보다 작은 부분을 추출하며, 모폴로지 처리에 의해 고립 노이즈를 제거하여 평탄한 영역을 검출하는 것이다.
데이터 보정 처리부(107)는, 움직임 화소수 및 이동 방향이 저장되어 있는 움직임 벡터 테이블(136)의 결과에 근거하여, 입력 화소 위치 데이터의 서브필드 패턴의 조합 연산을 실행하고, 시각 광량에 적합한 데이터의 재구성을 하는 것에 의해 가상 윤곽이 발생하는 화소의 계조 데이터 보정을 실행한다.
데이터 분산 처리부(l06)는, 오차 확산법이나 화소 배분법 등의 움직임 검출에 따르지 않고 Y 화상 신호를 분산시켜 화질의 개선을 실행하는 것이다.
데이터 전환부(108)는, 농도 구배 검출 처리부(104)로부터의 검출 신호에 따라서, 데이터 분산 처리부(106)로부터의 출력 데이터를 채용할지, 데이터 보정 처리부(107)로부터의 출력 데이터를 채용할지를 화상의 블럭마다 전환을 실행한다. 이 출력 데이터는, 출력 처리부(l09)에 입력하고, 각 화소의 계조 데이터를 전압 인가 시간 폭에 대응한 펄스 수로 변환하여 X 스캔 드라이버(110) 및 Y 스캔 드라이버(111)에 부여함으로써 PDP로 구성된 화상 표시부(112)에 중간조 표시를 실행하는 것이다.
다음에, 본 발명에 관한 움직임 검출 처리부(105), 농도 분포 검출 처리부(104), 데이터 분산 처리부(l06), 데이터 보정 처리부(107) 및 데이터 전환부(l08)에 대하여, 도 27을 이용하여 상세히 설명한다.
우선, 움직임 검출 처리부(l05)에 대하여 상세히 설명한다.
임계치 처리부(130-1∼130-4)는, 현 필드 Y 화상 신호 및 전 필드 Y 화상 신호를 각각 설정된 구분 영역에 의해 식별 코드화 처리가 이루어진다. 여기서, 식별 코드화(다치 화상)의 개념에 대하여 도 28을 참조하여 설명한다. 도 28은, 횡축이 화소 위치, 종축이 화소 레벨을 나타낸다. Y 화상 신호의 화소 레벨의 구분 영역은, 도 26에서 나타낸 n 개의 임계치 a1로부터 g2(동 도면에서는 n=8)에 의해, (n)개의 구간으로 분할되어 있고, 인접 구간에서는 겹치지 않도록 상이한 임계치가 배당되며, 각 화소는 화소값이 어느 구분 영역에 속하는지에 따라 식별 코드가 부여된다. 이것을 전술한 바와 같이, 임계치 코드마다 할당된 식별 코드에 의해 입력 신호 레벨을 임계치 그룹 A와 B로 2 분할하고, 현 필드 화상 및 전 필드 화상을 다치 화상(식별 코드 화상)으로 하는 것이다. 또, 도 28에 있어서, 사선 영역의 화소값이 임계치 범위 외인 경우는 식별 코드로서 "0"이 인가된다.
이 임계치 처리는, 화소값의 분포의 편중에 영향받는 일없이, 화상의 국소적인 변화를 나타낼 수 있기 때문에, 식별 코드마다 (1∼7)의 움직임 벡터는 블럭과 같은 소량 영역내에서도 원 화상의 특징을 반영한 것으로 된다. 가상 윤곽이 발생하는 화소의 움직임은 지극히 국소적인 검출로 충분하고, 계산 시간, 회로 구성 등을 간단히 할 수 있다.
이 현 필드 및 전 필드의 각각 다치화 처리(130-1∼130-4)에 의해 식별 코드화된 다치 화상 데이터는 각각 다치 화상 메모리(132-1∼132-4)에 저장되어, 다음 블럭 매칭 처리에 제공된다.
움직임 벡터 검출부(134)에 있어서의 블럭 매칭 처리는, 전술한 실시예 1에서 설명한 블럭 매칭 처리를 실행할 수 있다.
종래의 2치 화상에 의한 블럭 매칭은, 정해진 평가 함수값의 대소에 의해 판정하고, 움직임 벡터의 검출은 참조 영역 R에 포함되는 다수의 참조 블럭 RB 중에서 평가 함수의 화소값을 부여하는 것을 찾아내는 것에 의해 행해지고, 실제로는, (수학식 4)에 도시하는 바와 같이 검출 블럭 KB내의 2치 화상 gt(x, y)와 참조 블럭 RB내의 2치 화상 gt-1(x, y)의 사이에서, 배타 논리 조작에 의한 화소수 계수값의 최대 일치점을 그 검출 KB의 움직임 벡터로서 구하였다.
이 때, Dnt를 최소로 하는 위치(i, j)를 각 검출 블럭 KB의 움직임 벡터로서 정의한다. 이것은 각 검출 블럭 KB마다, 참조 영역 RB내에 있어서 상관값의 최대값으로 하는 장소를 찾아내는 것과 등가이다.
본 실시예에서의 블럭 매칭은, 화소수의 일치만이 아니고, 전술한 바와 같이 검출 정보로서 식별 코드도 동시에 참조함으로써, 움직임 벡터의 검출 정밀도의 대폭적인 개선이 가능해졌다. 이것을 식으로 나타내면 (수학식 12)와 같이 된다.
여기서, k는 임계치 처리에 의해 부여된 식별 코드이고, 전술한 바와 같이 도 26에 나타낸 것이며, 이것을 전술한 바와 같이 3 비트로 나타내면, k는 0으로부터 7까지의 값을 가질 수 있다.
본 발명의 다치 연산 비교부(134-1, 134-2)의 블럭 매칭 처리를 도 29에 나타내는 흐름도를 참조하여 설명한다.
우선, 입력 화상으로서, 현 필드 다치 화상(식별 코드 화상)을 대상으로 검출 블럭내의 식별 코드마다의 화소수를 계수한다(S1). 이 때, 검출 블럭내가 모두 동일 식별 코드일 때(S2)는 플래그를 '1'로 세트(S5)하고, 검출 블럭내의 식별 코드가 모두 0일 때(S3)는 플래그를 '0'으로 세트(S6)하며, 검출 블럭내에 복수의 식별 코드가 존재할 때(S4)는, 플래그를 '-1'로 세트한다(S7).
이와 같이, 검출 블럭의 식별 코드에 따라 플래그를 설정하는 것은, 후술하는 바와 같이 통합 처리에 있어서의 움직임 벡터 처리의 경우에 나눔을 실행하기 위해서이다. 따라서, 검출 블럭내에 복수의 코드가 존재하는 경우에만 참조 영역내의 모든 참조 블럭과의 상관 처리를 실행하여, 움직임 벡터(mx, my)를 구한다(S8). 이것을, 전체 블럭 개수까지 반복하여 처리를 실행한다(S9).
도 30은, 도 29에 나타낸 (S8)의 움직임 벡터 검출 처리의 더욱 상세한 흐름도를 나타낸다. 도 30에 있어서, 우선 참조 영역의 설정을 실행하고(S10), 다음에, 모든 참조 블럭과 상관 처리를 (수학식 11) 또는 (수학식 12)를 이용하여 실행한다(Sl1). 이것을 상관값이 큰 순서대로 재배열을 하여(S12), 상관이 가장 큰 참조 블럭과 검출 블럭과의 대응 위치를 움직임 벡터로 한다(S13). 또한, 동일 참조 블럭내에서 상관값이 동값한 것이 있는지를 체크하여(S14), 그 동일 값이 없는 경우에는 얻어진 움직임 벡터를 출력으로서 취출한다. 한편, 검출 블럭의 위치에 가장 가까운 참조 블럭이 있으면, 그 검출 블럭과의 대응 위치를 움직임 벡터로서 취출하고(S15), 그것을 출력으로 한다.
전술한 본 발명의 식별 코드법에 의한 블럭 매칭에서는, 단지 종래의 화소수 계수에 의하는 블럭 매칭법에 비해, 2승 평균 오차에서 20∼30%의 움직임 벡터 검출 정밀도 향상이 확인되었다.
다음에, 통합 판정부(135)의 동작에 대하여 설명한다.
여기서는, 움직임 벡터 검출부(134)에 있어서 현 필드 Y 화상과 전 필드 Y 화상을 2개의 임계치 그룹(여기서는 Y(A) 그룹과 Y(B) 그룹이라고 부름)마다 검출된 움직임 벡터 정보로부터 하나의 움직임 벡터로 통합 연산하는 처리와, 각각의 검출 블럭과 참조 블럭과의 비교에 의해 움직임 벡터가 검출되지 않은 검출 블럭, 즉, 부정 블럭을 주위의 기지 블럭의 정보로부터 연산하는 처리를 실행한다.
통합 판정부(135)는, 움직임 벡터 검출부(134)로부터 현 필드를 복수 분할한 각 검출 블럭 KB에 대하여 검출한 움직임 벡터 정보가 입력된다. 통합 판정부(135)는, 부정 블럭 처리에 의해 각 검출 블럭 KB의 움직임 화소수 및 움직임 방향을 판정하여, 판정 결과를 움직임 벡터 테이블(136)에 등록한다.
통합 판정부(135)에서 실행되는 부정 블럭 처리는, 전술한 실시예 1에서 설명한 부정 블럭 처리를 적용할 수 있다.
이상과 같이, Y(A), Y(B) 화상마다 부정 블럭 FT 영역의 움직임 벡터를 주변의 기지 블럭 KT의 움직임 화소수로부터 연산식에 의해 구한다. 그리고, 다음에 Y(A), Y(B) 각각의 움직임 벡터로부터 통합 처리에 의해 각 블럭의 움직임 벡터값을 구한다.
그러나, 각 블럭은 Y(A), Y(B) 화상에 대하여 동일한 블럭이기 때문에, 당연히 움직임 방향 및 움직임 화소수는 동일하였지만, 대상 화상의 블럭에 있어서의 2치 연산 비교부의 연산 오차 등에 의해 차이가 발생하는 경우가 있다.
여기서, 움직임 벡터의 정밀도를 향상시키는 통합 처리 방법을 이하에 설명한다. 여기서, 도 31에 나타내는 흐름도를 참조하여 통합 처리의 구체적인 내용을 설명한다.
도 31은, Y(A), Y(B)의 각 움직임 벡터값으로부터, 하나의 움직임 벡터를 구하기 위한 동작 흐름도이다. 이 방식에서는, 주목 블럭이 부정 블럭인지, 또는 기지 블럭인지와, 주목 블럭의 주변 블럭의 움직임 벡터도 고려에 넣어 연산 처리를 실행한다.
이 통합 처리에서는 주목 블럭의 플래그를 우선 체크하고(S20), 플래그가 '0'(S21)인 경우는 주목 블럭의 움직임 벡터를 취출하지 않고, 플래그가 '-1'(S23)인 경우에만 주목 블럭의 움직임 벡터를 취출한다(S24). 그 다음에, 주목 블럭을둘러싸는 주변 8 근방의 움직임 벡터를 취출하고(S25), 취출한 복수의 움직임 벡터를 x, y 성분마다 각각 재배열을 하여, 그 중앙값을 대표값으로 한다(S26). 이것을 통합해야 할 화상 수까지 실행하고(S27), 그 후 대표값의 개수에 따라 처리를 나눈다. 대표값은 각 Y(A), Y(B)마다 표시되는 것으로, 이 때, 대표값이 1개인 경우에는(S28), 통합 결과로서 주목 블럭의 움직임 벡터값은 플래그 = -1로 하고, 대표값 그대로 한다(S32). 또, 대표값이 2개인 경우는(S29), 2개의 대표값의 평균치를 구한다(S30). 통합 결과로서 주목 블럭의 움직임 벡터값은 플래그 = -1로 하고, 그 평균치 연산 결과를 채용한다(S31). 이 처리를 전체 블럭 개수까지 구하여(S33), 주목 블럭의 움직임 벡터값으로 한다.
이상과 같이, Y(A), Y(B) 화상마다 구해진 움직임 화소수를 각 블럭마다 1개의 값으로 통합 처리하여, 움직임 화소수로서 움직임 벡터 테이블(136)에 등록한다. 움직임 벡터 테이블(136)에는, 현 필드의 각 검출 블럭 KB의 움직임 벡터 정보가 등록되어 있다. 움직임 벡터 테이블(136)은 도 8에 나타내는 테이블과 동일 구성으로 한다.
상기 통합 처리의 결과로서는, 640 화소 x 480 화소의 VGA 타입에서는, 검출 블럭이 16 화소 x l6 화소이기 때문에, 총 검출 블럭 수는 1200개이다. 이와 같이, 단일의 Y 화상에 의한 움직임 벡터에 의한 방법보다, Y 화상을 2개 이상의 임계치 그룹으로 각각 움직임 벡터를 구하여 통합 처리를 실행함으로써 지극히 정밀도도 양호하고, 또한 그 편차도 적은 움직임 벡터가 얻어진다.
다음에, 데이터 보정 처리부(107)에 대하여 설명한다.
본 발명의 데이터 보정 처리의 개념은, 움직임 벡터값으로부터 각 서브필드에서 발광하고 있는 패턴을 시선이 추종했을 때의 시선의 시점과 종점의 중간 좌표 위치를 구하고, 그 중간 좌표로부터 화상 데이터를 각 서브필드마다 화소 단위로 발광할지의 여부를 결정하여, 이들 서브필드 비트 맵마다의 화상 데이터를 합성함으로써, 새로운 화상 데이터로 재작성하는 것이다. 이에 따라 가상 윤곽이 없는 표시 화상을 얻을 수 있다.
도 32는, 이 목적을 위해 데이터 보정 처리부(107)의 블럭 구성도를 도시하는 것이다. 도면에 있어서, 움직임 벡터 테이블(136)로부터의 움직임 벡터 데이터인 움직임 화소수는 블럭(16 x 16 화소 등) 단위로 저장되어 있지만, 데이터 보정 처리부(107)에는 1 화소마다의 벡터 값을 입력한다.
화소 4 코너 움직임 벡터 연산부(140)는, 각 화소의 움직임 벡터 데이터의 입력에 의해, 해당 화소와 각 화소의 4 코너마다의 인접 3 화소의 움직임 벡터로부터 4 코너마다의 움직임 벡터를 평균 연산으로 구한다. 해당 화소의 4 코너의 인접 화소의 움직임 벡터를 연산하는 이유는 이하의 이유이다. 즉, 통상 일정 방향으로 움직이는 스크롤 화상 등은 정방 격자에서 변형하는 것은 없지만, 움직임이 다른 화소와 화소에서는 화소가 신축하거나 팽창하거나 형상이 왜곡되기 때문에 화소 단위마다 동일한 움직임 벡터로 정의할 수 없다. 그 때문에, 화소 위치를 나타내는 사각형의 정점 위치의 움직임 벡터를 구하여, 이들 정점의 값을 화소의 움직임 벡터로서 사용한다. 이에 따라, 화소 단위를 둘러싸는 사각형의 움직임 벡터값을 정의할 수 있다.
중간 좌표 연산부(141)는, 서브필드의 수만큼 마련되어 있고, 움직임 벡터 연산부(140)로부터의 화소 4 코너 움직임 벡터로부터, 각 서브필드마다의 시선의 움직임의 시점과 종점의 중간 좌표 위치를 연산한다.
서브필드 비트 맵 연산부(142)는, 중간 좌표 연산부(141)로부터의 중간 좌표 데이터와 현 필드 화상 데이터를 사용하여, 각 서브필드의 화소 단위마다 발광하는지의 여부를 연산하고, 화상 데이터의 서브필드 비트 패턴을 생성한다. 이 중간 좌표 연산부(l41)와 서브필드 비트 맵 연산부(142)는 쌍으로 되어 있고, 예컨대, 256 계조 표시의 경우는 이 서브필드의 수가 8개 필요하기 때문에, 이 조합도 8개 필요하게 된다.
합성부(143)는, 출력 처리부(l09)에 있어서, 플라즈마 디스플레이의 출력 형식에 맞는 데이터를 합성하는 것으로, 서브필드 비트 맵 연산부(142)에서 계산된 데이터의 지연을 조정하여 서브필드 패턴의 비트마다의 조합을 실행하고, 새로운 화상 데이터의 합성을 실행한다.
이와 같이, 데이터 보정 처리부(107)는 입력 화상 데이터를 보정하는데 있어서, 움직임 화소수 및 움직임 방향에 따른 벡터값으로부터, 표시 화면상에서 이동 화소에 대하여 시선이 추종했을 때에, 각 서브필드 구간내에서의 발광 시간과 화면상의 시선 이동의 경로로부터 각 망막 위치에 들어 가는 광량을 실시간으로 계산하여, 그 출력 데이터로부터 새로운 서브필드 데이터를 재작성하기 때문에, 가상 윤곽이 없는 표시 화상을 얻을 수 있다.
다음에, 농도 구배 검출 처리부(l04)의 목적과 그 처리 내용에 대하여, 도면을 참조하여 설명한다.
2치 화상, 또는 다치 화상을 사용한 움직임 벡터의 검출에서는, 공간 주파수가 매우 낮은, 즉 배경의 하늘이나 단일의 벽 등, 농도 변화가 완만한 화상이 복수의 검출 블럭에 걸치는 것과 같은 넓은 면적을 차지하고 있는 경우에, 정확한 움직임 벡터를 구하는 것이 어렵다고 하는 과제를 갖고 있었다. 이것은, 각 필드 화상이 완전히 동일한 휘도라고 한 것은 일단 있을 수 없고, 다소라도 주위의 밝기나 카메라 감도 등에 의해 휘도 변화가 있기 때문에, 필드간에서 휘도차가 발생하는 것이다. 이 때문에, 2치화 화상의 에지가 복잡한 형상이 되어, 블럭 매칭 처리시에 오차로서 발생하는 것이다.
그러나, 이러한 농도 변화가 완만한 화상의, 특히 저휘도 또는 고휘도 부분에서는 여분의 가상 윤곽은 눈에 띄지 않아서, 움직임 벡터에 의한 보정을 반드시 적용하지 않더라도 무방한 경우가 있다.
본 발명에서는, 이와 같이 움직임 벡터에 의한 가상 윤곽 보정을 모든 화상장면에 적응하는 것이 아니고, 상기한 바와 같이 화상의 장면 또는 화상의 특징이 있는 구조에 적응한 처리를 실행하는 것을 목적으로 하고 있다.
도 33은, 이를 위한 화상의 농도차 분포, 특히 배경 등의 농도 변화가 완만한, 소위 베타 부분을 검출하기 위한 농도 구배 검출 처리부(104)의 상세한 구성도를 나타내는 것이다. 도 33에 있어서, 농도차 검출부(l51)는, 예컨대 3 x 3의 오퍼레이터 처리에 의해 중심 농도와 주변 8 화소와의 농도차를 검출한다.
2치화 처리부(152)에서는, 예컨대 현 필드 Y 화상 신호를 입력했을 때에, 상기 오퍼레이터의 중심 화소의 농도와 주변 8 화소와의 농도차가 2/255 레벨 이하를 베타로 정의해 놓으면, 그 출력 결과는 베타부는 화상 데이터가 '1'의 영역으로 되고, 그 이외는 화상 데이터가 '0'으로 된 소위 세그먼트로 분리된 2치의 베타 화상이 얻어진다. 이 결과는, 다음 제 1 고립점 제거 처리부(153)와 제 2 고립점 제거 처리부(154)로 구성된 모폴로지 처리부(156)에 접속된다.
모폴로지 처리부(156)는, 검출된 베타부 화상에 존재하는 흑점 노이즈나 베타부 이외에 존재하는 백점 노이즈 등의 고립점 제거를 실행한다. 예컨대, 제 1 고립점 제거 처리부(153)에서는, 베타부 화상에 존재하는 흑점 노이즈를 제거하는 것으로서, 2 화소의 8 연결 오퍼레이터에 의한 팽창 처리에 의해 4 화소 정도의 덩어리인 흑점 노이즈를 제거하고, 수축 처리에 의해 흑점 노이즈 이외의 원상 복귀하는 처리를 실행하는 것으로서, 농도 구배가 완만한 화상 부분은 균일한 베타 화상 영역이 된다. 이것을 또한, 제 2 고립점 제거 처리부(154)에서, 4 화소의 8 연결 오퍼레이터에 의한 수축 처리를 하는 것에 의해, 베타 화상부 이외의 영역의 8 화소 정도의 백점의 덩어리가 제거되고, 팽창 처리에 의해 다른 부분을 원상 복귀하는 것에 의해, 화상 장면중에서 베타 화상 부분을 추출할 수 있다. 이 화상을 베타 블럭 메모리(155)에 저장해 놓는다.
또한, 제어 정보선(137)은 화상 장면에 있어서의 베타 블럭 위치의 정보 등을 통합 판정부(135)와 교신하기 위해서 사용되는 것이다. 이 처리에 의해, 화상 장면에 있어서의 베타부를, 움직임 검출 처리와 마찬가지의 블럭에 대응한 베타 검출 신호(157)로서 출력한다. 이 경우, 검출 블럭내의 모든 화소가 베타일 때에,상기 검출 신호를 출력한다.
다음에, 데이터 분산 처리부(106)에 대하여, 도 34를 이용하여 설명한다.
도 34의 (a)는, 데이터 분산 처리부(106)의 일례로서 다치 오차 확산법의 블럭 구성도를 나타내고 있다.
다치 오차 확산법이란, 입력 R, G, B 신호의 비트수보다도 출력 확산 신호 비트 수를 저감하면서 입력 신호와 발광 휘도와의 농도 오차를 주변 화소에 분산하는 것으로, 말하자면 유사 중간조를 표현하는 처리 방법이다. 다치 오차 확산 처리를 이용한 방법은, 도 34의 (a)와 같이 구성되어 있다. 참조 부호(l60)는 입력 화상에 집적 오차를 부가하는 보정 연산부, (161)은 다치화하는 다치화부, (162)는 양자화 오차를 구하는 양자화 오차 연산부, (163)은 양자화 오차를 주변 화소에 배분하는 오차 배분부, (164)는 RGB의 각 신호를 입력하는 입력 단자, (l65)은 다치 신호를 출력하는 출력 단자이다.
입력 단자(164)로부터 입력한 RGB의 각 신호는, 보정 연산부(160)에서 배분된 오차의 집적 오차를 부가하고, 다치화부(161)에서 다치 신호로 변환된다. 양자화 오차 연산부(162)는, 집적 오차로 보정된 보정 신호와 다치 신호와의 차분을 연산하여 양자화 오차를 구한다. 구해진 양자화 오차는, 오차 배분부(163)에서 주변 화소에 배분하여, 집적 오차를 구한다. 얻어진 다치 신호는, 출력 단자(165)로부터 출력한다.
또한, 별도의 방식으로서 보고되어 있는 화소 확산법("PDP의 동화상 가상 윤곽저감에 관한 일검토" : 전자 정보 통신학회 일렉트로닉스, C-408, p66, 1996년)이라 칭하는 표시 방법이 있다.
이 화소 확산 방법은, 도 34의 (b)에 도시하는 바와 같이 입력 신호에 대하여 변조부(l66)에서 패턴 발생부(169)로부터의 패턴 신호로 변조를 가한다고 하는 것으로, 표시하는 입력 R, G, B 신호에 대하여 표시 화소마다 수평, 수직, 표시 시간 방향으로 서로 역 특성으로 되는 것과 같은 패턴 신호로 임의의 레벨의 신호 변조를 실행하고, 시간 방향의 평균 레벨이 본래의 신호 레벨로 되도록 하고 있다. 도 35는 변조를 가하는 패턴의 일례를 나타내는 것으로, 필드마다 도 35의 (a)와 도 35의 (b)를 전환하여 출력한다. 이 결과, 상하 좌우, 또한 시간 방향으로 인접하는 화소는, 불연속한 레벨의 신호를 표시하고, 그 평균치로 본래의 화상 레벨을 검지하는 것이 되기 때문에, 본래 매끄러운 화상의 연속점에 있어서 검지되어 있던 가상 윤곽은 분산되게 된다.
데이터 분산 처리부(l06)에는, 이러한 처리 방법이 응용되지만, 본 발명의 취지는, 전술한 바와 같이 화상의 장면에 따른 적응 처리를 하는 것에 있다.
즉, 화상의 장면 중에서 가상 윤곽이 눈에 띄지 않은 배경 등의 화상 농도가 완만하게 변화하는 부분은, 상기 베타부 검출 신호(157)에 의해 블럭마다 전술한 데이터 분산 처리부(106)에 의한 분산 보정을 실행한다. 또한, 화상의 농도 변화가 크고, 공간 주파수가 높고 화상이 미세한 부분은 움직임 벡터가 고정밀도로 요구되지 않으나, 또한 가상 윤곽도 대단히 눈에 띄는 부분이기도 하다. 이 때문에 정확한 가상 윤곽 보정을 움직임 벡터를 사용하여, 전술의 데이터 보정 처리부(107)로부터 실행한다.
다음에, 데이터 전환부(108)에 대하여 설명한다. 데이터 전환부(108)는, 분할한 블럭 단위로 농도 구배 검출 처리부(104)에서 검출된 베타부 검출 신호(157)에 따라, 데이터 보정 처리부(107)로부터의 움직임 벡터 검출에 근거하여 보정된 출력 데이터 또는 데이터 분산 처리부(106)로부터의 출력 데이터를 전환하여 출력 처리부(109)에 공급하는 것이다.
(실시예 3)
도 36은, 본 발명의 실시예 3에 관한 계조 표시 장치의 전체 구성을 나타내고 있다. 도 36에 있어서, 입력 단자에 의해 입력된 영상 신호(201)는, A/D 변환부(202)에서 디지탈 데이터로 변환되어, 움직임 벡터 검출부(204)와 화상 데이터 연산 변환부(203)에 입력한다. 움직임 벡터 검출부(204)에서는, 다계층 2치화 처리, 블럭 매칭 처리, 통합 판정 처리 등을 실시하여 입력 화상의 움직임 화소수, 및 이동 방향을 검출하여 출력한다. 움직임 벡터 검출부(204)에서 검출한 움직임 화소수, 이동 방향, 및 검출 블럭 정보를 화상 데이터 연산 변환부(203)에 입력하고, 움직임 화소수, 및 이동 방향의 결과에 근거하여 입력 화소 위치 데이터의 서브필드 패턴의 조합 연산을 실행하고, 시각 광량에 알맞은 데이터의 재구성을 실행한다. 이에 따라, 가상 윤곽이 발생하는 화소의 계조 데이터 보정을 실행한다. 이 출력 데이터는 서브 필드 변환부(205)에 입력된다. 서브필드 변환부(205)는, 각 화소의 계조 데이터를 전압 인가 시간 폭에 대응한 펄스 수로 변환하여, X 스캔 드라이버(206), 및 Y 스캔 드라이버(207)에 부여함으로써, 화상 표시부(208)에 중간조 표시를 실행하고 있다. 동기 분리부(209)에 있어서 영상 신호(201)로부터 동기 신호를 분리하며, 입력 영상 신호에 동기한 타이밍 신호를 타이밍 발생부(210)에서 작성하여 각 부에 부여하고 있다.
다음으로 화상 데이터 연산 변환부(203)를 설명한다. 도 37은, 도 36에 있어서의 화상 데이터 연산 변환부(203)의 구성을 나타내는 것이다. 움직임 벡터 데이터(232)는, 1 화소마다의 벡터 값을 입력한다. 화소 4 코너 움직임 벡터 연산부(220)는, 움직임 벡터 데이터(232)를 입력하여 각 화소마다 4 코너의 움직임 벡터를 연산 출력한다. 화소의 4 코너의 움직임 벡터를 연산하는 이유는, 화소의 움직임에 따라 그 형상이 왜곡되기 때문으로, 그 정점 위치의 움직임 벡터를 정확하게 포착하여 놓을 필요가 있기 때문이다. 제 1 서브필드 중간 좌표 추출 연산부(221)로부터 제 n 서브필드 중간 좌표 추출 연산부(225)는, 4 코너의 움직임 벡터를 입력하고 각 서브필드에서 발광하고 있는 각각의 기간 시선의 시점과 종점의 중간 위치를 구하여 출력한다. 제 1 서브필드 비트 맵 연산부(226)로부터 제 n 서브필드 비트 맵 연산부(230)는, 화상 데이터를 시선의 시점과 종점의 중간 좌표를 사용하여, 각 서브필드에서 화소 단위로 발광하는지의 여부를 합성부(231)에 출력하고 또한 다음 서브필드 비트맵 연산부에서 필요한 새로운 화상 데이터를 출력한다. 이 서브필드 중간 좌표 추출 연산부(221∼225)와 서브필드 비트맵 연산부(226∼230)는 쌍으로 되어 있고, 예컨대, 서브필드 수가 8개 있으면 이 조합은 8쌍 필요하다. 합성부(23l)에서는, 각 비트맵 연산부(226∼230)에서 출력된 데이터의 지연을 조정하여 서브필드 패턴의 비트마다의 조합을 실행해서, 새로운 화상 데이터의 합성을 실행한다.
다음에 화소 4 코너 움직임 벡터 연산부(220)의 상세를, 도 38, (수학식 13)을 이용하여 설명한다. 도 38은, 화상 데이터의 임의의 위치를 나타낸다. 임의의 좌표(m, n)의 화소 움직임 벡터값을 (Vx(m, n), V(m, n))로 한다. 임의의 좌표(m, n)란, 2차원의 화상 데이터상의 위치를 말한다. 좌표(m, n)의 화소의 4 코너를 각각 A, B, C, D 점으로 한다. 예컨대, A 점에 주목하면, A 점은, 위치 (m, n), (m-1, n), (m, n-1), (m-1, n-1)의 각각의 화소에 둘러싸여 있다. A 점의 움직임 벡터를 구하기 위해서는, 위치 (m, n), (m-1, n), (m, n-1), (m-1, n-1)의 화소의 움직임 벡터값을 이용하여 연산한다. A 점의 움직임 벡터를 구하는 연산의 일례로서, 주위의 화소 위치 4점의 움직임 벡터의 평균을 구하는 것이 고려된다. 따라서, A 점의 움직임 벡터 (VAx, VAy)는, (수학식 13)에서 구할 수 있다. 다른 3점도 마찬가지의 식으로 구할 수 있다.
다음에 도 37에 있어서의, 제 1 서브필드 중간 좌표 추출 연산부(221)로부터 제 n 서브필드 중간 좌표 추출 연산부(225)의 동작을, 도 39 및 도 40을 이용하여 설명한다. 도 40은 화상 데이터가 디스플레이상의 위치를 이동하고 있는 모양을 나타내고 있다. 임의의 화소의 4 코너의 A, B, C, D 점의 움직임 벡터는, (점 (6,4. 3), (5. 9, 4), (6, 3. 8), (6. 2, 4))의 일예를 나타내고 있다. 망막 화소는, 시각 t0일 때 (280)이고, 시각 t1일 때 (281)이며, 시각 t2일 때는 (282)이고, t3일 때는 (283)이며, t4일 때는 (284)이고, t5일 때는 (285)이며, t6일 때는 (286)의 위치에 있는 것을 나타내고, 파선은, 발광 기간중의 망막 화소의 4 코너를 나타내고 있다. 서브필드 중간 좌표 추출 연산부는, 각각의 서브필드의 발광 기간의 시점 위치와 종점 위치를 연산하여 출력한다.
계산 방법은,
예컨대, 점(287)의 위치는,
또한, 점(288)의 위치는,
이다.
중간 좌표 추출 연산부(221∼225)는, 서브필드의 수만큼 필요하고, 제 1 서브필드 중간 좌표 추출 연산부(221)에서는, 제 1 서브필드의 발광 기간의 시점 위치와 종점 위치를 연산하여, 제 1 서브필드 비트맵 연산부(226)에 출력하고, 제 2 서브필드 중간 좌표 추출 연산부(222)에서는, 제 2 서브필드의 발광 기간의 시점위치와 종점 위치를 연산하여, 제 2 서브필드 비트맵 연산부(227)에 출력하고, 제 n 서브필드중간 좌표 추출 연산부(225)에서는, 제 n 서브필드의 발광 기간의 시점 위치와 종점 위치를 연산하여, 제 n 서브필드 비트맵 연산부(230)에 출력한다.
다음에, 제 1 서브필드 비트맵 연산부(226)로부터 제 n 서브필드 비트맵 연산부(230)의 상세에 대하여 도 41을 이용하여 설명한다. 도 41은, 중간 좌표 추출 연산부로부터의 중간 좌표 데이터(273)와 화상 데이터(274)로부터, 새로운 화상 데이터(275)와 2치의 비트맵(276)을 출력하기 까지의 구성을 나타낸 도면이다. 처리의 개념을, (수학식 14), 및 도 42를 이용하여 설명한다. (수학식 14)는, 도 41의 새로운 화상 데이터(275)를 구하기 위한 식이다.
Data (m, n)은, 도 41의 임의의 위치(m, n)의 화상 데이터(274)이다. NewData (m, n)은, 도 41의 임의의 위치(m, n)의 새로운 화상 데이터(275)이다. Ka (x, y)는, 도 41의 감쇠율 연산부(259)의 출력이다. E (m, n, x, y)는, 도 41의 기여율 연산부(254)의 출력이다. 도 42는, 디스플레이상의 임의의 위치(x, y)에 대하여, 도 41의 화상 데이터(274)가 배열된 레지스터(255)로부터 새로운 화상 데이터(275)가 배열되어 있는 새로운 화상 데이터 수납부(272)까지의 흐름을 시각적으로 나타낸 도면이다. 도 42의 복수의 화상 데이터(300)에 유지하는 것이 도 41의 레지스터(255)이다. 복수의 화상 데이터(x, y)에 대응하는 각각의 기여율을승산하는 (301)에 대응하는 것이 도 41의 복수의 승산기(256, 257, 258)이다. 승산된 데이터를 합계하는 도 42의 P (x, y)(302)에 대응하는 것이 도 41의 가산기(260)이다. 도 42의 "한결같이 감쇠율을 곱함"(303)에 대응하는 것이 도 4l의 복수의 승산기(266, 267, 268)이다.
도 42의 "각각의 화소 면적으로 나눔"(304)에 대응하는 것이 도 4l의 복수의 제산기(269, 270, 27l)이다. 도 42의 복수의 새로운 화상 데이터(305)에 대응하는 것이 도 41의 새로운 화상 데이터 수납부(272)이다. 도 42의 "+" (306)는, 도 41의 가산기(260)에 대응한다. 도 4l의 비트맵 출력(276)의 데이터는, 디스플레이상의 위치(x, y)에 대응하고 있어, 출력 데이터가 "1"일 때는, 해당 서브필드를 발광시키고, "0"일 때는, 발광시키지 않는다. 도 42의 신호의 흐름(307)의 화상 데이터상의 출발 위치(m, n)와 새로운 화상 데이터상의 종착 위치(m, n)는 동등하다. 디스플레이상의 임의의 위치(x, y)에 대하여 기여율이 0이 되는 임의의 위치(m, n)의 화상 데이터는 연산할 필요는 없다. (수학식 14)에 있어서, E (m, n, x, y) = 0이기 때문에 명확하다.
다음에 각 부의 설명을 한다. 화소 면적 연산부(251)는, 중간 좌표 데이터(273)를 이용하여 각 화소의 면적을 연산하려는 것이다. 레지스터(252)는, 화소 면적 연산부(251)로부터 출력된 데이터를 보관하여 그 복수의 데이터를 출력한다. 레지스터(253)는, 움직임 벡터 데이터(273)를 보관하여, 그 복수의 움직임 벡터 데이터를 출력할 수 있다. 기여율 연산부(254)는, 복수의 중간 좌표 데이터를 이용하여, 복수의 기여율을 연산하고, 출력한다. 레지스터(255)는, 화상 데이터(274)를 보관하고, 그 복수의 화상 데이터를 출력한다.
다음에, 감쇠율 연산부(259)에 대하여 설명한다. 감쇠율 연산부(259)는, 입력되는 데이터를 전부 가산하여 그 합계값과 임계치 작성부(263)의 출력 데이터로 대소 비교한, "0" 또는 "1"의 결과를 2치의 비트맵으로서 출력한다. 또한, 그 결과로부터, 합계값이 임계치보다 작으면 1.0을 출력하고 합계값이 임계치 이상이면 (합계값 - 임계치) ÷ (합계값)을 출력한다. 그 감쇠율 연산부(259)의 개념을 도 43 및 (수학식 15, 16)을 이용하여 설명한다.
도 43은, 가산기(260)의 출력과 감산기(261)의 출력을 나타낸 것이다. (수학식 15)는, 가산기(260)의 출력이 임계치 이상일 때의 감쇠율 연산부 출력(259)의 출력과 비트맵 출력을 나타내는 식이다. (수학식 16)은, 가산기(260)의 출력이 임계치미만일 때의 감쇠율 연산부 출력(259)의 출력과 비트맵 출력을 나타내는 식이다. P (x, y)는, 디스플레이상의 위치 x, y일 때의 가산기(260)의 출력값이다. th는 임계치의 값이다. ka (x, y)는, 디스플레이상의 위치 x, y일 때의 감쇠율 연산부(259)의 출력값이다. H (x, y)는, 디스플레이상의 위치 x, y에 대응하는 비트 출력이다. 이것에 의해 감쇠율 연산부(259)는, 입력되는 데이터를 전부 가산하여, 그 합계값과 임계치 작성부(263)의 출력 데이터로 대소 비교한, "0" 또는 "1"의 결과를 2치의 비트맵으로서 출력하고, 그 결과로부터, 합계값이 임계치보다 작으면, 1.0을 출력하고 합계값이 임계치 이상이면, (합계값-임계치)÷(합계값)을 출력하는 것을 알 수 있다.
새로운 화상 데이터 수납부(272)는, 감쇠율 연산부와 기여율 연산부와 화상 데이터(274)가 복수 수납하여 놓은 레지스터(255)를 곱한 값으로부터, 화소 면적 연산부(251)의 결과가 수납하여 놓은 레지스터(252)의 값을 나눈 값을, 일시 가산 유지하여, 다음 서브필드 비트맵 연산부에 출력하는 데이터를 출력한다.
도 37에 나타낸 합성부(231)는, 다음 서브필드 변환부(205)의 형식으로 있던 데이터를 합성하는 것이다. 각 비트맵 연산부로부터의 출력은, 제 1 서브필드, 다음에, 제 2, 제 3, 제 4라는 서브필드 순서대로 지연하여 출력된다. 이 지연을 조정하여 다음 서브필드 변환부(205)에 출력한다.
이하, 상기 구성을 갖는 계조 표시 장치를 이용한 표시 방법에 대하여 설명한다.
우선 계조 표시 방법에 대하여 서술한다. 또, 여기서는 설명을 간단히 하기 위해서, 일정 방향의 움직임 벡터(6, 4)의 스크롤 화상 데이터와, 도 34에 나타내는 서브필드의 발광 시퀀스를 이용하여 설명하는 것으로 한다.
최초로 서브필드의 구성을 설명한다. 도 39에 도시하는 바와 같이 서브필드의 구성은, 3가지의 서브필드로 이루어지고, 각각의 서브필드에 의한 발광 패턴비가 [SFl, SF2, SF3] = [4 : 2 : 1]의 가중치 부여로 구성된 발광 시퀀스로 한다.이 경우의 발광 시퀀스의 주기는 T이고, 사선 부분이 발광 기간을 표시하고 있다. 이 도 39에서, 제 1 서브필드의 발광 기간의 개시는 t1이고, 종료는 t2이며, 또한, 제 2 서브필드의 발광 기간은 t3이고, 종료는 t4이며, 또한, 제 3 서브필드의 발광 기간의 개시는 t5이고, 종료는 t6이다.
또한,
의 관계가 있는 것으로 한다.
다음에 시점의 움직임과 1 단위의 망막 화소 면적의 관계에 대하여 설명한다. 여기서 말하는 망막 화소란, 디스플레이상의 상이 망막에 비친, 망막의 수용 영역을 정의한 것으로, 그 수용 영역의 중심 위치가 시점이 된다. 도 44의 (a)는, 시점이 디스플레이상을 우측 상부 방향으로 움직이는 것을 상정하고 있는 개념도이다.
일정 방향의 움직임 벡터 (6, 4)의 스크롤 화상이기 때문에, 시점은, 디스플레이상의 위치(x0, y0)로부터 위치(x0+6, y0+4)를 시간 T에서 통과한다. 또한 1 단위의 망막 화소 면적이란, 그 수용 영역의 1 단위 면적을 의미한다.
다음에 l 단위의 망막 화소가 디스플레이상의 각 화소로부터 어느 정도 영향을 받는지를 설명한다. 도 45는, 각 서브필드에서, 1 단위의 망막 화소가 디스플레이상의 각 화소로부터 어느 정도 영향을 받는지를 소수 3자리수까지의 숫자로 나타낸 도면이고, 여기서는, 이 숫자를 기여율이라는 지칭하는 것으로 정의하는 것으로 한다. 기여율의 설명과 구하는 방법의 상세에 대해서는 후술한다. 도 45의 (a)는, 시각 t1으로부터 t2까지의 사이에, 도 45의 (b)는, 시각 t3으로부터 t4까지의 사이에, 도 45의 (c)는, 시각 t5으로부터 t6까지의 사이에, 망막 화소가 디스플레이상의 각 화소로부터 어느 정도 영향을 받는지를 기여율로 나타낸 도면이다.
망막 화소(360)는, 시각 t0일 때 망막 화소의 위치이고, 망막 화소(361)는 시각 t1일 때 망막 화소의 위치이며, 망막 화소(362)는, 시각 t2일 때 망막 화소의 위치이고, 망막 화소(363)는, 시각 t3일 때 망막 화소의 위치이며, 망막 화소(364)는, 시각 t4일 때 망막 화소의 위치이고, 망막 화소(365)는, 시각 t5일 때 망막 화소의 위치이며, 망막 화소(366)는, 시각 t6일 때 망막 화소의 위치이다. 예컨대, 시각 tl에서 t2까지 1 단위의 망막 화소는, 디스플레이상의 위치(x0, y0)에 대하여 기여율은 0.324이고, 디스플레이상의 위치(x0+5, y0+3)에 대하여 기여율은 0인 것을 도면으로부터 알 수 있다.
다음에, 망막 화소가 디스플레이로부터 받고 있는 계조를 구하는 방법에 대하여 설명한다. 디스플레이상을 이동하였을 때의 망막 화소에 들어오는 계조는, 각각의 디스플레이상의 화소로부터 받는 광량의 합이다. 예컨대, 상기한 서브필드의 발광 시퀀스에서, 시각 tl에서 t7까지의 시간에 망막 화소가 어느 만큼의 계조를 얻는가를 상기한 기여율을 갖고 구한다. 그리고, 얻은 계조를 M에서, 디스플레이상의 위치(x, y)에서 n 서브필드 기간에 있어서, 발광했는지의 여부를 H (x, y, n)으로 한다. H (x, y, n)의 값은, 발광하면 H (x, y, n) = 1이고, 발광하지 않으면H (x, y, n) = 0이다.
따라서,
로 구할 수 있다.
상기 H(x, y, n)의 배열 요소를 적절히 결정함으로써, 이 망막 화소가 지각하는 계조 M이, 원래 화상의 계조 데이터와 한없이 동등하게 되면 가상 윤곽의 발생이 억제된다.
다음에 어떻게 하여 H(x, y, n)를 구하는 가를, 설명을 간단히 하기 위해서, 2 화소가 움직임 벡터 (6, 4)에서 이동한 경우를 예를 들어 설명한다. 도 44의 (b)는, 2 화소의 화상 데이터가 이동하고, 그에 따른 망막 화소가 이동하는 모양을 나타내고 있다. 2개의 망막 화소가, 움직임 벡터 (6, 4)에서 이동하는 것을 알 수 있다. 예로서, 화상 데이터는, 위치(m, n)에는 7을, 위치(m+1, n)에는 3으로 한다. 그것을 나타내고 있는 것이 도 46의 (a)와 도 47의 (a)이고, 화상 데이터를 2차원적으로 나타내고 있다. 도 47, 도 48, 도 49는, 이제부터 설명하는 처리를 나타낸 것이며, 각각의 도면 (a)는, 분배 배치하는 데이터를 나타내고, 각 도면 (b)는, 위치(m, n)의 데이터를 분배한 결과를 나타내며, 각 도면의 (c)는, 위치(m+1, n)의 데이터를 분배한 결과를 나타내고, 각 도면 (d)는, 분배한 각각의 위치 합계를 나타내며, 각 도면의 (e)는, 임의의 임계치로 비교한 결과를 나타내고, 각 도면 (f)는, 다음 처리에서 사용하는 화상 데이터를 나타낸다.
이제부터 H (x, y, n)를 구하는 과정을 설명한다. 연산의 과정에서는 개략 다음과 같이 된다. 우선, 제 1 서브필드가 발광하는지 여부의 데이터인 H(x, y, 1)을 구하고, 그 다음에 H(x, y, 1)의 결과와 화상 데이터로부터 H(x, y, 2)를 구하기 위한 새로운 화상 데이터 A를 연산하여 출력한다. 그 출력된 새로운 화상 데이터 A를 바탕으로, 제 2 서브필드가 발광하는지 여부의 데이터인 H(x, y, 2)를 구하고, 그 다음에 H(x, y, 2)의 결과와 화상 데이터 A로부터 H(x, y, 3)를 구하기 위한 새로운 화상 데이터 B를 연산하여 출력한다. 마지막으로, 그 출력된 H(x, y, 3)를 구하기 위한 새로운 화상 데이터 B를 바탕으로, 제 3 서브필드가 발광하는지 여부의 데이터인 H(x, y, 3)를 구한다.
그러면 최초로, 제 1 서브필드가 발광하는지 여부의 데이터인 H(x, y, 1)와, 제 2 서브필드가 발광하는지 여부의 데이터인 H(x, y, 2)를 구하기 위해서, 새로운 화상 데이터 A를 출력하는 과정에 대하여 설명한다. 처음에, 위치(m, n)의 화상 데이터인 7를, 도 45의 (a)에 나타내는 기여율을 이용하여 디스플레이상에 분배 배치한다. 분배 배치하는 방법은, 도 45의 (a)에 나타내는 위치(x, y)의 기여율과 화상 데이터를 곱한 값을, 도 47의 (b)에 나타내는 위치(x, y)에 대입한다. 예컨대, 도 47의 (b)에 나타내는 위치(x0, y0)에 대입되는 값은, 0.324 × 7 = 2.268이고, 위치(x0+1, y0)에 대입되는 값은 0.136 × 7 = 0.952이다. 마찬가지로 도 47의 (b)의 다른 위치에 대입되는 값도 연산한다. 또한 위치(m+1, n)의 화상 데이터인 3을 분배 배치하는 방법은, 상기한 바와 같이 기여율과 곱하지만, x 위치가 조금 전보다 +1 크기 때문에, 대입하는 위치를, x 위치를 +1 시프트하여 기입한다. 즉, 도 47의 (c)에 나타내는 위치(x0+1, y0)에 대입되는 값은, 0.324 × 3 = 0.972이고, 위치(x0+2, y0)에 대입되는 값은, 0.136 × 3 = 0.408이다. 마찬가지로 도 47의 (c)의 다른 위치에 대입되는 값도 연산한다.
다음에 도 47의 (b)와 도 47의 (c)에 도시하여 놓은 값을 좌표 위치를 일치시켜 가산한다. 예컨대, 도 47의 (b)의 위치(x0, y0)의 값인 2.268와, 도 47의 (c)의 위치(x0, y0)의 값인 0.408를 가산한 값 2.676을, 도 47의 (d)의 위치(x0, y0)에 대입한다. 마찬가지로, 도 47의 (d)의 다른 위치에 대입되는 값도 연산한다. 그리고 H(x, y, 1)은, 도 47의 (d)의 대입된 값과 임계치를 비교하여 구한다. 도 47의 (d)의 값과 비교하는 임계치는 4이다. 또, 여기서 말하는 임계치의 상세에 대해서는 후술하는 것으로 한다. H(x, y, 1)는, 도 47의 (d)의 값이 임계치인 4 이상이면 1이고, 4 미만이면 0이다. 예컨대, 위치(x0, y0)의 값은 2. 676이고, 4 미만이기 때문에, H (x0, y0, 1)는 0이다. 마찬가지로 비교하여 대입해 가면 도 47의 (e)가 완성된다. 이번 예에서는, 도 47의 (e)의 모든 위치의 값은, 0이었다.즉, 제 1 서브필드 구간에서 발광하는 화소는 없는 것을 알 수 있다.
다음에, 제 2 서브필드가 발광하는지 여부의 데이터인 H(x, y, 2)를 구하기 위한 새로운 화상 데이터 A를 출력하는 과정에 대하여 설명한다. 개념은, 분배 배치하는 화상 데이터를 회수(피드백)하여, 새로운 화상 데이터 A를 구하는 것이다. 새로운 화상 데이터 A의 값은, 기여율에 따라 분배한 화상 데이터에 대하여, H(x, y, 1)의 결과에 의해서 결정되는 감쇠율을 곱하고, 화소 면적으로 나누어, 본래의 좌표 위치에 모두 회수함으로써 산출한다. 또, 여기서 말하는 화소 면적의 설명은 후술하는 것으로 한다.
감쇠율 ka (x, y)를 구하는 방법은,
H(x, y, 1) = 1일 때,
ka (x, y) = (위치(x, y)에 분배한 값의 합계값 - 임계치) ÷ (위치(x, y)에 분배한 값의 합계값)
H(x, y, 1) = 0일 때,
ka (x, y) = 1이다.
회수하는 일예를 들면, 화상 데이터의 위치(m, n)으로부터 디스플레이상의 위치(x0, y0)에 분배한 값은, 상기의 결과로부터 2.268이었다. 또한 H (x0, y0, 1)의 결과는, 0이었다. 화상 데이터의 위치(m, n)이 디스플레이상의 위치(x0, y0)에 대하여 회수하는 값은, 2.268 × 1이므로 2.268이다. 마찬가지로 하여, 화상 데이터의 위치(m, n)가 디스플레이상의 위치(x0+1, y0)에 대하여 회수하는 값은, 0.952 × 1이므로 0.952이다. 따라서, 화상 데이터의 위치(m, n)가 디스플레이상의 모든 위치에 대하여 회수하는 값은,
로, 6.986이다.
이번 예에서는, 어떠한 x, y에 대하여 H(x, y, 1)은, 0이었기 때문에, 분배한 값은 모두 회수하게 된다. 즉, 분배한 데이터 "7"은, 그대로 회수된다. 상기의 값이 6.986로 되어있는 것은, 소수 3자리수에서 사사오입한 오차가 포함되기 때문이다.
다음에, 이 값을 화소 면적으로 나눈다. 화소 면적은, 이 예에서는 1이다. 즉, 나눈 값은, 7 ÷ 1이므로 7이 된다. 마찬가지로 화상 데이터의 위치(m+1, n)가 디스플레이상의 모든 위치에 대하여 회수하는 값은 3이다. 여기서도 화소 면적은, 1이다. 나눈 값은, 3 ÷ 1이므로 3이다. 이것을 도 47의 (f)에 나타낸다. 이 도 47의 (f)의 값이 다음 제 2 서브필드가 발광하는지 여부의 데이터인 H(x, y, 2)를 구하기 위한 새로운 화상 데이터 A이다. 이상이 제 1 서브필드가 발광하는지 여부의 데이터인 H(x, y, 1)를 구하고, 그 다음에 H(x, y, 1)의 결과와 화상 데이터로부터 H(x, y, 2)를 구하기 위한 새로운 화상 데이터 A를 연산하여 출력하는 방법이다.
다음에, 제 2 서브필드가 발광하는지 여부의 데이터인 H(x, y, 2)를 구하고, 그 다음에 H(x, y, 2)의 결과와 화상 데이터 A로부터 H(x, y, 3)를 구하기 위한 새로운 화상 데이터 B를 연산하여 출력하는 방법을 설명한다. 도 48의 (a), 도 48의(b), 도 48의 (c), 도 48의 (d)는, 상기와 마찬가지의 연산을 실행하면 된다.
그렇게 하면, 도 48의 (d)와 비교하는 임계치는 2이다. 도 48의 (d)에서 임계치인 2 이상의 값을 갖는 위치는, (x0+2, y0+1)와 (x0+3, y0+2)의 2개소 있고, 각각의 감쇠율은,
위치(x0+2, y0+1)일 때,
(2.104 - 2) ÷ (2.104) = 0.049,
위치(x0+3, y0+2)일 때,
(3.084 - 2) ÷ (3.084) = 0.351이다.
따라서, 새로운 화상 데이터 B의 위치(m, n)의 값은,
이므로 3.571로 되고,
위치(m+1, n)의 값은,
이므로 2.436이다. 화소 면적은, 1이다. 나눈 값을 도 48의 (d)에 나타내어 놓는다. 이 도 48의 (f)의 값이 다음 제 2 서브필드가 발광하는지 여부의 데이터인 H (x, y, 3)을 구하기 위한 새로운 화상 데이터 B이다.
이상은 제 2 서브필드가 발광하는지 여부의 데이터인 H(x, y, 2)를 구하고, 그 다음에 H (x, y, 1)의 결과와 화상 데이터 A로부터, H (x, y, 3)를 구하기 위한 새로운 화상 데이터 B를 연산하여 출력하는 방법을 설명하였다. 제 3 서브필드가 발광하는지 여부의 데이터인 H(x, y, 3)를 구하는 방법도 마찬가지로 연산하면 된다. 보충을 하면, 이 경우, 도 49의 (d)의 값과 비교하는 임계치는 1이 된다. 최후에 출력 결과를 도 46의 (b)에 나타내었다. 이 도 46의 (b)는, 좌표 위치를 일치시키고, 도 47의 (e)의 값에 4를 곱한 값과, 도 48의 (e)에 2를 곱한 값과, 도 49의 (e)에 4를 가산한 결과를 나타낸 것이다. 도 46의 (a)는 입력 화상 데이터로서, 지금까지 설명한 화상 데이터 변환 처리를 실시한 결과가 도 46의 (b)가 된다. 도 46의 (b)에서는, 시점의 이동과 동시에 각 서브필드 구간에서 발광하고 있는 모양을 알 수 있다.
다음에 기여율과 화소 면적의 개념과, 구하는 방법의 상세한 설명을 실행한다. 전술한 바와 같이, 기여율이란, 화상 데이터상의 화소가 디스플레이상의 화소에 부여하는 영향을 수치화한 것이다. 지금까지의 기여율의 설명은, 1 단위의 망막 화소가 디스플레이상의 각 화소로부터 어느 정도 영향을 받는가를 수치화한 것이었지만, 화상 데이터상의 화소와 1 단위의 망막 화소를 등가로 함으로써 본 발명의 목적인 가상 윤곽을 없앨 수 있다.
예컨대, 정지 화상의 경우의 기여율은, 화상 데이터상의 위치(m, n)의 계조를 디스플레이상의 위치(x, y)에 표시하기만 해도 되기 때문에, 화상 데이터상의 위치(m, n)의 화소에 대한 디스플레이상의 위치(x, y) 화소의 기여율은, 1(100 %)이다. 또한, 동화상의 경우, 화상 데이터의 위치(m, n)의 화소는, 디스플레이상의 위치(x, y) 화소 뿐만이 아니라, 예컨대, (x+1, y)이나 (x, y-1) 등에 영향을 주기 때문에, 화상 데이터상의 위치(m, n)의 화소에 대한 디스플레이상의 위치(x, y) 화소의 기여율은, 1 미만이다. 또한, 화상 데이터상의 화소란, 물리적으로 존재하고있는 것은 아니고, 화상을 종횡으로 구분한 1 단위의 영역을 뜻하고 있다. 화상 자체의 영역이다.
또한, 화상 데이터상의 화소 면적을, 화소 면적이라고 한다. 또한, 화상 데이터상의 화소는, 변형하는 것이 있다. 지금까지 설명한 일정 방향으로 움직이는 스크롤 화상 등은 정방 격자로 변형하는 일은 없지만, 움직임이 다른 화소와 화소에서는, 화소가 신축하거나 팽창하며 변형한다. 또한 변형한다는 것은, 면적도 변하는 경우가 있다.
이후, 화소 면적과 기여율을 구하는 방법에 대하여 설명한다. 도 52는, 임의의 화상 데이터의 화소가 시각 t1으로부터 t2의 사이에 이동한 것을 도시한 도면이다. 사각형 A, B, C, D는 화소를 나타내며, A, B, C, D는 사각형의 4 코너에 상당하고, 사각형 P, Q, R, S는 화소를 나타내며, P, Q, R, S는 사각형의 4 코너에 상당한다.
지금, 임의의 시각 t1일 때의 화소 A, B, C, D로부터, 시각 t2일 때의 화소 P, Q, R, S로 움직였다고 한다. K는, 시각 t에 있어서의 이동 도중의 망막 화소의 위치이다. 도 50으로부터는, 화소가 변형하고 있는 모양이나, 디스플레이상의 위치(x, y)를 통과하고 있는 모양을 알 수 있다. 도 51은, 디스플레이상의 위치 (x, y)의 부근을 확대한 도면이다. 디스플레이상의 화소 사이의 거리는, 1로 정규화를 한다. 따라서 디스플레이상의 1 화소의 면적은, 1이다. 디스플레이의 구조상 3원색으로 1 화소이지만, 본 발명의 설명에서는, 1원색으로 1 화소이고, 동일 위치에 있다. 사선 부분은, 화소 K와 디스플레이상의 위치(x, y)가 겹쳐 있는 부분으로서, 화상 데이터(m, n)과 디스플레이상의 위치(x, y)의 관계이기 때문에, 면적을 Sp(t, m, n, x, y)로 하고, 또한 화소 K의 면적을, Sk(t, m, n)로 한다. 각각을 시간적 평균을 구함으로써 기여율과 화소 면적을 정의한다. (수학식 17)은 기여율 E (m, n, x, y)이고, (수학식 18)은 화소 면적 S (m, n)를 구하는 식이다.
다음에 면적 Sp (t, m, n, x, y)와 면적 Sk (t, m, n)을 구하는 방법의 개념을 설명한다. 도 52의 (a), 도 52의 (b)는, 임의의 디스플레이상의 위치에 화소가 중첩되어 있는 도면이고, (수학식 17), (수학식 18)는, 그 중첩되어 있는 면적을 구하는 식이다. 또한, (수학식 19), (수학식 20)에 있어서, 원문자 숫자는, 도 52의 (a), 도 52의 (b)에 상당하는 각각의 3각 영역의 면적을 나타내고 있다.
겹쳐 있는 면적은, 단위 정방형의 면적(1)으로부터, 겹쳐 있지 않은 면적을감산함으로써 구한다. 겹쳐 있지 않은 면적을 구하기 위해서는, 겹쳐 있지 않은 영역을 보조선을 그음으로써 몇 개의 3각형을 만들고, 그들 3각형의 면적을 가산하면 된다. 각각 계산된 면적 S가, 면적 Sp (t, m, n, x, y)이다.
또한 도 53의 (a), 도 53의 (b)는, 망막 화소와 그 망막 화소 전부를 둘러싸는 장방형과 그 장방형의 최대 최소의 좌표를 나타내고, (수학식 21, 22)는 망막 화소의 면적을 구하는 식이다. 또, (수학식 21, 22)의 원문자 숫자는, 도 53의 (a), 도 53의 (b)에 상당하는 각각의 3각 또는 4각 영역의 면적을 나타내고 있다.
겹쳐 있는 면적은, 망막 화소 전부를 둘러싸는 장방형의 면적인 (MaxX - MinX) × (MaxY - MinY)으로부터, 겹쳐 있지 않은 면적을 뺌으로써 구한다. 여기서, MaxX, MaxY는, 화소 면적의 좌표 x, y의 최대값을 나타내고, MinX, MinY는, 화소 면적의 좌표 x, y의 최소값을 나타내고 있다. 한편, 겹쳐 있지 않은 면적을 구하기 위해서는, 겹쳐 있지 않은 영역에서 보조선을 그음으로써 몇개의 3각형과 장방형을 만들고, 그들 3각형이나 장방형의 면적을 가산하면 된다. 각각의 계산된 면적 S가, 면적 Sk (t, m, n)이다. 이상, 면적 Sp (t, m, n, x, y)과 면적 Sk (t, m, n)를 구하는 양식의 방법을 설명하였지만, 면적은, 직접 구하는 것은 아니고,면적을 연산하는 회로를 용이하게 할 수 있도록 3각형이나 장방형을 조합하여 구한다.
다음에 기여율 연산부의 개념과 실제의 수치를 이용하여 상세한 설명을 한다. 일예로서, 도 45의 (a)의 위치(x0, y0)의 기여율 0.324를 구하는 방법을, 도 54, (수학식 23∼32), 도 55, 도 56을 이용하여 설명한다.
도 54는, 개념을, 도 55는, 도 45의 (a)의 확대도, 및 여러가지 시각의 망막 화소의 위치를, 도 56은, 임의의 시각에 있어서의 디스플레이상의 위치(x, y)와 망막 화소의 관계를, (수학식 27∼32)은, 기여율의 계산식을 나타내는 것이다. 우선, 최초로, 도 54, 및 (수학식 23∼30)을 이용하는 개념을 서술한다. 도 54의 (a)는, 2개의 단위 면적(1)의 정방형(기본, 이동)이 겹쳐 있는 도면이고, (수학식 23)은 그 정방형이 겹쳐 있는 면적을 구하는 식을 나타낸다. 도 54의 (a)의 검은 환형의 점은, 정방형의 중심을 나타내고 있고, 기본 정방형은 좌표(0, 0)의 위치에, 이동 정방형은, (x, y)에 있다. 사선의 면적은, 조건부에서 (1 -｜x｜)(1 - ｜y｜)인 것을 알 수 있다. 다음에 도 54의 (b)는, 이동 정방형의 중심이 (x0, y0)으로부터 (x1, yl)로 이동하였을 때의 도면을 나타내고, (수학식 24)은 간접 변수 k를 사용하여 이동중인 이동 정방형의 중심(x, y)를 나타낸 식이다. (수학식 25)은, 이동 정방형이 이동중에 겹친 면적의 총합을 구하는 식과 결과를 나타낸다. 그 총합을, Ee (x0, y0, x1, y1)의 함수로 한다. Ee는, (수학식 24)을 (수학식 23)에 대입하여, k의 함수로 나타낸 면적을 k로 적분하게 된다. 최후에 도 54의 (c)는, 임의의 예를 나타내고, E(기여율)을 구하는 방법을 나타내기 위해서, 이동 정방형이, 중심 (x0, y0)으로부터 (x3, y3)를 이동하고 있는 도면을 나타내고, (수학식 26)은 상한의 임계선의 좌표 위치를 구하는 식과 기여율을 구하는 식을 나타낸다. 상이한 상한을 통과하기 때문에, Ee의 계산은, 상한마다 나눌 필요가 있다. (x1, y1)은, 제 2 상한과 제 3 상한의 임계선의 좌표를, (x2, y2)는, 제 1 상한과 제 2 상한의 임계선의 좌표이다. 기여율 E는, 각 상한의 이동 정방형이 이동중의 겹친 면적의 총합 Ee에, 각 상한을 통과한 비율을 곱한 총합이다. 또한, 동일 상한내에서도, 중심 위치가 ±1를 통과하려는 시점이더라도 Ee의 연산은 나눌 필요가 있다. 도 55는, 도 45의 (a)의 확대도, 및 여러가지 시각의 망막 화소의 위치를 나타내고 있지만, 시각 t0일 때에 망막 화소는 (372)의 위치에, 시각 t1일 때에 망막 화소는 (370)의 위치에, 시각 t2일 때에 망막 화소는 (374)의 위치에 있다는 것은, 상기로부터 알 수 있다. 망막 화소(371, 373)는, 디스플레이상의 위치(x0, y0)의 화소에 겹치는 직전과 직후의 위치이다. 그 때의 시각은, t11, t13이다. 다음에 도 56은, 임의의 시각에 있어서의 망막 화소와 디스플레이상의 위치(x, y)의 중첩을 나타내고 있다. 상기한 바와 같이, 사선 부분은, 시각 t일 때의 망막 화소 K와 디스플레이상의 위치(x, y)가 겹쳐 있는 부분으로서, 화상 데이터(m, n)와 디스플레이상의 위치(x, y)의 관계가 있기 때문에, 면적을 Sp (t, m, n, x, y)으로 하고, 또한 화소 K의 면적을, Sk (t, m, n)으로 한다. 이것은, 상기 (수학식 23)과 마찬가지의 관계가 있다.
이상 개념을 설명하였지만, 다음부터 화소 면적과 기여율의 실제의 수치를 이용하여 기술한다.
수학식(27)은, 화소 면적을 구하고 있는 식이다. 망막 화소는, 시간적으로 변형하지 않기 때문에 결과 1로 된다. (수학식 28)은, 기여율을 구하는 식이다. 시각 t1으로부터 t2까지의 평균의 겹쳐 있는 면적을 구하고 있는 것을 알 수 있다. (수학식 23∼26)과 대비시키면, 기여율 E의 결과는,
로 된다.
다음에 (수학식 29)에서는, 이동 정방형의 중심의 시점(x0, y0)과 종점(x4, y4)의 위치를, (수학식 30)에서는, 동일 상한내의 중심 위치가 ±1를 통과하는 위치를, (수학식 31)에서는, 이동 정방형이 이동중 겹친 면적의 총합 Ee를, (수학식 32))에서는, 상기 (수학식 30), (수학식 31)의 결과를, (수학식 28)에 대입하여 기여율을, 각각 구하고 있다. 이상의 결과, 기여율 0. 324가 구해지게 된다. 본 예에서는, 이상한을 통과하는 것은, 시각 t0일 때의 1회이다. 또한 동일 상한내의 중심 위치가 ±1를 통과하는 것은, 시각 tl1과 t13로 2회 있다. 각각 나누어 계산하는 것을 본 예로부터 알 수 있다.
다음에 임계치를 상세히 설명한다. 임계치는 모든 서브필드 발광 기간의 길이에 대한 임의의 서브필드 발광 기간의 길이의 비를 화상 데이터의 최대값을 곱한 것이다. 일예를 들어 설명하면,
화상 데이터가 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7의 8 계조로 도 39의 발광 시퀀스를 구하는 때를 예로 들면,
전체 서브필드 발광 기간의 길이 = (= 1 + 2 + 4)
제 l 서브필드 발광 기간의 길이 = 4
화상 데이터의 최대값 = 7
임계치 = (제 1 서브필드 발광 기간의 길이) / (전체 서브필드 발광 기간의 길이) × (화상 데이터의 최대값)
= 4 / 7 × 7 = 4
따라서, 제 1 서브필드 비트맵 연산부(226)의 임계치는 4이다. 동일하게 제 2 서브필드 비트맵 연산부(227)의 임계치는 2이다. 동일하게 제 3 서브필드 비트맵 연산부(228)의 임계치는 l이다. 간단한 예였지만, 256 계조를 10 서브필드로 표시하는 디스플레이의 경우도, 마찬가지로 상기의 식을 사용하여 구한다.
제 1 서브필드로부터 제 n 서브필드 비트맵 연산부의 임계치는 큰 임계치로부터 순서대로 작은 임계치로 설정한다. 즉, 제 l 서브 필드의 비트맵 연산부의 임계치는 최대이고, 제 n 서브필드의 비트맵 연산부의 임계치는 최소이다. 또한 이 구성을 취하면, 움직임 벡터 검출에 약간의 오차가 발생하더라도, 화상 파탄이 발생하지 않는다.
이와 같이 본 실시예에 의하면, 움직임 화소수, 및 움직임 방향에 따른 벡터값으로부터, 표시 화면상에서 이동 화소에 대하여 시선이 추종했을 때에, 각 서브필드 구간내에서의 발광 시간과 화면상의 시선 이동의 경로로부터 각 망막 위치에들어가는 광량의 기여율을 실시간으로 계산하여, 그 출력 데이터로부터 새로운 서브필드 데이터를 작성하는 구성으로 하였기 때문에, 동화상을 눈으로 추종하였 때의 망막 화소가 지각하는 계조와 본래의 화상의 계조 데이터와 정밀도 양호하게 일치하게 되어 망막에는 본래의 화상에 대응한 계조에 상당하는 광량이 축적되게 되고, 화면 가상 윤곽의 발생을 대폭 억제할 수 있어, 가상 윤곽이 없는 표시 화상을 제공할 수 있다.
또, 여기서는, 개념을 간단히 설명하기 위해서, 도 39에 나타내는 3 서브필드발광 시퀀스를 이용하여 설명하였으나, 3 서브필드 이상의 발광 시퀀스, 예컨대, 8 서브필드라도, 화상 데이터의 연산 변환은 가능하고, 또한, 망막 화소를 정방형으로 설명하였지만, 면적이 1 기본 단위의 원으로 치환하여 설명해도 무방함음은 말할 것도 없다.
또한, 시각 t0은 (t1 + t2) ÷ 2으로서 설명을 하였지만, t0 = t1이어도, t0 = 임의의 값이어도 되는 것은 말할 필요도 없다.
또한, 설명을 간단히 하기 위해서, 영상을 2 화소를 이용하여 설명을 하였지만, 화소수가 많은 경우에 현저한 효과가 얻어진다.
(실시예 4)
다음에 본 발명의 실시예 4에 의한 계조 표시 장치에 대하여 설명한다. 본 실시예 4에 의한 계조 표시 장치의 개략적인 구성은 도 36의 실시예 1에 나타낸 것과 거의 동일하지만, 화상 데이터 연산 변환부(203)의 구성만 상이한 것이다. 본실시예 4에서는, 1 화면 전부가 임의의 일정한 방향으로 일정한 속도로 움직이고, 스크롤 화상이라고 불리는 화상을 처리하는 것에 목적을 둔 것이다.
도 57은, 도 36에 있어서의 화상 데이터 연산 변환부(203)의 본 실시예 4에 의한 상세한 구성을 나타내는 블럭도이다. 움직임 벡터 데이터(232)는, 1 필드마다 벡터값을 입력한다. 제 1 서브필드 중간 좌표 추출 연산부(311)로부터 제 n 서브필드 중간 좌표 추출 연산부(315)는, 움직임 벡터를 입력하여 각 서브필드로 발광하고 있다, 각각의 기간의 시선의 시점과 종점의 중간 위치를 구하여 출력한다. 제 1 서브필드 비트맵 연산부(316)로부터 제 n 서브필드 비트맵 연산부(320)는, 화상 데이터를 시선의 시점과 종점의 중간 좌표를 사용하여, 각 서브필드에서 화소 단위로 발광하는지의 여부를 합성부에 출력하고, 또한, 다음 서브필드 비트맵 연산부에서 필요한 새로운 화상 데이터를 출력한다. 이 서브필드 중간 좌표 추출 연산부(311∼3l5)과, 서브필드 비트맵 연산부(316∼320)는 쌍으로 되어 있고, 예컨대, 서브필드 수가 8개 있으면 이 조합은 8쌍 필요하게 되는 것이다.
합성부(321)에서는, 각 비트맵 연산부(316∼320)에서 출력된 데이터의 지연을 조정하고, 서브필드 패턴의 비트마다의 조합을 실행하여, 새로운 화상 데이터의 합성을 실행한다.
다음에 제 1 서브필드 중간 좌표 추출 연산부(311)로부터 제 n 서브필드 중간 좌표 추출 연산부(315)는, 도 39, 도 58을 이용하여 설명한다. 도 58은 화상 데이터가 디스플레이상의 위치를 이동하고 있는 모양을 나타내고 있다. 임의의 화소가 움직임 벡터(6, 4)인 일예를 나타내고 있다. 망막 화소는, 시각 t0일때(380)이고, 시각 t1일 때(381)이며, 시각 t2일 때는 (382)이고, t3일 때는 (383)이며, t4일 때는 (384)이고, t5일 때는 (385)이며, t6일 때는 (386)의 위치에 있는 것을 나타내고, 파선은, 발광 기간중의 망막 화소의 중심을 나타내고 있다. 서브필드 중간 좌표 추출 연산부(311∼315)는, 각각의 서브필드의 발광 기간의 망막 화소의 중심 시점 위치와 종점 위치를 연산하여 출력한다.
계산 방법은,
X = (t - t0) / t × Vx (m, n) + x0
Y = (t - t0) / t × Vy (m, n) + y0
[Vx(m, n), Vy(m, n)는 움직임 벡터값]
예를 들어, 점(387)의 위치는,
X = (5 - 2) / 10 × 6 + x0 = 1.8 + x0
Y = (5 - 2) / 10 × 4 + y0 = 1.2 + y0
또한, 점(386)의 위치는,
X = (9 - 2) / 10 × 6 + x0 = 4.2 + x0
Y = (9 - 2) / 10 × 4 + y0 = 2.8 + y0
이다.
전술한 바와 같이, 중간 좌표 추출 연산부(311∼315)는, 서브필드의 수만큼 필요하고, 제 1 서브필드 중간 좌표 추출 연산부(311)에서는, 제 1 서브필드의 발광 기간의 망막 화소의 중심의 시점 위치와 종점 위치를 연산하여, 제 1 서브필드 비트맵 연산부(316)에 출력하고, 제 2 서브필드 중간 좌표 추출 연산부(312)에서는, 제 2 서브필드의 발광 기간의 망막 화소의 중심 시점 위치와 종점 위치를 연산하여, 제 2 서브필드 비트맵 연산부(3l7)에 출력하고, 제 n 서브필드 중간 좌표 추출 연산부(315)에서는, 제 n 서브필드의 발광 기간의 망막 화소의 중심 시점 위치와 종점 위치를 연산하여, 제 n 서브필드 비트맵 연산부(320)에 출력한다.
다음에, 제 1 서브필드 비트맵 연산부(316)로부터 제 n 서브필드 비트맵 연산부(320)를 도 59를 이용하여 설명한다. 도 59는, 중간 좌표 추출 연산부(311∼315)로부터의 중간 좌표 데이터(353)와 화상 데이터(354)로부터, 새로운 화상 데이터(355)와 2치의 비트맵(356)을 출력하기까지의 구성을 나타낸 도면이다. 상기 실시예 1에서 처리의 개념에 대해서는 이미 설명하였지만, 본 실시예 4에서는, 스크롤 화상 한정의 기능을 갖는 것으로 되어 있다. 즉, 본 실시예 4에서는, 화소 면적은 일정한 것을 전제로 하여, 그 화소 면적 연산을 하는 관계 부분은 필요없는 것으로 한 것이다. 도 59는, 도 41로부터 화소 면적 연산의 관계 부분을 제외한 도면으로, 레지스터(330)와 기여율 연산부(331)와 레지스터(335)와 감쇠율 연산부(339)와 새로운 화상 데이터 수납부(349)와 합성부(321)에 관해서는 상기 실시예 1에서 설명한 것과 동일하다.
이와 같이 본 실시예 4에서는, 화소 면적은 일정한 것을 전제로 하여, 그 화소 면적 연산을 하는 관계 부분을 삭제하였기 때문에, 그 만큼, 장치를 간략화할 수 있다.
또, 기여율 연산부와 화소 면적 연산부는, 회로 규모의 삭감을 위해, 미리 연산해 놓은 기여율이나, 화소 면적을 ROM 테이블에 기입하여 놓음으로써 사용가능하다.
본 발명에 관한 동화상 표시 방법은, 서브필드법으로 동화상을 표시하였을 때의 가상 윤곽의 억제에 유용하고, PDP에 있어서의 서브필드의 구동 데이터의 생성에 적합하다.

Claims (43)

  1. 휘도의 가중치가 상이한 복수의 서브필드로 1 필드의 화상을 구성하고, 1 필드의 화상을 구성하는 서브 필드의 조합을 변화시킴으로써 필요한 계조를 표시하는 방법에 있어서,
    화상의 이동 방향 및 이동량을 나타내는 움직임 벡터를 입력된 화상 데이터로부터 검출하는 단계와,
    망막에 비친 수용 영역에 상당하는 망막 화소가 상기 움직임 벡터에 따라 이동한 경로를 따라 존재하는 표시 화소로부터 받는 광량에 기초하여 지각되는 계조와, 상기 입력된 화상 데이터가 갖는 계조를 등가로 하는 화상 데이터를 새로이 생성하는 단계와,
    새롭게 생성한 화상 데이터에 근거하여 서브필드의 조합을 결정하는 단계
    를 포함하는 동화상 표시 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    서브필드 기간에 이동한 주목 망막 화소에 영향을 주는 표시 화상 영역에 대하여 상기 주목 망막 화소의 화소 농도를 분배하고,
    상기 주목 망막 화소의 주변 화소로부터도 화소 농도가 분배된 각 화소에 대하여 각각 화소 농도의 총합에 따라 해당 서브필드의 점등의 유무를 결정하는 동화상 표시 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    서브필드 기간에 이동한 주목 망막 화소로부터 영향을 인가하는 표시 화상 영역에 포함되는 화소에 대하여, 해당 서브필드가 점등한 경우에 해당 화소가 망막 화소의 이동 기간중에 해당 망막 화소에 주는 영향도를 나타내는 기여도를 설정하고,
    상기 주목 망막 화소의 화소 농도를 상기 기여도에 따라 상기 표시 화소 영역에 포함되는 화소에 분배하는 동화상 표시 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 주목 망막 화소의 화소 농도의 분배는 서브필드마다 순차적으로 실행하는 것을 특징으로 하는 동화상 표시 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상위의 서브필드에 대한 점등, 또는 불점등의 결과를, 하위의 서브필드의 점등, 또는 불점등을 판단하기 위한 새로운 화상 데이터에 반영시키는 것을 특징으로 하는 동화상 표시 방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 하위의 서브필드에 있어서의 주목 망막 화소에 대하여, 상기 상위 서브필드에 있어서 불점등으로 된 표시 화소로부터 분배한 화소 농도와 동일한 화소 농도를 회수하고, 점등으로 된 표시 화소로부터는 분배한 화소 농도에 소정의 감쇠율을 승산한 화소 농도를 회수하여 새로운 화상 데이터를 생성하는 동화상 표시 방법.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 서브필드의 점등, 또는 불점등의 결정은, 주변 망막 화소로부터 분배된 화소 농도의 총합과, 해당 서브필드의 가중치에 따라 미리 정해진 임계치를 비교함으로써 실행하는 동화상 표시 방법.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 주목 망막 화소의 화소 농도를 분배하는 표시 화소 위치와 분배 비율을, 상기 검출한 움직임 벡터의 이동 방향 및 이동량에 근거하여 결정하는 동화상 표시 방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 주목 망막 화소의 화소 농도를 분배하는 표시 화소 위치와 분배 비율은, 움직임 벡터에 따라 이동한 화상 영역을 시선이 추종한 경우에, 망막상의 시점(視点) 영역에 영향을 주는 화소 위치와 분배 비율에 일치하도록 정해지는 동화상 표시 방법.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 주목 망막 화소의 화소 농도를 분배하는 표시 화소 위치는, 검출한 움직임 벡터의 시점(始点)으로부터 종점을 따라 미리 정해진 면적의 영역을 이동시킨 경우에, 상기 영역에 전체 또는 일부가 겹치는 표시 화소인 동화상 표시 방법.
  11. 제 8 항에 있어서,
    상기 주목 망막 화소의 화소 농도를 분배하는 분배 비율은, 검출한 움직임 벡터의 시점으로부터 종점을 따라 미리 정해진 면적의 영역을 이동시킨 경우에, 상기 영역과 표시 화소가 겹치는 면적을, 각 서브필드가 발광하는 시간으로 적분한 값인 동화상 표시 방법.
  12. 제 1 항에 있어서,
    표시 화소마다 그 4 코너의 이동 방향 및 이동량을 나타내는 4 코너 움직임 벡터를 검출하고, 검출한 4 코너 움직임 벡터를 이용하여 서브필드 기간에 이동하는 주목 망막 화소로부터 영향을 받는 화상 영역을 특정하는 동화상 표시 방법.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 주목 망막 화소의 화소 농도를 분배하는 표시 화소 위치와 분배 비율을, 검출한 4코너 움직임 벡터의 이동 방향 및 이동량에 근거하여 결정하는 동화상 표시 방법.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 주목 망막 화소의 화소 농도를 분배하는 표시 화소 위치는, 검출한 4 코너 움직임 벡터의 시점으로부터 종점까지를 4 코너로 이루어지는 정해진 영역을 이동시킨 경우에, 상기 영역에 전체 또는 일부가 겹치는 표시 화소인 동화상 표시 방법.
  15. 제 13 항에 있어서,
    상기 주목 망막 화소의 화소 농도를 분배하는 분배 비율은, 검출한 4 코너 움직임 벡터의 시점으로부터 종점까지를 4 코너로 이루어지는 정해진 영역을 이동시킨 경우에, 상기 영역과 표시 화소가 겹치는 면적을, 각 서브필드가 발광하는 시간으로 적분한 값인 동화상 표시 방법.
  16. 제 1 항에 있어서,
    가상 윤곽이 발생하는 신호 레벨 근방의 화소의 움직임을 움직임 벡터로서 검출하는 동화상 표시 방법.
  17. 제 16 항에 있어서,
    현 필드 화상 및 전 필드 화상의 각각에 대하여 가상 윤곽이 발생하는 신호 레벨 근방의 구간을 임계치에 의해 2치화하고, 2치화 화상을 비교하여 움직인 화소의 이동 화소수 및 이동 방향으로부터 움직임 벡터를 검출하며, 현 필드 화상에서 가상 윤곽이 발생하는 신호 레벨을 갖는 움직임 화소를 그 움직임 벡터에 따라 보정하여 새로운 화상 데이터를 생성하는 동화상 표시 방법.
  18. 제 16 항에 있어서,
    현 필드의 2치화 화상을 복수의 검출 블럭으로 분할하여, 검출 블럭마다 전 필드의 2치화 화상내에 참조 영역을 설정하고, 참조 영역내에 복수 설정한 참조 블럭과 검출 블럭의 일치도를 평가하여, 평가값이 가장 높은 참조 블럭과 상기 검출 블럭의 위치 관계로부터 움직임 화소의 이동 화소수 및 이동 방향을 검출하는 동화상 표시 방법.
  19. 제 16 항에 있어서,
    검출 블럭과 참조 블럭의 비교로 움직임이 검출되지 않은 검출 블럭을 부정 블럭으로서 가등록하고, 움직임이 검출된 기지 블럭에 둘러싸인 부정 블럭을 기지 블럭과 동일한 이동 화소수 및 이동 방향으로 판정하는 동화상 표시 방법.
  20. 제 19 항에 있어서,
    부정 블럭의 처리는, 그것을 둘러싸는 기지 블럭의 이동 화소수 및 이동 방향에 의해 선형 보간에 의해 해당 검출 블럭의 이동 화소수 및 이동 방향을 구하는 동화상 표시 방법.
  21. 제 16 항에 있어서,
    검출 블럭마다 R, G, B의 각 색 성분에 대하여 이동 화소수 및 이동 방향을 검출하고, 다수결 판정에 의해 해당 검출 블럭의 이동 화소수 및 이동 방향을 확정하는 동화상 표시 방법.
  22. 제 16 항에 있어서,
    현 필드 화상 및 전 필드 화상을, 2의 N 승의 신호 레벨 또는 이들 신호 레벨을 조합한 신호 레벨을 중심으로 한 다계층의 임계치로 2치화하여, 다계층 화상 데이터마다 움직임 벡터를 검출하는 동화상 표시 방법.
  23. 제 16 항에 있어서,
    현 필드 화상 및 전 필드 화상을 2치화 전에 평활화 처리하는 동화상 표시 방법.
  24. 제 16 항에 있어서,
    가상 윤곽이 발생하는 신호 레벨에 대응하여 움직임 벡터에 따른 보정 데이터를 보정 테이블에 등록하여 놓고, 검출한 움직임 화소의 이동 화소수 및 이동 방향에 근거하여 상기 보정 테이블로부터 새로운 화상 데이터를 취출하는 동화상 표시 방법.
  25. 제 1 항에 있어서,
    현 필드 화상 및 전 필드 화상으로부터 블럭 단위로 움직임 벡터를 검출할 때에, 상기 현 필드 화상과 상기 전 필드 화상의 화소 레벨에 따라 각각에 부여한식별 코드의 상관값으로부터 움직임 벡터를 검출하는 동화상 표시 방법.
  26. 제 25 항에 있어서,
    현 필드 화상과 전 필드 화상의 화소 레벨에 따라 각각에 식별 코드를 부여하고, 현 필드의 식별 코드 화상을 복수의 검출 블럭으로 분할하며, 검출 블럭마다 전 필드의 식별 코드 화상내에 참조 영역을 설정하고, 참조 영역내에 복수 설정한 참조 블럭과 검출 블럭의 일치도를 식별 코드에 근거하여 평가하며, 평가값이 가장 높은 참조 블럭과 상기 검출 블럭의 위치 관계로부터 움직임 벡터를 검출하는 동화상 표시 방법.
  27. 제 25 항에 있어서,
    화소 레벨에 따라 식별 코드를 부여할 때에, 화소 레벨에 따라 구분 영역이 상이한 두 가지 이상의 식별 코드를 부여하고, 각각에 구한 움직임 벡터를 통합하여 화소의 움직임 벡터를 구하는 동화상 표시 방법.
  28. 제 25 항에 있어서,
    식별 코드가 동일한 블럭은, 움직임 벡터 검출을 통과하는 동화상 표시 방법.
  29. 제 25 항에 있어서,
    현 필드 화상 및 전 필드 화상은, 각 R, G, B 화상 신호의 성분 비율을 동등하게 되도록 변환한 등가 휘도 화상 신호인 동화상 표시 방법.
  30. 제 25 항에 있어서,
    화상의 농도 구배를 검출하고, 농도 구배의 평탄부는 움직임 검출에 의존하지 않는 현 필드 화상의 데이터 분산 처리를 실행하는 동화상 표시 방법.
  31. 휘도의 가중치가 상이한 복수의 서브필드로 1 필드의 화상을 구성하고, 1 필드의 화상을 구성하는 서브필드의 조합을 변화시킴으로써 필요한 계조를 표시하는 동화상 표시 장치에 있어서,
    인접하는 필드간에서 화상의 움직임 벡터를 검출하는 움직임 벡터 검출 수단과,
    검출한 움직임 벡터에 따라서 화상이 이동한 경우에 망막이 받는 계조와 등가의 계조를 망막에 주는 화상 데이터를 새롭게 생성하는 재생 수단과,
    새롭게 생성한 화상 데이터에 근거하여 서브필드의 구동 데이터를 생성하는 서브필드 결정 수단
    을 포함하는 동화상 표시 장치.
  32. 제 31 항에 있어서,
    상기 재생 수단은,
    검출한 움직임 벡터에 근거하여, 각 서브필드마다 해당 서브필드의 발광 개시 위치와 발광 종료 위치의 좌표값을 산출하는 중간 좌표 추출부와,
    상기 중간 좌표 추출부로부터 출력되는 좌표값에 근거하여 서브필드의 점등, 또는 불점등을 제어하는 2치 데이터를 출력하고, 또한, 하위 서브필드에 부여하는 화상 데이터를 출력하는 비트맵 출력부를 포함하며,
    상기 서브필드 결정 수단은,
    상기 비트맵 출력부로부터의 2치 데이터를 전체 서브필드에 걸쳐 합성하여 서브필드 구동 데이터를 출력하는 합성부를 포함하는 동화상 표시 장치.
  33. 제 32 항에 있어서,
    상기 중간 좌표 추출부와 비트맵 출력부는, l 필드의 화상을 구성하는 서브필드의 개수 분량과 동일 개수 설치되는 동화상 표시 장치.
  34. 제 32 항에 있어서,
    상기 비트맵 출력부는,
    상기 중간 좌표 추출부로부터 출력되는 좌표값에 근거하여, 화상 데이터를 소정의 서브필드 평면에 분배하는 비율을 산출하는 기여율 연산부와,
    화상 데이터에 상기 기여율을 승산하는 복수의 승산기와,
    상기 기여율을 곱하여 분배한 데이터값에 근거하여 해당 서브필드의 점등, 또는 불점등을 제어하는 2치 데이터를 출력하고, 또한, 상기 분배 배치한 화상 데이터를 취입하여, 하위 서브필드에 부여하는 화상 데이터를 생성할 때의 감쇠율을 산출하는 감쇠율 연산부와,
    상기 감쇠율을 상기 분배한 화상 데이터에 승산하는 복수의 승산기와,
    상기 감쇠율을 승산한 화상 데이터를 취입하여 하위 서브필드를 위한 화상 데이터를 생성하는 새로운 화상 데이터 수납부를 포함하는 동화상 표시 장치.
  35. 제 32 항에 있어서,
    상기 비트맵 출력 수단부는,
    상기 기여율의 값을 미리 ROM 테이블에 유지하고, 상기 중간 좌표 추출부로부터의 좌표값에 근거하여, 화상 데이터를 소정의 서브필드 평면에 분배하는 비율을 상기 ROM 테이블로부터 출력하는 기여율 출력부와,
    화상 데이터에 상기 기여율을 승산하는 복수의 승산기와,
    상기 기여율을 곱하여 분배한 데이터값에 근거하여 해당 서브필드의 점등, 또는 불점등을 제어하는 2치 데이터를 출력하고, 또한, 상기 분배한 화상 데이터를 취입하여 하위 서브필드에 부여하는 화상 데이터를 생성할 때의 감쇠율을 산출하는 감쇠율 연산부와,
    상기 감쇠율을 상기 분배한 화상 데이터에 승산하는 복수의 승산기와,
    상기 감쇠율을 승산한 화상 데이터를 취입하여 하위 서브필드를 위한 화상 데이터를 생성하는 새로운 화상 데이터 수납부를 포함하는 동화상 표시 장치.
  36. 제 31 항에 있어서,
    상기 재생 수단은,
    검출한 움직임 벡터에 근거하여 각 화소마다의 4 코너의 이동 방향 및 이동량을 나타내는 4 코너 움직임 벡터를 산출하는 4 코너 움직임 벡터 연산부와,
    상기 4 코너 움직임 벡터에 근거하여, 각 서브필드마다 해당 서브필드의 발광 개시 위치와 발광 종료 위치의 좌표 위치를 산출하는 중간 좌표 추출부와,
    상기 좌표값에 근거하여 서브필드의 점등, 또는 불점등을 제어하는 2치 데이터를 출력하고, 또한, 하위 서브필드에 부여하는 화상 데이터를 출력하는 비트맵 출력부를 포함하는 동화상 표시 장치.
  37. 제 36 항에 있어서,
    상기 비트맵 출력부는,
    상기 중간 좌표 추출부로부터 출력되는 4 코너 벡터의 중간 좌표값을 4 코너로 하는 정해진 영역의 면적을 정해진 기간 적분하는 화소 면적 연산부와,
    상기 4 코너 벡터의 중간 좌표값에도 근거하여, 화상 데이터를 소정의 서브필드 평면에 분배하는 비율을 산출하는 기여율 연산부와,
    화상 데이터에 상기 기여율을 승산하는 복수의 승산기와,
    상기 기여율을 곱하여 분배한 데이터값에 근거하여 해당 서브필드의 점등, 또는 불점등을 제어하는 2치 데이터를 출력하고, 또한, 상기 분배한 화상 데이터를 취입하여 하위 서브필드에 부여하는 화상 데이터를 생성할 때의 감쇠율을 산출하는 감쇠율 연산부와,
    상기 감쇠율을 상기 분배한 화상 데이터에 승산하는 복수의 승산기와,
    상기 감쇠율을 승산한 화상 데이터를 상기 화소 면적 연산부에서 산출한 성분값으로 제산하는 복수의 제산기와,
    상기 제산된 화상 데이터를 취입하여 하위 서브필드를 위한 화상 데이터를 생성하는 새로운 화상 데이터 수납부를 포함하는 동화상 표시 장치.
  38. 제 36 항에 있어서,
    상기 비트맵 출력부는,
    상기 중간 좌표 추출부로부터 출력되는 4 코너 벡터의 중간 좌표값을 4 코너로 하는 정해진 영역의 면적을 정해진 기간 적분하는 화소 면적 연산부와,
    기여율의 값을 미리 ROM 테이블에 유지하고, 상기 4 코너 벡터의 중간 좌표값에도 근거하여, 화상 데이터를 소정의 서브필드 평면에 분배하는 비율을 상기 ROM 테이블로부터 출력하는 기여율 연산부와,
    화상 데이터에 상기 기여율을 승산하는 복수의 승산기와,
    상기 기여율을 곱하여 분배한 데이터값에 근거하여 해당 서브필드의 점등, 또는 불점등을 제어하는 2치 데이터를 출력하고, 또한, 상기 분배한 화상 데이터를 취입하여 하위 서브필드에 부여하는 화상 데이터를 생성할 때의 감쇠율을 산출하는 감쇠율 연산부와,
    상기 감쇠율을 상기 분배한 화상 데이터에 승산하는 복수의 승산기와,
    상기 감쇠율을 승산한 화상 데이터를 상기 화소 면적 연산부에서 산출한 성분값으로 제산하는 복수의 제산기와,
    상기 제산된 화상 데이터를 취입하여 하위 서브필드를 위한 화상 데이터를 생성하는 새로운 화상 데이터 수납부를 포함하는 동화상 표시 장치.
  39. 제 38 항에 있어서,
    상기 비트맵 출력부는,
    화소 면적의 값을 미리 ROM 테이블에 유지하고, 상기 중간 좌표 추출부로부터 출력되는 4 코너 벡터의 중간 좌표 값을 4 코너로 하는 정해진 영역의 면적을 상기 ROM 테이블로부터 출력하는 화소 면적 연산부와,
    상기 4 코너 벡터의 중간 좌표값에도 근거하여, 화상 데이터를 소정의 서브필드 평면에 분배하는 비율을 산출하는 기여율 연산부와,
    화상 데이터에 상기 기여율을 승산하는 복수의 승산기와,
    상기 기여율을 곱하여 분배한 데이터값에 근거하여 해당 서브필드의 점등, 또는 불점등을 제어하는 2치 데이터를 출력하고, 또한, 상기 분배한 화상 데이터를 취입하여 하위 서브필드에 부여하는 화상 데이터를 생성할 때의 감쇠율을 산출하는 감쇠율 연산 수단과,
    상기 감쇠율을 상기 분배한 화상 데이터에 승산하는 복수의 승산기와,
    상기 감쇠율을 승산한 화상 데이터를 상기 화소 면적 연산부에서 산출한 성분값으로 제산하는 복수의 제산기와,
    상기 제산된 화상 데이터를 취입하여 하위 서브필드를 위한 화상 데이터를 생성하는 새로운 화상 데이터 수납부를 포함하는 동화상 표시 장치.
  40. 제 31 항에 있어서,
    상기 움직임 벡터 검출 수단은,
    가상 윤곽이 발생하는 신호 레벨 근방의 임계치로 현 필드 화상 및 전 필드화상을 2치화하는 2치화 처리 수단과,
    필드간에서 2치화 화상을 비교하여 화소의 움직임을 검출하는 움직임 검출 수단을 포함하되,
    상기 재생 수단은,
    가상 윤곽이 발생하는 신호 레벨마다 이동 화소수 및 이동 방향에 대응한 보정 데이터가 등록된 보정 테이블과,
    현 필드 화상으로부터 가상 윤곽이 발생하는 신호 레벨의 화소를 추출하는 추출 수단과,
    이 추출 화소의 움직임 검출 결과 및 신호 레벨에 대응한 보정 데이터를 상기 보정 테이블로부터 취출하여 해당 화소를 보정하는 보정 수단을 포함하는 동화상 표시 장치.
  41. 휘도의 가중치가 상이한 복수의 서브필드로 l 필드의 화상을 구성하고, 1 필드의 화상을 구성하는 서브필드의 조합을 변화시킴으로써 필요한 계조를 표시하는 동화상 표시 장치에 있어서,
    현 필드 화상 및 전 필드 화상을 화소 레벨에 따라 식별 코드를 부여하는 식별 코드화 수단과,
    필드간에서 식별 코드 화상을 비교하여 움직임 벡터를 검출하는 움직임 벡터 검출 수단과,
    상기 움직임 벡터 검출 수단에 의해 현 필드 화상의 블럭마다 구해진 움직임 벡터가 등록된 움직임 벡터 테이블과,
    상기 움직임 벡터 테이블로부터 현 필드 화상의 주목 화소 위치의 움직임 벡터 검출 결과를 취출하여 해당 화소를 보정하는 데이터 보정 수단
    을 포함하는 동화상 표시 장치.
  42. 제 41 항에 있어서,
    현 필드 화상의 보정을 실행하는 데이터 분산 처리 수단과,
    상기 현 필드 화상의 농도차 분포를 검출하는 농도 구배 검출 수단과,
    검출한 현 필드 화상의 농도차 분포에 근거하여 데이터 분산 처리에 의한 보정 처리인지 또는 상기 움직임 벡터 테이블에 의한 데이터 보정 처리인지를 선택하는 전환 수단을 포함하는 동화상 표시 장치.
  43. 제 41 항에 있어서,
    현 필드 화상 및 전 필드 화상의 입력 화상은, 각 R, G, B 화상 신호의 성분비율을 동등하게 되도록 변환한 등가 휘도 화상 신호인 동화상 표시 장치.
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