MXPA00003934A - Metodo de procesamiento de imagenes de video para exhibicion en un dispositivo de exhibicion y aparato para llevar a cabo el metodo - Google Patents

Abstract

La presente invención se refiere a un método para procesar imágenes de video para exhibición en un dispositivo de exhibición, que tiene una pluralidad de elementos luminosos que corresponden a los pixeles de una imagen, en donde la duración de tiempo de un cuadro de video o un campo de video se divide en una pluralidad de subcampos durante los cuales se pueden activar los elementos luminosos para emisión de luz en pulsos pequeños que corresponden a una palabra de código de subcampo la cual se utiliza para control de brillantez, en donde para los pixeles correspondientes de dos o más líneas de pixeles se determinan las palabras de código de subcampo de líneas de pixel las cuales tienen entradas idénticas para una cantidad de subcampos denominados subcampos comunes, el método estácaracterizado porque en los casos en donde, con los subcampos comunes y normales remanentes, no se puede obtener una representación de luminancia exacta de un valor de pixel dado, el error de codificación inevitable se desvía al pixel o pixeles con el valor de pixel más alto.

Description

MÉTODO DE PROCESAMIENTO DE IMÁOBÜES DE VIDEO PARA EXHIBICIÓN EN UN DISPOSITIVO DE EXHIBICIÓN Y APARATO PARA LLEVAR A CABO EL MÉTODO DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN La invención se relaciona con un método para procesar imágenes de video para exhibición en un dispositivo de exhibición. Más específicamente, la invención se relaciona estrechamente con una clase de procesamiento de video para mejorar la calidad de imagen de las imágenes las cuales se muestran en pantallas de matriz como paneles de exhibición de plasma (PDP) u otros dispositivos de exhibición en donde los valores de pixel controlan la generación de un número correspondiente de pequeños pulsos de iluminación en la pantalla.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Aunque los paneles de exhibición de plasma han sido conocidos durante muchos años, las pantallas de plasma encuentran un interés cada vez mayor por los fabricantes de TV. En realidad, está tecnología ahora hace posible obtener paneles de color planos de gran tamaño y con profundidades limitadas sin ningún restricción de ángulo de visión. El tamaño de las pantallas puede ser mucho más grande que ßl de los tubos de CRT de imagen clásicos los cuales han sido otorgados. Con referencia a la última generación de equipos de TV Europeos, se ha realizado mucho trabajo para mejorar su calidad de imagen. En consecuencia, existe una fuerte demanda de que el equipo de TV construido con la nueva tecnología como la tecnología de exhibición de plasma haya demostrado tener una imagen tan buena o mejor como la antigua tecnología de TV estándar. Por una parte, la tecnología de exhibición de plasma proporciona la posibilidad de un tamaño de pantalla casi ilimitado, y también de espesor atractivo, pero por otra parte, genera nuevas clases de problemas los cuales pueden dañar la calidad de imagen. La mayor parte de estos problemas son diferentes a los problemas conocidos que se producen en los tubos de imagen de color CRT clásicos. De antemano, debido a esta apariencia diferente de los problemas, son más visibles para el observador puesto que el observador está habituado a ver los defectos bien conocidos de las antiguas TV. La invención se relaciona con un artefacto nuevo, el cual se denomina "efecto de contorno falso dinámico", puesto que corresponde a alteraciones de los niveles de grises y colores en forma de aparición de bordes de color en la imagen cuando se mueve un punto de observación en la matriz. Esta clase de artefacto se incrementa cuando la imagen tiene una gradación uniforme como cuando se exhibe la piel de una persona (por ^^ ^^^ ^Atsuú ^^. ejemplo, cuando se exhibe una cara o un brazo, etc.) . Además, el mismo problema se presenta en imágenes estáticas cuando los observadores agitan sus cabezas y llegan a la conclusión de que tal falla depende de la percepción visual humana y se produce en la retina del ojo. Se han discutido algunas soluciones para compensar el efecto de contorno falso. El efecto de contorno falso se relaciona directamente con la organización de subcampo u cuantos más subcampos se utilicen, se obtiene un mejor resultado. El término organización de subcampo se explicará con mayor detalle en lo siguiente pero por el momento se debe indicar que esta clase de descomposición del nivel de gris de 8 bitios en 8 o más subperíodos de iluminación. Una optimización de tal codificación de imagen en realidad tendrá un efecto positivo sobre el efecto de contorno falso. No obstante, el incrementar el número de subcampos necesita asignar más tiempo para los períodos de direccionamiento (puesto que la información debe ser cargada en el panel para cada subcampo) y el tiempo completo disponible para direccionamiento e iluminación es limitado (por ejemplo 20 ms/cuadro para un panel de 50 Hz que opera en el modo de exploración progresiva) . Otro enfoque para la solución del problema mencionado antes es conocido bajo la expresión "técnica de igualación de pulso". Esta técnica es más compleja. Utiliza igualación de pulsos los cuales se adicionan o se separan de la señal de TV cuando se anticipan alteraciones de escalas de grises. Además, puesto que el hecho de que el efecto de contorno falso es relevante al movimiento, se necesitan pulsos diferentes para cada velocidad posible. Esto lleva a la necesidad de una gran memoria que almacene una gran cantidad de tablas de búsqueda (LUT) para cada velocidad y existe la necesidad de un estimador de movimiento. Además, puesto que el efecto de contorno falso depende de la organización de subcampo, los pulsos deben ser calculados nuevamente para cada nueva organización de subcampo. Sin embargo, la gran desventaja de esta técnica resulta del hecho de que los pulsos de igualación agregan fallas a la imagen para compensar una falla que aparece en la retina del ojo. Adicionalmente, cuando se incrementa el movimiento en la imagen, existe la necesidad de agregar más pulsos a la imagen y esto lleva a conflictos con el contenido de la imagen en caso de un movimiento muy rápido. A partir de la Solicitud de Patente Europea 98114883.6 del solicitante, se conoce un enfoque diferente para reducir el efecto de contorno falso el cual proporcionará una reducción de contorno falso muy buena sin ninguna pérdida de resolución vertical. Sin embargo, este algoritmo el cual desplaza los subcampos en una dirección determinada por la estimación de movimiento es más complicada y existe la necesidad de utilizar un estimador de movimiento bien adaptado. La implementación de esta solución puede requerir más triempo y necesita más tamaño de troquel en un IC. En EP 0874349 (una solicitud de patente de THOMSON multimedia) se describe otro enfoque para reducir el efecto de contorno falso denominado técnica de repetición de línea de bitios. La idea detrás de esta técnica es reducir, para algunos subcampos denominados subcampos comunes, el número de líneas que deben ser direccionadas al agrupar dos líneas consecutivas juntas. Para los subcampos restantes, denominados subcampos normales, cada línea se direcciona por separado. No obstante, está técnica provoca una ligera degradación de la resolución vertical dependiente del contenido de imagen y se puede percibir una nueva clase de ruido.

DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN La invención intenta mejorar la técnica de repetición de línea de bitios con el fin de suministrar mejor calidad de imagen en términos de resolución vertical y ruido. Un objetivo de la presente invención es describir un método y aparato correspondientes para procesar imágenes de video para exhibición en un dispositivo de exhibición. Este objetivo se obtiene por las medidas reivindicadas en las reivindicaciones 1 y 8. Aunque el algoritmo de repetición de línea de bitios es capaz de codificar correctamente lotes de combinaciones de valor de pixel de dos o más líneas co?§$ecutivas, no obstante en algunos casos en los cuales se ha introducido un error debido a la flexibilidad reducida en la codificación producida por la necesidad de tener el mismo código en subcampos comunes. La idea general de la invención es colocar ahora las fallas de codificación sobre los niveles de video más elevados de dos o más pixeles que son agrupados juntos (véase la reivindicación 1) . Con este nuevo método, la reducción en la resolución vertical y también el ruido generado por el algoritmo de repetición de línea de bitios se desplaza en una región en donde es escasamente visible para el observador. Ventajosamente, se describen modalidades adicionales del método de la invención en las reivindicaciones dependientes respectivas . En el campo de compensación de efecto de contorno falso, la adición de un patrón de oscilación a una imagen proporciona cierto beneficio. Especialmente, es positivo para mejorar el retrato de escala de grises en una imagen en plasma. Con frecuencia el valor +1 se agrega a cada pixel alternativo en la forma Quincunx. Para adaptar el método de oscilación a la técnica de repetición de línea de bitios, la invención propone un patrón de oscilación un poco diferente para uso en combinación con el algoritmo de repetición de línea de bitios. Aquí, se agrega siempre el mismo valor a los dos o más pixeles que son agrupados juntos en dos o más líneas consecutivas. El patrón de ^|*£ í=asáe. i^tóg?g oscilación resultante también tiene una forma Quincunx (véase la reivindicación 2) . El método de repetición de línea de bitios puede mejorar adicionalmente por la idea general de elaborar un análisis de las imágenes en término de contenido de imagen y ENCENDIDO o APAGADO del algoritmo de repetición de línea de bitios dependiendo del resultado del análisis (véase la reivindicación 3) . Por ejemplo, cuando el análisis de contenido de imagen revela demasiadas transiciones verticales en una cantidad de imágenes, se inactiva el algoritmo de repetición de línea de bitios (véase reivindicación 4) . Este mejorará la calidad de imagen de un lote en imágenes las cuales contienen un lote de frecuencias verticales elevadas similares a imágenes que contienen textos o gráficos con rejillas, etc., en los cuales el ojo se enfocará más en estas estructuras que en los efectos de contorno falso. De hecho, se reduce en gran cantidad la pérdida de resolución vertical en el caso de escenas críticas prolongadas . Es posible una mejoría adicional mediante la utilización de un detector de movimiento para detectar el movimiento en la imagen. La idea básica es inactivar el algoritmo de repetición de línea de bitios cuando un cuadro no contiene movimiento suficiente (véase la reivindicación 5) . En el caso en el que una secuencia de video únicamente tiene un movimiento menor en la misma, no se producirá un efecto de contorno falso y no es necesaria la técnica de repetición de línea de bitios. Estas mejorías se pueden refinar al hacer un control de conmutador dependiente del número de cuadros cuando se ha detectado movimiento o el análisis de contenido de imagen ha revelado que una codificación de subcampo normal proporcionará mejores resultados (véase la reivindicación 6) . La invención consiste además en un aparato para llevar a cabo el método de la invención. Las modalidades ventajosas de tal aparato se proporcionan en las reivindicaciones 8 a 13.

DIBUJOS Las modalidades ejemplares de la invención se ilustran en los dibujos y se explican con mayor detalle en la siguiente descripción. En las figuras : la figura 1 muestra una imagen de video en la cual se estimula el efecto de contorno falso; la figura 2 muestra una ilustración que explica la organización de subcampo de un PDP; la figura 3 muestra una ilustración para explicar el efecto de contorno falso; la figura 4 ilustra la apariencia de un borde oscuro cuando se realiza una exhibición de cuadros de la manera mostrada en la figura 3 ; la figura 5 muestra una organización de subcampos refinada; la figura 6 muestra la ilustración de la figura 3, pero con la organización de subcampos, de acuerdo con la figura 5; la figura 7 ilustra el agrupamiento de dos líneas de pixel consecutivas para propósitos de direccionamiento de acuerdo con el método de repetición de línea de bitios; la figura 8 muestra una ilustración para explicación de la sensibilidad del sistema visual humano; la figura 9 muestra un diagrama de flujo para ilustrar el algoritmo el cual activa y desactiva el modo de repetición de línea de bitios dependiente de un análisis del contenido de imagen; la figura 10 muestra un ejemplo de un patrón de oscilación convencional utilizado en paneles de exhibición de plasma para mejoramiento de retrato de escala de grises; la figura 11 muestra un ejemplo de un patrón de oscilación adaptado para modo de repetición de línea de bitios, y la figura 12 muestra un diagrama de bloques del aparato de acuerdo con la invención.

MODALIDADES EJEMPLARES El artefacto debido al efecto de contorno falso se muestra en la figura 1. En el brazo de la mujer exhibida se muestran dos líneas oscuras las cuales, por ejemplo son causadas por este efecto de contorno falso. Además, en la cara de la mujer se presentan tales líneas oscuras en el lado derecho. Un panel de exhibición de plasma utiliza un arreglo de matriz de celdas de descarga el cual únicamente puede ser ACTIVADO o DESACTIVADO. Además, a diferencia de CRT o LCD en el cual los niveles de gris se expresan por un control analógico de la emisión de luz, en una PDP, nivel de grises se controla al modular el número de pulsos de luz por cuadro. Esta modulación en tiempo se integrará para el ojo sobre un período correspondiente al tiempo de respuesta del ojo. Cuando se mueve un punto de observación (área de foco del ojo) en la pantalla PDP, entonces el o o seguirá este movimiento. En consecuencia, ya no integrará más la luz de la misma celda sobre el mismo período de cuadro (integración estática) sino que integrará información que proviene de celdas diferentes localizadas en la trayectoria de movimiento. Por lo tanto, mezclará todos los pulsos de luz durante este movimiento lo que lleva a una información de señal falsa. Este efecto ahora se explicará con mayor detalle a continuación. r 'tt - t - En el campo de p ocesamiento de video está una representación de 8 bitios de un nivel de luminancia muy común. En este caso, cada nivel estará por una combinación de los siguientes 8 bitios: 2o = 1, 21 = 2, 22 = 4, 23 = 8, 24 = 16, 25 = 32, 26 = 64, 27 = 128 Para darse cuenta de tal esquema de codificación con la tecnología PDP, el período de cuadro se dividirá en 8 períodos de iluminación los cuales también se denominan con mucha frecuencia subcampos, cada uno correspondiendo a uno de los 8 bitios. A cada bitio se le asigna un número de pulsos de luz, por ejemplo el número de pulsos de luz para el bítio 21 puede ser 22, el cual es el doble que el del bitio 2o = 11. Con una combinación de estos 8 subperíodos, somos capaces de construir 256 niveles de gris diferentes. Sin movimiento, el ojo del observador se integrará durante aproximadamente un período de cuadro estos subperíodos y tendrá la impresión de un nivel de grises correcto. La organización de subcampo mencionada antes se muestra en la figura 2. También se debe hacer notar aquí que los períodos de direccionamiento (período de exploración) y los períodos de borrado no se muestran en la figura 2 para facilidad de comprensión. Estos períodos se requieren para cada subcampo en la tecnología de exhibición de plasma la cual se explicará posteriormente.

El patrón de emisión de luz de acuerdo con la organización de subcampo introduce categorías nuevas de degradación de calidad de imagen que corresponden a las alteraciones de los niveles grises y los colores. Como ya se ha explicado, estas alteraciones se definen con lo que se denomina el efecto de contorno falso dinámico puesto que el hecho corresponde a la aparición de bordes de color en la imagen cuando se mueve un punto de observación en la pantalla PDP. El observador tiene la impresión de que aparece un contorno fuerte sobre un área homogénea como la piel exhibida. La degradación se incrementa cuando la imagen tiene una graduación uniforme y también cuando el período de emisión de luz excede de varios milisegundos. De esta manera, en escenas oscuras el efecto no es tan alterante como en las escenas con un nivel de gris promedio (por ejemplo valores de luminancia de 32 a 223) . Además, el mismo problema se presenta en imágenes estáticas cuando los observadores agitan las cabezas lo que lleva a la conclusión de que tal falla depende de la percepción visual humana. Para comprender mejor el mecanismo básico de la percepción visual de imágenes en movimiento se considerará un caso sencillo. Supóngase una transición entre los niveles de luminancia 128 y 127 que se mueve a una velocidad de cinco pixeles por cuadro de vidrio y el ojo sigue este movimiento. La figura 3 muestra un área sombreada más oscura que corresponde al nivel 128 de luminancia, y un área sombreada más ligera que corresponde al nivel 127 de área de luminancia. La organización de subcampo, mostrada en la figura 2 se utiliza para acumular los niveles 128 y 127 de luminancia conforme se muestran en el lado derecho de la figura 3. Las tres línea paralelas en la figura 3 indica la dirección en la cual el ojo sigue el movimiento. Las dos líneas exteriores muestran los límites del área en donde se percibirá una señal fallida. Entre ellos el ojo percibirá una carencia de luminancia lo que lleva a la aparición de un borde oscuro en el área correspondiente la cual se ilustra en la figura 4. El efecto de una carencia de luminancia se percibirá en el área mostrada y se debe al hecho de que el ojo no integra más todos los períodos de iluminación de un pixel cuando el área de foco del ojo está en movimiento. Únicamente parte de los pulsos de iluminación de un pixel se integrarán durante el cuadro cuando el área de foco del ojo se mueve puesto que salta de un pixel al siguiente, uno durante cada cuadro. Por lo tanto, existe una carencia de luminancia correspondiente y se producirá el borde oscuro. En el lado izquierdo de la figura 4, se muestra una curva la cual ilustra el comportamiento de las células del ojo durante la observación de la imagen en movimiento que se muestra en la figura 3. Las células del ojo tienen una buena distancia de la transición horizontal e integrarán luz suficiente de los pixeles correspondientes. Únicamente las células del ojo las cuales están cerca de la transición no serán capaces de integrar un lote de iluminación de los mismos pixeles. - ticuna manera de reducir estos artefactos es descomponer cada valor de luminancia en un' número mayor de componentes (subcampos) cada uno tan pequeño como sea posible con el fin de minimizar la diferencia en el eje de tiempo de dos pixeles vecinos. En este caso, el error generado en la retina cuando el ojo se "mueve" de un pixel a otro, será menor y también el efecto de contorno falso. No obstante, el incremento en el número de subcampo está limitado de acuerdo con la siguiente ecuación: nSF x NL x Tad + TLuz < Tcuadro en donde nsp representa el número de subcampos, NL el número de líneas, Tad la duración para direccionar una línea por subcampo, Tluz es la duración de iluminación del panel y Tcuadro el período de cuadro. Para la tecnología de exhibición de plasma denominada ADS (separar exhibición de dirección) _ el direccionamiento de los paneles de exhibición de plasma habitualmente se realiza en líneas, es decir, todos los datos de una -línea se escriben en la pantalla de plasma de una vez. La misma relación es válida para otra tecnología de exhibición de plasma denominada AWD (direccional mientras se exhibe) en la cual para direccionamiento de líneas diferentes, la exploración y el borrado se mezclan juntas. Por supuesto, para cada pixel únicamente se escribe un bitio de palabra de código de subcampo en la exhibición de plasma durante una secuencia. Para cada campo <V.Bf 15 -es necesario un período de direccionamiento separado. Evidentemente, al incrementar el üjftfe ro de subcampos se reducirá el tiempo TLuz para iluminar el panel y en consecuencia, se reducirá el contraste global del panel debido a los períodos adicionales requeridos de direccionamiento y borrado. En la figura 5 se muestra una organización nueva de subcampo la cual tiene más subcampos. En este ejemplo, existen doce subcampos en los pesos de los subcampos se proporcionan en la figura. En la figura 6, se muestra el resultado de la nueva organización de subcampos de acuerdo con el ejemplo de la figura 5 de la transición horizontal 128/127 que se mueve a una velocidad de cinco pixeles por cuadro. Ahora se incrementa la oportunidad de que las células del ojo correspondientes integren cantidades más similares de períodos de iluminación. Esto se ilustra por la curva de integración de estímulos al ojo en la parte inferior de la figura 6, cuando se compara con la curva de integración de estímulos al ojo en la parte inferior de la figura 3. La falla más fuerte que se produce en la retina se reduce en gran cantidad, de 0 a 123. En consecuencia, la primera idea que uno puede tener es incrementar en gran cantidad el número de subcampos y después la calidad de imagen en caso de que se mejore el movimiento también. No obstante, el incrementar el número de subcampos se limita de acuerdo con la relación proporcionada antes: nsF x <™-* x Tad + TLuz < Tcuadro Evidentemente, un incremento en el número de subcampos reducirá el tiempo TLuz para iluminar el panel y en consecuencia, reducirá la brillantez y el contraste globales del panel. En otra solicitud de patente de Thomson multimedia, véase EP 0874349 se ha descrito la idea de reducir para algunos subcampos denominados subcampos comunes, el número de líneas que van a ser direccionadas al agrupar dos líneas consecutivas juntas. En este caso, la relación previa se modifica a la siguiente : NL nComúnSF X X ^ ad + nNormalSF X NL X ^ad + + Luz < T( Cuadro en donde p CotnúnSF representa el número de subcampos comunes, nNorp?alSF representa el número de los otros subcampos, NL es el número de líneas, Tad es la duración para direccionar un campo por línea, TLuz es la duración de iluminación del panel y Tc adro es el período de cuadro. Para la descripción de la invención explicada en esta solicitud de patente, también se hace referencia en consecuencia a EP 0874349. La técnica de repetición de línea de bitios permite la aplicación de una organización de subcampo refinada como la mostrada en la figura 5. Po3#Pt?na parte con la técnica de repetición de línea de bitio, se puede percibir una ligera degradación de la resolución vertical y una nueva clase de ruido. Esto será evidente a partir de la explicación completa de la técnica de repetición de línea de bitios que se proporciona después . Para esta explicación se establecerá suposición de que para un panel de exhibición de plasma dado, es posible direccionar únicamente nueve subcampos bajo la restricción de tener una relación de contraste aceptable. Por otra parte, con nueve subcampos, el efecto de contorno falso que ße establezcan será muy alterante. Por lo tanto, se utiliza el modo de repetición de línea de bitios para mejorar la situación. El objeto es tener una organización de subcampos similar a la mostrada en la figura 5, la cual tiene un comportamiento tan bueno en relación al tema del contorno falso. Esto se obtiene en un esquema de codificación con 6 subcampos independientes SF y 6 subcampos comunes CSF. Entonces, la relación previa se vuelve: NL 6 x x Tad + x 6 NL x Tad + TLuz = 9 ad x NL x Tad + TLuz < TCuadro lo cual es equivalente a la relación en el caso de un esquema de codificación de 9 subcampos. En consecuencia, con una codificación de repetición d'e línea de bitios, colocaremos artificialmente de los 12 subcampos con el mismo período de iluminación como si fueran 9 subcampos (misma brillantez y contraste) . 5 Una representación de este ejemplo de codificación repetida de línea de bitios es como sigue: 1 - 2 - 4 8 - 10 15 - 20 30 40 50 - 70 en el cual, los valores subrayados representan los valores de subcampo comunes. Debe hacerse notar que en los lugares de estos subcampos comunes de CSF, las palabras de codificación de subcampo serán las mismas para los pixeles correspondientes de 15 dos líneas consecutivas. En la figura 7 se proporciona un ejemplo. En esta figura, se muestran valores de pixel 36 y 51 localizados en la misma posición horizontal en dos líneas de pixel consecutivas. Existen diferentes posibilidades para codificar estos 20 valores. Estas posibilidades se incluyen a continuación entre paréntesis de los códigos de subcampo correspondientes para los 6 subcampos comunes CSF que se proporcionan comenzando con el bitio más significativo de los códigos de subcampo comunes: 36 = 30 + 4 + 2 (100110) 51 = 50 + 1 (000001) j^-jj-.----* = 30. + 5 + 1 (100001) = 40 + 10 + 1 (000001) = 20 + 15 + 1 (010001) = 40 + 8 + 2 + 1 (001011) = 20 + 10 + 5 + 1 (000001) = 40 + 5 + 4 + 2 (000110) = 20 + 10 + 4 + 2 (000110) = 30 + 20 + 1 (100001) 5 = 20 + 8 + 5 + 2 + 1 (001011) = 30 + 10 + 8 + 2 + 1 (101011) = 15 + 10 + 8 + 2 + 1 (011011) = 10 + 10 + 5 + 4 + 2 (100110) = 15 + 10 + 5 + 4 + 2 (010110) = 20 + 15 + 10 + 5 + 1 (010001) = 20 + 15 + 10 + 4 + 2 (010110) = 20 + 15 + 8 + 5 + 2 + 1 (011011) 10 Para este ejemplo, es fácil codificar estos dos valores sin ningún error (sin pérdida de resolución vertical) en caso de codificación de subcampo repetida de línea de bitios. Únicamente es necesario encontrar las palabras de código de subcampo que 15 tengan la misma codificación en los subcampos comunes (véanse los mismos valores en paréntesis) . Los pares de palabras de códigos de subcampos equivalentes se incluyen a continuación: 36 = 30 + 4 + 2 y 51 = 30. + 10 + 5 + 4 + 2 20 36 = 30. + 5 + 1 y 51 = 30 + 20 + 1 36 = 20 + 15 + 1 y 51 = 20 + 15 + 10 + 5 + 1 36 = 20 + 10 + 5 + 1 y 51 = 50 + 1 36 = 20 + 10 + 5 + 1 y 51 = 40 + 10 + 1 36 = 20 + 10 + 4 + 2 y 51 = 40 + 5 + 4 + 2 25 36 = 20 + 8. + 5 + 2 + l y 51 = 40 + 8 + 2 + 1 36 = 15 + 10 + 8 + 2 + l y 51 = 20 + 15 + 8 + 5 + 2 + 1 36 = 15 + 10 + 5 + 4 + 2 y 51 = 20 + 15 + 10 + 4 + 2 No obstante, existen ciertos casos en los cuales debe realizarse un error debido a la flexibilidad reducida en la codificación producida por la necesidad de tener la misma codificación para cada CSF de subcampo común. Por ejemplo, si los valores 36 y 52 de pixel representan un par de pixeles, entonces es necesario sustituirlos con 36 y 51 ó 37 y 52 para tener el mismo código en los subcampos comunes. Esta carencia de flexibilidad introduce un ruido, el cual se puede denominar BLR-ruido (ruido de repetición de línea de bitios) . Además, puesto que existe la restricción de tener valores comunes para pixeles correspondientes en dos líneas consecutivas, la mayor diferencia entre pixeles correspondientes de las dos líneas únicamente se puede obtener con los subcampos normales SF. Esto significa, para el ejemplo dado antes, que la transición vertical máxima en la imagen está limitada a 195. Esta nueva limitación introduce evidentemente una reducción de la resolución vertical. La idea básica de esta invención es ahora modificar el método de repetición de línea de bitios con el fin de permitir que tales efectos, como el ruido BLR y la resolución vertical reducida, sean invisibles para el observador. • - al - En lo siguiente, se explicará con mayor detalle el sistema visual humano (HVS) debido a que se utilizará para la invención. ^*4* El sistema visual humano (HVS) no es directamente sensible a la luminancia de los objetos observados sino más a la variación de luminancia dentro del área observada, esto significa el contraste local. En la figura 8 se ilustra este fenómeno. En la parte media de cada área, el disco gris tiene el mismo nivel de gris, pero nuestro ojo no lo percibe de la misma manera en cada caso (la luminancia percibida de cada disco depende de la luminancia de fondo) . Este fenómeno ha sido estudiado durante mucho tiempo, y es bien conocido en óptica y se le denomina la ley de "Weber-Fechner" . De hecho, los científicos han tomado un disco de luminancia I+?l en la parte delantera de un fondo homogéneo con luminancia I, y han observado por el límite de la relación ?l/I (relación de Weber) la cual se puede percibir para valores de luminancia diferentes. El resultado fue que esta relación es constante para la mayor parte del dominio de luminancia. Esto lleva a la conclusión de que, de acuerdo con la fórmula matemática Al -d (logl) = Ac = (constan t) I el ojo humano tendrá un comportamiento logarítmico bajo la forma Xo o = ai + a2 • l°9l0 tipias ) en donde a-, y a2 son constantes e IPlasraa es la luminancia de la pantalla de plasma e Io;)0 es la luminancia reducida la cual se percibirá. Este compartimiento del ojo se utiliza para la invención en la medida en que, cada error realizado a nivel de video bajo tendrá un impacto más fuerte en el sistema visual humano que el mismo error cometido en un nivel de video superior. En consecuencia, la idea de la invención es hacer los errores en la codificación de subcampo si son inevitables a un nivel de video superior de un par de pixeles. Esto se puede realizar muy fácilmente al compartir los dos valores de pixel. Con los valores ejemplares 36 y 52, se explicará el nuevo método. Con el fin de codificar estos valores con el algoritmo de repetición de línea de bitios, es inevitable cometer un error de 1, esto significa que es necesario sustituir 36 por 37 o 52 por 51. No obstante, para el sistema visual humano, un error de 1 para un valor de 36 es más fuerte que un error de 1 para un valor de 52. En consecuencia, con el método nuevo se sustituirá 36/52 por 36/51 y este par de pixeles se codificarán como proporcionados en el ejemplo anterior. Puesto que existe más de una posibilidad para la codificación de subcampo de estos valores, es necesario hacer una selección. Una regla posible que es útil para esta selección es, por ejemplo, seleccionar la palabra código cuando la luminancia está ampliamente diseminada sobre el período de cuadro. Esto significa que uno con el mayor número de subcampos será el que se utiliza. Para el ejemplo dado antes, las palabras código: 36 = 15 + 10 + 8 + 2 + 1 51 = 20 + 15 + 8 + 5 + 2 + 1 son las que se utilizarán. Por supuesto se puede utilizar una tabla en el algoritmo que tenga introducidas las diferentes palabras código de subcampo para un valor de pixel dado y las entradas se comparan para los valores de pixel de un par de pixeles. A partir de los pares correspondientes de palabras de código de subcampo la mejora es la que se selecciona de acuerdo con la regla explicada antes. Con este método de repetición de línea de bitios modificada, se puede reducir en gran medida el ruido BLR. Se utilizará el mismo principio para la reducción de la visibilidad de la pérdida de resolución vertical. Además, se presenta un ejemplo aquí. Por ejemplo, existe una transición vertical entre los valores de pixel 16 y 248. Como se indica antes, las transiciones verticales son limitadas por el valor de 195 en nuestro ejemplo. En consecuencia, con el fin de evitar la transición 16/248 (?=232) , es necesario hacer un error de 232-195 = 37. Este error se pondrá en el nivel 248 de video elevado únicamente para reducir su visibilidad para el ojo y de esta manera la transición 16/248 se codifica como sigue: 16 = 15 + 1 y 248 * 211 = 70 + 50 + 40 + 20 + 15 + 10 + 5 + 1 Este principio elaborará el ruido BLR y una clase de pérdida de resolución vertical menos visible para el ojo humano. Por supuesto, algunas imágenes contendrán una gran cantidad de frecuencias verticales altas como en imágenes que muestran texto, o gráficos con rejillas pequeñas, etc., en los cuales el ojo se enfocará más en estas estructuras que en los efectos de contorno falso. Además, el efecto de contorno falso se presentará principalmente en áreas homogéneas grandes lo que implicará una menor cantidad de frecuencias verticales altas. Por lo tanto, otro principio de la invención es contar, para cada cuadro, la cantidad de transiciones verticales las cuales exceden un límite válido BRL_Limit (el cual es de 195 en la modalidad ejemplar explicada antes) . La transición vertical significa aquí los pares de pixeles en dos líneas consecutivas que tienen diferencias de valor de pixel mayores al BLR_Limit . Los pares de pixeles se cuentan en un contador BLR_VTF_Count el cual se establece para la transición vertical por contador de cuadro. Este contador se restablecerá al final de cada cuadro.

En la figura 9 se ilustra al principio. El algoritmo tiene datos de entrada R,G,B. Por lo tanto, es necesario realizar el análisis tres veces, es decir, para cada componente de datos R,G,B. Los datos introducidos para una línea se alimentan a una memoria 20 de línea y es paralela a una unidad 21 de cálculo en donde se calculan las diferentes absolutas entre pixeles correspondientes an, bn de dos líneas consecutivas. El resultado se alimenta a una unidad 22 de comparación en donde se comparan con el BLR_Limit. En caso de que el resultado exceda el BRL-Limit, se incrementa lo que se denomina un BLR_VTF_Counter 23. Se establece BTF para las transiciones verticales por cuadro. Este contador se reinicia después de que se ha procesado un cuadro completo. La etapa de BLR_VTF_Counter 23 se monitorea en otra unidad 24 de comparación. Cuando el BLR_VTF_Counter 23 excede el valor BLR_VTF_Limit al final de un cuadro, se incrementa otro contador denominado No_BLR_Frame_Counter 25. Este contador representa la cantidad de cuadros consecutivos que tienen demasiadas frecuencias verticales elevadas. En caso de que la cuenta resulte en que el BLR_VTF_Counter 23 sea igual o menor BLR_VTF_Limit al final de un cuadro, no se disminuye No_BLR_Frame_Counter 25. Además, la etapa de conteo del No_BLR_Frame_Counter 25, es monitoreada en otra unidad 26 comparadora. El algoritmo de repetición de línea de bitios se activará en la medida en que No_BLR_Frame_Counter 25 se establezca por debajo de un valor límite No_BLR_Frame_Limit . Cuando no se ha detectado más cuadros críticos que el valor límite, se inactiva el algoritmo de repetición de línea de bitios y se inicia el algoritmo de codificación de subcampo normal. Esto significa que se utiliza la codificación de subcampo con 9 subcampos, véase explicación antes. Por supuesto, se puede implementar un comportamiento de conmutación similar a histeresis con el fin de evitar la oscilación rápida entre el modo de repetición de línea de bitios y el modo de repetición sin línea de bitios. Así, la idea básica de esta mejora es detectar cuadros críticos, que contienen demasiadas transiciones/frecuencias verticales cuando el modo de repetición de línea de bitios es incapaz de codificar correctamente, y después verificar cuantos cuadros son críticos. Después de cierto tiempo de cuadros críticos, se inactiva el modo de repetición de línea de bitios y después de cierto tiempo de escenas no críticas, se activa nuevamente el modo de repetición de línea de bitios. Además, una secuencia de video puede tener únicamente algunas frecuencias verticales altas y también un movimiento relativamente lento en la misma. En este caso, no se presentarán efectos de contorno falsos y no se requiere necesariamente la técnica de repetición de línea de bitios. Esto permite una mejora opcional del algoritmo en base en el detector de movimiento (y no estimador) .

La mejora consiste en proporcionar un detector de movimiento sencillo en el algoritmo. La idea básica es inactivar el algoritmo de repetición de línea de 'bitios cuando un lote de cuadros no contienen suficiente movimiento. En la técnica anterior existe un lote de detectores de movimiento disponible el cual puede ser utilizado aquí, por ejemplo, algunos algoritmos basados en el estudio de la entropía de la imagen o algún análisis de histograma son capaces de proporcionar la información de "cuanto movimiento" contiene la imagen y serán suficientes para DESACTIVAR o ACTIVAR el algoritmo de repetición de línea de bitios. Existen detectores de movimiento basados en pixel sencillos disponibles, en donde se comparan los pixeles de dos cuadros sucesivos. Por ejemplo, se puede utilizar aquí un detector de movimiento como el descrito en la solicitud de Patente Europea EP 98400918.3 de Thomson multimedia. En esta solicitud de patente se describe un método para detectar áreas estáticas en una imagen de video. Este método puede ser modificado de manera que en los casos en los que se haya detectado un lote de áreas estáticas en la imagen, se inactiva el modo de repetición de línea de bitios. En la tecnología de exhibición de plasma algunas veces se utiliza el método de oscilación para mejorar adicionalmente la calidad de imagen. Esta técnica se utiliza principalmente para mejorar el retrato de escalas de grises en una imagen de plasma. La idea básica detrás de este método es agregar un "ruido" - ""te^-pequeño en la imagen como el mostrado en la figura 10. Aquí, cada pixel alternado en una línea se le adiciona el valor de +1, y los pixeles restantes permanecen sin cambio. El patrón que se muestra en la figura 10 con frecuencia se denomina patrón Quincunx. Por supuesto, el patrón se cambiará de un cuadro a otro, es decir, en la siguiente imagen se utiliza el patrón complementario cuando los pixeles a los cuales se les adiciona el valor de +1 y aquellos los cuales permanecen sin cambio, son cambiados. Tal patrón será invisible para un observador localizado a una distancia normal de observación de TV pero mejorará en gran medida la fidelidad de escala de grises. Además, se sabe que el método de oscilación lleva también a una mejoría en la preocupación del contorno falso puesto que ocultará este efecto a través de la adición de un ruido "invisible". Otra modalidad de la invención se relaciona, por lo tanto, con la adaptación del método de oscilación para uso en combinación con la técnica de repetición de línea de bitios. La invención resuelve este problema al utilizar un patrón de oscilación modificado el cual tiene una forma adaptada, que se muestra en la figura 11. En este patrón de oscilación modificado se adiciona el valor de +1 a cada par de pixel alternado de dos líneas consecutivas. Por supuesto, este patrón se cambia de un cuadro a otro en el mismo sentido como se describe antes. -.-*á*&s-* m - Este método de oscilación adaptada es completamente compatible con la técnica de repetición de línea de bitios y mejorará adicionalmente la calidad de imagen de plasma. Un aparato de acuerdo con la invención se muestra en la 5 figura 12. El aparato se puede integrar junto con la pantalla de matriz de PDP. También puede estar en una caja separada la cual se va a conectar con el panel de exhibición de plasma. La referencia número 30 indica la totalidad del aparato. La referencia número 31 indica la memoria de cuadro a la cual se le introducen los datos de RGB. La memoria 31 de cuadro se conecta a un detector 32 de movimiento opcional y a una unidad 33 de evaluación opcional cuando se ha llevado a cabo el algoritmo para detectar las imágenes críticas que tienen incluidas una gran cantidad de transiciones verticales. El detector 32 de movimiento recibe datos RGB adicionales del cuadro actual. De esta manera, tiene acceso a los datos RGB de los cuadros previos y actuales los cuales son necesarios para detección de movimiento. El detector 32 de movimiento y la unidad 33 de evaluación generan señales de conmutación para los conmutadores 34 y 35 correspondientes. Con estos conmutadores, se activa o inactiva el modo de repetición de línea de bitios, de acuerdo con los algoritmos descritos antes. Cuando ambos conmutadores 34 y 35 son conmutados al estado BLR activado, se activa una primera unidad 36 de codificación de subcampo, y se desactiva una segunda unidad de codificación de subcampo. La primera unidad 36 después se ^-i !Í!^t-eaffi»^^S^Affig^MM^aß^? ::.J •;St?..yii&Z^?Z^S: itifí suministrará con los datos RGB almacenados en la memoria 31 de cuadro. La codificación de subcampo de repetición de línea de bitios se realiza en esta unidad con el algoritmo descrito antes inclusive la mejora de que el error de codificación se desvía a 5 los valores de pixel más elevados de los pares de pixel . Las señales de conmutación para la unidad 33 de evaluación y el detector 32 de movimiento también se alimentan a un generador 40 de patrón de oscilación el cual genera los patrones de oscilación adaptados para los modos de codificación de subcampo correspondientes como se explica antes. En caso de que uno o los dos conmutadores conmuten al estado inactivado de BLR, la unidad 36 de codificación de subcampo se desactiva y se activa la segunda unidad 37 de codificación de subcampo. La segunda unidad 37 de codificación de subcampo se activa y se suministrará con los datos RGB almacenados en la memoria 31 de cuadro. En esta unidad, la codificación de subcampo se realiza con la organización de subcampo normal que incluye 9 subcampos. Las palabras de código de subcampo generadas para los pixeles son transmitidas a la pantalla 39 bajo el control de una unidad 38 de control de dirección. Esta unidad recibe también la señales de control de conmutación de las unidades 32 y 33. Después se generan pulsos de exploración SC para direccionamiento de las líneas de pixel y los pulsos de sostén su para iluminación de las celdas de plasma. Se hace notar que deben generarse menos pulsos de exploración para a.|.^^j^fe3g^^ttfi: los subcampos comunes cuando se activa el modo de repetición de línea de bitios debido al hecho de que se direccionan dos líneas consecutivas en paralelo para los subcampos comunes. Está de más mencionar que algunos bloques mostrados en la figura 9 y en la 12 se pueden implementar con programas de computadora apropiados para la misma función, a su vez. La invención no se restringe a las modalidades descritas. Son posibles varias modificaciones y se considera que se encuentran dentro del alcance de las reivindicaciones. Por ejemplo, se puede utilizar organizaciones de subcampo diferentes para el modo de repetición de línea de bitios y el modo normal. Se pueden combinar más de dos líneas para el modo de repetición de línea de bitios. Se puede utilizar otro patrón de oscilación el cual también satisfaga la regla de que todos los pixeles de un par de pixeles o n-tupel, se adicionan valores idénticos respectivamente y sin cambio. Las diferentes mejoras para la técnica de repetición de línea de bitios también se pueden utilizar por si solas en vez de en combinación con la primera modalidad mencionada respecto al desplazamiento del error de codificación a los valores de pixel mayores . Todas las clases de pantallas que son controladas mediante la utilización de números diferentes de pulsos para control de nivel de grises se pueden utilizar en relación con esta invención.

Claims (13)

REIV-Htet-CACIONES

1. Un método para prpigj ar imágenes de video para exhibición en un dispositivo - fs exhibición, que tiene una pluralidad de elementos luminosos que corresponden a los pixeles de una imagen, en donde la duración de tiempo de un cuadro de video o un campo de video se divide en una pluralidad de subcampos durante los cuales se pueden activar los elementos luminosos para emisión de luz en pulsos pequeños que corresponden a una palabra de código de subcampo la cual se utiliza para control de brillantez, en donde para los pixeles correspondientes de dos o más líneas de pixeles se determinan las palabras de código de subcampo de líneas de pixel las cuales tienen entradas idénticas para una cantidad de subcampos denominados subcampos comunes, el método está caracterizado porque en los casos en donde, con los subcampos comunes y normales remanentes, no se puede obtener una representación de luminancia exacta de un valor de pixel dado, el error de codificación inevitable se desvía al pixel o pixeles con el valor de pixel más alto.

2. El método de acuerdo con la reivindicación 1, en donde el patrón oscilación se agrega a la imagen antes de la codificación, y el patrón de oscilación satisface la regla de que siempre se adiciona el mismo valor a dos o más pixeles correspondientes que se agrupan juntos en dos o más líneas consecutivas .

3. El método de acuerdo con las reivindicaciones 1 ó 5 2 , en donde se realiza un análisis de las imágenes en términos de contenido de imagen y se detiene la codificación de subcampo con subcampos comunes y normales cuando el análisis de contenido de imagen revela que el contenido de la imagen no es crítico respecto a las alteraciones causadas por la codificación de 10 subcampo normal únicamente, y únicamente se inicia la codificación de subcampo con únicamente subcampos normales.

4. El método de acuerdo con la reivindicación 3 , en donde el análisis de contenido de imagen incluye una etapa de 15 contar las transiciones verticales fuertes entre dos pixeles correspondientes de dos líneas consecutivas y, cuando el número de transiciones verticales fuertes en una imagen excede un límite predeterminado, la imagen se clasifica como no crítica respecto a las alteraciones de codificación de subcampo normales. 20

5. El método de acuerdo con la reivindicación 3 ó 4, en donde se incluye además una etapa de determinar movimiento en una imagen, y cuando el movimiento en una imagen es menor de un valor predeterminado, la imagen se clasifica como no crítica 25 respecto a las alteraciones de codificación de subcampo normal.

6. El método de acuerdo con una de las reivindicaciones 3 a 5, en el que la conmutación de la codificación de subcampo con subcampos comunes y normales, a la codificación de subcampo con subcampos normales únicamente se realiza solo después de que se han clasificado un número predeterminado de imágenes como no críticas respecto a las alteraciones de codificación de subcampo normales.

7. El método de acuerdo con una de las reivindicaciones 3 a 6, en donde la operación de conmutación inversa se realiza a partir de la codificación de subcampo con subcampos normales únicamente a la codificación de subcampo con subcampos comunes y normales, solo después de que se han clasificado un número predeterminado de imágenes como críticas respecto a las alteraciones de codificación de subcampo normal.

8. Un aparato para llevar a cabo el método de acuerdo con una de las reivindicasianes previas, el aparato tiene una memoria de cuadro para almacenar datos de pixel, caracterizado porque el aparato comprende una primera unidad de codificación de subcampo la cual elabora una codificación de subcampo en base en los subcampos normales únicamente para cada pixel separadamente, y una segunda unidad de codificación de subcampo la cual establece la codificación de subcampo en base en los subcampos comunes y normales de una manera combinada para dos o más pixeles correspondientes de dos o más líneas consecutivas.

9. El método de acuerdo con la reivindicación 8, en donde la segunda unidad de codificación de subcampo incluye un medio desviar errores de codificación inevitables causados bajo la restricción de la codificación de subcampo combinada, al pixel o pixeles con el valor de pixel más elevado.

10. El método de acuerdo con la reivindicación 8 ó 9, que incluye además un detector de movimiento para detectar el movimiento en imágenes y para generar una señal de conmutación la cual detiene la codificación de subcampo en base en los subcampos común y normal, e inicia la codificación de subcampo en base en los subcampos normales únicamente cuando el movimiento detectado está por debajo de un nivel predeterminado.

11. El método de acuerdo con una de las reivindicaciones 8 a 10, que incluye además una unidad de análisis de contenido de imagen en la cual se cuentan las transiciones verticales fuertes entre dos pixeles correspondientes de dos líneas consecutivas, y para generar una señal de conmutación la cual detiene la codificación de subcampo en base en los subcampos comunes y normales, e inicia la codificación de subcampo en base en subcampos normales únicamente cuando el número de transiciones verticales fuertes en una imagen excede un límite predeterminado. '

12. El método de acuerdo con una de las reivindicaciones 8 a 11, que incluye además un generador de patrón de oscilación el cual adiciona patrones de oscilación diferentes adaptados a una imagen dependiente del modo de codificación de subcampo el cual se activa.

13. El método de acuerdo con una de las reivindicaciones 8 a 12, el aparato comprende una pantalla de matriz, especialmente una pantalla de plasma.