处理像素的图像处理单元和方法以及包括这种图像处理单元的图像显示设备的制作方法
专利名称：处理像素的图像处理单元和方法以及包括这种图像处理单元的图像显示设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一个图像处理单元，用于以多个子域处理显示在一个显示器面板上的图像的像素，每个子域具有对应在该子域中产生的各自的亮度级的相应的加权，该图像处理单元包括一个移动补偿单元，其基于该第一像素的第一移动矢量和基于该特定子域的第一时间和一个参考时间之间的第一时间差指定分配第一像素的一特定子域的值到第二像素。
本发明还涉及以多个子域处理显示在一个显示器面板上的图像的像素的方法，每个子域具有对应在该子域中产生的各自的亮度级的相应的加权，该图像处理方法包括一个移动补偿步骤基于该第一像素的第一移动矢量和基于该特定子域的第一时间和一个参考时间之间的第一时间差分配第一像素的一特定子域的值到第二像素。
本发明还涉及显示一系列图像的图像显示设备，包括-接收装置，用于接收表示该图像系列的信号；-图像处理单元，用于以多个子域处理显示在一个显示器面板上的图像的像素，每个子域具有对应在该子域中产生的各自的亮度级的相应的加权，该图像处理单元包括一个移动补偿单元，其基于该第一像素的第一移动矢量和基于该特定子域的第一时间和一个参考时间之间的第一时间差指定分配第一像素的一特定子域的值到第二像素；以及-显示器面板，用于显示图像系列。
根据文章R.Van Dijk，T.Holtslag“Motion Compensation inPlasma Displays”Proceeding of the FifthInternational DisplayWorkshops，IDW 1998，pages 543-546，了解到在开始章节描述的该类型的方法。由于子域发光定标，在该文章中描述在目前等离子体显示器面板上，干扰移动赝象被感觉出为动态不正颜色或伪颜色出现。该文章综合许多被推荐来减小这些赝象的解决方案，例如改变被显示域的顺序；应用位或子域分离来分隔主要的子域；和用多个具有相等发光级的子域散射不正的颜色，其中由这些子域的不同组合产生相同发光等级。这些方法都无法消除问题的基本原因。它们仅试图掩盖在具有小的空间发光梯度的区域中的影响。该文章提供了移动赝象问题的一种分析。移动赝象其本身是由于观察者眼睛对移动的跟踪和被显示的不同子域之间的时间差。由于跟踪移动，应该在眼睛的一个位置上感觉出的不同子域在不同的位置上被感觉出，和邻近像素的不同子域在视网膜上的同一位置累积并贡献于感觉出的发光级而不是想要的发光级。当一个观察者注视在一个移动目标上时，他将开始跟踪该移动。该目标准确地保持在视网膜上的一个位置。由于该目标的速度，v→=(vx,vy),]]>移动某个距离同时跟随该目标一定时间周期。当在一个等离子体显示器面板上观察这个相同的目标时，观察位置由该目标的开始位置x→=(x,y),]]>和被观察的子域 的时间差Δtn确定。当该移动由该观察者跟踪时，在该位置的观察的亮度 由屏幕上的观察位置确定。这取决于在位置 的子域 是否接通以及该子域的发光级WnL(x→)=Σn=1NSFn(x→+v→·Δtn)·Wn-----(1)]]>其中Δtn＝tn-to，子域n和参考时间to之间的时间差，和速度 用每场时间周期的像素表示。
文章“Motion Compensation in Plasma Disp1ays”还为移动赝象问题提供解决方案移动补偿。移动补偿能降低动态的不正的轮廓和出现伪颜色而不降低清晰度或丢失细节。移动补偿试图确定一个像素即一个图像的部分的子域值的位置，即在该显示器面板上在该子域时间观察的位置和在被见到的位置准确跟踪的一个图像部分。从等式1可推出空间偏移d→n=(dxn,dyn)]]>必须对每个子域 给定，以便能在正确位置放置这些子域，从而导致亮度L(x→)=Σn=1NSFn(x→+v→·Δtn-d→n)·Wn------(2)]]>为了避免赝象 选择为d→n=v→·Δtn-d→ne-----(3)]]>其中d→n=(dxn,dyn)]]>是在水平和垂直方向的位移，被舍入到整数值，和d→ne=dxne,dyne]]>是舍入误差。一个子域必须在整数像素上，即显示器面板的单元上移位，因为不存在一个单元的部分能被接通或断开。对一个特定的像素，该单元被接通或断开。对考虑的一部分不可能接通该单元是由于这样一个事实，即正确的位置并不完全同该特定像素相一致。缺陷在于由于移动不能完全补偿，而保存了剩余误差。因此仍然感觉到以上提及的某些移动赝象，如同动态不正颜色或伪颜色出现。
本发明的第一个目的在于提供在开始章节中描述类型的具有改善降低移动赝象的图像处理单元。
本发明的第二个目的在于提供在开始章节中描述类型的降低移动赝象的方法。
本发明的第三个目的在于提供在开始章节中描述类型的以改善降低移动赝象的图像显示设备。
实现本发明的第一目的在于该图像处理单元进一步包括-第一亮度计算装置，用于基于第一移动矢量和目前子域的加权计算该目前子域对第一像素的贡献；以及-判别装置，用于基于一个目标亮度级和该目前子域的贡献判定该第一像素是否在该目前子域中触发。
通过确定即在早期处理的子域中对该第一像素已实现的亮度级并使用关于哪些子域仍不得不进行处理的了解，按本发明的图像处理单元使一个可实现的和果断判定为该第一像素是否必须在该目前子域中触发。通过回送和建立考虑在先子域中的舍入误差，其中，子域，特定子域实际上已被触发。尤其，本发明是基于这样的洞察力，即每个子域提供一个新的机会选择被处理子域的可能的组合，使得所要求的亮度级尽可能接近。
据文章M.A.Klompenhouwer，G.de Haan“optimally ReducingMotion Artifacts in plasma Displays，”SID 2000，pages 388-391，描述了另外一种本身避免舍入误差的移动补偿的方法。在该文章中描述了对在一个子域中的每个像素计算亮度，即对于所有在先处理的子域“观看”沿该移动矢量计算的目前子域像素。一个子域像素是相应于一个子域中一个像素位置的一个暂时的空间目标。基于这些子域内插和在那个移动矢量上必须形成的内插亮度，将判定目前子域像素是否应当接通。必须形成的亮度是在由在该参考时间的一个移动矢量所确定的一个位置上的亮度的内插。这是对于所有显示中的像素和对于每个连续的子域要进行的。计算顺序是从左到右和从顶部到底部以及始于最高发光级。对一个特定子域要求的子域内插数取决于已经建立的子域的总量。该方法的缺陷是为计算一个图像的移动补偿的子域，要求处理操作例如内插，存储器访问总量。在按现有技术的图像处理单元中，对一个特定子域所要求的子域内插的数目与已建立的子域的总量无关。
按本发明的图像处理单元的一个实施例进一步包括-第一储存装置，用于储存该第一像素的要求的亮度级；-第二亮度计算装置，只要有，用于基于早期处理的子域计算累积的亮度级；以及-第三亮度计算装置，只要有，基于累积亮度级和所要求的亮度级用于计算在目前的和后续的子域中产生的目标亮度级。
第一储存装置和第三亮度计算装置可以组合到一个倒计数装置，其可储存目标亮度级。这不影响本发明的原理。
配置按本发明的图像处理单元的实施例按该子域降低加权的顺序处理该子域。通过按降低子域加权的顺序进行处理，可容易达到所要求的亮度级，并在以后处理的子域中的不能校正的某个子域中不运行过调的风险。
配置按本发明的图像处理单元的一个实施例只处理一部分子域。该图像处理单元之所以是灵活的乃是因为它不是必须处理全部子域，而是要处理最重要的子域。它能应用只对最高子域进行的判定的处理。如果最高子域已被处理，则剩余的目标亮度能被限制到在0和还未处理的子域加权和之间的值并使用查找表分配受限制的目标亮度到剩余的较低的子域。特别对于亮的区域，这将减小要求的处理的能力，但仍改进了移动图像的质量。还可能只对可能要求所要求的亮度级的子域应用判定处理。例如这意味着对于低要求的亮度级，可以跳过具有最高加权的子域。而只对具有较低加权的子域必须计算贡献。
在按本发明的图像处理单元的一个实施例中，配置第一亮度计算装置基于下列方面通过确定该第一像素的像素复盖范围计算目前子域对该第一像素的贡献-在第一方向的一个距离和第一方向的舍入距离之间的第一偏移，以及基于该第一像素的第二移动矢量和基于在该目前子域的一目前时间和参考时间之间的第二时间差的第一方向的距离；以及
-在第二方向的一个距离和第二方向的舍入距离之间的第二偏移，以及基于该第一像素的第二移动矢量和基于在该目前子域的该目前时间和参考时间之间的第二时间差的第二方向的距离，该第一方向与第二方向交叉。第一方向可以是基本水平的，而第二方向可以基本垂直的，或反过来也一样。一个子域像素不仅仅贡献于其参考像素，而且还贡献于该参考像素的邻接像素。该参考像素可相应该移动矢量的起点，即该特定像素。为校正剩余误差不得不计算子域像素对参考像素的贡献。贡献是基于一个复盖范围和该子域加权。基于贡献判定一个特定子域像素是否应当被接通或断开。
在按本发明的该图像处理单元的一个实施例中，该第一亮度计算装置配置来借助一个查找表确定第一像素的像素复盖范围。该像素复盖范围基于两个值水平偏移和垂直偏移。这些值在一个已知域中。没有大的精度损失，这些值可被截短到形成一个LUT的条目的有限的一组值。该LUT的优点是降低所要求的处理能力。也可能限定包括子域不同加权的LUT作为额外的条目。用这样的LUT可直接计算贡献。
在按本发明的图像处理单元的一个实施例中，配置判定装置来考虑对邻接像素进行的判定。如果一个显示器面板的一个单元发出的光比所要求的小，则能通过由邻接单元发出很多的光来部分地补偿，但是这种补偿是有限的。配置该图像处理单元以防止像素接通像素断开的组合。换言之，最好是在图像中的均匀区域的情况下该邻接单元发出基本上相互相等的光量。按本发明的该图像处理单元的实施例的特征在于指定该图像处理单元考虑与同时寻址具有相等数据的显示器面板的邻接像素相关的限制。
根据文章J.Hoppenbrouwers etal“Address Time reductionin PDPs by means of Partial Line Doubling”，SID 2001，公开了一种技术，称为部分行加倍(PLD)。该技术能减小寻址一个等离子显示器面板(PDP)所需要的总时间，从而能增加总的持续时间并由此增加该PDP的峰值亮度。其构思是同时寻址两个具有相同数据的邻接行(“行加倍”)，但仅用于最低有效子域(因而“部分”)。因此，存在与用于这些邻接像素的子域相关的限制。如果一个特定像素对于一个特定子域是接通的，则对于那个特定的子域而言，一个邻接的像素必须也是接通的。一般地，判定第一像素是否在该目前子域中被触发不仅仅基于目标亮度级，而且基于用于那个第一像素计算的目前子域的贡献。该判定还能取决于用于将被同时编址的邻接像素计算的类似值。只要考虑哪些子域是不能同时编址的，则该判定并不取决于该后者的值。按本发明的图像处理单元的某些实施例有可能考虑这些限制。不同的亮度计算装置，储存装置和判定装置能适于执行它们的用于多个像素的任务，或包括上述类型的附加装置。然而基于目前子域的贡献的判定原理保持相同。额外的方面在于对于一个特定像素的判定具有直接的对一个邻接像素的影响。据文章R.Van Woudenberg etal.“Application of Partial line Doulling for DuplicatedSulfield Schemes”，Proceedings IPW 2001，它公开了不同类型的部分行加倍是可能的。可连接邻接的像素但是有选择性地存在另外的像素处在两个邻接像素之间。除了公开了可限定多组相关的和/或独立的子域之外，例如第一独立子域组包括最高有效子域，第二独立子域组包括最低有效子域和第三相关子域组包括剩余的子域。
在按本发明的图像处理单元的一个实施例中，配置该判定装置以从一组可能的子域组合中选择一个子域组合以便判定在目前子域中是否触发该第一像素。有可能随着若干子域组合产生一个预定的亮度级。对于具有多个可能的子域组合的组存在着若干理由例如减少大面积闪烁，或者减少对移动矢量场中的误差的灵敏度，通过能从一组可能的组合中选择一个优先的子域组合减少这些类型的误差。
达到本发明的第二目的在于该图像处理方法进一步包括-第一亮度计算步骤，基于该目前子域的第一移动矢量和加权计算一个目前子域对该第一像素的贡献；以及-判定步骤，基于该目前子域的一目标亮度级和贡献，判定该第一像素在目前子域中是否被触发。
达到本发明的第三目的在于图像处理单元进一步包括-第一亮度计算装置，用于基于该目前子域的该第一移动矢量和加权计算一个目前子域对该第一像素的贡献；以及-判定装置，用于基于该目前子域的一个目标亮度级和贡献判定该第一像素在目前子域中是否被触发。
根据和将要说明的关于以下描述的实施和实施例并参照附图，按本发明的图像处理单元，图像显示设备和该图像处理方法的这些和其他方面将成为显而易见的，其中
图1示意地表示具有8个子域的一个场周期；图2A示意地表示定位在一个移动矢量上的子域像素，具有相互相等坐标；图2B示意地表示定位在一个移动矢量上的子域像素，具有交叉通过该子域像素中心的移动矢量；图2C示意地表示定位在一个移动矢量上的子域图像；具有不交叉通过该子域像素中心的移动矢量；图3示意地表示基于按现有技术的移位子域值的移动补偿的概念；图4示意地表示按本发明的一个子域像素对四个参考像素的贡献；图5示意地表示三个子域像素对一个特定参考像素的贡献；图6A示意地表示一个图像处理单元；图6B示意地表示包括一个LUT用于确定复盖范围的一个图像处理单元；图6C示意地表示配置来从一组可能的子域组合中选择一个子域组合的图像处理单元；图6D示意地表示配置来考虑与同时寻址具有相等数据的显示器面板的邻接像素相关的限制；图7表示一个图像显示设备的元件；以及图8示意地表示移动补偿的两个部分。
相应参考数字具有相同含义。
图1示意地表示具有8个子域的一个场周期102。场周期102是其中在该显示器面板上显示单个图像的周期。在该例中，该场周期102由8个子域104-118组成。在例如一个子域108中，该显示器面板的一个单元可接通以产生适量的光。每个子域104-118随着例如一个擦除状态120开始，其中所有单元的存储器被同时擦除。在该子域中的下一个状态是例如寻址状态122，其中为发射光而被接通的单元被加以调整。接着，在该子域的第三状态124，其称为持续状态，持续脉冲施加到该单元。这使该单元被编址，以便在该第三状态期间发光。这些状态的组织方式表示在图1中，在那里时间从左到右进行。还表示对不同子域的时间t0-t7的瞬间。因此在该例中子域0是第一子域，接着依次各为子域2，4，6，7，5，3，1。要指出的是在相同的显示器面板中子域以擦除状态结束，而不是以它开始。对于某些子域方案也可以不存在擦除状态。然而对于按任一种情况应用的本发明而言这是不重要的。
图2A表示子域像素的四个矩阵202-208，一个子域像素是相应一个子域中一个像素位置的暂时空间目标。这样的一个矩阵202-208的每一个元件相应于一个子域像素210-216。一个子域像素可具有出自两个值的一个接通或断开。观察到的亮度由子域像素210-216的值确定。这意味着相应的单元在子场周期内依次为接通断开。图2A示意表示定位在等于零的即不移动的一个移动矢量上的子域像素210-216。这些子域像素210-216的坐标是相互相等的。
图2B示意地表示定位在不等于零的一个移动矢量201上的子域像素210，218，220和224。该移动矢量201通过这些子域像素的中心横穿该子域像素210，218，220和224。当移动由观察者跟踪时，在一个位置的被观察的亮度由屏蔽上被观察的位置所确定子域像素210，218，220和224。在该情况下移动能完全通过应用整偏移补偿。这意味着基于该第一像素的移动矢量201和基于例如特定子域204和例如一个参考子域202之间的一个第一时间差分配一第一像素的特定子域的一个值到一第二像素。还参见图3用于说明基于偏移的移动补偿。分配的效果在于该第一像素的特定子域的该值确定在该特定子域中相应于该第二像素的显示器面板的单元是否将发光或不发光。
图2C示意地表示定位在一个移动矢量201上的子域像素210，218，226和228。该移动矢量201并不通过这些子域像素的中心横穿该子域像素210，218，226和228。在该情况下移动只能部分地通过应用整偏移补偿。因此保持一个残留误差。这由这样的事实所引起，即子域像素210，218，226和228不仅仅贡献于它们的参考像素，而且贡献于该参考像素的邻接像素。一个参考像素相应于该移动矢量的始端。为校正该残留误差不得不计算不同子域像素对该参考像素的贡献。基于该贡献判定一个特定的子域像素是否应该接通或断开。
图3示意地表示基于子域像素322-330的移位值进行移动补偿的概念。这是按现有技术的情况。在X轴302上指示参数时间。在X轴302上表示对不同子域的时间瞬间SF0-SF7。Y轴表示子域像素的位置312-320。移动矢量306表示一个特定像素即随时间变化的一个图像的部分的移动。位置312相应参考位置。在该位置上应定位该特定像素的不移动的所有子域像素。为应用移动补偿，移位子域像素的值子域像素的值分配到其他子域像素。例如子域像素324的值移位一个像素到达位置314而分配到子域像素326。子域像素326和其他的子域像素也被移位。子域像素328被移位三个像素位置到位置318。但是该应用的移位322大于实际移位308，如像从移动矢量306和SF5和SF0之间的时间差导出的那样。不正确的移位的效应在于在该参考像素的一侧产生强光，而在另一侧产生弱光，由此导出各自鲜明的黑点。或许可能更好，如果该子域像素未被接通。
图4示意地表示一个子域像素412对四个参考像素402-408的贡献。该贡献的概念是本发明一个主要的方面。该贡献基于水平偏移424，垂直偏移422和该子域的加权。水平偏移424和垂直偏移422确定了子域像素412相对参考像素402的复盖范围420。对于邻接参考像素404-408，复盖范围414，416和418能因此被计算。
图5示意地表示三个子像素510-514对一个特定参考像素502的贡献。在图5中能看出每个子域的水平偏移和垂直偏移不同。这将导致对不同子域的复盖范围也是不同的。
图6示意地表示按本发明的一个图像处理单元600包括-第一储存装置602，用于储存像素要求的亮度级。该储存装置602还被配置来接收在该图像处理单元600的输入连接端618提供的输入信号；-移动估算器404，配置来计算用于该像素的移动矢量；-第一亮度计算装置608，用于基于目前子域的第一移动矢量和加权计算该目前子域对第一像素的贡献；-第二亮度计算装置612，用于基于早期处理的子域计算累积的亮度级，如果有的话；-第三亮度计算装置616，用于基于该累积的亮度级和要求的亮度级计算在目前的和后续的子域中产生的目标亮度级，如果有的话；-判定装置614，用于基于目前子域的目标亮度级和贡献判定在目前子域中的第一像素是否被触发。有选择地配置该判定装置614考虑对邻接像素进行的判定；以及-移动补偿单元617，用于分配子域像素的值到另外的子域像素。在图3中公开了该分配单元617的原理。
以下将借助于用表1和2说明的两个例子描述图像处理单元600的工作。按减小子域的加权的顺序处理该子域。表1和2说明对一个特定像素不同的亮度级随时间的变化。在两表中说明子域一个接一个地进行处理时间0，1，2，...6。表1和2第二到第五列表示不同的亮度级要求的，目前子域的贡献，累积的，各自下一周期的目标亮度级。表1和2最后6列提供关于子域的信息。该后6列的第二行提供子域的标识SF1-SF6。该后6列的第三行提供子域加权1，2...6。该后6列的第四行提供复盖范围值。在表1中这些值都等于1。这意味着不存在移动或“整数”移动参见图2A和图2B。在表2中这些值都小于1参见图2C。对于两种情况，一个特定像素的所要求的亮度级等于12。
首先描述表1的例子。在时间＝0，相应于初始状态，无子域被进行处理。在时间＝1，子域SF6已被处理。子域SF6是第一子域，因为它具有最高的子域加权。子域SF6的贡献是6，即SF6的子域加权乘上复盖范围等于6。累积值已变成6，和仍然是6起作用，即目标亮度等于6。在时间＝2子域SF5已被处理。子域SF5的贡献是5，即SF5的子域加权乘上复盖范围等于5。累积值已变成11，而仍然是1起作用，即目标亮度等于1。在时间＝3，子域SF4已被处理。子域SF4的贡献为4。该贡献太大。判定单元判定对于该特定子域像素该子域SF4必须断开。可以作出这个判定，仅仅只要它仍可能达到该目标亮度级。这取决于仍然被处理的子域。累积值保持11，而且标亮度保持1。该处理对下一个后续子域继续。并且对于该特定子域像素子域SF3和SF2将被断开。在时间＝6，子域SF1已被处理。子域SF1的贡献为1。累积值变成12，和目标亮度等于0。能在该表的最后一行发现该特定像素的最后得到的子域组合“110001”。该字是对移动补偿单元617的输入。用该子域组合可以产生所要求的光量。
表1
其次将描述表2例子。在时间＝0，无子域已被处理。在时间＝1，子域SF6已被处理。子域SF6的贡献是5.4，即SF6的子域加权乘上复盖范围等于5.4。累积值已变成5.4，和仍然是6.6起作用，即目标亮度等于6.6。在时间＝2，子域SF5已被处理。子域SF5的贡献是3.5。累积值已变成8.9，和目标亮度等于3.1。在时间＝3，子域SF4已被处理。子域SF4的贡献为2。累积值已变为10.9，和仍然是1.1起作用。在时间＝4，子域SF3已被处理。子域SF3的贡献为2.4，该贡献过大。判定单元判定对该特定子域像素子域SF3必须断开。累积值保持10.9，和仍然是1.1起作用。对该后续子域处理继续进行。同样对该特定子域像素子域SF1将被断开。在时间＝6，所有子域已被处理。累积值已变成12.1，和目标亮度等于-0.1。这意味着对于该特定像素少量的位将发射出过多的光。在表2的最后行将发现该特定像素的最后的子域组合“111010”。该字是对移动补偿单元617的输入。用该子域组合能基本产生所要求的光量。
表2
表1和2说明对一个特定像素亮度级随时间的变化。描述判定每个子域像素接通或断开。该判定是基于被计算作中间结果的不同的亮度级。在图4和图5中描述一个子域像素可贡献于不只一个参考像素。一个子域像素贡献的实际参考像素数由水平偏移和垂直偏移确定。参见以下表3。
表3
这意味着当判定一个特定子域像素被接通时，接收该特定子域像素的贡献的邻接像素的不同的亮度级也必须加以更新。而且该判定自身受到邻接像素的不同的亮度级的影响。为进行判定，要求用下列参数将误差函数减至最小-参考像素的目标亮度；-目前子域的贡献；-那些仍然需要处理的后续子域的子域加权；以及-已处理的子域像素的判定；图6B示意地表示一个图像处理单元601，包括一个LUT610，即一个查找表，用于确定复盖范围。第一亮度计算装置608包括一个确定像素复盖范围的查找表。一个查找表的例子具有两个条目水平偏移和垂直偏移。在表4中提供了这样一个LUT的一部分。水平偏移和垂直偏移列表在该表的第一和第二列中。第三列列表输出该复盖范围。该表相应1/4像素的舍入误差的校正精度。最优选是1/8像素的舍入误差的校正精度或更高的校正精度。
表4
图6C示意地表示一个图像处理单元603，它配置来从一组可能的子域组合中选择一个子域组合。判定装置614配置来包括优选的子域组合的信息，以判定该特定的像素是否在目前子域中被触发。该信息储存在一个查找表606中。在该查找表606中可发现哪些子域组合是可能达到预定的亮度级，优选的组合被显示。可能存在额外的限制，例如如果某些子域已被处理。在表5中给出说明由这样的一个查找表606提供的数据的例子。在第一列中例出所要求的亮度级。在上下文中“所要求的”意味着或“所期待的”，或“目标”。第二列表示相对“1”和“0”，组合是否为优选的。其他列表示相对“1”和“0”，相应的子域是否应该接通或断开。
表5
图6D示意地表示一个图像处理单元604，它被配置来考虑与具有相等数据的显示器面板的同时寻址的邻接像素相关的限制。与连同图6A描述的图像处理单元600相比较的主要差别在于该图像处理单元605包括一个判定装置614，基于该目前子域的多个目标亮度级和贡献，判定多个像素是否在该目前子域中被触发。换言之，该判定装置614被配置来考虑对邻接像素的影响。另外的差别在于亮度计算装置608，612和616被设计来计算对多于4个像素的不同的贡献和等级至少对6个像素或甚至8个像素。
下面将通过一个例子描述图像处理单元605的工作，该例子是在表6A和表6B中所说明的。该例子看起来类似于表1中所说明的例子。主要差别在于在该情况中对于某些子域像素该判定将同时进行它们是否必须接通或断开。在该实施例中仅三个最低有效子域是相关的。因此在子域1，2和3期间接通该第一像素是不可能的，如果不接通第二像素的话，反之亦然。但是，对于三个最高有效子域将独立地进行这种判定。为使误差最小应充分应用这些最高有效子域的独立性。为简化起见，对于所有子域像素复盖范围等于1。对第一像素要求的亮度等于14，而对第二像素为12。
在时间＝0，相应于初始状态，无子域已被处理。在时间＝1子域SF6已被处理。子域SF6是第一子域，因为它具有最高子域加权。子域SF6的贡献是6，即SF6的子域加权乘上复盖范围等于6。对于子域SF6，该第一像素将被接通。第一像素的累积值变成6，和仍然是8起作用。但是对于子域SF6，第二像素将不被接通。第二目标亮度保持12。在时间＝2子域SF5已被处理。已被判定对于子域SF5第一和第二像素两者不得不被接通。第一目标亮度已变成3和第二目标亮度已变成7。在时间＝3子域SF4已被处理。只有第二像素将被接通，导致目标亮度3。对于该第一像素子域SF4的贡献很大。而对该第一像素判定单元已判定对子域SF4它将不被接通。该判定仅在只要它仍有可能达到该目标亮度级时才能进行。这依赖于仍然被处理的子域。第一累积值保持11。对下一个子域，这种处理将继续。同样在子域SF3期间两个像素将被断开。在时间＝5子域SF2已被处理。子域SF2的贡献是2。两个像素将被接通。对子域1同样进行。对于该像素的最后的子域组合能够在表6A的最后行找到“110011”同样表6B为“010011”。这些字是对移动补偿单元617的输入。用这些子域组合，合适的光量能由两个像素产生。该例表示通过选择两个像素的最高有效子域的不同的子域值能发出正确的光量。
表6A
表6B
图7表示按本发明的图像显示设备700的元件。该图像显示设备700具有一个接收装置702，用于接收代表被显示图像的信号。该信号可以是一个经天线或电缆接收的广播信号，但是也可以是来自像VCR(录像机)或数字通用盘(DVD)这样的存储设备的信号。该图像显示设备700还具有图像处理单元600，601，603，用于处理图像，以及一个显示器面板706，用于显示该已处理的图像。显示器面板706是按子域驱动的类型的面板。图像处理单元600，601，603如结合图6A，6B或6C描述那样进行实施。
图8示意表示由如在图6A，6B和6C中所描述的图像处理单元600，601，603执行的移动补偿的两个部分816，818；-在“预校正部分”816中对图像802确定子域像素的值。换言之，对每个像素确定合适的子域组合。该“预校正部分”包括结合图6A，6B和6C中所描述的步骤。该“预校正部分”的结果是储存不同子域的子域像素的值的2维阵列804-808。
-在“偏移部分”818中对另外的子域像素分配子域像素值。例如子域像素822的值被偏移一个像素位置并被分配到子域像素820。图3中描述该“偏移部分”。
若干处理序列是可能的。这与储存中间结果的可利用的存储器相关。例如可能-预校正整个图像802和储存图像802的所有“预校正的”子域804-808的所有子域像素的值。之后在一第二部分中所有偏移被应用于一个图像的所有子域“预校正的”804-808的所有子域像素。继之以对不同“偏移的”子域810-814的发光。
-部分地预校正和储存一个特定的“预校正的”子域的所有子域像素值，例如图像802的804。之后，在一第二部分中所有偏移被应用于该特定“预校正的”子域804的所有子域像素。继之以对该特定的“偏移的”子域的发光。
-仅预校正图像802的一部分和储存该图像802的一部分的一特定“预校正的”子域804的某些子域像素的值。之后，在一第二部分中偏移被应用于那个子域804的某些子域像素。该偏移操作的结果被缓冲。在整个子域例如810处理之后，将跟随对该子域810发光。
应指出上述实施例说明而不是限制本发明和本专业的技术人员将能设计另外的实施例而不偏离附加权利要求的范围。在权利要求中任何放置在圆括号之间的参考符号不应构成为对权利要求的限制。字‘comprising’不排除存在未列入权利要求中的元件或步骤。在一个元件前的字“a”或“an”并不排除存在多个这样的元件。本发明能借助包括若干不同元件的硬件和借助一个合适的编程计算机来实施。在该单元中权利要求列举若干装置，若干装置可以用一个硬件和相同的硬件产品实施。
权利要求
1.一个图像处理单元(600)，用于处理以多个子域显示在一个显示器面板(706)上的一个图像的像素，每个子域具有相应于在该子域中产生的相应的亮度级的相应的加权，设计的该图像处理单元包括一个移动补偿单元(617)，基于第一像素的一第一移动矢量和基于特定子域的一第一时间和一参考时间之间的一第一时间差，分配一第一像素的一特定子域的一个值到一第二像素，其特征在于该图像处理单元还包括-一第一亮度计算装置(608)，用于基于第一移动矢量和目前子域的加权计算目前子域对第一像素的贡献；以及-一判定装置(614)，用于基于一目标亮度级和该目前子域的贡献判定该第一像素是否在该目前子域中触发。
2.如权利要求1的图像处理单元(600)，其特征在于还包括-一第一存储装置(602)，用于储存该第一像素的一要求的亮度级；-一第二亮度计算装置(612)，用于基于早期处理的子域计算累积亮度级，如果有的话；以及-一第三亮度计算装置(616)，用于基于该累积亮度级和要求的亮度级计算在该目前的和后续的子域中产生的目标亮度级，如果有的话。
3.如权利要求1的图像处理单元(600)，其特征在于配置来以降低该子域加权的顺序处理该子域。
4.如权利要求1的图像处理单元(600)，其特征在于配置来仅处理该子域的一部分。
5.如权利要求1的图像处理单元(600)，其特征在于该第一亮度计算装置(608)被配置来通过确定该第一像素的像素复盖范围计算目前子域对该第一像素的贡献，其基于-在第一方向的一距离和在第一方向的一舍入距离之间的一第一偏移(424)，以及基于该第一像素的一第二移动矢量和基于该目前子域的一目前时间和该参考时间之间的一第二时间差的第一方向的距离；以及-在第二方向的一距离和在第二方向的一舍入距离之间的一第二偏移(422)，以及基于该第一像素的第二移动矢量和基于该目前子域的该目前时间和该参考时间之间第二时间差的第二方向的距离，该第一方向和该第二方向交叉。
6.如权利要求5的图像处理单元(601)，其特征在于该第一亮度计算装置(608)被配置来借助一个查找表(610)确定第一像素的像素复盖范围。
7.如权利要求1的图像处理单元(600)，其特征在于该判定装置(614)被配置来考虑对邻接像素进行判定。
8.如权利要求1的图像处理单元(603)，其特征在于该判定装置(614)被装置来从一组可能的子域组合选择一个子域组合以判定该第一像素是否在该目前子域中被触发。
9.如权利要求1的图像处理单元(605)，其特征在于该图像处理单元被配置来考虑在相等数据情况下与同时寻址显示器面板(706)的邻接像素相关的限制。
10.一种处理以多个子域显示在一个显示器面板上的一个图像的像素的方法，每个子域具有相应在该子域中产生的相应的亮度级的相应的加权，该方法包括一个移动补偿步骤，基于该第一像素的第一移动矢量和该特定子域的一第一时间和一参考时间之间的一第一时间差分配一第一像素的一特定子域的一值到一第二像素，其特征在于该方法还包括-第一亮度计算步骤，基于第一移动矢量和该目前子域的加权计算一目前子域对该第一像素的贡献；以及-判定步骤，基于一目标亮度级和该目前子域的贡献判定该第一像素是否在该目前子域中被触发。
11.如权利要求10的方法，其特征在于该方法还包括-储存步骤，储存该第一像素的一要求的亮度级；-第二亮度计算步骤，基于早期处理的子域计算该累积的亮度级，如果有的话；以及-第三亮度计算步骤，基于该累积的亮度级和该要求的亮度级计算在该目前的和后续的子域中产生的一目标亮度级，如果有的话。
12.如权利要求10的方法，其特征在于按降低子域加权的顺序处理该子域。
13.如权利要求10的方法，其特征在于仅处理该子域的一部分。
14.如权利要求10的方法，其特征在于在该第一亮度计算步骤中，该目前子域对第一像素的贡献是通过确定该第一像素的一像素复盖范围计算的，其基于-在第一方向的一距离和第一方向的一舍入距离之间的第一偏移，以及基于该第一像素的一第二移动矢量和基于该目前子域的一目前时间和该参考时间之间的一第二时间差的第一方向的距离；以及-在第二方向的一距离和第二方向的一舍入距离之间的第二偏移，以及基于该第一像素的第二移动矢量和基于该目前子域的该目前时间和该参考时间之间的该第二时间差的第二方向的距离，该第一方向与该第二方向交叉。
15.一个图像显示设备(700)，用于显示一系列图像，包括-接收装置(702)，用于接收表示该图像系列的信号；-图像处理单元(600)，用于处理以多个子域显示在一显示器面板上的图像的像素，每个子域具有相应在该子域中产生的相应的亮度级的相应的加权，该图像处理单元包括一个移动补偿单元，基于该第一像素的第一移动矢量和基于该特定的子域的一第一时间和一参考时间之间的第一时间差设计来分配一第一像素的一特定子域的一值到一第二像素，以及-显示器面板，用于显示图像系列，其特征在于该图像处理单元还包括-第一亮度计算装置(608)，用于基于该第一移动矢量和该目前子域的加权计算一目前子域对该第一像素的贡献；以及-判定装置(614)，用于基于一目标亮度级和该目前子域的贡献判定该第一像素是否在该目前子域中被触发。
16.如权利要求15的图像显示设备(700)，其特征在于该图像处理单元还包括-第一储存装置(602)，用于储存该第一像素的一要求的亮度级；-第二亮度计算装置(612)，用于基于早期处理的子域计算一累积的亮度级，如果有的话；以及-第三亮度计算装置(616)，用于基于该累积的亮度级和该要求的亮度级计算在该目前的和后续的子域中产生的目标亮度级。
17.如权利要求15的图像显示设备(700)，其特征在于该第一亮度计算装置被配置来通过确定该第一像素的一像素复盖范围计算该目前子域对该第一像素的贡献，其基于-在第一方向的一距离和第一方向的一舍入距离之间的第一偏移(424)，以及基于该第一像素的一第二移动矢量和基于该目前子域的一目前时间和该参考时间之间的一第二时间差的第一方向的距离；以及-在第二方向的一距离和第二方向的一舍入距离之间的第二偏移(422)，以及基于该第一像素的该第二移动矢量和基于该目前子域的该目前时间和该参考时间之间的该第二时间差的第二方向的距离，该第一方向与该第二方向交叉。
全文摘要
指定图像处理单元(603)执行移动补偿，该图像处理单元用于以多个子域处理显示在一个显示器面板(702)上的图像的像素。该移动补偿在可分成多个步骤的两部分中执行。在一个预补偿部分(816)中，确定最佳的子域组合用于该图像的像素，即确定哪些子域像素应当是接通(ON)的和哪些子域像素应当是断开(Off)的。移动矢量就是用于此目的。该预补偿部分主要用于补偿第二部分(818)固有的误差用一个分立的像素位置数(322)移位子域像素，即使该实际的换算(308)不等于达到分立的像素位置数(322)的程度。
文档编号G09G3/36GK1535455SQ02812394
公开日2004年10月6日 申请日期2002年6月20日 优先权日2001年6月21日
发明者R·范迪克, R 范迪克 申请人:皇家菲利浦电子有限公司
技术领域：
本发明涉及一个图像处理单元，用于以多个子域处理显示在一个显示器面板上的图像的像素，每个子域具有对应在该子域中产生的各自的亮度级的相应的加权，该图像处理单元包括一个移动补偿单元，其基于该第一像素的第一移动矢量和基于该特定子域的第一时间和一个参考时间之间的第一时间差指定分配第一像素的一特定子域的值到第二像素。
本发明还涉及以多个子域处理显示在一个显示器面板上的图像的像素的方法，每个子域具有对应在该子域中产生的各自的亮度级的相应的加权，该图像处理方法包括一个移动补偿步骤基于该第一像素的第一移动矢量和基于该特定子域的第一时间和一个参考时间之间的第一时间差分配第一像素的一特定子域的值到第二像素。
本发明还涉及显示一系列图像的图像显示设备，包括-接收装置，用于接收表示该图像系列的信号；-图像处理单元，用于以多个子域处理显示在一个显示器面板上的图像的像素，每个子域具有对应在该子域中产生的各自的亮度级的相应的加权，该图像处理单元包括一个移动补偿单元，其基于该第一像素的第一移动矢量和基于该特定子域的第一时间和一个参考时间之间的第一时间差指定分配第一像素的一特定子域的值到第二像素；以及-显示器面板，用于显示图像系列。
根据文章R.Van Dijk，T.Holtslag“Motion Compensation inPlasma Displays”Proceeding of the FifthInternational DisplayWorkshops，IDW 1998，pages 543-546，了解到在开始章节描述的该类型的方法。由于子域发光定标，在该文章中描述在目前等离子体显示器面板上，干扰移动赝象被感觉出为动态不正颜色或伪颜色出现。该文章综合许多被推荐来减小这些赝象的解决方案，例如改变被显示域的顺序；应用位或子域分离来分隔主要的子域；和用多个具有相等发光级的子域散射不正的颜色，其中由这些子域的不同组合产生相同发光等级。这些方法都无法消除问题的基本原因。它们仅试图掩盖在具有小的空间发光梯度的区域中的影响。该文章提供了移动赝象问题的一种分析。移动赝象其本身是由于观察者眼睛对移动的跟踪和被显示的不同子域之间的时间差。由于跟踪移动，应该在眼睛的一个位置上感觉出的不同子域在不同的位置上被感觉出，和邻近像素的不同子域在视网膜上的同一位置累积并贡献于感觉出的发光级而不是想要的发光级。当一个观察者注视在一个移动目标上时，他将开始跟踪该移动。该目标准确地保持在视网膜上的一个位置。由于该目标的速度，v→=(vx,vy),]]>移动某个距离同时跟随该目标一定时间周期。当在一个等离子体显示器面板上观察这个相同的目标时，观察位置由该目标的开始位置x→=(x,y),]]>和被观察的子域 的时间差Δtn确定。当该移动由该观察者跟踪时，在该位置的观察的亮度 由屏幕上的观察位置确定。这取决于在位置 的子域 是否接通以及该子域的发光级WnL(x→)=Σn=1NSFn(x→+v→·Δtn)·Wn-----(1)]]>其中Δtn＝tn-to，子域n和参考时间to之间的时间差，和速度 用每场时间周期的像素表示。
文章“Motion Compensation in Plasma Disp1ays”还为移动赝象问题提供解决方案移动补偿。移动补偿能降低动态的不正的轮廓和出现伪颜色而不降低清晰度或丢失细节。移动补偿试图确定一个像素即一个图像的部分的子域值的位置，即在该显示器面板上在该子域时间观察的位置和在被见到的位置准确跟踪的一个图像部分。从等式1可推出空间偏移d→n=(dxn,dyn)]]>必须对每个子域 给定，以便能在正确位置放置这些子域，从而导致亮度L(x→)=Σn=1NSFn(x→+v→·Δtn-d→n)·Wn------(2)]]>为了避免赝象 选择为d→n=v→·Δtn-d→ne-----(3)]]>其中d→n=(dxn,dyn)]]>是在水平和垂直方向的位移，被舍入到整数值，和d→ne=dxne,dyne]]>是舍入误差。一个子域必须在整数像素上，即显示器面板的单元上移位，因为不存在一个单元的部分能被接通或断开。对一个特定的像素，该单元被接通或断开。对考虑的一部分不可能接通该单元是由于这样一个事实，即正确的位置并不完全同该特定像素相一致。缺陷在于由于移动不能完全补偿，而保存了剩余误差。因此仍然感觉到以上提及的某些移动赝象，如同动态不正颜色或伪颜色出现。
本发明的第一个目的在于提供在开始章节中描述类型的具有改善降低移动赝象的图像处理单元。
本发明的第二个目的在于提供在开始章节中描述类型的降低移动赝象的方法。
本发明的第三个目的在于提供在开始章节中描述类型的以改善降低移动赝象的图像显示设备。
实现本发明的第一目的在于该图像处理单元进一步包括-第一亮度计算装置，用于基于第一移动矢量和目前子域的加权计算该目前子域对第一像素的贡献；以及-判别装置，用于基于一个目标亮度级和该目前子域的贡献判定该第一像素是否在该目前子域中触发。
通过确定即在早期处理的子域中对该第一像素已实现的亮度级并使用关于哪些子域仍不得不进行处理的了解，按本发明的图像处理单元使一个可实现的和果断判定为该第一像素是否必须在该目前子域中触发。通过回送和建立考虑在先子域中的舍入误差，其中，子域，特定子域实际上已被触发。尤其，本发明是基于这样的洞察力，即每个子域提供一个新的机会选择被处理子域的可能的组合，使得所要求的亮度级尽可能接近。
据文章M.A.Klompenhouwer，G.de Haan“optimally ReducingMotion Artifacts in plasma Displays，”SID 2000，pages 388-391，描述了另外一种本身避免舍入误差的移动补偿的方法。在该文章中描述了对在一个子域中的每个像素计算亮度，即对于所有在先处理的子域“观看”沿该移动矢量计算的目前子域像素。一个子域像素是相应于一个子域中一个像素位置的一个暂时的空间目标。基于这些子域内插和在那个移动矢量上必须形成的内插亮度，将判定目前子域像素是否应当接通。必须形成的亮度是在由在该参考时间的一个移动矢量所确定的一个位置上的亮度的内插。这是对于所有显示中的像素和对于每个连续的子域要进行的。计算顺序是从左到右和从顶部到底部以及始于最高发光级。对一个特定子域要求的子域内插数取决于已经建立的子域的总量。该方法的缺陷是为计算一个图像的移动补偿的子域，要求处理操作例如内插，存储器访问总量。在按现有技术的图像处理单元中，对一个特定子域所要求的子域内插的数目与已建立的子域的总量无关。
按本发明的图像处理单元的一个实施例进一步包括-第一储存装置，用于储存该第一像素的要求的亮度级；-第二亮度计算装置，只要有，用于基于早期处理的子域计算累积的亮度级；以及-第三亮度计算装置，只要有，基于累积亮度级和所要求的亮度级用于计算在目前的和后续的子域中产生的目标亮度级。
第一储存装置和第三亮度计算装置可以组合到一个倒计数装置，其可储存目标亮度级。这不影响本发明的原理。
配置按本发明的图像处理单元的实施例按该子域降低加权的顺序处理该子域。通过按降低子域加权的顺序进行处理，可容易达到所要求的亮度级，并在以后处理的子域中的不能校正的某个子域中不运行过调的风险。
配置按本发明的图像处理单元的一个实施例只处理一部分子域。该图像处理单元之所以是灵活的乃是因为它不是必须处理全部子域，而是要处理最重要的子域。它能应用只对最高子域进行的判定的处理。如果最高子域已被处理，则剩余的目标亮度能被限制到在0和还未处理的子域加权和之间的值并使用查找表分配受限制的目标亮度到剩余的较低的子域。特别对于亮的区域，这将减小要求的处理的能力，但仍改进了移动图像的质量。还可能只对可能要求所要求的亮度级的子域应用判定处理。例如这意味着对于低要求的亮度级，可以跳过具有最高加权的子域。而只对具有较低加权的子域必须计算贡献。
在按本发明的图像处理单元的一个实施例中，配置第一亮度计算装置基于下列方面通过确定该第一像素的像素复盖范围计算目前子域对该第一像素的贡献-在第一方向的一个距离和第一方向的舍入距离之间的第一偏移，以及基于该第一像素的第二移动矢量和基于在该目前子域的一目前时间和参考时间之间的第二时间差的第一方向的距离；以及
-在第二方向的一个距离和第二方向的舍入距离之间的第二偏移，以及基于该第一像素的第二移动矢量和基于在该目前子域的该目前时间和参考时间之间的第二时间差的第二方向的距离，该第一方向与第二方向交叉。第一方向可以是基本水平的，而第二方向可以基本垂直的，或反过来也一样。一个子域像素不仅仅贡献于其参考像素，而且还贡献于该参考像素的邻接像素。该参考像素可相应该移动矢量的起点，即该特定像素。为校正剩余误差不得不计算子域像素对参考像素的贡献。贡献是基于一个复盖范围和该子域加权。基于贡献判定一个特定子域像素是否应当被接通或断开。
在按本发明的该图像处理单元的一个实施例中，该第一亮度计算装置配置来借助一个查找表确定第一像素的像素复盖范围。该像素复盖范围基于两个值水平偏移和垂直偏移。这些值在一个已知域中。没有大的精度损失，这些值可被截短到形成一个LUT的条目的有限的一组值。该LUT的优点是降低所要求的处理能力。也可能限定包括子域不同加权的LUT作为额外的条目。用这样的LUT可直接计算贡献。
在按本发明的图像处理单元的一个实施例中，配置判定装置来考虑对邻接像素进行的判定。如果一个显示器面板的一个单元发出的光比所要求的小，则能通过由邻接单元发出很多的光来部分地补偿，但是这种补偿是有限的。配置该图像处理单元以防止像素接通像素断开的组合。换言之，最好是在图像中的均匀区域的情况下该邻接单元发出基本上相互相等的光量。按本发明的该图像处理单元的实施例的特征在于指定该图像处理单元考虑与同时寻址具有相等数据的显示器面板的邻接像素相关的限制。
根据文章J.Hoppenbrouwers etal“Address Time reductionin PDPs by means of Partial Line Doubling”，SID 2001，公开了一种技术，称为部分行加倍(PLD)。该技术能减小寻址一个等离子显示器面板(PDP)所需要的总时间，从而能增加总的持续时间并由此增加该PDP的峰值亮度。其构思是同时寻址两个具有相同数据的邻接行(“行加倍”)，但仅用于最低有效子域(因而“部分”)。因此，存在与用于这些邻接像素的子域相关的限制。如果一个特定像素对于一个特定子域是接通的，则对于那个特定的子域而言，一个邻接的像素必须也是接通的。一般地，判定第一像素是否在该目前子域中被触发不仅仅基于目标亮度级，而且基于用于那个第一像素计算的目前子域的贡献。该判定还能取决于用于将被同时编址的邻接像素计算的类似值。只要考虑哪些子域是不能同时编址的，则该判定并不取决于该后者的值。按本发明的图像处理单元的某些实施例有可能考虑这些限制。不同的亮度计算装置，储存装置和判定装置能适于执行它们的用于多个像素的任务，或包括上述类型的附加装置。然而基于目前子域的贡献的判定原理保持相同。额外的方面在于对于一个特定像素的判定具有直接的对一个邻接像素的影响。据文章R.Van Woudenberg etal.“Application of Partial line Doulling for DuplicatedSulfield Schemes”，Proceedings IPW 2001，它公开了不同类型的部分行加倍是可能的。可连接邻接的像素但是有选择性地存在另外的像素处在两个邻接像素之间。除了公开了可限定多组相关的和/或独立的子域之外，例如第一独立子域组包括最高有效子域，第二独立子域组包括最低有效子域和第三相关子域组包括剩余的子域。
在按本发明的图像处理单元的一个实施例中，配置该判定装置以从一组可能的子域组合中选择一个子域组合以便判定在目前子域中是否触发该第一像素。有可能随着若干子域组合产生一个预定的亮度级。对于具有多个可能的子域组合的组存在着若干理由例如减少大面积闪烁，或者减少对移动矢量场中的误差的灵敏度，通过能从一组可能的组合中选择一个优先的子域组合减少这些类型的误差。
达到本发明的第二目的在于该图像处理方法进一步包括-第一亮度计算步骤，基于该目前子域的第一移动矢量和加权计算一个目前子域对该第一像素的贡献；以及-判定步骤，基于该目前子域的一目标亮度级和贡献，判定该第一像素在目前子域中是否被触发。
达到本发明的第三目的在于图像处理单元进一步包括-第一亮度计算装置，用于基于该目前子域的该第一移动矢量和加权计算一个目前子域对该第一像素的贡献；以及-判定装置，用于基于该目前子域的一个目标亮度级和贡献判定该第一像素在目前子域中是否被触发。
根据和将要说明的关于以下描述的实施和实施例并参照附图，按本发明的图像处理单元，图像显示设备和该图像处理方法的这些和其他方面将成为显而易见的，其中
图1示意地表示具有8个子域的一个场周期；图2A示意地表示定位在一个移动矢量上的子域像素，具有相互相等坐标；图2B示意地表示定位在一个移动矢量上的子域像素，具有交叉通过该子域像素中心的移动矢量；图2C示意地表示定位在一个移动矢量上的子域图像；具有不交叉通过该子域像素中心的移动矢量；图3示意地表示基于按现有技术的移位子域值的移动补偿的概念；图4示意地表示按本发明的一个子域像素对四个参考像素的贡献；图5示意地表示三个子域像素对一个特定参考像素的贡献；图6A示意地表示一个图像处理单元；图6B示意地表示包括一个LUT用于确定复盖范围的一个图像处理单元；图6C示意地表示配置来从一组可能的子域组合中选择一个子域组合的图像处理单元；图6D示意地表示配置来考虑与同时寻址具有相等数据的显示器面板的邻接像素相关的限制；图7表示一个图像显示设备的元件；以及图8示意地表示移动补偿的两个部分。
相应参考数字具有相同含义。
图1示意地表示具有8个子域的一个场周期102。场周期102是其中在该显示器面板上显示单个图像的周期。在该例中，该场周期102由8个子域104-118组成。在例如一个子域108中，该显示器面板的一个单元可接通以产生适量的光。每个子域104-118随着例如一个擦除状态120开始，其中所有单元的存储器被同时擦除。在该子域中的下一个状态是例如寻址状态122，其中为发射光而被接通的单元被加以调整。接着，在该子域的第三状态124，其称为持续状态，持续脉冲施加到该单元。这使该单元被编址，以便在该第三状态期间发光。这些状态的组织方式表示在图1中，在那里时间从左到右进行。还表示对不同子域的时间t0-t7的瞬间。因此在该例中子域0是第一子域，接着依次各为子域2，4，6，7，5，3，1。要指出的是在相同的显示器面板中子域以擦除状态结束，而不是以它开始。对于某些子域方案也可以不存在擦除状态。然而对于按任一种情况应用的本发明而言这是不重要的。
图2A表示子域像素的四个矩阵202-208，一个子域像素是相应一个子域中一个像素位置的暂时空间目标。这样的一个矩阵202-208的每一个元件相应于一个子域像素210-216。一个子域像素可具有出自两个值的一个接通或断开。观察到的亮度由子域像素210-216的值确定。这意味着相应的单元在子场周期内依次为接通断开。图2A示意表示定位在等于零的即不移动的一个移动矢量上的子域像素210-216。这些子域像素210-216的坐标是相互相等的。
图2B示意地表示定位在不等于零的一个移动矢量201上的子域像素210，218，220和224。该移动矢量201通过这些子域像素的中心横穿该子域像素210，218，220和224。当移动由观察者跟踪时，在一个位置的被观察的亮度由屏蔽上被观察的位置所确定子域像素210，218，220和224。在该情况下移动能完全通过应用整偏移补偿。这意味着基于该第一像素的移动矢量201和基于例如特定子域204和例如一个参考子域202之间的一个第一时间差分配一第一像素的特定子域的一个值到一第二像素。还参见图3用于说明基于偏移的移动补偿。分配的效果在于该第一像素的特定子域的该值确定在该特定子域中相应于该第二像素的显示器面板的单元是否将发光或不发光。
图2C示意地表示定位在一个移动矢量201上的子域像素210，218，226和228。该移动矢量201并不通过这些子域像素的中心横穿该子域像素210，218，226和228。在该情况下移动只能部分地通过应用整偏移补偿。因此保持一个残留误差。这由这样的事实所引起，即子域像素210，218，226和228不仅仅贡献于它们的参考像素，而且贡献于该参考像素的邻接像素。一个参考像素相应于该移动矢量的始端。为校正该残留误差不得不计算不同子域像素对该参考像素的贡献。基于该贡献判定一个特定的子域像素是否应该接通或断开。
图3示意地表示基于子域像素322-330的移位值进行移动补偿的概念。这是按现有技术的情况。在X轴302上指示参数时间。在X轴302上表示对不同子域的时间瞬间SF0-SF7。Y轴表示子域像素的位置312-320。移动矢量306表示一个特定像素即随时间变化的一个图像的部分的移动。位置312相应参考位置。在该位置上应定位该特定像素的不移动的所有子域像素。为应用移动补偿，移位子域像素的值子域像素的值分配到其他子域像素。例如子域像素324的值移位一个像素到达位置314而分配到子域像素326。子域像素326和其他的子域像素也被移位。子域像素328被移位三个像素位置到位置318。但是该应用的移位322大于实际移位308，如像从移动矢量306和SF5和SF0之间的时间差导出的那样。不正确的移位的效应在于在该参考像素的一侧产生强光，而在另一侧产生弱光，由此导出各自鲜明的黑点。或许可能更好，如果该子域像素未被接通。
图4示意地表示一个子域像素412对四个参考像素402-408的贡献。该贡献的概念是本发明一个主要的方面。该贡献基于水平偏移424，垂直偏移422和该子域的加权。水平偏移424和垂直偏移422确定了子域像素412相对参考像素402的复盖范围420。对于邻接参考像素404-408，复盖范围414，416和418能因此被计算。
图5示意地表示三个子像素510-514对一个特定参考像素502的贡献。在图5中能看出每个子域的水平偏移和垂直偏移不同。这将导致对不同子域的复盖范围也是不同的。
图6示意地表示按本发明的一个图像处理单元600包括-第一储存装置602，用于储存像素要求的亮度级。该储存装置602还被配置来接收在该图像处理单元600的输入连接端618提供的输入信号；-移动估算器404，配置来计算用于该像素的移动矢量；-第一亮度计算装置608，用于基于目前子域的第一移动矢量和加权计算该目前子域对第一像素的贡献；-第二亮度计算装置612，用于基于早期处理的子域计算累积的亮度级，如果有的话；-第三亮度计算装置616，用于基于该累积的亮度级和要求的亮度级计算在目前的和后续的子域中产生的目标亮度级，如果有的话；-判定装置614，用于基于目前子域的目标亮度级和贡献判定在目前子域中的第一像素是否被触发。有选择地配置该判定装置614考虑对邻接像素进行的判定；以及-移动补偿单元617，用于分配子域像素的值到另外的子域像素。在图3中公开了该分配单元617的原理。
以下将借助于用表1和2说明的两个例子描述图像处理单元600的工作。按减小子域的加权的顺序处理该子域。表1和2说明对一个特定像素不同的亮度级随时间的变化。在两表中说明子域一个接一个地进行处理时间0，1，2，...6。表1和2第二到第五列表示不同的亮度级要求的，目前子域的贡献，累积的，各自下一周期的目标亮度级。表1和2最后6列提供关于子域的信息。该后6列的第二行提供子域的标识SF1-SF6。该后6列的第三行提供子域加权1，2...6。该后6列的第四行提供复盖范围值。在表1中这些值都等于1。这意味着不存在移动或“整数”移动参见图2A和图2B。在表2中这些值都小于1参见图2C。对于两种情况，一个特定像素的所要求的亮度级等于12。
首先描述表1的例子。在时间＝0，相应于初始状态，无子域被进行处理。在时间＝1，子域SF6已被处理。子域SF6是第一子域，因为它具有最高的子域加权。子域SF6的贡献是6，即SF6的子域加权乘上复盖范围等于6。累积值已变成6，和仍然是6起作用，即目标亮度等于6。在时间＝2子域SF5已被处理。子域SF5的贡献是5，即SF5的子域加权乘上复盖范围等于5。累积值已变成11，而仍然是1起作用，即目标亮度等于1。在时间＝3，子域SF4已被处理。子域SF4的贡献为4。该贡献太大。判定单元判定对于该特定子域像素该子域SF4必须断开。可以作出这个判定，仅仅只要它仍可能达到该目标亮度级。这取决于仍然被处理的子域。累积值保持11，而且标亮度保持1。该处理对下一个后续子域继续。并且对于该特定子域像素子域SF3和SF2将被断开。在时间＝6，子域SF1已被处理。子域SF1的贡献为1。累积值变成12，和目标亮度等于0。能在该表的最后一行发现该特定像素的最后得到的子域组合“110001”。该字是对移动补偿单元617的输入。用该子域组合可以产生所要求的光量。
表1
其次将描述表2例子。在时间＝0，无子域已被处理。在时间＝1，子域SF6已被处理。子域SF6的贡献是5.4，即SF6的子域加权乘上复盖范围等于5.4。累积值已变成5.4，和仍然是6.6起作用，即目标亮度等于6.6。在时间＝2，子域SF5已被处理。子域SF5的贡献是3.5。累积值已变成8.9，和目标亮度等于3.1。在时间＝3，子域SF4已被处理。子域SF4的贡献为2。累积值已变为10.9，和仍然是1.1起作用。在时间＝4，子域SF3已被处理。子域SF3的贡献为2.4，该贡献过大。判定单元判定对该特定子域像素子域SF3必须断开。累积值保持10.9，和仍然是1.1起作用。对该后续子域处理继续进行。同样对该特定子域像素子域SF1将被断开。在时间＝6，所有子域已被处理。累积值已变成12.1，和目标亮度等于-0.1。这意味着对于该特定像素少量的位将发射出过多的光。在表2的最后行将发现该特定像素的最后的子域组合“111010”。该字是对移动补偿单元617的输入。用该子域组合能基本产生所要求的光量。
表2
表1和2说明对一个特定像素亮度级随时间的变化。描述判定每个子域像素接通或断开。该判定是基于被计算作中间结果的不同的亮度级。在图4和图5中描述一个子域像素可贡献于不只一个参考像素。一个子域像素贡献的实际参考像素数由水平偏移和垂直偏移确定。参见以下表3。
表3
这意味着当判定一个特定子域像素被接通时，接收该特定子域像素的贡献的邻接像素的不同的亮度级也必须加以更新。而且该判定自身受到邻接像素的不同的亮度级的影响。为进行判定，要求用下列参数将误差函数减至最小-参考像素的目标亮度；-目前子域的贡献；-那些仍然需要处理的后续子域的子域加权；以及-已处理的子域像素的判定；图6B示意地表示一个图像处理单元601，包括一个LUT610，即一个查找表，用于确定复盖范围。第一亮度计算装置608包括一个确定像素复盖范围的查找表。一个查找表的例子具有两个条目水平偏移和垂直偏移。在表4中提供了这样一个LUT的一部分。水平偏移和垂直偏移列表在该表的第一和第二列中。第三列列表输出该复盖范围。该表相应1/4像素的舍入误差的校正精度。最优选是1/8像素的舍入误差的校正精度或更高的校正精度。
表4
图6C示意地表示一个图像处理单元603，它配置来从一组可能的子域组合中选择一个子域组合。判定装置614配置来包括优选的子域组合的信息，以判定该特定的像素是否在目前子域中被触发。该信息储存在一个查找表606中。在该查找表606中可发现哪些子域组合是可能达到预定的亮度级，优选的组合被显示。可能存在额外的限制，例如如果某些子域已被处理。在表5中给出说明由这样的一个查找表606提供的数据的例子。在第一列中例出所要求的亮度级。在上下文中“所要求的”意味着或“所期待的”，或“目标”。第二列表示相对“1”和“0”，组合是否为优选的。其他列表示相对“1”和“0”，相应的子域是否应该接通或断开。
表5
图6D示意地表示一个图像处理单元604，它被配置来考虑与具有相等数据的显示器面板的同时寻址的邻接像素相关的限制。与连同图6A描述的图像处理单元600相比较的主要差别在于该图像处理单元605包括一个判定装置614，基于该目前子域的多个目标亮度级和贡献，判定多个像素是否在该目前子域中被触发。换言之，该判定装置614被配置来考虑对邻接像素的影响。另外的差别在于亮度计算装置608，612和616被设计来计算对多于4个像素的不同的贡献和等级至少对6个像素或甚至8个像素。
下面将通过一个例子描述图像处理单元605的工作，该例子是在表6A和表6B中所说明的。该例子看起来类似于表1中所说明的例子。主要差别在于在该情况中对于某些子域像素该判定将同时进行它们是否必须接通或断开。在该实施例中仅三个最低有效子域是相关的。因此在子域1，2和3期间接通该第一像素是不可能的，如果不接通第二像素的话，反之亦然。但是，对于三个最高有效子域将独立地进行这种判定。为使误差最小应充分应用这些最高有效子域的独立性。为简化起见，对于所有子域像素复盖范围等于1。对第一像素要求的亮度等于14，而对第二像素为12。
在时间＝0，相应于初始状态，无子域已被处理。在时间＝1子域SF6已被处理。子域SF6是第一子域，因为它具有最高子域加权。子域SF6的贡献是6，即SF6的子域加权乘上复盖范围等于6。对于子域SF6，该第一像素将被接通。第一像素的累积值变成6，和仍然是8起作用。但是对于子域SF6，第二像素将不被接通。第二目标亮度保持12。在时间＝2子域SF5已被处理。已被判定对于子域SF5第一和第二像素两者不得不被接通。第一目标亮度已变成3和第二目标亮度已变成7。在时间＝3子域SF4已被处理。只有第二像素将被接通，导致目标亮度3。对于该第一像素子域SF4的贡献很大。而对该第一像素判定单元已判定对子域SF4它将不被接通。该判定仅在只要它仍有可能达到该目标亮度级时才能进行。这依赖于仍然被处理的子域。第一累积值保持11。对下一个子域，这种处理将继续。同样在子域SF3期间两个像素将被断开。在时间＝5子域SF2已被处理。子域SF2的贡献是2。两个像素将被接通。对子域1同样进行。对于该像素的最后的子域组合能够在表6A的最后行找到“110011”同样表6B为“010011”。这些字是对移动补偿单元617的输入。用这些子域组合，合适的光量能由两个像素产生。该例表示通过选择两个像素的最高有效子域的不同的子域值能发出正确的光量。
表6A
表6B
图7表示按本发明的图像显示设备700的元件。该图像显示设备700具有一个接收装置702，用于接收代表被显示图像的信号。该信号可以是一个经天线或电缆接收的广播信号，但是也可以是来自像VCR(录像机)或数字通用盘(DVD)这样的存储设备的信号。该图像显示设备700还具有图像处理单元600，601，603，用于处理图像，以及一个显示器面板706，用于显示该已处理的图像。显示器面板706是按子域驱动的类型的面板。图像处理单元600，601，603如结合图6A，6B或6C描述那样进行实施。
图8示意表示由如在图6A，6B和6C中所描述的图像处理单元600，601，603执行的移动补偿的两个部分816，818；-在“预校正部分”816中对图像802确定子域像素的值。换言之，对每个像素确定合适的子域组合。该“预校正部分”包括结合图6A，6B和6C中所描述的步骤。该“预校正部分”的结果是储存不同子域的子域像素的值的2维阵列804-808。
-在“偏移部分”818中对另外的子域像素分配子域像素值。例如子域像素822的值被偏移一个像素位置并被分配到子域像素820。图3中描述该“偏移部分”。
若干处理序列是可能的。这与储存中间结果的可利用的存储器相关。例如可能-预校正整个图像802和储存图像802的所有“预校正的”子域804-808的所有子域像素的值。之后在一第二部分中所有偏移被应用于一个图像的所有子域“预校正的”804-808的所有子域像素。继之以对不同“偏移的”子域810-814的发光。
-部分地预校正和储存一个特定的“预校正的”子域的所有子域像素值，例如图像802的804。之后，在一第二部分中所有偏移被应用于该特定“预校正的”子域804的所有子域像素。继之以对该特定的“偏移的”子域的发光。
-仅预校正图像802的一部分和储存该图像802的一部分的一特定“预校正的”子域804的某些子域像素的值。之后，在一第二部分中偏移被应用于那个子域804的某些子域像素。该偏移操作的结果被缓冲。在整个子域例如810处理之后，将跟随对该子域810发光。
应指出上述实施例说明而不是限制本发明和本专业的技术人员将能设计另外的实施例而不偏离附加权利要求的范围。在权利要求中任何放置在圆括号之间的参考符号不应构成为对权利要求的限制。字‘comprising’不排除存在未列入权利要求中的元件或步骤。在一个元件前的字“a”或“an”并不排除存在多个这样的元件。本发明能借助包括若干不同元件的硬件和借助一个合适的编程计算机来实施。在该单元中权利要求列举若干装置，若干装置可以用一个硬件和相同的硬件产品实施。
权利要求
1.一个图像处理单元(600)，用于处理以多个子域显示在一个显示器面板(706)上的一个图像的像素，每个子域具有相应于在该子域中产生的相应的亮度级的相应的加权，设计的该图像处理单元包括一个移动补偿单元(617)，基于第一像素的一第一移动矢量和基于特定子域的一第一时间和一参考时间之间的一第一时间差，分配一第一像素的一特定子域的一个值到一第二像素，其特征在于该图像处理单元还包括-一第一亮度计算装置(608)，用于基于第一移动矢量和目前子域的加权计算目前子域对第一像素的贡献；以及-一判定装置(614)，用于基于一目标亮度级和该目前子域的贡献判定该第一像素是否在该目前子域中触发。
2.如权利要求1的图像处理单元(600)，其特征在于还包括-一第一存储装置(602)，用于储存该第一像素的一要求的亮度级；-一第二亮度计算装置(612)，用于基于早期处理的子域计算累积亮度级，如果有的话；以及-一第三亮度计算装置(616)，用于基于该累积亮度级和要求的亮度级计算在该目前的和后续的子域中产生的目标亮度级，如果有的话。
3.如权利要求1的图像处理单元(600)，其特征在于配置来以降低该子域加权的顺序处理该子域。
4.如权利要求1的图像处理单元(600)，其特征在于配置来仅处理该子域的一部分。
5.如权利要求1的图像处理单元(600)，其特征在于该第一亮度计算装置(608)被配置来通过确定该第一像素的像素复盖范围计算目前子域对该第一像素的贡献，其基于-在第一方向的一距离和在第一方向的一舍入距离之间的一第一偏移(424)，以及基于该第一像素的一第二移动矢量和基于该目前子域的一目前时间和该参考时间之间的一第二时间差的第一方向的距离；以及-在第二方向的一距离和在第二方向的一舍入距离之间的一第二偏移(422)，以及基于该第一像素的第二移动矢量和基于该目前子域的该目前时间和该参考时间之间第二时间差的第二方向的距离，该第一方向和该第二方向交叉。
6.如权利要求5的图像处理单元(601)，其特征在于该第一亮度计算装置(608)被配置来借助一个查找表(610)确定第一像素的像素复盖范围。
7.如权利要求1的图像处理单元(600)，其特征在于该判定装置(614)被配置来考虑对邻接像素进行判定。
8.如权利要求1的图像处理单元(603)，其特征在于该判定装置(614)被装置来从一组可能的子域组合选择一个子域组合以判定该第一像素是否在该目前子域中被触发。
9.如权利要求1的图像处理单元(605)，其特征在于该图像处理单元被配置来考虑在相等数据情况下与同时寻址显示器面板(706)的邻接像素相关的限制。
10.一种处理以多个子域显示在一个显示器面板上的一个图像的像素的方法，每个子域具有相应在该子域中产生的相应的亮度级的相应的加权，该方法包括一个移动补偿步骤，基于该第一像素的第一移动矢量和该特定子域的一第一时间和一参考时间之间的一第一时间差分配一第一像素的一特定子域的一值到一第二像素，其特征在于该方法还包括-第一亮度计算步骤，基于第一移动矢量和该目前子域的加权计算一目前子域对该第一像素的贡献；以及-判定步骤，基于一目标亮度级和该目前子域的贡献判定该第一像素是否在该目前子域中被触发。
11.如权利要求10的方法，其特征在于该方法还包括-储存步骤，储存该第一像素的一要求的亮度级；-第二亮度计算步骤，基于早期处理的子域计算该累积的亮度级，如果有的话；以及-第三亮度计算步骤，基于该累积的亮度级和该要求的亮度级计算在该目前的和后续的子域中产生的一目标亮度级，如果有的话。
12.如权利要求10的方法，其特征在于按降低子域加权的顺序处理该子域。
13.如权利要求10的方法，其特征在于仅处理该子域的一部分。
14.如权利要求10的方法，其特征在于在该第一亮度计算步骤中，该目前子域对第一像素的贡献是通过确定该第一像素的一像素复盖范围计算的，其基于-在第一方向的一距离和第一方向的一舍入距离之间的第一偏移，以及基于该第一像素的一第二移动矢量和基于该目前子域的一目前时间和该参考时间之间的一第二时间差的第一方向的距离；以及-在第二方向的一距离和第二方向的一舍入距离之间的第二偏移，以及基于该第一像素的第二移动矢量和基于该目前子域的该目前时间和该参考时间之间的该第二时间差的第二方向的距离，该第一方向与该第二方向交叉。
15.一个图像显示设备(700)，用于显示一系列图像，包括-接收装置(702)，用于接收表示该图像系列的信号；-图像处理单元(600)，用于处理以多个子域显示在一显示器面板上的图像的像素，每个子域具有相应在该子域中产生的相应的亮度级的相应的加权，该图像处理单元包括一个移动补偿单元，基于该第一像素的第一移动矢量和基于该特定的子域的一第一时间和一参考时间之间的第一时间差设计来分配一第一像素的一特定子域的一值到一第二像素，以及-显示器面板，用于显示图像系列，其特征在于该图像处理单元还包括-第一亮度计算装置(608)，用于基于该第一移动矢量和该目前子域的加权计算一目前子域对该第一像素的贡献；以及-判定装置(614)，用于基于一目标亮度级和该目前子域的贡献判定该第一像素是否在该目前子域中被触发。
16.如权利要求15的图像显示设备(700)，其特征在于该图像处理单元还包括-第一储存装置(602)，用于储存该第一像素的一要求的亮度级；-第二亮度计算装置(612)，用于基于早期处理的子域计算一累积的亮度级，如果有的话；以及-第三亮度计算装置(616)，用于基于该累积的亮度级和该要求的亮度级计算在该目前的和后续的子域中产生的目标亮度级。
17.如权利要求15的图像显示设备(700)，其特征在于该第一亮度计算装置被配置来通过确定该第一像素的一像素复盖范围计算该目前子域对该第一像素的贡献，其基于-在第一方向的一距离和第一方向的一舍入距离之间的第一偏移(424)，以及基于该第一像素的一第二移动矢量和基于该目前子域的一目前时间和该参考时间之间的一第二时间差的第一方向的距离；以及-在第二方向的一距离和第二方向的一舍入距离之间的第二偏移(422)，以及基于该第一像素的该第二移动矢量和基于该目前子域的该目前时间和该参考时间之间的该第二时间差的第二方向的距离，该第一方向与该第二方向交叉。
全文摘要
指定图像处理单元(603)执行移动补偿，该图像处理单元用于以多个子域处理显示在一个显示器面板(702)上的图像的像素。该移动补偿在可分成多个步骤的两部分中执行。在一个预补偿部分(816)中，确定最佳的子域组合用于该图像的像素，即确定哪些子域像素应当是接通(ON)的和哪些子域像素应当是断开(Off)的。移动矢量就是用于此目的。该预补偿部分主要用于补偿第二部分(818)固有的误差用一个分立的像素位置数(322)移位子域像素，即使该实际的换算(308)不等于达到分立的像素位置数(322)的程度。
文档编号G09G3/36GK1535455SQ02812394
公开日2004年10月6日 申请日期2002年6月20日 优先权日2001年6月21日
发明者R·范迪克, R 范迪克 申请人:皇家菲利浦电子有限公司
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