用于在子域内显示一个图像的方法和装置的制作方法
专利名称：用于在子域内显示一个图像的方法和装置的制作方法
技术领域：
本发明有关一种方法，用于在被称为子域的多个时间段内，在显示设备上显示一个图像。其中，该显示设备能够在每个子域内生成一个相应的照度等级，该方法包括以下步骤生成一组子域组合，该组中的每一个元素都代表一个可用的照度等级，依据图像中像素的亮度值，从该组于域组合中为相应的像素挑选特定的子域组合，向显示设备发送为每一个像素选择的子域组合的表达式，以便显示该特定的像素。
本发明还与一个图像处理设备相关，该设备用于处理要在被称为子域的多个时间段内，在显示设备上显示一个图像，其中，该显示设备能够在每个子域内生成一个相应的照度等级，该图像显示设备包括存储装置，用于存储一组子域组合，该组子域组合中的每一个元素都代表一个可用的照度等级，选择装置，依据图像中一个具体像素的亮度值，从该组子域组合中挑选特定的子域组合，发送装置，向显示设备发送所选子域组合的表达式，以便显示该具体的像素。
本发明还与包含这样一个图像处理设备的图像显示装置相关。
背景技术：
欧洲专利应用第EP 884 717 A1号中描述了一个在多个子域中驱动的等离子体显示屏。一个等离子体显示屏是由一些能被接通并切断的单元组成的。一个单元对应于要在屏上显示的图像的一个像素(图像单元)。在等离子体显示屏的操作中，可以区分三个阶段。第一个阶段是删除阶段，其中，该屏所有单元的记忆被删除。第二个阶段是定位阶段，该阶段中，对于显示屏上需要被接通的单元来说，其电极上被设置适当的电压，以使该单元处于接通状态。第三个阶段是保持阶段，其中，向电极提供一个保持脉冲，以便在保持周期内，使被定位的单元发出光线。等离子体显示屏在该保持阶段发射光线。这三个阶段一起被称为子域周期，或是简单地称为一个子域。一个单独的图像，或帧，在一些连续的子域周期内被显示在屏上。一个单元可以在一个或多个子域周期内被接通。在一个单元被接通的子域周期内，该单元发出的光线被观看者的眼睛组合，观看者可以感受到该单元的相应的亮度。在一个特定的子域周期内，保持阶段维持一段时间，导致被激活单元的一个特定亮度。一般，对于不同的子域来说，其保持阶段的持续时间不同。为一个子域给定一个加权系数，用以表示整个帧周期内，显示屏发射的光线的分布。例如，一个等离子体显示屏有六个子域，其加权系数分别是1，2，4，8，16和32。通过挑选合适的子域(在该子域内一个单元被接通)，在该显示屏上显示一个图像时，可以实现64个不同的亮度。因此，可以利用6比特字长的二进制代码字驱动该等离子体显示屏，这样一个代码字以二进制的形式表示一个像素的亮度。
在驱动一个等离子体显示屏时，帧周期，即两个连续图像之间的时间段长度，被划分为一些子域周期。在这些子域周期的每一个中，一个单元可以接通或切断，并可在若干子域周期内综合，得到与该单元相对应的像素的感觉亮度。在等离子体显示屏上，并不是在一个给定的时间瞬间显示一个像素，实际情况是，像素看起来是以一串时间上相互偏移的次像素显示的。如果一连串的图像包含有移动的物体，将会引起假象。观看者的眼睛跟踪移动的物体，而该物体的单元在各种不用的时刻发出光线。该物体各部分之间的这些时间差被眼睛转化为空间差，导致类似错误轮廓的假象。另一种假象是动作模糊。如果一个移动物体的像素的亮度是在大量子域中生成的，会出现这种现象。可以很清楚地注意到，一个像素的光线是在各种不同的时刻发出的。
当在许多子域中显示一个物体时，该物体的运动需要被考虑在内。对于每一个随后的子域来说，该物体必须被稍稍移动。在计算子域中次像素的校准位置时，使用了运动补偿技术。在一些情况下，运动补偿并不完全可靠，有时会产生错误的结果，例如，在图像中包含较少细节的区域内。这一错误的结果还会导致在不应该进行运动补偿的地方进行了运动补偿。还会导致很容易看出来的运动假象(即在存在运动的图像中观察到的反常信号)。
如果两个相邻像素在亮度上具有微小的差别，而对于其中的一个像素来说，具有最大加权系数的子域是接通的，对于另一个像素来说，这一子域是关闭的，则产生的假象最容易看出来。在以上二进制代码的例子中，一个像素的代码字的最高有效位是打开的，并且另一个像素的代码字的最高有效位是闭合的。所计算子域位置中的任何误差，即，涉及这些像素的任何运动假象，都会引起所显示图像中相当大的假象。在具有6个子域的等离子体显示屏中，一个运动假象出现的例子是，在从亮度‘31’转换到亮度‘32’时。亮度‘31’时，5个较低的子域接通，最高的子域闭合。而对于亮度‘32’，5个较低的子域闭合，最高的子域接通。此时若涉及运动，则会出现一个很清晰的假象。在EP 884 717 A1中描述的设备试图通过限制所使用的代码字来减轻假象，该已知设备在实现所需要的亮度集合时，需要使用更多的子域。用于表示亮度值的总的代码字集合是冗余的，即，可以有不止一个代码字表示一个给定的亮度值。从该冗余集合中，挑选出那些在表示亮度值之间的差异时，能给出最小运动假象的代码字，生成一个子集合。该子集合的生成方法是，搜索原始集合，并确定一个给定代码字与其它每个代码字对假象的不同效果。
发明内容
本发明的一个目的是提供一个如开篇中所描述的方法，该方法可以减少假象。这一目的是通过本发明中的方法达到的，该方法的特点在于，在生成子域组合的集合时，限制代表第一可用照度等级的第一个组合和代表该集合中下一个更高照度等级的第二个组合之间有关子域的差别，该限制包括，只有有限数量的在第一个组合中接通的子域，可以在第二个子域切断。为了创建一个具有相当大数量的不同的可用照度等级的集合，希望在一个给定亮度等级的下一个更高亮度等级的子域组合中，切断在该给定亮度等级的子域组合中接通的一些子域。这就为创建一个相对来说较大数量的不同亮度等级提供了自由度。通过限制在下一个更高亮度等级的子域组合中被切断的子域的数量，可以确保按本发明的子域组合集合少受动态错误轮廓的干扰。如以上所述，具有较小空间分级的区域，即相邻像素亮度差别很小的区域非常容易受到与错误轮廓类似的运动假象的干扰。由于在这类区域中，本发明有效地控制了相邻像素间子域的相互差别，因此出现运动假象的几率减小了。因为像素间有更少的子域改变了值，因此，出现能引起假象的时间误差的概率降低了。
在权利要求2中描述了本发明方法的一个版本。该方法中规定，一个给定亮度的子域组合中所有接通的子域内，允许有两个子域可以在下一个更高亮度的子域组合中被切断。这就在可用子域组合的数量和运动时动态错误轮廓的减少之间取得了较好的平衡。
在权利要求3中描述了本发明方法的另一个版本。该方法中规定，一个给定亮度的子域组合中所有接通的子域内，只允许有一个子域可以在下一个更高亮度的子域组合中被切断。这就在可用子域组合的数量和高速运动时动态错误轮廓的减少之间取得了较好的平衡。
在权利要求4中描述了本发明方法的另一个版本。通过将一个给定照度等级的子域组合和下一个更高照度等级的子域组合之间的差别限制为时间上相邻的子域中的差别，进一步减少了以上提到的运动假象。在时间上，一个给定亮度的像素和下一个更高亮度的像素之间的差异非常小，这就进一步减少了以上提到的运动假象。
在权利要求4中描述了本发明方法的又一个版本。以这样的一种方式来生成可用亮度等级是有利的，即，它们在观看者的感觉上来说是一致的。从图像的观看质量来说，降低亮度等级数量与二进制分布相比更加有效。
在权利要求6中描述了本发明方法的另一个版本。可用亮度等级的分布符合gamma滤波的逆，gamma滤波用于摄像机生成的视频信号。因此，这一实例不要求已知方法中所使用的单独的逆gamma滤波步骤。
在权利要求7中描述了本发明方法的另一个版本。在该方法中，允许从包含大量可用亮度的总的子域组合集中为一个静止图像的像素挑选子域组合，并从包含有限数量的可用亮度的子域组合集(该集合受运动假象的干扰较小)中为一个包含运动物体的图像的像素挑选子域组合。以这种方式，可以用大量的亮度等级来显示静止图像(由于其中不存在运动，因此不会受运动假象的干扰)，而用减少数量的亮度等级来显示有运动的图像。
在权利要求8中描述了本发明方法的最后一个版本。按照这种方法，只有运动物体自身是用减少数量的亮度等级显示的，而图像的非运动物体都用较多数量的亮度等级显示。
本发明的另一个目的是提供一个如前面所述的图像处理单元，它能明显地减少假象。这一目的是通过一个图像处理单元达到的，该图像处理单元的特点在于，在其子域组合的集合中，限制了代表一个第一可用亮度等级的第一子域组合和代表下一个更高可用亮度等级的第二子域组合之间有关子域的差别。该限制包括，例如，在第一组合中处于接通状态的所有子域中，只有有限数量的子域在第二组合中可以不接通。
以下，将借助于一些实例及相关附图，阐述本发明及其优点，其中图1概略显示了一个具有6个子域的域周期，图2显示了表I和表II的亮度等级，图3显示了一个图像最重要的单元，和图4显示了一个图像显示设备的最重要的部件。
各图中相对应的特性由同一参考符号标记。
具体实施例方式
图1概略显示了一个具有6个子域的域周期。该域周期102，也被称为帧周期，是一幅单个的图像或帧里示在显示屏上的周期。在该例中，域周期102包含被记为104-114的6个子域。在一个子域中，显示屏的一个单元可被接通以产生一个亮度。每个子域都由一个删除阶段开始，在该阶段中，所有单元的记忆都被删除。子域中的下一个阶段是定位阶段，该阶段内，需要在这一特定子域中被接通以发出光线的单元被触发。该子域随后的第三个阶段被称为保持阶段，其中，向被触发的单元加一个保持脉冲。这就使已被定位的单元在保持阶段内发出光线。这些阶段的安排见图1，其中的时间顺序是从左到右。例如，子域108有一个删除阶段116，一个定位阶段118和一个保持阶段120。应该指出，在有些显示屏中，子域结束于删除阶段，而不是由删除阶段开始。不过，这对本发明并没有影响，本发明可用于这两种情况。
一个所显示图像像素的感觉亮度是通过控制与该像素相对应的单元在哪些子域中被接通来确定的。在不同子域(一个单元在其中被接通)中发射的光线由观看者的眼睛综合，从而产生相应像素的一个给定亮度。一个子域有一个加权系数，表明其发射光线的相对分布。例如，一个有6个子域的等离子体显示屏具有分别为1，2，4，8，16和32的加权系数。通过挑选一个单元在其中被接通的子域的合适组合，在该显示屏上显示一个图像时可以实现64个不同的亮度。因此，可以使用6位的二进制代码字来驱动该等离子体显示屏，这样一个代码字以二进制的形式表示一个像素的亮度。
在本发明的一个具体实现中，使用一个在8个子域中驱动的等离子体显示屏。以下的表I显示了在这一实例中，用于显示一个图像的可用亮度集合。该表显示了为每个子域挑选的加权。另外，域周期中子域的显示顺序为表中左边的子域是该域周期中的第一个，相邻子域为第二个，以此类推，最右边的子域是该域周期中的最后一个。表I显示了用于实现所希望亮度的21个可用亮度。对于每个亮度，都表明了其顺序号，其相对亮度等级，在哪些子域中，该屏必须被激发以实现特定的亮度。
表I本发明中可用亮度的集合表I中可用亮度集合的主要特点是，在某一个亮度和下一个更高亮度之间，最多切断一个子域。例如，为产生亮度10，除了第7个子域之外，亮度9所用的全部子域此处都要用到。另一个例子是亮度11，此处再次使用了亮度10所用的全部子域。通过限制在产生下一更高亮度时切断的子域数量，可以抑制动态的错误轮廓，这是因为，在有运动的图像中，能出现的错误更少了。
除了限制被切断子域数量之外，表I中可用亮度集合还有另一个能减少运动假象的特点。这一另外的特点是除上述约束之外的选项和功能。这一特点是，将两个相邻亮度之间的差异约束在相邻子域中。因此，若两个亮度之间的差异涉及两个子域，则这些子域是相邻的。从时间上说，相邻子域被连续激发，即，在时间上有相当小的差别。这就使这些子域间的任何时间误差都会比较小，不至于引起运动假象。例如，亮度9和亮度10间的差别对于亮度9，第6个子域是关闭的，第7个子域是接通的，而对于亮度10，第6个子域是接通的，第7个子域是关闭的。如以上所述，表中的相邻子域标记的是按域中子域的顺序来说互相紧随的子域。
以下的表II显示了另一组可用亮度。
表II本发明中另一组可用的亮度在表II的集合中，放松了对下一个更高亮度要关闭的子域的限制。表II的可用亮度集的主要特性是，在一个亮度和下一个更高亮度之间最多可关闭两个子域。例如，为产生亮度15，使用了亮度14用到的所有子域(除第2和第3个子域之外)。还有，若在两个相邻两度之间有多个子域不同，则这些子域的位置是相邻的。放松该约束能在定义亮度时提供更大的自由度。这一更大的自由度能被用于生成更多数量的亮度。表II的例子能比表I的例子多提供两个亮度。另外，更大的自由度能使亮度的分布更好。
在按本发明的方法和装置的一个实例中，用一些附加的亮度来扩展表I的集合，该附加的亮度可以利用选定的子域加权生成。对于该附加亮度来说，并不约束它们与其它亮度之间的差别，它们能增加可用于显示一个图像的可用亮度。因此，扩展集合包含具有子域约束的表I中的原有集合和没有这类约束的附加集合。现在，在这一实例中，分析要显示的图像，并确定该图像是否涉及运动的显示，或是否涉及静止图像。一个简单的动作检测器可用于该目的，例如，其描述见于“Dynamic Gray-Scale Control to Reduce Motion PictureDisturbance of High-resolution PDP”，SID 1999，P166，作者I.Kawahara和K.Sekimoto。若检测到没有运动，则可用扩展集合中的可用亮度来显示图像中所期望的亮度。不过，若检测到出现了运动，则使用原始集合中的可用亮度，以减少由于运动可能出现的动态错误轮廓。可以使用一个更复杂的运动估算器来代替该运动检测器。本技术中已经有这类运动估算器，它能提供诸如该图像中有哪些物体在运动之类的细节，甚至能表明它们的运动速度。有关这一方面，可参阅”True motion estimation with 3-D recursive search block-matching”，作者G.de Haan，有关视频技术的电路和系统的IEEE学报，Vol.3，No 5，pp.368-388.1993年10月，以及“IC formotion-compensated de-interlacing，noise reduction and picturerate conversion”，作者G.de Haan，有关消费电子学的IEEE学报，Vol.45，pp.617-624.1999年8月。在使用一个运动估算器的本发明的实例中，为显示一个图像，需要区分属于一个运动物体的像素和属于不移动的背景的像素。显示移动物体的像素时，只使用原始集合中的亮度，而整个扩展集合中的亮度用于其余的像素。通过这种方式，可以利用相当多的亮度级别来显示不移动的部分，从而提高显示质量。只有移动部分使用降低数量的亮度级别显示，牺牲亮度级别数量换来的是动态错误轮廓的减少。
使用一个扩展亮度等级集合的实例还可以使用表II。考虑到对相邻亮度等级间子域变化的限制，一个扩展集合可以有不同类型的组合。在另一个实例中，扩展集合包含一个第一子集，其中的子域组合方式是，对于下一个更高的亮度等级，只允许最多一个子域被关闭(如表I所示)，并包含一个第二子集，其中对于下一个更高的亮度等级，允许最多两个子域被关闭(如表II所示)，还包含一个没有任何限制的第三子集。应指出，第一子集是第二子集的一个子集，第一和第二子集是第三子集的子集。一个给定的像素应该使用哪一种组合，即，应该从哪一个子集中挑选组合，是由该像素移动的速度决定的。若该像素是静止的，则使用第三子集，即可以使用所有的亮度等级。若该像素以相当低的速度运动，则使用第二子集，若像素以相当高的速度运动，则使用第一子集。以这种方式，可以很好地平衡可用亮度等级的减少与动态错误轮廓的减少之间的关系。
图2显示了表I和表II的亮度等级。这些表中的亮度等级数量比利用具有加权系数的二进制分布的8子域所能实现的亮度等级数量小。为了尽可能有效地使用可用亮度等级数量，特别是为了尽可能的显示一个图像的灰度色标，在感知尺度上来说，亮度的选择是均一的。这就是说，任意两个亮度等级间可以感觉到的亮度差异大致相同。对于低的亮度等级，即一个图像的黑暗部分，不同的亮度等级彼此靠近，而对于高的亮度等级，即一个图像的明亮部分，不同的亮度等级互相分开。考虑到人的感知，这是非常有利的，因为与高亮度区域相比，人在低亮度区域能够看出更少的亮度差别。
感知尺度的一个例子是由CIE(Commission Internationale deI’Eclairage)作为标准函数所采用的感知尺度。该函数L*定义为 其中L是照度Ln是白色参照物的照度
L*是所感觉到的照度，也称为亮度。
一个特别有利的亮度分布方法是将亮度等级放在一个所谓的gamma校准曲线上。摄像机生成的视频信号经过一个gamma滤波器。因此，要被显示的输入视频信号需要利用一个逆滤波器进行gamma校正。现在，一个CRT(阴极射线管)本身就具有这样的滤波器，这是因为，照度输出和视频信号电压输入之间的关系近似为一个gamma校准曲线。不过，对一个等离子体显示屏来说，照度输出和视频输入之间的关系为线性的。因此，用于在等离子体显示屏上显示一个图像的系统需要一个gamma校正滤波器(例如，可参看EP 884 717 A1中图1A的块102)。通过将一个所选亮度级别放在一个gamma校准曲线上，可以直接利用所定义的亮度级别实施gamma校准，避免了gamma校准的显步骤。gamma校准曲线由以下公式给出L＝xγ(2)其中L是输出照度x是亮度等级数r是2和3之间的一个恒定值。
r值一般选为2.3，不过，对于不同的应用和不同的图像区域，r值可以选不同的值。
在图2中，横坐标轴表示可用的亮度等级，纵坐标轴表示亮度。所作的标记表示特定级别的亮度。该图近似了gamma校准曲线。一个或多个子域加权系数的另一种选择将得出一个不同的图形。
对于上述实例，若使用表I，则显示一个像素可以有21种亮度等级，若使用表II，可以有23种亮度等级。为模拟利用更多数量的亮度等级来显示一个图像，可以使用一项被称为误差扩散的技术。误差扩散是按以下步骤进行的一系列过程在每个像素处，所期望的亮度等级都被平滑到最近的量化等级，该量化等级被输出。从所期望的亮度值中减去该量化值，可以计算出误差。通过将该误差的一小部分加给邻近的非量化像素，该误差被“扩散”。该误差的精确分布模式决定图像中得到的模式。误差扩散是一项熟知的技术，其描述见于，例如，R.W Floyd和L.Steinberg所作的“Adaptive algorithm forspatial grey scale”，SID Int.Sym.Dig.Tech.Paper，1975年，第36-37页。也可使用不同于误差扩散的其它技术来改善可感觉到的灰度等级数量。
上述实例包含一组21或23个不同的亮度等级以显示一个图像。本发明允许使用具有其它亮度等级数量的集合。这可通过定义其它的加权系数和其它的子域组合来实现。可以生成不同于表I和表II的亮度等级。或者，可以使用能工作在多于8个子域的模式的显示屏。下表显示了按照本发明，对于这样一个显示屏来说可用的等级数量。
表3具有10个子域的显示屏可用的亮度等级图3概述了按照本发明，一个图像处理单元最重要的部件。图像处理单元300有一个输入端302，用于接收要被处理以便显示的图像的像素。图像处理单元300具有存储装置304，用于存储显示该图像时可以使用的子域的组合。存储装置304可以有不同的部分，用于存储具有不同特性的子域组合。在图2的例子中，存储装置304具有第一部分306，用于存储运动情况下使用的子域组合，并具有一个第二部分308，用于存储其余的组合。以上已描述过这些具有不同特性的组合。图像处理单元300还具有选择装置310，用于从存储装置304中为一个给定的像素选择合适的子域组合，以便尽可能地按照期望亮度显示该像素。图像处理单元300还具有发送装置312，经一个输出口314向显示设备发送所选的子域组合。为控制各种部件的操作，图像处理单元300具有一个控制单元316。可以按一种已知的计算机结构，将图像处理单元300实现为一个处理器和一个存储器。随后，将各单元实现为软件模块，以执行所要求的功能。
图像处理单元300还可以(可选择地)具有运动装置318，用于检测要显示图像中的运动。选择装置310可以根据像素是否运动，或者甚至根据像素的运动速度为一个具体的像素挑选子域组合。运动装置318可以是一个简单的运动检测器，它比较两个连续的图像，若两个图像的差别足够大，则确定存在运动。或者，运动装置318可以是一个运动估算器，能够在两个连续图像之间检测移动物体及其速度。在后一种情况下，如以上所述，只有移动物体的像素是用减少数量的亮度等级显示的。
图4显示了按照本发明，一个图像显示装置的最重要的元件。该图像显示装置400具有一个接收装置402，用于接收一个代表要显示图像的信号。该信号可以是一个经天线或电缆接收的广播信号，也可以是从类似于一个VCR(视频磁带记录机)的存储设备接收的信号。该图像显示装置可以一个传统的电视接收机来实现。该信号还可由一个计算机生成，例如一个个人电脑，并且，该图像显示装置可以是该电脑的一个显示器。图像显示装置400还有一个用于处理该图像的图像处理单元404，及一个用于显示所处理图像的显示装置406。显示装置406是按子域驱动的。按照结合图3所描述的那样实现图像处理单元。
以上已结合由像素组成的图像描述了本发明，该图像中的每一个像素都有一个给定的亮度等级。本发明可用于黑白图像及彩色图象。在彩色图像中，一个像素对所使用的每一种颜色都有一个单独的亮度等级。因此，可以独立地为每种颜色执行按照本发明的子域组合的选择。
应指出，上述实例只起举例说明的作用，并不限定本发明，本技术专业人员可以不脱离附加权利要求的范围，设计一些其它实例。在权利要求中，括号内的任何参考符号并不限定本发明。“包含”一词并不排除出现权利要求之外的部件和步骤的可能性。一个元件前的“一个”一词并不排除出现多个此类元件的可能性。本发明可通过包含若干分立元件的硬件实现，并可通过适当编程的计算机实现。在列举了若干元件的单元权利要求中，这些元件中的若干个可以实现为同一个硬件。
权利要求
1.一种方法，用于在多个被称为子域的时间期间内，在一个显示设备上显示一个图像，其中，该显示设备能够在每个子域内生成一个相应的亮度等级，该方法包含以下步骤生成一个子域组合的集合，该集合中的每个元素都代表一个相应的可用亮度级别，根据图像像素的亮度值，从该集合中为相应的像素挑选具体的子域组合，并向显示设备发送为这些像素中的每一个像素挑选的子域组合的表达式，以显示该特定的像素，其特征在于，在生成该集合时，限制代表第一可用亮度的第一个组合和代表下一个可用亮度的第二个组合间子域的差别，该限制包括，例如，在第一个组合中接通的子域当中，只有有限数量的子域在第二个组合中是不接通的。
2.权利要求1中所描述的方法，其中的限制包括，在第一个组合中接通的子域当中，只有两个子域可以在第二个组合中不接通。
3.权利要求1中所描述的方法，其中的限制包括，在第一个组合中接通的子域当中，只有一个子域可以在第二个组合中不接通。
4.权利要求1中所描述的方法，其中一个第一子域在第一个组合中是接通的，并且在第二个组合中是不接通的，而一个第二子域在第一个组合中是不接通的，并且在第二个组合中是接通的，并且，其中该第一子域和该第二子域在时间上是相邻的。
5.权利要求1中所描述的方法，其中在一个感觉尺度上，可用亮度等级是大体均一地分布的。
6.权利要求5中所描述的方法，其中的感觉尺度大体是按函数L＝xγ定义的，其中L是感觉到的照度x是该集合中可用的亮度等级数r是2和3之间的一个恒定值。
7.权利要求1中所描述的方法，其中，生成一组补充子域组合，以增加可用亮度等级数量，该补充集合没有关于组合间变化的限制，原始集合和补充集合一起构成总的可用亮度集合，其中，在一个图像及其前面的图像之间，确定该图像中的一个物体或区域是否有运动，并且，其中，若出现运动，则从原始集合中选择特定的子域组合，并从总的集合中为图像中不属于运动物体的像素挑选特定的子域组合。
8.权利要求1中所描述的方法，其中，生成一组补充子域组合，以增加可用亮度等级数量，该补充集合没有关于组合间变化的限制，原始集合和补充集合一起构成总的可用亮度集合，其中，在一个图像及其前面的图像之间，确定该图像中的一个物体或区域是否有运动，并且，其中，若出现运动，则从原始集合中选择特定的子域组合，并从总的集合中为图像中不属于运动物体的像素挑选特定的子域组合。
9.一个图像处理单元(300)，用于在多个被称为子域的时间期间内，在一个显示设备(406)上显示一个图像，其中，该显示设备能够在每个子域内生成一个相应的亮度等级，该图像处理单元(300)包括存储装置(304)，用于存储一组子域组合，该组中每个元素都对应一个相应的可用亮度级别，选择装置(310)，根据该图像的一个特定像素的亮度值，从该组子域组合中选择一个特定的子域组合，和发送装置(312)，向显示设备(406)发送所选子域组合的表达式，以显示该特定像素，该设备的特征在于，在生成该集合时，限制代表第一可用亮度的第一个组合和代表下一个可用亮度的第二个组合间的子域的差别，该限制包括，在第一个组合中接通的子域当中，只有有限数量的子域在第二个组合中是不接通的。
10.权利要求9中所描述的图像处理单元(300)，其中，在该组亮度等级中，一个第一子域在第一个组合中是接通的，并且在第二个组合中是不接通的，而一个第二子域在第一个组合中是不接通的，并且在第二个组合中是接通的，并且，其中第一子域与第二子域在时间上是相邻的。
11.权利要求9中所描述的图像处理单元(300)，其中，可用亮度等级大体均一地分布在一个感觉尺度上。
12.一个用于显示一个图像的图像显示设备(400)，包括接收装置(402)，用于接收一个代表该图像的信号，一个权利要求9，10，11中所描述的图像处理单元(404.300)，和一个显示设备(406)，用于显示该图像。
全文摘要
一个用于处理一个图像的图像处理单元(300)，该图像要在多个子域内在一个等离子体显示屏(406)上显示，该图像处理单元(300)具有存储装置(304)，用于存储可用的作为亮度等级的子域组合集合，并包含选择装置(310)，用于从存储装置中为一个要显示的像素选择一个特定的组合。按照本发明，限制代表第一可用亮度的第一个组合和代表下一个更高亮度的第二个组合间的子域的差别，该限制包括，在第一个组合中接通的子域当中，只有有限数量的子域在第二个组合中是不接通的。
文档编号G09G3/28GK1615502SQ02801216
公开日2005年5月11日 申请日期2002年1月16日 优先权日2001年2月23日
发明者J·J·L·霍彭布劳沃斯 申请人:皇家菲利浦电子有限公司
技术领域：
本发明有关一种方法，用于在被称为子域的多个时间段内，在显示设备上显示一个图像。其中，该显示设备能够在每个子域内生成一个相应的照度等级，该方法包括以下步骤生成一组子域组合，该组中的每一个元素都代表一个可用的照度等级，依据图像中像素的亮度值，从该组于域组合中为相应的像素挑选特定的子域组合，向显示设备发送为每一个像素选择的子域组合的表达式，以便显示该特定的像素。
本发明还与一个图像处理设备相关，该设备用于处理要在被称为子域的多个时间段内，在显示设备上显示一个图像，其中，该显示设备能够在每个子域内生成一个相应的照度等级，该图像显示设备包括存储装置，用于存储一组子域组合，该组子域组合中的每一个元素都代表一个可用的照度等级，选择装置，依据图像中一个具体像素的亮度值，从该组子域组合中挑选特定的子域组合，发送装置，向显示设备发送所选子域组合的表达式，以便显示该具体的像素。
本发明还与包含这样一个图像处理设备的图像显示装置相关。
背景技术：
欧洲专利应用第EP 884 717 A1号中描述了一个在多个子域中驱动的等离子体显示屏。一个等离子体显示屏是由一些能被接通并切断的单元组成的。一个单元对应于要在屏上显示的图像的一个像素(图像单元)。在等离子体显示屏的操作中，可以区分三个阶段。第一个阶段是删除阶段，其中，该屏所有单元的记忆被删除。第二个阶段是定位阶段，该阶段中，对于显示屏上需要被接通的单元来说，其电极上被设置适当的电压，以使该单元处于接通状态。第三个阶段是保持阶段，其中，向电极提供一个保持脉冲，以便在保持周期内，使被定位的单元发出光线。等离子体显示屏在该保持阶段发射光线。这三个阶段一起被称为子域周期，或是简单地称为一个子域。一个单独的图像，或帧，在一些连续的子域周期内被显示在屏上。一个单元可以在一个或多个子域周期内被接通。在一个单元被接通的子域周期内，该单元发出的光线被观看者的眼睛组合，观看者可以感受到该单元的相应的亮度。在一个特定的子域周期内，保持阶段维持一段时间，导致被激活单元的一个特定亮度。一般，对于不同的子域来说，其保持阶段的持续时间不同。为一个子域给定一个加权系数，用以表示整个帧周期内，显示屏发射的光线的分布。例如，一个等离子体显示屏有六个子域，其加权系数分别是1，2，4，8，16和32。通过挑选合适的子域(在该子域内一个单元被接通)，在该显示屏上显示一个图像时，可以实现64个不同的亮度。因此，可以利用6比特字长的二进制代码字驱动该等离子体显示屏，这样一个代码字以二进制的形式表示一个像素的亮度。
在驱动一个等离子体显示屏时，帧周期，即两个连续图像之间的时间段长度，被划分为一些子域周期。在这些子域周期的每一个中，一个单元可以接通或切断，并可在若干子域周期内综合，得到与该单元相对应的像素的感觉亮度。在等离子体显示屏上，并不是在一个给定的时间瞬间显示一个像素，实际情况是，像素看起来是以一串时间上相互偏移的次像素显示的。如果一连串的图像包含有移动的物体，将会引起假象。观看者的眼睛跟踪移动的物体，而该物体的单元在各种不用的时刻发出光线。该物体各部分之间的这些时间差被眼睛转化为空间差，导致类似错误轮廓的假象。另一种假象是动作模糊。如果一个移动物体的像素的亮度是在大量子域中生成的，会出现这种现象。可以很清楚地注意到，一个像素的光线是在各种不同的时刻发出的。
当在许多子域中显示一个物体时，该物体的运动需要被考虑在内。对于每一个随后的子域来说，该物体必须被稍稍移动。在计算子域中次像素的校准位置时，使用了运动补偿技术。在一些情况下，运动补偿并不完全可靠，有时会产生错误的结果，例如，在图像中包含较少细节的区域内。这一错误的结果还会导致在不应该进行运动补偿的地方进行了运动补偿。还会导致很容易看出来的运动假象(即在存在运动的图像中观察到的反常信号)。
如果两个相邻像素在亮度上具有微小的差别，而对于其中的一个像素来说，具有最大加权系数的子域是接通的，对于另一个像素来说，这一子域是关闭的，则产生的假象最容易看出来。在以上二进制代码的例子中，一个像素的代码字的最高有效位是打开的，并且另一个像素的代码字的最高有效位是闭合的。所计算子域位置中的任何误差，即，涉及这些像素的任何运动假象，都会引起所显示图像中相当大的假象。在具有6个子域的等离子体显示屏中，一个运动假象出现的例子是，在从亮度‘31’转换到亮度‘32’时。亮度‘31’时，5个较低的子域接通，最高的子域闭合。而对于亮度‘32’，5个较低的子域闭合，最高的子域接通。此时若涉及运动，则会出现一个很清晰的假象。在EP 884 717 A1中描述的设备试图通过限制所使用的代码字来减轻假象，该已知设备在实现所需要的亮度集合时，需要使用更多的子域。用于表示亮度值的总的代码字集合是冗余的，即，可以有不止一个代码字表示一个给定的亮度值。从该冗余集合中，挑选出那些在表示亮度值之间的差异时，能给出最小运动假象的代码字，生成一个子集合。该子集合的生成方法是，搜索原始集合，并确定一个给定代码字与其它每个代码字对假象的不同效果。
发明内容
本发明的一个目的是提供一个如开篇中所描述的方法，该方法可以减少假象。这一目的是通过本发明中的方法达到的，该方法的特点在于，在生成子域组合的集合时，限制代表第一可用照度等级的第一个组合和代表该集合中下一个更高照度等级的第二个组合之间有关子域的差别，该限制包括，只有有限数量的在第一个组合中接通的子域，可以在第二个子域切断。为了创建一个具有相当大数量的不同的可用照度等级的集合，希望在一个给定亮度等级的下一个更高亮度等级的子域组合中，切断在该给定亮度等级的子域组合中接通的一些子域。这就为创建一个相对来说较大数量的不同亮度等级提供了自由度。通过限制在下一个更高亮度等级的子域组合中被切断的子域的数量，可以确保按本发明的子域组合集合少受动态错误轮廓的干扰。如以上所述，具有较小空间分级的区域，即相邻像素亮度差别很小的区域非常容易受到与错误轮廓类似的运动假象的干扰。由于在这类区域中，本发明有效地控制了相邻像素间子域的相互差别，因此出现运动假象的几率减小了。因为像素间有更少的子域改变了值，因此，出现能引起假象的时间误差的概率降低了。
在权利要求2中描述了本发明方法的一个版本。该方法中规定，一个给定亮度的子域组合中所有接通的子域内，允许有两个子域可以在下一个更高亮度的子域组合中被切断。这就在可用子域组合的数量和运动时动态错误轮廓的减少之间取得了较好的平衡。
在权利要求3中描述了本发明方法的另一个版本。该方法中规定，一个给定亮度的子域组合中所有接通的子域内，只允许有一个子域可以在下一个更高亮度的子域组合中被切断。这就在可用子域组合的数量和高速运动时动态错误轮廓的减少之间取得了较好的平衡。
在权利要求4中描述了本发明方法的另一个版本。通过将一个给定照度等级的子域组合和下一个更高照度等级的子域组合之间的差别限制为时间上相邻的子域中的差别，进一步减少了以上提到的运动假象。在时间上，一个给定亮度的像素和下一个更高亮度的像素之间的差异非常小，这就进一步减少了以上提到的运动假象。
在权利要求4中描述了本发明方法的又一个版本。以这样的一种方式来生成可用亮度等级是有利的，即，它们在观看者的感觉上来说是一致的。从图像的观看质量来说，降低亮度等级数量与二进制分布相比更加有效。
在权利要求6中描述了本发明方法的另一个版本。可用亮度等级的分布符合gamma滤波的逆，gamma滤波用于摄像机生成的视频信号。因此，这一实例不要求已知方法中所使用的单独的逆gamma滤波步骤。
在权利要求7中描述了本发明方法的另一个版本。在该方法中，允许从包含大量可用亮度的总的子域组合集中为一个静止图像的像素挑选子域组合，并从包含有限数量的可用亮度的子域组合集(该集合受运动假象的干扰较小)中为一个包含运动物体的图像的像素挑选子域组合。以这种方式，可以用大量的亮度等级来显示静止图像(由于其中不存在运动，因此不会受运动假象的干扰)，而用减少数量的亮度等级来显示有运动的图像。
在权利要求8中描述了本发明方法的最后一个版本。按照这种方法，只有运动物体自身是用减少数量的亮度等级显示的，而图像的非运动物体都用较多数量的亮度等级显示。
本发明的另一个目的是提供一个如前面所述的图像处理单元，它能明显地减少假象。这一目的是通过一个图像处理单元达到的，该图像处理单元的特点在于，在其子域组合的集合中，限制了代表一个第一可用亮度等级的第一子域组合和代表下一个更高可用亮度等级的第二子域组合之间有关子域的差别。该限制包括，例如，在第一组合中处于接通状态的所有子域中，只有有限数量的子域在第二组合中可以不接通。
以下，将借助于一些实例及相关附图，阐述本发明及其优点，其中图1概略显示了一个具有6个子域的域周期，图2显示了表I和表II的亮度等级，图3显示了一个图像最重要的单元，和图4显示了一个图像显示设备的最重要的部件。
各图中相对应的特性由同一参考符号标记。
具体实施例方式
图1概略显示了一个具有6个子域的域周期。该域周期102，也被称为帧周期，是一幅单个的图像或帧里示在显示屏上的周期。在该例中，域周期102包含被记为104-114的6个子域。在一个子域中，显示屏的一个单元可被接通以产生一个亮度。每个子域都由一个删除阶段开始，在该阶段中，所有单元的记忆都被删除。子域中的下一个阶段是定位阶段，该阶段内，需要在这一特定子域中被接通以发出光线的单元被触发。该子域随后的第三个阶段被称为保持阶段，其中，向被触发的单元加一个保持脉冲。这就使已被定位的单元在保持阶段内发出光线。这些阶段的安排见图1，其中的时间顺序是从左到右。例如，子域108有一个删除阶段116，一个定位阶段118和一个保持阶段120。应该指出，在有些显示屏中，子域结束于删除阶段，而不是由删除阶段开始。不过，这对本发明并没有影响，本发明可用于这两种情况。
一个所显示图像像素的感觉亮度是通过控制与该像素相对应的单元在哪些子域中被接通来确定的。在不同子域(一个单元在其中被接通)中发射的光线由观看者的眼睛综合，从而产生相应像素的一个给定亮度。一个子域有一个加权系数，表明其发射光线的相对分布。例如，一个有6个子域的等离子体显示屏具有分别为1，2，4，8，16和32的加权系数。通过挑选一个单元在其中被接通的子域的合适组合，在该显示屏上显示一个图像时可以实现64个不同的亮度。因此，可以使用6位的二进制代码字来驱动该等离子体显示屏，这样一个代码字以二进制的形式表示一个像素的亮度。
在本发明的一个具体实现中，使用一个在8个子域中驱动的等离子体显示屏。以下的表I显示了在这一实例中，用于显示一个图像的可用亮度集合。该表显示了为每个子域挑选的加权。另外，域周期中子域的显示顺序为表中左边的子域是该域周期中的第一个，相邻子域为第二个，以此类推，最右边的子域是该域周期中的最后一个。表I显示了用于实现所希望亮度的21个可用亮度。对于每个亮度，都表明了其顺序号，其相对亮度等级，在哪些子域中，该屏必须被激发以实现特定的亮度。
表I本发明中可用亮度的集合表I中可用亮度集合的主要特点是，在某一个亮度和下一个更高亮度之间，最多切断一个子域。例如，为产生亮度10，除了第7个子域之外，亮度9所用的全部子域此处都要用到。另一个例子是亮度11，此处再次使用了亮度10所用的全部子域。通过限制在产生下一更高亮度时切断的子域数量，可以抑制动态的错误轮廓，这是因为，在有运动的图像中，能出现的错误更少了。
除了限制被切断子域数量之外，表I中可用亮度集合还有另一个能减少运动假象的特点。这一另外的特点是除上述约束之外的选项和功能。这一特点是，将两个相邻亮度之间的差异约束在相邻子域中。因此，若两个亮度之间的差异涉及两个子域，则这些子域是相邻的。从时间上说，相邻子域被连续激发，即，在时间上有相当小的差别。这就使这些子域间的任何时间误差都会比较小，不至于引起运动假象。例如，亮度9和亮度10间的差别对于亮度9，第6个子域是关闭的，第7个子域是接通的，而对于亮度10，第6个子域是接通的，第7个子域是关闭的。如以上所述，表中的相邻子域标记的是按域中子域的顺序来说互相紧随的子域。
以下的表II显示了另一组可用亮度。
表II本发明中另一组可用的亮度在表II的集合中，放松了对下一个更高亮度要关闭的子域的限制。表II的可用亮度集的主要特性是，在一个亮度和下一个更高亮度之间最多可关闭两个子域。例如，为产生亮度15，使用了亮度14用到的所有子域(除第2和第3个子域之外)。还有，若在两个相邻两度之间有多个子域不同，则这些子域的位置是相邻的。放松该约束能在定义亮度时提供更大的自由度。这一更大的自由度能被用于生成更多数量的亮度。表II的例子能比表I的例子多提供两个亮度。另外，更大的自由度能使亮度的分布更好。
在按本发明的方法和装置的一个实例中，用一些附加的亮度来扩展表I的集合，该附加的亮度可以利用选定的子域加权生成。对于该附加亮度来说，并不约束它们与其它亮度之间的差别，它们能增加可用于显示一个图像的可用亮度。因此，扩展集合包含具有子域约束的表I中的原有集合和没有这类约束的附加集合。现在，在这一实例中，分析要显示的图像，并确定该图像是否涉及运动的显示，或是否涉及静止图像。一个简单的动作检测器可用于该目的，例如，其描述见于“Dynamic Gray-Scale Control to Reduce Motion PictureDisturbance of High-resolution PDP”，SID 1999，P166，作者I.Kawahara和K.Sekimoto。若检测到没有运动，则可用扩展集合中的可用亮度来显示图像中所期望的亮度。不过，若检测到出现了运动，则使用原始集合中的可用亮度，以减少由于运动可能出现的动态错误轮廓。可以使用一个更复杂的运动估算器来代替该运动检测器。本技术中已经有这类运动估算器，它能提供诸如该图像中有哪些物体在运动之类的细节，甚至能表明它们的运动速度。有关这一方面，可参阅”True motion estimation with 3-D recursive search block-matching”，作者G.de Haan，有关视频技术的电路和系统的IEEE学报，Vol.3，No 5，pp.368-388.1993年10月，以及“IC formotion-compensated de-interlacing，noise reduction and picturerate conversion”，作者G.de Haan，有关消费电子学的IEEE学报，Vol.45，pp.617-624.1999年8月。在使用一个运动估算器的本发明的实例中，为显示一个图像，需要区分属于一个运动物体的像素和属于不移动的背景的像素。显示移动物体的像素时，只使用原始集合中的亮度，而整个扩展集合中的亮度用于其余的像素。通过这种方式，可以利用相当多的亮度级别来显示不移动的部分，从而提高显示质量。只有移动部分使用降低数量的亮度级别显示，牺牲亮度级别数量换来的是动态错误轮廓的减少。
使用一个扩展亮度等级集合的实例还可以使用表II。考虑到对相邻亮度等级间子域变化的限制，一个扩展集合可以有不同类型的组合。在另一个实例中，扩展集合包含一个第一子集，其中的子域组合方式是，对于下一个更高的亮度等级，只允许最多一个子域被关闭(如表I所示)，并包含一个第二子集，其中对于下一个更高的亮度等级，允许最多两个子域被关闭(如表II所示)，还包含一个没有任何限制的第三子集。应指出，第一子集是第二子集的一个子集，第一和第二子集是第三子集的子集。一个给定的像素应该使用哪一种组合，即，应该从哪一个子集中挑选组合，是由该像素移动的速度决定的。若该像素是静止的，则使用第三子集，即可以使用所有的亮度等级。若该像素以相当低的速度运动，则使用第二子集，若像素以相当高的速度运动，则使用第一子集。以这种方式，可以很好地平衡可用亮度等级的减少与动态错误轮廓的减少之间的关系。
图2显示了表I和表II的亮度等级。这些表中的亮度等级数量比利用具有加权系数的二进制分布的8子域所能实现的亮度等级数量小。为了尽可能有效地使用可用亮度等级数量，特别是为了尽可能的显示一个图像的灰度色标，在感知尺度上来说，亮度的选择是均一的。这就是说，任意两个亮度等级间可以感觉到的亮度差异大致相同。对于低的亮度等级，即一个图像的黑暗部分，不同的亮度等级彼此靠近，而对于高的亮度等级，即一个图像的明亮部分，不同的亮度等级互相分开。考虑到人的感知，这是非常有利的，因为与高亮度区域相比，人在低亮度区域能够看出更少的亮度差别。
感知尺度的一个例子是由CIE(Commission Internationale deI’Eclairage)作为标准函数所采用的感知尺度。该函数L*定义为 其中L是照度Ln是白色参照物的照度
L*是所感觉到的照度，也称为亮度。
一个特别有利的亮度分布方法是将亮度等级放在一个所谓的gamma校准曲线上。摄像机生成的视频信号经过一个gamma滤波器。因此，要被显示的输入视频信号需要利用一个逆滤波器进行gamma校正。现在，一个CRT(阴极射线管)本身就具有这样的滤波器，这是因为，照度输出和视频信号电压输入之间的关系近似为一个gamma校准曲线。不过，对一个等离子体显示屏来说，照度输出和视频输入之间的关系为线性的。因此，用于在等离子体显示屏上显示一个图像的系统需要一个gamma校正滤波器(例如，可参看EP 884 717 A1中图1A的块102)。通过将一个所选亮度级别放在一个gamma校准曲线上，可以直接利用所定义的亮度级别实施gamma校准，避免了gamma校准的显步骤。gamma校准曲线由以下公式给出L＝xγ(2)其中L是输出照度x是亮度等级数r是2和3之间的一个恒定值。
r值一般选为2.3，不过，对于不同的应用和不同的图像区域，r值可以选不同的值。
在图2中，横坐标轴表示可用的亮度等级，纵坐标轴表示亮度。所作的标记表示特定级别的亮度。该图近似了gamma校准曲线。一个或多个子域加权系数的另一种选择将得出一个不同的图形。
对于上述实例，若使用表I，则显示一个像素可以有21种亮度等级，若使用表II，可以有23种亮度等级。为模拟利用更多数量的亮度等级来显示一个图像，可以使用一项被称为误差扩散的技术。误差扩散是按以下步骤进行的一系列过程在每个像素处，所期望的亮度等级都被平滑到最近的量化等级，该量化等级被输出。从所期望的亮度值中减去该量化值，可以计算出误差。通过将该误差的一小部分加给邻近的非量化像素，该误差被“扩散”。该误差的精确分布模式决定图像中得到的模式。误差扩散是一项熟知的技术，其描述见于，例如，R.W Floyd和L.Steinberg所作的“Adaptive algorithm forspatial grey scale”，SID Int.Sym.Dig.Tech.Paper，1975年，第36-37页。也可使用不同于误差扩散的其它技术来改善可感觉到的灰度等级数量。
上述实例包含一组21或23个不同的亮度等级以显示一个图像。本发明允许使用具有其它亮度等级数量的集合。这可通过定义其它的加权系数和其它的子域组合来实现。可以生成不同于表I和表II的亮度等级。或者，可以使用能工作在多于8个子域的模式的显示屏。下表显示了按照本发明，对于这样一个显示屏来说可用的等级数量。
表3具有10个子域的显示屏可用的亮度等级图3概述了按照本发明，一个图像处理单元最重要的部件。图像处理单元300有一个输入端302，用于接收要被处理以便显示的图像的像素。图像处理单元300具有存储装置304，用于存储显示该图像时可以使用的子域的组合。存储装置304可以有不同的部分，用于存储具有不同特性的子域组合。在图2的例子中，存储装置304具有第一部分306，用于存储运动情况下使用的子域组合，并具有一个第二部分308，用于存储其余的组合。以上已描述过这些具有不同特性的组合。图像处理单元300还具有选择装置310，用于从存储装置304中为一个给定的像素选择合适的子域组合，以便尽可能地按照期望亮度显示该像素。图像处理单元300还具有发送装置312，经一个输出口314向显示设备发送所选的子域组合。为控制各种部件的操作，图像处理单元300具有一个控制单元316。可以按一种已知的计算机结构，将图像处理单元300实现为一个处理器和一个存储器。随后，将各单元实现为软件模块，以执行所要求的功能。
图像处理单元300还可以(可选择地)具有运动装置318，用于检测要显示图像中的运动。选择装置310可以根据像素是否运动，或者甚至根据像素的运动速度为一个具体的像素挑选子域组合。运动装置318可以是一个简单的运动检测器，它比较两个连续的图像，若两个图像的差别足够大，则确定存在运动。或者，运动装置318可以是一个运动估算器，能够在两个连续图像之间检测移动物体及其速度。在后一种情况下，如以上所述，只有移动物体的像素是用减少数量的亮度等级显示的。
图4显示了按照本发明，一个图像显示装置的最重要的元件。该图像显示装置400具有一个接收装置402，用于接收一个代表要显示图像的信号。该信号可以是一个经天线或电缆接收的广播信号，也可以是从类似于一个VCR(视频磁带记录机)的存储设备接收的信号。该图像显示装置可以一个传统的电视接收机来实现。该信号还可由一个计算机生成，例如一个个人电脑，并且，该图像显示装置可以是该电脑的一个显示器。图像显示装置400还有一个用于处理该图像的图像处理单元404，及一个用于显示所处理图像的显示装置406。显示装置406是按子域驱动的。按照结合图3所描述的那样实现图像处理单元。
以上已结合由像素组成的图像描述了本发明，该图像中的每一个像素都有一个给定的亮度等级。本发明可用于黑白图像及彩色图象。在彩色图像中，一个像素对所使用的每一种颜色都有一个单独的亮度等级。因此，可以独立地为每种颜色执行按照本发明的子域组合的选择。
应指出，上述实例只起举例说明的作用，并不限定本发明，本技术专业人员可以不脱离附加权利要求的范围，设计一些其它实例。在权利要求中，括号内的任何参考符号并不限定本发明。“包含”一词并不排除出现权利要求之外的部件和步骤的可能性。一个元件前的“一个”一词并不排除出现多个此类元件的可能性。本发明可通过包含若干分立元件的硬件实现，并可通过适当编程的计算机实现。在列举了若干元件的单元权利要求中，这些元件中的若干个可以实现为同一个硬件。
权利要求
1.一种方法，用于在多个被称为子域的时间期间内，在一个显示设备上显示一个图像，其中，该显示设备能够在每个子域内生成一个相应的亮度等级，该方法包含以下步骤生成一个子域组合的集合，该集合中的每个元素都代表一个相应的可用亮度级别，根据图像像素的亮度值，从该集合中为相应的像素挑选具体的子域组合，并向显示设备发送为这些像素中的每一个像素挑选的子域组合的表达式，以显示该特定的像素，其特征在于，在生成该集合时，限制代表第一可用亮度的第一个组合和代表下一个可用亮度的第二个组合间子域的差别，该限制包括，例如，在第一个组合中接通的子域当中，只有有限数量的子域在第二个组合中是不接通的。
2.权利要求1中所描述的方法，其中的限制包括，在第一个组合中接通的子域当中，只有两个子域可以在第二个组合中不接通。
3.权利要求1中所描述的方法，其中的限制包括，在第一个组合中接通的子域当中，只有一个子域可以在第二个组合中不接通。
4.权利要求1中所描述的方法，其中一个第一子域在第一个组合中是接通的，并且在第二个组合中是不接通的，而一个第二子域在第一个组合中是不接通的，并且在第二个组合中是接通的，并且，其中该第一子域和该第二子域在时间上是相邻的。
5.权利要求1中所描述的方法，其中在一个感觉尺度上，可用亮度等级是大体均一地分布的。
6.权利要求5中所描述的方法，其中的感觉尺度大体是按函数L＝xγ定义的，其中L是感觉到的照度x是该集合中可用的亮度等级数r是2和3之间的一个恒定值。
7.权利要求1中所描述的方法，其中，生成一组补充子域组合，以增加可用亮度等级数量，该补充集合没有关于组合间变化的限制，原始集合和补充集合一起构成总的可用亮度集合，其中，在一个图像及其前面的图像之间，确定该图像中的一个物体或区域是否有运动，并且，其中，若出现运动，则从原始集合中选择特定的子域组合，并从总的集合中为图像中不属于运动物体的像素挑选特定的子域组合。
8.权利要求1中所描述的方法，其中，生成一组补充子域组合，以增加可用亮度等级数量，该补充集合没有关于组合间变化的限制，原始集合和补充集合一起构成总的可用亮度集合，其中，在一个图像及其前面的图像之间，确定该图像中的一个物体或区域是否有运动，并且，其中，若出现运动，则从原始集合中选择特定的子域组合，并从总的集合中为图像中不属于运动物体的像素挑选特定的子域组合。
9.一个图像处理单元(300)，用于在多个被称为子域的时间期间内，在一个显示设备(406)上显示一个图像，其中，该显示设备能够在每个子域内生成一个相应的亮度等级，该图像处理单元(300)包括存储装置(304)，用于存储一组子域组合，该组中每个元素都对应一个相应的可用亮度级别，选择装置(310)，根据该图像的一个特定像素的亮度值，从该组子域组合中选择一个特定的子域组合，和发送装置(312)，向显示设备(406)发送所选子域组合的表达式，以显示该特定像素，该设备的特征在于，在生成该集合时，限制代表第一可用亮度的第一个组合和代表下一个可用亮度的第二个组合间的子域的差别，该限制包括，在第一个组合中接通的子域当中，只有有限数量的子域在第二个组合中是不接通的。
10.权利要求9中所描述的图像处理单元(300)，其中，在该组亮度等级中，一个第一子域在第一个组合中是接通的，并且在第二个组合中是不接通的，而一个第二子域在第一个组合中是不接通的，并且在第二个组合中是接通的，并且，其中第一子域与第二子域在时间上是相邻的。
11.权利要求9中所描述的图像处理单元(300)，其中，可用亮度等级大体均一地分布在一个感觉尺度上。
12.一个用于显示一个图像的图像显示设备(400)，包括接收装置(402)，用于接收一个代表该图像的信号，一个权利要求9，10，11中所描述的图像处理单元(404.300)，和一个显示设备(406)，用于显示该图像。
全文摘要
一个用于处理一个图像的图像处理单元(300)，该图像要在多个子域内在一个等离子体显示屏(406)上显示，该图像处理单元(300)具有存储装置(304)，用于存储可用的作为亮度等级的子域组合集合，并包含选择装置(310)，用于从存储装置中为一个要显示的像素选择一个特定的组合。按照本发明，限制代表第一可用亮度的第一个组合和代表下一个更高亮度的第二个组合间的子域的差别，该限制包括，在第一个组合中接通的子域当中，只有有限数量的子域在第二个组合中是不接通的。
文档编号G09G3/28GK1615502SQ02801216
公开日2005年5月11日 申请日期2002年1月16日 优先权日2001年2月23日
发明者J·J·L·霍彭布劳沃斯 申请人:皇家菲利浦电子有限公司
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