通過組合誤差擴散與另一抖動處理視頻數據的方法和設備技術

為了改善灰度級表現，使用幾種抖動方法：基于光電元件的抖動、多掩碼抖動或誤差擴散。它們中的每一個都具有特定缺點。它們的簡單組合不會帶來期望的優點。然而，例如，如果通過開關（８）將多掩碼抖動（４’）的結果用于控制誤差擴散（２），則可以得到改善。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種用于處理在具有對應于圖像的像素的多個發光元件的顯示設備上顯示的視頻數據的方法，其中將視頻幀或場的時間劃分成多個子場，在子場期間可以激活發光元件以便在對應于n位的子場碼字的小脈沖中發光，該子場碼字用于編碼使像素發光的p個可能的視頻電平，該方法包括步驟執行基于光電元件(cell)的抖動、基于像素的抖動或多掩碼抖動以減少量化誤差，所述抖動為每個像素或光電元件輸出抖動值“1”或“0”，光電元件是像素的發光元件；以及對每個像素或光電元件執行誤差擴散以減少量化誤差。此外，本專利技術還涉及一種用于處理視頻數據的對應設備。
技術介紹
PDP使用只能是“開”或“關”的、放電光電元件的矩陣陣列。同時，不像其中通過發光的模擬控制來表示灰度級(grey level)的CRT或LCD，PDP通過調制每幀的光脈沖(維持脈沖)數量來控制灰度級。將由眼睛在對應于眼睛時間響應(eye time response)的時間段內合成該時間調制。由于視頻幅度由以給定頻率發生的光脈沖的數量來描述，所以更大的幅度意味著更多的光脈沖，并且，從而意味著更多的“開”時間。由于這個原因，這種類型的調制又被稱為PWM，脈寬調制(pulse width modulation)。這種PWM要對PDP圖像質量問題之一負責尤其在圖像的較暗區域中差的灰度級表現(grey scale portrayal)質量。這是由于這樣的事實，顯示的亮度與脈沖的數量成線性關系，但眼睛對噪聲的響應和敏感度卻不是線性的。眼睛在較暗區域中比在較亮區域中更敏感。這意味著即使當前的PDP可以顯示ca.256離散灰度，在較暗區域中量化誤差也將是非常明顯的。為了達到更好的灰度級表現，在內部數據處理中，在舍位(truncate)最終視頻灰度級幅度分辨率之前，將抖動信號加到經處理的視頻信號。抖動是技術文獻中的公知技術，用于減少由于所顯示的分辨率位數減少而產生的量化噪聲的影響。通過在中間人為加入級別，抖動改善了灰度級表現，但也加入了高頻率低幅度的抖動噪聲，觀察者只有在近的觀察距離才能察覺該抖動噪聲。主要有兩種用于PDP的抖動-基于光電元件的抖動(EP1269457)及其改進版本多掩碼抖動(EP1262947)，其改善了灰度級表現，但是添加了高頻率低幅度的抖動模式(例如，交錯模式(checker pattern))。兩個文檔的內容援引于此以供參考。抖動的這個概念是基于眼睛的空間和時間合成功能。換句話說，位于值1和2之間的電平可以通過簡單地在空間和時間上混合這些值來顯示。然而，不可能給這種方法提供多于3個額外的位而不引入干擾的低頻率閃爍。這個概念的主要優點在于，這種方法引入的不自然的抖動模式在正常的觀察距離難以看出。此外，這種方法不依賴于圖像內容。-誤差擴散它改善了灰度級表現并且不產生抖動模式。該方法是基于小數部分對相鄰光電元件的分布。但它加入了主要在較暗區域中的噪聲(對于沒有時間噪聲的靜態圖像變得更加明顯)。理論上，可以給這種方法提供更多位，但在一定的限制之后，難以看出增益，相反增加了噪聲。最后，可以說這種方法具有即使在正常的觀察距離也加入可見的噪聲的缺點，但其對于運動圖像更加自然。此外，該方法依賴于圖像內容。下面將詳細指出抖動的必要性。如之前提到的，等離子體使用PWM(脈寬調制)來產生不同的灰度陰影(shade of grey)。和亮度與所施加的陰極電壓成近似二次關系的CRT不同，亮度與放電脈沖的數量成線性關系。因此，需要在PWM之前應用近似數字二次反伽馬函數(degamma function)。由于這個反伽馬函數，對較小的視頻電平，許多輸入電平被映射到相同的輸出電平。換句話說，對較暗區域，量化位的輸出數量小于輸入數量，特別地，小于16的值(當視頻輸入以8位工作時)全部被映射為值0(這對應于視頻實際無法接受的4位分辨率)。實際上，在2.2的伽馬值(標準視頻)的情況下，對應于11的輸入視頻電平的輸出值為Out=255×(11255)2.2.]]>然而，像PDP這樣的8位顯示器將不能夠提供小數部分。因此，如果沒有別的特殊方法的話，低輸入電平全部被映射為0等。然而，如之前所述，抖動是用于避免丟失要舍位的幅度分辨率位的公知技術。只有分辨率在舍位前是可用的時，它才有效，這是當前的情況(如果更多位用于反伽馬)。抖動原則上可以恢復與由舍位所丟失的同樣多的位。然而，利用抖動位的數量，抖動噪聲頻率降低，并且因此，變得更容易覺察。1位的抖動對應于將可用的輸出電平數量乘以2，2位的抖動乘以4，而3位的抖動將輸出電平數量乘以8。因為255×(1255)2.2=0.00129]]>且0.00129×210≥1，所以強制提供第一輸入視頻電平(1)的所需小數位的數量為10位?；诠怆娫亩秳犹砑恿藶槊姘宓拿總€光電元件而不是為該面板的每個像素(3個光電元件)定義的抖動模式。面板像素由三個光電元件組成紅、綠和藍。這具有的優點是提供更細微的抖動噪聲，從而觀察者更不易覺察。該區別可以從圖1中直接看出。多掩碼抖動表示基于光電元件的抖動的改進版本，其根據要提供的小數部分而使用不同種類的抖動函數。例如，對于能夠提供值x的8個不同小數部分的3位抖動，將如下使用8個不同的掩碼(mask)(比較EP 1 262 947)在x.000和x.125之間的輸入→掩碼0(全0掩碼)在x.125和x.250之間的輸入→掩碼1在x.250和x.375之間的輸入→掩碼2在x.375和x.500之間的輸入→掩碼3在x.500和x.625之間的輸入→掩碼4在x.625和x.750之間的輸入→掩碼5在x.750和x.875之間的輸入→掩碼6在x.875和1之間的輸入→掩碼7在下面的表格中給出了一些掩碼的例子，其中每個幀或掩碼覆蓋4×4＝16光電元件。掩碼1是為1/8電平定義的掩碼，掩碼2是為1/4電平定義的掩碼，掩碼3是為3/8電平定義的掩碼，掩碼4是為1/2電平定義的掩碼，掩碼5是為5/8電平定義的掩碼，掩碼6是為3/4電平定義的掩碼，掩碼7是為7/8電平定義的掩碼。 選擇這些模式以便減少噪聲靜態模式的大小、行閃爍以及由不同抖動模式之間的不對稱而引入的噪聲。該解決方案的主要優點是掩碼是固定的，并且不依賴于圖像的視頻內容。然而，只能提供3位，其對應于最小輸入值8(丟失了0和8之間的所有值，這可以從反伽馬函數的上述等式中推斷出來)。與抖動不同，誤差擴散是一種例如通過保留信號值的整數部分來量化當前像素信號且隨后將量化誤差(小數部分)傳送到未來像素上的鄰域運算(neighbourhood operation)。Floyd和Steinberg(“An adaptive algorithm forspatial greyscale”in Proc.Soc.Information Display，1976，vol 17，no.2，pp.75-78)通過調節和舍入像素信號(即，輸入像素x[n])來定義輸出像素y[n]，從而y[n]＝int(x[n]+xe[n])，其中xe[n]是在之前的迭代期間累積的擴散后的誤差(小數部分)，如Xe[n]=Σi=1Mbi&Cente本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種用于處理在具有多個對應于圖像的像素的發光元件的顯示設備（７）上顯示的視頻數據的方法，其中將視頻幀或場的時間劃分成多個子場，在子場期間激活發光元件，以便在對應于ｎ位的子場碼字的小脈沖中發光，該子場碼字用于編碼使像素發光的ｐ個可能的視頻電平，該方法包括步驟：執行基于光電元件的抖動、基于像素的抖動或多掩碼抖動（４’）以減少量化誤差，所述抖動為每個像素或光電元件輸出抖動值“１”或“０”，光電元件是像素的發光元件；以及　對每個像素或光電元件執行誤差擴散（２）以減少量 化誤差；特征在于：在誤差擴散期間，如果抖動值等于“１”，則將像素或光電元件的誤差擴散（２）加到所述像素或光電元件的值上。

【技術特征摘要】
EP 2004-7-23 04291878.9;EP 2004-10-1 04023434.61.一種用于處理在具有多個對應于圖像的像素的發光元件的顯示設備(7)上顯示的視頻數據的方法，其中將視頻幀或場的時間劃分成多個子場，在子場期間激活發光元件，以便在對應于n位的子場碼字的小脈沖中發光，該子場碼字用于編碼使像素發光的p個可能的視頻電平，該方法包括步驟執行基于光電元件的抖動、基于像素的抖動或多掩碼抖動(4’)以減少量化誤差，所述抖動為每個像素或光電元件輸出抖動值“1”或“0”，光電元件是像素的發光元件；以及對每個像素或光電元件執行誤差擴散(2)以減少量化誤差；特征在于在誤差擴散期間，如果抖動值等于“1”，則將像素或光電元件的誤差擴散(2)加到所述像素或光電元件的值上。2.如權利要求1所述的方法，其中，以多于n位處理碼字，使得形成處于所提供的碼字的值之間的值，并且將誤差擴散(2)應用于這些值中的每一個的所有位。3.如權利要求2所述的方法，其中，小數部分的最高...

【專利技術屬性】
技術研發人員：塞巴斯蒂恩韋特布魯赫，錫德里克蒂博爾特，科雷亞卡洛斯，
申請(專利權)人：湯姆森特許公司，
類型：發明
國別省市：FR[法國]