Устройство и способ обработки сигнала изображения, устройство воспроизведения изображения, телевизионный приемник, электронное устройство
Изобретение относится к устройствам обработки сигнала изображения. Техническим результатом является устранение краевого пятна без снижения яркости перемещающегося объекта и появления мерцания. Результат достигается тем, что устройство для обработки сигнала изображения: содержит блок (111) для определения основного уровня перемещения, регистрирующий уровень перемещения видеоизображения; тайминг-контроллер (110) для деления одного кадрового периода на периоды, содержащие по меньшей мере один период подкадра А и по меньшей мере один период подкадра В; блок (107) для генерации сигнала изображения подкадра А, выполняющий сглаживание сигналов изображения, подаваемых на пиксели, в течение периода подкадра А в соответствии с уровнем перемещения видеоизображения; блок (108) для генерации сигнала изображения подкадра В, выполняющий акцентирование сигналов изображения, подаваемых на пиксели, в течение периода подкадра В в соответствии с уровнем перемещения видеоизображения; и блок (112) для определения приложенного уровня перемещения, определяющий на основании уровня перемещения видеоизображения текущего кадра и уровня перемещения видеоизображения предыдущего кадра приложенный уровень перемещения, приложенный к блоку (107) для генерации сигнала изображения подкадра А и/или блоку (108) для генерации сигнала изображения подкадра В. 7 н. и 13 з.п ф-лы, 18 ил.
Область техники
Изобретение относится к устройству для обработки сигнала изображения, улучшающему качество перемещающегося изображения устройства для воспроизведения изображения, основанного на дисплее, выполняющем воспроизведение в режиме приостановки, например жидкокристаллическом дисплее.
Уровень техники
Недостатком устройства для воспроизведения изображения, основанного на дисплее, выполняющем воспроизведение в режиме приостановки, например жидкокристаллическом дисплее, является ухудшение качества перемещающегося изображения (т.е. возникновение краевого пятна).
Ниже описано ухудшение качества перемещающегося изображения (краевое пятно) в известном устройстве на примере случая, проиллюстрированного на фиг.2. Область, соответствующая сигналам изображения с уровнем яркости 75%, горизонтально перемещается на фоне, соответствующем сигналам изображения с уровнем яркости 25%.
На фиг.13 показано распределение уровней яркости входных сигналов изображения, подаваемых на пиксели в одной горизонтальной строке одного экранного изображения, соответствующего входными сигналами изображения, подаваемым в одном кадре, в случае воспроизведения изображения, проиллюстрированного на фиг.2.
На фиг.14 показан временный переход распределения яркостей воспроизведения в случае горизонтального перемещения указанной области на экране известного дисплея, выполняющего воспроизведение в режиме приостановки. В целом смотрящий на экран следит глазами за объектом, перемещающимся горизонтально на экране. Соответственно смотрящему заметна в виде визуального уровня яркости общая величина, полученная интегрированием уровней яркостей воспроизведения в направлении, указанном стрелками.
Общая величина, различаемая смотрящим в виде визуального уровня яркости, является средним значением суммирования в направлении, указанном стрелками, соответствующих уровней яркости временных периодов, причем это среднее значение получено для случая перемещения объекта (т.е. области с уровнем яркости 75%) со скоростью 8 пикселей за один кадр. Как показано на графике, приведенном на фиг.14, распределение уровней яркости таково, что заштрихованные области с уровнем яркости 75% соединены наклонными отрезками вблизи их границ с областями с уровнем яркости 25%. Смотрящий различает в виде пятен 1) область в горизонтальном диапазоне между крайним правым отрезком и отрезком, смежным с ним, и 2) область в горизонтальном диапазоне между крайним левым отрезком и отрезком, смежным с ним. Это приводит к ухудшению качества перемещающегося изображения дисплея, выполняющего воспроизведение изображения в режиме приостановки.
К наиболее простым способам устранения краевого пятна относится способ, согласно которому минимальный уровень яркости (т.е. черный цвет) является частью одного кадрового периода. Однако, согласно этому способу, в течение каждого кадрового периода воспроизводят яркое и темное экранные изображения, что вызывает мерцание. Каждому кадровому периоду также соответствует период воспроизведения минимального уровня яркости в случае максимального уровня входного сигнала изображения. Это приводит к появлению еще одного недостатка, связанного с уменьшением уровня яркости.
Ниже описан случай, в котором, как показано на фиг.4, ширина области с уровнем яркости 75% меньше перемещающегося расстояния, на которое перемещается эта область в течение одного кадрового периода на фоне с уровнем яркости 25%.
На фиг.15 показано распределение уровней яркости входных сигналов изображения, поданных на пиксели в одной горизонтальной строке одного экранного изображения, соответствующего входным сигналам изображения, поданным в течение одного кадрового периода в случае воспроизведения изображения, показанного на фиг.4. На фиг.16 показан временный переход распределения яркостей воспроизведения в случае горизонтального перемещения указанной области на экране известного дисплея, выполняющего воспроизведение в режиме приостановки.
Общая величина, различаемая смотрящим в виде визуального уровня яркости, является средним значением суммирования в направлении, указанном стрелками, соответствующих уровней яркости временных периодов, причем это среднее значение получено для случая перемещения объекта (т.е. области с уровнем яркости 75%) со скоростью 8 пикселей за один кадр.
Как показано на фиг.17, большое краевое пятно не возникает, в отличие от случая, указанного выше. С другой стороны, уровень яркости горизонтально перемещающегося объекта значительно уменьшен в сравнении с нормальным уровнем, равным 75%, до 44%. Другими словами, объект выглядит значительно темнее, чем в нормальном случае. Это также приводит к ухудшению качества перемещающегося изображения.
Напротив, в случае фона с высоким уровнем яркости и объекта с низким уровнем яркости возникает еще одно явление, связанное с тем, что объект выглядит ярче по сходным причинам. Это также приводит к ухудшению качества перемещающегося изображения.
В патенте Японии №3295437 (дата выдачи 24.06.2002) раскрыт способ уменьшения краевого пятна без появления мерцания. Согласно этому способу, проиллюстрированному на фиг.17, виртуальное кадровое изображение генерируют и оценивают с временным размещением между двумя смежными кадрами. Таким образом, этот способ позволяет уменьшить краевое пятно с ограничением ухудшения качества перемещающегося изображения.
Однако этот способ не позволяет абсолютно точно оценивать сигналы изображения, временно размещаемые между двумя смежными кадрами. Таким образом, вследствие неточной оценки может возникать ошибка.
На фиг.18(а) показан пример распределения уровней яркости входных сигналов изображения кадра с номером N-1, а на фиг.18(b) показан пример распределения уровней яркости входных сигналов изображения кадра с номером N для случая одной горизонтальной строки на экране, по которому, как показано на фиг.2, объект с уровнем яркости 75% горизонтально перемещается на фоне с уровнем яркости 25%. В случае если виртуальный кадр, временно размещаемый между кадром с номером N-1 и кадром с номером N, может быть сгенерирован путем точной оценки, уровень яркости соответствует уровню яркости, показанному на фиг.18(с), причем область с уровнем яркости 75% расположена посередине между кадром с номером N-1 и кадром с номером N. Однако существуют трудности, связанные с абсолютно точной оценкой сигналов изображения, временно размещаемых между двумя смежными кадрами. Таким образом, вследствие неточной оценки может возникать ошибка. На фиг.18(d) показан пример виртуального кадра, содержащего такую ошибку. Как указано стрелкой, пиксель с уровнем яркости 25% расположен в месте, в котором уровень яркости обычно равен 75%.
С другой стороны, в публикации патентной заявки США №20060227249 (дата публикации 12.10.2006) раскрыт способ, согласно которому повторно воспроизводят изображение с удаленной высокой пространственной частотой и изображение с акцентированной высокой пространственной частотой с предотвращением пятна при перемещении изображения. Однако, согласно публикации патентной заявки США №20060227249, оба изображения генерируют на основании одного и того же входного изображения. Вследствие этого возникает отклонение соотношения между пространственным временем и центроидой яркости относительно смотрящего, который следит за перемещением объекта на экране. В связи с этим надлежащее поддержание распределения интегрированных величин яркостей, наблюдаемых на переднем краю и заднем краю воспроизводимого объекта, является невозможным. Кроме того, ввиду удаления положительных значений компонента высокой пространственной частоты акцентированный кадр всегда имеет высокую яркость, что приводит к появлению мерцания на всем экране.
Недостатки, присущие техническим решениям по патенту Японии №3295437 и публикации патентной заявки США №20060227249, могут быть устранены посредством способа, раскрытого в международной публикации WO 2007/052441 (дата международной публикации 10.05.2007), авторами которой являются авторы настоящего изобретения.
Согласно международной публикации WO 2007/052441 один кадровый период разделяют на подкадровый период А и подкадровый период В, а размывание и акцентирование выполняют в течение подкадровых периодов А и В соответственно. Таким образом, этот способ позволяет улучшить качество перемещающегося изображения с устранением недостатка, присущего техническому решению по патенту Японии №3295437.
Кроме того, в международной публикации WO 2007/052441 раскрыт способ, согласно которому генерируют размытый кадр и используют среднее значение между последним кадром и предыдущим кадром. Таким образом, согласно международной публикации WO 2007/052441 можно обеспечивать надлежащее соотношение между пространственным временем и центроидой яркости для смотрящего, который следит за перемещением объекта на экране. При этом можно поддерживать надлежащее распределение интегрированных яркостей, наблюдаемых на переднем краю и заднем краю воспроизводимого объекта. Кроме того, согласно международной публикации WO 2007/052441 яркость в широком диапазоне размытого кадра совпадает с яркостью в широком диапазоне акцентирующего кадра с исключением мерцания на всем экране.
Кроме международной публикации WO 2007/052441 способы ограничения мерцания раскрыты также в публикации японской патентной заявки №2002-351382 А, Токукай (дата публикации 06.12.2002), публикации японской патентной заявки №2006-184896 А, Токукай (дата публикации 13.07.2006) и публикации японской патентной заявки №2007-304204 А, Токукай (дата публикации 22.11.2007).
Патентная литература
Патентный документ 1
Патент Японии №3295437 (дата выдачи 24.06.2002)
Патентный документ 2
Публикация патентной заявки США №20060227249 (дата публикации 12.10.2006)
Патентный документ 3
Международная публикация WO 2007/052441 (дата международной публикации 10.05.2007)
Патентный документ 4
Публикация японской патентной заявки №2002-351382 А, Токукай (дата публикации 06.12.2002)
Патентный документ 5
Публикация японской патентной заявки №2006-184896 А, Токукай (дата публикации 13.07.2006)
Патентный документ 6
Публикация японской патентной заявки №2007-304204 А, Токукай (дата публикации 22.11.2007).
Раскрытие изобретения
Задача изобретения
Тем не менее, способы, раскрытые в международной публикации WO 2007/052441, японской публикации №2002-351382 А, японской публикации №2006-184896 А и японской публикации №2007-304204 А и ограничивающие мерцание, имеют следующий недостаток.
В случае акцентирования уровень входного сигнала изображения, поданного от внешнего источника и не подвергнутого акцентированию, близок к минимальному или максимальному уровню сигнала воспроизводимого изображения. При этом акцентирование не может быть выполнено в достаточной степени, поскольку невозможно дополнительно акцентировать входной сигнал изображения, поданный от внешнего источника. Таким образом, интегрированная по времени яркость является недостаточной или чрезмерной в сравнении с надлежащей яркостью. Смотрящему заметна ненадлежащая яркость. Вследствие этого качество перемещающегося изображения ухудшается.
Таким образом, ни один из известных способов не позволяет в достаточной степени улучшить качество перемещающегося изображения.
Настоящее изобретение направлено на устранение указанного недостатка. Задачей настоящего изобретения является создание устройства для обработки сигнала изображения, позволяющего в достаточной степени улучшить качество перемещающегося изображения устройства для воспроизведения изображения, основанного на дисплее, выполняющем воспроизведение в режиме приостановки, например жидкокристаллическом дисплее.
Решение указанной задачи
Для решения указанной задачи предложено устройство для обработки сигнала изображения, расположенное в устройстве для воспроизведения изображения, выполненном с возможностью воспроизведения изображения на основе сигналов изображения, подаваемых на соответствующие пиксели, для каждого периода, соответствующего сигналам изображения для одного экрана, содержащее блок регистратора уровня перемещения, регистрирующий первый уровень перемещения видеоизображения, соответствующий текущему кадровому периоду, путем сравнения сигналов изображения, соответствующих текущему кадровому периоду с сигналами изображения, соответствующими предыдущему кадровому периоду, за которым следует текущий кадровый период; блок деления, делящий один кадровый период на периоды, содержащие по меньшей мере один период подкадра А и по меньшей мере один период подкадра В; первый блок для обработки изображения, выполняющий сглаживание в течение по меньшей мере одного периода подкадра А в соответствии со вторым уровнем перемещения относительно входных сигналов изображения, подаваемых на соответствующие пиксели; второй блок для обработки изображения, выполняющий акцентирование в течение по меньшей мере одного периода подкадра В в соответствии со вторым уровнем перемещения относительно входных сигналов изображения, подаваемых на соответствующие пиксели; и блок для определения уровня перемещения, определяющий второй уровень перемещения на основании первого уровня перемещения видеоизображения, соответствующего текущему кадровому периоду, и предыдущего уровня перемещения видеоизображения, соответствующего предыдущему кадровому периоду.
Согласно этой конфигурации устройство для обработки сигнала изображения содержит блок деления, делящий один кадровый период на периоды, содержащие по меньшей мере один период подкадра А и по меньшей мере один период подкадра В; первый блок для обработки изображения, выполняющий сглаживание в течение по меньшей мере одного периода подкадра А в соответствии со вторым уровнем перемещения относительно входных сигналов изображения, подаваемых на соответствующие пиксели; и второй блок для обработки изображения, выполняющий акцентирование в течение по меньшей мере одного периода подкадра В в соответствии со вторым уровнем перемещения относительно входных сигналов изображения, подаваемых на соответствующие пиксели. Благодаря этому можно выполнять сглаживание в течение одного подкадрового периода в соответствии со вторым уровнем перемещения с уменьшением разницы между соответствующими уровнями сигнала изображения целевого пикселя и периферийного пикселя. Кроме того, благодаря этому можно выполнять акцентирование в течение одного подкадрового периода в соответствии со вторым уровнем перемещения с увеличением разницы между соответствующими уровнями сигнала изображения целевого пикселя и периферийного пикселя.
Кроме того, предлагаемое устройство для обработки сигнала изображения содержит блок для определения уровня перемещения, определяющий второй уровень перемещения, подаваемый на первый блок для обработки изображения и/или второй блок для обработки изображения, на основании первого уровня перемещения, регистрируемого регистратором уровня перемещения, видеоизображения, соответствующего текущему кадровому периоду, и предыдущего уровня перемещения, регистрируемого регистратором уровня перемещения, видеоизображения, соответствующего предыдущему кадровому периоду. Таким образом, сглаживание и акцентирование всегда выполняют в последовательных кадрах. Благодаря этому можно предотвращать мерцание, которое может иметь место в случае циклического появления кадрового периода, не подвергаемого ни акцентированию, ни сглаживанию, как, например, в случае циклического воспроизведения неподвижных изображений нескольких кадров наподобие замедленного повтора.
Таким образом, указанная выше конфигурация позволяет в достаточной степени улучшить качество перемещающегося изображения.
Предлагаемое устройство для обработки сигнала изображения может дополнительно содержать фиксирующий блок, фиксирующий второй уровень перемещения, определенный блоком для определения уровня перемещения, причем блок для определения уровня перемещения определяет с использованием второго уровня перемещения, зафиксированного фиксирующим блоком, в качестве предыдущего уровня перемещения второй уровень перемещения, подаваемый на первый блок для обработки изображения и/или второй для блок обработки изображения.
Согласно этой конфигурации предлагаемое устройство для обработки сигнала изображения дополнительно содержит фиксирующий блок. Благодаря этому можно сравнивать уровни перемещения и осуществлять подачу второго уровня перемещения.
В предлагаемом устройстве для обработки сигнала изображения первый блок для обработки изображения и второй блок для обработки изображения могут осуществлять сглаживание и акцентирование с соответствующими интенсивностями, зависящими от второго уровня перемещения, определенного блоком для определения уровня перемещения.
Более конкретно, выполняют следующие операции.
Если Mc<Mh, блок для определения уровня перемещения подает на первый блок для обработки изображения и второй блок для обработки изображения в качестве второго уровня перемещения простое или взвешенное среднее значение величин Мс и Mh, где Mc - первый уровень перемещения, а Mh - второй уровень перемещения, зафиксированный фиксирующим блоком.
Далее, если Mc≥Mh, блок для определения уровня перемещения подает Мс на первый блок для обработки изображения и второй блок для обработки изображения в качестве второго уровня перемещения, где Mc - первый уровень перемещения, a Мh - второй уровень перемещения, зафиксированный фиксирующим блоком.
Таким образом, блок для определения уровня перемещения определяет второй уровень перемещения в соответствии с первым уровнем Мс перемещения и вторым уровнем Mh перемещения. Благодаря этому первый блок для обработки изображения и второй блок для обработки изображения надлежащим образом осуществляют сглаживание и акцентирование в соответствующих кадрах. Это позволяет дополнительно ограничить мерцание.
В случае если уровень входного сигнала изображения близок к максимальному или минимальному уровню сигнала изображения, уровень входного сигнала изображения не может быть больше максимального уровня сигнала изображения и не может быть меньше минимального уровня сигнала изображения, даже если акцентирование выполнено в соответствии с входным сигналом изображения. Таким образом, акцентирование не может быть выполнено, а качество перемещающегося изображения не может быть улучшено. Ввиду этого недостатка предложено устройство для обработки сигнала изображения, позволяющее в достаточной степени выполнять акцентирование.
Более конкретно, предложено устройство для обработки сигнала изображения, расположенное в устройстве для воспроизведения изображения, выполненном с возможностью воспроизведения изображения на основе сигналов изображения, подаваемых на соответствующие пиксели, для каждого кадрового периода, соответствующего сигналам изображения для одного экрана, содержащее: блок деления, делящий один кадровый период на периоды, содержащие по меньшей мере один период подкадра А и по меньшей мере один период подкадра В; первый блок для обработки изображения, выполняющий сглаживание в течение по меньшей мере одного периода подкадра А относительно входных сигналов изображения, подаваемых на соответствующие пиксели; и второй блок для обработки изображения, выполняющий акцентирование в течение по меньшей мере одного периода подкадра В относительно входных сигналов изображения, подаваемых на соответствующие пиксели; причем первый блок для обработки изображения осуществляет сглаживание с использованием промежуточной ширины, установленной таким образом, что уровень каждого из входных сигналов изображения, подвергаемых сглаживанию, уменьшается при приближении к максимальному или минимальному уровню сигналов изображения, воспроизводимому устройством для воспроизведения изображения.
Согласно этой конфигурации первый блок для обработки изображения осуществляет сглаживание с использованием промежуточной ширины, установленной таким образом, что уровень каждого из входных сигналов изображения, подвергаемых сглаживанию, уменьшается при приближении к максимальному или минимальному уровню сигналов изображения, воспроизводимому устройством для воспроизведения изображения. Благодаря этому можно обеспечить надлежащую яркость даже в случае невозможности достаточного акцентирования сигнала изображения посредством второго блока для обработки изображения ввиду чрезмерно большого или малого уровня сигнала изображения.
Таким образом, указанная выше конфигурация позволяет в достаточной степени улучшить качество перемещающегося изображения.
Предлагаемое устройство для обработки сигнала изображения может дополнительно содержать блок регистратора температуры, регистрирующий температуру в устройстве для обработки сигнала изображения, причем первый блок для обработки изображения осуществляет сглаживание с использованием промежуточной ширины, установленной таким образом, что уровень каждого из входных сигналов изображения, подвергаемых сглаживанию, уменьшается, в случае если температура, регистрируемая блоком регистратора температуры, меньше заранее заданной температуры.
Благодаря этому можно осуществлять надлежащим образом сглаживание и акцентирование, даже в случае если в качестве устройства для воспроизведения изображения, содержащего устройство для обработки сигнала изображения, использован жидкокристаллический дисплей, скорость ответа которого уменьшается при уменьшении температуры. В результате этого может быть улучшено качество перемещающегося изображения.
Технический результат
Как описано выше, предложено устройство для обработки сигнала изображения, расположенное в устройстве для воспроизведения изображения, выполненном с возможностью воспроизведения изображения на основе сигналов изображения, подаваемых на соответствующие пиксели, для каждого кадрового периода, соответствующего сигналам изображения для одного экрана, содержащее: регистратор уровня перемещения, регистрирующий первый уровень перемещения видеоизображения, соответствующий текущему кадровому периоду, путем сравнения сигналов изображения, соответствующих текущему кадровому периоду с сигналами изображения, соответствующими предыдущему кадровому периоду, следующему за текущим кадровым периодом; блок деления, делящий один кадровый период на периоды, содержащие по меньшей мере один период подкадра А и по меньшей мере один период подкадра В; первый блок для обработки изображения, выполняющий сглаживание в течение по меньшей мере одного периода подкадра А в соответствии со вторым уровнем перемещения относительно входных сигналов изображения, подаваемых на соответствующие пиксели; второй блок для обработки изображения, выполняющий акцентирование в течение по меньшей мере одного периода подкадра В в соответствии со вторым уровнем перемещения относительно входных сигналов изображения, подаваемых на соответствующие пиксели; и блок для определения уровня перемещения, определяющий второй уровень перемещения на основании первого уровня перемещения видеоизображения, соответствующего текущему кадровому периоду, и предыдущего уровня перемещения видеоизображения, соответствующего предыдущему кадровому периоду. Благодаря этому может быть ограничено мерцание и улучшено качество перемещающегося изображения.
Краткое описание чертежей
На фиг.1 показана функциональная схема, иллюстрирующая один из примеров конфигурации предлагаемого устройства для обработки сигнала изображения.
На фиг.2 представлен вид, иллюстрирующий горизонтальное перемещение области с уровнем яркости сигнала изображения 75% на фоне с уровнем яркости сигнала изображения 25%.
На фиг.3(а), (b), (с) показаны графики уровней яркости в горизонтальных местоположениях пикселей для соответствующих кадров.
На фиг.4 представлен вид, иллюстрирующий горизонтальное перемещение области с уровнем яркости сигнала изображения 75% на фоне с уровнем яркости сигнала изображения 25%. Более конкретно фиг.4 иллюстрирует случай, в котором ширина указанной области меньше величины перемещения на указанном фоне в течение одного кадрового периода.
На фиг.5(а), (b), (с) показаны графики уровней яркости в горизонтальных местоположениях пикселей для соответствующих кадров.
На фиг.6 показан вид, иллюстрирующий состояния входных изображений для случая замедленного повтора на устройстве для воспроизведения изображения.
На фиг.7 показан вид, иллюстрирующий результаты сглаживания и акцентирования, выполненных только для кадров, которые показаны на фиг.6 и в которых уровни перемещения не равны 0.
На фиг.8 показан вид, иллюстрирующий результаты сглаживания и акцентирования, выполненных для всех кадров, которые показаны на фиг.6.
На фиг.9 показан вид, иллюстрирующий распределение сигналов изображения, подвергаемых в подкадре А сглаживанию в соответствии с входным изображением предыдущего кадра, и распределение сигналов изображения, подвергаемых акцентированию в подкадре В.
На фиг.10 показан пояснительный вид, иллюстрирующий соотношение между уровнем сигнала изображения, подвергаемого идеальному акцентированию, и минимальным и максимальным уровнями, воспроизводимыми устройством для воспроизведения изображения.
На фиг.11 показан вид, иллюстрирующий распределение сигналов изображения в подкадре А и распределение сигналов изображения в подкадре В при выполнения сглаживания согласно настоящему изобретению.
На фиг.12 показана функциональная схема, иллюстрирующая один из примеров конфигурации предлагаемого устройства для воспроизведения изображения, выполняющего функцию жидкокристаллического телевизионного приемника.
На фиг.13 показан график уровней яркости в горизонтальных местоположениях пикселей.
На фиг.14 показан вид, иллюстрирующий временный переход распределения яркости воспроизведения при горизонтальном перемещении изображения.
На фиг.15 показан график уровней яркости в горизонтальных местоположениях пикселей.
На фиг.16 показан вид, иллюстрирующий временный переход распределения яркости воспроизведения при горизонтальном перемещении изображения.
На фиг.17 показан вид, иллюстрирующий временный переход распределения яркости воспроизведения при горизонтальном перемещении изображения.
На фиг.18(а), (b), (с), (d) показаны графики уровней яркости в горизонтальных местоположениях пикселей для соответствующих кадров.
Осуществление изобретения
Ниже описан один из вариантов реализации настоящего изобретения. Предложено устройство для обработки сигнала изображения, расположенное в устройстве для воспроизведения изображения, в котором использован дисплей, выполняющий воспроизведение в режиме приостановки, например жидкокристаллический дисплей, и которое воспроизводит изображение в соответствии с сигналами изображения, подаваемыми на соответствующие пиксели, для каждого кадрового периода, соответствующего сигналам изображения для одного экрана. Настоящий вариант реализации отличается тем, что следующие операции выполнены при помощи устройства для обработки сигнала изображения.
При воспроизведении кадра с номером N предлагаемое устройство для обработки сигнала изображения генерирует виртуальный подкадр Q на основе сигналов изображения кадра с номером N-1 и кадра с номером N, т.е. двух смежных кадров, таким образом, что уровень сигнала изображения для каждого из пикселей виртуального подкадра Q равен среднему значению уровня сигнала изображения соответствующего пикселя кадра с номером N-1 и уровня сигнала изображения соответствующего пикселя кадра с номером N.
Кроме того, один кадровый период разделен по времени на два подкадровых периода с одинаковой длительностью.
В течение периода подкадра А, который является одним из двух таким образом разделенных подкадровых периодов, сигналы изображения, полученные путем определения среднего значения (взвешенного или простого) сигналов изображения пикселей в конкретной периферийной области (опорной области), покрывающей целевой пиксель виртуального подкадра Q, выведены в виде сигналов изображения подкадра А.
С другой стороны, в течение периода подкадра В, который является еще одним из двух таким образом разделенных подкадровых периодов, акцентирование выполнено относительно среднего значения входных сигналов изображения, подаваемых на пиксели кадра с номером N-1, соответствующие пикселям в опорной области, покрывающей целевой пиксель виртуального подкадра Q. Полученные таким образом сигналы изображения выведены в виде сигналов изображения подкадра В с акцентированием разницы между высоким уровнем и низким уровнем входного сигнала изображения для целевого пикселя.
Короче говоря, предлагаемое устройство для обработки сигнала может выполнять усреднение (сглаживание) в течение периода подкадра А и акцентирование в течение периода подкадра В.
На фиг.1 показана схема, иллюстрирующая предлагаемое устройство для воспроизведения изображения.
Как показано на фиг.1, устройство для воспроизведения изображения содержит контроллер 100 на большой интегральной схеме, выполняющий функцию устройства для обработки сигнала изображения. Контроллер 100 соединен с блоком 200 для воспроизведения изображения, например жидкокристаллической панелью, памятью 300 предыдущего кадра и памятью 400 кадра воспроизведения.
Контроллер 100 содержит: блок 101 для предварительного преобразования сигнала изображения (преобразовательный блок); контроллер 102 памяти предыдущего кадра; блок 103 для генерации уровня сигнала изображения, усредненного по времени; контроллер 104 памяти кадра воспроизведения; многострочную память 105 подкадра А; многострочную память 106 подкадра В; блок 107 для генерации сигнала изображения подкадра А; блок 108 для генерации сигнала изображения подкадра В; селектор 109 данных; тайминг-контроллер 110 (блок деления); блок 111 для определения основного уровня перемещения (блок регистратора уровня перемещения); блок 112 для определения приложенного уровня перемещения; блок 113 для фиксации уровня перемещения; и датчик 114 температуры (блок регистратора температуры).
Блок 101 выполняет заданное преобразование в соответствии с входным сигналом изображения, подаваемым от внешнего относительно контроллера 100 источника. Более конкретно, блок 101 выполняет заданное преобразование, при котором входной сигнал изображения находится в диапазоне между заданным верхним пределом и заданным нижним пределом. Заданное преобразование может быть выполнено в соответствии с предпочтением пользователя или конструкционной задачей разработчика продукта. Конкретный способ осуществления заданного преобразования и его воздействие на улучшение качества перемещающегося изображения описаны далее.
Тайминг-контроллер 110 выполняет функцию блока деления, разделяющего один кадровый период на несколько периодов, содержащих по меньшей мере один период подкадра А и по меньшей мере один период подкадра В. Кроме того, тайминг-контроллер 110 генерирует соответствующие временные интервалы периода подкадра А и периода подкадра В, на которые разделен входной кадровый период, которому соответствует частота 60 Гц.
Кроме того, тайминг-контроллер 110 управляет контроллером 102, контроллером 104 и селектором 109.
Контроллер 102 записывает входной сигнал изображения, которому соответствует частота 60 Гц, в память 300 и последовательно считывает из памяти 300 в соответствии с временным интервалом периода подкадра А сигнал изображения кадра, за которым следует кадр, считываемый контроллером 104, с передачей считываемого таким образом сигнала изображения на блок 103. Контроллер 102 параллельно осуществляет запись и считывание с использованием временного разделения.
Контроллер 104 записывает входной сигнал изображения, которому соответствует частота 60 Гц, в память 400 и считывает из памяти 400 сигнал изображения кадра, который следует за кадром, считываемым контроллером 102, с передачей считываемого таким образом сигнала изображения на блок 103, память 106 и блок 111. Более конкретно, контроллер 104 считывает сигнал изображения одного и того же кадра дважды из памяти 400 в соответствии с временными интервалами периода подкадра А и периода подкадра В. Контроллер 104 параллельно осуществляет запись и считывание с использованием временного разделения.
Блок 103 побуждает арифметическую схему или программное обеспечение определять среднее значение уровня сигнала изображения целевого пикселя предыдущего кадра и уровня сигнала изображения целевого пикселя кадра воспроизведения (текущего кадра) с генерацией виртуального подкадра Q, уровень сигнала изображения которого равен этому среднему значению.
Блок 111 сравнивает сигнал изображения текущего кадра с сигналом изображения предыдущего кадра с осуществлением функции блока регистратора уровня перемещения, регистрирующего уровень перемещения видеоизображения. Более конкретно, блок 111 сравнивает сигнал изображения предыдущего кадра с сигналом изображения текущего кадра с получением численного значения в качестве уровня перемещения видеоизображения для ограничения разницы в соответствии с этим численным значением (результатом вычисления) между сигналом изображения подкадра А или сигналом изображения подкадра В (сигнал изображения подкадра А и сигнал изображения подкадра В описаны ниже) и сигналом изображения целевого пикселя, подвергаемым заданному преобразованию.
Более конкретно, уровень перемещения является числом таких пикселей, для которых разница между сигналом изображения пикселя предыдущего кадра и сигналом изображения пикселя текущего кадра не меньше заданного значения в области (опорной области), которая образована горизонтальными Х-пикселями и вертикальными Y-строками и в центре которой расположен целевой пиксель.
Согласно еще одному способу разницы, каждая из которых является разницей между уровнем сигнала изображения предыдущего кадра и уровнем сигнала изображения текущего кадра, суммируют с обеспечением большего веса для уровня сигнала изображения опорного пикселя, расположенного ближе к целевому пикселю в горизонтальном и вертикальном направлениях, а полученное таким образом значение принимают в качестве уровня перемещения. Кроме того, согласно еще одному способу оценивают величину перемещения пикселя (векторную величину движения) и принимают эту величину в качестве уровня перемещения.
Согласно одному из примеров способа оценки величины перемещения пикселя последовательно сравнивают сигналы изображения конкретной области текущего кадра, в центре которой расположен целевой пиксель, и сигналы изображения конкретных областей предыдущего кадра. Если в предыдущем кадре для центрального пикселя конкретной области общий уровень разниц от сигналов изображения конкретной области конкретного кадра является малым, то этот центральный пиксель принимают в качестве пикселя, перемещенного в целевой пиксель текущего кадра, а величину соответствующего перемещения принимают в качестве величины перемещения целевого пикселя. После оценки величин перемещения соответствующих пикселей величину перемещения целевого пикселя (т.е. абсолютное значение вектора движения) без каких-либо изменений принимают в качестве уровня перемещения. Еще в одном случае общее значение величин перемещения периферийных пикселей, обеспечивающих центральное местоположение целевого пикселя, принимают в качестве уровня перемещения пикселя. Еще в одном случае значение, полученное суммированием уровней сигналов изображения, принимают в качестве уровня перемещения пикселя с обеспечением большего веса для уровня сигнала изображения опорного пикселя, расположенного ближе к целевому пикселю. Согласно этому способу суммируют не только величину перемещения пикселя, но также величины перемещения периферийных пикселей. Благодаря этому можно надлежащим образом обрабатывать сигнал даже при регистрации в некоторой степени аномального вектора. Вместе с тем этот способ отличается повышенной стоимостью блока управления.
Значение, соответствующее основному уровню перемещения, определенному блоком 11, подают на блок 112, следующий за блоком 111. Блок 112 подробно описан ниже.
Каждая из памятей 105, 106 фиксирует сигналы изображения, соответствующие Y-строкам, расположенным на горизонтальной строке, считываемой для воспроизведения, и вблизи нее.
Блок 107 выполняет функцию первого блока для обработки изображения, выполняющего сглаживание (размывание) относительно входных сигналов изображения пикселей в течение периода подкадра А в соответствии с уровнем перемещения видеоизображения. Уровень перемещения относится к приложенному уровню перемещения, определенному блоком 112, который описан ниже.
Более конкретно, в случае если значение, вычисленное блоком 112, удовлетворяет конкретному условию (описанному ниже условию (а)), блок 107 вводит посредством памяти 105 сигналы изображения, соответствующие диапазону в виртуальном подкадре Q, который образован горизонтальными X-пикселями и вертикальными Y-строками и в центре которого расположен целевой пиксель. Затем блок 107 суммирует с соответствующими весами уровни сигнала изображения соответствующих пикселей в области, образованной пикселями Х×Y (т.е. опорной области), делит общее значение, полученное суммированием, на общее значение весов для соответствующих пикселей в опорной области и принимает полученное таким образом значение в качестве сигнала изображения подкадра А. Другими словами, сигнал изображения подкадра А является сигналом изображения, полученным таким образом, что входные сигналы изображения пикселей подвергнуты сглаживанию в соответствии с уровнем перемещения (приложенным уровнем перемещения) видеоизображения в течение периода подкадра А. Следует отметить, что при взвешивании уровням сигнала изображения соответствующих пикселей в опорной области могут быть сопоставлены равные веса. Еще в одном случае, уровню сигнала изображения пикселя, расположенного ближе к целевому пикселю, может быть сопоставлен больший вес.
Таким образом, блок 107, выполняющий функцию первого блока для обработки изображения, выполняет каждую операцию с интенсивностью обработки, зависящей от приложенного уровня перемещения, определенного блоком 112, который описан ниже.
В случае если значение, вычисленное блоком 112, удовлетворяет конкретному условию, блок 108 вводит посредством памяти 106 сигналы изображения соответствующих пикселей в опорной области, в центре которой расположен целевой пиксель. Затем блок 108 выполняет такое же вычисление, как при генерации сигнала изображения подкадра А, в соответствии с опорной областью. Другими словами, сходно с блоком 107, блок 108 выполняет функцию сглаживания сигнала изображения. Блок 108 выполняет сглаживание в соответствии с сигналом изображения в опорной области, как и в случае сигнала изображения подкадра А.
Блок 108 выполняет функцию второго блока для обработки изображения, выполняющего акцентирование относительно входных сигналов изображения пикселей в течение периода подкадра В в соответствии с уровнем перемещения видеоизображения. Уровень перемещения относится к приложенному уровню перемещения, определенному блоком 112, который описан ниже.
Более конкретно, блок 108 генерирует сигнал изображения подкадра В для целевого пикселя таким образом, что величина, которая соответствует уровню яркости воспроизведения, состоящему из сигнала изображения, подвергаемого сглаживанию, т.е. сигнала изображения, полученного в результате вычисления, и сигнала изображения подкадра В, и получена интегрированием по времени в течение одного виртуального кадрового периода, равна уровню яркости, наблюдаемому в случае, когда изображение, основанное на предварительно преобразованном сигнале изображения для целевого пикселя, становится неподвижным. Таким образом, сигнал изображения подкадра В является сигналом изображения, полученным таким образом, что входные сигналы изображения пикселей подвергнуты акцентированию в соответствии с уровнем перемещения (приложенным уровнем перемещения) видеоизображения в течение периода подкадра В. Таким образом, сигнал изображения подкадра В определен таким образом, что количество, соответствующее уровню яркости каждого пикселя и полученное интегрированием по времени в течение одного кадрового периода, равно уровню яркости, наблюдаемому в случае, когда изображение, основанное на предварительно преобразованном сигнале изображения для целевого пикселя, становится неподвижным.
Более конкретно, предложен способ, согласно которому вычисление выполняют в соответствии с характеристиками скорости ответа панели для воспроизведения изображения (блока 200). Кроме того, предложен способ, согласно которому измеряют яркость, соответствующую каждому сигналу изображения, и берут таблицу преобразования для вывода сигнала изображения подкадра В для каждого сочетания входного сигнала изображения и сигнала изображения, полученного в результате описанного выше вычисления.
Таким образом, блок 108, выполняющий функцию второго блока обработки изображения, выполняет каждую операцию с интенсивностью обработки, зависящей от приложенного уровня перемещения, определенного блоком 112, который описан ниже.
Селектор 109 выбирает сигнал изображения подкадра А или сигнал изображения подкадра В в соответствии с текущей фазой воспроизведения подкадра с передачей выбранного сигнала на блок 200.
Согласно настоящему изобретению блоки 112, 113 использованы в дополнение к блоку 111 для обеспечения возможности осуществления надлежащей обработки блоками 107, 108 без ухудшения качества перемещающегося изображения. Блоки 112, 113 подробно описаны ниже.
Далее коротко описано соотношение между горизонтальным местоположением пикселя и уровнем яркости при воспроизведении перемещающегося изображения устройством для воспроизведения изображения.
На фиг.2 показана одна горизонтальная строка на экране в случае, когда объект, ширина которого больше величины перемещения в течение одного кадрового периода, а уровень яркости равен 75%, перемещается горизонтально на фоне с уровнем яркости 25%. Другими словами, на фиг.2 показана одна горизонтальная строка на экране в случае, когда объект, ширина которого (размер в направлении перемещения) больше величины его перемещения за один кадровый период, а уровень яркости равен 75%, перемещается горизонтально на фоне с уровнем яркости 25%.
Распределение уровней яркости входных сигналов изображения кадра с номером N-1 для этого случая показано на фиг.3(а), а распределение уровней яркости входных сигналов изображения кадра с номером N показано на фиг.3(b). Распределение уровней яркости в одной горизонтальной строке виртуального подкадра Q в этот момент для случая использования в качестве уровня сигнала изображения промежуточного значения уровней входных сигналов изображения для каждого пикселя после преобразования кадра с номером N и кадра с номером N-1 показано на фиг.3(с).
На фиг.4 показана одна горизонтальная строка на экране в случае, когда объект, ширина области которого меньше величины перемещения в течение одного кадрового периода, а уровень яркости равен 75%, перемещается горизонтально на фоне с уровнем яркости 25%. Другими словами, на фиг.2 показана одна горизонтальная строка на экране в случае, когда объект, ширина которого (размер в направлении перемещения) меньше величины его перемещения за один кадровый период, а уровень яркости равен 75%, перемещается горизонтально на фоне с уровнем яркости 25%.
Распределение уровней яркости входных сигналов изображения кадра с номером N-1 для этого случая показано на фиг.5(а), а распределение уровней яркости входных сигналов изображения кадра с номером N показано на фиг.5(b). Распределение уровней яркости в одной горизонтальной строке виртуального подкадра Q, состоящее из уровня сигнала изображения, полученного усреднением входных сигналов изображения кадра с номером N и кадра с номером N-1 для каждого пикселя, показано на фиг.5(с).
В случае преобразования видеоизображения с низкой кадровой скоростью, например фильма, в видеоизображение с повышенной кадровой скоростью, например в обычное телевизионное видеоизображение, а также в случае замедленного повтора на DVD-плейере и т.п. одинаковые изображения кадров могут быть повторно воспроизведены после воспроизведения изображения, соответствующего одному кадру. На фиг.6, иллюстрирующей пример такого видеоизображения, показаны состояния входных изображений при замедленном повторе на DVD-плейере или сходном устройстве. На фиг.6 показан случай замедленного повтора входных изображений со скоростью воспроизведения, равной 1/3 нормальной скорости воспроизведения.
На фиг.6(а) показаны кадры входных изображений в порядке (1), (2) и т.д. Хотя входные изображения таковы, что яркий прямоугольный блок перемещается налево на темном фоне, одно изображение подано для трех кадров, обозначенных (1), (2) и (3), а еще одно изображение подано для трех кадров, обозначенных (4), (5) и (6), ввиду замедленного повтора входных изображений.
Блок 111 устройства для обработки изображения определяет основные уровни перемещения таким образом, что основные уровни перемещения кадров (1), (4) и (7), отличных от их соответствующих предыдущих кадров, больше 0, а основные уровни перемещения кадров (2), (3), (5) и (6), совпадающих с их соответствующими предыдущими кадрами, меньше 0. На фиг.6(b) показаны изменения основного уровня перемещения, определенного для пикселя, расположенного рядом с краем перемещающегося таким образом прямоугольного блока.
На фиг.7 показано распределение сигналов изображения, поданных после осуществления сглаживания и акцентирования в соответствии с определенным таким образом основным уровнем перемещения. Более конкретно, на фиг.7 показано распределение сигналов изображения пикселей на одной горизонтальной строке экрана. Размывание и акцентирование выполнены только в соответствии с двумя выходными подкадрами, соответствующими каждому из входных кадров (1) и (4), имеющих соответствующие основные уровни перемещения. На фиг.7 форма сигнала для случая, когда выполнено сглаживание или акцентирование, показана непрерывной линией, а форма сигнала для случая, когда не выполнено ни сглаживание, ни акцентирование, показана пунктирной линией.
Как показано на фиг.7, имеются кадры воспроизведения, не повергаемые сглаживанию и акцентированию. Вследствие этого смотрящий видит мерцание на экране, когда сглаживание или акцентирование выполнены для длительного периода.
Согласно настоящему изобретению для ограничения такого мерцания использованы блоки 111, 112 и 113.
Блок 112 определяет приложенный уровень перемещения, подаваемый на блок 107, содержащий первый блок для обработки изображения, и/или на блок 108, содержащий второй блок для обработки изображения, на основании уровня перемещения видеоизображения текущего кадрового периода, регистрируемого блоком 111, и уровня перемещения видеоизображения предыдущего кадрового периода, регистрируемого блоком 111.
Таким образом, блок 112 сравнивает основной уровень перемещения, определенный блоком 111, с уровнем перемещения, который зафиксирован в блоке 113 в результате предыдущей обработки и приложен при сглаживании и акцентировании, выполненным соответственно в двух подкадрах, соответствующих предыдущему входному кадру. В случае если зафиксированный таким образом уровень перемещения больше основного уровня перемещения, блок 112 принимает среднее значение зафиксированного таким образом уровня перемещения и основного уровня перемещения в качестве приложенного уровня перемещения. С другой стороны, если зафиксированный таким образом уровень перемещения меньше или равен основному уровню перемещения, блок 112 принимает основной уровень перемещения в качестве приложенного уровня перемещения.
Определенный таким образом приложенный уровень перемещения приложен при сглаживании, осуществляемом блоком 107, и при акцентировании, осуществляемом блоком 108. Кроме того, определенный таким образом приложенный уровень перемещения записан в блоке 113 для использования при воспроизведении следующего изображения.
Более конкретно, блок 112 подает на блоки 107, 108 простое или взвешенное среднее значение величин Мс и Мh в качестве приложенного уровня перемещения, если Mc<Mh, где Mc - уровень перемещения видеоизображения текущего кадра, а Mh - уровень перемещения, зафиксированный в блоке 113.
Кроме того, блок 112 подает величину Мс на блоки 107, 108 в качестве приложенного уровня перемещения, если Мс≥Mh, где Мс - уровень перемещения видеоизображения текущего кадра, а Mh - уровень перемещения, зафиксированный в блоке 113.
Блок 112 просто сравнивает при вычислении уровень Мс перемещения видеоизображения текущего кадра с уровнем Mh перемещения, зафиксированным в блоке 113. С целью улучшения обработки блок 112 предпочтительно сравнивает уровень Мс перемещения со значением, полученным суммированием заданного порогового значения Т с уровнем Mh перемещения, зафиксированным в блоке 113, или вычитанием заданного порогового значения Т из уровня Mh.
В случае возникновения шума в вещательной волне, канале передачи видеосигнала и т.п. определяют, что уровень перемещения увеличен или уменьшен вследствие разницы между предыдущим кадром и текущим кадром, хотя по существу неподвижное изображение в действительности соответствует предыдущему и текущему кадрам, не имеющим шума. Вышеуказанная конфигурация использована таким образом, что в этом случае обработка, выполняемая при уровне перемещения, равном 0, также выполнена, когда такая вариация уровня перемещения находится в конкретном диапазоне.
На фиг.6(с) показаны изменения приложенного уровня перемещения, определенного для пикселя вблизи края перемещающегося прямоугольного блока, в случае выполнения указанной обработки. В каждом из кадров (1), (4) и (7), отличных от их соответствующих предыдущих кадров, зафиксированный уровень перемещения меньше основного уровня перемещения. Соответственно основной уровень перемещения принят в качестве приложенного уровня перемещения. В результате этого приложенный уровень перемещения равен приложенному уровню перемещения в случае, показанном на фиг.6(b). С другой стороны в кадрах (2), (3), (5) и (6) зафиксированный уровень перемещения больше основного уровня перемещения. Соответственно среднее значение (простое или взвешенное) зафиксированного уровня перемещения и основного уровня перемещения принято в качестве приложенного уровня перемещения. В результате этого приложенный уровень перемещения больше приложенного уровня перемещения в случае, показанном на фиг.6(b).
На фиг.8 показано распределение сигналов изображения, поданных после осуществления сглаживания и акцентирования в соответствии с определенным таким образом основным уровнем перемещения. Более конкретно, на фиг.8 показано распределение сигналов изображения пикселей на одной горизонтальной строке экрана. На фиг.8 форма сигнала для случая, когда выполнено размывание или акцентирование, показана непрерывной линией, а форма сигнала для случая, когда не выполнено ни размывание, ни акцентирование, показана пунктирной линией.
Как показано на фиг.8, размывание или акцентирование выполнены полностью при воспроизведении каждого из подкадров (2А)-(3В), хотя соответствующие степени размывания и акцентирования уменьшены в сравнении с фиг.7, на которой показан случай, когда основной уровень перемещения использован без изменения. Благодаря этому можно делать мерцание незаметным.
Описанное выше устройство для воспроизведения изображения сопоставляет надлежащей яркости воспроизведения величину, полученную интегрированием яркости воспроизведения по времени, при последовательном воспроизведении сигнала изображения, сгенерированного блоком 107, и сигнала изображения, сгенерированного блоком 108. Таким образом, благодаря устройству для воспроизведения изображения, чрезмерная или недостаточная яркость незаметна для смотрящего.
На фиг.8 показано распределение уровней сигналов изображения для случая, когда размывание и акцентирование согласно настоящему изобретению выполнены в соответствии с окрестностью границы между двумя областями (сигнал изображения предыдущего кадра и сигнал изображения текущего кадра), имеющими различные тона.
На фиг.10 показан акцентированный сигнал в течение подкадра В для случая, когда уровень сигнала одной из двух областей близок к максимальному уровню сигнала, воспроизводимому блоком 200, а уровень сигнала еще одной из двух областей близок к минимальному уровню сигнала, воспроизводимому блоком 200. Как показано на фиг.10, идеальный акцентированный сигнал имеет часть, превосходящую максимальный уровень сигнала (указана верхней пунктирной линией), и часть, падающую ниже минимального уровня сигнала. Устройство для воспроизведения изображения в действительности вынуждено воспроизводить акцентированный сигнал в диапазоне уровней сигнала, воспроизводимых блоком 200. В таком случае возникает недостаток, связанный с тем, что смотрящему, наблюдающему за повторением размытого изображения в подкадре А и акцентированного изображения в подкадре В, заметна ненадлежащая яркость ввиду того, что интегрируемая по времени яркость недостаточна или чрезмерна в сравнении с надлежащей яркостью.
Для уменьшения или устранения этого недостатка можно ограничивать промежуточную ширину сигнала изображения, подаваемого на блок 107, в блоке 107 в случае, когда уровень сигнала изображения близок к максимальному или минимальному уровню сигнала, и, сходным образом, ограничивать промежуточную ширину сигнала изображения, подаваемого на блок 108, в блоке 108 в случае, когда уровень сигнала изображения близок к максимальному или минимальному уровню сигнала.
Например, каждый из блоков 107, 108 выполняет сглаживание с использованием промежуточной ширины, установленной таким образом, что уровень сигнала изображения, подвергаемого сглаживанию, уменьшается при приближении к максимальному или минимальному уровню сигнала изображения, воспроизводимому блоком воспроизведения изображения.
Согласно одному из способов выполнения акцентирования блок 108 выполняет такое же сглаживание, как и блок 107, и выбирает в качестве выводимого акцентированного сигнала такой сигнал изображения, что интегрируемая по времени яркость, полученная для случая, когда указанный сигнал изображения и сигнал изображения, полученный при сглаживании, поочередно и повторно воспроизведены блоком воспроизведения изображения, соответствует надлежащей яркости целевого пикселя.
При генерации акцентированного сигнала указанным способом ограничение промежуточной ширины, используемой при сглаживании, выполняемом блоком 107, также установлено в соответствии с промежуточной шириной, используемой при сглаживании, выполняемом блоком 108. Благодаря этому можно сопоставлять интегрируемую по времени яркость, полученную для случая, когда сигнал изображения, полученный от блока 107, и сигнал изображения, полученный от блока 108, поочередно и повторно воспроизведены блоком для воспроизведения изображения с обеспечением надлежащей яркости для целевого пикселя. Следует отметить, что некоторый эффект может быть получен, если ограничение установлено только в соответствии с промежуточной шириной блока 107 с ограничением стоимости блока управляющей схемы.
Например, каждый из блоков 107, 108 ограничивает соответствующие ширины в пределах величины W, удовлетворяющей следующей формуле (1), где Ls - это уровень сигнала изображения, получаемого каждым из блоков 107, 108; Lmax - максимальный уровень сигнала, воспроизводимый блоком 200; Lmin - минимальный уровень сигнала, воспроизводимый блоком 200; а W - ограничение промежуточной ширины при сглаживании:
В формуле (1) min (X, Y) является функцией для выбора наименьшего значения из X, Y; С0 и C1 - константы промежуточной ширины; К0 - коэффициент пропорциональности промежуточной ширины в соответствии с разницей между минимальным уровнем сигнала и исходным уровнем сигнала; а К1 - коэффициент пропорциональности промежуточной ширины в соответствии с разницей между максимальным уровнем сигнала и исходным уровнем сигнала.
Например, согласно формуле (1) может быть получено выражение W=min(0+90×0.25=22.5, 5+10×0.25=7.5)=7.5, где Lmax=100; Lmin=0; C0=0; C1=5; а К0=К1=0.25. Соответственно ширина интегрирования ограничена значением 7.5 при соответствующих сглаживаниях блоков 107, 108. Другими словами, уровень сигнала изображения, подвергаемого сглаживанию, ограничен и не принимает значения менее 82.5, что получено вычитанием 7.5 из 90. Соответственно идеальное значение акцентированного сигнала, соответствующего таким образом сглаженному уровню сигнала, не превосходит в значительной степени значения Lmax, равного 100. Благодаря этому можно ограничивать значение ошибки в требуемом диапазоне между действительной величиной, полученной интегрированием по времени, и надлежащей величиной, полученной интегрированием по времени, при воспроизведении акцентированного сигнала, идеальное значение которого превышает Lmax и который имеет уровень сигнала, равный 100.
На фиг.11 показан сигнал изображения, полученный указанным способом. В подкадре А пунктирная линия указывает форму сигнала изображения, подвергаемого сглаживанию без ограничения промежуточной ширины. Другими словами, сигнал изображения согласно настоящему изобретению ограничен промежуточной шириной между горизонтальными положениями X, Y пикселей в подкадре А.
Благодаря этому ненадлежащая яркость может быть незаметна для смотрящего, поскольку проинтегрированная по времени яркость не становится в значительной степени недостаточной или чрезмерной, даже если сигнал изображения в подкадре В находится в пределах между максимальным и минимальным уровнями.
При использовании жидкокристаллической дисплейной панели в качестве блока 200 вышеописанного устройства для воспроизведения изображения скорость ответа жидкокристаллической дисплейной панели уменьшается при уменьшении температуры устройства для воспроизведения изображения. Таким образом, вышеописанные сглаживание и акцентирование приводят к большей ошибке между действительной яркостью воспроизведения и надлежащей яркостью. Это приводит к ухудшению качества изображения.
Ввиду этого контроллер 100, показанный на фиг.1, содержит датчик 114 температуры (блок регистратора температуры). При этом температурные данные, полученные датчиком 114, поданы на блоки 107, 108.
Каждый из блоков 107, 108 выполняет сглаживание с использованием промежуточной ширины, установленной таким образом, что уровень сигнала изображения, подвергаемого сглаживанию, уменьшается, если температура, соответствующая температурным данным, меньше заданной температуры.
Благодаря этому можно выполнять надлежащее сглаживание в соответствии со скоростью ответа жидких кристаллов. Таким образом, можно ограничивать ухудшение качества перемещающегося изображения.
Кроме того, как показано на фиг.12, предлагамое устройство для воспроизведения изображения может быть реализовано, например, в виде жидкокристаллического телевизионного приемника 15. Более конкретно, приемник 15 может содержать блок 14 приемника, позволяющий выбирать канал с получением телевизионного вещания и подавать на контроллер 100 в качестве входного сигнала изображения видеосигнал, соответствующий видеоизображению, переданному посредством телевизионного вещания. В этом случае блок 200 может быть выполнен в виде жидкокристаллической панели и выполнен с возможностью воспроизведения изображения в соответствии с выходным сигналом изображения, подаваемым от контроллера 100 и сгенерированным в соответствии с видеосигналом.
Благодаря этому можно создать телевизионный приемник, который может воспроизводить изображение высокого качества не только в случае ускоренного изображения, но и в случае замедленного или неподвижного изображения.
Ясно, что настоящее изобретение может включать различные модификации вышеописанных вариантов реализации. Специалистам ясно, что такие модификации не выходят за пределы сущности и объема изобретения и включены в объем нижеследующей формулы изобретения.
Промышленная применимость
Предлагаемые устройство для воспроизведения изображения и способ воспроизведения изображения могут быть использованы в электронных устройствах, например в модуле для воспроизведения изображения и устройствах для воспроизведения перемещающегося изображения, в которых использованы жидкие кристаллы, органическая электролюминесценция, электронные документы или дисплей, выполняющий воспроизведение в режиме приостановки; в телевизоре; мониторе персонального компьютера; автомобильной навигационной системе; портативном видеоплейере; и мобильном телефоне.
Обозначения на чертежах
| 100 | контроллер на большой интегральной схеме |
| 101 | блок для предварительного преобразования сигнала изображения |
| 102 | контроллер памяти предыдущего кадра |
| 103 | блок для генерации уровня сигнала изображения, усредненного по времени |
| 104 | контроллер памяти кадра воспроизведения |
| 105 | многострочная память подкадра А |
| 106 | многострочная память подкадра В |
| 107 | блок для генерации сигнала изображения подкадра А |
| 108 | блок для генерации сигнала изображения подкадра В |
| 109 | селектор данных |
| 110 | тайминг-контроллер (блок деления) |
| 111 | блок для определения основного уровня перемещения (блок регистратора уровня перемещения) |
| 112 | блок для определения приложенного уровня перемещения |
| 113 | блок для фиксации уровня перемещения |
| 114 | датчик температуры (блок регистратора температуры) |
| 300 | память предыдущего кадра |
| 400 | память кадра воспроизведения. |
1. Устройство для обработки сигнала изображения, расположенное в устройстве для воспроизведения изображения, выполненном с возможностью воспроизведения изображения на основе сигналов изображения, подаваемых на соответствующие пиксели, для каждого кадрового периода, соответствующего сигналам изображения для одного экрана, и содержащее
блок регистратора уровня перемещения, регистрирующий первый уровень перемещения видеоизображения, соответствующий текущему кадровому периоду, путем сравнения сигналов изображения, соответствующих текущему кадровому периоду, с сигналами изображения, соответствующими предыдущему кадровому периоду, за которым следует текущий кадровый период;
блок деления, делящий один кадровый период на периоды, содержащие по меньшей мере один период подкадра А и по меньшей мере один период подкадра В;
первый блок для обработки изображения, выполняющий сглаживание в течение по меньшей мере одного периода подкадра А в соответствии со вторым уровнем перемещения относительно входных сигналов изображения, подаваемых на соответствующие пиксели;
второй блок для обработки изображения, выполняющий акцентирование в течение по меньшей мере одного периода подкадра В в соответствии со вторым уровнем перемещения относительно входных сигналов изображения, подаваемых на соответствующие пиксели; и
блок для определения уровня перемещения, определяющий второй уровень перемещения на основании первого уровня перемещения видеоизображения, соответствующего текущему кадровому периоду, и предыдущего уровня перемещения видеоизображения, соответствующего предыдущему кадровому периоду.
2. Устройство по п.1, дополнительно содержащее фиксирующий блок, фиксирующий второй уровень перемещения, определенный блоком определения уровня перемещения,
причем блок для определения уровня перемещения определяет в качестве предыдущего уровня перемещения второй уровень перемещения с использованием второго уровня перемещения, зафиксированного фиксирующим блоком.
3. Устройство по п.2, в котором первый блок для обработки изображения и второй блок для обработки изображения осуществляют сглаживание и акцентирование с соответствующими интесивностями обработки, зависящими от второго уровня перемещения, определенного блоком для определения уровня перемещения.
4. Устройство по п.3, в котором, если Mc<Mh, блок для определения уровня перемещения подает на первый блок для обработки изображения и второй блок для обработки изображения в качестве второго уровня перемещения простое среднее значение или взвешенное среднее значение величин Мс и Mh, где Мс - первый уровень перемещения, a Mh - второй уровень перемещения, зафиксированный фиксирующим блоком.
5. Устройство по п.3, в котором, если Mc≥Mh, блок для определения уровня перемещения подает величину Мс на первый блок для обработки изображения и второй блок для обработки изображения в качестве второго уровня перемещения, где Мс - первый уровень перемещения, а Mh - второй уровень перемещения, зафиксированный фиксирующим блоком.
6. Устройство для обработки сигнала изображения, расположенное в устройстве для воспроизведения изображения, выполненном с возможностью воспроизведения изображения на основе сигналов изображения, подаваемых на соответствующие пиксели, для каждого кадрового периода, соответствующего сигналам изображения для одного экрана, и содержащее
блок деления, делящий один кадровый период на периоды, содержащие по меньшей мере один период подкадра А и по меньшей мере один период подкадра В;
первый блок для обработки изображения, выполняющий сглаживание в течение по меньшей мере одного периода подкадра А относительно входных сигналов изображения, подаваемых на соответствующие пиксели;
и второй блок для обработки изображения, выполняющий акцентирование в течение по меньшей мере одного периода подкадра В относительно входных сигналов изображения, подаваемых на соответствующие пиксели,
причем первый блок для обработки изображения осуществляет сглаживание с использованием промежуточной ширины, установленной таким образом, что уровень каждого из входных сигналов изображения, подвергаемых сглаживанию, уменьшается при приближении к максимальному или минимальному уровню сигналов изображения, воспроизводимому устройством для воспроизведения изображения.
7. Устройство по п.6, в котором, когда второй блок для обработки изображения выполняет акцентирование относительно входных сигналов изображения путем осуществления сглаживания, аналогичного сглаживанию, осуществляемому первым блоком для обработки изображения, и затем подает результирующие сигналы на устройство для воспроизведения изображения, второй блок для обработки изображения выполняет сглаживание с использованием промежуточной ширины, установленной таким образом, что уровень каждого из входных сигналов изображения, подвергаемых сглаживанию, уменьшается при приближении к максимальному или минимальному уровню сигналов изображения, воспроизводимому устройством для воспроизведения изображения.
8. Устройство по п.6 или 7, дополнительно содержащее блок регистратора температуры, регистрирующий температуру в устройстве для обработки сигнала изображения,
причем первый блок для обработки изображения осуществляет сглаживание с использованием промежуточной ширины, установленной таким образом, что уровень каждого из входных сигналов изображения, подвергаемых сглаживанию, уменьшается, если температура, регистрируемая блоком регистратора температуры, меньше заранее заданной температуры.
9. Устройство по п.8, в котором первый блок для обработки изображения осуществляет сглаживание с использованием промежуточной ширины, установленной таким образом, что уровень каждого из входных сигналов изображения, подвергаемых акцентированию, уменьшается, если температура, регистрируемая блоком регистратора температуры, меньше заранее заданной температуры.
10. Способ обработки сигнала изображения, обеспечивающий воспроизведение изображения устройством для воспроизведения изображения в соответствии с сигналами изображения, подаваемыми на соответствующие пиксели, для каждого кадрового периода, соответствующего сигналам изображения для одного экрана, и включающий этапы, на которых:
a) регистрируют первый уровень перемещения видеоизображения, соответствующий текущему кадровому периоду, путем сравнения сигналов изображения, соответствующих текущему кадровому периоду, с сигналами изображения, соответствующими предыдущему кадровому периоду, за которым следует текущий кадровый период;
b) делят один кадровый период на периоды, содержащие по меньшей мере один период подкадра А и по меньшей мере один период подкадра В;
c) выполняют сглаживание в течение по меньшей мере одного периода подкадра А в соответствии со вторым уровнем перемещения относительно входных сигналов изображения, подаваемых на соответствующие пиксели;
d) выполняют акцентирование в течение по меньшей мере одного периода подкадра В в соответствии со вторым уровнем перемещения относительно входных сигналов изображения, подаваемых на соответствующие пиксели; и
e) определяют второй уровень перемещения на основании первого уровня перемещения видеоизображения, соответствующего текущему кадровому периоду, и предыдущего уровня перемещения видеоизображения, соответствующего предыдущему кадровому периоду.
11. Способ по п.10, дополнительно включающий этап, на котором
f) фиксируют в фиксирующем блоке второй уровень перемещения, определенный на этапе е);
причем на этапе е) второй уровень перемещения определяют в качестве предыдущего уровня перемещения с использованием второго уровня перемещения, зафиксированного фиксирующим блоком.
12. Способ по п.11, согласно которому на этапах с) и d) сглаживание и акцентирование осуществляют с соответствующими интесивностями обработки, зависящими от второго уровня перемещения, определенного на этапе е).
13. Способ по п.12, согласно которому, если Mc<Mh, то на этапе е) в качестве второго уровня перемещения на этапы с) и d) подают простое среднее значение или взвешенное среднее значение величин Мс и Mh, где Мс - первый уровень перемещения, а Mh - второй уровень перемещения, зафиксированный фиксирующим блоком.
14. Способ по п.12, согласно которому, если Mc≥Mh, то на этапе е) в качестве второго уровня перемещения на этапы с) и d) подают величину Mc, где Mc - первый уровень перемещения, a Mh - второй уровень перемещения, зафиксированный фиксирующим блоком.
15. Способ обработки сигнала изображения, обеспечивающий воспроизведение изображения устройством для воспроизведения изображения в соответствии с сигналами изображения, подаваемыми на соответствующие пиксели, для каждого кадрового периода, соответствующего сигналам изображения для одного экрана, и включающий этапы, на которых:
g) делят один кадровый период на периоды, содержащие по меньшей мере один период подкадра А и по меньшей мере один период подкадра В;
h) выполняют сглаживание в течение по меньшей мере одного периода подкадра А относительно входных сигналов изображения, подаваемых на соответствующие пиксели; и
i) выполняют акцентирование в течение по меньшей мере одного периода подкадра В относительно входных сигналов изображения, подаваемых на соответствующие пиксели,
причем на этапе h) сглаживание осуществляют с использованием промежуточной ширины, установленной таким образом, что уровень каждого из входных сигналов изображения, подвергаемых сглаживанию, уменьшается при приближении к максимальному или минимальному уровню сигналов изображения, воспроизводимому устройством для воспроизведения изображения.
16. Способ по п.15, согласно которому, когда на этапе d) акцентирование осуществляют относительно входных сигналов изображения путем выполнения сглаживания, аналогичного сглаживанию, выполняемому на этапе с), а результирующие сигналы подают на устройство для воспроизведения изображения, сглаживание на этапе d) осуществляют с использованием промежуточной ширины, установленной таким образом, что уровень каждого из входных сигналов изображения, подвергаемых сглаживанию, уменьшается при приближении к максимальному или минимальному уровню сигналов изображения, воспроизводимому устройством для воспроизведения изображения.
17. Способ по п.16, дополнительно включающий этап j), на котором регистрируют температуру в устройстве для обработки сигнала изображения, причем на этапе с) сглаживание осуществляют с использованием промежуточной ширины, установленной таким образом, что уровень каждого из входных сигналов изображения, подвергаемых сглаживанию, уменьшается, если температура, регистрируемая на этапе j), меньше заданной температуры.
18. Устройство для воспроизведения изображения, содержащее устройство для обработки данных по любому из пп.1-9.
19. Телевизионный приемник, содержащий устройство для воспроизведения изображения по п.18.
20. Электронное устройство, содержащее устройство для воспроизведения изображения по п.18.
