CN1828699A - 用于处理视频画面的方法和设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于处理视频画面的方法和设备，更具体地说，用于减少大面积闪烁效应和错误轮廓效应。该方法涉及所谓平行峰值编码的新编码方法。通常，平行峰值代码的概念是在光的两个分组中总具有基本上相同的能量，并且对于这两个分组不同地将码字进行编码，从而在子场码字中的变化将不同时出现在两个分组码字中。

Description

用于处理视频画面的方法和设备
技术领域
本发明涉及一种用于处理视频画面的方法和设备，更具体地说，用于减少大面积闪烁效应和错误轮廓效应。
更具体地说，本发明具体地涉及一种用于提高画面的画面质量的视频处理，所述画面显示在如等离子体显示板(PDP)的矩阵显示器、带有数字微镜阵列(micro mirror array，DMD)的显示设备和所有基于光线发射的占空比调制(脉宽调制)原理类型的显示器上。
背景技术
虽然等离子体显示板已经为人所知许多年了，但是电视制造商对等离子体显示器的兴趣还在增长。确实，这种技术现在能够实现大尺寸、有限厚度并且没有任何视角限制的平面彩板。这种显示器的尺寸可以比传统CRT显像管所能够允许的尺寸大得多。
对于最新一代欧洲电视机，人们已经进行了许多工作来提高其画面质量。因此，存在这样的强烈需求：以诸如等离子体显示技术的新技术制造的电视机必须提供与旧标准电视技术一样好或更好的画面。
等离子体显示板使用仅仅能够被导通或截止的放电单元的矩阵阵列。与通过光线发射的模拟控制来表示灰度级的CRT或者LCD不同，在PDP中，通过调制每帧的光脉冲的数量来控制灰度级。人眼将在与人眼时间响应对应的时间段上形成(integrate)这种时间调制。
对于静止画面，这种时间调制以与所显示的视频标准的帧频率相等的基频进行自行重复。如CRT技术中已知的，50Hz基频的光线发射引起大面积闪烁，其可以通过100Hz CRT电视接收机中的场重复来消除。
与其中光线发射的占空比非常短的CRT相反，在PDP中光线发射的占空比对于中等灰度来说是～50％。这减少了在频谱中50Hz频率分量的幅度，因此减少了大面积闪烁赝象(artefact)，但是由于较大尺寸的PDP具有更大视角，所以即使大面积闪烁减小了，从画面质量上来说该减小的大面积闪烁也是不能接受的。现在PDP的尺寸和亮度的增加趋势也在将来加重了这个问题。
在专利申请EP 0 982 708中公开的一种解决方案利用两组相同的子场来使用双峰值代码。但是对于相同数量的子场，上述方案相比于单个峰值代码还受到太多的错误轮廓的影响。
发明内容
本发明的目的是公开一种方法和设备，用于减少特别对于50Hz视频标准中的PDP的大面积闪烁赝象，而不产生错误轮廓效应。
通过用于处理视频画面的方法来实现本发明的目的，所述视频画面包括被数字编码的像素，数字码字确定在显示器的对应像素被激活期间的时间段的长度，其中将确定的激活持续时间分配给数字码字的每一位，之后被称为子场，根据确定在对应像素被激活期间的时间段的长度的给定码字将子场的持续时间求和，将像素的子场分为两个连续的组，从而将码字分配给像素的值，其在两个子场组上相等地分配激活的子场周期。根据本发明，两个子场组基本上都具有不同的激活持续时间，对于除范围上到第一预定限制的低像素值和/或范围从第二限制向上的高像素值之外的所有像素值，将像素值分割为第一和第二基本相等的值，将所述第一和第二值编码为第一和第二码字，所述第一码字是分配给两个子场组之一的码字的一部分，而所述第二码字是分配给另一个子场组的码字的一部分。
可以在被编码为第一和第二码字之前将抖动步骤施加于所述第一和第二值。
而且，对于带有增加的频率(例如100Hz)的视频画面序列，用一个子场组的子场来编码该序列的偶数画面的像素值，并且用另一个子场组的子场来编码该序列的奇数画面的像素值。
本发明还涉及一种用于处理包括被数字编码的像素的视频画面的设备，数字码字确定在显示器的对应像素被激活期间的时间段的长度，其中将确定的激活持续时间分配给数字码字的每一位，之后被称为子场，根据确定在对应像素被激活期间的时间段的长度的给定码字将子场的持续时间求和，将像素的子场分为两个连续的组，从而将码字分配给像素的值，其在两个子场组上相等地分配激活的子场周期。根据本发明，两个子场组基本上都具有不同的激活持续时间，并且提供了编码装置，用于对于除范围上到第一预定限制的低像素值和/或范围从第二限制向上的高像素值之外的所有像素值，将所述像素值的每一个分割为第一和第二基本相等的值，将所述第一和第二值编码为第一和第二码字，所述第一码字是分配给两个子场组之一的码字的一部分，而所述第二码字是分配给另一个子场组的码字的一部分。
所述设备还包括用于处理所述第一和第二值的抖动装置。对于带有增加的频率的视频画面序列，编码装置用两个子场组之一的子场来编码所述序列的偶数画面的像素值，并且用另一个子场组的子场来编码所述序列的奇数画面的像素值。
附图说明
在附图和在下面的详细描述中说明了本发明的示例实施方式。
在附图中：
图1示出了根据本发明的方法的用于编码图像的第一电路实施方式；和
图2示出了根据本发明的方法的用于编码图像的第二电路实施方式。
具体实施方式
通常，平行峰值代码的概念是在光的两个分组(packet)中总是具有基本上相同的能量并且对于这两个分组不同地编码码字，从而子场码字中的变化将不会同时出现在两个分组码字中。这样做的目的是减少错误轮廓效应。
可以将本发明用于任何数量的子场。通过带有15个子场的平行峰值编码来进行说明。考虑包括带有下面权重的15个子场的帧：
1-2-3-5-7-9-11-14-17-20-24-28-33-38-43
在第一步骤中，将这些子场组织成两个连续的组。将子场码字的一部分分配给每个组。使用这两组子场来产生光的两个分组。
例如，将奇数子场分组到称为G1的第一组，并且将偶数子场分组到称为G2的第二组。
G1：1-3-7-11-17-24-33-43
G2：2-5-9-14-20-28-38
当然，可以不同地进行两组之间的子场的分配。唯一的条件是，两个组应该包括不同权重的子场。而且，可以将组G1的子场放在组G2的子场之前或之后。
在第二步骤中，为子场的每个组选择不同的编码。因此用平行峰值代码所获得的抖动噪声和错误轮廓的等级直接依赖于光的两个分组的每一个的抖动噪声和错误轮廓的等级。例如，可以使用下面的编码表：
-对于组G1(1-3-7-11-17-24-33-43)(其中level表示等级)
level  0：      00000000        level  72：      11111010
level  1：      10000000        level  75：      00110110
level  3：      01000000        level  76：      10110110
level  4：      11000000        level  78：      01110110
level  7：      00100000        level  79：      11110110
level  8：      10100000        level  81：      00101110
level 10：      01100000        level  82：      10101110
level 11：      11100000        level  84：      01101110
level 14：      01010000        level  85：      11101110
level 15：      11010000        level  86：      10011110
level 18：      00110000        level  88：      01011110
level 19：      10110000        level  89：      11011110
level 21：      01110000        level  92：      00111110
level 22：      11110000        level  93：      10111110
level 24：      00101000        level  95：      01111110
level 25：      10101000        level  96：      11111110
level 27：      01101000        level  98：      01011101
level 28：      11101000        level  99：      11011101
level 29：      10011000        level 102：      00111101
level 31：      01011000        level 103：      10111101
level 32：      11011000        level 105：      01111101
level 35：      00111000        level 106：      11111101
level 36：      10111000        level 107：      01011011
level 38：      01111000        level 108：      11011011
level 39：      11111000        level 111：      00111011
level 42：      00110100        level 112：      10111011
level 43：      10110100        level 114：      01111011
level 45：      01110100        level 115：      11111011
level 46：      11110100        level 118：      00110111
level 48：      00101100        level 119：      10110111
level 49：      10101100        level 121：      01110111
level 51：      01101100        level 122：      11110111
level 52：      11101100        level 124：      00101111
level 53：      10011100        level 125：      10101111
level 55：      01011100        level 127：      01101111
level 56：      11011100        level 128：      11101111
level 59：      00111100        level 129：      10011111
level 60：      10111100        level 131：      01011111
level 62：      01111100        level 132：      11011111
level 63：      11111100        level 135：      00111111
level 65：      11011010        level 136：      10111111
level 68：      00111010        level 138：      01111111
level 69：      10111010        level 139：      11111111
level 71：      01111010
-对于组G2(2-5-9-14-20-28-38)(其中level表示等级)
level  0：      0000000        level  62：      0110110
level  2：      1000000        level  64：      1110110
level  5：      0100000        level  67：      0101110
level  7：      1100000        level  69：      1101110
level  9：      0010000        level  71：      0011110
level 11：      1010000        level  73：      1011110
level 14：      0110000        level  76：      0111110
level 16：      1110000        level  78：      1111110
level 19：      0101000        level  81：      0011101
level 21：      1101000        level  83：      1011101
level 23：      0011000        level  86：      0111101
level 25：      1011000        level  88：      1111101
level 28：      0111000        level  89：      0011011
level 30：      1111000        level  91：      1011011
level 34：      0110100        level  94：      0111011
level 36：      1110100        level  96：      1111011
level 39：      0101100        level  97：      1010111
level 41：      1101100        level 100：      0110111
level 43：      0011100        level 102：      1110111
level 45：      1011100        level 105：      0101111
level 48：      0111100        level 107：      1101111
level 50：      1111100        level 109：      0011111
level 53：      1011010        level 111：      1011111
level 56：      0111010        level 114：      0111111
level 58：      1111010        level 116：      1111111
level 59：      1010110
不能实现所有的视频等级。所以，通过经典的抖动步骤从可获得的等级中表示缺少的视频等级。为了这个目的，需要两个独立的抖动块。
然后，根据本发明，在光的两个分组期间应该发射相同的光能量。这并不总是可能的，例如对于本例中的大于232的视频等级。而且，对于最低的视频等级，最好使用仅仅一个子场组的子场以减少抖动噪声。低视频等级将仅具有光的一个分组，但是因为这些等级不产生任何闪烁，所以其并不那么重要。
例如，如果i表示输入视频等级，将码字的部分的值a分配给光的第一分组，并且将码字的部分的值b分配给光的第二分组，可以将值a和b定义如下：
对于0≤i≤1，a＝i并且b＝0
对于1≤i≤，a＝1并且b＝i-1
对于2≤i≤32，a＝i/2并且b＝i/2(232＝2×116)
对于232≤i≤255，a＝i-116并且b＝116
在图1中，示出了如上所述的、用于将视频等级编码为子场码字的可能的电路实施方式的框图。将例如来自视频解伽玛单元的输入的R、G、B视频数据IN[9:0]，转发到用于对于每个输入的视频数据输出值a和b的分割装置10。这些装置包括例如两个查询表(LUT)，一个用于提供值a而另一个用于提供值b。然后将值a(或b)有利地发送到抖动块11(或21)用于在需要的情况下产生可以由子场组G1(或G2)编码的值。然后将抖动过的值转发到子场编码块12(或者22)以输出对应的子场码字。显示平板将使用这个子场码字以驱动该平板的单元的发光周期。
还可以使用带有两倍高的帧频率的平行峰值代码。例如，与具有50Hz视频输入相反，还可以使用100Hz视频输入并且根据帧的奇偶(奇数还是偶数)来使用子场的第一或者第二组(G1或者G2)以及对应的编码表。当然，并不限于100Hz，还可以用于其他的频率，象72、75、80、85、90或者甚至120Hz。图2示出了这种可能性。计数是1位计数器，其每帧增加。根据其值(0或1)，用子场组G1和分配给该第一组的编码表(情况0)或者用用子场组G2和分配给该第二组的编码表(情况1)来编码视频。

Claims (6)

1.一种用于处理包括被数字编码的像素的视频画面的方法，数字码字确定在显示器的对应像素被激活期间的时间段的长度，其中将确定的激活持续时间分配给数字码字的每一位，之后被称为子场(SF)，根据确定在对应像素被激活期间的时间段的长度的给定码字将子场(SF)的持续时间求和，将像素的子场(SF)分为两个连续的组(G1，G2)，从而将码字分配给像素的值，其在两个子场组(G1，G2)上相等地分配激活的子场周期，
特征在于，两个子场组(G1，G2)基本上都具有不同的激活持续时间，并且在于，对于除范围上到第一预定限制的低像素值和/或范围从第二限制向上的高像素值之外的所有像素值，将像素值分割为第一和第二基本相等的值(a，b)，将所述第一和第二值(a，b)编码为第一和第二码字，所述第一码字是分配给两个子场组之一的码字的一部分，而所述第二码字是分配给另一个子场组的码字的一部分。
2.根据权利要求1所述的方法，特征在于，在被编码为第一和第二码字之前将抖动步骤施加于所述第一和第二值(a，b)。
3.根据权利要求1或2所述的方法，特征在于，对于带有增加的频率的视频画面序列，用两个子场组之一将该序列的偶数画面的像素值编码为码字，并且用另一个子场组来将该序列的奇数画面的像素值编码为码字。
4.一种用于处理包括被数字编码的像素的视频画面的设备，数字码字确定在显示器的对应像素被激活期间的时间段的长度，其中将确定的激活持续时间分配给数字码字的每一位，之后被称为子场(SF)，根据确定在对应像素被激活期间的时间段的长度的给定码字将子场(SF)的持续时间求和，将像素的子场(SF)分为两个连续的组(G1，G2)，从而将码字分配给像素的值，其在两个子场组(G1，G2)上相等地分配激活的子场周期，
特征在于，两个子场组(G1，G2)基本上都具有不同的激活持续时间，并且在于，提供了编码装置(10，12，22)，用于对于除范围上到第一预定限制的低像素值和/或范围从第二限制向上的高像素值之外的所有像素值，将所述像素值的每一个分割为第一和第二基本相等的值(a，b)，将所述第一和第二值(a，b)编码为第一和第二码字，所述第一码字是分配给两个子场组之一的码字的一部分，而所述第二码字是分配给另一个子场组的码字的一部分。
5.根据权利要求4所述的设备，特征在于其还包括用于处理所述第一和第二值(a，b)的抖动装置。
6.根据权利要求4或5所述的设备，特征在于，对于带有增加的频率的视频画面序列，所述编码装置(10，12，22)用两个子场组之一将所述序列的偶数画面的像素值编码为码字，并且用另一个子场组将所述序列的奇数画面的像素值编码为码字。
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