DE69007690T2 - HALFTONE IMAGES WITH ERROR TRANSMISSION REPRODUCTION WITH A PHASE SHIFT CHANGING WITH TIME. - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf mehrstufige Anzeigesysteme mit Anzeigeelementen mit relativ wenigen Intensitätsstufen und insbesondere auf die Anpassung dieser Systeme für die Darstellung von Graustufenbildern.The present invention relates to multi-level display systems having display elements with relatively few intensity levels and in particular to the adaptation of these systems for the display of grayscale images.

Systeme mit flachem Bildschirm wie eine binäre Flüssigkristallanzeige (LCD, liquid crystal display) mit Elementen, die relativ wenig Intensitätswerte anzeigen können, besitzen nicht viele der Nachteile, die bei Anzeigesystemen vom Typ des CRT-Monitors gefunden werden. Insbesondere benötigt ein binärer LCD-Schirm keine Elektronenkanone und keine Vakuumröhre und kann daher viel flacher als ein TV-Monitor hergestellt werden. Ein LCD-Schirm besitzt geringe Anforderungen an Strom und Spannung und gibt dementsprechend während des Betriebs relativ wenig Wärme ab, was ihn besonders geeignet für die Verwendung bei hoher Baudichte und in tragbaren Systemen macht. Die Hardware ist relativ robust und kann das selbe Bild eine sehr lange Zeit anzeigen, ohne daß Gefahr besteht, die Elemente zu beschädigen.Flat panel systems such as a binary liquid crystal display (LCD) with elements capable of displaying relatively low intensity values do not have many of the disadvantages found in CRT monitor type display systems. In particular, a binary LCD screen does not require an electron gun or a vacuum tube and can therefore be made much flatter than a TV monitor. An LCD screen has low current and voltage requirements and accordingly dissipates relatively little heat during operation, making it particularly suitable for use in high density and portable systems. The hardware is relatively robust and can display the same image for a very long time without risk of damaging the elements.

Eine CRT-Anzeige kann jedoch leicht relativ viele Intensitätswerte zwischen einem minimalen und einem maximalen Intensitätswert anzeigen. Tatsächlich ist das Eingangssignal eines CRT- Anzeigesystems üblicherweise ein analoges Intensitätssignal, das aufgrund des mit dem Signal verbundenen Rauschens wirksam abgestuft ist, was eine feinere Differenzierung des Eingangssignal begrenzt. Der Vorteil dieser Möglichkeit einer fein abgestuften Intensität ist zweifacher Art: Erstens erzeugt die Anzeige eine relativ genaue Beschreibung der Schattierung des Bildes. Beispielsweise "begrenzen" die typischen Signal/Rauschverhältnisse in Videosignalen die Elemente in einem analogen Fernsehgerät darauf, einen von 256 Werten anzuzeigen; dies ist dennoch ein relativ fein abgestuftes Bild, und der angezeigte Wert jedes Elements ist daher eine relativ enge Näherung des angezeigten Bildteils. Mit anderen Worten, die Anzeige besitzt gute "Graustufen-" bzw. "Halbton-" Eigenschäften. Zweitens - verwandt mit dem ersten Merkmal - besitzt die Anzeige eine relativ gute räumliche Auflösung. Da die Elemente der Bildintensität gut folgen können, werden auch Intensitätsänderungen zwischen benachbarten Bildpunkten gut dargestellt. Daher ist die räumliche Auflösung in erster Linie durch den physikalischen Abstand der Elemente beschränkt.However, a CRT display can easily display a relatively wide range of intensity values between a minimum and a maximum intensity value. In fact, the input signal to a CRT display system is usually an analog intensity signal that is effectively graded due to the noise associated with the signal, which limits finer differentiation of the input signal. The advantage of this ability to finely grade intensity is twofold: First, the display produces a relatively accurate description of the shading of the image. For example, the typical signal-to-noise ratios "limit" in video signals, the elements in an analog television set are limited to displaying one of 256 values; this is still a relatively finely graded image, and the displayed value of each element is therefore a relatively close approximation of the part of the image displayed. In other words, the display has good "grayscale" or "halftone" properties. Secondly - related to the first characteristic - the display has relatively good spatial resolution. Since the elements can follow the image intensity well, intensity changes between neighboring pixels are also well represented. Therefore, spatial resolution is primarily limited by the physical spacing of the elements.

Die binäre LCD-Anzeige und allgemeiner Anzeigen vom LCD-Typ mit Elementen mit relativ wenig Intensitätsstufen haben gewisse Nachteile, die die Vorteile der fein abgestuften Anzeigesysteme widerspiegeln. Beispielsweise stellt ein binäres LCD-Element den entsprechenden Bildteil dadurch dar, daß es entweder an oder aus ist. Dies ist eine schlechte Darstellung, wenn das Bild an der dargestellten Stelle grau ist. Mit anderen Worten besitzt eine LCD-Anzeige von Natur aus schlechte Halbtonfähigkeiten. Wiederum mit den schlechten Halbtoneigenschaften verbunden, besitzt die LCD-Anzeige auch eine relativ schlechte räumliche Auflösung. Da die Elemente entweder an oder aus sind, muß der Übergang von einem Bild zum anderen dadurch angenähert werden, daß benachbarte Elemente entweder vollständig an oder vollständig aus sind. Daraus ergibt sich, daß der Übergang entweder zu abrupt oder räumlich zu verschwommen ist. Im letzten Fall besitzt das angezeigte Bild eine Auflösung, die schlechter als der räumliche Abstand benachbarter Elemente ist.The binary LCD display, and more generally LCD-type displays with elements having relatively few intensity levels, have certain disadvantages that offset the advantages of finely graded display systems. For example, a binary LCD element represents the corresponding part of the image by being either on or off. This is a poor representation if the image is gray at the location represented. In other words, an LCD display has inherently poor halftoning capabilities. Again, linked to the poor halftoning properties, the LCD display also has relatively poor spatial resolution. Since the elements are either on or off, the transition from one image to another must be approximated by having adjacent elements either fully on or fully off. As a result, the transition is either too abrupt or too spatially blurred. In the latter case, the displayed image has a resolution that is worse than the spatial spacing of adjacent elements.

Nach dem Stand der Technik hat man die Aufgabe erwogen, Verfahren für die Anzeige eines Eingangssignals, das für Systeme mit Anzeigeelementen mit fein abgestuften Intensitätsstufen angepaßt ist, auf einer Anzeige mit Elementen mit relativ grob abgestuften Intensitätsstufen zu bearbeiten. Wie unten beschrieben ist, besteht das Grundproblem, mit dem sich diese Verfahren nach dem Stand der Technik beschäftigten, darin, daß die Anzahl der Intensitätsstufen, die ein Bildelement annehmen kann, größer ist als die Anzahl, die ein Anzeigeelement annehmen kann. Daher formt das Verfahren ein Bildelement mit relativ fein abgestuftem Intensitätswert in ein Anzeigeelement mit weniger Intensitätswerten um. Durch diese Umformung unterscheidet sich in den meisten Fällen der Intensitätswert eines Anzeigeelements vom Intensitätswert eines Bildelements.According to the state of the art, the task has been considered to provide methods for displaying an input signal that is adapted for systems with display elements with finely graded intensity levels. is to be processed on a display with elements having relatively coarsely graded intensity levels. As described below, the basic problem addressed by these prior art methods is that the number of intensity levels that a picture element can assume is greater than the number that a display element can assume. Therefore, the method transforms a picture element with a relatively finely graded intensity value into a display element with fewer intensity values. As a result of this transformation, in most cases the intensity value of a display element differs from the intensity value of a picture element.

Beispielsweise kann im Fall eines Standard-Fernsehbilds, das auf einem binären LCD-Bildschirm angezeigt wird, der Intensitätswert jedes Bildelements einen von 256 Werten zwischen einem minimalen und einem maximalen Intensitätswert annehmen, während das entsprechende Anzeigeelement entweder den minimalen oder den maximalen Wert besitzt. Bei einem Bildelement mit einer Intensität zwischen dem ersten und dem 256ten Wert ist es in gewisser Weise ein Fehler, das Bildelement mit dem maximalen bzw. minimalen Wert anzuzeigen. Wenn die Intensität des Bildelements dem 128ten Wert entspricht, d. h. in der Mitte zwischen dem minimalen und dem maximalen Intensitätswert liegt, ist es ein relativ großer Fehler, das Anzeigeelement mit der minimalen bzw. maximalen Intensität anzuzeigen. Andererseits ist es bei einem Bildelement, dessen Intensität dem dritten Wert entspricht, d. h. sehr nahe beim minimalen Wert liegt, ein sehr kleiner Fehler, das Anzeigeelement mit minimaler Intensität anzuzeigen.For example, in the case of a standard television picture displayed on a binary LCD screen, the intensity value of each picture element can take on one of 256 values between a minimum and a maximum intensity value, while the corresponding display element has either the minimum or the maximum value. For a picture element with an intensity between the first and the 256th value, it is in some sense an error to display the picture element with the maximum or minimum value. If the intensity of the picture element corresponds to the 128th value, i.e. lies halfway between the minimum and the maximum intensity values, it is a relatively large error to display the display element with the minimum or maximum intensity. On the other hand, for a picture element whose intensity corresponds to the third value, i.e. lies very close to the minimum value, it is a very small error to display the display element with the minimum intensity.

Viele Jahre lang wurden Bearbeitungsverfahren entwickelt, die versuchten, ein Graubild subjektiv auf einer Anzeige mit binären Elementen anzuzeigen, um sich dadurch mit dem obengenannten Problem zu befassen. Diese Verfahren leiten sich alle von der Prämisse ab, daß das Auge die Intensitäten einer Anzahl eng benachbarter Elemente, die entweder hell oder dunkel sind, zusammenfaßt und daher einen Grauton wahrnimmt.For many years, processing techniques have been developed that attempt to subjectively display a gray image on a binary element display to address the above problem. These techniques all derive from the premise that the eye can closely distinguish the intensities of a number of neighboring elements that are either light or dark and therefore perceives a shade of gray.

US-A-3 937 878, Erfinder Judice, beschreibt ein auf die Schwarz/Weiß-Bildwiedergabe in einem binären Anzeigesystem angewandtes Verfahren ("Dither"); das wiederzugebende Bild wird in eine Bildelement-Matrix unterteilt, wobei jedes Element einer entsprechenden Zelle der Anzeige entspricht. Jeder Anzeigezelle wird ein vorgegebener Schwellenwert zugeordnet. Die Schwellenwerte wiederholen sich gemäß einem Muster, üblicherweise in 16 (4x4) quadratischen Elementen, und besitzen zwischen einem minimalen und einem maximalen Wert für die Bildintensität gleiche Abstände voneinander. Ist die Intensität eines bestimmten Bildelements größer als der der zugehörigen Anzeigezelle zugeordnete Schwellenwert, wird diese Zelle angeschaltet, andernfalls bleibt sie ausgeschaltet.US-A-3 937 878, inventor Judice, describes a method applied to black and white image reproduction in a binary display system ("dither"); the image to be displayed is divided into a matrix of picture elements, each element corresponding to a corresponding cell of the display. Each display cell is assigned a predetermined threshold value. The threshold values repeat according to a pattern, usually in 16 (4x4) square elements, and are equally spaced between a minimum and a maximum value for the image intensity. If the intensity of a particular picture element is greater than the threshold value assigned to the corresponding display cell, that cell is switched on, otherwise it remains switched off.

In einem derartigen System überschreiten sehr dunkle Bereiche nicht einmal den kleinsten Schwellenwert in den 16 quadratischen Elementen, und daher ist der angezeigte Bereich dunkel. Analog überschreiten sehr helle Bereiche selbst die größten Schwellenwerte, und alle 16 quadratischen Elemente sind daher angeschaltet. Bei Bereichen, deren Intensität genau zwischen vollständig dunkel und vollständig hell liegen, werden 8 der 16 Schwellenwerte überschritten, und dementsprechend werden 8 Elemente angeschaltet und 8 bleiben dunkel. Das Auge faßt diesen kleinen Bereich zusammen und nimmt eine Graustufe wahr.In such a system, very dark areas do not exceed even the smallest threshold in the 16 square elements, and therefore the displayed area is dark. Similarly, very bright areas exceed even the largest thresholds, and therefore all 16 square elements are turned on. For areas whose intensity is exactly between completely dark and completely bright, 8 of the 16 thresholds are exceeded, and accordingly 8 elements are turned on and 8 remain dark. The eye summarizes this small area and perceives a shade of gray.

Ein weiteres Verfahren für die Halbtonwiedergabe durch Fehlerfortpflanzung wird von Fawcett und Schrack in "Halftoning Techniques Using Error Correction", Proceedings of the Society for Information Display, 27(4), S. 305-308 (1986) beschrieben.Another method for halftoning by error propagation is described by Fawcett and Schrack in "Halftoning Techniques Using Error Correction", Proceedings of the Society for Information Display, 27(4), pp. 305-308 (1986).

Bei den Fehlerfortpflanzungsverfahren für die Verwendung in binären Anzeigevorrichtungen ist der Ausgangspunkt wiederum ein räumlich aufgeteiltes Bild. Der Betrag, um den das Anzeigeelement den zugehörigen Intensitätswert für das Bild überschreitet bzw. unterschreitet, wird nicht einfach - wie bei einfachen Schwellenwertverfahren - außer Acht gelassen, sondern wird zu geometrisch nahegelegenen Bildwerten, die später in Bildelemente umgerechnet werden müssen, dazugezählt bzw. von ihnen abgezogen. Bei den Fehlerfortpflanzungsverfahren wird daher die Halbtonwiedergabe durch die Anpassung nahegelegener Elemente erreicht, um den Intensitätsüberschuß bzw. das Intensitätsdefizit eines gegebenen Elements auszugleichen.In the error propagation methods for use in binary display devices, the starting point is again a spatially divided image. The amount by which the display element exceeds or falls short of the corresponding intensity value for the image is not simply ignored - as in simple thresholding methods - but is added to or subtracted from geometrically nearby image values that must later be converted into picture elements. In the error propagation methods, halftone reproduction is therefore achieved by adjusting nearby elements to compensate for the intensity excess or intensity deficit of a given element.

Die vorliegende Erfindung führt die Fehlerfortpflanzung einen Schritt weiter, indem sie die oben beschriebenen Konzepte auf mosaikartige Farbanzeigen anwendet. Bei einer mosaikartigen Farbanzeige muß das Element unmittelbar rechts neben einem gegebenen Element nicht notwendigerweise die gleiche Farbe wie das gegebene Element besitzen; daher kann der Fehler nicht immer zu dem Element weitergegeben werden, das als nächstes physikalisch bearbeitet wird. Bei einem Mosaik aus gleichfarbigen Diagonalen ist das nächstgelegene, unbearbeitete Element mit gleicher Farbe zum Beispiel das Element unter dem Element unmittelbar rechts von dem gegebenen Element. Daher wird der Fehler bei dem auf diese Farbmosaike angewandten Fehlerfortpflanzungsverfahren diagonal auf die Elemente verteilt. Das Verfahren ist hardwaremäßig mit mehr Aufwand zu implementieren, wenn die Elemente entsprechend der Standard-Abtastreihenfolge von Videodaten horizontal abgearbeitet werden. In diesem Fall muß der Fehler eines Elements gespeichert und, wenn das diagonal benachbarte Element bearbeitet wird, wiederverwendet werden.The present invention takes error propagation one step further by applying the concepts described above to mosaic color displays. In a mosaic color display, the element immediately to the right of a given element does not necessarily have to be the same color as the given element; therefore, the error cannot always be propagated to the element that is physically processed next. For example, in a mosaic of same-color diagonals, the closest unprocessed element of the same color is the element below the element immediately to the right of the given element. Therefore, the error propagation technique applied to these color mosaics spreads the error diagonally across the elements. The technique is more complex to implement in hardware if the elements are processed horizontally according to the standard scanning order of video data. In this case, the error of an element must be stored and reused when the diagonally adjacent element is processed.

Ein Hauptproblem bei den Fehlerfortpflanzungs-Halbtonverfahren nach dem Stand der Technik ist die schlechte Leistung bei dunklen Flächen, insbesondere wenn die Anzeigeelemente nur binäre Fähigkeiten besitzen. Wenn das Bild dunkel wird, werden die "An"-Elemente selten und deutlich einzeln sichtbar. Bei den Verfahren, bei denen der Fehler auf einem einzigen Weg fortgepflanzt wird, können auch lineare oder fischgrätenförmige Artefakte beobachtet werden. Isolierte "An"-Bildpunkte in dunklen Flächen mindern die Bildqualität weitaus mehr als isolierte "Aus"-Bildpunkte in hellen Flächen.A major problem with state-of-the-art error propagation halftoning techniques is the poor performance at dark areas, especially when the display elements have only binary capabilities. When the image becomes dark, the "on" elements become rare and clearly visible individually. In the methods where the error is propagated along a single path, linear or herringbone artifacts can also be observed. Isolated "on" pixels in dark areas degrade the image quality far more than isolated "off" pixels in bright areas.

Zudem müssen die für Schwarzweißbilder entwickelten Verfahren besonders angepaßt werden, damit sie erfolgreich sind, wenn sie - wie oben beschrieben - der Komplikation, die sich durch mosaikartige Farbanzeigen stellen, gegenüberstehen.In addition, the techniques developed for black and white images must be specially adapted to be successful when faced with the complications posed by mosaic-like color displays, as described above.

In WO-A-8807306 und EP-A-0264 302 werden Verfahren beschrieben, die sich allgemein auf das gleiche technische Gebiet wie diese Erfindung beziehen.WO-A-8807306 and EP-A-0264 302 describe processes which generally relate to the same technical field as this invention.

Das Problem wird durch die Merkmale der Ansprüche 1 und 2 überwunden. Anspruch 3 bezieht sich auf ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel.The problem is overcome by the features of claims 1 and 2. Claim 3 relates to a preferred embodiment.

Die vorliegende Erfindung bietet ein Bearbeitungsverfahren und -system, bei denen Farbbilder mit Bereichen aus Elementen mit relativ fein abgestuften Intensitätswerten auf einer mosaikartigen Farbanzeige vom LCD-Typ mit Anzeigeelementen mit relativ wenigen Intensitätswerten angezeigt werden. Das erfindungsgemäße Verfahren für die Anzeige eines Bildes enthält das oben beschriebene grundlegende Fehlerfortpflanzungsverfahren für mosaikartige Farbanzeigen. Wie zuvor beschrieben, pflanzt dieses Verfahren den Fehler für den Fall, daß die mosaikartige Farbanzeige so gemustert ist, daß diagonale Reihen aus einfarbigen Elementen bestehen, diagonal zwischen den Elementen fort. Das Grundverfahren nimmt jedoch für den an das erste Element in der Diagonale weitergeleiteten "Fehler" Null bzw. allgemeiner eine positionsunabhängige Konstante an. Durch ein zusätzliches Merkmal des Verfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung, das "Bildpunkt-Versatz" genannt wird, wird ein "Fehler" an das erste Elemente in der diagonalen Reihe weitergeleitet, die sich mit jedem neuen Bild oder Vollbild ändert. Der in das erste Element in der diagonalen Reihe weitergeleitete "Fehler" wird auch der "Vorgabewert" genannt. Genauer gesagt, nimmt der in das erste Element jeder Diagonale weitergeleitete "Fehler", mit jedem bearbeiteten Vollbild so lange inkrementell zu, bis der "Fehler" größer als der Maximalwert für die Intensität der Elemente wird. An diesem Punkt beginnt die Fortpflanzung von neuem, indem der Maximalwert abgezogen wird.The present invention provides a processing method and system in which color images having regions of elements with relatively finely graduated intensity values are displayed on a mosaic color LCD-type display having display elements with relatively few intensity values. The method of displaying an image according to the invention includes the basic error propagation method for mosaic color displays described above. As previously described, in the case where the mosaic color display is patterned to consist of diagonal rows of single color elements, this method propagates the error diagonally between the elements. However, the basic method assumes that the first element in the diagonal is zero, or more generally a position-independent constant. By an additional feature of the method according to the present invention, called "pixel offset", an "error" is propagated to the first element in the diagonal row, which changes with each new image or frame. The "error" propagated to the first element in the diagonal row is also called the "default value". More precisely, the "error" propagated to the first element of each diagonal increases incrementally with each frame processed until the "error" becomes greater than the maximum value for the intensity of the elements. At this point, the propagation starts again by subtracting the maximum value.

Im Fall der binären Anzeige führt die inkrementelle Zunahme des Vorgabefehlerwerts, der mit jeder Diagonale verknüpft ist, zum räumlichen Drift von "An"-Elementen auf den Diagonalen. Dieser räumliche Drift der "An" -Elemente auf den Diagonalen ist der "Bildpunkt-Versatz"; das Ergebnis ist die Wahrnehmung einer Halbtonanzeige, da sich die zeit integrierte Gesamtheit der Anzeigen, falls alle Vorgabewerte gleich wahrscheinlich sind, dem exakten Grautonbild nähert, wenn die Anzahl angezeigter Bilder zunimmt. Wenn die Bearbeitung so schnell ist, daß das Auge eine Anzahl angezeigter Bilder des Eingangsbilds zusammenfaßt, nähert sich die Anzeige, die mittels der aktuellen Anzeige wahrgenommen wird, dem tatsächlichen Grauton des Eingangsbilds.In the case of the binary display, the incremental increase in the predictive error value associated with each diagonal results in the spatial drift of "on" elements on the diagonals. This spatial drift of the "on" elements on the diagonals is the "pixel offset"; the result is the perception of a halftone display, since the time-integrated ensemble of displays, if all predicates are equally likely, approaches the exact gray tone image as the number of displayed images increases. If the processing is so fast that the eye summarizes a number of displayed images of the input image, the display perceived by the current display approaches the actual gray tone of the input image.

Die vorliegende Erfindung erreicht ebenfalls Farbhalbtonwiedergabe des angezeigten Bilds, die aus subjektiver Sicht eine qualitativ hochwertige Darstellung des Bilds ist. Zusätzlich verwendet die vorliegende Erfindung die rasche Abfolge angezeigter Bilder, um die subjektive, qualitativ hochwertige Halbtonwiedergabe der Anzeige zu erzielen.The present invention also achieves color halftone reproduction of the displayed image, which is subjectively a high quality representation of the image. In addition, the present invention uses the rapid succession of displayed images to achieve the subjective high quality halftone reproduction of the display.

Zudem werden bei der vorliegenden Erfindung durch das Fehlerfortpflanzungsverfahren durch Bildpunkt-Versatz Artefakte beseitigt. Statt einem Element unbedingt die dem Zustand "An" entsprechende Anzeigeintensität zuzuordnen, wenn dessen Bildintensitätswert plus dessen Fehlerwert einen Schwellenwert übersteigt, wird im binären Fall der angezeigte Bildpunkt nur dann angeschaltet, wenn es seit dem letzten "An"-Element weniger als eine bestimmte Anzahl von "Aus"-Elementen gibt. Selbst wenn das Element aufgrund der Anzahl vorhergehender "Aus"-Elemente "aus" bleibt, wird es jedoch zum Zweck der Bestimmung späterer Elemente in der Diagonale als "an" betrachtet.In addition, the present invention eliminates artifacts by using the pixel offset error propagation technique. Rather than necessarily assigning an element the display intensity corresponding to the "on" state if its image intensity value plus its error value exceeds a threshold, in the binary case the displayed pixel is only turned on if there are fewer than a certain number of "off" elements since the last "on" element. However, even if the element remains "off" due to the number of previous "off" elements, it is still considered "on" for the purpose of determining later elements in the diagonal.

FIG. 1 ist ein Flußdiagramm des Bearbeitungsverfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung.FIG. 1 is a flow chart of the machining method according to the present invention.

FIG. 2 ist ein schematisches Diagramm, das die Abbildung von Bildelementen in Zeile 1 auf Anzeigeelemente in Zeile 1 zeigt.FIG. 2 is a schematic diagram showing the mapping of picture elements in row 1 to display elements in row 1.

FIG. 3 ist ein schematisches Diagramm einer Standard-Mosaikfarbanzeige, wobei durch jeweils gleichfarbige Anzeigeelemente Diagonalen gezogen sind.FIG. 3 is a schematic diagram of a standard mosaic color display with diagonals drawn through each display element of the same color.

FIG. 4 ist ein schematisches Diagramm eines mosaikartigen Farbbilds, bei dem die Elemente entsprechend der gleichfarbigen Diagonalen bezeichnet sind.FIG. 4 is a schematic diagram of a mosaic color image in which the elements are labeled according to the same-color diagonal.

FIG. 5 ist eine waagerechte schematische Darstellung des Abbildungsverfahrens der m-ten diagonal bezeichneten Reihe der Darstellung gemäß der vorliegenden Erfindung.FIG. 5 is a horizontal schematic representation of the mapping process of the m-th diagonally labeled row of the representation according to the present invention.

FIG. 6 ist ein Diagramm, das die relativen Intensitätswerte der Bildelemente, der Anzeigeelemente und der Schwellenpegel des Verfahrens zeigt.FIG. 6 is a diagram showing the relative intensity values of the picture elements, the display elements and the threshold levels of the process.

FIG. 7 ist ein Diagramm, das relative Intensitätswerte wie in FIG. 6 zeigt, wobei die Bildelemente bei einer Standardfernsehanzeige einen von 256 Intensitätswerten annehmen können, und wobei die Anzeigeelemente auf einer binären LCD-Anzeige einen von zwei Intensitätswerten annehmen können.FIG. 7 is a diagram showing relative intensity values as in FIG. 6, where the picture elements on a standard television display can assume one of 256 intensity values, and where the display elements on a binary LCD display can assume one of two intensity values.

FIG. 8 ist ein Diagramm, das relative Intensitätswerte wie in FIG. 6 zeigt und auch schematisch die Abbildung eines Bildelements mit Intensitätswert I(m,n) zeigt.FIG. 8 is a diagram showing relative intensity values as in FIG. 6 and also schematically shows the image of a pixel with intensity value I(m,n).

FIG. 9 ist ein schematisches Diagramm, das die tatsächliche, physikalische Bearbeitung von Elementen bezüglich der diagonalen Matrixbezeichnungen gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt.FIG. 9 is a schematic diagram showing the actual physical manipulation of elements with respect to diagonal matrix designations in accordance with the present invention.

FIG. 9A ist ein schematisches Diagramm, das zeigt, wie in einem tatsächlichen, physikalischen Ausführungsbeispiel der Wert von E von einem Element zum diagonal benachbarten Element fortgepflanzt wird.FIG. 9A is a schematic diagram showing how, in an actual physical embodiment, the value of E is propagated from one element to the diagonally adjacent element.

FIG. 10 ist ein Blockdiagramm eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung.FIG. 10 is a block diagram of an embodiment of the present invention.

FIG. 10A ist ein Blockdiagramm eines weiteren Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung.FIG. 10A is a block diagram of another embodiment of the present invention.

FIG. 11 ist ein schematisches Diagramm, das einen Wechsel des vorgewählten Fehlerwerts für das erste Element in Zeile m für aufeinanderfolgend bearbeitete Bilder zeigt.FIG. 11 is a schematic diagram showing a change of the preselected error value for the first element in row m for successively processed images.

Ausführliche Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der vorliegenden ErfindungDetailed description of a preferred embodiment of the present invention

Die vorliegende Erfindung verbessert den Stand der Technik, indem sie eine Fehlerfortpflanzung bei mosaikartigen Farbanzeigen verwendet und indem sie den Fehler systematisch verändert, der dem ersten Element jeder diagonalen Reihe zugeordnet ist, auf der dieser Fehler bei einer mosaikartigen Anzeige mit gleichfarbigen Diagonalen fortgepflanzt wird. Die systematische Veränderung des in das erste Element in der Diagonale weitergeleiteten "Fehlers" - gleichbedeutend mit dem Vorgabewert - führt im binären Fall zu dem Bildpunkt-Versatz oder der räumlichen Verschiebung von "An"-Elementen auf der Diagonale, wobei sich das Integral von Anzeigebildern einer Abfolge von Bildern bzw. Vollbildern über die Zeit dem tatsächlichen Grauton der eingegebene Bilder nähert. Zudem werden durch das Unterdrücken isolierter heller Bildpunkte, die von dunklen Bereichen umgeben sind, Artefakte beseitigt. Wenngleich sich die folgende Beschreibung auf den Fall eines diagonalen Mosaiks konzentriert, ist die vorliegende Erfindung nicht auf Mosaike mit einem Muster aus gleichfarbigen Diagonalen beschränkt.The present invention improves the state of the art by preventing error propagation in mosaic-like color displays and by systematically varying the error associated with the first element of each diagonal row along which that error is propagated in a mosaic-like display with same-colored diagonals. The systematic variation of the "error" propagated into the first element in the diagonal - equivalent to the default value - results in the pixel offset or spatial displacement of "on" elements on the diagonal in the binary case, whereby the integral of display images of a sequence of images or frames over time approaches the actual gray tone of the input images. In addition, artifacts are eliminated by suppressing isolated bright pixels surrounded by dark areas. Although the following description focuses on the case of a diagonal mosaic, the present invention is not limited to mosaics with a pattern of same-colored diagonals.

Die vorliegende Erfindung besitzt zwei Sachverhalte: (1) Halbtonwiedergabe bei mosaikartigen Farbanzeigen mittels Fehlerfortpflanzung und (2) Halbtonwiedergabe mittels Bildpunkt-Versatz. Um die vorliegende Erfindung zu beschreiben, müssen bestimmte einführende Begriffe bezüglich der Fehlerfortpflanzung etwas ausführlicher beschrieben werden.The present invention has two aspects: (1) halftoning in mosaic color displays using error propagation and (2) halftoning using pixel shifting. In order to describe the present invention, certain introductory terms related to error propagation must be described in some detail.

(a) Ausführliche Beschreibung einführender Begriffe, die mit Fehlerfortpflanzungsverfahren verbunden sind(a) Detailed description of introductory terms associated with error propagation techniques

Jedes Fehlerfortpflanzungsverfahren, einschließlich der vorliegenden Erfindung, kann durch das Flußdiagramm in Fig. 1 dargestellt werden. Unter Bezug auf Fig.1 wird ein Teil eines Bildes 2 gezeigt und in eine Bildmatrix 4 aus Matrixelementen mit diskreten Intensitätswerten unterteilt. Die Matrixindizes und p erhalten die räumliche Beziehung zwischen Bildmatrix und Bild. Die Werte der Bildmatrixelemente können zum Beispiel von einer räumlich und bezüglich der Amplitude abgestuften Version eines CRT-Videosignals zugeordnet werden.Any error propagation method, including the present invention, can be represented by the flow chart in Fig. 1. Referring to Fig. 1, a portion of an image 2 is shown and divided into an image matrix 4 of matrix elements with discrete intensity values. The matrix indices and p maintain the spatial relationship between image matrix and Image. The values of the image matrix elements can be assigned, for example, from a spatially and amplitude-graded version of a CRT video signal.

Der Intensitätswert jedes Eingangsmatrixelements 6 wird proportional zur Intensität der Helligkeit des entsprechenden Bereichs des Bildes 2 dargestellt. Der jedem Bildmatrixelement zugeordnete Intensitätswert ist diskret und endlich, und die Anzahl der dargestellten Intensitätswerte ist in Anbetracht der Anzahl der weiter unten beschriebenen, möglichen Intensitätswerte, relativ groß. Die Anzahl diskreter Intensitätswerte, die jedes Bildelement annehmen kann, wird als q definiert.The intensity value of each input matrix element 6 is represented proportional to the intensity of the brightness of the corresponding area of the image 2. The intensity value associated with each image matrix element is discrete and finite, and the number of intensity values represented is relatively large considering the number of possible intensity values described below. The number of discrete intensity values that each image element can assume is defined as q.

Die Intensitätswerte der Bildmatrix werden dann durch einen Prozessor 8 in eine Anzeigematrix 10 umgewandelt, wobei jedes Matrixelement 12 der Anzeige einen Intensitätswert besitzt. Jedes Matrixelement 12 der Anzeige besitzt ein räumlich entsprechendes Bildmatrixelement 6; daher wird der Intensitätswert jedes Anzeigeelements eins zu eins aus der Intensität des entsprechenden Bildmatrixelements 6 zuzüglich einem unten beschriebenen Fehlerwert abgebildet.The intensity values of the image matrix are then converted by a processor 8 into a display matrix 10, with each matrix element 12 of the display having an intensity value. Each matrix element 12 of the display has a spatially corresponding image matrix element 6; therefore, the intensity value of each display element is mapped one-to-one from the intensity of the corresponding image matrix element 6 plus an error value described below.

Die Anzahl der Intensitätswerte, die jedes Anzeigeelement annehmen kann, ist diskret und in Stufen unterteilt und wird mit r bezeichnet. Wie oben beschrieben worden ist, richtet sich die vorliegende Erfindung an den Fall, wo die Anzahl der Intensitätswerte, die das Anzeigeelement annehmen kann, kleiner ist als die Anzahl der Intensitätswerte, die die Bildelemente annehmen können; dementsprechend ist der Wert von r kleiner als q. Daher formt das Verfahren den relativ fein abgestuften Intensitätswert eines Bildelements in ein Anzeigeelement mit einer kleineren Anzahl von Intensitätswerten um. Für den Fall, daß ein Standardfernsehbild auf einem binären LCD-Schirm angezeigt wird, kann die Bildelementintensität einen von 256 Intensitätswerten annehmen, während das entsprechende Anzeigeelement einen von zwei Werten (an oder aus) annehmen kann.The number of intensity values that each display element can assume is discrete and divided into steps and is denoted by r. As described above, the present invention is directed to the case where the number of intensity values that the display element can assume is smaller than the number of intensity values that the picture elements can assume; accordingly, the value of r is smaller than q. Therefore, the method transforms the relatively finely graded intensity value of a picture element into a display element with a smaller number of intensity values. In the case of a standard television picture being displayed on a binary LCD screen, the picture element intensity can be one of 256 intensity values while the corresponding display element can take one of two values (on or off).

Bezug nehmend auf Fig. 2 wird eine schematische Darstellung einer horizontalen Zeile, nämlich Zeile 1, der Bild- und Anzeigeelemente der Fig. 1 gezeigt. Die Pfeile zeigen, daß die Abbildung gemäß der vorliegenden Erfindung zwischen den entsprechenden Matrixelementen eins zu eins erfolgt. Der Prozessor 8 aus Fig. 1 (in Fig. 2 nicht abgebildet) arbeitet hier in Echtzeit. Eine solche Echtzeitverarbeitung durch den Prozessor 8 ist keine notwendige Voraussetzung dafür, daß der Begriff "Fehler"-Fortpflanzung für das Anzeigeverfahren gilt, jedoch ist diese Eigenschaft ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel. Das heißt, daß der Prozessor die Intensität eines Bildelements auf den Intensitätswert eines Anzeigeelements abbildet, bevor der Intensitätswert des nächsten Bildelements den Eingang des Prozessors erreicht. Bildete der Prozessor mit einer niedrigeren Geschwindigkeit als die Eingangsgeschwindigkeit der Intensitätswerte der Bildelemente ab, müßte der Prozessor die rückständigen Werte vor der Bearbeitung speichern, was in der Technik als "Bildspeicherung" bekannt ist. Daher wird in Fig. 2 der Intensitätswert des ersten Bildelements in Zeile 1 auf das entsprechende Anzeigeelement abgebildet, bevor der Intensitätswert des zweiten Bildelements den Prozessor erreicht. Das gleiche gilt für die übrige Abfolge der Elemente aus Zeile 1 und allen Zeilen. Somit entspricht das angezeigte Bild zeitlich dem Originalbild, das dem Prozessor als zeitliche Abfolge von Bildintensitätswerten zugeführt wurde.Referring to Fig. 2, there is shown a schematic representation of a horizontal row, namely row 1, of the image and display elements of Fig. 1. The arrows show that the mapping according to the present invention is one-to-one between the corresponding matrix elements. The processor 8 of Fig. 1 (not shown in Fig. 2) operates here in real time. Such real time processing by the processor 8 is not a necessary prerequisite for the term "error" propagation to apply to the display method, but this property is a preferred embodiment. That is, the processor maps the intensity of a picture element to the intensity value of a display element before the intensity value of the next picture element reaches the input of the processor. If the processor were to map the intensity values of the pixels at a slower rate than the input rate, the processor would have to store the residual values before processing, which is known in the art as "image storage." Therefore, in Figure 2, the intensity value of the first pixel in row 1 is mapped to the corresponding display element before the intensity value of the second pixel reaches the processor. The same applies to the remaining sequence of elements from row 1 and all rows. Thus, the displayed image corresponds in time to the original image that was fed to the processor as a temporal sequence of image intensity values.

Die aufeinanderfolgende Bearbeitung aller Elemente der Zeilen 1 in Fig. 1 führt daher zur Anzeige von Bild 2 auf Anzeige 10 als Reihe von Elementen 12 mit veränderlichen Intensitätswerten. Als Erweiterung könnte eine Reihe von Bildern, die in Bildelemente wie die Elemente 6 in Fig. 1 unterteilt sind, sequentiell bearbeitet werden, wodurch auf der Anzeige eine nahezu zeitgleiche Reihe angezeigter Bilder 10 angezeigt wird. Die Anzeige änderte sich dann mit der gleichen Geschwindigkeit und zeigte dadurch ein bewegtes Bild an. Die Frequenz des eingegebenen Bildes ist als Vollbildgeschwindigkeit definiert. Da jedes eingegebene Bild einfach eine weitere Abfolge von Intensitätswerten ist, die den Bildelementen des Bilds entsprechen, folgt aus der obenstehenden Beschreibung der Bearbeitungsgeschwindigkeit, daß die Vollbildgeschwindigkeit so angelegt ist, daß ein ganzes Bild physikalisch bearbeitet und angezeigt wird, bevor die Elemente des nächsten Bildes zur Bearbeitung ankommen.The sequential processing of all the elements of rows 1 in Fig. 1 therefore results in the display of image 2 on display 10 as a series of elements 12 with varying intensity values. As an extension, a series of images divided into picture elements such as elements 6 in Fig. 1 could be processed sequentially whereby a nearly simultaneous series of displayed images 10 are shown on the display. The display then changes at the same rate, thereby displaying a moving image. The frequency of the input image is defined as the frame rate. Since each input image is simply another sequence of intensity values corresponding to the picture elements of the image, it follows from the above description of processing speed that the frame rate is designed so that an entire image is physically processed and displayed before the elements of the next image arrive for processing.

Es ist zu beachten, daß ein "Vollbild" ein "Bild" darstellt und aus Bildelementen mit Intensitätswerten besteht. Zudem kann ein "neues" Vollbild aus den gleichen Eingangssignalen wie das vorhergehende Vollbild bestehen, wie wenn eine Anzeige für ein gleichbleibendes Bild periodisch erneuert wird.Note that a "frame" represents a "picture" and is made up of picture elements with intensity values. In addition, a "new" frame may consist of the same input signals as the previous frame, as when a display is periodically refreshed for a constant picture.

(b) Ausführliche Beschreibung des Grundverfahrens zur Fehlerfortpflanzung für mosaikartige Farbanzeigen(b) Detailed description of the basic error propagation technique for mosaic color displays

Bezug nehmend auf Fig. 3 wird das Bildpunktmuster einer mosaikartigen Farbanzeige mit gleichfarbigen Diagonalen gezeigt. Das R entspricht den roten Bildpunkten, G den grünen Bildpunkten und B den blauen Bildpunkten. Die Farben entsprechen den Grundfarben. Ein analoges Eingangssignal oder ein Eingangssignal, das wegen seiner ihm eigenen Beschränkung hinsichtlich des Signal/Rausch-Verhältnisses eine Amplitude mit feinen Stufen besitzt, ist üblicherweise zeitlich kontinuierlich und besteht aus überlagerten Signalen für jede der Grundfarbenintensitäten, die den jeweiligen Bereich des Analogbilds darstellen. Für jede räumliche Unterteilung des Eingangsbildes, d. h. die zeitliche Unterteilung des Eingangssignals und die Zuordnung eines entsprechenden Intensitätswerts zu jedem Zeitintervall gibt es daher drei getrennte Eingangsamplituden, die dem Intensitätspegel der Grundfarben des analogen Bildes im Bereich entsprechen, der dem Anzeigeelement räumlich entspricht. Diese drei Eingangsintensitätswerte sind natürlich getrennt, aber aufgrund der oben diskutierten immanenten Beschränkung durch das Signal/Rausch-Verhältnis in feine Stufen unterteilt.Referring to Fig. 3, the pixel pattern of a mosaic-type color display with the same color diagonals is shown. The R corresponds to the red pixels, G to the green pixels and B to the blue pixels. The colors correspond to the primary colors. An analog input signal, or an input signal which has an amplitude with fine steps due to its inherent limitation with regard to the signal-to-noise ratio, is usually continuous in time and consists of superimposed signals for each of the primary color intensities which represent the respective area of the analog image. For each spatial subdivision of the input image, ie the temporal subdivision of the input signal and the assignment of a corresponding intensity value to each time interval, there is hence three separate input amplitudes corresponding to the intensity level of the primary colors of the analog image in the area spatially corresponding to the display element. These three input intensity values are of course separate, but are divided into fine steps due to the intrinsic limitation of the signal-to-noise ratio discussed above.

Die Abbildung von Bildintensitätswerten auf Anzeigeintensitätswerte ist daher nicht so einfach wie im Fall der Monochromanzeige. Die vorliegende Erfindung sieht zwei Verfahren zur Behandlung eines aus drei Grundintensitätswerten bestehenden Bildintensitätswerts, die auf einen Anzeigeintensitätswert aus einer Grundfarbe abgebildet werden sollen, vor. Das erste Verfahren vernachlässigt effektiv die Bildintensitätswerte der zwei Grundfarben, die nicht der Grundfarbe des Anzeigeelements entsprechen. Dieses Verfahren ist von Vorteil, wenn in erster Linie die räumliche Auflösung von Interesse ist. Das zweite Verfahren unterteilt effektiv zeitlich benachbarte Bildintensitätswerte vorübergehend in Dreiergruppen, mittelt für jede Grundfarbe den Bildintensitätswert über die drei Intervalle und überträgt den gemittelten Bildintensitätswert für jede Grundfarbe auf das Anzeigeelement, das einem der Bildintensitätswerte mit der zutreffenden Grundfarbe räumlich entspricht. Dieses Verfahren ist von Vorteil, wenn der genaue Grauton wichtiger als die räumliche Auflösung ist.The mapping of image intensity values to display intensity values is therefore not as simple as in the case of monochrome display. The present invention provides two methods for treating an image intensity value consisting of three primary intensity values to be mapped to a display intensity value of a primary color. The first method effectively neglects the image intensity values of the two primary colors that do not correspond to the primary color of the display element. This method is advantageous when spatial resolution is of primary interest. The second method effectively temporarily divides temporally adjacent image intensity values into groups of three, averages the image intensity value for each primary color over the three intervals, and transfers the averaged image intensity value for each primary color to the display element that spatially corresponds to one of the image intensity values with the appropriate primary color. This method is advantageous when the exact shade of gray is more important than spatial resolution.

Die vorliegende Erfindung beinhaltet beide Behandlungsmethoden des Eingangsbildsignals. Da die Erfindung allgemein anwendbar ist, ist es für die folgende Erklärung am zweckmäßigsten, anzunehmen, daß das Eingangssignal zuvor gemäß einem der zwei oben beschriebenen Verfahren bearbeitet worden ist, so daß ein in feine Stufen unterteilter Bildintensitätswert mit einer Farbe, die der Grundfarbe des räumlich entsprechenden Anzeigeelements entspricht, auf dieses Anzeigeelement abzubilden ist. Dies gegenwärtig, können die gleichen Abbildungskonzepte, die oben mit Bezug zu den Fig. 1 und 2 beschrieben worden sind, dazu angewendet werden, um ein Farbbild, das durch eine Matrix aus Bildelementen mit Farbintensitäten I(m,n) dargestellt wird, auf eine Matrix aus Anzeigeelementen mit Farbintensitäten D(m,n) abzubilden, wobei man sich I(m,n) nun als den resultierenden Bildintensitätswert einer einzigen Grundfarbe vorstellen muß, der gemäß einem der zwei oben beschriebenen Verfahren ermittelt worden ist.The present invention includes both methods of treating the input image signal. Since the invention is generally applicable, it is most convenient for the following explanation to assume that the input signal has previously been processed according to one of the two methods described above, so that an image intensity value divided into fine steps with a color that corresponds to the basic color of the spatially corresponding display element is to be mapped onto this display element. Currently, the same mapping concepts described above with reference to Figures 1 and 2 can be applied to map a color image represented by a matrix of picture elements with color intensities I(m,n) onto a matrix of display elements with color intensities D(m,n), where I(m,n) is now to be thought of as the resulting image intensity value of a single primary color determined according to one of the two methods described above.

In Fig. 3 sieht man, daß durch alle Elemente der Matrix parallele einfarbige Diagonalen gezogen werden können. In Fig. 3 sind die Diagonalen von unten links, m=1, die linke Seite des Mosaiks hoch und dann oben längs numeriert. In der oberen linken Ecke sind die Diagonalen so numeriert, daß m=100 die Diagonale in der obersten linken Ecke ist. Natürlich kann die mosaikartige Farbanzeige eine größere oder kleinere Höhe besitzen, und 100 wurde nur zu Beispielszwecken gewählt.In Fig. 3, it can be seen that parallel single-color diagonals can be drawn through all the elements of the matrix. In Fig. 3, the diagonals are numbered from the bottom left, m=1, up the left side of the mosaic, and then lengthwise along the top. In the top left corner, the diagonals are numbered so that m=100 is the diagonal in the top left corner. Of course, the mosaic-like color display can have a greater or lesser height, and 100 was chosen for example purposes only.

Fig. 4 zeigt eine Bildmatrix mit Matrixelementen, die sich auf die einfarbigen Bildpunktdiagonalen der mosaikartigen Farbanzeige aus Fig. 3 beziehen. Da der Fehler beim Fehlerfortpflanzungsverfahren für mosaikartige Farbanzeigen, das die vorliegende Erfindung vervollkommnet, diagonal zwischen den Bildpunkten verbreitet wird, ist es zweckmäßig, die Matrix der Bild- und Anzeigeelemente diagonal zu bezeichnen. Daher liegen die Elemente der "Matrix" in Fig. 4 nicht wie in Standardmatrizen in orthogonalen Zeilen and Spalten. Zudem besitzt nicht jede Diagonale notwendigerweise die gleiche Anzahl von Elementen wie andere Diagonalen. Daher ist es am zweckmäßigsten, in Fig. 4 und verwandten Figuren m Diagonalen zu bezeichnen, wobei die Elemente jeder Diagonale von 1 bis ngesamt numeriert sind und mit n bezeichnet werden. Aufgrund der Ähnlichkeiten der wie in Fig. 4 bezeichneten Elemente mit einer Standardmatrix wird jedoch bei der Beschreibung die Terminologie von Matrizen verwendet. Dementsprechend ist jede Diagonale numeriert und ist der erste Index der Matrix, und jedes Element der Diagonale wird von "oben" nach "unten" numeriert und ist der zweite Index der Matrix.Fig. 4 shows an image matrix with matrix elements related to the monochrome pixel diagonals of the mosaic color display of Fig. 3. Since the error propagation method for mosaic color displays perfected by the present invention propagates the error diagonally between pixels, it is convenient to refer to the matrix of image and display elements diagonally. Therefore, the elements of the "matrix" in Fig. 4 are not arranged in orthogonal rows and columns as in standard matrices. Moreover, each diagonal does not necessarily have the same number of elements as other diagonals. Therefore, it is most convenient to refer to m diagonals in Fig. 4 and related figures, with the elements of each diagonal numbered from 1 to n total and designated by n. Because of the similarities of the elements designated as in Fig. 4 to a standard matrix, However, the terminology of matrices is used in the description. Accordingly, each diagonal is numbered and is the first index of the matrix, and each element of the diagonal is numbered from "top" to "bottom" and is the second index of the matrix.

Fig. 4 zeigt daher die diagonalen Reihen mit m numeriert, und die Elemente in der Diagonale sind von oben nach unten mit n 1, 2, ... numeriert. Ein Teil der Bildelemente ist mit i(Nummer der Diagonale, Position in der Diagonalen) bzw. i(m,n) bezeichnet. Das zweite Element in der 98ten Diagonale wird beispielsweise als i(98,2) bezeichnet. Es ist zu beachten, daß nicht alle Diagonalen die gleiche Anzahl von Elementen besitzen; zum Beispiel besitzt Reihe 1 nur ein Element, während Reihe 5 5 Elemente besitzt. Die maximale Anzahl von Elementen einer Reihe, ngesamt, ist daher eine Funktion von m. Wie oben erörtert worden ist, besitzt jedes Bildelement i(m,n) einen mit ihm verknüpften Intensitätswert I(m,n).Fig. 4 therefore shows the diagonal rows numbered m, and the elements in the diagonal are numbered from top to bottom n 1, 2, .... A portion of the picture elements are labeled i(number of the diagonal, position in the diagonal) or i(m,n). The second element in the 98th diagonal is, for example, labeled i(98,2). Note that not all diagonals have the same number of elements; for example, row 1 has only one element, while row 5 has 5 elements. The maximum number of elements in a row, ntotal, is therefore a function of m. As discussed above, each picture element i(m,n) has an associated intensity value I(m,n).

Nicht in Fig. 4 gezeigt ist eine identische Anzeigematrix mit Matrixelementen d(m,n), die genau wie die Bildelemente in Fig. 4 diagonal bezeichnet sind. Zudem besitzt jedes Anzeigeelement d(m,n) einen mit ihm verknüpften Anzeigeintensitätswert D(m,n).Not shown in Fig. 4 is an identical display matrix with matrix elements d(m,n) which are labeled diagonally just like the picture elements in Fig. 4. In addition, each display element d(m,n) has a display intensity value D(m,n) associated with it.

Es wird an dieser Stelle darauf hingewiesen und weiter unten erörtert, daß die physikalischen Ausführungen die Elemente üblicherweise in horizontalen Zeilen bearbeiten. Da beim Verfahren der vorliegenden Erfindung der Fehler diagonal fortgepflanzt wird, wobei die Matrix Diagonalen mit gleicher Farbe hat, muß der Prozessor dazu in der Lage sein, den Fehler eines Elements zu speichern, während dazwischenliegende Elemente in den horizontalen Reihen bearbeitet werden, und den Fehler wieder abzurufen, wenn das diagonal benachbarte Element zur Bearbeitung ansteht.It is noted here, and discussed below, that physical implementations typically process elements in horizontal rows. Since the method of the present invention propagates the error diagonally, with the matrix having diagonals of the same color, the processor must be able to store the error of an element while intermediate elements in the horizontal rows are processed, and recall the error when the diagonally adjacent element is ready for processing.

Bezug nehmend auf Fig. 5, sind die m-ten diagonalen Reihen einer farbigen, mosaikartigen Bild- und Anzeigematrix als waagerechte Zeilen dargestellt. Die Linien zwischen den Bild- und Anzeigeelementen stellen die Eins-zu-eins-Beziehung zwischen Bild- und Anzeigematrixelementen dar.Referring to Fig. 5, the m-th diagonal rows of a color mosaic image and display matrix are shown as horizontal rows. The lines between the image and display elements represent the one-to-one relationship between image and display matrix elements.

Ein Bildelement i(m,n) besitzt einen Intensitätswert I(m,n) von q möglichen Werten. Das Anzeigeelement d(m,n) besitzt einen Intensitätswert D(m,n) von r möglichen Wwerten. Wie oben beschrieben wurde, ist die mögliche Anzahl der Bildintensitätswerte, die I(m,n) annehmen kann, größer als die Anzahl der Anzeigeintensitätswerte, die D(m,n) annehmen kann. Mit anderen Worten ist q > r. Die r Anzeigeintensitätswerte sind als A1, A2, ..., Ar definiert; somit kann D(m,n) gleich A1, A2, ..., oder Ar sein.A picture element i(m,n) has an intensity value I(m,n) of q possible values. The display element d(m,n) has an intensity value D(m,n) of r possible values. As described above, the possible number of image intensity values that I(m,n) can assume is greater than the number of display intensity values that D(m,n) can assume. In other words, q > r. The r display intensity values are defined as A1, A2, ..., Ar; thus D(m,n) can be A1, A2, ..., or Ar.

Um die vorliegende Erfindung richtig einzuschätzen, sei die folgende einfache Abbildung von Bildelementintensitäten I(m,n) auf Anzeigeelementintensitäten D(m,n) für jedes Matrixelement betrachtet: Zwischen jedem der r Anzeigeintensitätswerte A1, A2, ..., Ar gibt es einen Schwellenwert T1, T2, ..., T(r-1); daher liegt T1 zwischen A1 und A2, T2 liegt zwischen A2 und A3, ..., Tx liegt zwischen Ax und Ax+1, ..., und T(r-1) liegt zwischen Ar-1 und Ar. Ist ein Bildintensitätswert I(m,n) größer als Tx aber kleiner als T(x+1), so ist der Anzeigeintensitätswert D(m,n) = A(x+1). An den Grenzen, wenn I(m,n) < T1, dann ist D(m,n) = A1, und wenn I(m,n) &ge; T(r-1), dann ist D(m,n) = Ar.To properly appreciate the present invention, consider the following simple mapping from picture element intensities I(m,n) to display element intensities D(m,n) for each matrix element: Between each of the r display intensity values A1, A2,..., Ar there is a threshold T1, T2,..., T(r-1); therefore, T1 is between A1 and A2, T2 is between A2 and A3,..., Tx is between Ax and Ax+1,..., and T(r-1) is between Ar-1 and Ar. If a picture intensity value I(m,n) is greater than Tx but less than T(x+1), then the display intensity value is D(m,n) = A(x+1). At the limits, if I(m,n) < T1, then D(m,n) = A1, and if I(m,n) ≥ T(r-1), then D(m,n) = Ar.

Fig. 6 zeigt die relative Beziehung zwischen den q möglichen Intensitätswerten, die I(m,n) annehmen kann, den r möglichen Anzeigewerten D(m,n), die zwischen A1 und Ar liegen, und den r-1 Schwellenwerten T1, T2, ..., T(r-1). Die Intensitätswerte I(m,n) sind auf den Wertebereich zwischen 0 und 1 normiert. Es ist ersichtlich, daß die q möglichen Bildintensitätswerte, die jedes Bildelement annehmen kann, viel zahlreicher sind als die r möglichen Anzeigeintensitätswerte D(m,n), die jedes Anzeigeelement annehmen kann. Mit anderen Worten besitzen die Bildelemente gegenüber den Anzeigeelementen relativ fein abgestufte Intensitätswerte.Fig. 6 shows the relative relationship between the q possible intensity values that I(m,n) can assume, the r possible display values D(m,n) that lie between A1 and Ar, and the r-1 threshold values T1, T2, ..., T(r-1). The intensity values I(m,n) are normalized to the range of values between 0 and 1. It is It can be seen that the q possible image intensity values that each image element can assume are much more numerous than the r possible display intensity values D(m,n) that each display element can assume. In other words, the image elements have relatively finely graduated intensity values compared to the display elements.

Mit der oben beschriebenen Abbildung ist ein Fehler verknüpft, der ein Grundmerkmal dessen ist, daß die Anzahl der Anzeigeintensitätswerte, r, kleiner ist als die Anzahl der Bildintensitätswerte, q. Fig. 7 zeigt den Fall, in dem die Bildelemente wie bei einem Fernsehbildschirm einen von 256 möglichen Intensitätswerten und die Anzeigeelemente wie bei einer binären LCD- Anzeige einen von zwei möglichen Intensitätswerten annehmen können. In diesem Fall ist q=256, r=2, A1=0, A2=1, und für T1 wird z. B. 0,50 gewählt. Durch die gestrichelten Linien wird gezeigt, daß alle Bildintensitätswerte zwischen 1 und 256 mit einer Intensität von 0 oder 1 angezeigt werden. Daher führt die Abbildung dazu, daß das Anzeigeelement für Bildintensitätswerte zwischen 129 und 255 zu hell und für Bildintensitätswerte zwischen 2 und 128 zu dunkel ist.There is an error associated with the above-described mapping, which is a basic characteristic of the number of display intensity values, r, being less than the number of image intensity values, q. Figure 7 shows the case where the picture elements can assume one of 256 possible intensity values, as in a television screen, and the display elements can assume one of two possible intensity values, as in a binary LCD display. In this case, q=256, r=2, A1=0, A2=1, and T1 is chosen to be, for example, 0.50. The dashed lines show that all image intensity values between 1 and 256 are displayed with an intensity of 0 or 1. Therefore, the mapping results in the display element being too bright for image intensity values between 129 and 255 and too dark for image intensity values between 2 and 128.

Dieser Fehler ist jedem System eigen, das einen relativ fein abgestuften Intensitätswert auf einen relativ grob abgestuften Intensitätswert abbildet, der nicht notwendigerweise binär ist. Fig. 8 ist eine vergrößerte Ansicht der möglichen Intensitätswerte in der Nähe des x-ten möglichen Bildintensitätswerts. Der x-te und (x+1)-te mögliche Bildintensitätswert liegen zwischen den Schwellenwerten Ty und T(y+1); besaß der Bildintensitätswert I(m,n) einen dieser Intensitätswerte, hätte daher der Intensitätswert D(m,n) des Anzeigeelements gemäß dem obenstehenden einfachen Algorithmus einen abgebildeten Intensitätswert A(y+1). Andererseits liegt der (x-1)-te mögliche Bildintensitätswert zwischen Ty und T(y-1); gemäß dem einfachen Algorithmus hätte ein Bildelement mit der Intensitätsstufe x-1 einen angezeigten Intensitätswert Ay.This error is inherent in any system that maps a relatively finely graded intensity value to a relatively coarsely graded intensity value, which is not necessarily binary. Fig. 8 is a zoomed view of the possible intensity values near the xth possible image intensity value. The xth and (x+1)th possible image intensity values lie between the thresholds Ty and T(y+1); therefore, if the image intensity value I(m,n) had one of these intensity values, the intensity value D(m,n) of the display element would have a mapped intensity value A(y+1) according to the simple algorithm above. On the other hand, the (x-1)th possible image intensity value lies between Ty and T(y-1); according to the simple algorithm a picture element with the intensity level x-1 has a displayed intensity value Ay.

Fig. 8 ist zu entnehmen, daß, wenn das Bildelement die x-te Intensitätsstufe hat, die angezeigte Intensität D(m,n) = A(y+1) um den mit z1 bezeichneten Betrag größer als die Intensität des Bildelements ist. Wenn das Bildelement die (x-1)-te Intensitätsstufe hat, ist die angezeigte Intensität D(m,n) = Ay analog um den als z2 bezeichneten Betrag kleiner als die Intensität des Bildelements.From Fig. 8 it can be seen that if the picture element has the x-th intensity level, the displayed intensity D(m,n) = A(y+1) is greater than the intensity of the picture element by the amount denoted by z1. Similarly, if the picture element has the (x-1)-th intensity level, the displayed intensity D(m,n) = Ay is less than the intensity of the picture element by the amount denoted by z2.

Die vorliegende Erfindung berücksichtigt diesen Abbildungsfehler durch ein Fehlerfortpflanzungsverfahren Die Fehlerfortpflanzung betrifft allgemein die Korrektur der Intensitätswerte benachbarter Anzeigeelemente aufgrund der zu großen bzw. zu kleinen Wiedergabe der Bildintensität I(m,n) durch die Intensität D(m,n) der Anzeige. Die sich durch die Abbildung ergebende zu große bzw. zu kleine Wiedergabe ist der "Fehler", der an das nächste Bildelement weitergegeben wird. Das n-te Element der m-ten Zeile wird allgemein als (m,n) bezeichnet und gleichwertig mit i(m,n) verwendet. Der in das (m,n)-te Element der Matrix weitergegebene Fehler ist E(m,n).The present invention takes this imaging error into account by means of an error propagation method. Error propagation generally relates to the correction of the intensity values of neighboring display elements due to the over- or under-reproduction of the image intensity I(m,n) by the intensity D(m,n) of the display. The over- or under-reproduction resulting from the imaging is the "error" that is passed on to the next image element. The nth element of the mth row is generally referred to as (m,n) and is used equivalently to i(m,n). The error passed on to the (m,n)th element of the matrix is E(m,n).

Bei einem Verfahren zur Fehlerverbreitung, bei dem der Fehler zum nächsten Element in der m-ten Zeile, d. h. vom (m,n-1)-ten Element zum (m,n)-ten Element, weitergeleitet wird, wird der Betrag der zu intensiven bzw. zu schwachen Wiedergabe, die sich durch die Abbildung der Intensität I(m,n-1) des Bildelements auf D(m,n-1) ergibt, von der Intensität I(m,n) des Bildelements abgezogen bzw. dazuaddiert, bevor I(m,n) mittels des oben beschriebenen Abbildungsverfahrens auf die Intensität D(m,n) des Anzeigeelements abgebildet wird.In an error propagation method in which the error is propagated to the next element in the m-th line, i.e. from the (m,n-1)-th element to the (m,n)-th element, the amount of the over-intensity or under-intensity reproduction resulting from the mapping of the intensity I(m,n-1) of the picture element to D(m,n-1) is subtracted from or added to the intensity I(m,n) of the picture element before I(m,n) is mapped to the intensity D(m,n) of the display element using the mapping method described above.

Zum Beispiel sei die Abbildung des Intensitätswerts I(m,1) des ersten Bildelements in der m-ten Zeile auf den Intensitätswert D(m,1) des entsprechenden Anzeigeelements betrachtet. Da es - wie oben beschrieben - mehr mögliche Bildintensitätswerte q als mögliche Anzeigeintensitätswerte r gibt, ist D(m,1) normalerweise um einen gewissen Betrag größer bzw. kleiner als I(m,1) Wird dieser Fehler an das zweite Element in der m-ten Zeile weitergeleitet, dann ist E(m,2) = I(m,1) - D(m,1). Es ist zu beachten, daß E(m,2) negativ ist, wenn der Intensitätswert der Anzeige größer als der Intensitätswert des Bildes ist, und umgekehrt. Wenn es einen Überschuß an Anzeigeintensität gibt, wird dieser daher als negative Zahl weitergegeben, und wenn es einen Intensitätsmangel gibt, wird dieser als positive Zahl weitergegeben.For example, consider the mapping of the intensity value I(m,1) of the first picture element in the m-th row to the intensity value D(m,1) of the corresponding display element. Since, as described above, there are more possible image intensity values q than possible display intensity values r, D(m,1) is normally larger or smaller than I(m,1) by some amount. If this error is propagated to the second element in the m-th row, then E(m,2) = I(m,1) - D(m,1). Note that E(m,2) is negative if the display intensity value is larger than the image intensity value, and vice versa. Therefore, if there is an excess of display intensity, it is propagated as a negative number, and if there is an intensity deficiency, it is propagated as a positive number.

Betrachtet man nun die Abbildung der Intensität I(m,2) des zweiten Bildelements der m-ten Zeile auf die Intensität D(m,2) des entsprechenden Anzeigeelements, so bildet das Verfahren die Summe aus der Intensität I(m,2) des Bildelements und dem fortgepflanzten Fehler E(m,2) auf die Intensität D(m,2) des Anzeigeelements ab. Mit anderen Worten wird der Überschuß bzw. der Mangel an angezeigter Intensität des ersten Elements vom Intensitätswert des zweiten Bildelements abgezogen bzw. dazugezählt, bevor er auf den Intensitätswert des zweiten Anzeigeelements abgebildet wird.If we now consider the mapping of the intensity I(m,2) of the second picture element of the m-th line to the intensity D(m,2) of the corresponding display element, the method maps the sum of the intensity I(m,2) of the picture element and the propagated error E(m,2) to the intensity D(m,2) of the display element. In other words, the excess or lack of displayed intensity of the first element is subtracted or added to the intensity value of the second picture element before it is mapped to the intensity value of the second display element.

Der Intensitätswert I(m,2) des Bildelements plus der fortgepflanzte Fehler E(m,2), der auf den Intensitätswert des Anzeigeelements abgebildet wird, ist als "korrigierter Bildelement-Intensitätswert" des zweiten Bildelements in der m-ten Zeile definiert. An das nächste Element wird der Überschuß bzw. Mangel an angezeigter Intensität gegenüber dem korrigierten Intensitätswert weitergegeben. Mit anderen Worten ist E(m,3) = [I(m,2) + E(m,2)] - D(m,2). Zudem wird der korrigierte Bildelement-Intensitätswert, I(m,3) + E(m,3), des dritten Elements auf den Intensitätswert D(m,3) des entsprechenden Anzeigeelements abgebildet.The intensity value I(m,2) of the pixel plus the propagated error E(m,2) mapped to the intensity value of the display element is defined as the "corrected pixel intensity value" of the second pixel in the m-th row. The excess or deficiency of displayed intensity compared to the corrected intensity value is passed on to the next element. In other words, E(m,3) = [I(m,2) + E(m,2)] - D(m,2). In addition, the corrected Picture element intensity value, I(m,3) + E(m,3), of the third element is mapped to the intensity value D(m,3) of the corresponding display element.

Die übrigen Elemente der m-ten Zeile werden analog abgebildet. Daher wird für das n-te Element der m-ten Zeile der korrigierte Bildelement-Intensitätswert I(m,n) + E(m,n) auf den Intensitätswert D(m,n) des entsprechenden Anzeigelements abgebildet. Der fortgepflanzte Fehlerwert ist E(m,n) = [I(m,n-1) + E(m,n-1)] - D(m,n-1).The remaining elements of the m-th row are mapped analogously. Therefore, for the n-th element of the m-th row, the corrected pixel intensity value I(m,n) + E(m,n) is mapped to the intensity value D(m,n) of the corresponding display element. The propagated error value is E(m,n) = [I(m,n-1) + E(m,n-1)] - D(m,n-1).

(c) Ausführliche Beschreibung des Bildpunkt-Versatzes(c) Detailed description of the pixel offset

Erneut Bezug nehmend auf das erste Bildelement in Zeile m, i(m,1), in Fig. 5, war angenommen worden, daß es keinen Fehlerwert E(m,1) gab oder - was gleichbedeutend ist - E(m,1) = 0. Die vorliegende Erfindung bietet ferner ein System, bei dem der Fehlerwert E(m,1) willkürlich zwischen 0 und dem Maximalwert, den der Intensitätswert eines Bildes annehmen kann, gewählt wird. Gemäß der Erfindung wird der korrigierte Intensitätswert des ersten Elements, I(m,1) + E(m,1), auf das entsprechende Anzeigeelement D(m,1) übertragen. Außerdem ist der Fehler, der an das zweite Element der m-ten Reihe weitergegeben wird, der korrigierte Intensitätswert des ersten Elements minus dem Intensitätswert des entsprechenden Anzeigeelements oder E(m,2) = [I(m,1) + E(m,1)] - D(m,1).Referring again to the first picture element in row m, i(m,1), in Fig. 5, it was assumed that there was no error value E(m,1) or - which is equivalent - E(m,1) = 0. The present invention further provides a system in which the error value E(m,1) is arbitrarily chosen between 0 and the maximum value that the intensity value of an image can assume. According to the invention, the corrected intensity value of the first element, I(m,1) + E(m,1), is transferred to the corresponding display element D(m,1). Furthermore, the error that is passed on to the second element of the m-th row is the corrected intensity value of the first element minus the intensity value of the corresponding display element or E(m,2) = [I(m,1) + E(m,1)] - D(m,1).

Die Bearbeitung eines jeden Elements in jeder Zeile durch das erfindungsgemäße Merkmal des Bildpunkt-Versatzes erfolgt formal auf die gleiche Weise. Für jedes n-te Element wird I(m,n) + E(m,n) auf D(m,n) abgebildet. Auch ist E(m,n) = [I(m,n-1) + E(m,n-1)] - D(m,n-1), außer E(m,1), dessen Wert gewählt wird.The processing of each element in each row by the inventive feature of pixel offset is formally carried out in the same way. For each n-th element, I(m,n) + E(m,n) is mapped to D(m,n). Also, E(m,n) = [I(m,n-1) + E(m,n-1)] - D(m,n-1), except for E(m,1), whose value is chosen.

Beim Verfahren "Bildpunkt-Versatz" ändert sich der Wert für den Vorgabefehler E(m,1) mit jedem bearbeiteten Vollbild, egal, ob sich das Bild von Vollbild zu Vollbild ändert oder nicht. Genauer gesagt nimmt der Wert für den Vorgabefehler bei jeder Diagonale mit jedem bearbeiteten Vollbild so lange inkrementell zu, bis er den Maximalwert der Elementintensität übersteigt, wobei er in diesem Fall durch Subtraktion des Maximalwerts neu gestartet wird. Bei mosaikartigen Farbanzeigen mit gleichfarbigen Diagonalen führt die inkrementelle Zunahme des mit dem ersten Element jeder Diagonale verknüpften Fehlers im Fall der binären Anzeige zur räumlichen Verschiebung von "An"-Elementen auf den Diagonalen. Sind alle Vorgabefehler gleich wahrscheinlich, nähert sich die über die Zeit integrierte Gesamtheit der Anzeigen mit zunehmender Anzahl angezeigter Bilder dem genauen Graustufenbild. Ist die Bearbeitung so schnell, daß das Auge eine Anzahl angezeigter Bilder für das gleiche Eingangsbild zusammenfaßt, nähert sich die mittels des aktuellen Bilds wahrgenommene Anzeige somit dem tatsächlichen Halbton des Eingangsbilds.In the pixel shifting technique, the value of the default error E(m,1) changes with each frame processed, regardless of whether the image changes from frame to frame or not. More precisely, the value of the default error at each diagonal increases incrementally with each frame processed until it exceeds the maximum value of the element intensity, in which case it is restarted by subtracting the maximum value. For mosaic color displays with same-color diagonals, the incremental increase in the error associated with the first element of each diagonal leads to the spatial displacement of "on" elements on the diagonals in the case of the binary display. If all default errors are equally likely, the total of the displays integrated over time approaches the exact grayscale image as the number of displayed images increases. If the processing is so fast that the eye lumps together a number of displayed images for the same input image, the display perceived by means of the current image thus approaches the actual halftone of the input image.

Die vorliegende Erfindung kann daher als ein Bildanzeigeverfahren zusammengefaßt werden, das folgende Schritte umfaßt:The present invention can therefore be summarized as an image display method comprising the following steps:

(a) Vorsehen eines Bildes, das eine Vielzahl von Bildpunkten i(m,n) enthält, wobei m ganze Zahlen von 1 bis mgesamt umfaßt, n ganze Zahlen von 1 bis ngesamt umfaßt, ngesamt eine Funktion von m ist, jeder Bildpunkt i(m,n) eine Intensität I(m,n) gleich wenigstens einem von q Intensitätswerten des Bildes ist, wobei q mindestens gleich drei ist und jeder Bildpunkt eine Position hat;(a) providing an image comprising a plurality of pixels i(m,n), where m comprises integers from 1 to mtotal, n comprises integers from 1 to ntotal, ntotal is a function of m, each pixel i(m,n) has an intensity I(m,n) equal to at least one of q intensity values of the image, where q is at least equal to three, and each pixel has a position;

(b) Vorsehen einer Anzeige, die eine Vielzahl von Anzeigebildpunkten d(m,n) enthält, von denen jeder eine der Position des Bildpunkts i(m,n) entsprechende Position besitzt, und wobei jeder Anzeigebildpunkt d(m,n) in der Lage ist, Licht mit einer Intensität D(m,n) zu emittieren, die gleich einem von r nach der Amplitude sortierten Intensitätswerten A1, A2, ..., Ar der Anzeige ist, wobei r eine ganze Zahl kleiner q und Ax der Intensitätswert des x-ten Anzeigeelements ist;(b) providing a display comprising a plurality of display pixels d(m,n), each of which has a position corresponding to the position of the pixel i(m,n) and wherein each display pixel d(m,n) is capable of emitting light with an intensity D(m,n) equal to one of r intensity values A1, A2, ..., Ar of the display sorted by amplitude, where r is an integer less than q and Ax is the intensity value of the x-th display element;

(c) Definieren von r-1 Schwellenwerten, (T1, T2, ..., T(r-1)), wobei Tx der x-te Schwellenwert ist;(c) defining r-1 thresholds, (T1, T2, ..., T(r-1)), where Tx is the x-th threshold;

(d) Definieren einer Fehlerfunktion E(m,n), wobei E(m,n) = I(m,n-1) + E(m,n-1) - D(m,n-1) und E(m,1) für alle m nur eine Funktion der Zeit und von m ist;(d) Define an error function E(m,n), where E(m,n) = I(m,n-1) + E(m,n-1) - D(m,n-1) and E(m,1) for all m is only a function of time and of m;

(e) Anzeige des Anzeigebildpunkts d(m,n) mit einer Intensität für m = 1 bis mgesamt und für jedes m für n = 1 bis ngesamt(e) Display of the display pixel d(m,n) with an intensity for m = 1 to mtotal and for each m for n = 1 to ntotal

(i) D(m,n) = A1, wenn I(m,n) + E(m,n) &le; T1,(i) D(m,n) = A1, if I(m,n) + E(m,n) ≤ T1,

(ii) D(m,n) = Ar, wenn I(m,n) + E(m,n) &ge; T(r-1), oder(ii) D(m,n) = Ar if I(m,n) + E(m,n) ≥ T(r-1), or

(iii) für r > 2 und T1 &le; I(m,n) + E(m,n) < T(r-1) ist D(m,n) = Ax, wobei x der Wert zwischen 2 und r-1 ist, der der Bedingung Tx-1 &le; I(m,n) + E(m,n) < Tx genügt.(iii) for r > 2 and T1 ≤ I(m,n) + E(m,n) < T(r-1) D(m,n) = Ax, where x is the value between 2 and r-1 that satisfies the condition Tx-1 ≤ I(m,n) + E(m,n) < Tx.

Wenngleich sich die obige Erörterung und die folgenden Erwägungen in erster Linie auf eine mosaikartige Farbanzeige mit gleichfarbigen Diagonalen konzentrieren, ist die Erfindung nicht darauf beschränkt. Die Erfindung ist gut geeignet für Anzeigen mit gleichfarbigen Zeilen oder Spalten wie auch für andere Varianten wie ein hexagonal koordiniertes Muster, sofern die Elemente durch die Matrixnotation (m,n) bezeichnet werden, wobei in die Elementgruppierungen für die Bearbeitung auf der Grundlage des speziellen Matrixmusters und n die Bearbeitungsreihenfolge der Elemente der m-ten Gruppe bezeichnet.Although the above discussion and the following considerations focus primarily on a mosaic-like color display with same-colored diagonals, the invention is not so limited. The invention is well suited to displays with same-colored rows or columns as well as other variations such as a hexagonally coordinated pattern, provided the elements are denoted by the matrix notation (m,n), where in denotes the element groupings for processing based on the particular matrix pattern and n denotes the processing order of the elements of the m-th group.

Zudem muß die Reihenfolge der Eingangssignale nicht notwendigerweise der Abbildungsreihenfolge der Elemente entsprechen; d. h., das Abbildungsverfahren muß nicht in Echtzeit ablaufen. Beispielsweise können die Eingangssignale eines Vollbilds in einer Speichermatrix gespeichert werden, und es kann auf sie in der Reihenfolge der Bearbeitung durch das jeweilige Verfahren zugegriffen werden.In addition, the order of the input signals does not necessarily correspond to the mapping order of the elements; that is, the mapping process does not have to be real-time. For example, the input signals of a frame can be stored in a memory matrix and accessed in the order in which they are processed by the respective process.

Das Verfahren zur Fehlerverbreitung für die Anzeige mit gleichfarbigen Diagonalen muß den Fehler nicht notwendigerweise von einem Anzeigeelement direkt zum in der Diagonale benachbarten Element weitergeben. Eine einfache Erweiterung des oben beschriebenen Verfahrens würde den Fehler eines Anzeigeelements aufteilen und ihn auf eine Anzahl benachbarter Elemente in der Diagonale verteilen. Bei der Bearbeitung des n-ten Elements der m-ten Zeile wäre der Fehlerwert E(m,n) daher gleich der Summe eines bestimmten Prozentsatzes der Fehler einer Anzahl vorhergehender Elemente in der m-ten Zeile. Beispielsweise kann der Wert von E(m,n) gleich 21 der Summe der korrigierten Intensitäten der vorhergehenden zwei Elemente in der Reihe abzüglich ihrer entsprechenden Anzeigeelemente sein. Gleichermaßen wäre E(m,n) gleich ½[[I(m,n-1) + E(m,n-1)] - D(m,n-1)] + ½[[I(m,n-2) + E(m,n-2)] - D(m,n-2)].The error propagation method for the same-color diagonal display does not necessarily have to propagate the error from one display element directly to the diagonally adjacent element. A simple extension of the method described above would split the error of one display element and distribute it among a number of adjacent elements in the diagonal. Therefore, when processing the nth element of the mth row, the error value E(m,n) would be equal to the sum of a certain percentage of the errors of a number of previous elements in the mth row. For example, the value of E(m,n) may be equal to 21 the sum of the corrected intensities of the previous two elements in the row minus their corresponding display elements. Similarly, E(m,n) would be equal to ½[[I(m,n-1) + E(m,n-1)] - D(m,n-1)] + ½[[I(m,n-2) + E(m,n-2)] - D(m,n-2)].

Durch eine weitere Erweiterung könnte der Fehler E(m,n) auf eine Anzahl nahegelegener Elemente verteilt werden, die nicht unbedingt auf der m-ten Diagonale liegen müssen. Bei der Bearbeitung des n-ten Elements in der m-ten Zeile wäre der Fehlerwert E(m,n) daher gleich der Summe eines bestimmten Prozentsatzes der Fehler einer Anzahl nahegelegener, vorhergehender Elemente in der m-ten, (m+3)-ten, (m+6)-ten usw. Diagonale, da diese Diagonalen die gleiche Farbe wie das (m,n)- te Element der Anzeige mit einfarbigen Diagonalen haben. Beispielsweise kann der Wert für E(m,n) gleich ½[[I(m,n-1) + E(m,n-1)] - D(m,n-1)] + ½[[I(m+3,n+2) + E(m+3,n+2)] - D(m+3,n+2)] sein, wobei das Element (m+3, n+2) ein unmittelbar zuvor bearbeitetes Element mit der gleichen Farbe wie das (m,n)- te Element ist.By further extension, the error E(m,n) could be distributed over a number of nearby elements, which do not necessarily have to be on the m-th diagonal. When processing the n-th element in the m-th row, the error value E(m,n) would therefore be equal to the sum of a certain percentage of the errors of a number of nearby, preceding elements in the m-th, (m+3)-th, (m+6)-th, etc. diagonals, since these diagonals have the same color as the (m,n)-th element of the display with single-color diagonals. For example, the value for E(m,n) can be equal to ½[[I(m,n-1) + E(m,n-1)] - D(m,n-1)] + ½[[I(m+3,n+2) + E(m+3,n+2)] - D(m+3,n+2)], where the element (m+3, n+2) is an immediately previously processed element with the same color as the (m,n)-th element.

Bei den eben beschriebenen "Vielelement"- und Vielverzweigungs"- verfahren ist In the "multi-element" and "multi-branching" processes just described,

wobei (i) m' im Wertebereich der Bezeichnungen der mtotal- Elementgruppierungen für die Bearbeitung liegt, während j im Wertebereich der Bezeichnungen jedes Elements in Elementgruppe m' liegt.where (i) m' is in the range of the labels of the mtotal element groupings for processing, while j is in the range of the labels of each element in element group m'.

(ii) K(m,m',n,j) ein Fortpflanzungskoeffizient für die Fortpflanzung des Fehler von i(m',j) nach i(m,n) ist.(ii) K(m,m',n,j) is a propagation coefficient for the propagation of the error from i(m',j) to i(m,n).

(iii) E(m,1) eine Funktion der Zeit und von m ist.(iii) E(m,1) is a function of time and of m.

Es ist zu beachten, daß K(m,m',n,j) mit Ausnahme jener wenigen Bildpunkte, von denen ein Fehler verbreitet wird, Null ist.Note that K(m,m',n,j) is zero except for those few pixels from which an error is propagated.

Es ist auch zu beachten, daß obige Formulierungen wiederum nicht auf Mosaike mit gleichfarbigen Diagonalen beschränkt ist, sondern gleich gut für Mosaike aus anderen Mustern angewendet werden kann. Die Elemente müssen natürlich durch die Matrixnotation (m,n) bezeichnet sein, wobei in die Elementgruppierungen für Bearbeitung auf der Grundlage des jeweiligen Mosaikmusters und n die Bearbeitungsreihenfolge der Elemente der m-ten Gruppe bezeichnet.It should also be noted that the above formulations are not limited to mosaics with diagonals of the same color, but can be applied equally well to mosaics made of other patterns. The elements must of course be designated by the matrix notation (m,n), where in denotes the element groupings for processing based on the respective mosaic pattern and n denotes the processing order of the elements of the m-th group.

Figur 9 verknüpft die diagonal bezeichneten Reihen des Matrixmodells mit der horizontalen Bearbeitung eines physikalischen Ausführungsbeispiels. Die diagonale Reihe m in Fig. 9 entspricht einer der gleichfarbigen Diagonalen der mosaikartigen Farbanzeige, auf denen der Fehler bei der vorliegenden Erfindung fortgepflanzt wird. Es ist zu erkennen, daß das erste Bildelement in der m-ten diagonalen Reihe das erste Element ist, das physikalisch in der horizontalen Reihe, in der es liegt, bearbeitet wird. Da E(m,1) wie oben beschrieben vorgewählt wird, wird I(m,1) + E(m,1) beim physikalischen Verfahren auf das entsprechende Anzeigeelement D(m,1), in Fig. 9 nicht enthalten, abgebildet. Das physikalische Verfahren bildet dann das Bildelement in der horizontal benachbarten Position auf das (m+1,1)- te Element ab, da die elektronischen Signale des Bilds und der Anzeige, wie oben erwähnt, typischerweise einer Standard- Rasteranzeige entsprechen. Die physikalische Bearbeitung setzt sich so lange fort, bis das letzte Bildelement in der horizontalen Reihe bearbeitet ist, und beginnt dann, beginnend mit Bildelement (m-1,1)' mit der Bearbeitung der nächsten horizontalen Zeile. Nur dann wird das Bildelement (m,2), das zweite Element in der m-ten diagonalen Reihe, physikalisch bearbeitet.Figure 9 links the diagonally designated rows of the matrix model with the horizontal processing of a physical embodiment. The diagonal row m in Fig. 9 corresponds to one of the same-colored diagonals of the mosaic-like color display on which the error in the present invention It will be seen that the first pixel in the m-th diagonal row is the first element to be physically processed in the horizontal row in which it lies. Since E(m,1) is preselected as described above, the physical process maps I(m,1) + E(m,1) to the corresponding display element D(m,1), not included in Fig. 9. The physical process then maps the pixel in the horizontally adjacent position to the (m+1,1)-th element, since the electronic signals of the image and display, as mentioned above, typically correspond to a standard raster display. The physical processing continues until the last pixel in the horizontal row is processed, and then begins processing the next horizontal line, starting with pixel (m-1,1)'. Only then is pixel (m,2), the second element in the m-th diagonal row, physically processed.

Aus der obigen Erklärung und aus Fig. 9 wird deutlich, daß die Anzahl der Elemente in einer horizontalen Zeile bei der physikalischen Ausführung zwischen benachbarten Elementen in einer diagonalen Reihe bearbeitet werden. Daher muß die physikalische Ausführung Mittel zur Speicherung und zum genauen Zugriff des Werts [I(m,1) + E(m,1)] - D(m,1) = E(m,2) besitzen, so daß sie I(m,2) + E(m,2) nach der Bearbeitung einer Anzahl dazwischenliegender Bildelemente abbilden kann. Eine Möglichkeit, diese Speicherung zu bewirken, ist ein Leitungspuffer mit einer Speicherkapazität gleich der Anzahl der Elemente in einer horizontalen Zeile. Da der Fehler auch von und zu den dazwischenliegenden Elementen in der horizontalen Zeile weitergeleitet werden muß, da sie auch auf anderen diagonalen Reihen liegen, ist ein Leitungspuffer mit der Größe einer horizontalen Zeile für diese Funktion gut geeignet.From the above explanation and from Fig. 9, it is clear that the number of elements in a horizontal line must be processed in the physical implementation between adjacent elements in a diagonal row. Therefore, the physical implementation must have means for storing and accurately accessing the value [I(m,1) + E(m,1)] - D(m,1) = E(m,2) so that it can map I(m,2) + E(m,2) after processing a number of intermediate picture elements. One way to accomplish this storage is to use a line buffer with a storage capacity equal to the number of elements in a horizontal line. Since the error must also be propagated to and from the intermediate elements in the horizontal line as they also lie on other diagonal rows, a line buffer the size of a horizontal line is well suited to this function.

Der Leitungspuffer bewerkstelligt dies analog der Funktionsweise eines FIFO-Schieberegisters mit einer Größe gleich der Elementanzahl in einer horizontalen Reihe. Bezug nehmend auf Fig. 9A wird der resultierende Wert E(m,2) des bearbeiteten Elements 21 in einen Puffer 20 geladen, bevor damit begonnen wird, das horizontal benachbarte Element 22 zu bearbeiten. Bei der jeweiligen Bearbeitung der in der Abtastreihenfolge dazwischenliegenden Elemente 23-28 verschiebt sich der Wert von E(m,2) in Richtung des Ausgangs des Puffers 20, wenn dem Fehler der dazwischenliegenden Elemente 23-28 entsprechende Daten in den Puffer 20 eingegeben und ihm entnommen werden. Wenn das zweite Element der m-ten diagonalen Reihe 29 physikalisch bearbeitet werden muß, liegt der Wert E(m,2) am Ausgang 30 des Puffers 20 an, wo auf ihn zur Bearbeitung zugegriffen werden kann. Nach der Bearbeitung wird der resultierende Fehler E(m,3), der zum nächsten Element in der m-ten Reihe weitergeleitet wird (nicht abgebildet), in den Puffer 20 eingegeben. Während Fig. 9A eine Anzeige mit sieben dazwischenliegenden Elementen zeigt, gilt die obige Analogie für Anzeigen mit mehr bzw. weniger horizontalen Elementen.The line buffer accomplishes this in a manner analogous to the operation of a FIFO shift register having a size equal to the number of elements in a horizontal row. Referring to Figure 9A, the resulting value E(m,2) of the element 21 being processed is loaded into a buffer 20 before beginning to process the horizontally adjacent element 22. As each of the intermediate elements 23-28 in the scan order is processed, the value of E(m,2) shifts toward the output of the buffer 20 as data corresponding to the error of the intermediate elements 23-28 is input to and output from the buffer 20. When the second element of the m-th diagonal row 29 must be physically processed, the value E(m,2) is available at the output 30 of the buffer 20 where it can be accessed for processing. After processing, the resulting error E(m,3), which is propagated to the next element in the m-th row (not shown), is input to buffer 20. While Fig. 9A shows a display with seven intermediate elements, the above analogy applies to displays with more or fewer horizontal elements.

Bezug nehmend auf Fig. 10 wird eine Ausführung der vorliegenden Erfindung gezeigt. Die Ausführung leitet den Fehler gemäß des Verfahrens der Erfindung weiter und besitzt Mittel zum Speichern des Fehlers, wenn Zwischenelemente bearbeitet werden. Da die Reihenfolge der eingegebenen und ausgegebenen Signale der Reihenfolge bei Standard-Rasterabtastungen von links nach rechts und von oben nach unten entspricht, ist es nun am einfachsten, wenn man sich die mit (l,p) bezeichneten Elemente als den horizontalen Zeilen und vertikalen Spalten entsprechend vorstellt. Zusammengefaßt wird der Intensitätswert I(l,p) des als (l,p) bezeichneten Bildelements durch das Eingabemittel 42 eingegeben. Wenn l=1 oder p=1, dann befindet sich das Element - nach der aktuellen Benennung der Elemente - am oberen Rand einer diagonalen Reihe, und der Fehlerwert E(l,p) muß gemäß der vorliegenden Erfindung eingegeben werden. Dazu wird auf den Vorgabepuffer 52 zugegriffen und E(l,p) zurückgeholt. Befindet sich das betrachtete Element nicht am oberen Ende einer diagonalen Reihe, d. h. l&ne;1 und p&ne;1, wird der zugehörige Fehler E(l,p) aus dem Fehlerspeichermittel 48 zurückgeholt. Egal wie E(l,p) erhalten wurde, wird es in Bearbeitungsmitteln zu I(l,p) dazuaddiert. Das Mittel 46 zur Bestimmung des Schwellenwerts wird mit der Summe I(l,p) + E(l,p) angesprochen und entscheidet, zwischen welchen der oben beschriebenen r-1 Schwellenwerten die Summe I(l,p) + E(l,p) liegt. Der zugehörige Schwellenwert wird vom Bearbeitungsmittel 50 verwendet, das den Wert einer Anzeigeintensität D(l,p) an den Ausgabemitteln 44 gemäß des Schwellenwerts ausgibt. Aufgrund der horizontalen und vertikalen Benennung der Elemente, ist das Element i(l+1, p+1) diagonal zu i(l,p). Daher speichert das Bearbeitungsmittel 50 auch den Wert E(l+1, p+1) = [I(l,p) + E(l,p)] - D(l,p) im Fehlerspeichermittel 48.Referring to Fig. 10, an embodiment of the present invention is shown. The embodiment propagates the error according to the method of the invention and has means for storing the error when processing intermediate elements. Since the order of the input and output signals corresponds to the order in standard raster scans from left to right and top to bottom, it is now easiest to think of the elements designated (l,p) as corresponding to horizontal rows and vertical columns. In summary, the intensity value I(l,p) of the picture element designated (l,p) is entered by the input means 42. If l=1 or p=1, then the element is - according to the current naming of the elements - at the top of a diagonal row, and the error value E(l,p) must be entered according to the present invention. For this purpose, the default buffer 52 is accessed and E(l,p) is retrieved. If the element under consideration is not at the upper end of a diagonal row, ie l&ne;1 and p&ne;1, the associated error E(l,p) is retrieved from the error storage means 48. Regardless of how E(l,p) was obtained, it is added to I(l,p) in processing means. The means 46 for determining the threshold value is addressed with the sum I(l,p) + E(l,p) and decides between which of the r-1 threshold values described above the sum I(l,p) + E(l,p) lies. The associated threshold value is used by the processing means 50, which outputs the value of a display intensity D(l,p) to the output means 44 in accordance with the threshold value. Due to the horizontal and vertical naming of the elements, the element i(l+1, p+1) is diagonal to i(l,p). Therefore, the processing means 50 also stores the value E(l+1, p+1) = [I(l,p) + E(l,p)] - D(l,p) in the error storage means 48.

Das Fehlerspeichermittel kann ein Leitungspuffer mit einer Größe gleich der Anzahl vertikaler Spalten der Bildelemente sein.The error storage means may be a line buffer having a size equal to the number of vertical columns of the pixels.

Das obige Verfahren kann bei einer Vorrichtung angewendet werden, die den Fehler allgemein diagonal weiterleitet, und ist nicht auf das oben beschriebene spezielle Abbildungsverfahren beschränkt. Die Vorrichtung arbeitet mit jeder Bestimmungsmethode für D(l,p), das auf I(l,p) und E(l,p) beruht, und muß nicht unbedingt das Schwellenwertverfahren der vorliegenden Erfindung sein. Ferner arbeitet die Vorrichtung mit jedem Wert für E(l+1, p+1), der aus I(l,p), E(l,p) und D(l,p) ermittelt wurde.The above method can be applied to a device that generally propagates the error diagonally and is not limited to the specific mapping method described above. The device works with any method of determining D(l,p) based on I(l,p) and E(l,p) and does not necessarily have to be the threshold method of the present invention. Furthermore, the device works with any value of E(l+1, p+1) determined from I(l,p), E(l,p) and D(l,p).

Genauer gesagt, enthält das spezielle Ausführungsbeispiel:More specifically, the specific embodiment includes:

(a) ein Eingabemittel, das in einer Standard- Rasterabfolge von links nach rechts und von oben nach unten eine Vielzahl intensitätscodierter Signale I(l,p) empfängt, die einer Vielzahl von Bildpunkten i(l,p) entsprechen, die jeweils einer Bildposition entsprechen, wobei l ganze Zahlen von 1 bis lgesamt umfaßt und von oben nach unten den lgesamt horizontalen Reihen einer Rasterabtastung entspricht, p ganze Zahlen von 1 bis Pgesamt umfaßt und von links nach rechts den Pgesamt vertikalen Spalten einer Rasterabtastung entspricht, wobei jedes intensitätscodierte Signal I(l,p) mindestens einem von q Bildintensitätswerten entspricht, wobei q mindestens gleich drei ist;(a) an input means receiving in a standard raster sequence from left to right and from top to bottom a plurality of intensity-coded signals I(l,p) corresponding to a plurality of pixels i(l,p) each corresponding to an image position, where l comprises integers from 1 to ltotal and corresponds from top to bottom to the ltotal horizontal rows of a raster scan, p comprises integers from 1 to Ptotal and corresponds from left to right to the Ptotal vertical columns of a raster scan, each intensity-coded signal I(l,p) corresponding to at least one of q image intensity values, where q is at least equal to three;

(b) ein Ausgabemittel für die sequentielle Ausgabe einer Vielzahl intensitätscodierter Signale D(l,p), die einer Vielzahl von Anzeigebildpunkten d(l,p) entsprechen, wobei jeder Anzeigebildpunkt d(l,p) der Position des Bildpunkts i(l,p) entspricht und jedes intensitätscodierte Anzeigesignal D(l,p) einem von r nach der Amplitude geordneten Anzeigeintensitätswert A1, A2, ..., Ar entspricht, wobei r eine ganze Zahl kleiner q und Ax der x-te Anzeigeintensitätswert ist;(b) output means for sequentially outputting a plurality of intensity-coded signals D(l,p) corresponding to a plurality of display pixels d(l,p), each display pixel d(l,p) corresponding to the position of the pixel i(l,p) and each intensity-coded display signal D(l,p) corresponding to a display intensity value A1, A2, ..., Ar ordered by r according to amplitude, where r is an integer less than q and Ax is the x-th display intensity value;

(c) ein Fehlerspeicherinittel zum Speichern eines Fehlerwertes E(l,p) entsprechend eines intensitätscodierten Signals am Eingang;(c) error storage means for storing an error value E(l,p) corresponding to an intensity-coded signal at the input;

(d) ein Vorgabepuffer zur Erhaltung eines vorgewählten Fehlerwerts E(l,p) entsprechend einer Anzahl intensitätscodierter Signale am Eingang;(d) a default buffer for maintaining a preselected error value E(l,p) corresponding to a number of intensity-coded signals at the input;

(e) ein Bearbeitungsmittel zur Abbildung des intensitätscodierten Signals I(l,p) am Eingang auf das intensitätscodierte Signal D(l,p) am Ausgang durch(e) a processing means for mapping the intensity-coded signal I(l,p) at the input to the intensity-coded signal D(l,p) at the output by

(1) Zurückholen des Wertes I(l,p) von den Eingabemitteln;(1) Retrieving the value I(l,p) from the input means;

(2) Holen des Wertes E(l,p) aus dem Vorgabepuffer, wenn l= 1 oder p = 1;(2) Fetch the value E(l,p) from the preset buffer if l= 1 or p = 1;

(3) Holen des Wertes E(l,p) aus dem Fehlerspeichermittel, wenn l &ne; 1 und p &ne; 1;(3) Fetch the value E(l,p) from the error storage means if l ≠ 1 and p ≠ 1;

(4) Bestimmen des Wertes D(l,p) basierend auf den Werten von I(l,p) und E(l,p);(4) Determine the value D(l,p) based on the values of I(l,p) and E(l,p);

(5) Senden des Wertes D(l,p) an das Ausgabemittel;(5) Sending the value D(l,p) to the output device;

(6) Berechnen des Wertes E(l+1, p+1) basierend auf I(l,p), D(l,p) und E(l,p);(6) Calculate the value E(l+1, p+1) based on I(l,p), D(l,p) and E(l,p);

(7) Speichern von E(l+1, p+1) in den Fehlerspeichermitteln.(7) Storing E(l+1, p+1) in the error storage means.

Außerdem folgt daraus, daß das Ausgabemittel mit einer Anzeige mit einem Farbmosaikmuster verbunden ist, wobei jedes Element die Intensitätswerte A1, A2, ..., Ar annehmen kann.It also follows that the output means is connected to a display with a color mosaic pattern, where each element can assume the intensity values A1, A2, ..., Ar.

Ein alternatives Ausführungsbeispiel der Vorrichtung leitete den Fehler an mehr als ein benachbartes Element auf der Diagonale oder anderen Diagonalen weiter. Diese Vorrichtung enthielte:An alternative embodiment of the device propagated the error to more than one adjacent element on the diagonal or other diagonals. This device would include:

(a) ein Eingabemittel, das in einer Standard- Rasterabfolge von links nach rechts und von oben nach unten eine Vielzahl intensitätscodierter Signale I(l,p) empfängt, die einer Vielzahl von Bildpunkten i(l,p) entsprechen, die jeweils einer Bildposition entsprechen, wobei l ganze Zahlen von 1 bis lgesamt umfaßt und von oben nach unten den lgesamt horizontalen Reihen einer Rasterabtastung entspricht, p ganze Zahlen von 1 bis pgesamt umfaßt und von links nach rechts den pgesamt vertikalen Spalten einer Rasterabtastung entspricht, wobei jedes intensitätscodierte Signal I(l,p) mindestens einem von q Bildintensitätswerten entspricht, wobei q mindestens gleich drei ist;(a) an input means receiving in a standard raster sequence from left to right and from top to bottom a plurality of intensity-coded signals I(l,p) corresponding to a plurality of pixels i(l,p) each corresponding to an image position, where l comprises integers from 1 to ltotal and corresponds from top to bottom to the ltotal horizontal rows of a raster scan, p comprises integers from 1 to ptotal and corresponds from left to right to the ptotal vertical columns of a raster scan, each intensity-coded signal I(l,p) corresponding to at least one of q image intensity values, where q is at least equal to three;

(b) ein Ausgabemittel für die sequentielle Ausgabe einer Vielzahl intensitätscodierter Signale D(l,p), die einer Vielzahl von Anzeigebildpunkten d(l,p) entsprechen, wobei jeder Anzeigebildpunkt d(l,p) der Position des Bildpunkts i(l,p) entspricht und jedes intensitätscodierte Anzeigesignal D(l,p) einem von r nach der Amplitude geordneten Anzeigeintensitätswert A1, A2, ..., Ar entspricht, wobei r eine ganze Zahl kleiner q und Ax der x-te Anzeigeintensitätswert ist;(b) output means for sequentially outputting a plurality of intensity-coded signals D(l,p) corresponding to a plurality of display pixels d(l,p), each display pixel d(l,p) corresponding to the position of the pixel i(l,p) and each intensity-coded display signal D(l,p) corresponding to a display intensity value A1, A2, ..., Ar ordered by r according to amplitude, where r is an integer less than q and Ax is the x-th display intensity value;

(c) ein Speichermittel für Partialfehler zum Speichern von Partialfehlerwerten PE(l,l',p,p') entsprechend eines intensitätscodierten Signals I(l,p) am Eingang vorhergehender Elemente (l',p');(c) partial error storage means for storing partial error values PE(l,l',p,p') corresponding to an intensity-coded signal I(l,p) at the input of preceding elements (l',p');

(d) ein Vorgabepuffermittel zur Erhaltung eines vorgewählten Fehlerwerts E(l,p) entsprechend einer Anzahl intensitätscodierter Signale am Eingang;(d) a preset buffer means for maintaining a preselected error value E(l,p) corresponding to a number of intensity-coded signals at the input;

(e) ein Bearbeitungsmittel zur Abbildung des intensitätscodierten Signals I(l,p) am Eingang auf das intensitätscodierte Signal D(l,p) am Ausgang durch(e) a processing means for mapping the intensity-coded signal I(l,p) at the input to the intensity-coded signal D(l,p) at the output by

(1) Zurückholen des Wertes I(l,p) von den Eingabemitteln;(1) Retrieving the value I(l,p) from the input means;

(2) Holen des Wertes E(l,p) aus dem Vorgabepuffer, wenn l = 1 oder p = 1;(2) Fetch the value E(l,p) from the preset buffer if l = 1 or p = 1;

(3) wenn l &ne; 1 und p &ne; 1, Holen der Werte PE(l,l',p,p') aus dem Speichermittel für Partialfehler und Aufsummieren der Werte von PE(l,l',p,p'), um E(l,p) zu erhalten;(3) if l ≠ 1 and p ≠ 1, fetch the values PE(l,l',p,p') from the partial error storage means and sum the values of PE(l,l',p,p') to obtain E(l,p);

(4) Bestimmen des Wertes D(l,p) basierend auf den Werten von I(l,p) und E(l,p);(4) Determine the value D(l,p) based on the values of I(l,p) and E(l,p);

(5) Senden des Wertes D(l,p) an das Ausgabemittel;(5) Sending the value D(l,p) to the output device;

(6) Berechnen der Partialfehlerwerte PE(a,l,b,p), wobei (a,b) Elemente sind, an die der Fehler von (l,p) weitergeleitet wird;(6) Calculate the partial error values PE(a,l,b,p), where (a,b) are elements to which the error of (l,p) is propagated;

(7) Speichern der Partialfehlerwerte PE(a,l,b,p) für alle (a,b) in dem Speichermittel für Partialfehler.(7) Storing the partial error values PE(a,l,b,p) for all (a,b) in the partial error storage means.

Bei diesem Ausführungsbeispiel könnte das Speichermittel für Partialfehler eine Anzahl von Leitungspuffern sein.In this embodiment, the partial error storage means could be a number of line buffers.

Allgemeiner ausgedrückt, empfänge die Vorrichtung Signale in einer Abfolge - nicht unbedingt in der Abfolge eines Standardrasters - und bildete sie gemäß einer anderen Abfolge ab. Die Vorrichtung benötigte dann eine Speichermatrix 54 zwischen dem Eingabemitteln 42 und dem Bearbeitungsmittel 50, wie es in Fig. 10A gezeigt ist. Diese Vorrichtung enthielte daher:More generally, the device would receive signals in one sequence - not necessarily in the sequence of a standard raster - and map them according to another sequence. The device would then require a storage matrix 54 between the input means 42 and the processing means 50, as shown in Fig. 10A. This device would therefore contain:

(a) ein Eingabemittel, das eine Vielzahl intensitätscodierter Signale I(l,p) empfängt, die einer Position auf dem Bild entsprechen, wobei l ganze Zahlen von 1 bis lgesamt umfaßt und lgesamt Elementgruppen für die Bearbeitung bezeichnet, p ganze Zahlen von 1 bis pgesamt umfaßt und die Elemente in der l-ten Gruppe gemäß ihrer Bearbeitungsabfolge bezeichnet, Pgesamt eine Funktion von in ist, wobei jedes intensitätscodierte Signal I(l,p) mindestens einem von q Bildintensitätswerten entspricht, wobei q mindestens gleich drei ist;(a) an input means receiving a plurality of intensity-coded signals I(l,p) corresponding to a position on the image, where l comprises integers from 1 to ltotal and ltotal denotes groups of elements for processing, p comprises integers from 1 to ptotal and denotes the elements in the l-th group according to their processing sequence, Ptotal is a function of in, each intensity-coded signal I(l,p) corresponding to at least one of q image intensity values, where q is at least equal to three;

(b) ein Matrixspeichermittel, in dem die Intensitätswerte des Eingangsbildes eines ganzen Vollbildes gespeichert werden können und auf sie zugegriffen werden kann;(b) matrix storage means capable of storing and accessing the intensity values of the input image of an entire frame;

(c) ein Ausgabemittel für die sequentielle Ausgabe einer Vielzahl intensitätscodierter Signale D(l,p) entsprechend der Position des Intensitätswertes I(l,p) des Eingangsbildes, wobei jedes intensitätscodierte Anzeigesignal D(l,p) einem von r nach der Amplitude geordneten Anzeigeintensitätswert A1, A2, ..., Ar entspricht, wobei r eine ganze Zahl kleiner q und Ax der x-te Anzeigeintensitätswert ist;(c) output means for sequentially outputting a plurality of intensity-coded signals D(l,p) corresponding to the position of the intensity value I(l,p) of the input image, each intensity-coded display signal D(l,p) corresponding to a display intensity value A1, A2, ..., Ar ordered by r according to amplitude, where r is an integer less than q and Ax is the x-th display intensity value;

(d) ein Speichermittel für Partialfehler zum Speichern von Partialfehlerwerten PE(l,l',p,p') entsprechend eines intensitätscodierten Signals (l,p), das aus den Elementen (l',p') erhalten wird;(d) partial error storage means for storing partial error values PE(l,l',p,p') corresponding to an intensity-coded signal (l,p) obtained from the elements (l',p');

(e) ein Vorgabepuffermittel zur Erhaltung eines vorgewählten Fehlerwerts E(l,p) entsprechend einer Anzahl bearbeiteter intensitätscodierter Signale;(e) a preset buffer means for maintaining a preselected error value E(l,p) corresponding to a number of processed intensity-coded signals;

(f) ein Bearbeitungsmittel zur Abbildung der intensitätscodierten Signale I(l,p) auf das Intensitätssignal am Ausgang durch(f) a processing means for mapping the intensity-coded signals I(l,p) to the intensity signal at the output by

(1) Zurückholen eines Wertes I(l,p) aus den Matrixspeichermitteln;(1) retrieving a value I(l,p) from the matrix storage means;

(2) Holen des Wertes E(l,p) aus dem Vorgabepuffer, wenn l = 1 oder p = 1;(2) Fetch the value E(l,p) from the preset buffer if l = 1 or p = 1;

(3) wenn l = 1 und p = 1, Holen der Werte PE(l,l',p,p') für alle l' und p'aus dem Speichermittel für Partialfehler und Aufsummieren der Werte von PE(l,l',p,p'), um E(l,p) zu erhalten;(3) if l = 1 and p = 1, fetch the values PE(l,l',p,p') for all l' and p' from the partial error storage means and sum up the values of PE(l,l',p,p') to obtain E(l,p);

(4) Bestimmen des Wertes D(l,p) basierend auf den Werten von I(l,p) und E(l,p);(4) Determine the value D(l,p) based on the values of I(l,p) and E(l,p);

(5) Senden des Wertes D(l,p) an das Ausgabemittel;(5) Sending the value D(l,p) to the output device;

(6) Berechnen der Partialfehlerwerte PE(a,l,b,p), wobei (a,b) die Elemente sind, an die der Fehler von (l,p) weitergeleitet wird;(6) Calculate the partial error values PE(a,l,b,p), where (a,b) are the elements to which the error of (l,p) is propagated;

(7) Speichern der Partialfehlerwerte PE(a,l,b,p) für alle (a,b) in dem Speichermittel für Partialfehler.(7) Storing the partial error values PE(a,l,b,p) for all (a,b) in the partial error storage means.

Die obige Vorrichtung kann bei mosaikartigen Farbmustern angewendet werden, die sich von jenen mit gleichfarbigen Diagonalen unterscheiden, so lange die Elemente mit der Matrizennotation (l,p) bezeichnet werden, wobei l Elementgruppen darstellt, die auf dem speziellen Mosaikmuster des Bildschirms basierend bearbeitet werden, und p die Verarbeitungsabfolge der Elemente innerhalb der Gruppe bezeichnet.The above device can be applied to mosaic-like color patterns that are different from those with same-colored diagonals, as long as the elements are denoted by the matrix notation (l,p), where l represents groups of elements that are processed based on the particular mosaic pattern of the screen, and p denotes the processing sequence of the elements within the group.

In der folgenden Erörterung entsprechen die Bezeichnungen wie zuvor den Diagonalen des Mosaiks mit gleichfarbigen Diagonalen.In the following discussion, the designations correspond as before to the diagonals of the mosaic with diagonals of the same color.

Mit anderen Worten ist m eine von mgesamt einfarbigen Diagonalen einer mosaikartigen Farbanzeige und n ist das n-te Element von oben auf der Diagonale. Wiederum erfolgt die Konzentration auf das Mosaik mit gleichfarbigen Diagonalen zu Beispielszwecken und die Erfindung gilt für mosaikartige Farbmuster allgemein.In other words, m is one of m total single-color diagonals of a mosaic color display and n is the nth element from the top of the diagonal. Again, the focus is on the mosaic with same-color diagonals for example purposes and the invention applies to mosaic color patterns in general.

Für jede diagonale Reihe entspricht E(m,1) einem Bildelement, das am physikalischen Rand des Bildes liegt. Es muß kein Fehler von einem vorhergehenden Element weitergeleitet werden, da das Element (m,1) eine diagonale Reihe anfängt. Wie zuvor beschrieben, wird daher E(m,1) für jede der m diagonalen Reihen ausgewählt. Der Wert kann für alle in diagonalen Reihen gleich oder unterschiedlich sein. Er kann auch von Bild zu Bild geändert werden.For each diagonal row, E(m,1) corresponds to a picture element that is at the physical edge of the picture. No error needs to be propagated from a previous element because element (m,1) starts a diagonal row. Therefore, as described previously, E(m,1) is chosen for each of the m diagonal rows. The value can be the same or different for all in diagonal rows. It can also be changed from picture to picture.

Die Folge einer Änderung des Fehlerwertes für das erste Element E(m,1) der m-ten Reihe bei aufeinanderfolgenden Vollbildern, die durch die vorliegende Erfindung bearbeitet werden, besteht darin, daß sich für alle in beliebige oder alle D(m,n) ändern. Bezug nehmend auf Fig. 11 ist die "Zeile" horizontal gezeichnet, kann jedoch wie in vorhergehenden Abbildungen der diagonalen Reihe in einer mosaikartigen Farbanzeige oder allgemein einem beliebigen Mosaikmuster entsprechen. Es sei angenommen, daß die zwei bestimmten Vollbilder identisch sind oder daß zumindest die m-te Zeile bei den zwei aufeinanderfolgenden Vollbildern gleich ist. Bei dieser Beschreibung sei weiter angenommen, daß E(m,1) bei aufeinanderfolgenden Vollbildern zwischen zwei Werten zwischen dem Minimal- und dem Maximalwert der Bildintensität alterniert. Da die Werte von E(m,1) unterschiedlich sind, werden die zum nachfolgenden diagonalen Element weitergeleiteten Fehler im allgemeinen verschieden sein, da der mit dem (m,n)-ten Element verknüpfte Fehler E(m,n) = I(m,n-1) + E(m,n-1) - D(m,n-1) und die Werte von I(m,n) zwischen Bildelementen als äquivalent angenommen werden. Ferner kann sich die Abbildung der Anzeigeelementwerte D(m,n) bei entsprechenden Bildelementen der zwei identischen Vollbilder unterscheiden, da D(m,n) von dem korrigierten Intensitätswert I(m,n) + E(m,n) des n-ten Elements abgebildet wird und sich E(m,n) bei den zwei identischen Vollbildern unterscheidet. Daher wird deutlich, daß eine Änderung von E(m,1) für alle m bei einem beleiebigen oder bei allen D(m,n) zu Änderungen führen kann.The consequence of changing the error value for the first element E(m,1) of the mth row on successive frames processed by the present invention is that D(m,n) for all of them will change to any or all of them. Referring to Figure 11, the "row" is drawn horizontally, but as in previous figures, it may correspond to the diagonal row in a mosaic-like color display or any mosaic pattern in general. It is assumed that the two particular frames are identical, or that at least the mth row is the same for the two successive frames. In this description, it is further assumed that E(m,1) alternates on successive frames between two values between the minimum and maximum values of the image intensity. Since the values of E(m,1) are different, the errors propagated to the subsequent diagonal element will generally be different, since the error associated with the (m,n)-th element E(m,n) = I(m,n-1) + E(m,n-1) - D(m,n-1) and the values of I(m,n) between image elements are assumed to be equivalent. Furthermore, the mapping of the Display element values D(m,n) differ for corresponding picture elements of the two identical frames, since D(m,n) is mapped to the corrected intensity value I(m,n) + E(m,n) of the nth element and E(m,n) differs for the two identical frames. It is therefore clear that a change in E(m,1) for all m can lead to changes in any or all D(m,n).

Das Alternieren des Intensitätswertes D(m,n) des n-ten Anzeigeelements zwischen zwei Intensitätswerten bei aufeinanderfolgenden identischen Vollbildern wird als Durchschnitt der zwei Intensitäten wahrgenommen, sofern das Alternieren schnell genug erfolgt. Befindet sich der Schwellenwert ungefähr in der Mitte zwischen den zwei möglichen Anzeigeintensitätswerten, dann wird ein Bildelement mit einem Intensitätswert I(m,n) nahe dem Schwellenwert durch keinen der zwei angrenzenden Anzeigeintensitätswerte gut dargestellt. Das Alternieren zwischen den zwei angrenzenden Anzeigeintensitätswerten, das beim vorliegenden Verfahren wahrscheinlicher ist, ergibt eine wahrgenommene Intensität, die ungefähr gleich dem Schwellenwert bzw. dem Intensitätswert des Bildelements ist. Außerdem führt eine Änderung von E(m,1) bei jenen Bildelementen, deren Intensität I(m,n) nicht an einen Schwellenwert angrenzt, mit geringerer Wahrscheinlichkeit zu einer Änderung der Anzeigeintensität zwischen aufeinanderfolgenden Vollbildern. Dies ist auch deshalb ein gutes Ergebnis, weil I(m,n) relativ dicht bei einem möglichen Anzeigeintensitätsniveau Ax liegt, wenn es nicht nahe einem Schwellenwert liegt, und weil es durch die Abbildung auf Ax gut dargestellt wird.Alternating the intensity value D(m,n) of the nth display element between two intensity values in consecutive identical frames is perceived as an average of the two intensities, provided the alternation is fast enough. If the threshold is approximately midway between the two possible display intensity values, then a pixel with an intensity value I(m,n) close to the threshold will not be well represented by either of the two adjacent display intensity values. Alternating between the two adjacent display intensity values, which is more likely with the present method, results in a perceived intensity that is approximately equal to the threshold or the intensity value of the pixel. In addition, a change in E(m,1) for those pixels whose intensity I(m,n) does not border a threshold is less likely to result in a change in display intensity between consecutive frames. This is also a good result because I(m,n) is relatively close to a possible display intensity level Ax when not close to a threshold and because it is well represented by the mapping to Ax.

Die obige Beschreibung kann so erweitert werden, daß der Fehlerwert des ersten Elements E(m,1) der m-ten Zeile zwischen mehr als zwei Werten innerhalb des Bereichs möglicher Bildintensitätswerte bei aufeinanderfolgenden Vollbildern wechselt. Bei Zunahme der Anzahl der Werte, die E(m,1) mit jedem Bild annehmen kann, nähert sich bei einer Reihe identischer Vollbilder die mittlere Intensität D(m,n) jedes Anzeigeelements dem Intensitätswert I(m,n) seines entsprechenden Bildelements an. Mit anderen Worten, wenn 1000 identische Vollbilder bearbeitet und angezeigt werden würden, wobei E(m,1) für jedes in bei jedem Vollbild zufällig gewählt wird, und wenn die 1000 Vollbilder in einer so kurzen Zeit bearbeitet werden würden, daß das Auge keinen Anzeigewechsel feststellen könnte, dann würde die Anzeige in jeder Hinsicht, vor allem bei der Graustufenwiedergabe, als identisch zum Vollbild wahrgenommen werden.The above description can be extended so that the error value of the first element E(m,1) of the m-th line changes between more than two values within the range of possible image intensity values in consecutive frames. As the number of values that E(m,1) can assume with each image increases, for a series of identical frames the average intensity D(m,n) of each display element approaches the intensity value I(m,n) of its corresponding picture element. In other words, if 1000 identical frames were processed and displayed, with E(m,1) for each frame chosen at random, and if the 1000 frames were processed in such a short time that the eye could not detect any change in display, then the display would be perceived as identical to the frame in all respects, especially in grayscale reproduction.

Während das obengenannte die grundlegende Basis für die vorliegende Erfindung ist, befindet sich die Bearbeitungsgeschwindigkeit nicht in einem Stadium, in dem eine so große Anzahl von Vollbildern mit einer Rate bearbeitet werden kann, die das Auge nicht bemerkt. Wenn sich E(m,1) beim gleichen Bild zwischen 1000 Werten mit den heutigen Bearbeitungsgeschwindigkeiten ändern würde, würde das Auge, anstatt den Mittelwert der Intensitäten wahrzunehmen, die sich ergebenden Intensitätswechsel der einzelnen Anzeigeelemente in der Zeile in feststellen. Die speziellen, unten beschriebenen Ausführungsbeispiele stellen Versuche dar, die zwei folgenden, sich im Konflikt befindenden Anforderungen in Einklang zu bringen: Änderung von E(m,1) bei aufeinanderfolgenden Vollbildern, um eine genauere Anzeigeintensität über die Zeit zu erreichen, während E(m,1) nicht so stark geändert wird, daß die Änderungen der angezeigten Bildelemente über die Zeit beim gleichen Eingangsbild festgestellt werden.While the above is the fundamental basis for the present invention, the processing speed is not at a stage where such a large number of frames can be processed at a rate that is undetectable to the eye. If E(m,1) were to change between 1000 values for the same frame at today's processing speeds, the eye, instead of perceiving the average of the intensities, would detect the resulting intensity changes of the individual display elements in the row. The specific embodiments described below represent attempts to reconcile the following two conflicting requirements: changing E(m,1) for successive frames to achieve a more accurate display intensity over time, while not changing E(m,1) so much that the changes in the displayed picture elements over time are detected for the same input image.

Bei einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist der Fehlerwert E(m,1) des ersten Elements in der m-ten Zeile für jedes in anfangs ohne Bezug zum Wert für irgendein anderes m. Jedes E(m,1) besitzt einen Anfangswert zwischen 0 und dem maximalen Intensitätswert des Bildes. Bei jedem aufeinanderfolgenden Vollbild nimmt E(m,1) mit jedem m inkrementell zu. Wenn E(m,1) den maximalen Intensitätswert des Bildes überschreitet, wird dieser Maximalwert abgezogen, und das Verfahren wird fortgesetzt.In one embodiment of the invention, the error value E(m,1) of the first element in the m-th row for each m is initially unrelated to the value for any other m. Each E(m,1) has an initial value between 0 and the maximum Intensity value of the image. For each successive frame, E(m,1) increases incrementally with each m. If E(m,1) exceeds the maximum intensity value of the image, this maximum value is subtracted and the process continues.

Bei einem spezielleren Ausführungsbeispiel der Erfindung können die Anzeigeelemente nur einen von zwei möglichen Intensitätswerten annehmen, d. h. in der allgemeinen obigen Bezeichnungsweise ist r=2. A1 und A2 werden auf 0 bzw. 1 normiert, und für T1 wird ½ gewählt. Die Bildintensitätswerte entsprechen den Eingangswerten eines Fernsehgeräts und können einen von 256 Werten zwischen normierten Intensitätswerten 0 und 1 annehmen. Bei jedem Bild wird E(m,1) für jedes m anfangs willkürlich so gewählt, daß es es entweder 0 oder 0,5 ist. Bei darauffolgenden Bildern wechselt E(m,1) bei jedem in zwischen 0 und 0,5. Dies führt zu qualitativ guter Halbtonwiedergabe und ist daher ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel.In a more specific embodiment of the invention, the display elements can only assume one of two possible intensity values, i.e. in the general notation above, r=2. A1 and A2 are normalized to 0 and 1 respectively, and T1 is chosen to be ½. The image intensity values correspond to the input values of a television set and can assume one of 256 values between normalized intensity values 0 and 1. For each image, E(m,1) for each m is initially arbitrarily chosen to be either 0 or 0.5. For subsequent images, E(m,1) alternates between 0 and 0.5 for each. This results in good quality halftone reproduction and is therefore a preferred embodiment.

Der Vorteil der Eigenschaft der vorliegenden Erfindung zur Bildpunkt-Versatz kann verdeutlicht werden, wenn man einen gleichmäßig dunklen (nicht schwarzen) Bereich des Analogbildes betrachtet, das gemäß des obigen Ausführungsbeispiels bearbeitet wird. Unter der Annahme, daß die Intensität der Bildelemente kleiner als T1 (oder ½) ist, sind die meisten Anzeigeelemente ausgeschaltet. Ist der Vorgabefehler der m-ten Zeile E(m,1) = 0, summiert sich der Fehler allmählich in den Elementen in Zeile in bis I(m,n) + E(m,n) größer als T1 ist, und das (m,n)-te Element wird "angeschaltet". I(m,n) + E(m,n) ist jedoch nur marginal größer als T1 oder ½, während D(m,n) = 1; daher beträgt der zum (m,n+1)-ten Element fortgepflanzte Fehler ungefähr -½. Folgerichtig gibt es in Zeile in viele "Aus"-Bildpunkte neben (m,n), da sich der Fehler über ½ hinaus aufsummieren muß, damit ein weiteres Element "an" ist. Es ergeben sich auf Zeile in wenige "An"-Elemente mit gleichem Abstand.The advantage of the pixel offset feature of the present invention can be illustrated by considering a uniformly dark (non-black) area of the analog image processed according to the above embodiment. Assuming that the pixel intensity is less than T1 (or ½), most of the display elements are off. If the m-th row default error E(m,1) = 0, the error gradually accumulates in the elements in row in until I(m,n) + E(m,n) is greater than T1, and the (m,n)-th element is "turned on." However, I(m,n) + E(m,n) is only marginally greater than T1 or ½, while D(m,n) = 1; therefore, the error propagated to the (m,n+1)-th element is approximately -½. Consequently, there are many "off" pixels in row in besides (m,n), since the error must accumulate beyond ½ to produce a another element is "on". There are a few "on" elements on the line with equal spacing.

Würde E(m,1) beim nächsten Vollbild auf E(m,1) = ½ geändert, wären die "An"-Elemente der Anzeige äquidistant zwischen den "An"-Elementen der vorhergehenden Anzeige. Dies rührt daher, daß alle Elemente des vorhergehenden Vollbildes mit einem aufsummierten Fehler von Null nun den Fehler ½ hätten, was zu einem "An"-Bildpunkt führt, während jene früheren "An"-Elemente mit einem aufsummierten Fehler ½ einen Fehler 0 hätten, was zu einem "Aus"-Bildpunkt führt.If E(m,1) were changed to E(m,1) = ½ on the next frame, the "on" elements of the display would be equidistant between the "on" elements of the previous display. This is because all elements of the previous frame with an accumulated error of zero would now have an error of ½, resulting in an "on" pixel, while those earlier "on" elements with an accumulated error of ½ would have an error of 0, resulting in an "off" pixel.

Wenn E(m,1) bei aufeinanderfolgenden identischen Bildern zwischen 0 und ½ wechselte, ergäbe die vorliegende Erfindung daher eine gleichmäßige zeitliche und räumliche Verschiebung von "An"-Bildpunkten auf der m-ten Reihe, wobei das Auge den räumlichen und zeitlichen Mittelwert der "An"-Elemente anstelle von wenigen, stationären "An"-Elementen auf einem schwarzen Hintergrund wahrnehmen würde, nämlich das Ergebnis des zeitkonstanten Vorgabefalles.Therefore, if E(m,1) varied between 0 and ½ on consecutive identical images, the present invention would result in a uniform temporal and spatial shift of "on" pixels on the m-th row, whereby the eye would perceive the spatial and temporal average of the "on" elements instead of a few, stationary "on" elements on a black background, namely the result of the time-constant default case.

Bei einem weiteren Verfahren werden die gleichen Parameter wie beim gerade beschriebenen Ausführungsbeispiel gewählt. Allerdings wird E(m,1) für jedes m anfangs zufällig zwischen 0 und 1 gewählt. Bei aufeinanderfolgenden Vollbildern wechselt E(m,1) für jedes in zwischen seinem Anfangswert und entweder (i) einem um die Hälfte kleineren Wert als der Anfangswert, wenn der Anfangswert größer oder gleich ½ ist, oder (ii) einem Wert, der um die Hälfte größer als der Anfangswert ist, wenn der Anfangswert kleiner als ½ ist.In another method, the same parameters are chosen as in the embodiment just described. However, E(m,1) is initially chosen randomly between 0 and 1 for each m. On successive frames, E(m,1) for each m alternates between its initial value and either (i) a value that is half the initial value if the initial value is greater than or equal to ½, or (ii) a value that is half the initial value if the initial value is less than ½.

Ein weiteres Merkmal der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Unterdrückung von Artefakten, das es nur bei der vorliegenden Erfindung gibt. Bei anderen Verfahren der Graustufenwiedergabe in der Technik ist zwar die Eliminierung von Artefakten bekannt, jedoch können sie nicht mit dem Bildpunkt- Versatz arbeiten. Artefakte enthalten vereinzelte, isolierte "An"-Bildpunkte in Anzeigebereichen, in denen das Bild dunkel ist. Diese "An"-Elemente werden deutlich einzeln wahrgenommen und mindern die angezeigte Bildqualität. Solche Artefakte sind eine natürliche Folge des Fehlerfortpflanzungsverfahrens der vorliegenden Erfindung. Dies trifft daher zu, weil der Fehlerwert benachbarter Elemente selbst in Bildbereichen mit einer Intensität deutlich unter dem ersten Schwellenwert T1 zunimmt, wenn der Fehler zu nachfolgenden Elementen weitergeleitet wird. Schließlich überschreitet der korrigierte Intensitätswert des n- ten Elements, E(m,n) + I(m,n), T1, was zu D(m,n) = A2 bzw. einem hellen Anzeigebildpunkt in einem gleichmäßig dunklen Bildbereich führt.Another feature of the present invention is a method for suppressing artifacts that is unique to the present invention. In other methods of grayscale reproduction While artifact elimination is known in the art, they cannot work with pixel offset. Artifacts include scattered, isolated "on" pixels in display areas where the image is dark. These "on" elements are clearly perceived individually and degrade the displayed image quality. Such artifacts are a natural consequence of the error propagation technique of the present invention. This is true because the error value of neighboring elements, even in image areas with an intensity well below the first threshold T1, increases as the error is propagated to subsequent elements. Eventually, the corrected intensity value of the nth element, E(m,n) + I(m,n), exceeds T1, resulting in D(m,n) = A2, or a bright display pixel in a uniformly dark image area.

Die vorliegende Erfindung beseitigt diese Artefakte durch die Erhaltung einer Registrier- bzw. Zählervariablen C darüber, wann das letzte Anzeigeelement in der Reihe mit einer Intensität größer als A1 angezeigt wurde. Wenn (1) das betrachtete Anzeigeelement mittels des nominalen Bearbeitungsalgorithmus der vorliegenden Erfindung mit einer Intensität A2 abgebildet werden soll und (2) die Aufzeichnung zeigt, daß mehr Anzeigeelemente mit einem Intensitätswert A1 als eine vorgewählte Anzahl N angibt seit dem letzten Element mit einem Intensitätswert größer A1 bearbeitet worden sind, dann wird das Anzeigeelement mit einem Intensitätswert A1 statt A2 abgebildet. Treffen beide Bedingungen nicht zu, dann wird das betrachtete Anzeigeelement mit einer Intensität A2 abgebildet, was das Ergebnis des nominalen Bearbeitungsalgorithmus der vorliegenden Erfindung darstellt.The present invention eliminates these artifacts by maintaining a record variable C of when the last display element in the series was displayed with an intensity greater than A1. If (1) the display element under consideration is to be imaged with an intensity A2 using the nominal processing algorithm of the present invention and (2) the record shows that more display elements with an intensity value A1 than a preselected number N have been processed since the last element with an intensity value greater than A1, then the display element is imaged with an intensity value A1 instead of A2. If both conditions are not met, then the display element under consideration is imaged with an intensity A2, which is the result of the nominal processing algorithm of the present invention.

Natürlich wird der Zähler C jedes mal zurückgesetzt, wenn das Anzeigeelement angezeigt wird bzw. mittels des nominalen Algorithmus mit einer Intensität größer als A1 hätte angezeigt werden sollen. Ebenso wird der Zähler C zurückgesetzt, wenn das betrachtete Anzeigeelement eine neue Zeile beginnt. Es soll betont werden, daß bei der Beseitigung von Artefakten sämtliche Bearbeitung in einer Art und Weise geschieht, wie sie oben ausführlich beschrieben wurde. Das Merkmal der Artefaktbeseitigung fügt eine letzte Entscheidung darüber hinzu, ob das Anzeigeelement mit A1 oder A2 angezeigt wird.Of course, the counter C is reset every time the display element is displayed or by means of the nominal algorithm should have been displayed with an intensity greater than A1. Similarly, the counter C is reset when the display element under consideration begins a new line. It should be emphasized that in the removal of artifacts, all processing is done in a manner as described in detail above. The artifact removal feature adds a final decision as to whether the display element is displayed with A1 or A2.

Andere Nebenaspekte der vorliegenden Erfindung bieten sich von selbst an. Zum Beispiel haben in einem Ausführungsbeispiel die Intensitätswerte der Anzeige gleichen Abstand zueinander und die Schwellenwerte haben äquidistanten Abstand zu benachbarten Intensitätswerten.Other side aspects of the present invention suggest themselves. For example, in one embodiment, the intensity values of the display are equidistant from each other and the threshold values are equidistant from adjacent intensity values.

Das Verfahren zur Fehlerfortpflanzung durch Bildpunkt-Versatz könnte außerdem für Schwarzweißanzeigen verwendet werden. Dann wäre es nicht erforderlich, den Fehler diagonal weiterzuleiten, da horizontal angrenzende Elemente schwarz oder weiß sind. Der Fehler könnte horizontal weitergeleitet werden, und die Elemente könnten so bezeichnet werden, daß m den horizontalen Zeilen und n den vertikalen Spalten entspricht. Daher bildeten alle i(m,1), d. h. die Elemente, bei denen der Fehler vorgewählt wird, die erste vertikale Spalte des Bildes.The pixel-shift error propagation technique could also be used for black-and-white displays. Then it would not be necessary to propagate the error diagonally, since horizontally adjacent elements are black or white. The error could be propagated horizontally and the elements could be labeled such that m corresponds to the horizontal rows and n to the vertical columns. Therefore, all i(m,1), i.e. the elements where the error is preselected, would form the first vertical column of the image.

Wenn die Anzeigeausgabe des Bildes zum Beispiel bei bestimmten Flüssigkristallanzeigen (LCDs) in Stufen unterteilt wird, kann sie sowohl bezüglich der Amplitude als auch bezüglich der räumlichen Position in Stufen unterteilt werden. Eine Anzeige ist bezüglich der Amplitude in Stufen unterteilt, wenn ihre Ausgabeintensität auf bestimmte spezielle Niveaus beschränkt ist, z. B. bei einigen LCD-Anzeigen, bei denen der Bildpunkt entweder an oder aus ist, wobei es keine Zwischenstufen für die Intensität gibt (auch als Zwei-Stufen-Anzeigen bezeichnet). Eine Anzeige ist bezüglich der räumlichen Position in Stufen unterteilt, wenn einzelne Bereiche des Eingangsbildes in der Anzeige durch getrennte Bildpunkte dargestellt werden (d. h. die Anzeige ist in Bildpunkte unterteilt). Wie zuvor erörtert verwenden diese in Stufen unterteilten Anzeigemedien eine Vielzahl von Halbtonverfahren, um eine Näherung des Grautons zu liefern.For example, in certain liquid crystal displays (LCDs), when the display output of the image is step-divided, it can be step-divided in both amplitude and spatial position. A display is step-divided in amplitude if its output intensity is limited to certain specific levels, such as in some LCD displays where the pixel is either on or off, with no intermediate levels of intensity (also known as two-level displays). A display is stepped in spatial position when individual regions of the input image are represented in the display by separate pixels (ie, the display is divided into pixels). As previously discussed, these stepped display media use a variety of halftoning techniques to provide an approximation of the grayscale.

Wie bereits an früherer Stelle in der vorliegenden Erfindung beschrieben worden ist, ist es möglich, zeitabhängige Verfahren zur Verbesserung der Auflösung von Amplitude und Raum von Graustufenbildern, wie z. B. denen, die durch Bildpunkt-Versatz erzeugt werden, zu verwenden. Die Verwendung der Zeitintegrierung zur Fehlerkorrektur kann als "zeitabhängiges Halbtonverfahren" bezeichnet werden. Allerdings richten sich die bisher beschriebenen Verfahren in erster Linie an das Verfahren zur linearen Fehlerfortpflanzung.As described earlier in the present invention, it is possible to use time-dependent techniques to improve the amplitude and spatial resolution of grayscale images, such as those produced by pixel shifting. The use of time integration for error correction may be referred to as "time-dependent halftoning." However, the techniques described so far are primarily directed to the linear error propagation technique.

Die Grundlage für die zeitabhängigen Halbtonverfahren der vorliegenden Erfindung bildet die Ausnützung der begrenzten Zeitauflösung des menschlichen Auges und der meisten in Stufen unterteilten Anzeigesysteme. Gemäß der vorliegenden ERfindung stellt die Anzeige in aufeinanderfolgenden Zeitintervallen verschiedene, gleichermaßen gültige bezüglich der Amplitude abgestufte Darstellungen des Halbtonbildes dar. Diese Darstellungen unterscheiden sich nur in Einzelheiten der räumlichen Hochauflösungsfrequenz und wirken zusammen in einer sich gegenseitig kompensierenden Art und Weise. Eine endliche Anzahl von Bilddarstellungen kann wiederholt durchlaufen werden, bis sich das Eingangshalbtonbild ändert, wobei der Prozeß zu diesem Zeitpunkt für das neue Eingangsbild neu eingeleitet wird.The basis for the time-dependent halftone techniques of the present invention is the exploitation of the limited time resolution of the human eye and of most graded display systems. According to the present invention, the display presents different, equally valid, amplitude-graded representations of the halftone image at successive time intervals. These representations differ only in details of the spatial high-resolution frequency and work together in a mutually compensating manner. A finite number of image representations can be repeatedly run through until the input halftone image changes, at which time the process is restarted for the new input image.

Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung istAccording to a preferred embodiment of the present invention,

D(m,n,t&sub1;) = G[{I(m,b) für alle b &le; n}]D(m,n,t₁) = G[{I(m,b) for all b &le; n}]

D(m,n,t&sub2;) = G[{I(m,b) + P(m,b) für alle b &le; n}] ,D(m,n,t₂) = G[{I(m,b) + P(m,b) for all b &le; n}] ,

wobei G die Einzelverzweigungsfehlerverteilungsfunktion ist.where G is the single branch error distribution function.

A ist der kleinste Intensitätsschritt für Bildpunkte in DA is the smallest intensity step for pixels in D

P (m,b) = 0,5*A für b = 1P (m,b) = 0.5*A for b = 1

P (m,b) = 0 für b > 1 .P (m,b) = 0 for b > 1 .

D (m,n,t&sub1;) ist die Anzeigestufe zu einem bestimmten Zeitpunkt t&sub1;, m ist die Spalte und n ist die Zeile des bestimmten Bildpunkts.D (m,n,t₁) is the display level at a particular time t₁, m is the column and n is the row of the particular pixel.

Um das Verfahren der zeitabhängigen Halbtonwiedergabe an allgemeinere statische Halbtonschemata wie zum Beispiel das zuvor beschriebene Verfahren anzupassen, bei dem sich der Fehler zu mehr als einem benachbarten Element fortpflanzt, wäre es von Vorteil, eine allgemeine Funktion zur Bestimmung der Anzeigestufe D (m,n) in zweiten und darauffolgenden Zeitintervallen für ein bestimmtes Bild zu definieren. Es wäre besonders vorteilhaft, wenn das beschriebene Verfahren unabhängig von dem statischen Halbtonschema wäre, auf dem es beruht. Eine solche Funktion kann durch die folgenden Formeln beschrieben werden. In diesen Formeln wird ein analoges Bild {I(a,b) für alle a,b} durch die wiederholte sequentielle Anzeige eines Satzes aus Z&sub0; digitalen DarstellungenIn order to adapt the time-dependent halftone rendering method to more general static halftone schemes such as the previously described method in which the error propagates to more than one neighboring element, it would be advantageous to define a general function for determining the display level D (m,n) at second and subsequent time intervals for a given image. It would be particularly advantageous if the described method were independent of the static halftone scheme on which it is based. Such a function can be described by the following formulas. In these formulas, an analog image {I(a,b) for all a,b} is represented by the repeated sequential display of a set of Z�0 digital representations

{D(m,n,t&sub1;), D(m,n,t&sub2;) ... D(m,n,tZ&sub0;},{D(m,n,t₁), D(m,n,t₂) ... D(m,n,tZ�0;},

durch Berechnung der Darstellungen wie folgt: by calculating the representations as follows:

gut dargestellt, wobei F eine beliebige Halbtonfunktion ist, die dazu geeignet ist, eine statische Einzeldarstellung S(m,n) des analogen Bildes zu erzeugen, d. h.well represented, where F is any halftone function that is suitable for generating a static single representation S(m,n) of the analog image, i.e.

S(m,n) = F(m,n, {I(a,b) für alle a,b}) .S(m,n) = F(m,n, {I(a,b) for all a,b}) .

Von besonderem Interesse ist der Fall Z&sub0; = 2 (was besonders vorteilhaft ist, weil es zeitabhängige Artefakte vermeidet):Of particular interest is the case Z�0; = 2 (which is particularly advantageous because it avoids time-dependent artifacts):

D(m,n,t&sub1;) = F[m,n,{I(a,b) für alle a,b}]D(m,n,t₁) = F[m,n,{I(a,b) for all a,b}]

D(m,n,t&sub2;) = F[m,n,{2*I(a,b)-D(a,b,t&sub1;) für alle a,b}] .D(m,n,t₂) = F[m,n,{2*I(a,b)-D(a,b,t₁) for all a,b}] .

Es wird darauf hingewiesen, daß die Funktion F nur von bestimmten Sätzen aus Bildelementen abhängen kann (zum Beispiel bei dem in der vorliegenden Anwendung an früherer Stelle beschriebenen Verfahren) oder daß sie einen für eine Anzahl von Bildpunkten berechneten Wert darstellen kann. Um den obigen Ausdruck auf die eindimensionale Fehlerverteilung anzuwenden, kann man sie einfach benutzen und F = G nehmen, wobei G die eindimensionale Fehlerverteilungsfunktion ist. Unter diesen Umständen kann die Gleichung (ohne die Aussage zu ändern) zuNote that the function F may depend only on certain sets of pixels (for example, in the method described earlier in the present application) or it may represent a value calculated for a number of pixels. To apply the above expression to the one-dimensional error distribution, one can simply use it and take F = G, where G is the one-dimensional error distribution function. Under these circumstances, the equation can be written (without changing the statement) as

D(m,n,t&sub1;) = G(I(m,b) für alle b &le; n)D(m,n,t₁) = G(I(m,b) for all b &le; n)

D(m,n,t&sub2;) = G(2xI(m,b)-D(m,b,t&sub1;) für alle b &le; n)D(m,n,t₂) = G(2xI(m,b)-D(m,b,t₁) for all b ≤ n)

vereinfacht werden.be simplified.

Die zur Berechnung eines Vollbildes verwendete Halbtonfunktion ist F(x), wobei x eine Funktion der Stufe des Originalbildes {I(a,b) für alle a,b} ist. {I(a,b) für alle a,b} bedeutet die Bildstufe eines beliebigen oder aller Bildpunkte des Originalbildes. Der allgemeine Fall {I(a,b) für alle a,b} enthält auch als Untermenge den speziellen Fall I(m,n). Wenn die Halbtonfunktion F(x) eine 1:1-Beziehung zwischen den Bildelementen von Bild und Anzeige verwendet, lautete die speziellere Formel zur Berechnung der Anzeigestufe zu bestimmten Zeitpunkten t&sub1; und t&sub2;:The halftone function used to calculate a full image is F(x), where x is a function of the level of the original image {I(a,b) for all a,b}. {I(a,b) for all a,b} means the image level of any or all pixels of the original image. The general case {I(a,b) for all a,b} also includes as a subset the special case I(m,n). If the halftone function F(x) uses a 1:1 relationship between the pixels of the image and the display, the more specific formula for calculating the display level at specific times t₁ and t₂ would be:

D(m,n,t&sub1;) = F[I(m,n,t&sub1;)]D(m,n,t₁) = F[I(m,n,t₁)]

D(m,n,t&sub2;) = F[2*I(m,n,t&sub1;) - D(m,n,t&sub1;)] .D(m,n,t₂) = F[2*I(m,n,t₁) - D(m,n,t₁)] .

Gute Halbtonfunktionen F(x) stellen sicher, daß sich D(m,n,t&sub1;) und D(m,n,t&sub2;) für ein beliebiges m und ein beliebiges n nicht um mehr als A - wie oben definiert - unterscheiden. Für Fälle, in denen dies nicht zutrifft, läßt sich die Darstellung des Bildes verbessern, indem man D(m,n,t&sub1;) und D(m,n,t&sub2;), die sich für gegebene in und n um mehr als A unterscheiden, durch deren Mittelwert -0,5* ( D(m,n,t&sub1;) + D(m,n,t&sub2;) ) ersetzt.Good halftone functions F(x) ensure that D(m,n,t₁) and D(m,n,t₂) for any m and any n do not differ by more than A as defined above. In cases where this is not the case, the representation of the image can be improved by replacing D(m,n,t₁) and D(m,n,t₂) that differ by more than A for given m and n by their mean -0.5* ( D(m,n,t₁) + D(m,n,t₂) ).

Es kann herkömmliche Elektronik zum Bau eines Geräts eingesetzt werden, die den obigen Algorithmus in Echtzeit mittels der herkömmlichen Abtastreihenfolge-Ausgabe eines Halbtonbild-Vollbildpuffers (d. h. fein abgestuft) implementiert. Aus Gründen der Effizienz ist hilfreich, zu beachten, daß die Berechnung von D(m,n,tz) viele Schritte enthält, die bei der Berechnung von D(m,n,tz-1) durchgeführt worden sind, und daß die Verwendung eines Speicherpuffers die erneute Durchführung dieser Berechnungen vermeidet.Conventional electronics can be used to build a device that implements the above algorithm in real time using the conventional scan order output of a halftone frame buffer (i.e., fine-grained). For efficiency, it is helpful to note that the calculation of D(m,n,tz) includes many of the steps performed in the calculation of D(m,n,tz-1), and that the use of a memory buffer avoids having to perform these calculations again.

In einem besonderen Fall, bei dem die räumliche Fehlerverteilung und Z&sub0; = 2 verwendet wird, kann eine sehr einfache alternative Konstruktion verwendet werden. Ein Schattenpuffer speichert das Ergebnis D(m,n,t&sub1;). Dieser Puffer ist lediglich log&sub2;(g) Bit tief, wobei g die Anzahl der Graustufen der Anzeige ist. Das Lesen dieses Puffers während der Erzeugung von D(m,n,t&sub2;) gestattet es, bei der Ausführung der Quantisierung und der Fehlerfortpflanzung einen von g alternativen Sätzen von Nachschlagetabellen zu wählen. Die Erzeugung von I(m,n) und 2*I(m,n) zur Berechnung von D(m,n,t&sub1;) bzw. D(m,n,t&sub2;) wird durch einfaches Multiplexen erreicht, das die Darstellung von I(m,n) um ein Bit zum Quantisierungsaddierer schiebt. (Während der Erzeugung von D(m,n,t&sub1;) verwendet man die zur Erzeugung von D(m,n,t&sub2;) verwendete Nachschlagetabelle mit auf Null gesetztem Schattenpuffer.) Es ist zu beachten, daß mittels genügend Nachschlagetabellen willkürliche Quantisierungsschemata wie jene, die nichtlineare Intensitätsabstände verwenden, und jene, die eine Pseudozufalls-Verzweigung ausführen, verwirklicht werden können.In a special case, where the spatial error distribution is used and Z�0 = 2, a very simple alternative construction can be used. A shadow buffer stores the result D(m,n,t₁). This buffer is only log₂(g) bits deep, where g is the number of grey levels of the display. Reading this buffer during the generation of D(m,n,t₂) allows one to perform the quantization and the error propagation. The generation of I(m,n) and 2*I(m,n) for computing D(m,n,t₁) and D(m,n,t₂), respectively, is achieved by simple multiplexing that shifts the representation of I(m,n) by one bit to the quantization adder. (During the generation of D(m,n,t₁), one uses the lookup table used to generate D(m,n,t₂) with the shadow buffer set to zero.) Note that with enough lookup tables, arbitrary quantization schemes such as those using nonlinear intensity spacing and those performing pseudorandom branching can be realized.

Claims (3)

1. Verfahren zur Anzeige eines festen analogen Bildes durch eine Reihe zeitlich aufeinanderfolgender, ungleicher digitaler Darstellungen,1. Method for displaying a fixed analog image by means of a series of temporally consecutive, unequal digital representations, wobei bestimmte Anzeigefeldelemente der Darstellung gemäß einer vorbestimmten Halbtonfunktion für jede digitale Darstellung unterschiedliche Anzeigeintensitätswerte besitzen,wherein certain display field elements of the representation have different display intensity values for each digital representation according to a predetermined halftone function, dadurch gekennzeichnet, daß ein bestimmtes Anzeigeelement der Anzeigeelemente für eine bestimmte Halbtonfunktion eine Anzeigeintensität D(m,n) besitzt, wobeicharacterized in that a specific display element of the display elements for a specific halftone function has a display intensity D(m,n), where das Anzeigeelement eine Anzeigeintensität vonthe display element has a display intensity of D(m,n,t&sub1;) = G[{I(m,b) für alle b&le;n}]D(m,n,t₁) = G[{I(m,b) for all b&le;n}] besitzt, die zu einem ersten Zeitpunkt t&sub1; berechnet wird,which is calculated at a first time t₁, das Anzeigeelement eine Anzeigeintensität vonthe display element has a display intensity of D(m,n,t&sub2;) = G[{I(m,b) + P(m,b) für alle b&le;n}]D(m,n,t₂) = G[{I(m,b) + P(m,b) for all b&le;n}] besitzt, die zu einem ersten Zeitpunkt t&sub2; berechnet wird,which is calculated at a first time t₂, wobei G die Einzelverzweigungsfehlerverteilungsfunktion ist undwhere G is the single branch error distribution function and P(m,b) = 0,5*A für b = 1P(m,b) = 0.5*A for b = 1 P(m,b) = 0 für b > 1 ,P(m,b) = 0 for b > 1 , wobei in die Nummer der Spalte und n die Nummer der Zeile des bestimmten Anzeigeelementes istwhere in is the number of the column and n is the number of the row of the specific display element und wobei A die kleinste Intensitätsstufe für einen Bildpunkt ist und das erwähnte Bild einen Wertand where A is the smallest intensity level for a pixel and the mentioned image has a value I(a,b) für alle a, b,I(a,b) for all a, b, besitzt, wobei a, b den horizontalen Zeilen und vertikalen Spalten der Bildelemente entsprechen.where a, b correspond to the horizontal rows and vertical columns of the picture elements. 2. Verfahren zur Anzeige eines festen analogen Bildes durch eine Reihe zeitlich aufeinanderfolgender, ungleicher digitaler Darstellungen,2. Method for displaying a fixed analog image by a series of temporally consecutive, unequal digital representations, wobei bestimmte Anzeigefeldelemente der Darstellung gemäß einer vorbestimmten Halbtonfunktion für jede digitale Darstellung unterschiedliche Anzeigeintensitätswerte besitzen,wherein certain display field elements of the representation have different display intensity values for each digital representation according to a predetermined halftone function, dadurch gekennzeichnet, daß das bestimmte Anzeigeelement der Anzeigeelemente für eine bestimmte Halbtonfunktion F(x) zu einem beliebigen Zeitpunkt tZ eine Anzeigeintensität D(m,n) von: characterized in that the particular display element of the display elements for a particular halftone function F(x) at any time tZ has a display intensity D(m,n) of: besitzt, wobei in die Nummer der Spalte und n die Nummer der Zeile der Anzeigeelemente ist,where in is the number of the column and n is the number of the row of the display elements, wobei Z eine ganze Zahl größer oder gleich Eins ist, wobei F eine zur Erzeugung einer statischen Einzeldarstellung S(m,n) des analogen Bildes geeignete Halbtonfunktion ist, undwhere Z is an integer greater than or equal to one, where F is a halftone function suitable for generating a static single representation S(m,n) of the analog image, and S(m,n) = F(m,n,{I(a,b) für alle a, b}],S(m,n) = F(m,n,{I(a,b) for all a, b}], wobei a, b den horizontalen Zeilen und vertikalen Spalten der Bildelemente entsprechen.where a, b correspond to the horizontal rows and vertical columns of the picture elements. 3. Verfahren gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß Z = 2 ist.3. Process according to claim 2, characterized in that Z = 2.