JP5596340B2 - 画像処理システム - Google Patents

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Description

本発明は、一般に画像処理システムに関する。より詳細には、本発明は、マルチラインアドレッシング(multi-line addressing:MLA)またはノイズ低減トータルマトリックスアドレッシング(total matrix addressing:TMA)技術を使用して画像を表示するシステムおよび方法に関する。本発明の実装形態は、特に、OLED(有機発光ダイオード)ディスプレイの駆動に有用である。
特に非負行列因子分解(NMF)を使用したマルチラインアドレッシング(MLA)またはトータルマトリックスアドレッシング(TMA)の技術が、OLEDディスプレイの駆動にどのように有利に使用され得るかについては、以前説明した(特に、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる、国際出願PCT/英国特許第2005/050219号を参照されたい)。次に、大まかに言えば、複数のフレームセットがノイズ低減および画像品質の向上に使用される、これらの技術のさらなる改良について説明する。背景技術は、米国特許第2003/0214493号、米国特許第2004/0257359号、欧州特許第0953956A号および英国特許第2327798A号に記載されている。
マルチラインアドレッシングおよびトータルマトリックスアドレッシング
本発明の実装形態の理解を助けるために、まず、その好ましい特別な場合がトータルマトリックスアドレッシング(TMA)技術を含む、マルチラインアドレッシング(MLA)技術について再検討する。これらは、ピクセル(またはカラーサブピクセル)ごとの記憶素子を含んでおらず、したがって連続的にリフレッシュされなければならないディスプレイであるパッシブマトリックスOLEDディスプレイ(passive matrix OLED display)と共に使用されることが好ましい。本仕様書では、OLEDディスプレイは、ポリマー、いわゆる小さい分子(例えば米国特許第4,539,507)、デンドリマー、有機金属材を使用して製造されたディスプレイを含み、このディスプレイは、モノクロでもカラーでもよい。
従来のパッシブマトリックスディスプレイでは、ディスプレイは、ライン単位に駆動され、したがって、ラインごとに高駆動が必要である。というのは、このディスプレイは、わずかなフレーム周期のみに照らされるからである。MLA技術は、同時に複数ラインを駆動し、TMA技術では、すべてのラインが同時に駆動され、画像は、観察者の目において統合されると、所望の画像の印象を与える、連続して表示される複数のサブフレームから構築される。各行(ライン)の必要なルミネセンスプロファイル(luminescence profile)は、単一のライン走査期間におけるインパルスとしてよりむしろ、複数のライン走査期間にわたって構築される。したがって、各ライン走査期間中のピクセル駆動を低減することができ、故に、駆動電圧の低減および容量損失(capacitive loss)の低減の結果、ディスプレイの寿命が延長され、かつ/または消費電力が低減される。これは、OLEDの寿命がピクセル駆動(輝度)により一般に1と2の間の力まで低減し、しかし、同じ外観の明度を観察者に提供するためにピクセルが駆動されなければならない時間の長さは、ピクセル駆動が減少するにつれて、実質的に線形にしか増加しないからである。メリットの度合いは、一部には共に駆動されるライン群の間の相関関係に依存する。
図1aは、一度に1つの行が駆動される従来の駆動方式での行G、列F、および画像Xの行列を示している。図1bは、マルチラインアドレッシング方式での行、列、および画像の行列を示している。図1cおよび1dは、表示された画像の一般的なピクセルについて、ピクセルの明度、すなわち1フレーム周期にわたるピクセルに対する駆動を示しており、マルチラインアドレッシングを介して達成されるピークピクセル駆動の低減を示す。
問題は、1組のサブフレームが所望の画像に近づくように、サブフレームの行および列の駆動信号の組を決定することである。この問題の解決策については、国際特許出願英国特許第2005/050167-9号(3つの出願はすべて、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる)で以前説明している。好ましい技術は、所望の画像を表す行列の非負行列因子分解を使用する。OLED表示要素は、正(またはゼロ)の光放射を提供するため、その要素が正である因子行列は、本質的に、サブフレームの行および列の駆動信号を定義する。その文脈で本発明の実施形態を操作することができる1つの好ましいNMF技術について後述するが、他の技術を使用することもできる。
図1aを参照すると、まず、ハードウェア(好ましい)、ソフトウェア、またはその2つの組合せにおいて本発明の実施形態を実施し得るディスプレイ駆動データプロセッサ150を組み込む全体的なOLEDディスプレイシステム100について説明する。
図2aにおいて、パッシブマトリックスOLEDディスプレイ120は、行ドライバ回路112によって駆動される行電極124、および列ドライバ110によって駆動される列電極128を有する。図1bに、こうした行ドライバおよび列ドライバの詳細が示されている。列ドライバ110は、電流駆動を列電極のうちの1つまたは複数に設定する列データ入力109を有し、同様に、行ドライバ112は、現在の電流駆動比を2つ以上の行に設定する行データ入力111を有する。好ましくは、入力109および111は、インターフェイスを容易にするために、デジタル入力であり、好ましくは、列データ入力109は、ディスプレイ120のすべてのU列の電流駆動を設定する。
表示用データは、データおよび制御バス102上に提供され、これは、直列でも並列でもよい。バス102は、入力をフレームストアメモリ103に提供し、フレームストアメモリは、ディスプレイのピクセルごとに輝度データを格納する、またはカラーディスプレイでは、サブピクセルごとに輝度情報(別個のRGBカラー信号として、または輝度および彩度信号として、または他の何らかの方法で符号化され得る)を格納する。フレームメモリ103に格納されるデータは、ディスプレイのピクセル(またはサブピクセル)ごとに所望の外観の明度を決定し、この情報は、ディスプレイ駆動データプロセッサ150により、第2の読み取りバス105によって読み出すことができる。ディスプレイ駆動データプロセッサ150は、入力データ前処理、NMF、および後処理を行うことが好ましい。
図2bは、ディスプレイを駆動するのに適した行および列ドライバ、および因子分解された画像行列を示す。列ドライバ110は、連動され、電流を列電極のそれぞれに設定する可変基準電流Irefが提供される1組の調整可能な実質的に一定した電流源を含む。この基準電流は、NMF因子行列の行から導出される列ごとの異なる値によって変調されるパルス幅(PWM)である。OLEDは、電流-電圧二次従属(quadratic current-voltage dependence)を有しており、これは、行および列の駆動変数(drive variable)の独立制御を抑制する。PWMは、列および行の駆動変数を互いから分離することができるため、有用である。
PWM駆動では、PWMサイクルの開始およびサイクルの「オン」部分を常に有するのではなく、PWMサイクルの開始をランダムにディザリングすることによって、ピーク電流を低減することができる。オフタイムが50%を超える場合、PWMサイクルの半分において「オン」部分のタイミングを有効期間の終わりに開始することによって、同様の利点をより少ない複雑性で達成することができる。これは、潜在的に、ピーク行駆動電流を50%低減することができる。
行ドライバ112は、好ましくはディスプレイの行ごとに(または同時に駆動される行のブロックの行ごとに)1つの出力を有する、プログラム可能なカレントミラーを含む。行駆動信号は、NMF因子行列の列から導出され、行ドライバ112は、行の電流が比率制御入力(ratio control input)(R)によって設定される比率であるように、行ごとに合計列電流を分配する。適したドライバのこれ以上の詳細は、本発明者のPCT出願英国特許第2005/010168号(参照により本明細書に組み込まれる)で探し出すことができる。
(この構成において)行信号は、行ドライバによって実質的に正規化されるため、後処理において、列駆動基準電流および/またはサブフレーム時間は、補償するように調整される。しかし、任意選択で、後処理は、例えば1つのサブフレームにおいて最も明るいピクセルの明度に比例して各サブフレームの持続時間の調整も行い、したがって、持続時間が延び、駆動が増加する(したがってピクセルの寿命が延長する)ことによって高輝度が達成されることが好ましい。この技術の詳細は、参照により本明細書に組み込まれる2006年3月23日出願の英国特許出願第0605755.8号で探し出すことができる。
次に、1つの好ましいNMF計算について説明する。
入力画像は、要素Vxyを含む行列Vによって提供され、Rは、現在の行行列、Cは現在の列行列、QはVとR.Cとの間の残留誤差(remaining error)、pはサブフレーム数、averageは平均値、gammaはオプションのガンマ補正関数を示す。
変数は、以下のように初期化される。
av=average(gamma(Vxy)
Figure 0005596340
Qxy=gamma(Vxy)-av
次いで、NMFシステムの一実施形態は、p=1からサブフレームの総数までについて以下の計算を行う。
開始
Qxy = Qxy + RpyCxp xおよびyごと
Figure 0005596340
yごと
Figure 0005596340
xごと
Qxy =Qxy - RpyCxp xおよびyごと
開始に折り返す
Figure 0005596340
変数biasは、ゼロ除算を防ぎ、RおよびCの値がこの値に近づく。biasの値は、initialRC×weight×no.of.columnsによって決定され得る。この場合、列数はxであり、重みは、例えば64と128の間である。
大まかに言えば、上記の計算を、最小2乗適合として特徴付けることができる。行列Qは、最初に、対象の行列の形として開始する。というのは、行Rおよび列Cの行列は、一般に、そのすべての要素が同じであり、平均値initialRCに等しいように初期化されるからである。しかし、その時から、行列Qは、画像とサブフレームの結合の結果との間の残差を表すため、理想的にはQ = 0である。したがって、大まかに言えば、手順は、サブフレームpの貢献を追加することによって開始し、次いで、行ごとに最適な列値を見つけ、その後、列ごとに最適な行値を見つける。次いで、更新された行および列の値は、Qから差し引かれ、手順は、次のサブフレームを続行する。一般に、1組のサブフレームについてのRおよびCが最適適合に収束するように、例えば1と100との間など、何度かの反復が行われる。使用されるサブフレームpの数は、実験的な選択であるが、例えば、1と1000との間とすることができる。
図1eに、Qの行および列の因子行列RおよびCへの因子分解が概略的に示されている。図1fは、行および列の因子行列RおよびCのサブフレームデータを使用して、1つの時間サブフレーム(temporal sub-frame)でディスプレイを駆動することを概略的に示している。
この説明において、行および列への言及は、置き換え可能であり、例えば、上記の式系において、更新されたRpyおよびCxpの値を決定するための処理の順序は交換され得ることを当業者であれば理解されよう。
上記の組の式において、すべての整数演算が使用されることが好ましく、RおよびCの値は、8ビット値を含み、Qは、符号付き16ビット値を含むことが好ましい。次いで、RおよびCの値の決定は、四捨五入を伴い得るが、Qにおける丸め誤差はない。というのは、Qは、四捨五入された値で更新されるからである(また、RおよびCの値の積がQ内に収容できる最大値を超えることはできない)。上記の手順は、カラーディスプレイのピクセルに直接適用され得る(詳細は後述)。不完全な黒に対して目が過度に敏感であるため、任意選択で、重みW行列を使用して、低輝度値における誤差により高く重み付けするようにしてもよい。緑の誤差に目が過度に敏感であるため、緑色チャネルにおける誤差の重みを高めるために、同様の重み付けを適用してもよい。
上記のNMF手順に基づくディスプレイドライバシステムの実践的な実装のための一般的な1組のパラメータは、例えば160個のサブフレームに対する手順の20回の反復をそれぞれ含む、毎秒25フレームの所望のフレームレートを有し得る。NMF手順は、例えば、DSP(デジタル信号プロセッサ)上など、ソフトウェアにおいて実施することができるが、より安価で低電力の手順の実施を可能にするハードウェアアーキテクチャについても説明している(参照により本明細書に組み込まれる、2006年3月23日出願の英国特許出願第0605748.3号)。
国際出願PCT/英国特許第2005/050219号 米国特許第2003/0214493号 米国特許第2004/0257359号 欧州特許第0953956A号 英国特許第2327798A号 米国特許第4,539,507 国際特許出願英国特許第2005/050167-9号 PCT出願英国特許第2005/010168号 英国特許出願第0605755.8号 英国特許出願第0605748.3号
大まかに言えば、任意選択で、第2(および任意選択で、それ以降)のフレームの累積誤差により、一般に異なる開始点から2つ以上の画像フレームを計算し、これらを迅速に順々に表示することによって、画像誤差が低減される、TMA駆動ディスプレイ上に画像を表示するシステムおよび方法について説明する。
したがって、本発明によれば、画像を表示するための電子発光ディスプレイを駆動する方法が提供され、この方法は、前記画像の画像データを入力する段階と、前記画像データを使用して、前記画像の共通の空間部分をそれぞれ表す第1の複数の画像サブフレームの第1の組の画像サブフレームデータを決定する段階であって、前記第1の複数の画像サブフレームが結合されて前記画像の前記共通の空間部分に近似するようになる段階と、前記第1の組の画像サブフレームデータを使用して、前記ディスプレイを駆動する段階と、前記画像データを使用して、前記画像の前記共通の空間部分をそれぞれ表す第2の複数の画像サブフレームの第2の組の画像サブフレームデータを決定する段階であって、前記第2の複数の画像サブフレームが結合されて前記画像の前記共通の空間部分に近似するようになる段階と、前記第2の組の画像サブフレームデータを使用して前記ディスプレイを駆動する段階とを含む。
この方法の実施形態において、単一の画像について2組のサブフレームを計算することによって、ノイズの全体的な低減が可能になる。2組のサブフレームのデータは、例えば、第1の組のサブフレームの後に第2の組のサブフレームが続く、または第1の組のサブフレームと第2の組のサブフレームが交互に配置される、または他の何らかの順序など、様々な異なる順序で表示され得る。TMA実施形態において、サブフレームは、完全な画像または少なくとも画像の完全なカラープレーンを表し得る。
この方法の好ましい実施形態において、画像データは、好ましくはNMFを使用して、第1および第2の因子行列に因子分解される対象の画像行列を定義する。この手順は、単一の画像について、より正確には、画像の単一の処理済み空間領域について、2対の因子行列が決定されるように、2回行われる。上述したNMF手順の好ましい実施形態において、第1および第2(行および列)の因子行列は、平均ピクセル輝度値に初期化される(ここでは、輝度は、カラーディスプレイの文脈では特定の色のピクセルの輝度を意味し得る)。2つの異なる組のサブフレームを生成するこうした実施形態において、因子行列は、因子分解の前に異なる値に初期化されることが好ましい。いくつかの特定の好ましい実施形態において、1つの因子分解の後、第2の組のサブフレームの決定時に、残差が使用され得る(対象の画像に追加される)。このように、第2の組のサブフレームによって生成された画像は、少なくとも部分的に、第1の組のサブフレームを含む近似による画像の表現を補う。したがって、各組内のサブフレームの数は、目的の信号対雑音(SNR)比に必要なものより少なくてよいが、第1および第2の組のサブフレームによって定義される2つの画像は、一緒にすると、(観察者の目において)結合されて、表示画像が少なくとも目的のSNRで生成されることが前提となる。
この方法は、第3の組の画像サブフレームなどを計算し、表示するために、拡張されてもよい。
別の態様において、本発明は、画像を表示するための電子発光ディスプレイを駆動するドライバをさらに提供し、ドライバは、前記画像の入力データを受信する入力と、前記画像データを使用して、前記画像の共通の空間部分をそれぞれ表す第1の複数の画像サブフレームの第1の組の画像サブフレームデータを決定する手段であって、前記第1の複数の画像サブフレームが結合されて前記画像の前記共通の空間部分に近似するようになる手段と、前記画像データを使用して、前記画像の前記共通の空間部分をそれぞれ表す第2の複数の画像サブフレームの第2の組の画像サブフレームデータを決定する手段であって、前記第2の複数の画像サブフレームが結合されて前記画像の前記共通の空間部分に近似するようになる手段と、前記第1および第2の組の画像サブフレームデータを使用して前記ディスプレイを駆動する出力とを含む。
この方法は、ビデオデータに使用することができ、ビデオの各フレーム(または飛越走査方式フィールド(interlaced field))に対して個別に、または一連のビデオフレームに対して、連続する各フレームが直前のフレームにおけるノイズを補償するように使用することができる。これは、画像がフレーム間で実質的に変わらない場合、または既知の方法、例えばオブジェクトの追加または一般的な陰りによって画像が変わる場合、有用である。実施形態において、例えば、以前因子分解されたビデオのフレームに依存しない因子分解を計算することによって、因子分解を時々「リセット」してもよい。
任意選択で、因子分解は、例えばリアルタイム動画からテキストになど、ビデオにおける変化に応答して「リセット」されてもよい。実施形態において、例えば、画像フレーム当たり2組のサブフレームの代わりに、半分のフレームレートを使用するように(またはより一般的には、使用されるサブフレームの組の数に比例してフレームレートを低減するように)、ビデオフレームレートを調整することもできる。これは、例えばテキストが表示されているときにはフレームレートが低減するように、表示データに応答していてもよい。
したがって、本発明は、ビデオデータの連続する画像フレームを表示するための電子発光ディスプレイを駆動する方法をさらに提供し、この方法は、第1の前記フレームの画像データを入力する段階と、前記画像データを使用して、前記第1の画像フレームの共通の空間部分をそれぞれ表す第1の複数の画像サブフレームの第1の組の画像サブフレームデータを決定する段階であって、前記第1の複数の画像サブフレームが結合されて前記第1の画像フレームの前記共通の空間部分に近似するようになる段階と、前記第1の組の画像サブフレームデータを使用して、前記ディスプレイを駆動する段階と、次の前記フレームの画像データを入力する段階と、前記画像データを使用して、前記次の画像フレームの前記共通の空間部分をそれぞれ表す第2の複数の画像サブフレームの第2の組の画像サブフレームデータを決定する段階であって、前記第2の複数の画像サブフレームが結合されて前記次の画像フレームの前記共通の空間部分に近似するようになり、前記決定する段階が、前記第1の画像フレームの前記近似における誤差を考慮に入れる段階とを含む。
したがって、本発明は、ビデオデータの連続する画像フレームを表示するための電子発光ディスプレイを駆動するドライバをさらに提供し、このドライバは、前記画像の入力データを受信する入力と、前記画像データを使用して、前記第1の画像フレームの共通の空間部分をそれぞれ表す第1の複数の画像サブフレームの第1の組の画像サブフレームデータを決定する手段であって、前記第1の複数の画像サブフレームが結合されて前記第1の画像フレームの前記共通の空間部分に近似するようになる手段と、前記画像データを使用して、前記次の画像フレームの前記共通の空間部分をそれぞれ表す第2の複数の画像サブフレームの第2の組の画像サブフレームデータを決定する手段であって、前記第2の複数の画像サブフレームが結合されて前記次の画像フレームの前記共通の空間部分に近似するようになり、前記決定する段階が、前記第1の画像フレームの前記近似における誤差を考慮に入れる手段と、前記第1および第2の組の画像サブフレームデータを使用して前記ディスプレイを駆動する出力とを含む。
さらに別の態様において、本発明は、観察者の目において統合されて画像を作成するように、高速で連続的に表示された複数の時間サブフレーム(temporal subframe)から成る1組のサブフレームを生成することによって、画像が生成される電子発光ディスプレイにおける表示画像の品質を向上させる方法を提供し、この方法が、組み合わされることによって前記画像に近似するようそれぞれが構成されている複数の異なる前記時間サブフレームの組を生成する段階と、前記複数組のサブフレームを、前記観察者の目において統合させて前記画像の向上された近似を作成するように表示する段階とを含む。
本発明は、電気光学ディスプレイのドライバをさらに提供し、ディスプレイは、行電極および列電極によってそれぞれアドレス指定可能な複数のピクセルを有し、ドライバは、表示用画像データを受信する入力であって、前記画像データが画像行列を定義する入力と、前記画像行列を少なくとも第1および第2の因子行列の積に因子分解するためのシステムであって、前記第1の因子行列が前記ディスプレイの行駆動信号を定義し、前記第2の因子行列が前記ディスプレイの列駆動信号を定義するシステムと、前記第1および第2の因子行列によって定義された前記行駆動信号および列駆動信号を出力する出力と、2組の出力用の前記行駆動信号および列駆動信号を生成するために、表示用の単一の画像について少なくとも2回、前記画像行列を因子分解するための前記因子分解システムを制御するコントローラとを含む。
本発明は、さらに、電気光学ディスプレイのドライバ、より詳細には、上述したような方法を実施するための手段を組み込むOLEDディスプレイなどの発光型ディスプレイを提供する。こうしたドライバおよび上記の方法と共に使用され得る電子発光ディスプレイの例には、パッシブマトリックスOLEDディスプレイ、無機LEDディスプレイ、プラズマディスプレイ、真空蛍光ディスプレイ、およびiFire(登録商標)ディスプレイのような薄膜電子発光ディスプレイ(thick and thin film electroluminescent display)などがある。電気光学ディスプレイは、カラーでもモノクロでもよい。
本発明は、例えば汎用コンピュータシステムやデジタル信号プロセッサ(DSP)などにおいて、上述した方法を実施するプロセッサ制御コードをさらに提供する。コードは、ディスク、CD-ROMまたはDVD-ROM、読み取り専用メモリ(ファームウェア)などのプログラムドメモリなどのキャリアや、光または電気信号キャリアなどのデータキャリア上で提供され得る。本発明の実施形態を実施するコード(および/またはデータ)は、ソース、オブジェクト、または実行可能コードを、Cやアセンブリコードなどの従来のプログラミング言語(インタプリタ型またはコンパイル型)で含み得る。上述した方法は、例えば、FPGA(フィールドプログラマブルゲートアレイ)またはASCI(特定用途向け集積回路)上でも実施できる。したがって、コードは、ASCIまたはFPGAをセットアップまたは制御するコード、またはVerilog(商標)、VHDL(超高速高集積回路ハードウェア記述言語)、RTLコードまたはSystemCなど、ハードウェア記述言語のコードも含み得る。一般に、専用のハードウェアは、RTL(レジスタトランスファレベルコード)などのコードを使用して、または、より高いレベルでは、Cなどの言語を使用して記述される。こうしたコードおよび/またはデータが、互いに通信する複数の結合された構成要素間に分散されてもよいことを、当業者であれば理解されよう。
一例にすぎないが、添付の図面を参照して、本発明のこれらおよび他の態様についてさらに説明する。
上記のNMF方法を再度参照すると、一実施形態において、TMAフレーム平均手順は、上述したように、異なる、例えばランダムな開始点から開始して、同じ画像において2回NMF計算を行う。上述したように、一般に、画像は、最初に、手順の終わりに対象と計算されたサブフレームの組によって生成される画像との間の差を表す対象の行列Qによって表される。手順の開始点は、行および列の行列RおよびCの最初の内容によって定義される。いったんTMA計算が2回行われると、両方のサブフレームの組は、ユーザ(観察者)に対して、2つの画像が共に平均されて単一の対象の画像の印象が与えられるのに十分高いリフレッシュレートで順々に表示される。NMF計算から生じる画像におけるノイズが実質的にランダムである場合、このノイズが低減される。
この手順の変形体では、第1のTMA(NMF)計算が行われ、次いで、第1の画像再生の誤差を、第2の計算のために対象の画像に追加して、第2の計算が行われる。これは、いくつかの数学的に同等の方法で行うことができる。例えば、1つの方法は、第2のTMA(NMF)計算のために、直前の計算からの残差Q行列を新しい(対象の)Q行列に追加することである。次いで、上述したように、結果として生じたサブフレームの組が表示される。
例えば、ビデオについて、一連のフレームが因子分解される場合、前のフレームの効果が徐々に減少するように、前の計算からの残差Q行列に、1未満、例えば0.7などの減衰係数を掛けてもよい。
2つを超えるフレームを使用するように、上記の方法を拡張してもよいことを当業者であれば理解されよう。さらに、画像ごとに2つ以上のフレームが表示されるため、各フレームが有するサブフレームの数は低減し、さらに、依然として、所望の目的の信号対雑音比を達成し得る。例えば、この方法は、上述したように、一般に25fpsと100fpsとの間のフルフレームレート計算に適用されてもよく、この方法において、通常のサブフレーム数の半分が使用され、残差が第2のフレームに渡されて、第2の組のサブフレームにおいて補正される。これは、実質的に、画像ごとに単一の組のサブフレームを表示するのと同じ数の計算を使用するが、画像品質の向上を提供する可能性を有する。
図3は、本発明の一実施形態を実施するよう構成されているシステム300の別の例のブロック図である。図3のシステムは、例えばデジタル信号プロセッサ(DSP)、またはいくつかの好ましい実施形態では、ハードウェアのいずれかにおいて、上述したようにNMFを実行するための非負行列因子分解システム(non-negative matrix factorisation system)310を含む(例えば、本出願と同じ日に出願された本出願者の同時係属の英国特許出願第0605748.3号に記載されているように)。NMFシステムは、対象の画像データがロードされ、因子行列RおよびCを格納する行306および列308のメモリブロックに結合されるNMFプロセッサ304を含む。
システム300は、モノクロのビデオデータでもカラーのビデオデータでもよい入力画像データを受信し、例えばガンマ補正のために、任意選択の前処理302を行う。システム310からのNMF出力は、TMA駆動のメリットを最適化するために、任意選択であるが、個々のサブフレームの表示期間を変更するために、後処理装置312に提供されることが好ましい(好ましくは、本出願と同日に出願された本出願者の同時係属の英国特許出願第0605755.8号に記載されているように)。次いでデータは、ディスプレイメモリ316、およびOLEDディスプレイ322を駆動する行318および列320ドライバに結合されているコントローラ314に渡される。例えば、カラーQVGAディスプレイの場合、ディスプレイメモリは、320×240×3の記憶域を有し得る。
本発明の実施形態において、画像行列の因子分解からそれぞれ導出された2つ(以上)の組のサブフレームが使用されているため、所与の合計サブフレーム数について、NMFシステムのメモリ要件を2(以上)で割ることになることを当業者であれば理解されよう。
上述した技術の実施形態は、アクティブマトリックス均等物よりほんのわずか高い消費電力、および非常に低いコストで、パッシブマトリックスTVサイズ画面(例えば8インチ以上)の品質の向上を容易にする画像データ処理を提供する。
もちろん、他の多くの有効な代替を当業者であれば思い付くであろう。本発明は、記載の実施形態に限定されるものではなく、本明細書に添付の特許請求の範囲の意図および範囲内に含まれる当業者には明らかな変更を含むことを理解されたい。
従来の駆動方式の行、列、および画像行列を示す図である。 マルチラインアドレッシング駆動方式の行、列、および画像行列を示す図である。 フレーム周期にわたる一般のピクセルについての対応する明度曲線を示す図である。 フレーム周期にわたる一般のピクセルについての対応する明度曲線を示す図である。 対象の行列の行および列の因子行列への因子分解を示す図である。 行および列の因子行列のサブフレームデータを使用して、1つの時間サブフレームでディスプレイを駆動することを示す図である。 本発明の一実施形態によるNMFハードウェアアクセラレータを含むOLEDディスプレイおよびドライバを示す図である。 ディスプレイの行および列のドライバの例の詳細を示す図である。 本発明の一実施形態を実施するOLEDディスプレイおよびドライバシステムの別の例を示す図である。
符号の説明
100 OLEDディスプレイシステム
102 データおよび制御バス
103 フレームストアメモリ
105 第2の読み取りバス
109 列データ入力
110 列ドライバ
111 行データ入力
112 行ドライバ回路
120 パッシブマトリックスOLEDディスプレイ
124 行電極
128 列電極
150 ディスプレイ駆動データプロセッサ
300 システム
302 前処理
304 NMFプロセッサ
306 行メモリ
308 列メモリ
310 非負行列因子分解システム
312 後処理装置
314 コントローラ
316 ディスプレイメモリ
318 行ドライバ
320 列ドライバ
322 OLEDディスプレイ

Claims (10)

  1. 画像を表示するための電子発光ディスプレイを駆動する方法であって、
    入力へと前記画像の画像データを入力する段階と、
    観察者の目において統合された画像を与えるために前記画像データを使用して、前記画像の共通の空間部分をそれぞれ表す第1の複数の画像サブフレームの第1の組の画像サブフレームデータを決定する段階であって、前記第1の複数の画像サブフレームが結合されて前記画像の前記共通の空間部分に近似するようになる段階と、
    前記第1の組の画像サブフレームデータを使用して、前記ディスプレイを駆動する段階であって、前記第1の組の画像サブフレームを連続的に表示する段階を含む前記駆動する段階と、
    観察者の目において統合された画像を与えるために、前記画像データを使用して、前記画像の前記共通の空間部分をそれぞれ表す第2の複数の画像サブフレームの第2の組の画像サブフレームデータを決定する段階であって、前記第2の複数の画像サブフレームが結合されて前記画像の前記共通の空間部分に近似するようになる段階と、
    前記第2の組の画像サブフレームデータを使用して、前記ディスプレイを駆動する段階であって、前記第2の組の画像サブフレームを連続的に表示する段階を含む前記駆動する段階と
    を含む方法であって、
    前記画像データが対象の画像行列を定義し、前記1組の画像サブフレームデータを決定する前記段階が、前記対象の行列を因子分解して、複数の前記サブフレームのデータをそれぞれ定義する、前記ディスプレイのそれぞれの第1および第2の軸のデータを定義する第1および第2の因子行列を決定し、
    前記分解は非負行列の因子分解を含み、
    前記第1の組の画像サブフレームデータを決定する前記段階が、第1および第2の因子行列の初期値データから前記サブフレームデータを反復的に決定する段階を含み、前記サブフレームの組は最適へと収束するような前記反復する段階であって、
    前記第1の組のサブフレームデータを決定する前記段階における前記初期値データは、前記第2の組のサブフレームデータを決定する前記段階における前記初期値データとは異なる方法。
  2. 前記第1の組の画像サブフレームデータを決定する前記段階が、前記画像の前記共通の空間部分を近似する前記段階において、前記1組のサブフレームの誤差を表す残差データを決定する段階を含み、前記第2の組の画像サブフレームデータを決定する前記段階が、
    前記誤差は、前記画像データの部分と前記第1の組の画像サブフレームデータによる前記画像データの前記部分の近似との間の差異であって、前記画像データの部分は前記画像の前記共通の空間部分を表し、
    前記画像の前記共通の空間部分に前記残差データを追加したものに近似するように1組の画像サブフレームを決定する段階を含む請求項1に記載の方法。
  3. 前記表示画像が、目的の信号対ノイズ比(SNR)を有し、サブフレームの各組が、個々に前記目的のSNRを満たさないように、前記第1および第2のサブフレームのいくつかが選択される請求項2に記載の方法。
  4. 観察者の目において統合された画像を与えるために前記画像データを使用して、前記画像の前記共通の空間部分をそれぞれ表す第3の複数の画像サブフレームの第3の組の画像サブフレームデータを決定する段階であって、前記第3の複数の画像サブフレームが結合されて前記画像の前記共通の空間部分に近似するようになる段階と、
    前記第3の組の画像サブフレームデータを使用して、前記ディスプレイを駆動する段階であって、前記第3の組の画像サブフレームを連続的に表示する段階を含む前記駆動する段階とをさらに含む請求項1から3のいずれかに記載の方法。
  5. 表示されたビデオフレームごとに、請求項1から4までの方法を使用して、ビデオデータにより電子発光ディスプレイを駆動する方法であって、次のビデオフレームを表示するためのサブフレームデータを決定するとき、前記画像が前記ビデオフレームを含むとともに、前記フレームを表示するために前記フレームの前記近似された共通の空間部分における前記サブフレームの組の表示誤差が考慮に入れられ、
    前記表示誤差は、前記ビデオフレームの前記ビデオデータの部分と、前記サブフレームの組による前記ビデオデータの前記部分の近似との間の差異であって、前記ビデオデータの前記部分は前記フレームの前記共通の空間部分を表す方法。
  6. 前記電子発光ディスプレイがOLDEディスプレイを含む請求項1から5のいずれかに記載の方法。
  7. 電子発光ディスプレイを制御するプロセッサによって実行されると、請求項1から6のいずれかの方法を実施するプロセッサ制御コードを記録したコンピュータ読み取り可能な記憶媒体。
  8. 画像を表示するための電子発光ディスプレイを駆動するドライバであって、
    前記入力へと前記画像の入力データを受信する入力と、
    観察者の目において統合された画像の印象を与えるために前記画像データを使用して、前記画像の共通の空間部分をそれぞれ表す第1の複数の画像サブフレームの第1の組の画像サブフレームデータを決定する手段であって、前記第1の複数の画像サブフレームが結合されて前記画像の前記共通の空間部分に近似するようになる手段と、
    観察者の目において統合された画像の印象を与えるために前記画像データを使用して、前記画像の前記共通の空間部分をそれぞれ表す第2の複数の画像サブフレームの第2の組の画像サブフレームデータを決定する手段であって、前記第2の複数の画像サブフレームが結合されて前記画像の前記共通の空間部分に近似するようになる手段と、
    前記第1および第2の組の画像サブフレームデータを使用して前記ディスプレイを駆動する出力であって、前記第2の組の画像サブフレームを連続的に表示する段階を含む前記駆動する出力と、
    前記画像データが画像行列を定義し、前記1組の画像サブフレームデータを決定する前記段階が、前記対象の行列を因子分解して、複数の前記サブフレームデータをそれぞれ定義する、前記ディスプレイのそれぞれの第1および第2の軸のデータを定義する第1および第2の因子行列を決定し、
    前記第1および第2の因子行列を決定する前記段階が、第1および第2の因子行列の初期値データから前記サブフレームデータを反復的に決定する段階を含み、前記サブフレームの組は静的へと収束するような前記反復する段階であって、
    前記因子分解は、非負行列の因子分解を含み、
    前記第1の組のサブフレームデータを決定する前記段階における前記初期値データは、前記第2の組のサブフレームデータを決定する前記段階における前記初期値データとは異なる
    ディスプレイドライバ。
  9. 観察者の目において統合されて画像を作成するように、高速で連続的に表示された複数の時間サブフレームから成る1組のサブフレームを前記画像の画像データを使用して生成することによって、画像が生成される電子発光ディスプレイにおける表示画像の品質を向上させる方法であって、組み合わされることによって前記画像に近似するようそれぞれが構成されている複数の異なる前記時間サブフレームの組を生成する段階と、前記複数組のサブフレームを、前記観察者の目において統合させて前記画像の向上された近似を作成するように表示する段階であって、前記複数の異なる組は第1の組と第2の組である段階とを含む方法であって、
    前記画像データが画像行列を定義し、前記1組の画像サブフレームデータを決定する前記段階が、前記対象の行列を因子分解して、複数の前記サブフレームデータをそれぞれ定義する、前記ディスプレイのそれぞれの第1および第2の軸のデータを定義する第1および第2の因子行列を決定し、
    前記第1および第2の因子行列を決定する前記段階が、第1および第2の因子行列の初期値データから前記サブフレームデータを反復的に決定する段階を含み、前記サブフレームの組は最適へと収束するような前記反復的に決定する段階であって、
    前記因子分解は、非負行列の因子分解を含み、
    前記第1の組のサブフレームデータを決定する前記段階における前記初期値データは、前記第2の組のサブフレームデータを決定する前記段階における前記初期値データとは異なる
    方法。
  10. 電気光学ディスプレイのためのドライバであって、前記ディスプレイが、行電極および列電極によってそれぞれアドレス指定可能な複数のピクセルを有し、前記ドライバが、
    表示用画像データを受信する入力であって、前記画像データが画像行列を定義する入力と、
    前記画像行列を少なくとも第1および第2の因子行列の積に因子分解するためのシステムであって、前記第1の因子行列が前記ディスプレイの行駆動信号を定義し、前記第2の因子行列が前記ディスプレイの列駆動信号を定義するシステムと、
    前記第1および第2の因子行列によって定義された前記行駆動信号および列駆動信号を出力する出力と、
    第1の組の出力用の前記行駆動信号および列駆動信号と、第2の組の出力用の前記行駆動信号および列駆動信号を生成するために、表示用の単一の画像について少なくとも2回、前記画像行列を因子分解するための前記因子分解システムを制御するコントローラと
    を含むドライバであって、
    前記因子分解は、非負行列の因子分解を含み、
    前記少なくとも2回、前記画像を因子分解する段階は、
    前記第1および第2の因子行列の第１の初期値データから第1の組の行駆動信号および列駆動信号を反復的に決定する段階であって、前記決定する段階は、前記第1の組の前記行駆動信号および列駆動信号は最適へと収束する前記反復的に決定する段階と、

    前記第1および第2の因子行列の第2の初期値データから第2の組の行駆動信号および列駆動信号を反復的に決定する段階であって、前記決定する段階は、前記第2の組の前記行駆動信号および列駆動信号は最適へと収束する前記反復的に決定する段階とを含むとともに、
    前記第1の初期値データは、第2の初期値データとは異なる、
    ドライバ。
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