專利名稱：基于紋理編碼的方法和設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種處理用于在具有與圖像的像素對(duì)應(yīng)的多個(gè)發(fā)光元件的顯示設(shè)備上顯示的視頻數(shù)據(jù)的方法，其中，將視頻幀或場(chǎng)的時(shí)間分成多個(gè)子場(chǎng)，在這些子場(chǎng)期間，激活發(fā)光元件以便以小脈沖進(jìn)行光發(fā)射，這些小脈沖與用于對(duì)點(diǎn)亮象素的p個(gè)可能的視頻信號(hào)電平進(jìn)行編碼的n位子場(chǎng)碼字相對(duì)應(yīng)，該方法采用第一編碼方法來編碼圖像的第一部分，其中在預(yù)先給定的用于點(diǎn)亮像素的可能視頻信號(hào)電平的集合中，選擇用于產(chǎn)生光的m個(gè)視頻信號(hào)電平的子集，其中n＜m＜p，根據(jù)規(guī)則來選擇所述的m個(gè)值，該規(guī)則是相應(yīng)子場(chǎng)碼字的光產(chǎn)生的時(shí)間重心隨視頻信號(hào)電平持續(xù)地增長(zhǎng)。此外，本發(fā)明涉及一種用于處理視頻數(shù)據(jù)的相應(yīng)設(shè)備。
背景技術(shù)：
首先，將描述假輪廓(false contour)效應(yīng)。一般情況下，等離子體顯示板(PDP)使用放電單元的矩陣陣列，該放電單元只能處于“開”或“關(guān)”狀態(tài)。因此，與通過光發(fā)射的模擬控制表示灰度等級(jí)的CRT或LCD不同，PDP通過每個(gè)單元的脈寬調(diào)制(PWM)來控制灰度等級(jí)。該時(shí)間調(diào)制將由眼睛在與眼睛的時(shí)間響應(yīng)相對(duì)應(yīng)的時(shí)間段內(nèi)積分。在給定時(shí)幀內(nèi)越是經(jīng)常打開單元，其亮度就越亮。例如，當(dāng)處理8位亮度等級(jí)(每種顏色256等級(jí)，所以有16.7×106種顏色)時(shí)，每個(gè)等級(jí)表示為以下8位的組合1-2-4-8-16-32-64-128為了實(shí)現(xiàn)這樣一種編碼，可將一個(gè)幀周期分成8個(gè)點(diǎn)亮子周期(稱為子場(chǎng))，每一個(gè)子周期相應(yīng)于一位和一亮度等級(jí)。位“2”的光脈沖的數(shù)目是位“1”的兩倍，如此等等。利用這8個(gè)子周期，通過組合可以建立256灰度等級(jí)。觀測(cè)者的眼睛將在幀周期內(nèi)對(duì)這些子周期積分以獲取正確灰度等級(jí)的印象。附圖1表述了這一分解過程。
光發(fā)射圖案介紹了與灰度等級(jí)和顏色的干擾相應(yīng)的新種類的圖像質(zhì)量下降。這些將被定義為“動(dòng)態(tài)假輪廓效應(yīng)”，因?yàn)楫?dāng)?shù)入x子體顯示板上的觀測(cè)點(diǎn)移動(dòng)時(shí)，它們與圖像中的帶色邊緣的幻影形式的灰度等級(jí)和顏色的干擾相對(duì)應(yīng)。圖像中的這種缺陷將導(dǎo)致在均質(zhì)(homogeneous)區(qū)域上出現(xiàn)明顯的輪廓線的印象。當(dāng)圖像具有光滑的灰度(象皮膚一樣)且光發(fā)射周期超過幾毫秒時(shí)，這種下降更加顯著。
當(dāng)PDP屏幕上的觀測(cè)點(diǎn)(眼睛聚焦區(qū)域)移動(dòng)時(shí)，眼睛將隨其移動(dòng)。因此，眼睛將不會(huì)對(duì)同一單元在一幀之內(nèi)積分(靜態(tài)積分)，而是對(duì)來自位于運(yùn)動(dòng)軌道上的不同單元的信息積分，并且它將所有這些光脈沖混合在一起，這導(dǎo)致了一個(gè)錯(cuò)誤信號(hào)信息。
基本上，當(dāng)存在從一個(gè)級(jí)別至具有完全不同代碼的另一級(jí)別的轉(zhuǎn)變時(shí)，出現(xiàn)假輪廓效應(yīng)。所以第一點(diǎn)是根據(jù)可以實(shí)現(xiàn)p個(gè)灰度等級(jí)(典型的p＝256)的(具有n個(gè)子場(chǎng)的)代碼，來在2n個(gè)可能的子場(chǎng)排列(在工作在編碼階段時(shí))或者在p個(gè)灰度等級(jí)(在工作在視頻信號(hào)電平時(shí))中選擇m個(gè)灰度等級(jí)(m＜p)，使得接近的等級(jí)將具有接近的子場(chǎng)排列。
第二點(diǎn)要保持最大數(shù)目的等級(jí)，以便保持良好的視頻質(zhì)量。因此，所選等級(jí)的最小數(shù)目應(yīng)等于子場(chǎng)數(shù)目的兩倍。
對(duì)于所有其它的例子，使用如下定義的11個(gè)子場(chǎng)的模式1 2 3 5 8 12 18 27 41 58 80。
因?yàn)檫@些問題，在文件EP1256924中介紹了重心編碼(gravitycentre coding)(GCC)。該文件的內(nèi)容通過參考合并在此。
如前面所看到的，人眼對(duì)通過脈寬調(diào)制發(fā)出的光積分。所以如果考慮將所有的視頻信號(hào)電平用基本代碼來編碼，這些視頻信號(hào)電平的時(shí)間位置(光的重心)將不隨視頻信號(hào)電平持續(xù)地增長(zhǎng)，如附圖2所示。
視頻信號(hào)電平2的重心CG2比視頻信號(hào)電平1的重心CG1大。然而，視頻信號(hào)電平3的重心CG3比視頻信號(hào)電平2的重心小。
這里介紹假輪廓。重心被定義成由子場(chǎng)的維持(sustain)權(quán)重加權(quán)的子場(chǎng)‘開’的重心CG(code)=Σi=1nsfWi*δi(code)*sfCGiΣi=1nsfWi*δi(code)]]>其中sfWi是第i個(gè)子場(chǎng)的子場(chǎng)權(quán)重。對(duì)于所選代碼，如果第i個(gè)子場(chǎng)為“開”，則δi等于1，否則為0。SfCGi是第i個(gè)子場(chǎng)的重心，即第i個(gè)子場(chǎng)的時(shí)間點(diǎn)，如附圖3中前七個(gè)子場(chǎng)所示。
此處所選的11個(gè)子場(chǎng)代碼的256個(gè)視頻信號(hào)電平的時(shí)間重心可如附圖4所示那樣表示出來。
該曲線不是單調(diào)的，并有多個(gè)跳變。這些跳變與假輪廓對(duì)應(yīng)。根據(jù)GCC，通過僅選擇一些等級(jí)來抑制這些跳變，對(duì)于這些等級(jí)，除了在達(dá)到第一預(yù)定義界線的低視頻信號(hào)電平的范圍中和/或在從第二預(yù)定義界線開始的高視頻信號(hào)電壓的范圍中之外，重心將隨視頻信號(hào)電平持續(xù)地增長(zhǎng)。這可如附圖5所示，通過在先前圖像上跟蹤不帶有跳變的單調(diào)曲線，并選擇最接近的點(diǎn)，來完成。因此，當(dāng)使用GCC時(shí)，并不是所有的可能視頻信號(hào)電平都被使用。
在低視頻信號(hào)電平區(qū)域中，應(yīng)避免僅選擇帶有增長(zhǎng)的重心的信號(hào)電平，因?yàn)榭赡艿男盘?hào)電平的數(shù)目很低，如果僅選擇增長(zhǎng)重心的信號(hào)電平，將沒有足夠的信號(hào)電平以在黑色電平中具有優(yōu)質(zhì)視頻質(zhì)量，因?yàn)槿搜墼诤谏娖街蟹浅Ｃ舾小Ａ硗?，在黑暗區(qū)域中假輪廓是可以忽略的。
在高電平區(qū)域中，重心將降低，所以所選電平同樣有所降低，但是這并不重要，因?yàn)槿搜墼诟唠娖街胁⒉幻舾?。在這些區(qū)域中，眼睛不能區(qū)分不同的電平，并且關(guān)于視頻信號(hào)電平，假輪廓電平是可以忽略的(如果考慮Weber-Fechner定律，眼睛只對(duì)相對(duì)振幅敏感)。因?yàn)檫@些原因，對(duì)于在最大視頻信號(hào)電平的10％和80％之間的視頻信號(hào)電平，曲線的單調(diào)性是必須的。
這種情況下，對(duì)于本示例，將在256個(gè)可能中選擇40個(gè)電平(m＝40)。這40個(gè)電平可以保持良好的視頻質(zhì)量(灰度級(jí)描繪)。
當(dāng)工作在視頻信號(hào)電平時(shí)，能夠做出該選擇，因?yàn)橹挥猩贁?shù)幾個(gè)電平(典型的256)是可獲得的。但是在編碼階段做出該選擇時(shí)，有2n(n為子場(chǎng)數(shù)目)個(gè)不同的子場(chǎng)排列，因此如附圖6所示，更多的信號(hào)電平可供選擇，其中每一個(gè)點(diǎn)與一子場(chǎng)排列相對(duì)應(yīng)(存在給出同一視頻信號(hào)電平的不同子場(chǎng)排列)。
此外，本方法能應(yīng)用于不同的編碼，例如沒有變化的100Hz，同樣給出了良好的效果。
一方面，GCC概念使假輪廓效應(yīng)明顯降低。另一方面，由于可獲得的電平少于需要的電平，所以GCC概念以不可避免的抖動(dòng)的形式在圖像中引入噪聲。接著通過可獲得的GCC電平的空間和時(shí)間混合，提供缺失的電平。假輪廓效應(yīng)是偽像(artefact)，僅出現(xiàn)在特定的序列上(大部分在大的皮膚區(qū)域上可視)，而引入的噪聲在所有時(shí)間上均可以看到，并能夠給出有噪聲顯示的印象。由于這個(gè)原因，只有在有假輪廓偽像的風(fēng)險(xiǎn)時(shí)才使用GCC方法就非常重要。
文件EP1376521介紹了針對(duì)該問題的解決方法，基于移動(dòng)檢測(cè)，根據(jù)在圖像中是否具有大量移動(dòng)，來打開或關(guān)閉GCC。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于此，本發(fā)明的目的是提供一種方法和一種設(shè)備，能夠使用具有降低的假輪廓效應(yīng)擾動(dòng)的GCC。
根據(jù)本發(fā)明，該目的通過一種處理用于在顯示設(shè)備上顯示的視頻數(shù)據(jù)的方法得到解決，該顯示設(shè)備具有與圖像的像素相對(duì)應(yīng)多個(gè)發(fā)光元件，其中將視頻幀或者場(chǎng)的時(shí)間分成多個(gè)子場(chǎng)，在這些子場(chǎng)期間，激活發(fā)光元件以便以小脈沖進(jìn)行光發(fā)射，這些小脈沖與用于對(duì)點(diǎn)亮像素的p個(gè)可能的視頻信號(hào)電平進(jìn)行編碼的n位子場(chǎng)碼字相對(duì)應(yīng)，所述方法包括采用第一編碼方法來編碼圖像的第一部分的步驟，其中在用于點(diǎn)亮像素的可能視頻信號(hào)電平集合中，選擇用于產(chǎn)生光的m個(gè)視頻信號(hào)電平的子集，其中n＜m＜p，根據(jù)規(guī)則來選擇所述的m個(gè)值，該規(guī)則是相應(yīng)子場(chǎng)碼字的光產(chǎn)生的時(shí)間重心隨視頻信號(hào)電平持續(xù)地增長(zhǎng)；基于預(yù)定的標(biāo)準(zhǔn)來選擇圖像的所述第一部分，并且使用不同于所述第一編碼方法的第二編碼方法來編碼不同于圖像的所述第一部分的至少一個(gè)第二部分。
此外，本發(fā)明提供一種處理用于在顯示設(shè)備上顯示的視頻數(shù)據(jù)的設(shè)備，該顯示設(shè)備具有與圖像的像素相對(duì)應(yīng)的多個(gè)發(fā)光元件，其中將視頻幀或場(chǎng)的時(shí)間分成多個(gè)子場(chǎng)，在這些子場(chǎng)期間，激活發(fā)光元件以便以小脈沖進(jìn)行光發(fā)射，這些小脈沖與用于對(duì)點(diǎn)亮像素的p個(gè)可能的視頻信號(hào)電平進(jìn)行編碼的n位子場(chǎng)碼字相對(duì)應(yīng)，所述設(shè)備包括采用第一編碼方法來對(duì)圖像的第一部分進(jìn)行編碼的編碼裝置，其中在用于點(diǎn)亮像素的預(yù)定的可能視頻信號(hào)電平的集合中，選擇用于產(chǎn)生光的m個(gè)視頻信號(hào)電平的子集，其中n＜m＜p，根據(jù)規(guī)則來選擇所述的m個(gè)值，該規(guī)則是相應(yīng)子場(chǎng)碼字的光產(chǎn)生的時(shí)間重心隨視頻信號(hào)電平持續(xù)地增長(zhǎng)；以及與所述編碼裝置相連的選擇裝置，用于根據(jù)預(yù)定標(biāo)準(zhǔn)來選擇圖像的所述第一部分，其中，所述編碼裝置適用于采用不同于所述第一編碼方法的第二編碼方法，來編碼不同于圖像的所述第一部分的至少一個(gè)第二部分。
根據(jù)本發(fā)明的思想，GCC被限定在具有假輪廓偽像風(fēng)險(xiǎn)的特定圖像區(qū)域中。其它區(qū)域?qū)⒉贿M(jìn)行GCC編碼或者用具有多個(gè)所選電平的另一GCC來編碼，因此在總體上降低了假輪廓偽像的風(fēng)險(xiǎn)。
優(yōu)選地，針對(duì)其中實(shí)施GCC編碼的圖像的第一部分的選擇標(biāo)準(zhǔn)是尺寸大于預(yù)定最小尺寸的均質(zhì)(homogeneous)區(qū)域。因此，存在對(duì)假輪廓效應(yīng)較為敏感的均質(zhì)區(qū)域，并且GCC專用于該區(qū)域以減少偽像。
均質(zhì)區(qū)域具有預(yù)定紋理。在這種情況下，針對(duì)該紋理來分析圖像。此外，均質(zhì)區(qū)域可以具有例如膚色的預(yù)定顏色。如上文所描述的，這樣的皮膚區(qū)域?qū)τ诩佥喞?yīng)非常敏感。
膚色可以通過顏色空間圖的相角和幅度來確定。該確定很容易實(shí)現(xiàn)，因?yàn)榉群拖嘟莾H位于特定的范圍內(nèi)。
獨(dú)立于上述特點(diǎn)之外，如果一區(qū)域的偏斜度大于最小偏斜度值，并且該區(qū)域的峰度大于最小峰度值，則在該區(qū)域中不使用第一編碼方法(GCC)。因此，通過分析圖像區(qū)域的柱狀圖的結(jié)構(gòu)，可以非常肯定地發(fā)現(xiàn)均質(zhì)區(qū)域。


將在附圖中說明以及下面的描述中更加詳細(xì)地闡明本發(fā)明的實(shí)施例。附圖表示附圖1二進(jìn)制代碼的幀周期的組成；附圖2三個(gè)視頻信號(hào)電平的重心；附圖3子場(chǎng)的重心；附圖4依賴于視頻信號(hào)電平的時(shí)間重心；附圖5針對(duì)GCC的所選視頻信號(hào)電平；附圖6視頻信號(hào)電平的不同子場(chǎng)排列的重心；附圖7色差矢量空間；附圖8用于顏色分析的數(shù)據(jù)處理；附圖9用于分析空間頻率的圖；附圖10第一皮膚部分的柱狀圖分析；附圖11第一皮膚部分的頻譜分析；附圖12第二皮膚部分的柱狀圖分析；附圖13第二皮膚部分的頻譜分析；附圖14背景紋理的柱狀圖分析；附圖15背景紋理的頻譜分析；附圖16帶有皮膚區(qū)域的圖像的分割；附圖17用于代碼轉(zhuǎn)換的信號(hào)流圖；附圖18簡(jiǎn)化代碼轉(zhuǎn)換的信號(hào)流圖；以及附圖19用于實(shí)施本發(fā)明概念的方框圖。
具體實(shí)施例方式
根據(jù)本發(fā)明概念，GCC并非用于圖像的所有區(qū)域。然而，GCC概念的另一優(yōu)點(diǎn)是基于GCC所選電平是已有電平的子集的事實(shí)。因此，如果使用GCC來編碼圖像的一部分而用所有電平來編碼其余部分，則對(duì)于觀察者來說，除了一些區(qū)域帶有或多或少的噪聲和或多或少的可視的假輪廓之外，將不可能看到任何不同。通常情況下，采用GCC編碼的區(qū)域和標(biāo)準(zhǔn)區(qū)域之間的邊界是看不見的！GCC概念的這種性質(zhì)能夠定義一基于紋理的概念。
這種新的概念是基于將圖像分割為兩種區(qū)域-對(duì)于觀察者來說，假輪廓效應(yīng)實(shí)際上并未造成干擾的區(qū)域(地形，草地，樹木，建筑物，水...)-由于不自然，假輪廓效應(yīng)實(shí)際上造成干擾的區(qū)域(大且均質(zhì)的皮膚區(qū)域)。
現(xiàn)在，思想是針對(duì)這兩種區(qū)域來定義兩種模式-假輪廓鑒定模式GCC真正優(yōu)化了假輪廓(更多噪聲)。
-標(biāo)準(zhǔn)模式?jīng)]有GCC或者GCC具有多個(gè)所選電平(基本沒有噪聲)。
下面給出兩個(gè)這樣的例子主要問題是噪聲導(dǎo)致偽像，該偽像在大部分時(shí)間內(nèi)是可視的，因此應(yīng)降至最小。另一方面，假輪廓效應(yīng)只在特定的序列中可視，也只需在這些序列中、最主要是在這些序列的嚴(yán)重(critical)部分中對(duì)其進(jìn)行處理。本發(fā)明的目的就是在要處理假輪廓效應(yīng)的特定區(qū)域中進(jìn)行圖像的分割。
一個(gè)首要的分割參數(shù)是顏色本身。會(huì)發(fā)生下面兩種情形a)黑白圖像這個(gè)可以通過使用YUV信息來進(jìn)行測(cè)試(U和V對(duì)整個(gè)圖像來說幾乎可以忽略)，-假輪廓嚴(yán)重模式(false contour critical mode)對(duì)整個(gè)圖像產(chǎn)生作用。實(shí)際上，在黑白膠片上看到有色邊緣是非常令人煩惱的(假輪廓線)b)正常彩色圖像-如果當(dāng)前像素幾乎是灰色的(紅色、綠色和藍(lán)色的成分非常類似)，則這個(gè)區(qū)域?qū)佥喞舾?。?shí)際上，假輪廓導(dǎo)致了有色的邊緣，這種有色的邊緣并不是人眼所期望在灰色區(qū)域看到的！在這種情況下，假輪廓嚴(yán)重模式對(duì)當(dāng)前像素產(chǎn)生作用。
-如果當(dāng)前像素具有膚色(參考下面對(duì)膚色檢測(cè)的描述)，則該區(qū)域?qū)佥喞舾小?shí)際上，假輪廓導(dǎo)致了有色的邊緣(藍(lán)色、紅色...)，這種有色的邊緣并不是人眼所期望在皮膚區(qū)域看到的！在這種情況下，假輪廓嚴(yán)重模式對(duì)當(dāng)前像素產(chǎn)生作用。
-在所有其它情況下，標(biāo)準(zhǔn)模式起作用。
膚色的檢測(cè)是基于如下事實(shí)對(duì)于大多數(shù)人來說，膚色通常位于CbCr色差矢量空間中的大約115度到135度相角之間的區(qū)域中。另外，CbCr向量幅度通常位于最大顏色飽和度的10％到50％之間。位于膚色軸附近的具有更大或更少顏色飽和度的目標(biāo)不可能是人類皮膚，在檢測(cè)處理中可以忽略。
圖7示出了一個(gè)位于研究對(duì)象臉部的光標(biāo)處的膚色的CbCr顏色空間相位和幅度(黃色標(biāo)記)的矢量顯示器的顯示。124°的相角和23％的幅度恰好位于在想要的膚色檢測(cè)區(qū)域內(nèi)。
另外，亮度分量也能用作另一膚色檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)，就像在使用RGB顏色分量時(shí)(與圖8相比較)一樣。用于假輪廓校正的膚色檢測(cè)不像其它應(yīng)用情況那么嚴(yán)格，因此對(duì)于大部分區(qū)域來說，不正確的檢測(cè)不會(huì)導(dǎo)致任何主要效果的缺失。在檢測(cè)過程之前實(shí)現(xiàn)低通濾波器和電平閾值(level threshold)，來防止假輪廓校正被可能位于膚色檢測(cè)坐標(biāo)內(nèi)的小顏色區(qū)域激活了。
圖8示出了提議的皮膚檢測(cè)的方框圖。首先，RGB信號(hào)通過低通濾波器和電平閾值。提取結(jié)果信號(hào)的相位Ph和幅值A(chǔ)m，并提供給判定模塊。如果相位Ph和幅值A(chǔ)m分別位于Phmin、Phmax和Ammin、Ammax的坐標(biāo)范圍內(nèi)，則輸出“skin on”的信號(hào)。否則，從判定模塊中輸出“skin off”的信號(hào)。
Phmin、Phmax、Ammin和Ammax是來自外部寄存器的預(yù)先設(shè)定好的值。在上述示例中使用的值是Phmin＝115°Phmax＝135°Ammin＝10％Ammax＝50％假輪廓的可見度在像皮膚的均質(zhì)區(qū)域上非常高，但是在高紋理化的目標(biāo)上假輪廓的可見度卻降低。在先前的段落中，已給出了用于檢測(cè)膚色的方法。為了進(jìn)一步提高這種檢測(cè)的精確性，提議通過檢測(cè)皮膚的均質(zhì)性來增加對(duì)皮膚紋理的驗(yàn)證。換句話來說，對(duì)在沒有對(duì)膚色區(qū)域啟動(dòng)“假輪廓嚴(yán)重模式”前、在該區(qū)域上幾乎沒有真正的紋理進(jìn)行檢查。實(shí)際上，當(dāng)該區(qū)域包含太多的紋理時(shí)，由于紋理自身的原因(紋理將隱藏假輪廓效應(yīng))，該區(qū)域指示為非皮膚區(qū)域，或者是假輪廓不惱人的區(qū)域。
在這里所表述的檢測(cè)是一個(gè)可選的檢測(cè)，盡管該檢測(cè)非常復(fù)雜，但是它能夠大大減少“假輪廓嚴(yán)重模式”在沒有被這種效應(yīng)真正污染的區(qū)域上的使用。
對(duì)于這種檢測(cè)，可定義一個(gè)圍繞在當(dāng)前像素P(x；y)周圍的NxM塊，其中N和M都是奇數(shù)。當(dāng)前像素精確地位于塊的中心(x0；y0)處。
對(duì)于每個(gè)顏色成分，都有與所選塊的柱狀圖相關(guān)聯(lián)的如下參數(shù)灰度等級(jí)的平均MGL(X0;Y0)=1N×M·Σx=x0-N2x=x0+N2Σy=y0-M2y=y0+M2P(x;y)]]>這個(gè)參數(shù)表示柱狀圖的平均值(在灰度中的位置)。
灰度等級(jí)的方差VGL(x0;y0)1N×M·Σx=x0-N2x=x0+N2Σy=y0-M2y=y0+M2[P(x;y)-MGL(x0;y0)]2]]>這個(gè)參數(shù)表示灰度等級(jí)在平均值周圍的分配。
偏斜度SKEW(x0;y0)1N×M·Σx=x0-N2x=x0+N2Σy=y0-M2y=y0+M2[P(x;y)-MGL(x0;y0)]3]]>這個(gè)參數(shù)測(cè)量柱狀圖的相異性(dissimilarity)(在平均值的周圍是否良好地平衡)峰度KURT(x0;y0)=1N×M·Σx=x0-N2x=x0+N2Σy=y0-M2y=y0+M2[P(x;y)-MGL(x0;y0)]4]]>這個(gè)參數(shù)給出與柱狀圖的通用形式相關(guān)的信息(尖且細(xì)或者非常平)。
所有的這些參數(shù)中，將主要使用SKEN和KURT參數(shù)來評(píng)價(jià)紋理。
與此同時(shí)，必須分析位于塊中的高頻。實(shí)際上，一個(gè)均質(zhì)的塊將只有低頻，但是一個(gè)紋理粗糙的塊具有更多的高頻能量。用塊的傅立葉變換來分析頻率F(u;v)=Σx=x0-N2x=x0+N2Σy=y0-M2y=y0+M2P(x;y)·exp(-2πi(u·xN+v·yM))]]>函數(shù)F(u；v)代表塊的空間頻率在傅氏域中的重新分配(u水平頻率v垂直頻率)。
傅氏域如圖9所示。
位于[-L；L]和[-K；K]之間的區(qū)域代表低頻區(qū)域，其余的區(qū)域被定義為H區(qū)域(高頻)。所以，為了確定有多少能量位于低頻區(qū)域，用如下公式來計(jì)算Enhigh=∫∫H|F(u;v)|2·du·dv]]>其中|F(u;v)|2=(Σx=x0-N2x=x0+N2Σy=y0-N2y=y0+N2P(x;y)·cos(-2πi(u·xN+v·yM)))2+(Σx=x0-N2x=x0+N2Σy=y0-N2y=y0+N2P(x;y)·sin(-2πi(u·xN+v·yM)))2]]>最后，如下來判定是否激活特定的“假輪廓嚴(yán)重模式”如果Enhigh≥EnergyMin激活標(biāo)準(zhǔn)模式否則，如果Enhigh＜EnergyMin，并且如果|SKEN|≥SKEW_Min和KURT≥KURT_Min，激活標(biāo)準(zhǔn)模式除此之外都要使用特定的假輪廓模式。
現(xiàn)在，上面描述的內(nèi)容通過一個(gè)例子來進(jìn)行闡明。為此，采用位于樹和花前面的女人的圖像，為了進(jìn)行紋理分析，定義3個(gè)區(qū)域塊1(在面頰處)、塊2(在下巴處)、塊3(在花處)。結(jié)合圖10到圖16，舉例說明這張圖像的紋理分析。
如圖10所示，首先選擇的區(qū)域(塊1)在完全均質(zhì)的皮膚區(qū)域。在圖10右側(cè)示出了與綠色、藍(lán)色和紅色信號(hào)相關(guān)的柱狀圖。在每個(gè)柱狀圖的右側(cè)，示出了統(tǒng)計(jì)數(shù)值MGL、VGL、SKEW和KURT。在柱狀圖中，視頻信號(hào)電平上標(biāo)出了像素?cái)?shù)目。
柱狀圖非常的尖并且偏斜度和峰度參數(shù)都非常小，這可以表明是一個(gè)均質(zhì)區(qū)域。
對(duì)塊1的頻譜分析的結(jié)果如圖11所示(三種顏色的每種顏色對(duì)應(yīng)頻譜空間的一個(gè)象限)。在這些圖中，每種顏色對(duì)應(yīng)的能量都位于低頻(左下角)。這意味著所分析的塊主要是幾乎沒有紋理的均質(zhì)區(qū)域。位于高頻的能量可以被忽略，該區(qū)域可以作為一個(gè)均質(zhì)的區(qū)域來進(jìn)行處理。
附圖12示出了對(duì)在除了一個(gè)痔(美人痔)之外都完全均質(zhì)的皮膚區(qū)域上的所選區(qū)域(塊2)的柱狀圖分析。該柱狀圖大于塊1的柱狀圖，其偏斜度和峰度的參數(shù)較大但并不十分強(qiáng)，這仍可以表示是一均質(zhì)區(qū)域。
塊2的頻譜分析的結(jié)果如附圖13所示。能量位于低頻處(左側(cè)角落)。有一些高頻(底部左側(cè)角落)，但是可以忽略。這意味著該分析的塊主要是除了轉(zhuǎn)變(transition)之外幾乎沒有紋理的均質(zhì)區(qū)域該轉(zhuǎn)變對(duì)應(yīng)于皮膚和痔之間的邊緣。無論如何，位于高頻的能量是可忽略的，該區(qū)域?qū)⒆鳛榫|(zhì)區(qū)域來處理。
附圖14示出了對(duì)在包含大量紋理的花朵上的被選區(qū)域(塊3)的柱狀圖分析。與前兩個(gè)情況相比，該柱狀圖大于塊1的柱狀圖，并且偏斜度和峰度的參數(shù)非常大。這表示是一個(gè)非均質(zhì)區(qū)域。
塊3的頻譜分析結(jié)果如附圖15中所示。能量大部分位于高頻(中間區(qū)域)。只有少數(shù)能量處于低頻(左側(cè)角落)，但是其可忽略。這表示該分析的塊主要是具有大量紋理的塊，不需要獨(dú)立于其顏色的特定假輪廓處理(即使其色調(diào)與皮膚的色調(diào)相似)。
附圖16示出了從帶有花朵的女人的圖像的分析中得到的分割的結(jié)果?；疑珔^(qū)域與采用特定假輪廓編碼的區(qū)域相對(duì)應(yīng)，而其余區(qū)域采用標(biāo)準(zhǔn)方法來編碼?；谥鶢顖D和能量的分析的分割清楚地產(chǎn)生了婦女的皮膚區(qū)域。
附圖17示出了本發(fā)明的關(guān)于在特定區(qū)域中采用何種編碼的判定的運(yùn)算法則。從幀T輸入的R、G、B信號(hào)在單色測(cè)試單元1中經(jīng)過單色測(cè)試，如果像素不是單色的，則在皮色測(cè)試單元2中經(jīng)過膚色測(cè)試。接著，如果當(dāng)前像素是單色的或者具有膚色，將如下分析其紋理-如果該紋理幾乎沒有在能量計(jì)算單元3中計(jì)算和檢測(cè)的高頻，以及低偏斜度和峰度參數(shù)(在VGL、SKEW和KURT計(jì)算單元4中計(jì)算和檢測(cè))，則激活特定的假輪廓模式5。
-如果當(dāng)前區(qū)域具有非常多的紋理(高頻或高峰度和偏斜度)，則使用標(biāo)準(zhǔn)模式6。
附圖17中所示的是一完整特征的示例，該示例采用可選擇的紋理檢測(cè)，例如能量和/或者柱狀圖分析，能量和/或者柱狀圖分析是更穩(wěn)健的概念。沒有那么穩(wěn)健但是卻更簡(jiǎn)單易實(shí)現(xiàn)的僅基于單色檢測(cè)1和膚色檢測(cè)2的簡(jiǎn)化版本如附圖18所示。在這種情況下，如果像素是單色的或者如果它的顏色是膚色，則激活假輪廓模式5。在所有其它情況下，將應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)模式6。
在下一段中，將展示在整個(gè)PDP結(jié)構(gòu)中如何執(zhí)行分割部分。
附圖19中示出了根據(jù)本發(fā)明的整體構(gòu)思的實(shí)施方式。輸入R、G、B視頻數(shù)據(jù)(3×12位)在轉(zhuǎn)發(fā)到執(zhí)行形式Out=4095×(InputMAX)r]]>的二次函數(shù)的degamma模塊11之前(其中γ大約等于2.2并且MAX代表最高的可能輸入值)，被直接轉(zhuǎn)發(fā)到附圖17的皮膚分割部分10或附圖18的10’。Degamma單元11的輸出多于12位，使其能夠正確地呈現(xiàn)低電平。
為了判定是采用特定假輪廓編碼還是標(biāo)準(zhǔn)編碼，皮膚分割部分10、10’對(duì)每個(gè)像素執(zhí)行分割像素。輸出的假輪廓電平被發(fā)送至編碼選擇模塊12，該模塊將選擇使用合適的GCC編碼或者標(biāo)準(zhǔn)編碼?；谠撨x擇模式，更新縮放單元13的LUT和編碼模塊15的LUT?？s放單元13執(zhí)行GCC，而編碼單元15執(zhí)行通常的子場(chǎng)編碼。在它們之間，抖動(dòng)單元14將添加多于4位的抖動(dòng)，以正確呈現(xiàn)視頻信號(hào)。需要注意，縮放單元13的輸出具有p*16個(gè)不同的電平，其中p代表使用的GCC碼字的總數(shù)(本例中是255中的40)。為了在輸出中具有足夠的離散視頻信號(hào)電平，4位附加位用于實(shí)現(xiàn)抖動(dòng)目的。抖動(dòng)之后，每個(gè)信號(hào)RGB的p個(gè)電平保持不變。單元15中的子場(chǎng)編碼為每個(gè)彩色信號(hào)RGB生成具有16位的子場(chǎng)數(shù)據(jù)。產(chǎn)生的該子場(chǎng)數(shù)據(jù)被發(fā)送至PDP16。
以上描述的實(shí)施例涉及PDP。然而，任一其它類型的采用PWM點(diǎn)亮像素的顯示器都可以從本發(fā)明中獲益。
權(quán)利要求
1.用于處理在具有與圖像的像素對(duì)應(yīng)的多個(gè)發(fā)光元件的顯示設(shè)備(16)上顯示的視頻數(shù)據(jù)的方法，其中，將視頻幀或場(chǎng)的時(shí)間分成多個(gè)子場(chǎng)，在這些子場(chǎng)期間，激活發(fā)光元件以便以小脈沖進(jìn)行光發(fā)射，這些小脈沖與用于對(duì)點(diǎn)亮像素的p個(gè)可能的視頻信號(hào)電平進(jìn)行編碼的n位子場(chǎng)碼字相對(duì)應(yīng)，所述方法包括以下步驟-采用第一編碼方法(5)來編碼(12，13)圖像的第一部分，其中在用于點(diǎn)亮像素的可能視頻信號(hào)電平集合中，選擇用于產(chǎn)生光的m個(gè)視頻信號(hào)電平的子集，其中n＜m＜p，根據(jù)規(guī)則來選擇所述的m個(gè)值，該規(guī)則是相應(yīng)子場(chǎng)碼字的光產(chǎn)生的時(shí)間重心(CG1，CG2，CG3)隨視頻信號(hào)電平持續(xù)地增長(zhǎng)，其特征在于-基于預(yù)定的標(biāo)準(zhǔn)來選擇(10，10’)圖像的所述第一部分，以及-使用不同于所述第一編碼方法(5)的第二編碼方法(6)來編碼(12，13)不同于圖像的所述第一部分的至少一個(gè)第二部分。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述第一部分的選擇標(biāo)準(zhǔn)是尺寸大于預(yù)定最小尺寸的均質(zhì)區(qū)域。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其中所述均質(zhì)區(qū)域具有預(yù)定紋理。
4.如權(quán)利要求2或3所述的方法，其中所述均質(zhì)區(qū)域具有預(yù)定顏色。
5.如權(quán)利要求4所述的方法，其中所述預(yù)定顏色是由顏色空間圖的相角(Ph)和幅度(Am)所確定(2)的膚色，或者所述預(yù)定顏色是灰色調(diào)。
6.根據(jù)任一上述權(quán)利要求所述的方法，其中，如果區(qū)域的偏斜度(SKEW)大于最小偏斜度并且區(qū)域的峰度(KURT)大于最小峰度，則在所述區(qū)域中不使用第一編碼方法(5)。
7.一種用于處理在具有與圖像的像素對(duì)應(yīng)的多個(gè)發(fā)光元件的顯示設(shè)備(16)上顯示的視頻數(shù)據(jù)的設(shè)備，其中，將視頻幀或場(chǎng)的時(shí)間分成多個(gè)子場(chǎng)(SF)，在這些子場(chǎng)期間，激活發(fā)光元件以便以小脈沖進(jìn)行光發(fā)射，這些小脈沖與用于對(duì)點(diǎn)亮像素的p個(gè)可能的視頻信號(hào)電平進(jìn)行編碼的n位子場(chǎng)碼字相對(duì)應(yīng)，所述設(shè)備包括-采用第一編碼方法(5)對(duì)圖像的第一部分進(jìn)行編碼的編碼裝置(12，13)，其中，在用于點(diǎn)亮像素的可能視頻信號(hào)電平的給定集合中，選擇用于產(chǎn)生光的m個(gè)視頻信號(hào)電平的子集，其中n＜m＜p，根據(jù)規(guī)則來選擇所述的m個(gè)值，該規(guī)則是相應(yīng)子場(chǎng)碼字的光產(chǎn)生的時(shí)間重心(CG1，CG2，CG3)隨視頻信號(hào)電平持續(xù)地增長(zhǎng)，其特征在于-選擇裝置(10，10’)，與所述編碼裝置(12，13)相連，用于基于預(yù)定標(biāo)準(zhǔn)來選擇圖像的所述第一部分，其中-所述編碼裝置(12，13)適用于采用不同于所述第一編碼方法(5)的第二編碼方法(6)來編碼不同于圖像的所述第一部分的至少一個(gè)第二部分。
8.如權(quán)利要求7所述的裝置，其中所述第一部分的選擇標(biāo)準(zhǔn)是尺寸大于預(yù)定最小尺寸的均質(zhì)區(qū)域。
9.如權(quán)利要求8所述的裝置，其中所述均質(zhì)區(qū)域具有預(yù)定顏色。
10.如權(quán)利要求7至9任意一個(gè)所述的裝置，其中，如果區(qū)域的偏斜度(SKEW)大于最小偏斜度并且區(qū)域的峰度(KURT)大于最小峰度，則在所述區(qū)域中不使用第一編碼方法(5)。
全文摘要
為了降低假輪廓效應(yīng)，采用了重心編碼(GCC)。然而，具有少量電平的GCC在圖像中引入噪聲。因此，將每一個(gè)圖像分成段，并且只在假輪廓效應(yīng)嚴(yán)重的區(qū)域中執(zhí)行該GCC。這是針對(duì)圖像中皮膚區(qū)域的情況。這些區(qū)域通過顏色分析(1，2)以及紋理分析(3，4)被檢測(cè)出來。如果該分析產(chǎn)生皮膚區(qū)域的結(jié)果，則采用用于數(shù)據(jù)處理的特定假輪廓模式(5)。否則，采用標(biāo)準(zhǔn)模式(6)。
文檔編號(hào)G09G3/28GK1985522SQ200580019213
公開日2007年6月20日 申請(qǐng)日期2005年6月10日 優(yōu)先權(quán)日2004年7月1日
發(fā)明者塞巴斯蒂安·穆特布魯赫, 卡洛斯·科雷亞, 丹尼斯·科塔 申請(qǐng)人:湯姆森許可貿(mào)易公司