專利名稱：數(shù)字微鏡器件投影儀的具有運(yùn)動(dòng)自適應(yīng)處理的順序顯示的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于操作順序顯示以減少偽像的技術(shù)。
技術(shù)背景目前存在利用一種被稱為數(shù)字微鏡器件(DMD)的半導(dǎo)體設(shè)備的電視投 影系統(tǒng)。典型的DMD包括以矩形陣列排列的多個(gè)單個(gè)可移動(dòng)的微鏡。每個(gè) 微鏡在將一比特鎖存在其中的對(duì)應(yīng)驅(qū)動(dòng)單元的控制下以有限的弧度繞軸樞轉(zhuǎn) 動(dòng)，典型地在10°-12。的級(jí)別上。當(dāng)應(yīng)用先前鎖存的'T，比特時(shí)，驅(qū)動(dòng)單元^吏 得其相關(guān)聯(lián)的微鏡繞軸樞轉(zhuǎn)動(dòng)到第一位置。相反，將先前鎖存的"O"比特應(yīng)用 到驅(qū)動(dòng)單元使得驅(qū)動(dòng)單元將其相關(guān)聯(lián)的微鏡繞軸樞轉(zhuǎn)動(dòng)到第二位置。通過適 當(dāng)?shù)卦诠庠春屯队拔镧R之間定位DMD，當(dāng)DMD器件的每個(gè)單個(gè)微鏡被其對(duì) 應(yīng)驅(qū)動(dòng)單元繞軸樞轉(zhuǎn)動(dòng)到第一位置時(shí)，該每個(gè)單個(gè)微鏡將來自光源的光反射 通過物鏡并到達(dá)顯示屏幕上以照亮顯示中的單個(gè)畫面元素(像素)。當(dāng)被繞軸 樞轉(zhuǎn)動(dòng)到其第二位置時(shí)，每個(gè)微鏡將光反射偏離顯示屏幕，使得對(duì)應(yīng)像素看 起來暗。這種DMD器件的一個(gè)例子是可從Dallas Texas的Texas Instruments 獲得的DLP 系統(tǒng)的DMD。并入了所描述類型的DMD的現(xiàn)今的電視投影系統(tǒng)通過控制單個(gè)微鏡保 持"開啟"期間(即，被繞軸樞旋轉(zhuǎn)到它們的第一位置)的時(shí)間間隔相對(duì)于該 微鏡保持"關(guān)閉"期間(即，被繞軸樞旋轉(zhuǎn)到它們的第二位置)的時(shí)間間隔(下 文中被稱為微鏡占空比)，來控制單個(gè)像素的亮度(照明)。為此，這種現(xiàn)今 的DMD類型的投影系統(tǒng)典型地使用脈沖寬度調(diào)制，通過依據(jù)一系列脈沖寬 度段中的脈沖的狀態(tài)來改變每個(gè)微鏡的占空比，從而控制像素亮度。每個(gè)脈 沖寬度段包括一 串不同持續(xù)時(shí)間的脈沖。脈沖寬度段中的每個(gè)脈沖的激勵(lì)狀 態(tài)(即，每個(gè)脈沖是開啟還是關(guān)閉)分別確定對(duì)于那個(gè)脈沖的持續(xù)時(shí)間微鏡 保持開啟還是關(guān)閉。換句話說，脈沖寬度段中的、在畫面時(shí)間間隔期間被開 啟(激勵(lì))的脈沖的總寬度的和越大，與該脈沖相關(guān)聯(lián)的微鏡的占空比就越 長(zhǎng)，以及在這樣的時(shí)間間隔期間像素亮度就越高。
在利用這種DMD的電視投影系統(tǒng)中，畫面周期(即，顯示連續(xù)圖Y象之 間的時(shí)間)依賴于所選擇的電視制式。當(dāng)前美國(guó)使用的NTSC制式采用1/60 秒的畫面周期(幀時(shí)間間隔)，而某些歐洲電視制式(例如PAL)采用1/50 秒的畫面周期。現(xiàn)今的DMD類型的電視投影系統(tǒng)典型地通過在每個(gè)畫面時(shí) 間間隔期間同時(shí)或順序地投影紅色、綠色、藍(lán)色圖像來提供彩色顯示。典型 的順序DMD類型的^1影系統(tǒng)利用在DMD的光5^中插入的換色器(color changer)(典型地以電機(jī)驅(qū)動(dòng)的色輪的形式)。該色輪具有多個(gè)單個(gè)的基色窗 口 (典型地是紅色、綠色和藍(lán)色)，從而在連續(xù)時(shí)間間隔期間，紅色、綠色和 藍(lán)色分別落在DMD上。如所描述的，DMD和色輪的組合實(shí)現(xiàn)了順序的色彩顯示。為了使順序顯 示的色亂偽像(color breakup artifact)最小化，色彩序列對(duì)于每個(gè)輸入畫面出 現(xiàn)多次。因此，色輪必須在每個(gè)畫面時(shí)間間隔期間改變DMD照明色彩多次。 例如，每個(gè)畫面時(shí)間間隔改變照明色彩12次的DMD類型的電岸見才幾將對(duì)于每 個(gè)輸入畫面顯示三個(gè)基色中的每個(gè)基色四次，因此，產(chǎn)生所謂的4X顯示。上述類型的多段顯示可能會(huì)經(jīng)受幾種不同類型的運(yùn)動(dòng)偽像。 一種這樣的 偽像是"運(yùn)動(dòng)模糊，，，其在運(yùn)動(dòng)對(duì)象在顯示屏幕上呈現(xiàn)散布時(shí)出現(xiàn)。過去的技 術(shù)方案已經(jīng)尋求將低亮度對(duì)象限制為每個(gè)色彩一個(gè)或兩個(gè)段。不是通過對(duì)于 每個(gè)色彩在大多數(shù)或所有的段中激勵(lì)脈沖來表示低亮度對(duì)象，而僅僅是在一 個(gè)或兩個(gè)段中的脈沖變得被激勵(lì)，以努力將亮度限制到畫面時(shí)間間隔的有限 部分。不幸的是，該方法僅僅對(duì)低亮度對(duì)象適用，這是因?yàn)檩^高亮度的對(duì)象 不能被限制到每個(gè)色彩一個(gè)或兩個(gè)段。此外，將一個(gè)對(duì)象(即使是低亮度對(duì) 象)限制到每個(gè)色彩一個(gè)或兩個(gè)段將增加由觀看者眼睛活動(dòng)而引起的色亂。因此，存在對(duì)于一種減少這種運(yùn)動(dòng)偽像且限制僅由眼睛活動(dòng)而引起的色 亂的技術(shù)的需求。發(fā)明內(nèi)容簡(jiǎn)要地，依據(jù)本發(fā)明原理，提供了一種操作具有至少一個(gè)由像素信號(hào)控 制的像素的色彩順序顯示系統(tǒng)的方法，其中所述像素信號(hào)確定畫面周期的多 段的每段期間的像素照明。該方法由首先根據(jù)像素信號(hào)確定是否已經(jīng)出現(xiàn)運(yùn) 動(dòng)而開始。如果已經(jīng)出現(xiàn)運(yùn)動(dòng)，像素信號(hào)經(jīng)過處理以初始地將照明中的變化 出現(xiàn)的畫面周期期間將照明中的變化限制為有限的時(shí)間間隔降低運(yùn)動(dòng)模糊的出現(xiàn)頻率(incidence )。在比預(yù)定持續(xù)時(shí)間更長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)沒有出現(xiàn)運(yùn)動(dòng)的情況 下，像素信號(hào)經(jīng)過處理以使得對(duì)于相關(guān)聯(lián)的像素在整個(gè)畫面周期上基本均勻 分布照明。在整個(gè)畫面周期上散布基本相等的照明使具有隨機(jī)的、大的以及 快的眼睛活動(dòng)的色亂最小化。


圖1顯示現(xiàn)今的色彩順序顯示系統(tǒng)的方框示意圖； 圖2顯示包括圖1的色彩順序調(diào)制的系統(tǒng)顯示的部分的色輪的主視圖； 圖3顯示依據(jù)本發(fā)明原理的、用于處理圖1的順序顯示系統(tǒng)內(nèi)的像素信 號(hào)以響應(yīng)于運(yùn)動(dòng)而控制照明的分布，從而減少運(yùn)動(dòng)偽像的裝置； 圖4顯示由圖1的系統(tǒng)產(chǎn)生的畫面段的4X順序顯示；以及 圖5 - 7共同顯示證明圖3的系統(tǒng)的操作的段值的表格。
具體實(shí)施方式
圖1顯示由Texas Instruments 2001年6月出版的、并通過引用合并于此 的應(yīng)用報(bào)告"Single Panel DLP Projection System Optics"中公開的類型的現(xiàn) 今的色彩順序顯示系統(tǒng)10。系統(tǒng)10包括位于橢圓反射器13的焦點(diǎn)處的燈12, 該橢圓反射器13將來自燈的光反射通過色輪14并進(jìn)入勻光桿(integrator rod ) 15。電機(jī)16旋轉(zhuǎn)色輪14以將紅色、綠色和藍(lán)色基色窗口中的單獨(dú)一個(gè)放置 在燈12和勻光桿15之間。在圖2所示的示例實(shí)施例中，色4侖14具有分別在 直徑方向正好相對(duì)的紅色窗口 17i和174、綠色窗口 172和175和藍(lán)色窗口 173 和176。因此，當(dāng)電機(jī)16以逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)圖2的色輪14時(shí)，紅色、綠色和 藍(lán)色將以RGBRGB順序到達(dá)(strike )圖1的勻光桿15。實(shí)際上，電機(jī)16以 足夠高的速度旋轉(zhuǎn)色輪14,使得在每個(gè)畫面時(shí)間間隔期間，紅色、綠色和藍(lán) 色光每個(gè)到達(dá)勻光桿4次，在該畫面時(shí)間間隔內(nèi)產(chǎn)生12個(gè)彩色圖像。存在用 于連續(xù)地施加三基色中的每一個(gè)的其它機(jī)制。例如，色彩滾動(dòng)機(jī)制(未示出) 也可以^丸行該任務(wù)。參考圖1，當(dāng)來自燈12的光透過色輪14的紅色、綠色和藍(lán)色窗口中的 連續(xù)的一個(gè)時(shí)，勻光桿15將該來自燈12的光集中到一組中繼光學(xué)器件(relay optics) 18上。該中繼光學(xué)期間18將光分散為到達(dá)折鏡20的多個(gè)光束，折鏡 20將光束反射通過一組物鏡22并到達(dá)全內(nèi)反射(TIR)棱鏡23。該TIR棱 鏡23將平行光束反射到數(shù)字微鏡器件(DMD ) 24 (諸如由Texas Instruments 制造的DMD器件)上以便選擇性地反射到投影物鏡26中并到達(dá)屏幕28上。 DMD 24采用具有以陣列排列的多個(gè)單個(gè)鏡(未示出)的半導(dǎo)體器件的 形式。作為例子，由Texas Instruments制造并銷售的DMD具有1280列乘720 行的微鏡陣列，在被投影到屏幕28上的結(jié)果畫面中產(chǎn)生921600個(gè)像素。其 它DMD可以具有不同的微鏡排列。如先前討論的，DMD中的每個(gè)微鏡在對(duì) 應(yīng)驅(qū)動(dòng)單元(未示出)的控制下，響應(yīng)于在驅(qū)動(dòng)單元中先前鎖存的二進(jìn)制比 特的狀態(tài)而以有限的弧度繞軸樞轉(zhuǎn)動(dòng)。取決于被施加到驅(qū)動(dòng)單元的鎖存比特 是"l"還是"O"，每個(gè)微鏡分別旋轉(zhuǎn)到第一位置和第二位置之一。當(dāng)被繞軸樞 轉(zhuǎn)動(dòng)到其第一位置時(shí)，每個(gè)微鏡將光反射到物鏡26中并到達(dá)屏幕28上以照 亮對(duì)應(yīng)像素。當(dāng)每個(gè)微鏡保持被繞軸樞轉(zhuǎn)動(dòng)到其第二位置時(shí)，對(duì)應(yīng)像素看起 來暗。在每個(gè)微鏡將光反射通過投影物鏡26并到達(dá)屏幕28期間的時(shí)間間隔(微鏡占空比)確定像素亮度。DMD 24中的單個(gè)驅(qū)動(dòng)單元從驅(qū)動(dòng)電路30接收驅(qū)動(dòng)信號(hào)，該驅(qū)動(dòng)電路30 是本領(lǐng)域公知的且由R丄Grove等在International Workshop on HDTV(1994年 10月)中的"i侖文"High Definition Display System Based on Micromirror Device"(通過引用合并于此)中描述的電路所例示的類型。依據(jù)由處理器29(在圖 1中被顯示為"脈沖寬度段生成器")施加到驅(qū)動(dòng)電路30的像素信號(hào)，該驅(qū)動(dòng) 電路30產(chǎn)生用于DMD 24中的驅(qū)動(dòng)單元的驅(qū)動(dòng)信號(hào)。每個(gè)像素信號(hào)典型地采 用脈沖寬度段的形式，每個(gè)脈沖寬度段包括一串不同持續(xù)時(shí)間的脈沖，每個(gè) 脈沖的狀態(tài)確定對(duì)于那個(gè)脈沖的持續(xù)時(shí)間微鏡保持開啟還是關(guān)閉。在脈沖寬 度段中可出現(xiàn)的最短可能脈沖(即，l-脈沖)(有時(shí)被稱為最低有效位或LSB) 典型地具有15微秒的持續(xù)時(shí)間，而該段中的較大脈沖每個(gè)具有比LSB時(shí)間 間隔要長(zhǎng)的持續(xù)時(shí)間。實(shí)際上，脈沖寬度段內(nèi)的每個(gè)脈沖對(duì)應(yīng)于數(shù)字比特流 中的一個(gè)比特，該比特的狀態(tài)確定對(duì)應(yīng)脈沖是開啟還是關(guān)閉。"l"比特表示被 激勵(lì)(開啟)的脈沖，而"0"比特表示被去激勵(lì)(關(guān)閉)的脈沖。圖3顯示依據(jù)本發(fā)明原理的優(yōu)選實(shí)施例的、用于向圖1的驅(qū)動(dòng)電路30提 供像素信號(hào)以依據(jù)運(yùn)動(dòng)而對(duì)于每個(gè)像素控制光在顯示中的分布的系統(tǒng)100的 方框示意圖。為了本討論的目的，將運(yùn)動(dòng)定義為對(duì)于給定像素的從畫面到畫 面(幀到幀)的像素信號(hào)中的變化，該給定像素在圖像中的位置保持不變。
換句話說，響應(yīng)于運(yùn)動(dòng)，像素的亮度(intensity)而不是位置改變。如下面將 更詳細(xì)地討論的，系統(tǒng)100有利地確定是否出現(xiàn)運(yùn)動(dòng)，并且如果出現(xiàn)運(yùn)動(dòng)， 該裝置處理用于經(jīng)過運(yùn)動(dòng)的對(duì)應(yīng)像素的像素信號(hào)，以初始地將照明中的變化 基本限制為畫面周期的有限的時(shí)間間隔。為了討論的目的，術(shù)語"像素照明"定義像素在觀看屏幕時(shí)產(chǎn)生的光。在運(yùn)動(dòng)出現(xiàn)時(shí)將像素照明中的變化限制為 有限的時(shí)間間隔來降低運(yùn)動(dòng)模糊的發(fā)生頻率。在比預(yù)定持續(xù)時(shí)間要長(zhǎng)的時(shí)間 內(nèi)沒有出現(xiàn)運(yùn)動(dòng)的情況下，系統(tǒng)100處理像素信號(hào)以使得對(duì)于相關(guān)聯(lián)的像素 在整個(gè)畫面周期上基本均勻分布照明。在整個(gè)畫面周期上基本相等地分散照 明使具有隨機(jī)的、大的和快的眼睛活動(dòng)的色亂最小化。如上面所討論的，圖3的系統(tǒng)為所有幀的所有像素提供像素信號(hào)，并且 典型地通過以光柵掃描方式單個(gè)地處理像素來提供像素信號(hào)。為了簡(jiǎn)化圖3 的系統(tǒng)的討論，將討論單個(gè)像素的處理。參考圖3，裝置100包括時(shí)域低通 濾波器部分102和處理部分104,該處理部分104響應(yīng)于時(shí)域低通濾波器部 分的輸出信號(hào)將輸入像素信號(hào)的幀延遲的表示分離成多個(gè)控制信號(hào)，每個(gè)控 制信號(hào)控制對(duì)應(yīng)像素的給定色彩的一個(gè)單個(gè)段。在示例實(shí)施例中，圖1的順 序顯示系統(tǒng)10包括"4X，，系統(tǒng)，對(duì)于每個(gè)輸入畫面，該系統(tǒng)將三基色中的每個(gè) 基色顯示四次。因此，輸入畫面中的每個(gè)像素包括三基色的每個(gè)基色的四段。 因此，對(duì)于每個(gè)像素，處理部分104產(chǎn)生用于給定像素的給定色彩的分別控 制段#1、 #2、弁3和弁4的照明的信號(hào)S1、 S2、 S3和S4。時(shí)域低通濾波器部分102在其輸入處接收表示相關(guān)聯(lián)的像素的照明的輸 入像素信號(hào)P,并且作為響應(yīng)，產(chǎn)生對(duì)應(yīng)于像素信號(hào)的多幀延遲的表示的延 遲的像素信號(hào)Pd。時(shí)域低通濾波器部分102還產(chǎn)生像素信號(hào)P的經(jīng)過時(shí)域低 通濾波的信號(hào)表示(L)。為了生成延遲的像素信號(hào)Pd,延遲塊105將像素信 號(hào)P延遲多幀(典型地四幀)，在其輸出處產(chǎn)生信號(hào)Pd。為了生成時(shí)域低通 信號(hào)L,時(shí)域低通濾波器部分102包括具有反相輸入(-)和同相輸入(+ ) 的第一相加塊106。在其同相輸入處，相加塊106接收輸入像素信號(hào)P，而反 相輸入接收幀延遲電路112的輸出。縮放(scaling)塊108以下文中描述的 方式處理來自相加塊106的輸出信號(hào)、以及作為來自多幀延遲塊105的輸出 的信號(hào)Pw (比Pd晚一幀)，以產(chǎn)生用于在相加塊IIO處與幀延遲塊112的輸 出相加的輸出信號(hào)，在該幀延遲塊112的輸入處施加相加塊110的輸出信號(hào)。 相加塊110的輸出信號(hào)形成經(jīng)過時(shí)域低通濾波的信號(hào)L和到幀延遲電路112
的輸入，該幀延遲電路112將其輸入處的信號(hào)延遲一幀。以其最簡(jiǎn)化的形式，縮放塊108可以采用乘法器的形式，用于將像素信 號(hào)乘以常數(shù)K,典型地3/32,從而經(jīng)過時(shí)域低通濾波的信號(hào)L將等于幀延遲 的信號(hào)L和被常數(shù)K縮放的、輸入信號(hào)與幀延遲的信號(hào)L之間的差的和。為了實(shí)現(xiàn)將相同色彩的、從一幀到下一幀的照明中的變化限制在盡可能 少的相鄰時(shí)間段中的期望目標(biāo)，對(duì)于小幅度變化而言，經(jīng)過時(shí)域低通濾波的 信號(hào)L將比可能另外通過簡(jiǎn)單地將塊108配置為乘法器可以實(shí)現(xiàn)的改變更快。 在圖3的示例實(shí)施例中，縮放塊108包括整數(shù)乘法器(諸如上述的)加限幅 器電路的組合，該限幅器電路用來當(dāng)來自相加塊106的輸入信號(hào)的值在預(yù)定 閾值之上或之下時(shí)，對(duì)該輸入信號(hào)進(jìn)行限幅以分別產(chǎn)生整數(shù)正值或負(fù)值。將 該限幅器電路的輸出與該乘法器的輸出相加，以產(chǎn)生被提供到相加塊110的 信號(hào)。處理塊IOS還執(zhí)行某些動(dòng)態(tài)范圍限幅，以防止L的值變得大于輸入l象 素信號(hào)P的值或者小于零，并且優(yōu)化如后面描述的預(yù)期(anticipation )。當(dāng)像 素信號(hào)由于運(yùn)動(dòng)而改變時(shí)，在相加塊110的輸出處產(chǎn)生的經(jīng)過時(shí)域低通濾波 的信號(hào)L將趨向滯后(lag)像素信號(hào)P的值。在用于8比特系統(tǒng)的優(yōu)選實(shí)施 例中，相加塊106和110以及縮放塊108共同用于依據(jù)下列關(guān)系生成時(shí)域低 通濾波器信號(hào)L:<formula>formula see original document page 9</formula>處理部分104包括四個(gè)反相相加塊114, - 1144,每個(gè)在其各自的同相(+ ) 輸入處施加延遲的像素信號(hào)Pd。相加塊11+ - 1143的每個(gè)的反相輸入(-) 分別接收乘法器116,-1163中單獨(dú)一個(gè)的輸出，乘法器116「 1163的每個(gè)在 其輸入處施加由時(shí)域低通濾波器部分102產(chǎn)生的經(jīng)過時(shí)域低通濾波的信號(hào)L。 乘法器116,-1163分別具有乘法因子3/4、 1/2和1/4。具有0-64的范圍的第 一限幅器118i將相加塊114,的輸出信號(hào)限幅到不大于64 LSB且不小于零。 限幅器H8i的輸出信號(hào)充當(dāng)段3控制信號(hào)(下文中被稱為信號(hào)S3),其依據(jù) 如由限幅器118,所限幅的關(guān)系Pd-3/4L來控制段#3。為了生成用于控制段弁2的段2控制信號(hào)(S2)，相加塊12(^使其同相(+ ) 輸入施加有相加塊1142的輸出信號(hào)。相加塊120,的反相輸入(-)接收限幅 器1181的輸出信號(hào)。具有限幅范圍0 - 64的限幅器1182將相加塊120}的輸出 信號(hào)限幅為不大于64 LSB且不小于零。限幅器1182的輸出信號(hào)充當(dāng)依據(jù)如
由限幅器1182所限幅的關(guān)系(Pd-l/2L)-S3來控制#爻#2的信號(hào)S2。為了生成控制段# 1的段1控制信號(hào)(Sl ),在相加塊1202的同相(+ ) 輸入處施加有相加塊1143的輸出信號(hào)。相加塊1202使其反相輸入(-)處施 加有相加塊122i的輸出信號(hào)，相加塊122W吏其第一和第二同相輸入(+ )處 分別施加有限幅器118,和1182的輸出信號(hào)。具有限幅范圍0 - 64的限幅器1183 將相加塊1202的輸出信號(hào)限幅為不大于64 LSB且不小于零。限幅器1183的 輸出信號(hào)充當(dāng)依據(jù)如由限幅器1183所限幅的關(guān)系(Pd-l/4LHS3+S2)來控制段 # 1的信號(hào)Sl。用于控制段弁4的段4控制信號(hào)(S4)從相加塊1144發(fā)出，該相加塊1144 接收相加塊1222的輸出信號(hào)，在相加塊1222的第一和第二同相輸入(+ )的 每個(gè)處分別施加限幅器1183的輸出信號(hào)和相加塊122,的輸出信號(hào)。這樣，相 加塊1144的輸出信號(hào)(S4)依據(jù)不要求限幅的關(guān)系Pd-(S3+S2+Sl)而變化。圖4示出每個(gè)畫面周期具有四段#1、 #2、 #3和#4的4X順序顯示， 每段包括三基色(紅色、綠色和藍(lán)色)。信號(hào)Sl、 S2、 S3和S4分別控制對(duì) 于所有像素的給定像素的給定色彩的段# 1、 #2、 #3和#4。假設(shè)1/60秒的 畫面周期，并且減去轉(zhuǎn)換時(shí)間間隔，每段將具有大約1毫秒的持續(xù)時(shí)間?？梢匀缦吕斫鈭D3的電路100依據(jù)本發(fā)明原理提供改進(jìn)的畫面的方式。 在對(duì)于給定像素在預(yù)定數(shù)目的幀沒有出現(xiàn)運(yùn)動(dòng)的情況下，對(duì)于彼此在一個(gè) LSB內(nèi)的整數(shù)值，L=Pd，并且Sl^S2i^S3^S4^1/4Pd。這樣，那個(gè)像素的 照明在整個(gè)畫面周期上相等地出現(xiàn)，其是使具有隨機(jī)的、大的和快的眼睛活 動(dòng)的色亂最小化所期望的。如果導(dǎo)致從幀到幀的P值的變化的運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生，則 L將不等于Pd。在這種情況下，裝置IOO尋求初始地首先將照明中的變化基 本限制到段#3,但是如果變化(如以LSB的差值測(cè)量的)變得對(duì)于單個(gè)段 而言過大，則將照明中的變化限制到段# 3和段# 2(時(shí)間上的下一個(gè)連續(xù)段)。 如果對(duì)于段#3和段#2而言過大，則將照明中的變化限制到段#3、段#2 和段#1。對(duì)于大于段#3、段#2和段#1可以供應(yīng)的照明中的變化，將使用 所有的段(即，段#3、段#2、段# 1以及段#4)來供應(yīng)變化。圖5-圖7共同圖示當(dāng)以前述方式配置處理塊108時(shí)，對(duì)于給定像素位 置的輸入像素信號(hào)P的連續(xù)幀周期中的連續(xù)值的經(jīng)過時(shí)域低通濾波的像素信 號(hào)(L)值、延遲的像素信號(hào)Pd、以及由圖3的裝置100產(chǎn)生的用于段# 1、 #2、 #3和#4的結(jié)果值(如以LSB中測(cè)量的)的值的表格。如所討論的， 圖3的裝置100的時(shí)域低通濾波器部分102通過將輸入像素信號(hào)P延遲幾幀 (典型地是優(yōu)選實(shí)施例中的4幀)生成延遲的像素信號(hào)Pd。相對(duì)于延遲的像 素信號(hào)Pd中要發(fā)生的變化，經(jīng)過時(shí)域低通濾波的信號(hào)L預(yù)先變化，該事實(shí)使 得裝置100的像素信號(hào)處理部分104預(yù)期輸入像素信號(hào)P中的變化，并預(yù)先 準(zhǔn)備段#1- #4以便幫助將照明中的變化限制到單個(gè)段(即，段#3),但是 如果變化過大的話，則將其限制到盡可能少的相鄰時(shí)間段。為了 了解圖3的裝置100的操作，假設(shè)給定像素的給定色彩的輸入像素 信號(hào)以零開始，如由對(duì)應(yīng)于圖5的行1的第一幀的輸入像素值所表示的。由L為零，則延遲的像素信號(hào)Pd也將具有零值。在這種情況下，信號(hào)S3、 S2、 S1和S4具有零值，分別產(chǎn)生用于段#3、 #2、 #1和#4的零值。假設(shè)輸入 像素信號(hào)P對(duì)于多個(gè)幀保持零值，其對(duì)應(yīng)于行1 - 10中的輸入像素信號(hào)P的 零值項(xiàng)目。再次，由于該時(shí)間期間的輸入像素信號(hào)為零，所以在該時(shí)間期間 延遲的像素信號(hào)Pd和段弁3、 #2、 # 1和#4都保持零，如由行1 -7中的零 l直所ii明的。現(xiàn)在，假設(shè)在對(duì)應(yīng)于圖5中的行11的時(shí)間間隔期間對(duì)于給定色彩，像素 信號(hào)P跳變到64LSB的值。(這種跳變?cè)醋赃\(yùn)動(dòng)的出現(xiàn)。)如所討論的，圖3 的裝置的時(shí)域低通濾波部分102將信號(hào)Pd時(shí)間延遲，因此即使輸入像素值p 已經(jīng)達(dá)到64， Pd的值仍保持為零，直到四幀之后為止。因此，僅在更靠后的 時(shí)間間隔之后(對(duì)應(yīng)于圖5中的行15),延遲的像素信號(hào)Pd將達(dá)到64 LSB 的值，其對(duì)應(yīng)于四幀之前輸入像素信號(hào)P的值。注意，公式1的MIN計(jì)算(term) 用來在該時(shí)間期間保持L的值為零。響應(yīng)于像素信號(hào)中的該變化，圖3的裝 置100尋求初始地將照明中的變化限制到段#3 (如由對(duì)圖5的行15中的段 # 3出現(xiàn)的64 LSB的值證明的)。為了討論的目的，假設(shè)輸入像素信號(hào)P對(duì)于延長(zhǎng)的時(shí)間間隔(對(duì)應(yīng)于表 示沒有運(yùn)動(dòng)的行11-28之間的時(shí)間間隔)保持恒定為64 LSB。如上面討論 的，在沒有運(yùn)動(dòng)時(shí)，裝置100尋求均衡段# 1 - #4的值。如可以了解的，由 于在行11-25之間的時(shí)間間隔期間輸入像素信號(hào)恒定，延遲的像素信號(hào)Pd 現(xiàn)在也在行15-25之間保持恒定。隨著時(shí)間的推移，經(jīng)過低通濾波的像素信 號(hào)L開始增加，最終在行27中到達(dá)64LSB的值。從行16到行25的L的增加的值使得裝置100能夠準(zhǔn)備在輸入像素值保 持在64 LSB的長(zhǎng)時(shí)間間隔期間生成相等的段值。如在圖5中看到的，段#3 初始地供應(yīng)行14和行15之間的像素亮度中的整個(gè)64 LSB變化。然而，在輸 入像素信號(hào)保持恒定在64 LSB值的時(shí)間間隔期間，當(dāng)裝置開始準(zhǔn)備其余的段 #1、 #2和#4以增加值時(shí)，段#3的LSB值開始下降。如在行16到行25 之間，段#3的值下降，而段#1、 #2和#4每個(gè)都增加。最終，在行25, 所有的段達(dá)到16LSB，因此實(shí)現(xiàn)相等值?，F(xiàn)在，考慮在先前處于值150 LSB的輸入像素信號(hào)P突然跳變到值200 LSB (如在圖6的行52 - 53之間的時(shí)間間隔期間出現(xiàn)的)時(shí)圖3的裝置100 的操作。即使輸入像素信號(hào)P已經(jīng)在行53跳變到200 LSB,延遲的像素信號(hào) Pd直到行57才增加到200 LSB。恰恰在行53處輸入像素P增加之前，在行 52處段#3、 #2、 # 1和#4的值分別為37、 38、 37和38。為了為在行53 處輸入像素信號(hào)中剛剛出現(xiàn)的跳變準(zhǔn)備段，裝置100開始將段#3的值從行 52中的值37 LSB降低到行56中的值16 LSB。這樣，當(dāng)Pd的值最終在行57 中增加到200 LSB時(shí)，段# 3可以吸收值中增加的50 LSB。這樣，圖3的系 統(tǒng)100使得段#3能夠供應(yīng)幾乎像素亮度的所有變化。圖3的系統(tǒng)100同樣有效地操作以為照明中的降低準(zhǔn)備段，其可以通過 檢查圖5的行27到行32中反映的值來了解。在行27處，輸入像素信號(hào)L具 有值64 LSB,該值在行28處降低到50 LSB并且到行32保持為50 LSB。由 于像素信號(hào)P在行27處為64LSB，并且由于L的值在行27處現(xiàn)在為64LSB, 則段#3、 #2、 #1和#4此時(shí)都具有值16 LSB。現(xiàn)在假設(shè)輸入像素信號(hào)P 下降到50 LSB (如在行28中所示)。為了準(zhǔn)備該14 LSB的降低，圖3的系 統(tǒng)100通過在行28中將段#3的值增加到20 LSB,同時(shí)使得段#2、 #1和 # 4的每一個(gè)分別下降到15 LSB、 14 LSB和15 LSB。如在行29 - 31之間， 段#3亮度增加到26 LSB，同時(shí)段#2、 #1和#4繼續(xù)降低亮度，直至到行 32為止，在行32處段#3的亮度等級(jí)下降到12LSB以達(dá)到與段#2、 #1和 #4近似相同的值(相差1 LSB以內(nèi))，此時(shí)段#2、 #1和#4已經(jīng)分別下降 到值13LSB、 12LSB和13LSB的等級(jí)。這樣，圖3的系統(tǒng)100已經(jīng)尋求將 亮度變化基本上限制到盡可能少的相鄰時(shí)間段。通過檢查行75到行92中的值的變化可以看到圖3的系統(tǒng)100是如何將 照明中的大變化分配給盡可能少的段的較佳例子。假設(shè)在輸入信號(hào)P中從250 LSB到150 LSB的下降，如在圖6的行75和行76之間出現(xiàn)的。在對(duì)應(yīng)于行 75的時(shí)間間隔處，段# 3、 # 2、 # 1和# 4分別具有值62 LSB、 63 LSB、 62 LSB 和63 LSB。給出在輸入像素信號(hào)P和延遲的像素信號(hào)Pd之間存在幾幀延遲， Pd的值在行80之前沒有下降到150 LSB，在行80處，圖2的裝置100將段 #3的值下降到0 LSB以供應(yīng)輸入像素信號(hào)P中的下降的至少一部分。由于 輸入像素信號(hào)P中的下降大于64 LSB (段# 3可單獨(dú)供應(yīng)的最大值)，所以段 # 2的值在行80處下降36 LSB。在輸入像素信號(hào)P保持恒定為150 LSB(即， 沒有運(yùn)動(dòng))的行80 - 92之間的相對(duì)長(zhǎng)的時(shí)間間隔期間，裝置100最終均街1爻 值，使得在行92處段#3、 #2、 #1和#4分別變?yōu)?8、 37、 37和38。上面描述了 一種操作順序顯示以在顯示中降低運(yùn)動(dòng)對(duì)象的偽像并增強(qiáng)運(yùn) 動(dòng)對(duì)象的4兌度(sharpness)的#支術(shù)。
權(quán)利要求
1.一種操作具有至少一個(gè)由像素信號(hào)控制的像素的色彩順序顯示系統(tǒng)的方法，所述像素信號(hào)確定畫面周期的多段的每段期間的像素照明；包括下列步驟根據(jù)所述像素信號(hào)確定是否已經(jīng)出現(xiàn)運(yùn)動(dòng)，并且如果已經(jīng)出現(xiàn)運(yùn)動(dòng)，則處理所述像素信號(hào)以初始地將照明中的變化基本上限制為相同色彩的有限數(shù)目的相鄰時(shí)間段，以減少運(yùn)動(dòng)模糊。
2. 如權(quán)利要求l所述的方法，其中，在比預(yù)定周期長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)沒有出現(xiàn) 運(yùn)動(dòng)的情況下，處理所述像素信號(hào)使得在所述段中基本均勻分布照明。
3. 如權(quán)利要求l所述的方法，其中，所述根據(jù)所述像素信號(hào)確定是否已 經(jīng)出現(xiàn)運(yùn)動(dòng)的步驟還包括將所述像素信號(hào)與按預(yù)定時(shí)間間隔延遲的之前的 像素值進(jìn)行比較的步驟。
4. 一種操作具有至少一個(gè)由像素信號(hào)控制的像素的順序顯示系統(tǒng)的方 法，其中所述像素信號(hào)確定畫面周期的多段的每段期間的像素照明，所述方 法包括下列步驟根據(jù)所述像素信號(hào)確定是否已經(jīng)出現(xiàn)運(yùn)動(dòng)，并且如果已經(jīng)出現(xiàn)運(yùn)動(dòng)， 則處理所述像素信號(hào)以初始地將照明中的變化基本上限制為相同色彩的有限數(shù)目的相鄰時(shí)間段，以減少運(yùn)動(dòng)模糊，但是在比預(yù)定周期長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)沒有出現(xiàn)運(yùn)動(dòng)的情況下，處理所述像素信號(hào)使得在所述段中基本均勻分布照明。
5. 如權(quán)利要求4所述的方法，其中，所述根據(jù)所述像素信號(hào)確定是否對(duì) 于相關(guān)聯(lián)的像素已經(jīng)出現(xiàn)運(yùn)動(dòng)的步驟還包括將所述像素信號(hào)與按預(yù)定時(shí)間 間隔延遲的之前的像素值進(jìn)行比較的步驟。
6. —種具有多個(gè)像素的順序顯示系統(tǒng)，其中在畫面周期期間的多段的每 段期間，由確定像素亮度的像素信號(hào)來控制每個(gè)像素；用于根據(jù)所述像素信號(hào)確定是否已經(jīng)出現(xiàn)運(yùn)動(dòng)的部件，以及用于在已經(jīng)出現(xiàn)運(yùn)動(dòng)時(shí)處理所述像素信號(hào)以初始地將由于運(yùn)動(dòng)所51起的照明中的變化基本上限制到相同色彩的有限數(shù)目的相鄰時(shí)間段、以減少運(yùn)動(dòng)模糊的部件。
7. 如權(quán)利要求6所述的裝置，其中，在比預(yù)定周期更長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)沒有出　現(xiàn)運(yùn)動(dòng)的情況下，所述像素信號(hào)處理部件處理所述像素信號(hào)以在所述段中基 本均勻分布照明。
8.如權(quán)利要求6所述的顯示系統(tǒng)，其中，所述運(yùn)動(dòng)確定部件包括時(shí)域低通濾波器。
全文摘要
在4X順序顯示系統(tǒng)(10)內(nèi)，裝置(100)執(zhí)行像素信號(hào)的運(yùn)動(dòng)自適應(yīng)處理，該像素信號(hào)控制對(duì)應(yīng)像素的照明。該裝置根據(jù)所述像素信號(hào)確定是否已經(jīng)出現(xiàn)運(yùn)動(dòng)。如果沒有出現(xiàn)運(yùn)動(dòng)，則裝置處理所述像素信號(hào)使得對(duì)于相關(guān)聯(lián)的像素在整個(gè)畫面周期上基本均勻分布照明。否則，如果已經(jīng)出現(xiàn)運(yùn)動(dòng)，則將所述像素?cái)?shù)據(jù)延遲預(yù)定持續(xù)時(shí)間，并且從一個(gè)時(shí)間段到其它時(shí)間段地重新分配照明。此后，該裝置處理延遲的像素信號(hào)以使得將照明的變化基本限制到從其分配照明的畫面周期的段。
文檔編號(hào)H04N5/74GK101151892SQ200580049344
公開日2008年3月26日 申請(qǐng)日期2005年1月28日 優(yōu)先權(quán)日2005年1月28日
發(fā)明者唐納德·H·威利斯 申請(qǐng)人:湯姆森特許公司