CN1203659C - 处理图象的方法及单元 - Google Patents

Abstract

显示装置(806)被视频处理单元(804)在多个子场中驱动，每个子场用于由该显示装置输出一个相应的亮度级。在每个子场中，被显示图象的象素可以发出对应于该特定子场的光量，具体由该特定子场被接通还是断开而定。根据运动估算，计算在对应于当前子场的时间点上特定象素的期望亮度级。随后，确定已经有多少光被沿该特定象素的运动向量上的象素生成并在人类观察者的眼睛中积累。然后，根据该期望的等级和该已经累积的亮度级计算目标亮度级。根据该目标等级决定是否在当前子场中点着该特定象素。

Description

处理图象的方法及单元

技术领域

本发明涉及用于处理在显示器上显示的图象系列的视频处理单元，其中，将特定的图象显示在多个被称作子场(sub-field)的周期(periods)中，每个子场具有对应于在该子场中生成的相应亮度级(intensity level)的相应权重(weight)。

本发明还涉及包含这种视频处理单元的显示设备。

本发明还涉及处理在显示器上显示的图象系列的方法，其中，将特定的图象显示在多个被称作子场的周期中，每个子场具有对应于在该子场中生成的相应亮度级的相应权重。

背景技术

美国专利5,841,413描述一种在多个子场中驱动的等离子显示屏面。等离子显示屏面是由许多能被接通和断开(switched on andswitched off)的单元(cells)构成的。一个单元对应于要在屏面上显示的图象的一个象素。在等离子显示屏面的操作中，可以区分出三个阶段。第一阶段是删除阶段，在删除阶段中，将屏面的所有单元的记忆都删除。第二阶段是寻址阶段，在寻址阶段中，将屏面的那些要被开启的单元，通过在它们的电极上设置适当的电压而进行调节。第三阶段是持续阶段，在持续阶段中，向这些单元施加持续脉冲，使被寻址的单元在持续阶段的期间发光。等离子显示屏面在这个持续阶段期间发光。将这三个阶段合起来称作子场周期或者就称作子场。一个图象或帧，在屏面上是以许多连续的子场周期显示的。可以将单元接通一个或多个子场周期。将由单元在其被接通的子场周期中所发出的光，在观看者的眼中综合(integrate)，观看者感觉到该单元相应的亮度。在特定的子场周期中，将持续阶段保持特定的时间，使激活的单元有特定的光亮度。一般来说，不同的子场，具有持续阶段的不同延续时间。赋予子场以权重系数，以表达其在整个帧周期期间对由屏面发出的光的贡献。一个例子是具有6个子场的等离子显示屏面，各子场的权重系数分别为1、2、4、8、16和32。通过选择适当的子场，在其中接通单元，在该屏面上显示图象时就能实现64个不同的亮度级。然后用每个6位的二进制代码字驱动该等离子显示屏面，因此码字以二进制形式表示象素的亮度级。

如上所述，将给定象素在不同子场中的发光，在观看者的眼中综合，导致该象素有一定亮度级。如果显示移动的对象，图象中就出现人为因素(artifact)。在这种情况中，观看者跟踪移动的对象，使得眼睛在子场之间移动。光发射的综合不再被感觉是一个一定亮度的象素，而是从不同位置发出的光。日本JP 8211848的摘要描述了如何用运动估算(motion estimation)来补偿图象之间的运动。对给定的子场，将象素根据运动向量和该特定子场的延迟从起始位置移动到修正过的位置。通常将该象素移动到子象素(sub-pixel)位置，就是说，修正过的位置不与另一个象素的位置重合。问题是，要在象素一级上作出是否要在特定子场中接通某个单元的决定。对于特定的象素，该单元要么接通要么断开，不能用开通单元一部分时间的方式来说明该修正的位置不与该特定象素重合的事实。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种如前序部分所述的进一步减少运动人为因素(motion artifact)的视频处理单元。该目的是按照本发明在包含下列的视频处理单元中实现的：

-第一亮度计算装置，用于根据图象系列的运动估算为特定象素计算在对应于当前子场的某一时间点上的期望亮度级；

-用于从运动估算中获得该特定象素的当前运动向量的装置；

-第二亮度计算装置，用于计算沿多个早先处理的子场上的当前运动向量由人类观察者综合的累积亮度级，即使有的话，也很少；

-第三亮度计算装置，用于根据该累积亮度级和该期望亮度级计算在当前子场和一个或多个后续子场中生成的目标亮度级，即使有的话，也很少；

-判定装置，用于根据该目标亮度级和当前子场的权重决定是否要在当前子场中点着(ignite)该特定象素。

通过确定已经为早先处理的子场中的特定象素实现的亮度等级，按照本发明的视频处理单元就能够就是否必须在当前子场中点着该特定象素作出牢靠的决定。通过回顾和确定在哪些子场中特定子场实际已经被点着，就能考虑到以前各子场中的四舍五入误差。除了其它方面以外，本发明所根据的是这样的见解，即每个子场都有新机会适应当前的字(由此时的子场的完全集给定的)，以便尽可能地接近所要求的亮度级。

权利要求2中描述了按照本发明的视频处理单元的一个实施例。通过按照子场权重的递减顺序进行处理，就能容易地达到期望的亮度级，而不冒在某个子场中过量的风险，这种过量在以后处理的子场中是不能得到修正的。

本发明的另一个目的是提供一种如前序中所述的减少了运动人为因素的方法。按照本发明，这个目的是通过包含下述步骤的方法实现的：

-根据图象系列的运动估算为特定象素计算对应于当前子场的时间点上的期望亮度级；

-从该运动估算中获得该特定象素的当前运动向量；

-计算沿多个早先处理的子场上的当前运动向量由人类观察者综合的累积亮度级，即使有的话，也很少；

-根据该累积亮度级和该期望亮度级计算在当前子场和一个或多个后续子场中生成的目标亮度级，即使有的话，也很少；

-根据该目标亮度级和当前子场的权重决定是否将在当前子场中点着该特定象素。

在从属权利要求中描述了各种有益的实施例。

附图说明

将借助示例性实施例和示意附图进一步阐明本发明及其附带的优点，附图中：

图1表示为在屏幕上建立亮度的灰度能被个别地点着的不同长度的光脉冲(子场)；

图2表示有可能计算在各个子场的时刻有效的运动补偿亮度值以及根据该字使用具有对应于该子场的权重的位；

图3表示即使只有一个输入帧，也将沿运动向量使用不同的亮度-这是通过在整数象素处开始向量而引起的；

图4表示由于在两个图象之间的等于4个象素的对象的(一维)位移，和从6个位外的位置x4处的象素提取的亮度值被位移到非整数象素位置，以及某子场的点着必须要被四舍五入成所示的最近的象素；

图5表示至此所累积的亮度的计算；

图6通过显示从四个相邻象素的“虚拟”子场值 的双线性插值来表示该过程；

图7表示在“填充”(fill-up)补偿期间用来自相同输入帧的子场的填充方法；

图8表示按照本发明的显示设备的最重要的元素。

具体实施方式

“通-断”类型的显示装置用“脉冲-宽度-调制”来实现灰度。等离子屏面属于这个范畴。由象素生成的亮度是具有经常是二进制的长度分布的连续光发射持续时间的积分。在图象时间期间，能对r个光发射持续时间的“字”进行控制，以提供具有类似于r位数字字的分辨率的灰度。关于这类显示器的更多的细节，可在参考文献中的各处如[2]中找到。

图1表示为在屏幕上建立亮度的灰度能被个别地点着的不同长度的光脉冲(子场)。在AC等离子屏面中，子场由不同数量的光脉冲组成，它们共同实现一定的亮度。假设人类视觉系统完全汇集属于相同字的各个光脉冲，即看不到闪烁。光脉冲的权重是2ⁱ，其中i是所谓的子场的个数。这并非对于所有现今制造的屏面都是如此。特别地，具有最高权重的子场经常被划分成许多具有相应地更小权重的子场。这减少了运动人为因素，代价是增加子场的总数会减少灰度的数量。利用本文中的说明能推导出这些类型的显示器的最佳驱动程序。在图象周期范围内的全部汇集，意味着在位置x处的象素中所见的亮度 是

$I\left(x\right)=\underset{i=0}{\overset{r-1}{\mathrm{\Σ}}}{2}^{\′}{\mathrm{SF}}_i\left(\stackrel{\‾}{x}\right)---\left(1\right)$

其中子场SF_i( x)有对应每个象素位置的二进制值，即可选择为只是0或1，因为象素在子场持续时间必定要么是接通要么是断开的。

只要观察者汇集属于相同字的各个光“位”，这个生成灰度的程序就产生良好的结果。如果观察者将其注意力从屏面的一处转向另一处，则不是这样。

然而，万一在场景中运动时，这种情形是相当常见的。人类观察者的眼睛一般将跟踪移动的对象，由此汇集不同象素的各个位。换言之，来自各个象素的位混合在新字中，新字构成无意识要的亮度的编码。这个缺陷相当恼人，在万一运动时最优地驱动等离子显示屏面的方法，是本文要提出解决方案的难题。

在各个子场的时间上的最优亮度的计算

运动估算和补偿几年前就已经在消费应用的扫描转换和编码IC中实现了[4，1]。这证明在消费者价格水平上真实运动估算和健全向上转换的可行性。所用的运动估算就是在以前的各种文章[3，7]中所称的3-D递归搜索块匹配机。这个估算量达到四分之一象素的准确性，接近于真实运动向量域，这对我们的应用极其重要。

运动估算量

递归搜索块匹配机不是计算所有可能的候选向量，而是提取3-D邻域中的空间的和/时间的“预测向量”，以及单一的更新过的预测向量。这隐含地假设空间和/或时间的一致性。更新过程涉及更新被添加到无论哪个空间预测向量中的向量。假设高度Y、宽度X和中心x的块，我们定义一个候选集合

块匹配机在时刻t从该集合中选择其结果向量。

其中T是图象周期， 是在时间t在位置x处找到的运动向量(图象周期期间的位移)，更新向量

和

块交替地等于零向量，或是从有限的固定整数更新集合中提取的，在我们的案例中：

其中我们引入 和

为了实现子场精确性，以小数(fractional)更新值扩展方程2的更新集合。通过将下列小数更新值添加到更新集合而获得总的四分之一象素分辨率：

${\mathrm{US}}_f(\stackrel{\‾}{X},t)=\{\frac{1}{4}{\stackrel{\‾}{u}}_y,-\frac{1}{4}{\stackrel{\‾}{u}}_y,\frac{1}{4}{\stackrel{\‾}{u}}_x,-\frac{1}{4}{\stackrel{\‾}{u}}_x\}---\left(4\right)$

估算量用平均绝对差(MAD)标准从候选中选择其输出运动向量

因为必须要评估的候选向量的数量少，所以该方法很高效，就是说，只要计算少量的MAD。此外，由于固有的平滑约束，该方法生成密切对应于对象的真实运动的非常相关的向量域。

运动补偿插值

运动补偿可以非常直截了当，就是说，就从在所估算的运动向量上位移的位置提取亮度。尽管简单，这种简单方法在如果向量错误时显示有很强的人为因素。这种向量错误不是总能避免的，因为图象序列中的有些空间效果用翻译的方法是不足以能够描述的。因此，最好应当采用健全的运动补偿算法。健全的意思在这里是算法包含防止在万一运动向量错误时发生极端恶化的保护机制。为此目的，不要仅仅位移或是稍微提高，而是要平均邻域图象中的运动补偿亮度值：

$I(\stackrel{\‾}{x},t-\mathrm{\αT})=\frac{1}{2}(\mathrm{\αI}(\stackrel{\‾}{x}+\mathrm{\α}\stackrel{\‾}{D},t)+(1-\mathrm{\α})I(\stackrel{\‾}{x}-(1-\mathrm{\α})\stackrel{\‾}{D},t-T));0\≤\mathrm{\α}\≤T---\left(5\right)$

这是个普通的程序，我们的健全算法[6，8，5]执行对运动补偿和非运动补偿象素的过滤：

$I_{\mathrm{MC}}(\stackrel{\‾}{x},t-\mathrm{\α})=\mathrm{Med}\{I(\stackrel{\‾}{x}+\mathrm{\α}\stackrel{\‾}{D},t),I(\stackrel{\‾}{x}-(I-\mathrm{\α})\stackrel{\‾}{D},t-T),I_{\mathrm{av}}(\stackrel{\‾}{x},t)\}---\left(6\right)$

其中Iav的定义为：

$I_{\mathrm{av}}(\stackrel{\‾}{x},t)=\frac{1}{2}(I(\stackrel{\‾}{x},t)+I(\stackrel{\‾}{x},t-T))---\left(7\right)$

Med是中值函数，定义为：

运动补偿和等离子显示器

从前一节看来，在任何时刻都有可能知道显示的亮度会是什么。显然，象素的亮度的正确值在运动的情况下随时间变化，甚至在图象周期内变化。复杂的是，有了PDP，我们在给定的时刻，即某子场的时间，只能要么选择某固定的光量，要么选择无光。我们所见的于是依赖于该选择以及更早时对当前象素的运动轨道上的象素的位置处的子场的选择。

图2表示有可能计算在各个子场的时刻有效的运动补偿亮度值以及根据该字使用具有对应于该子场的权重的位。可以在可得的图象中存在的象素之间插值。这样做的一个简单方法是，(例如用方程5或6)计算每个子场的时刻时的亮度，以及根据该字使用在权重上对应于当前子场的位(图2)。在亮度在运动轨道上完全保持相同的理想情形中，这会产生正确的结果。然而，如果亮度或多或少地变化，例如从值2^r-变至2^r-1-1(在8位显示器中从128变至127)，则最有效的子场和所有其它子场都是活动的，导致在运动轨道上能现察到对应于值255的亮度。亮度的这些小变化可能是当在时间插值(方程5或6)中使用多个帧时在两个帧之间的运动对象的亮度的变化而引起的。此外，即使在只使用一个输入帧时，运动向量一般也将指在于象素位置。产生的亮度因此是通过插值获得的，并且能沿运动轨道变化，这是因为向量将在整数象素位置处开始。因此仍然将有来自不同字的位的混合，产生无意识要的亮度。这尽管没有在未补偿混合(“原始”人为因素)中所见的那么严重，也不完全令人满意的。

图3表示即使只有一个输入帧，也将沿运动向量使用不同的亮度-这是通过在整数象素处开始向量而引起的。

图4表示由于在两个图象之间的等于4个象素的对象的(一维)位移，和从6个位外的位置x4处的象素提取的亮度值被位移到非整数象素位置，以及某子场的点着必须要被四舍五入成所示的最近的象素。

如果将当前图象中的给定象素的亮度划分成对应于各自在描述连续图象之间的运动的运动向量的一部分(fraction)上移动的子场的权重的片(slice)，则解决方案更漂亮。这部分对应于当前图象与该子场的重心之间的时间距离。这个概念的缺点是：

-(部分的)向量可能指向子象素位置，即不清楚要为该子场点着哪个象素，同时在象素上划分权重，因为子场有固定的权重，不能改变。见图4对这个四舍五入问题的解释。

-起源于不同象素的向量可能指向同一个位置(多重赋值)，子场中可能有没有向量指向的区域(洞)。

第一个问题导致四舍五入错误，就是说，由于稍微偏位的更暗和更亮的区域将出现在(几乎)平坦的区域中，而用来控制这种四舍五入以产生最小的人为因素的算法还不明确，或者借助于特定的决定来“修理”四舍五入错误。第二个问题也要求“修理”算法，算法向洞分配亮度值，并在双重赋值时给予优先级。这是通过特定的决定来解决的。在下面的分节中，描述防止等离子显示器中运动人为因素的最优算法的一般形式。以下各分节给出本方法的一些实施例。

最优算法

导致所提出方法的基本观点是，每个子场提供一个适应(由那时的子场的完全集给出的)当前字的新机会，使得尽可能地接近所要求的亮度。对当前子场的决策是通过以下方法获得的：

-运动补偿插值使我们任何时刻(例如在当前子场的时间)都能利用方程5或6(计算的值)知道亮度应当是什么。

-当前运动向量使我们能通过在顺着运动轨道的许多在先的子场上跟踪人类观察者而回顾和计算已经积累了哪个亮度(累积值)。

-我们能计算一个目标亮度值，该亮度值与累积亮度组合起来产生等于所计算值的亮度：

calculated＝F(accumulated，target)(9)「计算的＝F(累积的，目标)(9)」

函数F可以是简单的平均计算，但也可以定义更复杂的方法来组合累积值和目标值。

-目标亮度值用某个决策标准决定当前子场中象素的点着。通过对目标值(方程9)的计算以及决策标准二者的适当选择，防止在运动轨道上的无意识要的亮度的创建。

在以下各分节中将讨论所提出的算法。首先讨论算法的一般形式，解释累积值、计算值、目标值和决策标准的使用。然后提出算法的当前实施例。

累积亮度

为了计算多个在先子场上的累积值，用权重W_i和相应时间t_i的一个集合表征r个子场的完全集(0≤t_i＜T，其中T是图象周期)，i的范围在0到r-1。在先的意思是它们已经被计算过，实际的显示时刻可能比当前的子场晚。现在，累积例如最后完全图象时间上的光脉冲，在运动的情况下在时间t(例如对应当前子场的时间)时的累积亮度是：

$I_A(\stackrel{\‾}{x},t)=\underset{j=0}{\overset{r-1}{\mathrm{\Σ}}}{W}_j{\mathrm{SF}}_j(\stackrel{\‾}{x}-(\frac{t-t_j}{T}+m)\stackrel{\‾}{D}(\stackrel{\‾}{x},t),n-m),---\left(10\right)$

其中

是帧n中位置x上的子场j的状态(0或1)。整数m指出该特定子场位于哪个帧中(m＝0表示当前帧，m＝1表示前一帧，等等)。因此，当在最后图象时间上求和时，

对于在方程10中对累积亮度的计算，一般需要在象素栅格上进行插值。这是因为 仅仅对于分立的x值来说才存在，而 $\stackrel{\‾}{x}-(\frac{t-t_j}{T}+m)\stackrel{\‾}{D}(\stackrel{\‾}{x},t)$ 则可能有整数值。

对字边界的选择，即把哪些(时间中的)子场组合成所述完全集，不是由所提出的方法来确定的。在累积中甚至有可能用多于(或少于)r个子场的子场。结果值不再被称作“字”，但是只要解释得当，它对算法来说仍然可以是有意义的，正如在“当前实施例”一节中所述的那样。

图5表示至此(t＝t1，r＝6，方程10)所累积的亮度的计算。计算运动轨道上在先子场的和。如果运动向量不经过象素的中心，就根据邻域的象素内插该子场的贡献(为简明起见省略了空间的一维)。所以，对我们当前象素的亮度的贡献的光发射，是用向量端点周围的象素进行插值的结果。这些象素对该子场来说未必要有相同的决策。如果决策不同，则净结果就像是一个具有不同权重的子场，它在第一顺序的逼近中等于用双线性插值获得的值。

图6通过显示从四个相邻象素的“虚拟”子场值

的双线性插值而表示该过程。采用：

计算得出 的值为：

f_x和f_y分别是水平方向和垂直方向上的正子场部分(positivesub-field fraction)。主要此时Sf_i的值可能在0与1之间，就是说，未必是二进制的。此外，只对一位片(one bit slice)进行计算，就是说，不需要完全乘数(对于a..d)。

用累积值来决定点着

在逼近在先子场上沿运动轨道的某象素处所创建的亮度(累积值)后，必须作出是否点着当前子场中的象素的决定。这个决定根据的是当前子场的权重和要在下一个子场中创建的亮度即目标亮度的估算。目标亮度是用两个值计算的：累积亮度和计算亮度。用前者时应当防止在运动轨道上创建无意识要的亮度。后者通过(例如用方程6)运动补偿输入数据，保证图象内容在正确的时间显示在正确的位置。注意这两种特性在很大程度上是互相依赖的：有可能用运动补偿值而不防止无意识要的亮度，也有可能用累积值而不运动补偿输入数据(每一个子场的“帧重复”)。这将只能致使图象模糊(很像传统的液晶显示器一样)而没有呈现人为因素轮廓(contouring artifacts)。所以，还有两个要执行的任务：

-组合累积值与计算值，以确定目标值。

-用目标值决定象素的点着。

这两个任务不是相互依赖的：点着标准应当考虑到目标值的定义，特别是牵涉到多少子场。目标值的概念主要用于把算法划分成独立的部分，即把决策标准与子场的时间组合分开。即使当前的实施例把I_A和I_T二者限制在同一个帧(见“当前实施例”一节)，将来的实现可以引入某种递归算法，通过介绍目标值，可以方便地描述递归算法。要计算I_T，就要用方程9求I_T(或者一开始就要像“当前实施例”一节中的那样定义它)，例如简单的计算平均(0≤α＜1)：

$I_C(\stackrel{\‾}{x},t)=\mathrm{\α}{I}_A(\stackrel{\‾}{x},t)+(1-\mathrm{\α})I_T(\stackrel{\‾}{x},t)\⇒$

$I_T(\stackrel{\‾}{x},t)=\mathrm{clip}(\frac{I_C(\stackrel{\‾}{x},t)-\mathrm{\α}{I}_A(\stackrel{\‾}{x},t)}{I-\mathrm{\α}},0,\max ),---\left(14\right)$

其中clip(a，0，max)返回在0与max之间剪切的值a。在这种情况中，I_A和I_T二者应当引用一个完全字(r个子场)，所以它们的范围对应于I_C(按定义是一个字)的范围。在这种情况中，I_T和I_A用“运行窗口”来选择用来构成一个字的子场集。当然，可以为I_T和I_A选择任何窗口(尽管不是都将产生满意的结果)，所提出的方法只确定存在一个累积值、计算值和目标值。对当前子场中的象素的决策现在根据的是在该子场的时间的目标值和子场权重。举例来说，就从字中取对应于要被切换的子场的权重的位：

这仍然留有混合来自不同字的位的可能性。此外，已经证明，在算法中采用递归(“运行窗口”)是非常困难的，因为这意味着I_A也是基于来自不同字的位，这使得递归循环非常不稳定(在不能通过简单翻译(诸如盖住/揭露和移动影子)而描述的运动的情况下尤其如此)。但是由于人类视觉系统将总是汇集帧边界上的光发射，递归方法是不可能有效的。

改进的实施例：“填充”

看来在累积中使用“运行窗口”会产生不稳定。通过把I_T和I_A限制到某个帧(I_T用k个子场，I_A用l个子场，k+l＝r)并通过采用“填充”决策标准，能防止这样。

累积(方程10)现在变成：

$I_A(\stackrel{\‾}{x},t_i)=\underset{j=0}{\overset{i-1}{\mathrm{\Σ}}}{W}_j{\mathrm{SF}}_j(\stackrel{\‾}{x}-(\frac{t_i-t_j}{T}+m)\stackrel{\‾}{D}(\stackrel{\‾}{x},t_i),n-m),---\left(16\right)$

其中i是当前子场号，m总是0。目标值代表为使I_C在帧的结尾等于I_A，在其余的子场中所需的亮度：

$I_T(\stackrel{\‾}{x},t)=I_C(\stackrel{\‾}{x},t)-I_A(\stackrel{\‾}{x},t)---\left(17\right)$

这样，就必须按权重的顺序(从高到低地)处理这些子场，以便正确地“填充”期望的亮度。处理的顺序不必与实际显示的顺序相同。最后，决策标准完成“填充”程序：

${\mathrm{SF}}_i(\stackrel{\‾}{x},n)=I_T(\stackrel{\‾}{x},t)\≥W_i---\left(18\right)$

总之，如果结果亮度不超过期望值，只点着该象素的该子场。这是基于下述的观察：通过在帧的开始以零亮度为开始，就决不可能在创建的亮度中通过切换随后的子场而补偿任何过量(这在递归算法中是有可能的)。图7表示在“填充”补偿期间用来自相同帧的子场的填充方法；

进一步的改进包括一种通过组合对一组象素的选择，最小化“成本函数”，而最小化其余的人为因素的可视性的方法。即使按照本发明的算法是最优的，由于分立象素结构的原因，所以也不总是有可能进行完美的补偿。以下分节描述对一组象素的“成本函数”的计算。对一组象素的组合判定

如本节开始时所述的那样，四舍五入错误是不可避免的。然而，当考虑一组象素时，就有可能将该组中四舍五入错误的总的影响最小化。为此，我们定义成本函数

为：

其中 是运动补偿亮度值(所计算的“应当”亮度)，

是为位置 处子场的点着的给定选择的所实现的(累积)亮度。如果我们的目标是最小化块中的DC误差，指数p一般是1。然而，感觉上可能最小化均方误差(p＝2)更好。这里，用试验来确定精确的成本函数。除了这个指数，由I和J的选择而决定的块的大小，可能也要经过试验优化。显然，最小误差结果是从描述块中所有象素的SFn的方法得出的。这隐含着优化以块频率而不是以象素速率发生(无重叠的块)。

图8表示按照本发明的图象显示设备的最重要的元素。图象显示设备800有接收装置802，用于接收代表要被显示的图象的信号。该信号可能是通过天线接收的广播信号，但是也可能是来自像VCR(视频录像带)的存储装置的信号。图象显示设备800进一步有用于处理图象的视频处理单元804和用于显示所处理的图象的显示装置806。显示装置806是以子场驱动的类型。视频处理单元有运动估算器808估算图象的各个象素的运动。第一亮度计算单元810用所估算的运动值来计算两个原始图象之间某时间点的图象。所选择的时间点与特定的子场有关，可以被选作该子场的时间周期(time period)的中点。第一亮度计算单元810为每个象素计算其亮度级应当是什么。第二亮度计算单元812在已经处理过的子场中生成的由人类观察者累积的光将有多少。为此，第二亮度计算单元从运动估算器中获得特定象素的运动向量并确定在哪些子场期间沿运动向量的象素已经被点着。然后，第三亮度计算单元814计算要在当前和其它其余子场中生成的目标亮度级。这个计算是根据期望的亮度级和已经累积的亮度级而进行的。随后，决策单元816决定是否必须在当前的子场中点着现有的象素。这个决定是根据目标亮度级和当前子场的权重作出的，因为该权重指出能在当前子场中实现的亮度级。当所有子场都已经被处理并聚集在一起，发送单元818将该信息发送到显示装置806供实际显示该图象。

应当注意，上述实施例是在解释而不是限制本发明，本领域的熟练人员在不偏离所附权利要求的范围的情况下将能设计出另外的实施例。在权利要求中，置于括号之间的任何引用符号均不要解释为是限制权利要求。“包含”一词不排除那些不在权利要求中列举的成分或步骤的存在。某成分之前的“一个”一词并不排除存在多个这样的成分。本发明可以通过包含几个不同成分的硬件实现，也可以通过适当编程的软件实现。在列举几个装置的权利要求中，这些权利要求的几个可以用一个相同的硬件来体现。

参考文献

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[8]G.de Haan，P.W.A.C.Biezen，H.Huijgen和O.A.Ojo的，“在运动补偿场速率变换中的故障弱化”in Proceedings of the International Workshopon HDTV，Ottawa，Canada，1993，pages 249-256.

Claims (7)

1.一种视频处理单元(804)，用于处理将在显示装置(806)上显示的图象系列，其中一个特定图象显示在多个被称作子场的周期中，每个子场具有各自的与在该子场中生成的相应亮度级相对应的权重，该视频处理单元包含：

第一亮度计算装置(810)，用于根据对图象系列的运动估算操作为特定象素计算在对应于当前子场的时间点上的期望亮度级；

用于从运动估算操作中获得特定象素的当前运动向量的装置(808)；

第二亮度计算装置(812)，用于计算沿多个早先处理的子场上的运动向量由人类观察者综合的累积亮度级；

第三亮度计算装置(814)，用于根据累积亮度级和期望亮度级计算将在当前子场和一个或多个后续子场中生成的目标亮度级；和

决策装置(816)，用于根据当前子场的目标亮度级和权重来决定是否将在当前子场中点着特定象素。

2.按照权利要求1的视频处理单元(804)，用于按子场的权重的降序来处理特定图像的子场。

3.按照权利要求1的视频处理单元(804)，其中第三亮度计算装置(814)用于将目标亮度级计算为等于期望亮度级减去累积亮度级，并且其中决策装置(816)用于在目标亮度级大于或等于根据当前子场的权重在当前子场中产生的光的亮度级时决定在当前子场中点着该特定象素。

4.一种显示设备(800)，用于显示图象系列，包含：

a)接收装置(802)，用于接收代表图象系列的信号；

b)视频处理单元(804)，用于处理将在显示装置(806)上显示的图象系列，其中一个特定图象显示在多个被称作子场的周期中，每个子场具有各自的与在该子场中生成的相应亮度级相对应的权重，该视频处理单元包含：

第一亮度计算装置(810)，用于根据对图象系列的运动估算操作为特定象素计算在对应于当前子场的时间点上的期望亮度级；

用于从运动估算操作中获得特定象素的当前运动向量的装置(808)；

第二亮度计算装置(812)，用于计算沿多个早先处理的子场上的运动向量由人类观察者综合的累积亮度级；

第三亮度计算装置(814)，用于根据累积亮度级和期望亮度级计算将在当前子场和一个或多个后续子场中生成的目标亮度级；和

决策装置(816)，用于根据当前子场的目标亮度级和权重来决定是否将在当前子场中点着特定象素；以及

c)显示装置(806)，用于显示图象系列。

5.用于处理将在显示装置上显示的图象系列的一种方法，其中一个特定图象显示在多个被称作子场的周期中，每个子场具有各自的与在此子场中生成的相应亮度级相对应的权重，该方法包含以下步骤：

根据图像系列的运动估算操作为特定象素计算在对应于当前子场的时间点上的期望亮度级；

从运动估算操作中获得特定象素的当前运动向量；

计算沿多个早先处理的子场上的运动向量由人类观察者综合的累积亮度级；

根据累积亮度级和期望亮度级计算将在当前子场和一个或多个后续子场中生成的目标亮度级；和

根据当前子场的目标亮度级和权重来决定是否在当前子场中点着该特定象素。

6.按照权利要求5的方法，其中这些子场是按每图象并以子场的权重的降序被处理的。

7.按照权利要求5的方法，其中目标亮度级被计算为等于期望亮度级减去累积亮度级，并且其中如果目标亮度级大于或等于根据当前子场的权重在当前子场中产生的光的亮度级，决定在当前子场中点着该特定象素。

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