Brevet FR2822284A1 — publié le 20020920

PROCEDE D'AFFICHAGE D'IMAGES VIDEO SUR PANNEAU D'AFFICHAGE A PLASMA ET PANNEAU D'AFFICHAGE A PLASMA CORRESPONDANT La présente invention concerne un procédé d'affichage d'images vidéo sur un panneau d'affichage à plasma. L'invention s'applique plus généralement aux dispositifs d'affichage comprenant une matrice de cellules élémentaires qui peuvent prendre soit un état allumé, soit un état éteint. La technologie des panneaux d'affichage à plasma (PAP) permet d'obtenir des écrans de visualisation plats et de grande dimension. Les PAP comprennent généralement deux dalles isolantes délimitant entre elles un espace rempli de gaz dans lequel sont définis des espaces élémentaires délimités par des barrières. Chaque dalle est munie d'un ou plusieurs réseaux d'électrodes. Une cellule élémentaire correspond à un espace élémentaire muni de part et d'autre dudit espace élémentaire d'au moins une électrode. Pour activer une cellule élémentaire, on provoque une décharge électrique dans l'espace élémentaire correspondant en appliquant une tension entre les électrodes de la cellule. La décharge électrique provoque alors une émission de rayons UV dans la cellule élémentaire. Des luminophores déposés sur les parois de la cellule transforment les UV en lumière visible. La période de fonctionnement d'une cellule élémentaire d'un PAP correspond à la période d'affichage d'une image vidéo. Chaque période d'affichage est composée de périodes élémentaires communément appelées sousbalayages. Chaque sous-balayage comporte une période d'adressage de la cellule et une période de maintien. La période d'adressage consiste à envoyer ou non une impulsion électrique vers la cellule élémentaire suivant que celle-ci doit être positionnée dans un état allumé ou éteint. La période de maintien consiste à envoyer une succession d'impulsions pendant une durée donnée pour maintenir la cellule dans un état allumé ou éteint. Chaque sous-balayage présente une durée propre de période de maintien et un poids qui est fonction de la durée de sa période de maintien. Les périodes de maintien sont réparties sur l'ensemble de la période d'affichage et correspondent à des périodes d'éclairement de la cellule. L'oeil humain effectue alors une intégration de ces périodes d'éclairement pour recréer le niveau de gris correspondant. La période d'affichage d'une image est appelée dans la suite de la description fenêtre d'intégration temporelle. Il existe quelques problèmes liés à l'intégration temporelle des périodes d'éclairement. Un problème de faux contours apparaît notamment lorsqu'un objet se déplace entre deux images consécutives. Ce problème se manifeste par l'apparition de bandes plus sombres ou plus claires sur des transitions de niveau de gris peu perceptibles normalement. Pour les PAP couleur, ces bandes peuvent être colorées. Ce problème de faux contours est illustré par la figure 1 représentant les sous-balayages pour deux images consécutives, I et I+1, comportant une transition entre un niveau de gris 127 et un niveau de gris 128. Cette transition se déplace de 4 pixels entre l'image I et l'image I+1. Dans cette figure, l'axe des ordonnées représente l'axe du temps et l'axe des abscisses représente les pixels des différentes images. L'intégration faite par l'oeil revient à intégrer temporellement selon les droites obliques représentées dans la figure car l'oeil a tendance à suivre l'objet en mouvement. Il intègre donc des informations provenant de pixels différents. Le résultat de l'intégration se traduit par l'apparition d'un niveau de gris égal à zéro au moment de la transition entre les niveaux de gris 127 et 128. Ce passage par le niveau de gris zéro fait apparaître une bande sombre au niveau de la transition. Dans le cas inverse, si la transition passe du niveau 128 au niveau 127, un niveau 255 correspondant à une bande claire apparaît au moment de la transition. Une première solution connue consiste à"casser"les sous-balayages de poids forts pour diminuer l'erreur d'intégration. La figure 2 représente la même transition que la figure 1 mais avec sept sousbalayages de poids 32 à la place des trois sousbalayages de poids 32,64 et 128. L'erreur d'intégration est alors au maximum d'une valeur de niveau de gris égale à 32. Il est également possible de répartir les niveaux de gris différemment mais il subsiste toujours une erreur d'intégration. Une autre solution à ce problème, présentée dans la demande de brevet européenne n 0 978 817, consiste à anticiper cette intégration de l'oeil en décalant les sous-balayages dans la direction du mouvement de façon à ce que l'oeil intègre la bonne information. Cette technique utilise un estimateur de mouvement pour calculer un vecteur de mouvement pour chaque pixel de l'image à afficher. Ces vecteurs de mouvement sont utilisés pour modifier les données fournies aux cellules élémentaires du PAP. En fait, l'idée générale de cette demande de brevet est de détecter les mouvements de l'oeil pendant l'affichage des images et de fournir aux cellules des données compensées en mouvement de façon à ce que l'oeil intègre la bonne information. Cette technique est illustrée à la figure 3. Comme mentionné précédemment, cette correction consiste à déplacer spatialement les sous-balayages en fonction des mouvements constatés entre les images de manière à anticiper l'intégration que va effectuer l'oeil humain. Les sous-balayages sont déplacés différemment en fonction de leur poids et de leur position temporelle dans la fenêtre d'intégration temporelle. Cette correction donne d'excellents résultats sur les transitions qui provoquent des effets de faux contours. L'invention propose une autre façon d'utiliser la compensation de mouvement pour corriger les effets de faux contours. (suite à linéariser) La présente invention concerne un procédé d'affichage d'images vidéo sur un panneau d'affichage à plasma comportant une pluralité de cellules élémentaires, chaque image vidéo étant codée suivant une pluralité de sous-balayages pendant lesquels chaque cellule élémentaire est soit allumée soit éteinte, chaque sousbalayage ayant un poids proportionnel à la durée de sa période d'éclairement, caractérisé en ce que, pour chaque image vidéo, on effectue les étapes suivantes : - on répartit ladite pluralité de sous-balayages en deux groupes consécutifs de sous-balayages identiques en nombre et en poids, les sous-balayages du premier groupe étant disposés dans l'ordre croissant de leur poids et les sous-balayages du second groupe dans l'ordre décroissant de leur poids, on estime le mouvement de ladite image vidéo à afficher par rapport à l'image vidéo précédente de manière à générer un vecteur de mouvement pour chaque pixel de l'image vidéo, - pour chaque pixel de l'image vidéo, on déplace les sous-balayages du second groupe d'une quantité sensiblement égale à la moitié du vecteur de mouvement estimé. L'invention concerne également un panneau d'affichage à plasma qui comporte un dispositif mettant en oeuvre le procédé d'affichage d'images vidéo de l'invention. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui suit et qui est faite en référence aux dessins annexés, parmi lesquels : la figure 1 illustre les effets de faux contours apparaissant lorsqu'une transition se déplace entre deux images consécutives ; les figures 2 et 3 illustrent des solutions connues pour compenser ces effets de faux contours ; la figure 4 montre les résultats de l'intégration temporelle de l'oeil lorsque les sous-balayages sont disposés selon l'invention ; la figure 5 montre une fenêtre d'intégration temporelle dans laquelle les sous-balayages sont disposés selon un ordre pyramidal ; la figure 6 montre une transition entre un niveau de gris A et un niveau de gris B, ces deux niveaux de gris étant codés suivant une pluralité de sousbalayages disposés selon un ordre pyramidal ; la figure 7 illustre le procédé de l'invention ; la figure 8 montre un exemple d'application du procédé de l'invention ; et la figure 9 montre un exemple de dispositif permettant de mettre en oeuvre le procédé de l'invention. Les figures 1 à 3 ont décrites précédemment ne seront pas détaillées par la suite. Selon l'invention, les sous-balayages sont disposés dans la fenêtre d'intégration temporelle de l'image à afficher de manière symétrique et une moitié des sous- balayages est déplacée spatialement pour s'opposer aux défauts de faux contours engendrés par l'autre moitié de sous-balayages. Une disposition particulière de sous-balayages produit un défaut qui lui est propre. Si la disposition particulière des sous-balayage est temporellement inversée, le défaut se trouve inversé spatialement. La visualisation de deux groupes consécutifs dont l'un correspond au symétrique de l'autre se compense dans la mesure où les deux groupes sont alignés selon la direction qui provoque le défaut. Pour des raisons de simplicité de compréhension et de mise en oeuvre, il est préféré d'utiliser un code dit pyramidal séparable en deux groupes symétriques l'un par rapport à l'autre. Le code pyramidal est défini comme étant un code dont les poids sont croissants puis décroissants de manière symétrique sur la période de visualisation (ou d'intégration) d'une image. La figure 4 illustre les résultats de l'intégration temporelle lorsque les sous-balayages sont d'une part disposés dans l'ordre croissant de leur poids (partie gauche de la figure 4) et lorsqu'ils sont d'autre part disposés dans l'ordre décroissant de leur poids (partie droite de la figure 4). Pour ce faire, on prévoit selon l'invention de disposer les sous-balayages selon un ordre pyramidal, à savoir que les sous-balayages sont répartis en deux groupes de sous-balayages identiques en nombre et en poids, un premier groupe dans lequel les sous-balayages sont disposés dans l'ordre croissant de leur poids et un second groupe consécutif au premier groupe dans lequel les sous-balayages sont disposés dans l'ordre décroissant de leur poids. Cette répartition des sousbalayages est illustré par la figure 5. Dans cette figure, les images sont affichées avec 14 sousbalayages, référencés SB1 à SB14, répartis en deux groupes identiques. Le premier groupe comprend les sous-balayages SB1 à SB7 et le second groupe les sousbalayages SB8 à SB14. Le sous-balayages SB1, SB2, SB3, SB4, SB5, SB6 et SB7 sont respectivement identiques aux sous-balayages SB14, SB13, SB12, SB11, SB10, SB9 et SB8. Cette disposition des sous-balayages est symétrique. De même, l'affichage d'un pixel est avantageusement effectué de manière symétrique, c'est- à-dire que lorsqu'un sous-balayage d'un pixel du premier groupe est allumé, le sous-balayage de même poids du second groupe est également allumé. Dans le cas d'une valeur impaire de niveau de gris, il est possible de réaliser une répartition déséquilibré de 1 à condition d'avoir un déséquilibre qui ne concerne que le sous-balayage de poids le plus faible pour que le défaut ne soit pas perceptible. Sinon, il est possible d'arrondir à la valeur paire immédiatement supérieure ou inférieure. Egalement, s'il est possible d'avoir un grand nombre de sous-balayage, on peut avoir recours à un deux sous-balayage de poids pour avoir une symétrie toujours parfaite. La figure 6 montre une transition entre un niveau de gris A et un niveau de gris B, ces deux niveaux de gris étant affichés à l'aide de sous-balayages disposés selon un ordre pyramidal. En l'absence de mouvement, cette disposition des sous-balayages permet d'obtenir une intégration temporelle identique à celle obtenue avec une disposition classique. En mouvement, selon l'invention, on déplace spatialement les sous-balayages du second groupe pour que les défauts de faux contours du second groupe s'opposent à ceux engendrés par le premier groupe. On parle alors de déplacement par bloc ou groupe de sousbalayages. Pour ce faire, on calcule pour chaque pixel de l'image vidéo à afficher, un vecteur de mouvement M représentatif du mouvement de l'image vidéo considérée par rapport à l'image précédente et on déplace les sous-balayages du second groupe d'une quantité sensiblement égale à la moitié du vecteur de mouvement M. La figure 7 illustre ce déplacement des sous-balayages du second groupe et montre les résultats de l'intégration temporelle selon l'invention. Dans cette figure, on considère que la transition entre les niveaux de gris A et B se déplace par exemple de 4 pixels par rapport à l'image précédente. Cette quantité, notée M, est calculée par un estimateur de mouvement. Selon l'invention, les sous-balayages SF8 à SF14 du second groupe sont déplacés d'une quantité égale à M/2, soit 2 pixels dans le sens du mouvement. Comme on peut le constater sur la figure 7, l'erreur d'intégration est spatialement divisée par 2 et elle concerne alors 2 pixels (M/2) au lieu de 4 pixels sans compensation de mouvement. De plus, dans l'exemple choisi, on peut remarquer que le défaut tel que montré sur la figure 4 se trouve remplacé par deux défauts contraires de plus faible amplitude qui se compensent mutuellement du fait de leur proximité. Un exemple numérique d'application du procédé de l'invention est montré à la figure 8. Dans cet exemple, la fenêtre d'intégration temporelle d'une image comporte 14 sous-balayages consécutifs de poids respectifs 1, 2,4, 8,16, 32,64, 64,32, 16,8, 4,2 et l, répartis en deux groupes. Le premier groupe comporte les 7 premiers sous-balayages et le second groupe comporte les 7 derniers. Dans cet exemple, on considère une transition, qui correspond au pire cas, entre un niveau de gris 128 et un niveau de gris 126 se déplaçant de 4 pixels par rapport à l'image précédente. Les sous-balayages du second groupe sont alors déplacés de 2 pixels dans le sens du mouvement. Dans cet exemple, l'erreur d'intégration est au maximum d'une valeur de niveau de gris égale à 42 (au niveau de la transition, le niveau de gris varie entre 170 et 84) et concerne 2 pixels au maximum. Cependant, l'écart spatial entre la valeur maximale et la valeur minimale du défaut n'est que d'un seul pixel, ce qui a pour effet de le rendre imperceptible. Pour des vecteur de mouvement beaucoup plus important le défaut devient perceptible mais se trouve très atténué. Ce procédé présente également d'autres avantages. Seul la moitié des sous-balayages est déplacé, et en plus d'une même valeur de déplacement. Le calcul de l'image à afficher se trouve très simplifié par rapport aux dispositifs qui calcule le déplacement à effectuer pour chaque sous-balayage. Egalement, ce procédé répartit la luminosité de l'image en deux zones symétriques, ce qui a pour effet de réduire le phénomène de papillotement large zone pour les valeurs de luminosité moyenne, valeurs les plus courantes en vidéo. D'autres variantes sont possibles. A titre d'exemple, le procédé décrit peut s'appliquer en cascade aux premier et deuxième groupes en les séparant chacun en deux groupes symétriques, l'image visualisée se trouvant découpée en quatre groupe, chaque groupe étant compensé en mouvement. Les effets produits sont alors amplifiés, les défauts se trouvant encore plus atténués. Par contre, cela nécessite un nombre de sousbalayage plus important. De très nombreuses structures sont possibles pour mettre en oeuvre le procédé de l'invention. Un exemple de réalisation est représenté à la figure 9. Une mémoire d'images 10 reçoit un flux d'images à mémoriser. La taille de la mémoire permet de mémoriser au moins 3 images consécutives, I-1, I et I+1, l'image 1+1 étant mémorisée pendant le traitement de l'image I utilisant l'image I-1. Un circuit de calcul 11, par exemple un processeur de signal, calcule les vecteurs de mouvement à associer aux différents pixels de l'image considérée et décale les sous-balayages selon le procédé décrit précédemment et fournit les signaux d'allumage à des circuits de pilotage de lignes 12 et de colonnes 13 d'une dalle plasma 14. Un circuit de synchronisation 15 est prévu pour synchroniser les circuits de pilotage 12 et 13. Cette structure n'est donnée qu'à titre d'illustration. REVENDICATIONS 1. Procédé d'affichage d'images vidéo sur un dispositif d'affichage comportant une pluralité de cellules élémentaires, chaque image vidéo étant codée suivant une pluralité de sous-balayages pendant lesquels chaque cellule élémentaire est soit allumée soit éteinte, chaque sous-balayage ayant un poids proportionnel à la durée de sa période d'éclairement, caractérisé en ce que, pour chaque image vidéo, on effectue les étapes suivantes : - on répartit ladite pluralité de sous-balayages en deux groupes consécutifs de sous-balayages, les deux groupes présentant le même nombre de sous-balayage de poids correspondant dont la répartition temporelle est symétrique, on estime le mouvement de ladite image vidéo à afficher par rapport à l'image vidéo précédente de manière à générer un vecteur de mouvement pour chaque pixel de l'image vidéo, - pour chaque pixel de l'image vidéo, on déplace les sous-balayages du second groupe d'une quantité sensiblement égale à la moitié du vecteur de mouvement estimé. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les sous-balayages du premier groupe sont disposés dans un ordre croissant de leur poids et les sous-balayages du second groupe dans un ordre décroissant de leur poids. 3. Panneau d'affichage à plasma caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif mettant en oeuvre le procédé d'affichage selon l'une des revendications 1 ou 2.