(57)【要約】本発明は、カラーシーケンシャルディスプレイデバイスで表示されるべき一連の画像を表現する画像信号を処理するための方法に関する。低減されたコストでカラーシーケンシャルディスプレイデバイスを使用して高品質画像のプレゼンテーションを可能にするため、受信された画像信号がそれぞれの画像について少なくとも３つの色成分に分離されることが提案され、少なくとも３つの色成分は、ディスプレイデバイス１６に順次表示される。さらに、受信された画像信号においてある画像から次の画像への動きが検出される。画像の少なくとも２つの色成分の動き補償１５は、同じ時間の瞬間で実行され、この色成分は、次々と表示される。最後に、少なくとも３つの色成分は、表示用に提供される。本発明は、提案される方法を実現するための手段を有する装置及びシステムに関する。
2006518480.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
カラーシーケンシャル方式で表示される一連の画像を表現する画像信号を処理する方法であって、
受信された画像信号を、それぞれの画像について、順次に表示される少なくとも３つの色成分に分離するステップと、
前記受信された画像信号で、ある画像から次の画像への動きを検出するステップと、
色成分が次々と表示される、画像の少なくとも２つの色成分の動き補償の補間を同じ時間的な瞬間で実行するステップと、
前記少なくとも３つの色成分を提供するステップと、
を有することを特徴とする方法。
【請求項２】
前記少なくとも３つの色成分は、少なくとも赤、緑及び青色の画像を有する、
請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記少なくとも３つの色成分のうち、知覚される明るさに対して最も高い寄与をもつ色成分は、動き補償なしで表示のために提供される、
請求項１記載の方法。
【請求項４】
同じ時間的な瞬間で動き補償の補間が実行される前記少なくとも２つの色成分は、知覚される明るさに対して二番目に高い寄与をもつ色成分を有し、前記時間的な瞬間は、知覚される明るさに対して前記二番目に高い寄与をもつ前記色成分が表示される表示の時間の瞬間に最も近い動きを補償するために決定される、
請求項１記載の方法。
【請求項５】
前記少なくとも３つの色成分は、前記受信された画像信号でルミナンス信号とクロミナンス信号から計算され、同じ時間的な瞬間で画像の少なくとも２つの色成分の前記動き補償の補間は、同じ時間的な瞬間で前記少なくとも２つの色成分のそれぞれのルミナンス成分及びクロミナンス成分の動き補償の補間を実行することで実行される、
請求項１記載の方法。
【請求項６】
前記少なくとも３つの色成分は、前記受信された画像信号でルミナンス信号及びクロミナンス信号から計算され、同じ時間的な瞬間で画像の少なくとも２つの色成分の前記動き補償の補間は、前記少なくとも２つの色成分のそれぞれのルミナンス成分の同じ時間的な瞬間で動き補償の補間を実行することで実行され、同じ時間的な瞬間で動き補償の補間が実行される前記少なくとも２つの色成分のそれぞれのクロミナンス成分は、動き補償なしに表示のために提供される、
請求項１記載の方法。
【請求項７】
前記少なくとも３つの色成分のそれぞれを時間圧縮するか又は遅延するために時間に基づいた補正を実行するステップを更に有する、
請求項１記載の方法。
【請求項８】
前記受信された画像信号は、インタレースビデオ信号を有し、受信された画像信号をそれぞれの画像について少なくとも３つの色成分に分離する前記ステップは、個別の連続する画像の信号を生成するために前記受信された画像信号をデインタレースするステップを有する、
請求項１記載の方法。
【請求項９】
カラーシーケンシャル方法で表示される一連の画像を表現する画像信号を処理するための装置であって、
一連の画像を表現する画像信号を受信するための受信部分と、
受信された画像信号を、それぞれの画像について、順次に表示される少なくとも３つの色成分に分離するための分離部分と、
前記受信された画像信号で、ある画像から次の画像への動きを検出するための動き予測部分と、
次々と表示される、画像の少なくとも２つの色成分の動き補償の補間を同じ時間的な瞬間で実行する動き補償部分と、
を有することを特徴とする装置。
【請求項１０】
一連の画像を表示するためのシステムであって、
請求項９に記載の装置と、
一連の画像のうちの画像の少なくとも３つの受信された色成分を表示するためのカラーシーケンシャルディスプレイ装置と、
を有することを特徴とするシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カラーシーケンシャル表示方式のディスプレイデバイスで表示されるべき一連の画像を表現する画像信号の処理に関する。また、本発明は、カラーシーケンシャルディスプレイデバイスに一連の画像を表示するためのシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
典型的に赤、緑及び青といった、それぞれの画像の色成分を個別に表示することで画像系列の画像を表示することが従来技術から知られている。かかる個別の色成分を表示するための異なるアプローチが存在する。本質的に、色を生成することは、ディスプレイの空間解像度と時間解像度との間でのトレードオフである。
【０００３】
ＣＲＴ（陰極線管）又はＬＣＤ（液晶ディスプレイ）デバイスのような第一のタイプのディスプレイデバイスは、全ての色成分を同時に生成及び表示する。赤、緑及び青の色成分のケースでは、たとえば、赤、緑及び青の色付けされたドットはスクリーンに同時に投影され、これにより、ディスプレイの空間解像度が加えられる。同時のディスプレイのため、専用ハードウェア部分は、それぞれの色成分について利用される必要がある。
【０００４】
ＬＣｏＳ（Liquid  Crystal  on  Silicon）のような第二のタイプのディスプレイは、対照的に、はじめに、それぞれの画像の赤色成分、次いで緑色成分及び最後に青色成分といった、それぞれの画像の色成分を順次に表示する。ＬＣｏＳディスプレイは、それぞれ単一のドットについて３倍の光を発生し、これによりディスプレイに時間的な解像度に加わる。色成分のピクチャレートは、典型的に、表示されるべき一連の画像のピクチャレートの３倍である。このアプローチは、同じハードウェアをそれぞれの色成分について順次使用することができるので、比較的制限されたコストで非常に高い解像度を達成することができるという利点がある。
【０００５】
従来、色成分の順次表示のための色成分信号が入力信号から直接的に発生する。しかし、色成分の順次表示は、ビデオシーンにおける動く対象物によるアーチファクトを導入する。個々の色成分は、異なる時間の瞬間で表示されるので、唯一の色成分は、オリジナルの動きの起動に従って表示することができる。たとえば、Ｒｅｄ信号がオリジナルの動きの起動に従って表示される場合、すなわち、表示の時間で正しい画像の位置で、オリジナルの動きの軌跡からの緑及び青信号の偏差は、「カラーブレイクアップ」として知られるアーチファクトを生じさせる。
【０００６】
かかるアーチファクトを回避するため、カラーシーケンシャルディスプレイのアプリケーションについて、画像系列に動き予測を実行すること、対応する動き補償を色成分に適用することが提案されている。類似の技術は、「ナチュラルモーション」ＴＶセットに適用されており、カラーシーケンシャルディスプレイにおける用途向けに良好に適している。直接的な実現では、３つの色成分のうちの２つは、その自身の時間的な瞬間で、それぞれ動き補償される必要がある。
【０００７】
少なくとも１つのカラー成分の動き補償は、たとえばWO01/10131に記載されている。提供される補償スキームは、画像ストリーム内のエリア又は対象物のための動きベクトルを決定し、たとえば内挿又は外挿により、それぞれの色成分のプレゼンテーションのそれぞれの回数について対象物の位置を予測し、予測された位置でエリア又は対象物を表現しているそれぞれのカラーブレーンを順次表示する。また、動き補償の内挿が必要とされる時間的な瞬間で、たとえば緑である最も重要な色成分について参照回数の判定が行われることが提案される。
【０００８】
典型的に１８０Ｈｚの高いピクチャレート及び通常ディスプレイの高い空間解像度で、３つの色成分のうちの２つを補償する機能の実現コストが重要である。唯一の色成分の動き補償は、他方で、アーチファクトの満足のいく低減につながらないことがある。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の目的は、低減されたコストでカラーシーケンシャル表示方式に従うディスプレイデバイスを使用して高品質画像のプレゼンテーションを可能にすることである。本発明は、独立の請求項により定義される。従属の請求項は、有利な実施の形態を定義する。提案される方法のはじめの２つのステップは、いずれかの順序で実行するか、同時でさえも実行することができる。
【００１０】
本発明は、少なくとも３つの色成分が順次に、すなわち同じ時間的な瞬間ではなく表示されるべきシステムにおいて、動き補償の補間が３つの色成分のうちの少なくとも２つについて同じ時間的な瞬間で実行される場合に、満足される動き補償を達成することができるという考慮から進められている。結果的に動き補償は、１つの色成分について最適であるだけでなく、他の色成分も少なくとも部分的に補償される。本発明の利点は、それ自身の時間的な瞬間で、すなわち３つの色成分のうちの少なくとも２つについて同じ瞬間ではなく、それぞれの色成分について専用とされる動きベクトルによる動き補償と比較して、低減された処理量での動き補償を可能にすることである。これにより、知覚される画質における利点が殆ど完全に保持されつつ、かなりのコストの低減となる。
【００１１】
有利なことに、知覚される明るさへの最も高い寄与をもつ色成分は動き補償されず、全ての他の色成分が動き補償される。これにより、ルミナンスのアーチファクトがクロミナンスのアーチファクトよりも目に見える事実のため、知覚される動き補償のアーチファクトは最小化される。動き補償は、異なる画像部分におけるアーチファクトを常に招くので、ルミナンスに最も寄与しない原色に集中させることが最良である。２つの他の色成分のケースでは、動き補償の補間は、第三の色成分が表示されるべき時間の瞬間よりも、知覚される明るさに二番目に寄与する色成分が表示されるべき時間の瞬間に近い時間的な瞬間で実行されることが好ましい。ＲＧＢ色成分のケースでは、たとえば、緑色成分は、知覚される明るさに最も高い寄与をもつ色成分である考えられる場合があり、赤色成分は、知覚される明るさに二番目に高い寄与をもつ色成分であると考えることができる。したがって、緑色成分は、動き補償されないことが好ましく、赤及び青色成分の動き補償の補間が赤色成分のディスプレイの時間的な瞬間で計算される。
【００１２】
本発明の好適な実施の形態では、少なくとも２つの色成分は、これが最良の結果をもたらすため、それらの全体において動き補償される。色成分が受信された画像信号（Ｙ／Ｕ／Ｖ）のルミナンス信号及びクロミナンス信号から計算されるケースでは、たとえば、少なくとも２つの色成分のそれぞれのルミナンス成分とクロミナンス成分の動き補償の補間は、同じ時間的な瞬間で実行される。
【００１３】
特に経済的な代替について、少なくとも２つの色成分の動き補償されないクロミナンス成分が利用されつつ、少なくとも２つの色成分のルミナンス成分のみが、動き補償の補間に基づいて動き補償される。
【００１４】
本発明は、たとえばテレビジョンセットにおいて、カラーシーケンシャルディスプレイを利用するいずれかの装置又はシステムで利用することができる。カラーシーケンシャルディスプレイは、本発明に係る装置の一部である必要がない。本発明のこれらの態様及び他の態様は、図面の考慮の後に本明細書で記載される実施の形態を参照して明らかにされる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
図１は、本発明の実施の形態が実現される、たとえばＴＶセットといったカラーシーケンシャルディスプレイシステムの概念的なブロック図である。システムは、受信部分１１を有しており、一方で分離部分１２に接続され、他方で動き予測部分１３に接続されている。分離部分１２は、時間ベースの補正部分１４を介して動き補償部分１５に更に接続される。動き予測部分１３は、この動き補償部分１５にも接続されている。動き補償部分１５は、最終的に、システムの表示部分１６に接続されている。
【００１６】
受信部分１１は、画像系列を表現しているインタレースビデオ信号を受ける。画像系列の画像は、予め決定された第一の時間インターバルで、すなわち所与のピクチャレートでスクリーンに表示される。
【００１７】
次いで、受信された信号は、分離部分１２に供給される。分離部分１２は、受信されたビデオ信号にデインタレース処理を適用し、これによりそれぞれの画像の赤、緑及び青（ＲＧＢ）色成分に分離されるプログレッシブ画像信号を生成することができる。それぞれの画像の色成分は、等しい、予め決定された第二の時間インターバルで連続して表示され、この第二の時間インターバルは、典型的に第一の時間インターバルの１／３である。さらに、色成分の表示の順序は、それぞれの画像について典型的に緑−赤−青である。したがって、ＲＧＢ色成分のそれぞれは、時間ベースの補正部分１４で時間圧縮され、これに応じて遅延され、補正された色成分は、動き補償部分１５に送出される。
【００１８】
同時に、受信部分１１は、動き予測部分１３に受信されたビデオ信号を提供する。動き予測部分１３は、それぞれの画像から次の画像への、すなわちピクチャｎ−１とピクチャｎとの間で動きを検出する。ここでｎは、画像系列におけるそれぞれの画像の数である。いずれか検出された動きに関する情報は、動き予測部分１３により動き補償部分１５に提供される。
【００１９】
動き補償部分１５では、画像系列の緑色成分が表示される時間の瞬間は、基準時間として選択される。したがって、動き補償部分１５は、画像の緑色成分についていずれかの補償を実行しない。動き補償部分１５により表示部分１６に送出されるそれぞれの緑色成分は、ピクチャｎ−１又はピクチャｎのいずれかからの単に時間圧縮されて遅延されたコピーである。
【００２０】
動き補償部分１５は、動き予測部分１３により動きが検出される画像の全ての部分についての補間動きベクトルにより決定される。動きベクトルは、ピクチャｎ−１から、それぞれの動きが検出される２つのピクチャｎ−１とｎの時間の瞬間の間の特定の時間の瞬間まで進むときに行われる画像の異なる部分における動きを示している。より詳細には、赤色成分が遅延される時間の瞬間の動きベクトルが決定される。次いで、これら動きベクトルは、現在のピクチャｎ−１の青色成分と同様に赤色成分を動き補償するために使用される。したがって、赤及び青色成分は、時間圧縮されて遅延された入力ピクチャｎ及びｎ−１から計算される。赤色成分が遅延される時間の瞬間は、赤におけるよりも青において幾分大きなタイミングエラーを有することが有利である可能性があるので、動きベクトルを決定するために選択されている。動き補償された赤及び青色成分は、表示部分１６に供給される。表示部分１６は、受信されたＲＧＢ色成分を連続してスクリーンに投影する。
【００２１】
図２〜図４は、補償されていない色成分の表示、公知のやり方で補償された色成分の表示、及び図１のシステムによる本発明に従って補償された色成分の表示の間の違いを例示している。
【００２２】
図２ａ及び図２ｂは、補償なしに画像系列の色成分の表示に関する。図２ａは、ピクチャナンバーｎにわたり画像における対象物の位置を示す図である。図における矢印２１は、画像系列におけるホワイトボールの動きを示している。ボールは、シーケンスで表示される、緑色成分、赤色成分及び青色成分にそれぞれの画像について分裂される。理解されるように、緑色成分は、ホワイトボールの正しい位置で常に表示される。動き補償が存在しないので、赤及び青色成分は、緑色成分と同じ画像の位置でそれぞれの画像について提供されるが、後の時間の瞬間で、表示されたビデオにおける「カラーブレイクアップ」として目に見ることができる。
【００２３】
図２ｂは、同じ状況に関連する更なる図であって、ピクチャ番号ｎを表しているラインを有している。この図では、矢印は、その時間の瞬間で、それぞれの色成分が有効であることを示している。全ての色成分Ｒ，Ｇ及びＢ（赤、緑及び青）は、緑成分が表示される時間的な瞬間で有効である。これらの色成分のいずれもが動き補償されない。
【００２４】
図３ａ及び図３ｂは、当該技術分野より公知の動き補償による画像系列の色成分の表示に関する。図３ａは、矢印３１がホワイトボールの動きを示すピクチャ数ｎにわたり画像における対象物の位置を与えている図である。ボールは、シーケンスで表示される、それぞれの画像について緑色成分、赤色成分及び緑色成分に分裂される。緑色成分は、動き補償なしにホワイトボールの正しい位置で常に表示される。赤色成分及び青色成分は、それぞれの画像について、緑色成分よりも後の時間の瞬間で与えられる。このケースでは、赤色成分は、それぞれ赤色成分が表示されるべき時間の瞬間について決定された動きベクトルで動き補償され、青色成分は、それぞれの青色成分が表示されるべき時間の瞬間について決定された動きベクトルで動き補償される。それぞれの動きベクトルは、たとえば、緑色成分のプレゼンテーションの時間の瞬間でボールの位置を補間することで決定される。結果として、赤色成分及び青色成分がホワイトボールの正しい位置で常に表示され、このことは、別の画像の位置でそれぞれの色成分が表示される動きのケースを意味している。
【００２５】
図３ｂは、同じ状況に関連する更なる図であって、図２ｂのようにピクチャの数ｎを表しているラインを有している。この図では、矢印Ｇは、緑成分が表示される時間の瞬間を表している。矢印Ｒ及びＢは、それぞれの赤及び青成分が有効である時間の瞬間を表している。このケースでは、それらの時間の瞬間は、これらの成分が表示される時間の瞬間と同一である。結果として、「カラーブレイクアップ」のアーチファクトが解決される。入力画像からのこれらＲ及びＢ成分を導出するため、これらの成分は、それぞれの光学的な時間の瞬間で動き補償される。色成分のそれぞれは、最適な補償のために必要とされる動きベクトルで動き補償され、動き補償が緑色成分について必要とされない。赤及び青色成分について専用とされる動きベクトルが決定されるので、処理労力が著しい。
【００２６】
図４ａ及び図４ｂは、本発明に係る動き補償による画像系列の色成分の表示に関する。図４ａは、図２ａ及び図３ａに似ており、ピクチャの数ｎにわたり画像における対象物の位置を与えている図であって、ホワイトボールの動きを矢印３１が示している。ボールは、それぞれの画像について緑色成分、赤色成分及び緑色成分に分割され、これらは順次に表示される。緑色成分は、動き補償なしにホワイトボールの正しい位置で常に表示される。赤色成分及び青色成分は、緑色成分よりも後の時間の瞬間でそれぞれの画像について与えられる。それぞれ赤色成分は、それぞれ赤色成分が表示されるべき時間の瞬間について近似的に決定される動きベクトルで動き補償され、それぞれ青色成分は、それぞれ赤色成分は表示されるべき時間の瞬間について決定された動きベクトルで動き補償される。動きベクトルは、緑色成分の表示のそれぞれ２つの最も近い時間の瞬間でボールの位置を補間することで決定される。結果として、赤色成分は、それらのプレゼンテーションの時間の瞬間について正確であるホワイトボールの位置で基本的に常に表示される。これにより、青色成分の位置は、それらのプレゼンテーションの時間の瞬間で正確であるホワイトボールのそれぞれの位置に近似される。
【００２７】
図４ｂは、同じ状況に関連する更なる図であり、図２ｂ及び図３ｂのようなピクチャの数ｎを表すラインを有する。この図では、矢印Ｇは、緑成分が表示される時間の瞬間を表している。矢印Ｒ及びＢは、単一の時間の瞬間で位置されている。これは、それぞれの赤及び青成分が有効である時間の瞬間を表している。これらのＲ及びＢ成分を入力画像から導出するため、これらの成分は、同時の瞬間で動き補償される。
【００２８】
緑色成分のみが正しい時間の瞬間で示されており、小さなタイミングエラーが赤及び青色成分において許容されている。タイミングエラーは、知覚された明るさに対するそれぞれの原色の寄与につれて減少する。
【００２９】
特に青色成分が最適に動き補償されていない場合であっても、表示されたビデオの知覚されたアーチファクトが最小にされる。
【００３０】
図１のシステムで実現される本発明の第一の実施の形態では、決定された動きベクトルは、赤色成分及び青色成分にそれら全体的に適用される。
【００３１】
図１のシステムで実現される本発明の第二の実施の形態では、分離部分１２は、それぞれの画像についてルミナンスＹ信号及びクロミナンスＵ／Ｙ信号からＲＧＢ色成分を計算する。動き補償部分１５は、ルミナンス成分Ｙ及びクロミナンス成分Ｕ／Ｖの両者、同じ動きベクトルをもつ赤及び青色成分を補償する。
【００３２】
また、図１のシステムで実現される本発明の第三の実施の形態では、分離部分１２は、それぞれの画像におけるルミナンスＹ信号及びクロミナンスＵ／Ｖ信号からＲＧＢ色成分を計算する。この実施の形態では、動き補償は、赤及び青色成分のルミナンスＩ成分についてのみ動き補償部分１５で実行される。赤及び青色成分のクロミナンス成分Ｕ／Ｖは、緑色成分のように扱われる。すなわち、それらに動き補償が行われない。
【００３３】
第二及び第三の実施の形態では、動き補償されたＹ／Ｕ／Ｖ信号を取り出し、マトリクスをＲＧＢ変換に実行し、たとえば赤色信号をはじめに表示するために結果を使用し、更に青信号を表示するためにそれを遅延することで再使用することが可能である。
【００３４】
本発明の記載された実施の形態は、本発明の幾つかの可能性のある実施の形態のうちの選択された実施の形態を構成するものであって、先に記載された実施の形態は、本発明を制限するよりはむしろ例示するものであり、当業者であれば、特許請求の範囲から逸脱することなしに多くの代替的な実施の形態を設計することが可能である。請求項では、括弧間に位置された参照符号は、請求項を制限するものとして解釈されるものではない。単語「有する“comprising”」は、請求項に列挙された構成要素又はステップ以外の構成要素又はステップの存在を排除するものではない。構成要素に先行する単語“ａ”又は“ａｎ”は、複数の構成要素の存在を排除するものではない。本発明は、幾つかの個別のエレメントを有するハードウェア、及び適切にプログラムされたコンピュータにより実現することができる。幾つかの手段／部分を列挙している装置の請求項では、これら手段／部分の幾つかは、同一のハードウェアで実施することができる。所定の手段が相互に異なる従属の請求項で引用されることは、これらの手段の組み合わせが利用することができないことを示すものではない。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の実施の形態が実現されるシステムのブロック図である。
【図２】動き補償がない色成分の表示を例示する図である。
【図３】公知の動き補償により色成分の表示を例示する図である。
【図４】本発明に係る動き補償により色成分の表示を例示する図である。
【図１】
2006518480.tif 000003
【図２】
2006518480.tif 000004
【図３】
2006518480.tif 000005
【図４】
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【国際調査報告】
2006518480.tif 000007
2006518480.tif 000008
2006518480.tif 000009