(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ある画像の画素に対応する複数の発光素子を有するディスプレイデバイスに表示するためにビデオ画像を処理する方法であって、
ビデオフレーム期間又はビデオフィールド期間が、その間に明るさ調節に使用されるサブフィールドコードワードに対応するスモールパルスでの発光について前記発光素子を作動することができる複数のサブフィールドに分割され、それぞれのサブフィールドには特定のサブフィールドの重みが割当てられ、
ある画像の画素のビデオ信号がサンプリングされ、ビデオ信号のサンプルがＮビットを有するビデオデータワードにより表され、前記ビデオデータワードにはＮ＋Ｘビットを有するサブフィールドコードワードが割り当てられ（Ｎ，Ｘは整数）、
動き予測によりビデオ画像における画素について動きベクトルが計算され、これら動きベクトルが、画素について補正されたサブフィールドコードワードを決定するために使用され、
前記動きベクトルの計算は、画素の１つ以上の色成分について個別に行われ、前記動きベクトルの計算について、Ｎ＋Ｘビットを有する前記サブフィールドコードワードが色成分についてＮビットを有するビデオ信号のサンプルの代わりにデータ入力として使用され、前記動きベクトルの計算は、完全なサブフィールドコードワードに基づいて行われるか、又は複数のサブフィールドからのサブフィールドからなるサブグループのみのサブフィールドコードワードにおけるエントリから形成されるコードワードに基づいて行われ、前記動きベクトルは、補正されたサブフィールドコードワードが配置される軌道を定義し、
前記動きベクトルの計算が前記完全なサブフィールドコードワードに基づいて行われるか、又は前記サブフィールドからなる前記サブグループに基づいて行われる場合、２つの連続するフレームにおける画素を比較するための勾配決定ステップが実行され、
２つの画素間の勾配は、２つの連続するビデオレベルにそれぞれ対応する２つのサブフィールドコードワード間の互いに異なるビットのそれぞれを、前記サブフィールドの重みのうちの対応する重みと乗算し、それぞれの乗算の結果を合計することにより定義される、
ことを特徴とする方法。
【請求項２】
ある画像の画素に対応する複数の発光素子を有するディスプレイデバイスに表示するためにビデオ画像を処理する方法であって、
ビデオフレーム期間又はビデオフィールド期間が、その間に明るさ調節に使用されるサブフィールドコードワードに対応するスモールパルスでの発光について前記発光素子を作動することができる複数のサブフィールドに分割され、それぞれのサブフィールドには特定のサブフィールドの重みが割当てられ、
ビデオ画像における画素について動きベクトルが計算され、これら動きベクトルが、画素について補正されたサブフィールドコードワードを決定するために使用され、
前記動きベクトルの計算は、画素の１つ以上の色成分について個別に行われ、前記動きベクトルの計算について、前記サブフィールドコードワードは色成分についてビデオ信号サンプルの代わりにデータ入力として使用され、前記動きベクトルの計算は、１ビット画像に基づいて行われ、前記１ビット画像のそれぞれの画素は、該画素について対応するサブフィールドコードワードの専用のエントリ、すなわち複数のサブフィールドからの専用の１つのサブフィールドについてのエントリに等しく、
前記動きベクトルは、前記複数のサブフィールドのうちで所定のサブフィールドの重みを超える重みをもつサブフィールドについて個別に計算される、
ことを特徴とする方法。
【請求項３】
前記１ビット画像に基づいて計算された結果的に得られる動きベクトルは、前記動きベクトルの計算が行われたことに基づいて、サブフィールドのみについて補正されたサブフィールドコードワードエントリを計算するために使用される、
請求項２記載の方法。
【請求項４】
画素について１ビット画像から計算された結果的に得られる動きベクトルは、平均化され、該平均化された動きベクトルは、前記サブフィールドコードワードについて補正されたサブフィールドコードワードのエントリを計算するために使用される、
請求項２記載の方法。
【請求項５】
補正されたサブフィールドコードワードの決定について、計算された動きベクトルに基づいて所与の画素のサブフィールドのエントリのシフトが計算され、前記サブフィールドのエントリのシフトは、所与の画素の前記サブフィールドコードワードにおけるどのサブフィールドのエントリが、前記動きベクトルの方向に沿ったどの画素の位置にシフトされる必要があるかを決定する、
請求項１記載の方法。
【請求項６】
動的な擬似輪郭補償のためにプラズマディスプレイデバイスにおいて使用される、
請求項１記載の方法。
【請求項７】
それぞれの色成分のビデオデータについてサブフィールド符号化ユニットを有する請求項２記載の方法を実行する装置であって、
当該装置は、１つのサブフィールドについて動き予測を個別に実行するために、サブフィールドコードワードから１ビット画素を入力データとして受ける複数の１ビット動き予測器に小分割される、それぞれの色成分についての動き予測器を有し、
当該装置は、補正されたサブフィールドコードワードのエントリを計算する複数の対応する補償ブロックを有する、
ことを特徴とする装置。
【請求項８】
それぞれの色成分のビデオデータについてサブフィールド符号化ユニットと、前記動きベクトルに基づいて、補正されたサブフィールドコードワードを計算する対応する補償ブロックとを有する請求項１記載の方法を実行する装置であって、
当該装置は、それぞれの色成分についてＮビットを有するビデオデータワードの代わりにＮ＋Ｘビットを有するサブフィールドコードを入力データとして受ける動き予測器を更に有する、
ことを特徴とする装置。
【請求項９】
ある画像の画素に対応する複数の発光素子を有するディスプレイデバイスに表示するためにビデオ画像を処理する方法であって、
ビデオフレーム期間又はビデオフィールド期間が、その間に明るさ調節に使用されるサブフィールドコードワードに対応するスモールパルスでの発光について前記発光素子を作動することができる複数のサブフィールドに分割され、それぞれのサブフィールドには特定のサブフィールドの重みが割当てられ、
前記画素がＮビットを有するビデオデータワードにより表され、前記ビデオデータワードにはＮ＋Ｘビットを有するサブフィールドコードワードが割り当てられ（Ｎ，Ｘは整数）、
動き予測によりビデオ画像における画素について動きベクトルが計算され、これら動きベクトルが、画素について補正されたサブフィールドコードワードを決定するために使用され、
前記動きベクトルの計算は、画素の１つ以上の色成分について個別に行われ、前記動きベクトルの計算について、Ｎ＋Ｘビットを有する完全なサブフィールドコードワード又は複数のサブフィールドからのサブフィールドからなるサブグループのみのサブフィールドコードワードにおけるエントリから形成されるコードワードが、色成分についてＮビットを有するビデオデータワードの代わりにデータ入力として使用され、
前記動きベクトルの計算は、完全なサブフィールドコードワードに基づいて行われるか、又は複数のサブフィールドからのサブフィールドからなるサブグループのみのサブフィールドコードワードにおけるエントリから形成されるコードワードに基づいて行われ、前記動きベクトルは、補正されたサブフィールドコードワードが配置される軌道を定義し、
前記動きベクトルの計算が前記完全なサブフィールドコードワードに基づいて行われるか、又は前記サブフィールドからなる前記サブグループに基づいて行われる場合、２つの連続するフレームにおける画素を比較するための勾配決定ステップが実行され、
２つの画素間の勾配は、２つの連続するビデオレベルにそれぞれ対応する２つのサブフィールドコードワード間の互いに異なるビットのそれぞれを、前記サブフィールドの重みのうちの対応する重みと乗算し、それぞれの乗算の結果を合計することにより定義される、
ことを特徴とする方法。
【請求項１０】
補正されたサブフィールドコードワードの決定について、計算された動きベクトルに基づいて所与の画素のサブフィールドのエントリのシフトが計算され、前記サブフィールドのエントリのシフトは、所与の画素の前記サブフィールドコードワードにおけるどのサブフィールドのエントリが、前記動きベクトルの方向に沿ったどの画素の位置にシフトされる必要があるかを決定する、
請求項９記載の方法。
【請求項１１】
動的な擬似輪郭補償のためにプラズマディスプレイデバイスにおいて使用される、
請求項９記載の方法。
【請求項１２】
それぞれの色成分のビデオデータのサブフィールド符号化ユニットと、前記動きベクトルに基づいて、補正されたサブフィールドコードワードを計算する対応する補償ブロックとを有する請求項９記載の方法を実行する装置であって、
当該装置は、それぞれの色成分について、Ｎビットを有するビデオデータワードの代わりに、Ｎ＋Ｘビットを有する完全なサブフィールドコードを入力データとして受けるか、前記複数のサブフィールドからのサブフィールドからなるサブグループのみのサブフィールドコードワードにおけるエントリから形成されるコードワードを入力データとして受ける動き予測器を更に有する、
ことを特徴とする装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
［発明の分野］
本発明は、ディスプレイデバイスに表示するためのビデオ画像を処理するための方法及び装置に関する。
より詳細には、本発明は、プラズマディスプレイパネル、又は画素値がディスプレイへのスモールライティングパルスの対応する数の生成を制御する他のディスプレイデバイスのようなマトリクスディスプレイでの画像の画質を向上するためのビデオ処理に深く関連している。
【０００２】
［発明の背景］
プラズマ技術により、大型で、且つ視野角の制約がない非常に制限された奥行きを有するフラットカラーパネルを達成することが可能となってきている。
【０００３】
欧州ＴＶの最近の世代に関して、画質を向上するための多くの試みがなされている。結果的に、プラズマ技術のような新たな技術は、標準的なＴＶ技術よりも良好な画質を提供しなければならない。プラズマ技術は、一方では、「無制限の」スクリーンサイズ、魅力的な薄さという可能性を与えるが、他方では、新たな種類のアーチファクトを生成し、画質を低下させる可能性がある。
【０００４】
これらアーチファクトの殆どは、ＴＶ画像に関して異なるものであり、より目に見えるようになる。これは、人々が旧式のＴＶのアーチファクトを無意識に見てしまうためである。
【０００５】
アーチファクトは、本明細書では、「動的擬似輪郭作用」と呼ばれる。これは、ＰＤＰスクリーンの観察ポイントが動いたときに、画像における色付きのエッジが出現する形で、グレイレベル及び色が乱れることに対応しているためである。画質の低下は、画像が皮膚のような滑らかな勾配を有するときに増加する。この作用は、画像の鮮鋭さという点で深刻な低下を引き起こす。
【０００６】
図１は、皮膚領域による自然シーンでのかかる擬似輪郭作用のシミュレーションを示している。表示されている女性の腕に関して、たとえば、この擬似輪郭作用により生じた２つの暗いラインが示されている。また、女性の顔では、かかる暗いラインが右側に生じている。
さらに、静止画像に関しても、観察者が頭を動かしたときに、同じ問題が生じ、結果として、かかる誤りは、人間の視力に依存して網膜に生じる。
【０００７】
これまで、幾つかのアルゴリズムが知られており、ビデオ画像における動き予測に基づいて、重要な観察ポイントの動きを予想して、この擬似輪郭作用を低減又は抑圧することができる。殆どの場合では、これら異なるアルゴリズムは、使用される動き予測に関する詳細情報を与えることなしに、サブフィールド符号化部分に焦点を合わせている。
【０００８】
昔は、動き予測の発展は、欧州ＴＶ画像について（たとえば、５０Ｈｚから１００Ｈｚへの周波数変換）、プロスキャンコンバージョンについて、及びＭＰＥＧ符号化のような動き補償符号化等について、主にフリッカ低減に焦点が合わせされていた。このために、これらのアルゴリズムは、輝度情報、及びとりわけビデオレベル情報のみに関して主に作用する。しかしながら、かかる適用について解決すべき問題は、ＰＤＰの動的擬似輪郭に関する問題とは異なる。これは、ＰＤＰの動的擬似輪郭に関する問題は、ビデオ情報がプラズマディスプレイで符号化される手法に直接リンクしているからである。
【０００９】
動き予測器を使用することに基づくＰＤＰの擬似輪郭作用に関する多くの解決案が発表されてきている。しかし、かかる発表は、動き予測器のトピック、特に、特定のプラズマディスプレイの要件に適合するトピックを言及するものではない。
【００１０】
プラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）は、「オン」又は「オフ」にのみなりうる放電セルからなるマトリクスアレイを利用している。また、グレイレベルが発光によるアナログ制御により表現されるＣＲＴ又はＬＣＤとは異なり、ＰＤＰは、フレーム当りの光パルス数を変調することによりグレイレベルを制御する。この時間変調は、目の時間応答に対応する周期にわたり目により統合される。
【００１１】
ＰＤＰスクリーンの観察ポイント（目の焦点領域）が動くとき、目は、この動きに追従する。結果として、目は、フレーム周期にわたり同じセルからの光を統合しないが（静的な統合）、移動の軌道に配置される異なるセルから到来する情報を統合し、これら全ての光パルスを互いに混合して、不完全な信号情報を生じてしまう。
【００１２】
今日、この擬似輪郭作用を低減するための基本的な考えは、画像における動き（目の焦点領域の変位）を検出し、異なるタイプの補正に適用して、目がその動きを通して補正された情報のみを知覚することである。これらの解決策は、たとえば、本発明者による欧州特許出願EP-A-0980059及びEP-A-0978816号に記載されている。
【００１３】
しかし、昔は、動き予測器の発展は、プラズマ技術以外の他の用途に主に焦点が合わせされており、擬似輪郭補償の狙いは、プラズマ特有の要件に適合する必要がある。
【００１４】
実際に、標準的な動き予測は、ビデオレベルに基づいて作用し、結果的に、このビデオレベル（たとえば、強い空間勾配）で出現する構造の動きを捕捉することができる。誤差が同種の領域に関して生じる場合、プロスキャンコンバージョンのような標準的なビデオアプリケーションに影響を与えない。これは、目が表示されているビデオレベル（ＣＲＴスクリーンでのアナログ信号）において、差異を見ることがないためである。他方では、プラズマスクリーンの場合、ビデオ信号における小さな差異は、光パルス放出スキームにおける大きな差異から生じる可能性があり、これにより、強い擬似輪郭アーチファクトを生じる可能性がある。
【００１５】
［発明の概要］
したがって、本発明の目的は、プラズマディスプレイ適用のようなマトリクスディスプレイ向けの適合された標準的な動き予測器を開示することにある。本発明のキーとなる論点は、（走査モード及びサブフィールド分散が良好に定義されていない場合であっても）その発展のそれぞれのレベルでプラズマ技術のそれぞれの種類向けに使用することができることである。
【００１６】
請求項１によれば、本発明は、画像の画素に対応する複数の発光素子を有するディスプレイデバイスに表示するためにビデオ画像を処理する方法に関する。本方法では、ビデオフレームの時間期間又はビデオフィールドの時間期間は、複数のサブイールドに分割されている。このサブフィールドの間に、発光素子は、サブフィールドコードワードに対応するスモールパルスでの発光について作動することができる。このサブフィールドコードは、明るさ調節に使用される。本方法では、特定のサブフィールド重みがそれぞれのサブフィールドに対して割当てられており、動きベクトルは、画素について計算され、これら動きベクトルが使用されて、画素について補正されたサブフィールドコードワードが決定される。
ここで、本発明は以下を特徴としている、動きベクトルの計算は、画素の１つ以上の色成分（Ｒ，Ｇ，Ｂ）について個別に行われ、サブフィールドコードワードは、動き予測についてデータ入力として使用される。また、動きベクトルの計算は、１つのサブフィールドについて、又は複数のサブフィールドからのサブフィールドからなるサブグループについて個別に行われる。又は、動きベクトルの計算は、完全なサブフィールドコードワードに基づいて行われ、サブフィールドコードワードは、標準的な２進データとして解釈される。
更なる有効な手段は、従属の請求項から明らかとなる。
【００１７】
また、本発明は、本発明の方法を実行する有効な装置から構成される。
１実施の形態では、請求項１の方法を実行するための装置は、それぞれの色成分ビデオデータについてのサブフィールド符号化ユニット、及び動き予測データに基づいて補正されたサブフィールドコードワードを計算するための対応する補償ブロック（ｄＦＣＣ）を有している。ここで、本発明は、それぞれの色成分についての対応する動き予測器（ＭＥ）をさらに有し、該動き予測器がそれぞれの色成分についてのサブフィールドコードワードを入力データとして受ける。
【００１８】
別の実施の形態では、請求項１の方法を実行するための装置は、それぞれの色成分ビデオデータについてのサブフィールド符号化ユニットを有している。ここで、本発明は、それぞれの色成分についての動き予測器をさらに有している。該動き予測器は、１つのサブフィールドについて動き予測を個別に実行するために、サブフィールドコードワードから１ビットを入力データとして受ける複数の１ビット動き予測器（ＭＥ）に小分割され、補正されたサブフィールドコードワードエントリを計算するための対応する複数の補償ブロック（ｄＦＣＣ）を有している。
【００１９】
第３の実施の形態では、請求項１記載の方法を実行するための装置は、それぞれの色成分ビデオデータについてのサブフィールド符号化ユニットを有している。ここで、本発明は、それぞれの色成分についての動き予測器をさらに有し、該動き予測器は、１つのサブフィールドについて動き予測を個別に実行するためのサブフィールドコードワードから１ビットを入力データとして受ける１ビット動き予測器である。また、本装置は、補正されたサブフィールドコードワードエントリを計算するための対応する補償ブロック（ｄＦＣＣ）を有している。動き予測器と補償ブロックは、１つのサブフィールドについてフレーム期間の間は反復的に使用される。
【００２０】
［発明の実施の形態］
本発明の例示的な実施の形態は、図面において例示され、以下の記載において詳細に説明される。
上述したように、プラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）は、「オン」又は「オフ」のみとすることができる放電セルからなるマトリクスアレイを利用している。ＰＤＰでは、画素の色は、フレーム周期当りのそれぞれのプラズマセルの光パルス数を変調することにより生成される。この時間変調は、人間の目の時間応答に対応する周期にわたり目により統合される。
【００２１】
ＴＶ技術では、赤緑青の色成分について、ビデオレベルの８ビット表現が一般的である。この場合、それぞれのレベルは、８つの以下のビットの結合により表される。1-2-4-8-16-32-64-128
ＰＤＰを使用して符号化を実現するために、それぞれが１ビットに対応するフレーム周期は、８つの点灯周期（サブフィールドと呼ばれる）に分割される。ビット「２」についての光パルスの数は、ビット「１」についての光パルスの数の２倍である等である。８つのサブ周期により、２５６の異なるビデオレベルを構築することは、結合を通して可能である。動きがない場合、観察者の目は、およそフレーム周期にわたりこれらサブ周期を統合し、正しいグレイレベルの印象を獲得する。
【００２２】
図２は、この分解を表している。この図では、それぞれのサブフィールドのアドレス指定及び消去周期は、図示されていない。しかし、プラズマ駆動原理は、これらの期間を必要としている。それぞれのサブフィールドの間、プラズマセルは、はじめにアドレス指定され、アドレス指定すなわちスキャニング期間、次に光パルスが生成される保持期間、最後にプラズマセルにおけるチャージが抑制される消去期間を必要とすることは、当業者には公知である。
【００２３】
このＰＷＭタイプの光生成は、グレイレベル又は色の乱れに対応する画質の低下という新たなカテゴリを導入する。この作用の名前は、動的な擬似輪郭作用であり、ＰＤＰスクリーンの観察ポイントが移動するときに、画像における色付いたエッジの出現に対応しているためである。画像でのかかる誤りは、皮膚のような同種の領域に出現する強い輪郭の印象を与える。画像が滑らかな勾配を有し、発光期間が数ミリ秒を超えるときに、画質の低下が増加される。さらに、同じ問題は、観察者が頭を動かすときに静止画像に関して起こり、かかる誤りが人間の視覚に依存するという結果をもたらす。
【００２４】
動画像の画質を改善するために、８つのサブフィールド以上のサブフィールド編成が今日使用されている。図３は、１０のサブフィールドによるかかる符号化スキームの例を示しており、図４は、１２のサブフィールドによりサブフィールド編成の例を示している。サブフィールド編成は、プラズマ技術に依存して最も採用されている。この点について幾つかの実験が有効である。
【００２５】
これらの例のそれぞれについて、重みの総和はなお２５５であるが、フレーム期間の光分散は、かつての８ビット構成と比較して変化している。この光放出パターンは、グレイレベル及び色の乱れに対応する画質の低下という新たなカテゴリを導入する。これらは、ＰＤＰスクリーンの観察ポイントが動くときに、画像における色付いたエッジの出現に対応しているという事実のために、自動的な擬似輪郭として定義される。
【００２６】
画像のかかる誤りは、皮膚のような同種の領域に出現する強い輪郭の印象をもたらし、移動する物体の全体的な鮮鋭さを低下させることになる。この鮮鋭さの低下は、画像が滑らかな勾配を有し、また、発光期間が数ミリ秒を超えるときに増大する。
さらに、同じ問題は、観察者が頭を振ったときに静止画像に関しても起こり、かかる誤りが人間の視力に依存するという結論を導出する。
【００２７】
既に述べたように、この低下は、２つの異なる観点を有している。
皮膚のような同種の領域であり、色付いたエッジの出現をもたらす。
物体の境界のようなシャープエッジであり、全体的な画像の鮮鋭さの印象を低減するぼやけた作用をもたらす。
【００２８】
動画像の視力の基本的なメカニズムを理解するために、２つの基本的な問題のそれぞれに対応する２つの簡単なケースが考慮される（擬似輪郭及びぼやけたエッジ）。これらの２つの状況は、以下の１２のサブフィールド符号化スキームのケースにおいて与えられる。
1-2-4-8-16-32-32-32-32-32-32-32
考慮される第１のケースは、フレーム当り５画素で移動し、目はこの移動に追従するレベル１２８とレベル１２７の間の遷移である。このケースは、図５において示されている。
【００２９】
図５は、明るいグレイにおいて、レベル１２７に対応する明るいサブフィールドが表されており、暗いグレイにおいて、これらはレベル１２８に対応している。
目から開始されている対角線の平行なラインは、移動の間の目の統合の振る舞いを示している。２つの外側の対角線の目の統合ラインは、誤って感知される輝度による領域の境界を示している。該統合ラインの間で、目は輝度が不足していることを感知し、図５の下部での目の刺激による統合曲線に示されているような暗いエッジの外観が生じる。
【００３０】
グレイスケール画像のケースでは、この作用は、アーチファクト的な白エッジ又は黒エッジの出現に対応する。カラー画像の場合では、この作用は、異なる色成分に関して独立に起こるので、皮膚のような同種の領域における色付いたエッジの出現が生じる。このことは、同じ動きの遷移について、図６においても例示されている。
【００３１】
考慮される第２のケースは、フレーム当り５画素で動き、目がこの動きに追従するレベル０からレベル２５５の間の純粋な黒から白への遷移である。このケースは、図７に示されている。この図では、レベル２５５に対応する明るいサブフィールドがグレイで示されている。
【００３２】
２つの極端な対角にある目の統合ラインは、誤った信号が知覚される領域の境界を示している。これら統合ライン間では、目は、統合する輝度を知覚し、陰影された、又はぼやけたエッジの外観が生じる。このことは、図８において示されている。
結論として、純粋な黒から白の遷移は、動きの間に失われ、全体的な画像の鮮鋭さの印象が低減される。
【００３３】
上述したように、擬似輪郭作用は、目が動いている物体に追従するときに、目の網膜に生成される。これは、目が正しい時間で正しい情報を統合していないためである。かかる作用を低減するための異なる手法が存在するが、より強力な手法は、動き予測器に基づく手法である（動的手法）。この手法は、１つのフレームにおいて、それぞれの画素の動きを検出することを狙いとしており、目の動きを予想して、異なる補正を通して網膜上の誤った外観を低減する。
【００３４】
言い換えれば、それぞれの動的なアルゴリズムの目的は、目により観察されるそれぞれの画素について、フレームの間に目がその動きに追従して、この軌道に関する補正を生成するやり方を定義することである。かかるアルゴリズムは、たとえば、本発明者による欧州特許出願EP-A-0980059号及びEP-A-0978816号に記載されている。
【００３５】
結果的に、フレームＮのそれぞれ画素について、動きベクトル
【数１】
0004991066.tif 000002
を配置する。この動きベクトルは、フレームＮからフレームＮ＋１への画素の完全な動きを記述するものである。擬似輪郭補償の目的は、このベクトルにより定義される完全な軌道に関して補償を適用することである。
【００３６】
以下では、補償それ自身に関して焦点を合わせず、動き予測のみに焦点を合わせる。擬似輪郭作用の補償について、重要な領域における画素について、動きベクトルの方向にサブフィールドをシフトする動作を使用した方法が言及される。対応するサブフィールドシフトアルゴリズムは、EP-A-0980059号に詳細に記載されている。このアルゴリズムに関する開示のために、この特許について説明的に言及する。勿論、擬似輪郭作用の低減のための他のアルゴリズムも存在するが、サブフィールドシフトアルゴリズムは、非常に有望な結果を与える。
【００３７】
動いているエッジに適用されるかかる補償は、網膜に関するその鮮鋭さを向上させ、動いている同種の領域に適用される同じ補償は、色付いたエッジの外観を低減させる。
しかし、かかる補償原理は、同種の領域及び物体の境界という両者の種類の領域について、動き予測器からの動き情報を必要とすることが説明的に言及される。実際に、標準的な動き予測器は、輝度信号のビデオレベルに関して作用する。輝度信号Ｙが３つの色成分についての信号の結合であることは、当業者には公知である。以下の式は、輝度信号を生成するために使用される。
Ｕy＝０．３ＵR＋０．５９ＵG＋０．１１ＵB
輝度信号に基づいて、エッジの動きを信頼性高く検出することが可能であるが、同種の領域の動きを検出することは非常に困難である。
【００３８】
この問題をより明確に理解するために、簡単な例が与えられる。これは、フレームＮからフレームＮ＋１にボールが白いスクリーンを動く場合である。標準的な動き予測器は、第１の画像（フレームＮ）のサブパートと第２の画像（フレームＮ＋１）のサブパートの間の相関を見つけようとする。
【００３９】
これらサブパートのサイズ、形状及びタイプは、使用される動き予測器のタイプに依存する（ブロックマッチング、pel リカーシブ等）。広く使用されているのは、ブロックマッチング動き予測器である。簡単なブロックマッチング処理が考えられ、問題となる点が示される。その場合、それぞれのフレームは、ブロックに小分けされ、マッチングは、２つの連続するフレームからのブロックの間でサーチされ、ボールの動きが計算される。
【００４０】
図９に示されるように、フレームＮにおけるボールは、２５のブロックに小分けされる。次のフレームＮ＋１におけるボールの位置は、破線の円で示されている。
図１０に、フレームＮ＋１における２５の画素ブロックとの最良の整合が示されている。ユニークな整合を有するブロックは、フレームＮにおける数と同じ数で示されており、整合のないブロックは“ｘ”で表され、１以上の整合を有するブロックは“？”で表されている（定義された動きベクトルがない）。
【００４１】
“？”で表されている定義されていない領域では、輝度信号レベルに関して作用するこれら動き予測器は、正確な動きベクトルをみつける機会がない。これは、ビデオレベルが全てのこれらブロックと同じであるためである（たとえば、１２０から１３０へのビデオレベル）。予測器の中には、かかる領域から非常に雑音が混じった動きベクトルを生成するもの、又はこれら領域を非移動領域として決定するものがある。
【００４２】
しかしながら、１２７／１２８の遷移が深刻な擬似輪郭作用を生成することが説明され、結果的に、かかる領域をも補償することが重要であり、その目的のために、正確な動きフィールドがこの位置で必要とされる。
そのために、標準的な動き予測器から到来する情報が不足しており、したがって、かかる種類の動き予測器は、新たなプラズマ技術の要件に適合することが必要とされる。
【００４３】
本発明によれば、動き予測の提案された適合が存在する。これは、２つの考えに基づいている。
第１の考えは、「個別の色成分に基づいた検出」と要約することができる。
上記パラグラフでは、擬似輪郭作用が３つの色成分に関して個別に出現するという、擬似輪郭の説明が示されている。結果的に、異なる色成分を個別に補償することが重要であると考えられ、３つの色成分について、独立な動きベクトルが要求される。
【００４４】
この確認をサポートするために、シアンのような背景を動くマゼンダのような正方形の例が与えられる。
マゼンダのような色は、たとえば、青及び赤をレベル１００に、緑成分をゼロにして作られる。シアンのような色は、たとえば、青をレベル１００に、緑をレベル５０に、赤成分をゼロにして作られる。
【００４５】
輝度信号レベル４０は、マゼンダ及びシアンの両色について同じである。移動する正方形と背景との間に輝度信号ベースに関する差異は全然存在しない。全体の画像は、同じ輝度レベルを得ている。結果的に、輝度値のみに関して作用するそれぞれの動き予測器は、動きを検出することはできない。
【００４６】
目自身は、動きを検出して、この動きに追従する。これにより、緑及び赤成分のみについて、正方形の移動で擬似輪郭作用が出現する。
実際には、青成分は、画像全体において同種であり、このために、該青成分において擬似輪郭が生成されない。
この例について、したがって、赤成分及び緑成分に基づいて画像における動きを予測することが必要である。一般的なケースでは、動き予測器にとって、３つの色成分について動き予測を個別に行うことが改善であることは明らかである。
【００４７】
動き予測の適合について、本発明の第２の考えは、「サブフィールドレベルに基づいた検出」と要約することができる。
上記パラグラフでは、１２７／１２８の遷移は、目にとって非常な混乱をきたす可能性がある擬似輪郭を生成するという、擬似輪郭の説明がなされた。この擬似輪郭作用は、輝度信号レベルでは殆ど目に見えない遷移において起こるので、この領域について決定される動きベクトルは誤りであり、結果として、補償自身は、適切に機能しない。
【００４８】
しかしながら、色成分のサブフィールドコードワードが動き予測について使用される場合、これは、大きな差異となる。１２のサブフィールド（1-2-4-8-16-32-32-32-32-32-32-32）に基づいたサブフィールド符号化の例を使用して、ビデオレベル１２７及び１２８は、以下の表１ように表すことができる。
【表１】
0004991066.tif 000003
結果的に、サブフィールド符号化後のそれぞれの色成分に関して作用する動き予測器は、より多くのビット情報を配置し、同種の領域に出現する擬似輪郭作用をより正確に補償することができる。
【００４９】
本明細書で前の部分で既に述べたように、全ての動き予測器は、予測し易い構造及び勾配に関して、予測について焦点を合わせ、この予測を近傍の領域へと拡張する。
したがって、本発明の更なる考えは、勾配の概念を再定義することである。これは、誤った擬似輪郭が、ビデオレベルではなくサブフィールドレベルに出現するためである。
【００５０】
再び、遷移１２７／１２８について、ビデオレベルに関する勾配の例を示す。この勾配は、１（１２８／１２７）の振幅を有するが、ビット変化を見ると８ビット符号化であっても、全てのビットはこれらの２つの値の間で異なることがあかる。１２ビットのサブフィールド符号化の場合では、２つの値の間には６ビットの差が存在する。結果的に、勾配が２つの値の間のビット変化を言及し、２つの値の間のレベル変化を言及する場合に改善される。
【００５１】
さらに、動画像の場合に網膜に出現する誤りは、誤って統合されたサブフィールドの重みに依存することが明らかである。この理由のために、「２進勾配」と呼ばれる新たな勾配のタイプを定義することを提案し、サブフィールドレベルでのビット変化を通して、それぞれのビットがそのサブフィールドの重みにより重み付けされる。これら新しい２進勾配は、画像において検出される必要がある。２進勾配のこの定義は、サブフィールド変化領域に関する動き予測を焦点合わせすることを狙いとしており、ビデオレベル変化領域に関するものではない。
【００５２】
新たな定義に従う２進勾配の構築は、異なるサブフィールド符号化スキームによる遷移１２７／１２８について、図１２及び図１３に例示される。図１２では、標準的な８ビット符号化スキームが使用され、図１３では、特定の１２ビットの符号化スキームが使用されている。
【００５３】
８ビット符号化スキームにより、２進勾配は、値２５５を有し、その場合、かかる遷移で出現する可能性がある擬似輪郭の誤りの最大振幅に対応する。
この１２ビットサブフィールド符号化により、２進勾配は値６３を有する。１２ビットサブフィールド編成は、擬似輪郭作用を影響されにくい。
【００５４】
これら２つの前の例は、動き予測器が適用されるプラズマ技術を改善して、擬似輪郭問題について重要な動きの遷移の検出に関して焦点合わせすることができる。図１４は、適合される擬似輪郭補償装置についてのブロック図を示している。
【００５５】
この実施の形態における入力は、ビデオレベルでの３つの色成分であり、出力は、それぞれの色成分についての補償されたサブフィールドコードワードであり、ＰＤＰのアドレス制御部分に送出される。情報Ｒx及びＲyは、赤成分についての水平及び垂直動き情報に対応し、情報Ｇx及びＧyは、緑成分についての水平及び垂直動き情報に対応し、情報Ｂx及びＢyは、青成分についての水平及び垂直動き情報に対応している。
【００５６】
サブフィールド情報に基づいたこの動き検出のより正確な理由を理解するために、自然なＴＶ系列の例が選択される。この系列は自然にぼやけ、大きな同種の領域を生じ、図１５の画像に関して見られるように、これらの領域に関して標準的な動き予測についてのビデオレベルで情報が不足する。
【００５７】
他方では、サブフィールドレベル（１２ビット）に関して表される同じ画像は、それぞれのサブフィールドコードワードが２進数として解釈され、これら重要な領域により多くの情報を提供する。図１６に、対応するサブフィールドの画像が示されている。
【００５８】
図１６の画像では、女性の顔において、多くの新たな領域が出現している。これらは、異なるサブフィールド構造に対応し、結果的に、画像の境界（サブフィールドの遷移）は、上述した１２７／１２８の例におけるような擬似輪郭作用の位置である。このために、動き予測器専用のプラズマがかかるサブフィールド遷移の正確な動きベクトルを提供しなければならない場合に改善が達成される。
【００５９】
実際に、今日の殆どの動き予測器は、動き勾配（たとえば、画素リカーシブ）、及び動き構造（たとえば、ブロックマッチング）の検出に関して作用するものであり、２つの前の画像から抽出されたエッジの比較は、サブフィールドレベルに関する分析を通して導入された改善を示している。このことは、図１７において示されている。
【００６０】
図１７における下段の画像は、１２ビットの画像から抽出された標準的なエッジを表している。動き予測器について顔において非常に多くの情報が存在することが明らかである。
全てのこれらのエッジは、擬似輪郭作用について実際に重要なエッジであり、適切に補償されるべきである。
【００６１】
結果として、サブフィールドレベルで動き予測の品質を増加するための２つの可能性が存在することは明らかである。第１の可能性は、標準的な動き予測器を使用することであるが、そのビデオ入力データをサブフィールドコードワードデータ（８ビット以上）と置き換える。これは、利用可能な情報量を増加することになるが、予測器により使用される勾配は、標準的な勾配のままである。
【００６２】
第２の可能性は、たとえば、ブロックマッチングの間に画素を比較する手法を変えるために、その品質を更に向上することである。本明細書で定義されるような、いわゆる２進勾配が計算される場合、重要な遷移が容易に発見される。
【００６３】
本発明による動き予測の品質を更に改善するための別の可能性が存在する。それぞれのサブフィールドの個別の動き予測からなる。実際に、擬似輪郭作用がサブフィールドレベルに出現するので、サブフィールドを動き補償することが提案される。このために、それぞれのサブフィールドについて画像における動きを個別に予測することは重要な利点となる。
【００６４】
この場合、あるサブフィールドコードワードエントリに基づいた画像は、画素値として２進データ０又は１のみを含む２進画像である。高いサブフィールド重みのみが深刻な画像のダメージをもたらすので、動き検出は、最も重要なサブフィールドのみに集中することができる。このことは、図１８に例示されている。この図は、９つのサブフィールド画像における１つの原画像の分解を表している。
【００６５】
サブフィールド編成は、９つのサブフィールドＳＦ０〜ＳＦ８による編成である。サブフィールド０の画像において、原画像の十分な構造が存在しない。サブフィールドデータは、ある良好な詳細を表しており、画像における輪郭を見ることはできない。画像は、全ての３つの色成分により与えられることを述べておく。
【００６６】
また、画像におけるサブフィールドＳＦ１〜ＳＦ３について、画像構造は十分に明確に見られない。しかし、腕に関する遷移（重要な擬似輪郭である）は、サブフィールドＳＦ２及びＳＦ２以降についてサブフィールド画像において既に出現している。特に、この構造は、サブフィールドＳＦ４についての画像において、非常に良好に見ることができる。したがって、ＳＦ４データに基づいて行われた動き予測は、擬似輪郭補償について非常に良好な結果を伝達する。このことは、図１９において更に例示されている。
【００６７】
サブフィールドＳＦ４についての画像は、上部に示されている。下部では、５フレーム後の対応する画像が示されている。これらの画像から画像における所与の構造に関して配置された２つのブロックの動きを高い信頼性で予測することが可能であることは明らかである。その場合では、簡単な動き予測により（たとえば、ブロックマッチング、画素リカーシブ）、２つの連続するフレーム間のサブフィールドの動きを判定すること、及びフレームにおけるその実時間の位置に依存してその位置を変更することは可能である。
【００６８】
その場合、簡単な動き予測器が並列で使用される。これは、動き予測器が１ビット画像に関してのみ作用するためである。これは、それぞれ１つのサブフィールド画像から動きベクトルフィールドを抽出するために行われる。動きベクトルフィールドは、対応するサブフィールドにおける補償について使用される。
【００６９】
実際には、それぞれの画素及びそれぞれのサブフィールドについて、動きベクトルが計算される。次いで、動きベクトルが使用されて、補償のためにサブフィールドエントリシフトが決定される。サブフィールドシフト計算は、EP-A-0980059号で説明されているように行うことができる。サブフィールドの重力の中心は、該出願で開示されているように考慮される必要がある。
【００７０】
図２０は、本実施の形態についてのブロック図を示している。このブロック図では、１２のサブフィールド符号化の場合における８つの最も重要なサブフィールドに基づいた補償が表されている。これら８つのＭＳＢのみが、１ビット画像に基づいた簡単な動き予測器により予測され、次いで補償される。
【００７１】
かかる原理の１つの大きな利点は、動き補償器について複雑さが大幅に低減されることである（オンチップメモリよりも少なく、より簡単なメモリ配置、非常に簡単な計算）。実際には、動き予測器により必要とされるそれぞれのラインメモリが１ビットのみのビット深度に対応しているために（低リソースオンチップ）、ダイサイズが低減される。
【００７２】
さらに、ＡＤＳ（Address Display Separately）アドレス指定スキームの場合、メモリ構成は、簡易化される。これは、ＡＤＳ構成がサブフィールドメモリにおいて異なるサブフィールドを個別に記憶することが必要であるためである。これらのサブフィールドは、互いに読まれてスクリーンに表示される。明らかに、補償は、この処理ステージで、すなわち、１ビットサブフィールド画像が記憶された後で行うことができる。これにより、全ての１ビットのサブフィールド画像について、１ビット深度を有する１つの動き予測器を使用することができる。
【００７３】
この解決は、図２１のブロック図において開示されている。このブロック図では、ビデオデータは、ビデオ処理ユニットに入力され、該ユニットでは、８ビットビデオデータに基づく全てのビデオ処理ステップは、インタレースプロスキャン変換、色遷移改善、エッジ置換等のように実行される。次いで、それぞれの色成分のビデオデータは、たとえば、図３で示された１０のサブフィールド編成のような、所与のサブフィールド編成に従いサブフィールド符号化ブロックでサブフィールド符号化される。
【００７４】
次いで、サブフィールドコードワードデータは、サブフィールド再配置ブロックで再配置される。これは、対応するサブフィールドメモリにおいて、１つの専用のサブフィールドについて画素の全てのデータビットが記憶されることを意味する。サブフィールド編成において存在するサブフィールドと同じサブフィールドのメモリが必要とされる。サブフィールド編成における１０のサブフィールドの場合、これは、１０のサブフィールドメモリが１つの画像についてサブフィールドコードワードを記憶するために要求されることを意味する。
【００７５】
動き予測は、この構成において、選択されたサブフィールドについて個別に実行される。動き予測器は、少なくとも２つの連続する画像を比較することが必要であるので、前又は次の画像のデータを記憶するために、より多くのサブフィールドメモリの必要が存在する。
【００７６】
サブフィールドコードワードビットは、メモリベクトルデータと共に、動的擬似輪郭補償ブロックｄＦＣＣに転送される。このブロックにおいて、たとえば、上述したようなサブフィールドエントリシフトにより、補償が実行される。
【００７７】
このアーキテクチャでは、１つの１ビット動き予測器の必要のみが存在し、該予測器は、全てのサブフィールドについて使用することができる。しかし、それぞれの色成分についてサブフィールドコードワードが存在し、したがって、トリプリケートにおけるサブフィールド符号化、サブフィールド再構成、サブフィールドメモリ、動き予測及びｄＦＣＣ成分を有する必要が存在することを述べておく。
【００７８】
開示された発明に対して、多くの可能な変更が存在する。たとえば、１つの変形は、1つのサブフィールドを個別にする代わりに、サブフィールド編成におけるサブフィールドの選択されたグループに関して、動き予測を行うことである。たとえば、１実施の形態におけるサブフィールド３及び４について、２つのビットコードワードに基づいた動き予測を行うことが可能である。それらのサブフィールドについての補償は、サブフィールドのグループについて、動きベクトルにより行われる。これもまた、本発明による実施の形態である。
【００７９】
別の変更は、補償を適用する前に、１つのサブフィールド又はグループ化されたサブフィールドについて、全ての動きベクトルから平均動きベクトルを計算することである。これもまた、本発明による更なる実施の形態である。
【図面の簡単な説明】
【図１】  擬似輪郭作用がシミュレートされるビデオ画像を示す図である。
【図２】  ＰＤＰのサブフィールド編成を説明するための例示する図である。
【図３】  １０のサブフィールドによるサブフィールド編成の例を示す図である。
【図４】  １２のサブフィールドによるサブフィールド編成の例を示す図である。
【図５】  擬似輪郭作用を説明する例示す図である。
【図６】  図５に示されるような手法で２つのフレームの表示が行われるとき、暗いエッジの外観を例示する図である。
【図７】  黒−白遷移を移動する表示による、擬似輪郭作用の概観を説明するための例を示す図である。
【図８】  図７に示される手法で２つのフレームの表示が行われるときの、ぼやけたエッジの外観を例示する図である。
【図９】  ビデオレベル又は輝度ベースに関して機能する動き予測におけるブロックマッチングプロセスを例示する図である。
【図１０】  図９に示されるブロックマッチング処理の結果を例示する図である。
【図１１】  輝度値に依存した動き予測が特定のケースでの動きを予測することができないことを例示する図である。
【図１２】  １２７／１２８遷移及び標準的８ビット符号化の場合における２進勾配の計算を例示する図である。
【図１３】  １２７／１２８遷移及び１２のサブフィールド符号化の場合における２進勾配の計算を例示する図である。
【図１４】  それぞれの色成分に関する動き予測による擬似輪郭作用を低減するための装置についてのブロック図である。
【図１５】  ８ビット値の色成分によるビデオ画像を示す図である。
【図１６】  図１５に示される同じビデオ画像であるが、サブフィールドコードワードから導出される異なるビデオレベルを示す図である。
【図１７】  図１５に示されるビデオ画像からの抽出エッジを示しており、色成分は、はじめに８ビット値で与えられ、次に１２ビットのサブフィールドコードワードで与えられている。
【図１８】  １つのサブフィールドデータに対応する画像における画像の分解を示す図である。
【図１９】  図１８からのサブフィールドデータＳＦ４による画像における動き予測を示す図である。
【図２０】  １つのサブフィールドについて個別の動き予測による擬似輪郭作用の低減のための装置についてのブロック図である。
【図２１】  擬似輪郭作用の低減のための装置についての更なるブロック図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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