DE69524502T2

DE69524502T2 - Verfahren zum Reduzieren zeitlicher Artefakte in digitalen Videosystemen

Info

Publication number: DE69524502T2
Application number: DE1995624502
Authority: DE
Inventors: Donald B Doherty
Original assignee: Texas Instruments Inc
Current assignee: Texas Instruments Inc
Priority date: 1994-07-25
Filing date: 1995-07-18
Publication date: 2002-06-06
Anticipated expiration: 2015-07-19
Also published as: TW291632B; JP4185129B2; EP0698874A1; KR100346877B1; JP2007052444A; DE69524502D1; EP0698874B1; JPH0863122A

Description

GEBIET DER ERFINDUNG

Diese Erfindung bezieht sich auf Anzeigesysteme, die räumliche Lichtmodulatoren verwenden, und insbesondere auf die Datenverarbeitung für solche Systeme.

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Räumliche Lichtmodulatoren kommen in verschiedenen Formen vor. Eine gebräuchliche Form ist eine Matrix aus einzeln adressierbaren Elementen, wovon jedes ein Bildelement in einem angezeigten Bild repräsentiert. Zwei Beispiele von räumlichen Lichtmodulatoren sind die Flüssigkristall-Anzeigevorrichtungen (LCD) und die digitale Mikrospiegelvorrichtung (DMD, auch als verformbare Spiegelvorrichtung bekannt).
Die Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung arbeitet typischerweise als durchlässiger Modulator. Das optische System ist so positioniert, daß das Licht durch die LCD geht. Die einzelnen Elemente werden aktiviert und deaktiviert, um Licht zum Bildschirm zu blockieren bzw. zu übertragen. Sie können auch die Farbe steuern. Die DMD ist ein reflektierender Modulator, wobei das optische System so positioniert ist, daß die einzelnen Elemente das Licht entweder auf den Bildschirm oder von ihm weg reflektieren. Die einzelnen Elemente empfangen üblicherweise ein Signal, das bewirkt, daß der Spiegel in die eine oder in die andere Richtung abgelenkt wird. Wenn er in die eine Richtung abgelenkt wird, wird das Licht auf den Bildschirm reflektiert, während, wenn er in die andere Richtung abgelenkt wird, das Licht vom Bildschirm weggelenkt wird.
Aufgrund der Einfachheit, diese Elemente, ob nun durchlässig oder reflektierend, EIN oder AUS zu schalten, können sie ohne weiteres unter Verwendung binärer Daten digital betrieben werden. Ein Problem beim digitalen Betrieb entsteht aus einer gebräuchlichen Form der Impulsbreitenmodulation. Um sich ändernde Intensitätspegel (Graustufen), ob nun in Farbe oder nicht, zu erzielen, erfolgt das Steuern der Zeitspanne, für die jeder Pegel anliegt, digital. Beispielsweise hätte bei 16 Intensitätspegeln jedes Element 4 Datenbits. Bei binärem Gewichten würde dem höchsiwertigen Bit (MSB = most significant bit) zur Anzeige seines Datenwerts 8/15 der verfügbaren Zeit wie etwa einer Video-Vollbildperiode zugeteilt. Dem nächst niedrigerwertigen Bit würden 4/15 zugeteilt, dem dann nächst niedrigerwertigen Bit würden 2/15 zugeteilt und das niedrigstwertige Bit (LSB = least significant bit) würde 1/15 erhalten.
Die verschiedenen zeitlich bezogenen und die Farbe schwarz einschließenden Kombinationen dieser Bits belaufen sich auf insgesamt 16 Intensitätspegel. Jedoch kann diese Art der Adressierung zu sichtbaren Artefakten im Bild führen. Wenn beispielsweise ein Pixel in einem Vollbild einen Intensitätspegel von 7 aufweist, würde dies bedeuten, daß die drei untersten Bits (die Bits 0, 1 und 2) alle EIN sein müssen, während das MSB (Bit 3) AUS sein muß. Wenn im nächsten Vollbild der Pegel gleich 8 ist, was nur ein Pegel weiter ist, müssen sämtliche Bits ihre Intensitäten wechseln. Das MSB wäre EIN, obwohl es zuvor AUS war. Die anderen 3 Bits müßten alle auf AUS wechseln, obwohl sie zuvor EIN waren. Dieser Punkt in dem Schema, nämlich daß jedes Bit seinen Zustand wechselt, wird als Bitübergang bezeichnet. Dieser bewirkt sichtbare Artefakte im Bild, die die Deutlichkeit und die Auflösung des angezeigten Bildes vermindern.
Eine Anzeigevorrichtung, die während jeder Vollbildperiode des Anzeigesystems und/oder zwischen aufeinanderfolgenden Vollbildperioden eine bessere zeitliche Ausgeglichenheit des Lichts von jeder Spiegelvorrichtung erzielt, ist aus WO-A-94/09473 bekannt. Jede Halbbildperiode des Anzeigesystems wird in ausreichend große Zeitintervalle zerlegt, um die Zeitintervalle, für die jede Spiegelvorrichtung entweder in den Ein-Zustand oder in den Aus-Zustand geschaltet wird, gruppieren zu können. Jedoch werden Bitübergänge dadurch nicht beseitigt.
EP-A-0 686 945, die im Sinne von Art. 54(3) EPC den Stand der Technik darstellt, offenbart ein Verfahren zum Implementieren von Anzeigesystemen für impulsbreitenmodulierte Bilder mit einem räumlichen Lichtmodulator, der für eine Split-Rücksetz-Adressierung konfiguriert ist. Die Vollbildperiode ist in mehrere Zeitschlitze unterteilt, wobei die Gesamtzahl von Zeitschlitzen und die Zuweisung von Zeitschlitzen an die Pixeldaten durch die Häufigkeit, mit der Pixeldaten an den räumlichen Lichtmodulator geliefert werden müssen, anstatt durch Binärmuster bestimmt ist. In jener Druckschrift ist die Beseitigung von sichtbaren Artefakten nicht behandelt.
CA-A-2 113 213 offenbart eine Pixelsteuerschaltung für einen räumlichen Lichtmodulator, wobei Gruppen von Pixelelementen eine gemeinsame Speicherzelle besitzen, so daß jede Speicherzelle dieselbe Auffächerung wie andere Speicherzellen hat. Jedes Pixelelement in einer Gruppe wird über eine Rücksetzleitung, die von jenen der anderen Pixelelemente in dieser Gruppe getrennt ist, in einen Ein-Zustand oder einen Aus-Zustand geschaltet. Vollbilddaten werden während einer Setz-Zeitperiode in Split-Bit-Vollbilder geladen, so daß jedes Split-Bit- Vollbild nur Daten für Pixelelemente an einer Rücksetzleitung enthält. Somit kann dieselbe Speicherzelle zur Lieferung von Daten an alle Pixelelemente ihrer Schar verwendet werden, da zu einem bestimmten Zeitpunkt lediglich ein Pixelelement in der Schar geschaltet wird.
Somit besteht ein Bedarf nach einem Verfahren zum Verhindern von durch Bitübergänge hervorgerufenen Artefakten unter Beibehaltung eines hohen Auflösungsgrads.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Zum Beseitigen der sichtbaren Artefakte bei einem Bitübergang kann ein nichtbinäres Gewichtungssystem angewandt werden. Die Bits werden gemäß den Systemanforderungen in nichtbinärer Weise gewichtet. Diese Gewichtung ist in einer Logikschaltung programmiert. Wenn die Eingangsdaten, meistens ein digitalisiertes Videosignal, die Schaltung durchlaufen, werden sie in die neue nichtbinäre Gewichtung umgesetzt. Diese neue Gewichtung wird dann beim Anzeigen der Daten verwendet. Da die neue Gewichtung keine extensiven Bitübergänge aufweist, beseitigt oder verringert sie wesentlich die durch diese Übergänge hervorgerufenen sichtbaren Artefakte.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren geschaffen, das die in Anspruch 1 definierten Schritte umfaßt.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG

Für ein vollständigeres Verständnis der vorliegenden Erfindung und deren weiteren Vorteile wird auf die folgende genaue Beschreibung verwiesen, die in Verbindung mit der begleitenden Zeichnung zu sehen ist, worin:
Fig. 1 ein schematisches Beispiel einer Schaltung zur Übersetzung von binären in nichtbinäre Gewichte zeigt;
Fig. 2 ein graphisches Beispiel von 5 binären Bits zeigt, die in 8 nichtbinär gewichtete Bits übersetzt werden;
Fig. 3 eine binäre Standard-8-Bit-Vollbildzeit und ihr resultierendes Muster zeigt;
Fig. 4 ein graphisches Beispiel von 6 binären Bits zeigt, die in 8 nichtbinär gewichtete Bits übersetzt werden;
Fig. 5 ein graphisches Beispiel von 8 binären Bits zeigt, die in 12 nichtbinär gewichtete Bits übersetzt werden;
Fig. 6 ein weiteres graphisches Beispiel von 8 binären Bits zeigt, die in 12 nichtbinär gewichtete Bits übersetzt werden.

GENAUE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN

Eine Ausführungsform von räumlichen Lichtmodulatoren umfaßt Matrizen getrennter Elemente, wovon jedes einzeln adressierbar ist. Sie können entweder in digitaler oder in analoger Weise arbeiten. Die digitalen Modulatoren sind für Anzeigesysteme sehr populär geworden. Diese (gelegentlich als Pixel bezeichneten) einzeln adressierbaren Elemente bestehen gewöhnlich aus einer aktiven Fläche, die entweder reflektierend oder durchlässig ist, und aus irgendeiner Aktivierungsschaltungsanordnung. Die Aktivierungsschaltungs-Anordnung bewirkt ein Aktivieren der aktiven Fläche. In Flüssigkristallanzeigen (LCD) bewirken beispielsweise Elektroden an einer Seite eines Glasteils ein Aktivieren des kristallinen Materials und ein Blockieren oder Nichtblockieren des auf diesem Element empfangenen Lichts.
Die Adressierung dieser Elemente ist komplex und unterliegt gelegentlich Beschränkungen. Die erste Beschränkung ist die minimal erforderliche Zeit zum Laden der Daten. Bei räumlichen Lichtmodulatoren, die aus Matrizen einzelner Elemente bestehen, kann dies zu mehreren unterschiedlichen Ausführungsformen führen. Das Laden der gesamten Matrix nimmt eine bestimmte Zeit in Anspruch, die gewöhnlich der Zeitspanne entspricht, für die das niedrigstwertige Bit (LSB) angezeigt wird. Dieser Mindestwert hängt von der Anzahl von Bits für das System ab.
Die zweite Beschränkung ist die maximal zur Anzeige eines Video-Daten- Vollbildes verfügbare Zeit. Bei einem 60-Hz-System entspricht die Vollbildzeit gewöhnlich einem Vollbild pro 1/60tel Sekunde oder 16,67 Millisekunden (ms). Dies gilt für ein einfarbiges System. Für Farbsysteme gibt es bei der Verwendung von räumlichen Lichtmodulatoren verschiedene Möglichkeiten. Eine Möglichkeit besteht in der Verwendung einer Quelle weißen Lichts mit irgendeinem Filter wie etwa einem Farbrad, wobei für jede Farbe lediglich 1/3 der 16,67 ms zulässig sind.
Andere Möglichkeiten umfassen entweder eine Quelle weißen Lichts und drei separate Filter mit einem Modulator pro Filter, der im eigentlichen die einzelnen Elemente rot, grün oder blau färbt, oder die Verwendung von drei separaten Quellen weißen Lichts. Die folgende Abhandlung nimmt an, daß jeder Modulator die gesamte Vollbildzeit zur Anzeige erhält. Um diesen an ein System mit einer Quelle und drei Farben anzupassen, müßten die Muster nahezu verdreifacht und die Steuerung angeglichen werden.
Ein 8-Bit-System besitzt 255 Intensitätspegel. Deshalb muß das LSB 1/255 der gesamten Vollbildzeit von typisch 16,67 ms erhalten. Die Daten für die gesamte Matrix müssen dann während [16,67 ms/255] oder 65,4 Mikrosekunden (10&supmin;&sup6;) geladen werden. Offensichtlich ist die Datenrate, um dies zu bewerkstelligen, unzulässig hoch, oder die Anzahl der Eingangsleitungen wäre unzulässig hoch. Selbst für eine Matrix mit einer Standardauflösung von 640 Zeilen mal 480 Spalten mit 640 Eingangstreibern (einer pro Spalte) betrüge die Datenrate [480 bit/65,4 ms] oder 7 Mbit/s.
Einige Systemmodifikationen haben sich gefunden, durch die diese als zu hoch eingeschätzte Datenrate erzielbar wurde. Die Verwendung von Schieberegistern und das Multiplexieren/Demultiplexieren von Daten senkten diese Rate auf eine erzielbare Rate. Eine jüngste Innovation ist die Anwendung von Block- und Split-Rücksetz-Verfahren.
Beim Block-Rücksetzen wird eine Untermatrix der Elemente im Block zurückgesetzt. Die Daten für das LSB werden für die LSB-Zeit angezeigt, woraufhin die Untermatrix, die diese Daten anzeigt, zurückgesetzt und für die weitere LSB- Zeit "ausgeblendet" wird. Dadurch kann die Ladezeit verlängert und die Burst- Datenrate gesenkt werden.
Bei der Split-Rücksetz-Architektur sind mehrere einzelne Elemente oder Pixel einer Speicherzelle zugeordnet. In dieser Weise müssen nicht so viele Zellen Daten empfangen. Die Matrix ist wieder in Untermatrizen aufgeteilt, jedoch nun durch die Rücksetz-Schaltungsanordnung. Eine typische Matrix kann 16 Rücksetzgruppen oder Untermatrizen enthalten.
Jeder der drei Lösungsansätze kann die Ausführungsform der Erfindung verwenden. Die Abhandlung konzentriert sich nun auf das Split-Rücksetzverfahren, da dies das wahrscheinlichste Verfahren zum Betrieb einer räumlichen Lichtmodulatormatrix ist. Eine Schaltung 10 zum Übersetzen der binären Auflösungsbits in nichtbinäre Gewichte ist in Fig. 1 gezeigt. Diese Schaltung kann für jede Art von Matrixadressierung, ob Split-Rücksetz-Adressierung, Block-Rücksetz- Adressierung oder direkte Adressierung, wie oben besprochen wurde, verwendet werden.
Der Farbvideo-Datenstrom 12 durchläuft einen Gamma-Entzerrungsprozeß (degamma process). Da Kathodenstrahlröhren eine nichtlineare Antwortkurve aufweisen, wird in den Fernsehstationen ein Gammakorrektursignal hinzugefügt. Da räumliche Lichtmodulatoren eine lineare Antwort aufweisen, muß dieses Signal entfernt werden, was durch eine Gammaentzerrungsschaltung (degamma circuit) 14 geschieht. Wenn das Eingangssignal ein digitaler Videostrom mit einer als linear angenommenen Antwort ist, ist die Gammaentzerrung nicht erforderlich.
Der Datenstrom 16 von der Gammaentzerrungsschaltung kann eine höhere Auflösung als das Impulsbreitenmodulationsschema des räumlichen Lichtmodulators haben. Deshalb muß es nach unten abgeglichen werden, was durch das Intensitätsdiffusionsfilter 18 geschieht. Der abgeglichene Datenstrom 20 besitzt danach die korrekte Auflösung für den räumlichen Lichtmodulator, besitzt jedoch wahrscheinlich Rasterformat. Die Daten beim Rasterformat befinden sich typischerweise in Zeilen, was für die meisten räumlichen Lichtmodulatoren schwer zu verwenden ist.
Die Matrizen eines räumlichen Lichtmodulators empfangen Daten normalerweise über Spalten-Adreßtreiber, so daß die Daten diesbezüglich erneut formatiert werden müssen. Die Bitübersetzungslogik 22 vollzieht dies durch Anordnen der Daten für die Spalten und durch Speichern der Daten in Bitebenen. Jede Bitebene enthält lediglich die Daten für einen gegebenen Wertigkeitspegel. Beispielsweise enthält die Bitebene 0 Daten für jedes Pixel, jedoch folgt lediglich dem MSB für jedes Pixel eine Bitebene 1 usw. Außerdem setzt die Bitübersetzungslogik die binären Bits in die geeigneten übersetzten Bits um und ordnet diese in Bitebenen ein. Diese Logik könnte in einer Nachschlagtabelle, einem Prozessor oder in vielen anderen Schaltungsanordnungstypen enthalten sein.
Die Bitebene 24 wird dann zu dem Vollbildspeicher 26, gewöhnlich irgendeine Art von Direktzugriffsspeicher (RAM), weitergeleitet. Der Vollbildspeicher speichert sämtliche Bitebenen für eine gegebenes Vollbild aus Videodaten. Häufig sind zwei Vollbildspeicher vorhanden, wovon einer ausgelesen wird und die Daten zu einer Matrix-Schaltungsanordnung gesendet werden, während der andere beschrieben wird. Der Ablaufsteuerungsprozessor 32 steuert die Reihenfolge der Bitebenen und deren Zeitablauf. Im Fall des Split-Rücksetzens steuert er auch die Synchronisation der verschiedenen Rücksetzgruppen und deren Daten.
Schließlich durchläuft die Bitebene 28 die räumliche Lichtmodulatormatrix 30. Es kann eine Modulatormatrix mit einer Quelle weißen Lichts vorkommen, wobei in diesem Fall der Ablaufsteuerungsprozessor die Bitebenen auch farblich steuert. Eine weitere Möglichkeit sind drei Modulatoren mit jeweils einer Quelle farbigen Lichts. Bei Anwendung der vorliegenden Erfindung werden die an der Aktivierungsschaltungsanordnung für die Matrix ankommenden Daten in jedem Fall in nichtbinäre Daten übersetzt.
Die Systemanforderungen bestimmen, welche Art der Übersetzung auszuführen ist. In einer Ausführungsform wird die Pixelintensitätsauflösung reduziert, so daß die nichtbinären Bits, ohne den Speicher zu vergrößern, gespeichert werden können. Eine zweite Ausführungsform behält dieselbe Intensitätsauflösung bei, verbraucht jedoch mehr Speicherplatz. Ein Vorteil dieser beiden Verfahren ist, daß sie die sich aus den Binärbitübergängen ergebenden sichtbaren Artefakte beseitigen.
Fig. 2 zeigt ein graphisches Beispiel dafür, wie ein binäres 5-Bit-System in ein nichtbinäres 8-Bit-System übersetzt werden kann. Das gezeigte Beispiel setzt voraus, daß die Pixelmatrix in 16 Rücksetzgruppen unterteilt ist. Um die sichtbaren Artefakte zu beseitigen, sollte die Zeit für jedes Bitgewicht (oder jede Bitebene) in zwei Anteile aufgesplittet werden und beiderseits des Mittelpunkts der Vollbildzeit angesetzt werden. Bei Verwendung der Ladezeit für eine Rücksetzgruppe als Einheitszeitperiode betragen die gezeigten Schlitze für Bit 3 jeweils 16 Zeitperioden. Da es zwei Zeitperioden beiderseits des Mittelbereichs gibt, erhält Bit 3 nun ein Bitgewicht von 32.
Anders als bei einem Binärsystem besitzen die Bits keine unterschiedlichen Bitgewichte. Wie aus den gezeigten Zeitschlitzen zu ersehen ist, erhalten die Bits 3, 4, 5 und 6 alle dasselbe Bitgewicht von 32. Bit 7 erhält zwei 16-Perioden- Zeitschlitze und zwei 20-Perioden-Zeitschlitze (16 Perioden plus 4 zusätzliche Perioden) bei einem Gesamtgewicht von 72. Offensichtlich könnte dies kein binäres Gewichtungssystem sein, da 72 keine Potenz von 2 ist.
Die niedrigerwertigen Bits sind etwas schwerer zu definieren. Da sie Zeitperioden haben, die kleiner als die zum Laden der Matrix benötigten Zeitspanne sind, müssen sie entweder unter Anwendung des Split-Rücksetzens oder des Block- Rücksetzens gesetzt werden. Der Punkt 40 ist der Mittelpunkt sowohl der Vollbildperiode als auch der vertikalen Weite der Matrix. Bit 0 muß zu verschiedenen Zeitpunkten in zwei verschiedene Untermatrizen geladen werden. Wenn es zum gleichen Zeitpunkt in zwei verschiedene Untermatrizen geladen würde, wäre der für Bit 0 erzielbare minimale Wert 16. Da es in eine Hälfte der Matrix geladen wird, kann es mit einer minimalen Zeit von 8 geladen werden. Es wird symmetrisch zur Mitte der Zeitperiode und der Matrix geladen.
Bit 1 und Bit 2 müssen so verwendet werden, daß die durch Bit 1 bewirkte Asymmetrie ausgeglichen wird. Bit 1 erhält ein Gewicht von 16 und wird in zwei Teile zerlegt, um das Vollbild zu füllen. Bit 2 erhält ein Gewicht von 24, da es zum Ausgleich der Asymmetrie eine Länge besitzen muß, die gleich Bit 0 + Bit 1 oder 16 + 8, ist. Die Gesamtzeit des Bitanzeigeprozesses muß die Vollbildzeit ausfüllen, die als 16,67 ms angenommen wurde. Dieses nichtbinäre Beispiel verwendet 8 Speicherbits, um die Graustufen 0-31 darzustellen, während ein Binärcode lediglich 5 Bits verwendet. Die zusätzlichen Bits werden zur Erzeugung eines Bitcodes verwendet, der die Änderungen in Lichtmustern bei Graustufenübergängen (Bitübergängen) minimiert. Beispielsweise besitzen die Bits 3, 4, 5 und 6 alle eine Länge von 32 Zeitperioden und könnten austauschbar verwendet werden, jedoch ist der Lichtmusterverlauf bei Verwendung von Bit 3 für alle Pegel über 6 und Verwendung von Bit 4 für alle Pegel über 10 usw. wesentlich gleichmäßiger, wenn die Graustufen zunehmen.
Der sich ergebende Graph in Fig. 2 unten zeigt die Graustufen über der Zeit einer Vollbildperiode. Bei einem Vergleich mit Fig. 3, die das binäre Standard- 8-Bit-Muster zeigt, ist der durch das nichtbinäre Verfahren bewirkte Unterschied zu erkennen. Der Graph in Fig. 3 betrifft ein 8-Bit-Split-Rücksetzmuster, bei dem die Bits 0-4 weitaus dichter gepackt sind, als dies die Bits 0-2 in dem Graph von Fig. 2 sind.
Fig. 4 zeigt ein weiteres Beispiel eines Bitübergangs. In dieser Ausführungsform werden 6 binäre Bits in 8 nichtbinäre Bits übersetzt und 64 Graustufen erzielt. Wiederum werden die Größenordnung und die Codierung der Bitgewichte so gewählt, daß die Lichtmusteränderungen für Graustufenübergänge (Bitübergänge) minimiert werden.
Bei diesem Verfahren wird zur Verringerung sichtbarer Artefakte ein Kompromiß für Intensitätspegel getroffen. In diesem Beispiel sind die Bitgewichte wie folgt: Bit 0 (LSB) = 4, Bit 1 = 8, Bit 2 = 16, Bits 3-4 = 32, Bits 5-6 = 36 und Bit 7 (MSB) = 88. Wie die Bits innerhalb der Vollbildzeit angeordnet werden, ist ein sehr komplexer Prozeß, der einen Kompromiß schließt zwischen der Anforderung des Ladens von Bits ohne Konflikt zwischen den Gruppen und der Anforderung gleichmäßiger Änderungen der Lichtmuster bei kleinen Graustufenverschiebungen.
Eine weitere Möglichkeit zum Abgleichen der Bitmuster in nichtbinärer Weise, um sichtbare Artefakte zu beseitigen, ist in den Fig. 5 und 6 gezeigt. In diesen Ausführungsformen werden mehr Bits zur Übersetzung von weniger Bits, nämlich 12 Bits zur Übersetzung von 8 Bits, verwendet. Diese Alternative läßt dieselbe Auflösung zu, benötigt jedoch mehr Speicherplatz, da 4 zusätzliche Bitebenen gespeichert werden müssen.
Fig. 5 zeigt das obengenannte Verfahren, wobei die Bits im wesentlichen symmetrisch um den Mittelpunkt des Vollbildes angeordnet sind. Die Bitgewichte sind die Bits 0-4 betreffend dieselben wie in dem binären Beispiel von Fig. 3, während die Bits 5-11 sämtlich mit 32 gewichtet sind. Dies ergibt eine Summe von 255, die für 8 Bits erforderlich ist.
In Fig. 6 werden wiederum 12 Bits zur Übersetzung von 8 Bits verwendet, jedoch wird nicht nur der Mittelpunkt des Vollbildes verwendet. In diesem Beispiel wird der Mittelpunkt für die verdichteten Bits 0-4 verwendet, während die Viertelbild-Punkte für eine kontinuierliche Anzeige von Bit 6 verwendet werden. Die Viertelbild-Punkte sind die Punkte auf 1/4 und 3/4 des Weges durch die Vollbildperiode. Dies führt zu dem unten auf der Seite gezeigten Graphen mit effektiv drei Helligkeitsspitzen über die Vollbildzeit. In Abhängigkeit von den Systemparametern wie etwa Verarbeitungsgeschwindigkeit, Pinzahl (führt zur Datenrate), Lampenhelligkeit usw. kann dieser Ansatz für manche Systeme besser sein.
Zusammenfassend sind zwei Verfahren zur Beseitigung von sichtbaren Artefakten aus der Impulsbreitenmodulation verfügbar. In einem Verfahren wird die Anzahl von Auflösungspegeln etwas gesenkt, während in dem anderen der Speicherbedarf erhöht wird. Beide bieten den Vorteil, daß sie sichtbare Artefakte aus digitalen Anzeigesystemen mit einer relativ niedrigen Belastung von Systembetriebsmitteln beseitigen. Sie ermöglichen Flexibilität und können an einige unterschiedliche Systemkonfigurationen angepaßt werden.
Obwohl oben besondere Ausführungsformen von Verfahren zur Beseitigung sichtbarer Artefakte beschrieben wurden, ist dies nicht so auszulegen, daß die spezifischen Angaben den Umfang dieser Erfindung, der ausschließlich in den folgenden Ansprüchen dargelegt ist, einschränken.

Claims

1. Verfahren zum Anzeigen digitaler Videodaten auf einer Anzeige, die eine Matrix aus Pixel enthält, die in mehreren Rücksetzgruppen angeordnet sind, wobei jede Rücksetzgruppe die gleiche Anzahl von Pixel besitzt, wobei jedes Pixel einer Rücksetzgruppe eine entsprechende Pixel-Dateneinheit derselben Bitebene gleichzeitig anzeigt, wobei das Verfahren umfaßt:

a. Festlegen der Zeit, die für ein Bild der Daten verfügbar ist;

b. Anordnen der Bits der Daten in binär gewichteten Bitebenen, so daß alle Bits mit gleichem Gewicht aus allen Datenwörtern in einer Bitebene gespeichert sind;

c. Übersetzen der binär gewichteten Bitebenen in nicht binär gewichtete Bitebenen, so daß Graustufenübergänge mit minimalen Änderungen der Bits eines Bitmusters auftreten, wobei jede durch ein Pixel der Anzeige anzuzeigende Graustufe durch ein eindeutiges Bitmuster repräsentiert wird, wobei jedes eindeutige nicht binäre Bitmuster mehrere höherwertige Bits und mehrere niedrigerwertige Bits umfaßt,

wobei wenigstens zwei der höherwertigen Bits das gleiche Bitgewicht besitzen, wobei jedes dieser höherwertigen Bits während zwei gleichen Zeitschlitzen und durch sämtliche Rücksetzgruppen während der jeweiligen Zeitschlitze angezeigt werden, wobei jeder solche Zeitschlitz eines höherwertigen Bits wenigstens diejenige Anzahl Zeitperioden umfaßt, die für die Adressierung aller Rücksetzgruppen der Anzeige erforderlich sind, und wobei jedes der niedrigerwertigen Bits jeweils unterschiedliches Bitgewicht besitzt, wobei jedes niedrigerwertige Bit durch verschiedene Rücksetzgruppen zu unterschiedlichen Zeiten während einer Bildzeit angezeigt wird, wobei entsprechende Zeitschlitze eines niedrigerwertigen Bits eine Anzahl Zeitperioden umfassen, die entweder höher oder niedriger als jene ist, die erforderlich ist, um alle Rücksetzgruppen der Anzeige zu adressieren, und

wobei bei einer Pegeländerung der Graustufenintensität eines Pixel der Anzeige zwischen irgendeiner Graustufe und einer weiteren Graustufe direkt über oder unter dieser Graustufe der Zustand wenigstens eines höherwertigen Bits jedes Bitmusters der beiden von der Intensitätsänderung betroffenen Graustufen unverändert bleibt, und

d. Senden der nicht binären Bitebenen zu der Aktivierungsschaltungsanordnung eines räumlichen Lichtmodulators (30), so daß Daten für irgendeine gegebene nicht binäre Bitebene durch Pixelgruppen der Anzeige für eine Zeitperiode angezeigt werden, die zu dem Gewicht der Bitebene proportional ist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem sich Zeitperioden ausgehend von wenigstens einem vorgegebenen Punkt innerhalb der für jedes Bild verfügbaren Zeit symmetrisch erstrecken.

3. Verfahren nach Anspruch 2, bei dem der wenigstens eine vorgegebene Punkt der Mittelpunkt der Bildzeit ist.

4. Verfahren nach Anspruch 2, bei dem der wenigstens eine vorgegebene Punkt beide Viertelbildzeiten beiderseits des Bildmittelpunkts umfaßt.