Método para procesar datos de imágenes de vídeo RGB para su presentación en un dispositivo de presentación con una pluralidad de elementos luminosos que se corresponden con los componentes de color de píxeles de una imagen de vídeo,

en el que se aplica un método de yuxtaposición a los datos de vídeo para refinar la representación en la escala de grises de las imágenes de vídeo, caracterizado porque dentro del método de yuxtaposición, los datos de vídeo de entrada se convierten a una resolución binaria superior para compensación de corrección gamma, y se añaden valores de yuxtaposición a los datos de vídeo de entrada de resolución binaria superior, a lo que sigue una etapa en la que los datos de vídeo de entrada se convierten a la resolución binaria final menor que dicha resolución binaria superior, incluyendo el método de yuxtaposición una o más de las siguientes especialidades, independientemente o combinadas:

los valores de yuxtaposición añadidos a los datos de vídeo de los componentes de color R, G, B de un píxel dado de una trama de vídeo son distintos y diferentes entre sí;

el conjunto de valores de yuxtaposición disponibles depende de la región u objeto de la imagen de vídeo;

el conjunto de valores de yuxtaposición disponibles depende del nivel de la señal de vídeo

Método para procesar datos de vídeo para un dispositivo de presentación.

La invención se refiere a un método y un dispositivo para el tratamiento de los datos de imágenes de vídeo para su presentación en un dispositivo de presentación.

Más concretamente, la invención está estrechamente relacionada con un tipo de procesamiento de vídeo para mejorar la calidad de imagen de imágenes presentadas en pantallas de tipo matricial, tales como paneles de presentación de plasma (PDP) u otros tipos de dispositivos de presentación, cuando los valores del píxel controlan la generación de un número correspondiente de pequeños impulsos de iluminación en la pantalla.

Antecedentes

La tecnología del plasma permite en la actualidad conseguir paneles planos en color y de gran tamaño (superando los límites del tubo de rayos catódicos) y con una profundidad muy reducida, sin ningún tipo de limitaciones relativas al ángulo de visionado.

Haciendo referencia a la última generación de la TV europea, se ha llevado a cabo una gran cantidad de trabajo para mejorar su calidad de imagen. Por consiguiente, una nueva tecnología, como la del plasma, debe proporcionar una calidad de imagen tan buena o mejor que la de la tecnología de TV estándar. Por un lado, la tecnología de plasma ofrece la posibilidad de un tamaño de pantalla "ilimitado", así como un grosor muy atractivo... pero por otro lado, genera nuevos tipos de aberraciones que podrían degradar la calidad de la imagen.

La mayoría de estas aberraciones son distintas a las de las imágenes de TV generadas mediante un tubo de rayos catódicos, y esta circunstancia las hace más visibles, ya que la gente está acostumbrada a ver de forma inconsciente las aberraciones de las antiguas televisiones.

Un panel de presentación de plasma (PDP) utiliza una configuración matricial de celdas de descarga que tan sólo pueden adoptar los estados "ON" u "OFF". Asimismo, a diferencia de un TRC o un LCD, en los cuales los niveles de gris se expresan mediante el control analógico de la emisión luminosa, un PDP controla el nivel de grises modulando el número de impulsos luminosos por trama (impulsos sostenidos). Esta modulación temporal será integrada por el ojo a lo largo de un período correspondiente a la respuesta temporal del ojo.

Teniendo en cuenta que la amplitud de vídeo determina el número de impulsos luminosos que se dan a una frecuencia dada, una mayor amplitud significa un número mayor de impulsos luminosos, y por ende, más tiempo de encendido u "ON". Por este motivo, este tipo de modulación también se conoce como PWM, modulación en anchura de impulso.

Esta PWM es responsable de uno de los problemas de la calidad de imagen del PDP: la deficiente calidad de presentación de la escala de grises, sobre todo en las regiones más oscuras de la imagen. Esto se debe al hecho de que la luminancia visualizada es lineal con respecto al número de impulsos, pero la respuesta del ojo y su sensibilidad al ruido no es lineal. En las zonas más oscuras, el ojo es más sensible que en las zonas más claras. Esto significa que aun cuando los modernos PDPs pueden presentar, por ejemplo, 255 niveles discretos de vídeo para cada componente de color, R, G o B, el error de cuantificación, será bastante perceptible en las zonas más oscuras. Además, la función degamma necesaria en las pantallas PDP aumenta el ruido de cuantificación en las áreas de vídeo oscuras, lo que conlleva una falta de resolución perceptible.

Se conocen algunas soluciones que utilizan un método de yuxtaposición para reducir la perceptibilidad del ruido de cuantificación. No obstante, estas soluciones no están orientadas a la naturaleza de la pantalla y del vídeo presentado. Los métodos de yuxtaposición propuestos en la literatura se habían desarrollado principalmente para mejorar la calidad de las imágenes en blanco y negro que no se encontraban en movimiento (aplicaciones de fax y de interpretación de fotografías de periódicos). Por lo tanto, los resultados obtenidos no resultan óptimos si se aplican directamente los mismos algoritmos de yuxtaposición a las PDP.

La invención

A fin de superar los inconvenientes de la interpretación de una escala de grises reducida, la presente invención se refiere a una técnica de yuxtaposición adaptada a los problemas específicos de las PDP.

Para conseguir una mejor interpretación de la escala de grises, se añade una señal de yuxtaposición a la señal de vídeo, antes de truncarla a la resolución binaria definitiva de amplitud de la escala de grises de vídeo. Como se ha mencionado anteriormente, la yuxtaposición constituye por sí misma una técnica bien conocida en la literatura técnica, que se utiliza para reducir los efectos del ruido de cuantificación provocado por un número menor de bits de resolución visualizados. Con la yuxtaposición se añaden algunos niveles artificiales entre los niveles de vídeo existentes. De este modo se mejora la presentación de la escala de grises, pero por otra parte se añade ruido de yuxtaposición de alta frecuencia y baja amplitud, que es perceptible para el espectador humano tan sólo a una reducida distancia de visionado.

La solución de acuerdo con la invención efectúa una adaptación de la señal de yuxtaposición para la especialidades de las PDP, a fin de conseguir una interpretación optimizada de la escala de grises y simultáneamente minimizar el ruido de yuxtaposición. Existen tres técnicas concretas que pueden utilizarse aisladamente o en combinación a efectos de la optimización. Estas son:

La yuxtaposición basada en célula consiste en añadir una señal de yuxtaposición que se define para todas las células de plasma (existen 3 células de plasma, R, G, B para cada píxel y no para cada uno de los píxeles. Esto hace que el ruido de yuxtaposición sea más fino y menos perceptible para el espectador humano.

La yuxtaposición basada en objeto significa permitir la inclusión de una señal de yuxtaposición únicamente para determinados objetos de contenido de la imagen, o para adaptar el conjunto de valores de yuxtaposición disponibles a la resolución binaria de los objetos visualizados. Dicho de otro modo, la resolución binaria correspondiente a los valores de yuxtaposición se adapta a la resolución binaria de los objetos visualizados. Esta idea se percibirá más claramente mediante dos ejemplos:

La yuxtaposición basada en la amplitud significa que el conjunto de valores de yuxtaposición disponibles pasa a ser una función de la amplitud de los componentes de la señal de vídeo. Igualmente, en este caso, y dicho de otro modo, podría expresarse diciendo que la resolución binaria correspondiente a los valores de yuxtaposición se hace adaptable a la amplitud del componente de la señal de vídeo. Al contrario de lo que sucede con los valores de vídeo más pequeños (más oscuros) los valores de vídeo mayores no pierden resolución binaria con la aplicación de la función degamma cuadrática. Por lo tanto, el número de bits de yuxtaposición puede reducirse en función de la amplitud.

Pueden deducirse...

1. Método para procesar datos de imágenes de vídeo RGB para su presentación en un dispositivo de presentación con una pluralidad de elementos luminosos que se corresponden con los componentes de color de píxeles de una imagen de vídeo, en el que se aplica un método de yuxtaposición a los datos de vídeo para refinar la representación en la escala de grises de las imágenes de vídeo, caracterizado porque dentro del método de yuxtaposición, los datos de vídeo de entrada se convierten a una resolución binaria superior para compensación de corrección gamma, y se añaden valores de yuxtaposición a los datos de vídeo de entrada de resolución binaria superior, a lo que sigue una etapa en la que los datos de vídeo de entrada se convierten a la resolución binaria final menor que dicha resolución binaria superior, incluyendo el método de yuxtaposición una o más de las siguientes especialidades, independientemente o combinadas:

los valores de yuxtaposición añadidos a los datos de vídeo de los componentes de color R, G, B de un píxel dado de una trama de vídeo son distintos y diferentes entre sí;

el conjunto de valores de yuxtaposición disponibles depende de la región u objeto de la imagen de vídeo;

el conjunto de valores de yuxtaposición disponibles depende del nivel de la señal de vídeo.

2. Método de acuerdo con la reivindicación 1, en el que para la yuxtaposición de componentes de color, la imagen de vídeo se divide en diversas secciones y se define un patrón de yuxtaposición tridimensional que se utiliza de forma repetida en una secuencia de vídeo, donde una primera dimensión se corresponde con un número de línea de vídeo, una segunda dimensión se corresponde con un número de píxeles perteneciente a una sección de línea de vídeo y una tercera dimensión se corresponde con un número de tramas de vídeo.

3. Método de acuerdo con la reivindicación 2, en el que el patrón de yuxtaposición estático tridimensional se define para una sección de 4 líneas con 4 píxeles cada una para un número de 4 tramas consecutivas con una resolución binaria para los valores de yuxtaposición de 3 bits.

4. Método de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes, en el que para la yuxtaposición basada en región/objeto, la información sobre los diferentes objetos/regiones de vídeo se toma de un tren de datos MPEG4.

5. Método de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes, en el que a cada uno de los conjuntos específicos de valores de yuxtaposición disponibles del proceso de yuxtaposición se le asigna el correspondiente patrón de bits de enmascaramiento, que determina mediante una operación booleana cuáles de los bits de un valor de yuxtaposición de alta resolución deben tomarse para el valor de yuxtaposición final resultante.

6. Método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que para la yuxtaposición basada en el nivel de vídeo la gama completa de niveles de vídeo se subdivide en diversas secciones y a cada sección se le asigna el correspondiente patrón de bits de enmascaramiento, que determina mediante una operación booleana cuáles de los bits de un valor de yuxtaposición de alta resolución deben tomarse para el valor de yuxtaposición final resultante.

7. Método de acuerdo con la reivindicación 6, en el que la gama completa de niveles de vídeo comprendido entre 0 y 255 se subdivide en 4 secciones, en particular 0 a 31, 32 a 63, 64 a 127, y 128 a 255, y por ende, se utilizan las siguientes resoluciones binarias para las gamas de 3 bits, 2 bits, 1 bit, 0 bits y donde la resolución binaria disminuye a medida que aumenta la gama de niveles de vídeo.

8. Método de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes, en el que para la utilización combinada de todas las especialidades de yuxtaposición se aplican las siguientes fórmulas:

Rout = trunc [degamma [Rin] + (rdither [x, y, z] Y maska [Rin, x, y, z] Y masko [Rin, x, y, z])]

Gout = trunc [degamma [Gin] + (gdither [x, y, z] Y maska [Gin, x, y, z] Y masko [x, y, z])]

Bout = trunc [degamma [Bin] + (bdither [x, y, z] Y maska [Bin, x, y, z] Y masko [x, y, z])],

donde

Rin designa el nivel de vídeo del componente rojo R de la señal de vídeo de entrada,

Gin designa el nivel de vídeo del componente verde G de la señal de vídeo de entrada,

Bin designa el nivel de vídeo del componente azul B de la señal de vídeo de entrada,

degamma [ ] designa la función degamma con una resolución de 11 bits,

maska [ ] desígnale valor de enmascaramiento basado en amplitud,

masko [ ] designa el valor de enmascaramiento basado en objeto,

rdither [ ] designa el valor de yuxtaposición basado en celda correspondiente a las celdas rojas, de acuerdo con el patrón de yuxtaposición utilizado,

gdither [ ] designa el valor de yuxtaposición basado en celda correspondiente a las celdas verdes, de acuerdo con el patrón de yuxtaposición,

bdither [ ] designa el valor de yuxtaposición basado en celda correspondiente a las celdas azules, de acuerdo con el patrón de yuxtaposición,

x designa el número de píxel de la pantalla,

y designa el número de línea de la pantalla,

z designa el número de trama, y

trunc