减少量化噪声的方法和相应的设备技术

等离子体显示板是纯线性显示器，且并不表现出如ＣＲＴ等的非线性伽马行为，从而必须以数字形式对信号施加人工伽马函数。此伽马函数增加了暗区域中的量化步长，而在亮区域中，量化步长将减小。基本思想在于：在伽马化处理之后，应用自适应噪声滤波。所述自适应滤波是适用于伽马化量化噪声的专用滤波。换句话说，针对暗区域，所述滤波将为最大，当区域的亮度增加时，其功效将自动减小。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种用于减少由数字显示设备的信号处理期间的量化而引起的噪声的方法和设备，其中以具有多个滤波系数的数字滤波器对以噪声进行充电的信号进行数字滤波。
技术介绍
代表等离子显示板的PDP利用只能“接通”或“断开”的放电单元矩阵阵列。因此，可以将其定义为纯数字显示器。而且，与其中通过对光发射的模拟控制来表现灰度电平的CRT(阴极射线管)或LCD(液晶显示器)不同，PDP通过调制每帧的光脉冲数(保持脉冲)来控制灰度电平。这种时间调制将由眼睛在与眼睛的时间响应相对应的时间段内进行积分。由于通过以给定频率发生的光脉冲数来描述幅度视频，更多的幅度意味着更多的光脉冲，从而意味着更多的“接通”时间。因此，这类调制也被称为PWM，脉冲宽度调制。这种PWM导致了一种PDP图像质量问题整体噪声电平，尤其是在画面的较暗区域中。这是由于以下事实而引起的所显示的亮度与脉冲数成线性关系，但眼睛响应和对噪声的敏感度却不是线性的。在较暗的区域中，眼睛比在较亮的区域中更为敏感。这意味着即使现在的PDP能够显示ca.255个离散视频电平，在较暗区域中，量化误差将是非常明显的。此外，对所有视频画面进行预校正，以补偿来自于标准显示器(例如CRT)的传统伽马曲线。由于等离子体显示器是纯线性显示器，并不提供这种非线性的伽马行为，因而应当在显示器级以数字形式实现人工伽马函数。此伽马函数增加了暗区域中的量化步长，而降低了亮区域中的量化步长。此外，量化步长的增加将极大地增加出现在画面中的噪声的电平。下面，将对视频信号的伽马化之后的量化噪声进行描述。用于在等离子体上再现视频电平的方法(PWM)导致了一种PDP图像质量问题较大的量化补偿，尤其是在画面的暗区域中，强烈地增加了这些区域中的噪声电平。这是由于以下事实而引起的所显示的亮度与用于驱动发光元件的脉冲数成线性关系，但眼睛响应和对噪声的敏感度却不是线性的。在较暗的区域中，眼睛比在较亮的区域中更为敏感。这意味着即使现在的PDP能够显示ca 255个离散视频电平，在较暗区域中，量化误差将是非常明显的。此外，通过γ-1函数对所有视频画面进行预校正，以补偿来自于标准显示器(例如CRT)的传统伽马曲线(γ)。由于等离子体显示器是纯线性显示器，并不提供这种非线性的伽马行为，因而应当在显示器级以数字形式实现人工伽马函数。此伽马函数增加了暗区域中的量化步长，而降低了亮区域中的量化步长。应用于8比特电平的标准伽马函数采用以下公式Out(x,y)=255·(In(x,y)255)γ,]]>以γ≈2作为示例。图1示出了这种函数。其表明，应用于8比特电平的伽马函数在暗区域中产生较强的量化效应。例如，在伽马化，即应用γ函数之后，将低于12的所有输入电平一起设置为0。下表示出了对一些视频电平的计算的细节 此表格表明在暗区域中，存在比输入值更少的输出值，这意味着增加了量化补偿。相反，在高电平中，存在比输出值更少的输入值(例如，没有输入能产生数值246)，这意味着减少了量化噪声。标准数字画面遇到了依赖于用于数字化的比特数的量化噪声的问题。此外，所有自然序列均包含一些自然噪声(主要是高斯噪声)。这些噪声效果的整体可视性也依赖于产生一类喧闹效应(bustlingeffect)的时间变化。图2示出了标准数字视频画面在伽马化之前的视频值。其示出了针对部分画面的三个颜色分量R、G、B的量化噪声和自然噪声的示例。其时间变化增强了这种噪声。现在，将给出对在具有模拟伽马化函数(显像管行为)的CRT上所获得的效果的估计。针对此估计，假设白色的亮度为100cd/m2，而且CRT行为可以表示为CRT(x,y)=100·(In(x,y)255)γ,]]>γ＝2。在这种情况下，CRT上的噪声模式将变形为如图3所示。针对每个分量R、G、B，根据三个模式R、G、B的亮度值，计算出CRT屏幕上的平均噪声值和平均误差值。应当将此与在等离子体显示器的情况下所产生的噪声进行比较。首先，将在数字电平(8比特)上执行伽马化，如图4所示。针对三个分量R、G、B，对如图2所给出的输入值进行去伽马化。在输出，获得数字值。然后，针对每个数字值，在等离子体是纯线性系统的假设下，可以计算出亮度值，数值255与100cd/m2相匹配。可以估计噪声结构的可视性，如图5所示，其对应于图3，但是在PDP的情况下。对等离子体上的噪声结构的估计表明暗区域中增加的量化步长导致了较强的噪声图案。因此，与标准显示器相比，噪声的喧闹效应在等离子体屏幕上强烈地增加(平均误差可能达到80％)。其也通过人类的视觉系统行为遵循对数定律的事实(对低电平比高电平更为敏感)而增强。如前面所解释的那样，在暗区域中，噪声在等离子体上比在其他显示器上(如CRT)更容易被看见。因此，应当在PDP上实施一类噪声减少算法。实际上，多种显示器已经设置了这样的算法。然而，标准噪声减少算法还具有如清晰度损耗、运动假像(在硬边缘之后的拖尾)等缺陷。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的是提供一种用于以改进的方式减少噪声的方法和设备。根据本专利技术，通过一种用于减少由数字显示设备的信号处理期间的量化过程而引起的噪声的方法来解决此目的，其中通过以具有多个滤波系数的数字滤波器对以所述噪声进行充电的信号进行数字滤波，以及根据要对其进行滤波的所述信号的数值，改变所述滤波系数中的至少一个。此外，通过一种用于减少由数字显示设备的信号处理期间的量化而引起的噪声的设备来解决上述目的，所述设备包括数字滤波装置，用于对以所述噪声进行充电的信号进行数字滤波，所述滤波装置具有多个滤波系数；以及控制装置，与所述数字滤波装置相连，用于根据要对其进行滤波的所述信号的数值，改变所述滤波系数中的至少一个。在从属权利要求中，阐明了对本专利技术的更为优选的发展。有利地，可以提供一种噪声减少算法，其具有降低视频电平的效果，从而对低电平(严重噪声区域)施加最大滤波，而对亮区域(较少噪声，对噪声减少算法更为挑剔)不施加滤波或施加非常低的滤波。可以在等离子体的伽马化处理之后，施加这种自适应噪声滤波。所述自适应滤波是适用于伽马化量化噪声的专用滤波。换句话说，该滤波对于暗区域最大，而当区域的亮度增加时，其功效将自动降低。根据本专利技术的滤波的应用得到了以下优点·在其严重区域中，降低了等离子体板上的噪声。·并未降低画面的清晰度，或者细节并未消失。·运动假像并未出现。附图说明在附图中示出了本专利技术的典型实施例，并将在以下的描述中，对其进行更为详细的解释。附图为图1要应用于视频信号的标准伽马函数；图2针对画面的三个颜色分量的量化噪声和自然噪声的示例；图3设置有模拟量化功能的CRT上的噪声模式；图4以8比特数字电平执行的伽马化；图5对量化后PDP上的噪声结构的可见性的估计；图6应用于当前像素的滤波器掩码；图7示出了滤波器参数的变化的示意图；图8二维中值滤波器的结构；图9中值滤波器的实现； 图10中值滤波器的变体；图11自适应中值滤波的实现；以及图12本专利技术算法的硬件实现。具体实施例方式为了更好地理解本专利技术的概念，现在，作为优选实施例，示出了两类标准噪声减少算法。低通滤波分析本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于减少由数字显示设备的信号处理期间的量化过程而引起的噪声的方法，其中　　　　通过具有多个滤波系数的数字滤波器对以所述噪声进行充电的信号进行数字滤波，　　　　其特征在于根据要对其进行滤波的所述信号的数值，改变所述滤波系数中的至少一个。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：塞巴斯蒂安魏特布吕克，赖纳茨温，卡洛斯科雷亚，
申请(专利权)人：汤姆森许可贸易公司，
类型：发明
国别省市：FR[法国]