[0001] Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Verbesserung der Bilddarstellung auf
einem Display.
[0002] Zu einer Darstellung von Bildsignalen einer ersten, niedrigen Auflösung auf einem
Display mit einer weiteren, höheren Auflösung kann im einfachsten Fall die Pixelzahl
sowohl in horizontaler als auch in vertikaler Richtung erhöht, beispielsweise verdoppelt,
werden.
[0003] Weiterhin kann zu diesem Zweck eine Interpolation des Bildsignals erfolgen. Nachteilig
bei einer derartigen Interpolation ist, daß beim Vorliegen von harten Übergängen bzw.
beim Vorliegen von steilen Signalflanken im Bildsignal der niedrigen Auflösung durch
den Interpolatinsvorgang Zwischenstufen erzeugt werden, die im wiedergegebenen Bild
in Form von verwaschenen unscharfen Kanten sichtbar sind.
[0004] Aus DE-A-197 14 906 ist ein Verfahren zur Verbesserung der Bildauflösung bei Farbwiedergabegeräten
bekannt. Bei diesen Geräten besteht jeder herkömmliche elementare Farbpunkt aus mehreren
zu einer Einheit formartierten Farbpixeln. Aus den Farbpixeln der herkömmlichen elementaren
Farbpunkte werden zeitweilig neue zusätzliche Farbpunkte gebildet, deren Farbzentren
außerhalb der Farbzentren der herkömmlichen Farbpunkte liegen. Hierbei werden die
Bilder aus herkömmlichen Farbpunkten und aus diesen Bildern abgeleitete Bilder aus
zusätzlichen Farbpunkten in schneller Folge nacheinander erregt.
[0005] Aus EP-B-0 457 329 ist eine flüssige Kristallanzeigevorrichtung bekannt. Diese Anzeigevorrichtung
besteht aus
- einer ersten A/D-Wandlereinrichtung zum Abtasten eines analogen Bildeingangssignals
nach dem Erzeugen eines ersten Abtasttaktes und zum Umwandeln dieses Signals in erste
digitale Abstufungsdaten;
- einer zweiten A/D-Wandlereinrichtung zum Abtasten des analogen Bildeingangsignals
nach dem Erzeugen eines zweiten Abtasttaktes mit derselben Periode und zum Umwandeln
dieses Signals in zweite digitale Abstufungsdaten;
- einer mit dem Ausgang der ersten A/D-Wandlereinrichtung verbundenen Verzögerungseinrichtung
zum Verzögern der ersten digitalen Abstufungsdaten um etwa eine halbe Periode des
ersten Abtasttaktes;
- einer mit den Ausgängen der ersten A/D-Wandlereinrichtung und der Verzögerungseinrichtung
verbundenen Selektionsschaltereinrichtung zum Selektieren und Ausgeben eines Ausgangssignals
von diesen als Reaktion auf Selektionssteuersignal;
- einer Signalverarbeitungseinrichtung, die in Paarform digitaler Abstufungsdaten mit
den Ausgangssignalen der Selektionsschaltereinrichtung und der zweiten A/D-Wandlereinrichtung
versorgt wird, um diese in analoge Werte zum Ausgeben eines Paares analoger Abstufungsdaten
umzuwandeln;
- einer Anzeigetafeleinrichtung mit mehreren Zeilenleitungen, mehreren Spaltenleitungen
und diesen entsprechend angeordneten Bildelementen, um eine Abstufungsanzeige als
Reaktion auf analoge Abstufungsdaten, welche an jedes von den Spaltenleitungen und
Zeilenleitung selektiertes Bildelement geliefert werden, bereitzustellen;
- einer mit dem Paar analoger Abstufungsdatenanteile in einer sequentiellen Reihenfolge
versorgten Source-Treibereinrichtung, zum Umwandeln dieser in parallele Paare analoger
Abstufungsdatenanteile für jede vorgegebene Paaranzahl und Liefern dieser an die entsprechenden
Spalten und Zeilen der Anzeigetafel;
- einer Gate-Treibereinrichtung zum selektiven Ansteuern der mehreren Zeilenleitungen
der Anzeigetafel; und
- einer Steuereinrichtung, wodurch in einem Doppelauflösungsanzeigenmodus der erste
und der zweite Abtasttakt erzeugt werden, nachdem sie um 180° in der Phase verschoben
wurden, und das Selektionssteuersignal zum Steuern der Selektionsschaltereinrichtung
erzeugt wird, um das Ausgangssignal der Verzögerungseinrichtung zu selektieren, und
in einem Standardauflösungsanzeigemodus der erste und der zweite Abtasttakt gleichphasig
zueinander erzeugt werden und das Selektionssteuersignal zum Steuern des Selektionsschalters
erzeugt wird, um das Ausgangssignal der ersten A/D-Wandlereinrichtung zu selektieren.
[0006] Aus EP-0-439 714 ist ein Antialiasingverfahren für Rastbilder, welche aus einer Rechnerumsetzung
eines ursprünglichen Rastbildes in ein sich daraus ergebendes Rasterbild resultieren,
bekannt. Das neue Rasterbild weist hierbei eine größere Anzahl von Bildelementen auf,
als das ursprüngliche Rastbild, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfaßt:
a) in dem ursprünglichen Bild definieren von Bildelementegruppen zu je vier Bildelementen,
die an Schnittpunkten aufeinandertreffen,
b) definieren eines rechteckigen Bereichs durch die Mittelpunkte der vier Bildelemente
des ursprünglichen Bildes, wobei der rechteckige Bereich in acht dreieckige Bereiche
unterteilt wird und vier der dreieckigen Bereiche einen inneren rechteckigen Bereich
bilden, der innerhalb des definierten rechteckigen Bereichs zentriert ist, und vier
der dreieckigen Bereiche dreieckige Außenbereiche bilden, die an die dreieckigen Bereiche
des inneren rechteckigen Bereichs angrenzen,
und durch die folgenden Schritte gekennzeichnet ist:
c) zuordnen einer Farbe zu jedem der vier dreieckigen Außenbereiche des ursprünglichen
Rasterbildes, die gleich ist wie die Farbe der benachbarten Viererpixelgruppe in dem
ursprünglichen Bild;
d) wenn genau ein Paar von diagonal entgegengesetzten Bereichen der dreieckigen Außenbereiche
dieselbe Farbe hat, Zuordnen dieser Farbe zu allen der dreieckigen Bereiche des inneren
rechteckigen Bereichs, ansonsten Zuordnen derselben Farbe, die der benachbarte dreieckige
Außenbereich hat, zu jedem dreieckigen Bereich des inneren rechteckigen Bereichs;
e) Zuordnen eines jeden der dreieckigen Bereiche des ursprünglichen Rasterbildes zu
ausgewählten Bildelementen des resultierenden Bildes und Zuordnen der Farben, die
durch den Schritt d) den dreieckigen Bereichen des ursprünglichen Rasterbildes zugeordnet
wurden, zu den entsprechenden der ausgewählten Bildelemente des resultierenden Rasterbildes.
[0007] Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zu Grunde,
eine Vorrichtung aufzuzeigen, welche die Bilddarstellung auf einem Display höherer
Auflösung verbessert, bei Vorliegen eingangsseitiger Bildsignale niedriger Auflösung.
[0008] Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen
gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand
der abhängigen Ansprüche.
[0009] Die Vorteile der Erfindung bestehen insbesondere darin, daß in Abhängigkeit vom vorliegenden
Bildinhalt und der Historie des Bildes automatisch eine Entscheidung dahingehend getroffen
wird, ob an auftretenden Übergängen ein Interpolationsvorgang durchgeführt und damit
im Bild mit höherer Auflösung ein weicher Übergang geschaffen wird oder ob auch im
Bild mit höherer Auflösung ein harter Übergang auftritt. Diese Vorgehensweise erlaubt
es, auch im Bild mit höherer Auflösung dem Bildinhalt Rechnung zu tragen und natürliche
Übergänge weich darzustellen und harte Übergänge, beispielsweise im Bild schräg von
oben nach unten verlaufende Seitenlinien eines Tennisplatzes, hart darzustellen, d.h.
keine Interpolation durchzuführen. Durch die genannte Einbeziehung der Historie des
Bildes kann dabei die Qualität der Bilddarstellung auf dem Display wesentlich verbessert
werden.
[0010] Weitere vorteilhafte Eigenschaften der Erfindung ergeben sich aus der Erläuterung
eines Ausführungsbeispiels anhand der Figuren. Es zeigt:
- FIG 1
- ein Blockschaltbild einer Vorrichtung gemäß der Erfindung,
- FIG 2
- ein Diagramm zur Veranschaulichung eines weichen Übergangs, und
- FIG 3
- ein Diagramm zur Veranschaulichung eines harten Übergangs.
[0011] Die Figur 1 zeigt ein Blockschaltbild einer Vorrichtung gemäß der Erfindung. An deren
Eingang 1 steht ein Eingangssignal E zur Verfügung, welches einem Bildsignal mit einer
ersten Auflösung entspricht. Beispielsweise handelt es sich um ein Bildsignal mit
680 Pixeln in Horizontalrichtung und 525 Pixeln in Vertikalrichtung.
[0012] Dieses Bildsignale wird einem in einen ersten Signalweg angeordneten Interpolator
2 und einer in einem zweiten, parallel zum ersten angeordneten Signalweg gelegenen
Verzögerungsschaltung 3 zugeführt. Am Ausgang des Interpolators 2 und am Ausgang der
Verzögerungsschaltung 3 steht jeweils ein Bildsignal mit einer zweiten Auflösung zur
Verfügung, welche höher ist als die erste Auflösung.
Das Ausgangssignal des Interpolators 2 wird einer Klemme a eines Schalters 6 zugeführt.
Das Ausgangssignal der Verzögerungsschaltung 3 wird an die Klemme b des Schalters
6 weitergeleitet.
[0013] Der Schalter 6 wird von einem Schaltersteuersignal S1 entweder in die Schaltstellung
a oder in die Schaltstellung b gebracht und ist damit entweder für das Ausgangssignal
des Interpolators 2 oder für das Ausgangssignal der Verzögerungsschaltung 3 durchlässig.
[0014] Das Ausgangssignal des Schalters 6, bei dem es sich um ein Bildsignal mit der zweiten,
höheren Auflösung handelt, wird einem Display 7 zugeführt und dort dargestellt. Bei
diesem Display handelt es sich beispielsweise um eine LCD-Anzeige.
[0015] Zur Erzeugung des Schaltersteuersignals S1 ist eine Recheneinheit 4 vorgesehen, die
weiterhin ein Steuersignal S2 für die Verzögerungsschaltung 3 und ein Steuersignal
S3 für den Interpolator 2 zur Verfügung stellt. Dem Eingang der Recheneinheit 4, die
vorzugsweise in Form eines Mikrocomputers realisiert ist, wird das am Eingang 1 der
Vorrichtung anliegende Bildsignal mit der ersten, niedrigen Auflösung zugeführt. Weiterhin
steht die Recheneinheit mit einem Speicher 5 in Verbindung.
[0016] In der Recheneinheit 4 erfolgt eine Analyse des Bildsignals mit der ersten Auslösung.
Im Rahmen dieser Analyse werden insbesondere im Bildsignal vorhandene Übergänge bzw.
Flanken erkannt. Die Recheneinheit sorgt weiterhin für eine Abspeicherung von Informationen
über im Bildsignal auftretende Übergänge im Speicher 5. Dabei werden insbesondere
Daten abgespeichert, die die Koordinaten des Übergangs im jeweiligen Bild und auch
die Richtung des Überganges (hell - dunkel oder dunkel - hell) und weiterhin den Verlauf
einer Kante im Bild kennzeichnen.
[0017] Die Recheneinheit 4 verwendet die aktuellen und die bereits abgespeicherten Informationen
über die im Bildsignal vorhandenen Übergänge zur Ermittlung der Steuersignale S1.
S2 und S3. Die bereits abgespeicherten Informationen über im Bildsignal vorhandene
Übergänge können dabei Übergänge sein, die in bereits übertragenen Bildabschnitten
des aktuellen Halb- oder Vollbildes liegen, oder Übergänge, die in vorherigen Halb-
oder Vollbildem detektiert wurden, oder beide vorgenannten Übergangstypen.
[0018] Die Figur 2 zeigt ein Diagramm zur Veranschaulichung eines weichen Überganges. Der
Signalverlauf E entspricht dabei dem am Eingang 1 anliegenden Bildsignal, der Signalverlauf
D dem am Ausgang des Schalters 6 bereitgestellten Bildsignal, welches auf dem Display
7 dargestellt wird. Das Eingangssignal E weist dabei einen weichen Übergang auf, der
durch einen niedrigen Sprung symbolisiert ist. Das daraus abgeleitete Signal D, welches
auf dem Display 7 dargestellt wird, wird in diesem Falle durch den Interpolator ermittelt.
Dies hat zur Folge, daß aufgrund des Interpolationsvorganges im Signal D, welches
gegenüber dem Signal E eine höhere Auflösung aufweist, eine Zwischenstufe vorhanden
ist, aufgrund derer das auf dem Display 7 dargestellte Signal einen weichen. natürlichen
Übergang aufweist.
[0019] Die Figur 3 zeigt ein Diagramm zur Veranschaulichung eines harten Überganges. Der
Signalverlauf E entspricht dabei dem am Eingang 1 anliegenden Bildsignal, der Signalverlauf
D dem am Ausgang des Schalters 6 bereitgestellten Bildsignal, welches auf dem Display
7 dargestellt wird. Das Eingangssignal E weist dabei einen harten Übergang auf, der
durch einen hohen Sprung symbolisiert ist. Das daraus abgeleitete Signal D, welches
auf dem Display 7 dargestellt wird, wird in diesem Falle mittels der Verzögerungsschaltung
3 erzeugt. Dies hat zur Folge, daß der im Eingangssignal vorhandene Übergang nicht
durch einen Interpolationsvorgang verschliffen wird, sondern bestehen bleibt, und
als harter Sprung auch im Signal D, welches auf dem Display dargestellt wird, auftritt.
Das Signal D ist lediglich gegenüber dem Signal E verzögert, wobei diese Verzögerung
so gewählt ist, daß sie einerseits an die Verarbeitungszeit in der Recheneinheit 4,
andererseits auch an die Verarbeitungszeit im Interpolator 2 angepaßt ist und über
die Historie des Bildinhaltes die zeitlich/geometrisch richtige Position ermittelt
wird.
[0020] Die von der vorstehend beschriebenen Vorrichtung durchgeführte Signalverarbeitung
und damit auch die Umschaltung des Schalters 6 arbeiten pixelgenau.
1. Vorrichtung zur Verbesserung der Bilddarstellung auf einem Display, mit
- einem Eingang (1) für ein Bildsignal einer ersten Auflösung,
- einem mit dem Eingang (1) verbundenen ersten Signalweg, welcher einen Interpolator
(2) aufweist, der ausgangsseitig ein Bildsignal mit einer zweiten, höheren Auflösung
zur Verfügung stellt,
- einem mit dem Eingang (1) verbundenen zweiten Signalweg, welcher Verzögerungsmittel
(3) aufweist, an deren Ausgang ebenfalls ein Bildsignal mit der zweiten, höheren Auflösung
abgreifbar ist,
- einem an die beiden Signalwege angeschlossenen Schalter (6), der in Abhängigkeit
von einem Schaltersteuersignal (S1) entweder das Ausgangssignal des ersten Signalweges
oder das Ausgangssignal des zweiten Signalweges an seinem Ausgang zur Verfügung stellt,
- einem mit dem Schalter (6) verbundenen Display (7) zur Darstellung der Bildsignale
mit der zweiten, höheren Auflösung, und
- einer mit dem Eingang (1) verbundenen Recheneinheit (4), die zur Erzeugung des Schaltersteuersignales
(S1) in Abhängigkeit vom Bildinhalt zeitlich vorhergehender Bildabschnitte des Bildsignals
dient.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß sie einen mit der Recheneinheit (4) verbundenen Speicher (5) zur Abspeicherung
von Informationen über Signalflanken in zeitlich vorhergehenden Bildabschnitten des
Bildsignals aufweist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2.
dadurch gekennzeichnet,
daß die zeitlich vorhergehenden Bildabschnitte des Bildsignals Bildabschnitte des
aktuellen Halb- oder Vollbildes sind.
4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß die zeitlich vorhergehenden Bildabschnitte des Bildsignals Bildabschnitte zeitlich
vorhergehender Halb- oder Vollbilder sind.
5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
dadurch gekennzeichnet,
daß das Display (7) eine LCD-Anzeige ist.