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DE68915145T2 - Halftone images with error transfer propagation with a phase shift that changes with time. - Google Patents

Halftone images with error transfer propagation with a phase shift that changes with time.

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Publication number
DE68915145T2
DE68915145T2 DE1989615145 DE68915145T DE68915145T2 DE 68915145 T2 DE68915145 T2 DE 68915145T2 DE 1989615145 DE1989615145 DE 1989615145 DE 68915145 T DE68915145 T DE 68915145T DE 68915145 T2 DE68915145 T2 DE 68915145T2
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DE
Germany
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display
intensity
image
elements
value
Prior art date
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DE1989615145
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German (de)
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Inventor
Ronald I Feigenblatt
Carl G Powell
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International Business Machines Corp
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International Business Machines Corp
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Publication date
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    • G09EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09GARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G3/00Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes
    • G09G3/20Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters
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    • G09G3/2059Display of intermediate tones using error diffusion

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  • Liquid Crystal Display Device Control (AREA)

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft mehrstufige Anzeigesysteme mit Anzeigeelementen mit relativ wenigen Intensitätsstufen und insbesondere die Anpassung dieser Systeme für die Darstellung von Graustufenbildern.The present invention relates to multi-level display systems with display elements having relatively few intensity levels and in particular to the adaptation of these systems for the display of grayscale images.

Systeme mit flachem Bildschirm wie eine binäre Flüssigkristallanzeige (LCD, liquid crystal display) mit Elementen, die relativ wenig Intensitätswerte anzeigen können, besitzen nicht viele der Nachteile, die bei Anzeigesystemen vom Typ des CRT-Monitors gefunden werden. Insbesondere benötigt ein binärer LCD-Schirm keine Elektronenkanone und keine Vakuumröhre und kann daher viel flacher als ein TV-Monitor hergestellt werden. Ein LCD-Schirm besitzt geringe Anforderungen an Strom und Spannung und gibt dementsprechend während des Betriebs relativ wenig Wärme ab, was ihn besonders geeignet für die Verwendung bei hoher Baudichte und in tragbaren Systemen macht. Die Hardware ist relativ robust und kann dasselbe Bild eine sehr lange Zeit anzeigen, ohne daß Gefahr besteht, die Elemente zu beschädigen.Flat panel systems such as a binary liquid crystal display (LCD) with elements capable of displaying relatively low intensity values do not have many of the disadvantages found in CRT monitor type display systems. In particular, a binary LCD screen does not require an electron gun or a vacuum tube and can therefore be made much flatter than a TV monitor. An LCD screen has low current and voltage requirements and accordingly dissipates relatively little heat during operation, making it particularly suitable for use in high density and portable systems. The hardware is relatively robust and can display the same image for a very long time without risk of damaging the elements.

Eine Kathodenstrahlbildröhre kann jedoch leicht relativ viele Intensitätswerte zwischen einem minimalen und einem maximalen Intensitätswert anzeigen. Tatsächlich ist das Eingangssignal eines Anzeigesystems mit Kathodenstrahlröhre üblicherweise ein analoges Intensitätssignal, das aufgrund des mit dem Signal verbundenen Rauschens wirksam abgestuft ist, was eine feinere Differenzierung des Eingangssignal begrenzt. Der Vorteil dieser Möglichkeit einer fein abgestuften Intensität ist zweifacher Art: Erstens erzeugt die Anzeige eine relativ genaue Beschreibung der Schattierung des Bildes. Beispielsweise "begrenzen" die typischen Signal-/Rauschverhältnisse in Videosignalen die Elemente in einem analogen Fernsehgerät darauf, einen von 256 Werten anzuzeigen; dies ist dennoch ein relativ fein abgestuftes Bild, und der angezeigte Wert jedes Elements ist daher eine relativ gute Näherung des angezeigten Bildteils. Mit anderen Worten, die Anzeige besitzt gute "Graustufen-" bzw. "Halbton-" Eigenschaften. Zweitens - verwandt mit dem ersten Merkmal - besitzt die Anzeige eine relativ gute räumliche Auflösung. Da die Elemente der Bildintensität gut folgen können, werden auch Intensitätsänderungen zwischen benachbarten Bildelementen gut dargestellt. Daher ist die räumliche Auflösung der Anzeige in erster Linie durch den physischen Abstand der Elemente beschränkt.However, a cathode ray tube can easily display a relatively wide range of intensity values between a minimum and a maximum intensity value. In fact, the input signal to a cathode ray tube display system is usually an analog intensity signal that is effectively graded due to the noise associated with the signal, which limits finer differentiation of the input signal. The advantage of this ability to finely grade intensity is twofold: First, the display produces a relatively accurate description of the shading of the image. For example, the typical signal-to-noise ratios in video signals, the elements in an analog television set are limited to displaying one of 256 values; this is still a relatively finely graded image, and the displayed value of each element is therefore a relatively good approximation of the part of the image being displayed. In other words, the display has good "grayscale" or "halftone" properties. Secondly, related to the first feature, the display has relatively good spatial resolution. Since the elements can follow the image intensity well, intensity changes between adjacent picture elements are also well represented. Therefore, the spatial resolution of the display is limited primarily by the physical spacing of the elements.

Die binäre LCD-Anzeige und allgemeiner Anzeigen vom LCD-Typ mit Elementen mit relativ wenig Intensitätsstufen haben gewisse Nachteile, die die Vorteile der fein abgestuften Anzeigesysteme widerspiegeln. Beispielsweise stellt ein binäres LCD-Element den jeweiligen Teil des Abbilds dadurch dar, daß es entweder an oder aus ist. Dies ist eine schlechte Bildwiedergabe, wenn das Bild an der dargestellten Stelle grau ist. Mit anderen Worten besitzt eine LCD-Anzeige von Natur aus schlechte Halbtoneigenschaften. Ebenfalls mit den schlechten Halbtoneigenschaften verbunden, besitzt die LCD-Anzeige auch eine relativ schlechte räumliche Auflösung. Da die Elemente entweder an oder aus sind, muß der Übergang von einem Bild zum anderen dadurch angenähert werden, daß benachbarte Elemente entweder vollständig an oder vollständig aus sind. Daraus ergibt sich, daß der Übergang entweder zu abrupt oder räumlich zu verschwommen ist. Im letzten Fall besitzt das angezeigte Bild eine Auflösung, die schlechter als der räumliche Abstand benachbarter Elemente ist.The binary LCD display, and more generally LCD-type displays with elements having relatively few intensity levels, have certain disadvantages that offset the advantages of finely graded display systems. For example, a binary LCD element represents each part of the image by being either on or off. This is poor image reproduction if the image is gray at the location represented. In other words, an LCD display inherently has poor halftone properties. Also related to poor halftone properties, the LCD display also has relatively poor spatial resolution. Since the elements are either on or off, the transition from one image to another must be approximated by having adjacent elements either fully on or fully off. This results in the transition being either too abrupt or too spatially blurred. In the latter case, the displayed image has a resolution that is worse than the spatial spacing of adjacent elements.

Nach dem Stand der Technik hat man die Aufgabe erwogen, Verfahren für die Anzeige eines Eingangssignals, das für Systeme mit Anzeigeelementen mit fein abgestuften Intensitätsstufen angepaßt ist, auf einem Bildschirm mit Elementen mit relativ grob abgestuften Intensitätsstufen zu verarbeiten. Wie unten beschrieben ist, besteht das Grundproblem, mit dem sich diese Verfahren nach dem Stand der Technik beschäftigten, darin, daß die Anzahl der Intensitätsstufen, die ein Bildelement annehmen kann, größer ist als die Anzahl, die ein Anzeigeelement annehmen kann. Daher formt das Verfahren ein Bildelement mit relativ fein abgestuftem Intensitätswert in ein Anzeigeelement mit weniger Intensitätswerten um. Durch diese Umformung unterscheidet sich in den meisten Fällen der Intensitätswert eines Anzeigeelements vom Intensitätswert eines Bildelements.According to the state of the art, the task has been considered to provide methods for displaying an input signal which is suitable for systems with display elements with finely graded intensity levels on a screen with elements with relatively coarsely graded intensity levels. As described below, the basic problem addressed by these prior art methods is that the number of intensity levels that a picture element can assume is greater than the number that a display element can assume. Therefore, the method transforms a picture element with a relatively finely graded intensity value into a display element with fewer intensity values. As a result of this transformation, in most cases the intensity value of a display element differs from the intensity value of a picture element.

Beispielsweise kann im Fall eines Standard-Fernsehbilds, das auf einem binären LCD-Bildschirm angezeigt wird, der Intensitätswert jedes Bildelements einen von 256 Werten zwischen einem minimalen und einem maximalen Intensitätswert annehmen, während das entsprechende Anzeigeelement entweder den minimalen oder den maximalen Wert besitzt. Bei einem Bildelement mit einer Intensität zwischen dem ersten und dem 256ten Wert ist es in gewisser Weise ein Fehler, das Bildelement mit dem maximalen bzw. minimalen Wert anzuzeigen. Wenn die Intensität des Bildelements dem 128ten Wert entspricht, d. h. in der Mitte zwischen dem minimalen und dem maximalen Intensitätswert liegt, ist es ein relativ großer Fehler, das Anzeigeelement mit der minimalen bzw. maximalen Intensität anzuzeigen. Andererseits ist es bei einem Bildelement, dessen Intensität dem dritten Wert entspricht, d. h. sehr nahe beim minimalen Wert liegt, ein sehr kleiner Fehler, das Anzeigeelement mit minimaler Intensität anzuzeigen.For example, in the case of a standard television picture displayed on a binary LCD screen, the intensity value of each picture element can take on one of 256 values between a minimum and a maximum intensity value, while the corresponding display element has either the minimum or the maximum value. For a picture element with an intensity between the first and the 256th value, it is in some sense an error to display the picture element with the maximum or minimum value. If the intensity of the picture element corresponds to the 128th value, i.e. lies halfway between the minimum and the maximum intensity values, it is a relatively large error to display the display element with the minimum or maximum intensity. On the other hand, for a picture element whose intensity corresponds to the third value, i.e. lies very close to the minimum value, it is a very small error to display the display element with the minimum intensity.

Viele Jahre lang wurden Verarbeitungsverfahren entwickelt, die versuchten, ein Graubild subjektiv auf einer Anzeige mit binären Elementen anzuzeigen, um sich dadurch mit dem obengenannten Problem zu befassen. Diese Verfahren leiten sich alle von der Prämisse ab, daß das Auge die Intensitäten einer Anzahl eng benachbarter Elemente, die entweder hell oder dunkel sind, zusammenfaßt und daher einen Grauton wahrnimmt.For many years, processing techniques have been developed that attempt to subjectively display a gray image on a binary element display to address the above problem. These techniques all derive from the premise that the eye combines the intensities of a number of closely spaced elements that are either light or dark and therefore perceives a shade of gray.

Die US-Patentschrift 3 937 878, Erfinder Judice, beschreibt ein auf die Schwarz/Weiß-Bildwiedergabe in einem binären Anzeigesystem angewandtes Verfahren ("Dither"); das wiederzugebende Bild wird in eine Bildelement-Matrix unterteilt, wobei jedes Element einer entsprechenden Zelle der Anzeige entspricht. Jeder Anzeigezelle wird ein vorgegebener Schwellenwert zugeordnet. Die Schwellenwerte wiederholen sich gemäß einem Muster, üblicherweise in 16 (4x4) quadratischen Elementen, und besitzen zwischen einem minimalen und einem maximalen Wert für die Bildintensität gleiche Abstände voneinander. Ist die Intensität eines bestimmten Bildelements größer als der der zugehörigen Anzeigezelle zugeordnete Schwellenwert, wird diese Zelle angeschaltet, andernfalls bleibt sie ausgeschaltet.US Patent 3,937,878, inventor Judice, describes a technique applied to black and white image display in a binary display system ("dither"); the image to be displayed is divided into a matrix of picture elements, each element corresponding to a corresponding cell of the display. Each display cell is assigned a predetermined threshold value. The threshold values repeat according to a pattern, usually in 16 (4x4) square elements, and are equally spaced between a minimum and a maximum value for the image intensity. If the intensity of a particular picture element is greater than the threshold value assigned to the corresponding display cell, that cell is switched on, otherwise it remains switched off.

In einem derartigen System überschreiten sehr dunkle Bereiche nicht einmal den kleinsten Schwellenwert in den 16 quadratischen Elementen, und daher ist der angezeigte Bereich dunkel. Analog überschreiten sehr helle Bereiche selbst die größten Schwellenwerte, und alle 16 quadratischen Elemente sind daher angeschaltet. Bei Bereichen, deren Intensität genau zwischen vollständig dunkel und vollständig hell liegt, werden 8 der 16 Schwellenwerte überschritten, und dementsprechend werden 8 Elemente angeschaltet und 8 bleiben dunkel. Das Auge faßt diesen kleinen Bereich zusammen und nimmt eine Graustufe wahr.In such a system, very dark areas do not exceed even the smallest threshold in the 16 square elements, and therefore the displayed area is dark. Similarly, very bright areas exceed even the largest thresholds, and therefore all 16 square elements are turned on. For areas whose intensity is exactly between completely dark and completely bright, 8 of the 16 thresholds are exceeded, and accordingly 8 elements are turned on and 8 remain dark. The eye summarizes this small area and perceives a shade of gray.

Ein weiteres Verfahren für die Halbtonwiedergabe durch Fehlerfortpflanzung wird von Fawcett und Schrack in "Halftoning Techniques Using Error Correction", Proceedings of the Society for Information Display, 27(4), S. 305-308 (1986) beschrieben.Another method for halftoning by error propagation is described by Fawcett and Schrack in "Halftoning Techniques Using Error Correction", Proceedings of the Society for Information Display, 27(4), pp. 305-308 (1986).

Ein weiteres Verfahren für die Halbtonwiedergabe durch Fehlerfortpflanzung wird in EP-A-0 264 302 beschrieben.Another method for halftone reproduction by error propagation is described in EP-A-0 264 302.

Bei den Fehlerfortpflanzungsverfahren für die Verwendung in binären Anzeigevorrichtungen ist der Ausgangspunkt wiederum ein räumlich diskret aufgeteiltes Bild. Der Betrag, um den das Anzeigeelement den zugehörigen Intensitätswert für das Bild überschreitet bzw. unterschreitet, wird nicht einfach - wie bei einfachen Schwellenwertverfahren - außer acht gelassen, sondern wird zu geometrisch nahegelegenen Bildwerten, die später in Bildelemente umgerechnet werden müssen, dazugezählt bzw. von ihnen abgezogen. Bei den Fehlerfortpflanzungsverfahren wird daher die Halbtonwiedergabe durch die Anpassung nahegelegener Elemente erreicht, um den Intensitätsüberschuß bzw. das Intensitätsdefizit eines gegebenen Elements auszugleichen.In the error propagation methods for use in binary display devices, the starting point is again a spatially discretely divided image. The amount by which the display element exceeds or falls below the corresponding intensity value for the image is not simply ignored - as in simple threshold value methods - but is added to or subtracted from geometrically nearby image values, which must later be converted into image elements. In the error propagation methods, halftone reproduction is therefore achieved by adjusting nearby elements in order to compensate for the intensity excess or intensity deficit of a given element.

Die vorliegende Erfindung führt die Fehlerfortpflanzung einen Schritt weiter, indem sie die oben beschriebenen Konzepte auf mosaikartige Farbanzeigen anwendet. Bei einer mosaikartigen Farbanzeige muß das Element unmittelbar rechts neben einem gegebenen Element nicht notwendigerweise die gleiche Farbe wie das gegebene Element besitzen; daher kann der Fehler nicht immer zu dem Element weitergegeben werden, das als nächstes physisch verarbeitet wird. Bei einem Mosaik aus gleichfarbigen Diagonalen ist das nächstgelegene, unverarbeitete Element mit gleicher Farbe zum Beispiel das Element unter dem Element unmittelbar rechts von dem gegebenen Element. Daher wird der Fehler bei dem auf diese Farbmosaike angewandten Fehlerfortpflanzungsverfahren diagonal auf die Elemente verteilt. Das Verfahren ist hardwaremäßig mit mehr Aufwand zu implementieren, wenn die Elemente entsprechend der Standard-Abtastreihenfolge von Videodaten horizontal abgearbeitet werden. In diesem Fall muß der Fehler eines Elements gespeichert und, wenn das diagonal benachbarte Element verarbeitet wird, wiederverwendet werden.The present invention takes error propagation one step further by applying the concepts described above to mosaic color displays. In a mosaic color display, the element immediately to the right of a given element does not necessarily have to be the same color as the given element; therefore, the error cannot always be propagated to the element that is physically processed next. For example, in a mosaic of same-color diagonals, the closest unprocessed element of the same color is the element below the element immediately to the right of the given element. Therefore, the error propagation technique applied to these color mosaics distributes the error diagonally across the elements. The technique is more complex to implement in hardware if the elements are processed horizontally according to the standard scanning order of video data. In this case, the error of an element must be stored and reused when the diagonally adjacent element is processed.

Ein Hauptproblem bei den Fehlerfortpflanzungs-Halbtonverfahren nach dem Stand der Technik ist die schlechte Leistung bei dunklen Flächen, insbesondere wenn die Anzeigeelemente nur binäre Fähigkeiten besitzen. Wenn das Bild dunkel wird, werden die "An"-Elemente selten und deutlich einzeln sichtbar. Bei den Verfahren, bei denen der Fehler auf einem einzigen Weg fortgepflanzt wird, können auch lineare oder fischgrätenförmige Artefakte beobachtet werden. Isolierte "An"-Bildpunkte in dunklen Flächen mindern die Bildqualität weitaus mehr als isolierte "Aus"-Bildpunkte in hellen Flächen.A major problem with the state-of-the-art error propagation halftoning techniques is poor performance in dark areas, especially when the display elements have only binary capabilities. As the image becomes dark, the "on" elements become rare and clearly visible individually. Linear or herringbone artifacts can also be observed in the techniques that propagate the error along a single path. Isolated "on" pixels in dark areas degrade image quality far more than isolated "off" pixels in bright areas.

Zudem müssen die für Schwarzweißbilder entwickelten Verfahren besonders angepaßt werden, damit sie erfolgreich sind, wenn sie - wie oben beschrieben - der Komplikation, die sich durch mosaikartige Farbanzeigen stellen, gegenüberstehen.In addition, the techniques developed for black and white images must be specially adapted to be successful when faced with the complications posed by mosaic-like color displays, as described above.

Die vorliegende Erfindung bietet ein Verarbeitungsverfahren und -system, bei denen Farbbilder mit Bereichen aus Elementen mit relativ fein abgestuften Intensitätswerten auf einer mosaikartigen Farbanzeige vom LCD-Typ mit Anzeigeelementen mit relativ wenigen Intensitätswerten angezeigt werden. Das erfindungsgemäße Verfahren für die Anzeige eines Bildes schließt das oben beschriebene grundlegende Fehlerfortpflanzungsverfahren für mosaikartige Farbanzeigen ein. Wie zuvor beschrieben, pflanzt dieses Verfahren den Fehler für den Fall, daß die mosaikartige Farbanzeige so gemustert ist, daß diagonale Reihen aus einfarbigen Elementen bestehen, diagonal zwischen den Elementen fort. Das Grundverfahren nimmt jedoch für den an das erste Element in der Diagonale weitergeleiteten "Fehler" Null bzw. allgemeiner eine zeitweilig feste, positionsunabhängige Konstante an. Durch ein zusätzliches Merkmal des Verfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung, das "Bildpunkt-Versatz" genannt wird, wird ein "Fehler" an das erste Elemente in der diagonalen Reihe weitergeleitet, der sich mit jedem neuen verarbeiteten Bild oder Vollbild ändert. Der in das erste Element in der diagonalen Reihe weitergeleitete "Fehler" wird auch der "Vorgabewert" genannt. Genauer gesagt nimmt der in das erste Element jeder Diagonale weitergeleitete "Fehler" mit jedem verarbeiteten Vollbild so lange inkrementell zu, bis der "Fehler" größer als der Maximalwert für die Intensität der Elemente wird. An diesem Punkt beginnt die Fortpflanzung von neuem, indem der Maximalwert abgezogen wird.The present invention provides a processing method and system in which color images having regions of elements with relatively finely graduated intensity values are displayed on a mosaiced color LCD-type display having display elements with relatively few intensity values. The method of displaying an image according to the invention includes the basic error propagation method for mosaiced color displays described above. As previously described, if the mosaiced color display is patterned so that diagonal rows consist of single color elements, this method propagates the error diagonally between the elements. However, the basic method assumes the "error" propagated to the first element in the diagonal to be zero, or more generally a temporarily fixed, position-independent constant. By an additional feature of the method according to the present invention, called "pixel offset", an "error" is propagated to the first element in the diagonal row, which changes with each new image or frame processed. The "error" propagated into the first element in the diagonal row is also called the "default value". More precisely, the "error" propagated into the first element of each diagonal increases incrementally with each frame processed until the "error" becomes greater than the maximum value for the intensity of the elements. At this point, the propagation starts again by subtracting the maximum value.

Im Fall der binären Anzeige führt die inkrementelle Zunahme des jeder Diagonale zugeordneten Vorgabefehlerwertes zum räumlichen Drift von "An"-Elementen auf den Diagonalen. Dieser räumliche Drift der "An"-Elemente auf den Diagonalen ist der "Bildpunkt- Versatz"; das Ergebnis ist die Wahrnehmung einer Halbtonanzeige, da sich die zeitintegrierte Gesamtheit der angezeigten Bilder, falls alle Vorgabewerte gleich wahrscheinlich sind, dem exakten Grautonbild nähert, wenn die Anzahl angezeigter Bilder zunimmt. Wenn die Verarbeitung so schnell ist, daß das Auge eine Anzahl angezeigter Bilder desselben Eingangsbilds zusammenfaßt, nähert sich die Anzeige, die mittels der aktuellen Anzeige wahrgenommen wird, dem tatsächlichen Grauton des Eingangsbilds.In the case of the binary display, the incremental increase in the predictive error value associated with each diagonal results in the spatial drift of "on" elements on the diagonals. This spatial drift of the "on" elements on the diagonals is the "pixel offset"; the result is the perception of a halftone display, since the time-integrated total of the displayed images, if all predicates are equally probable, approaches the exact gray tone image as the number of displayed images increases. If the processing is fast enough that the eye can summarize a number of displayed images of the same input image, the display perceived by the current display approaches the actual gray tone of the input image.

Die vorliegende Erfindung erzielt auch Farbhalbtonwiedergabe des angezeigten Bildes, die aus subjektiver Sicht eine qualitativ hochwertige Darstellung des Bildes ist. Zusätzlich verwendet die vorliegende Erfindung die rasche Abfolge angezeigter Bilder, um die subjektive, qualitativ hochwertige Halbtonwiedergabe der Anzeige zu erzielen.The present invention also achieves color halftone reproduction of the displayed image, which is subjectively a high quality representation of the image. In addition, the present invention uses the rapid succession of displayed images to achieve the subjective high quality halftone reproduction of the display.

Zudem werden bei der vorliegenden Erfindung durch das Fehlerfortpflanzungsverfahren durch Bildpunkt-Versatz Artefakte beseitigt. Statt einem Element unbedingt die dem Zustand "An" entsprechende Anzeigeintensität zuzuordnen, wenn dessen Bildintensitätswert plus dessen Fehlerwert einen Schwellenwert übersteigt, wird im binären Fall der angezeigte Bildpunkt nur dann angeschaltet, wenn es seit dem letzten "An"-Element weniger als eine bestimmte Anzahl von "Aus"-Elementen gibt. Selbst wenn das Element aufgrund der Anzahl vorhergehender "Aus"-Diagonalelemente "aus" bleibt, wird es jedoch zum Zweck der Bestimmung späterer Elemente in der Diagonale als "an" betrachtet.In addition, the present invention eliminates artifacts through pixel offset error propagation. Instead of necessarily assigning an element the display intensity corresponding to the "On" state when its image intensity value plus its error value exceeds a threshold value, in the binary case, the displayed pixel is turned on only if there are fewer than a certain number of "off" elements since the last "on" element. Even if the element remains "off" due to the number of previous "off" diagonal elements, it is still considered "on" for the purpose of determining later elements in the diagonal.

FIG. 1 ist ein Flußdiagramm des Verarbeitungsverfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung.FIG. 1 is a flow chart of the processing method according to the present invention.

FIG. 2 ist ein schematisches Diagramm, das die Abbildung von Bildelementen in Zeile 1 auf Anzeigeelemente in Zeile 1 zeigt.FIG. 2 is a schematic diagram showing the mapping of picture elements in row 1 to display elements in row 1.

FIG. 3 ist ein schematisches Diagramm einer Standard-Mosaikfarbanzeige, wobei durch jedes Anzeigeelement gleichfarbige Diagonalen gezogen sind.FIG. 3 is a schematic diagram of a standard mosaic color display with like-colored diagonals drawn through each display element.

FIG. 4 ist ein schematisches Diagramm eines mosaikartigen Farbbilds, bei dem die Elemente entsprechend der gleichfarbigen Diagonalen bezeichnet sind.FIG. 4 is a schematic diagram of a mosaic color image in which the elements are labeled according to the same-color diagonal.

FIG. 5 ist eine waagerechte schematische Darstellung des Abbildungsverfahrens der m-ten diagonal bezeichneten Reihe der Darstellung gemäß der vorliegenden Erfindung.FIG. 5 is a horizontal schematic representation of the mapping process of the m-th diagonally labeled row of the representation according to the present invention.

FIG. 6 ist ein Diagramm, das die relativen Intensitätswerte der Bildelemente, der Anzeigeelemente und der Schwellenpegel des Verfahrens zeigt.FIG. 6 is a diagram showing the relative intensity values of the picture elements, the display elements and the threshold levels of the process.

FIG. 7 ist ein Diagramm, das relative Intensitätswerte wie in FIG. 6 zeigt, wobei die Bildelemente bei einer Standardfernsehanzeige einen von 256 Intensitätswerten annehmen können, und wobei die Anzeigeelemente auf einer binären LCD-Anzeige einen von zwei Intensitätswerten annehmen können.FIG. 7 is a diagram showing relative intensity values as in FIG. 6, where the picture elements on a standard television display can assume one of 256 intensity values, and where the display elements on a binary LCD display can assume one of two intensity values.

FIG. 8 ist ein Diagramm, das relative Intensitätswerte wie in FIG. 6 zeigt und auch schematisch das Abbildungsverfahren eines Bildelements mit Intensitätswert I(m,n) zeigt.FIG. 8 is a diagram showing relative intensity values as in FIG. 6 and also schematically shows the imaging process of a picture element with intensity value I(m,n).

FIG. 9 ist ein schematisches Diagramm, das die tatsächliche, physische Verarbeitung von Elementen bezüglich der diagonalen Matrixbezeichnungen gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt.FIG. 9 is a schematic diagram showing the actual physical processing of elements related to the diagonal matrix designations according to the present invention.

FIG. 9A ist ein schematisches Diagramm, das zeigt, wie in einem tatsächlichen, physischen Ausführungsbeispiel der Wert E von einem Element zum diagonal benachbarten Element fortgepflanzt wird.FIG. 9A is a schematic diagram showing how, in an actual physical embodiment, the value E is propagated from one element to the diagonally adjacent element.

FIG. 10 ist ein Blockdiagramm eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung.FIG. 10 is a block diagram of an embodiment of the present invention.

FIG. 10A ist ein Blockdiagramm eines weiteren Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung.FIG. 10A is a block diagram of another embodiment of the present invention.

FIG. 11 ist ein schematisches Diagramm, das einen Wechsel des vorgewählten Fehlerwertes für das erste Element in Zeile m für aufeinanderfolgend verarbeitete Bilder zeigt.FIG. 11 is a schematic diagram showing a change of the preselected error value for the first element in row m for sequentially processed images.

Ausführliche Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der vorliegenden ErfindungDetailed description of a preferred embodiment of the present invention

Die vorliegende Erfindung verbessert den Stand der Technik, indem sie eine Fehlerfortpflanzung bei mosaikartigen Farbanzeigen verwendet und indem sie den Fehler systematisch verändert, der dem ersten Element jeder diagonalen Reihe zugeordnet ist, auf der dieser Fehler bei einer mosaikartigen Anzeige mit gleichfarbigen Diagonalen fortgepflanzt wird. Die systematische Veränderung des in das erste Element in der Diagonale weitergeleiteten "Fehlers" - gleichbedeutend mit dem Vorgabewert - führt im binären Fall zu dem Bildpunkt-Versatz oder der räumlichen Verschiebung von "An"-Elementen auf der Diagonale, wobei sich das Integral von Anzeigebildern einer Abfolge von Bildern bzw. Vollbildern über die Zeit dem tatsächlichen Grauton der eingegebene Bilder nähert. Zudem werden durch das Unterdrücken isolierter heller Bildpunkte, die von dunklen Bereichen umgeben sind, Artefakte beseitigt. Wenngleich sich die folgende Beschreibung auf den Fall eines diagonalen Mosaiks konzentriert, ist die vorliegende Erfindung nicht auf Mosaike mit einem Muster aus gleichfarbigen Diagonalen beschränkt.The present invention improves on the prior art by using error propagation in mosaic color displays and by systematically varying the error associated with the first element of each diagonal row on which that error is propagated in a mosaic display with same-color diagonals. The systematic variation of the error propagated to the first element in the diagonal "Error" - synonymous with the default value - in the binary case results in the pixel offset or spatial displacement of "on" elements on the diagonal, whereby the integral of display images of a sequence of images or frames over time approaches the actual gray tone of the input images. In addition, artifacts are eliminated by suppressing isolated bright pixels surrounded by dark areas. Although the following description focuses on the case of a diagonal mosaic, the present invention is not limited to mosaics with a pattern of same-colored diagonals.

Die vorliegende Erfindung behandelt zwei Sachverhalte: (1) Halbtonwiedergabe bei mosaikartigen Farbanzeigen mittels Fehlerfortpflanzung und (2) Halbtonwiedergabe mittels Bildpunkt-Versatz. Um die vorliegende Erfindung zu beschreiben, müssen bestimmte einführende Begriffe bezüglich der Fehlerfortpflanzung etwas ausführlicher beschrieben werden.The present invention addresses two issues: (1) halftoning in mosaic color displays using error propagation and (2) halftoning using pixel shifting. In order to describe the present invention, certain introductory terms related to error propagation need to be described in some detail.

(a) Ausführliche Beschreibung einführender Begriffe, die mit Fehlerfortpflanzungsverfahren verbunden sind(a) Detailed description of introductory terms related to error propagation techniques

Jedes Fehlerfortpflanzungsverfahren, einschließlich der vorliegenden Erfindung, kann durch das Flußdiagramm in Fig. 1 dargestellt werden. Unter Bezug auf Fig. 1 wird ein Teil eines Bildes 2 gezeigt und in eine Bildmatrix 4 aus Matrixelementen 6 mit diskreten Intensitätswerten unterteilt. Die Matrixindizes 1 und p erhalten die räumliche Beziehung zwischen Bildmatrix und Bild. Die Werte der Bildmatrixelemente können zum Beispiel von einer räumlich und bezüglich der Amplitude abgestuften Version eines CRT-Videosignals zugeordnet werden.Any error propagation method, including the present invention, can be represented by the flow chart in Fig. 1. Referring to Fig. 1, a portion of an image 2 is shown and divided into an image matrix 4 of matrix elements 6 having discrete intensity values. The matrix indices 1 and p maintain the spatial relationship between image matrix and image. The values of the image matrix elements can be assigned, for example, from a spatially and amplitude graded version of a CRT video signal.

Der Intensitätswert jedes Eingangsmatrixelements 6 ist proportional zur Intensität der Helligkeit des entsprechenden Bereichs des dargestellten Bildes 2. Der jedem Bildmatrixelement zugeordnete Intensitätswert ist diskret und endlich, und die Anzahl der dargestellten Intensitätswerte ist in Anbetracht der Anzahl der weiter unten beschriebenen, möglichen Intensitätswerte der Anzeige, relativ groß. Die Anzahl diskreter Intensitätswerte, die jedes Bildelement annehmen kann, wird als q definiert.The intensity value of each input matrix element 6 is proportional to the intensity of the brightness of the corresponding region of the displayed image 2. The intensity value associated with each image matrix element is discrete and finite, and the number of intensity values displayed is relatively large considering the number of possible intensity values of the display described below. The number of discrete intensity values that each image element can assume is defined as q.

Die Intensitätswerte der Bildmatrix werden dann durch einen Prozessor 8 in eine Anzeigematrix 10 umgewandelt, wobei jedes Matrixelement 12 der Anzeige einen Intensitätswert besitzt. Jedes Matrixelement 12 der Anzeige besitzt ein räumlich entsprechendes Bildmatrixelement 6; daher wird der Intensitätswert jedes Anzeigeelements eins zu eins aus der Intensität des entsprechenden Bildmatrixelements 6 zuzüglich einem unten beschriebenen Fehlerwert abgebildet.The intensity values of the image matrix are then converted by a processor 8 into a display matrix 10, with each matrix element 12 of the display having an intensity value. Each matrix element 12 of the display has a spatially corresponding image matrix element 6; therefore, the intensity value of each display element is mapped one-to-one from the intensity of the corresponding image matrix element 6 plus an error value described below.

Die Anzahl der Intensitätswerte, die jedes Anzeigeelement annehmen kann, ist diskret und in Stufen unterteilt und wird mit r bezeichnet. Wie oben beschrieben worden ist, gilt die vorliegende Erfindung für den Fall, daß die Anzahl der Intensitätswerte, die das Anzeigeelement annehmen kann, kleiner ist als die Anzahl der Intensitätswerte, die die Bildelemente annehmen können; dementsprechend ist der Wert von r kleiner als q. Daher formt das Verfahren den relativ fein abgestuften Intensitätswert eines Bildelements in ein Anzeigeelement mit einer kleineren Anzahl von Intensitätswerten um. Für den Fall, daß ein Standardfernsehbild auf einem binären LCD-Schirm angezeigt wird, kann die Bildelementintensität einen von 256 Intensitätswerten annehmen, während das entsprechende Anzeigeelement einen von zwei Werten (an oder aus) annehmen kann.The number of intensity values that each display element can assume is discrete and divided into steps and is denoted by r. As described above, the present invention applies when the number of intensity values that the display element can assume is less than the number of intensity values that the picture elements can assume; accordingly, the value of r is less than q. Therefore, the method transforms the relatively finely graded intensity value of a picture element into a display element with a smaller number of intensity values. In the case of a standard television picture being displayed on a binary LCD screen, the picture element intensity can assume one of 256 intensity values, while the corresponding display element can assume one of two values (on or off).

Bezug nehmend auf Fig. 2 wird eine schematische Darstellung einer der horizontalen Zeilen, nämlich Zeile 1, der Bild- und Anzeigeelemente der Fig. 1 gezeigt. Die Pfeile zeigen, daß die Abbildung gemäß der vorliegenden Erfindung zwischen den entsprechenden Matrixelementen eins zu eins erfolgt. Der Prozessor 8 aus Fig. 1 (in Fig. 2 nicht abgebildet) arbeitet hier in Echtzeit. Eine solche Echtzeitverarbeitung durch den Prozessor 8 ist keine notwendige Voraussetzung dafür, daß der Begriff "Fehler"-Fortpflanzung für das Anzeigeverfahren gilt, jedoch ist diese Eigenschaft ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel. Das heißt, daß der Prozessor die Intensität eines Bildelements auf den Intensitätswert eines Anzeigeelements abbildet, bevor der Intensitätswert des nächsten Bildelements den Eingang des Prozessors erreicht. Bildete der Prozessor mit einer niedrigeren Geschwindigkeit als die Eingangsgeschwindigkeit der Intensitätswerte der Bildelemente ab, müßte der Prozessor die rückständigen Werte vor der Verarbeitung speichern, was in der Technik als "Bildspeicherung" bekannt ist. Daher wird in Fig. 2 der Intensitätswert des ersten Bildelements in Zeile 1 auf das entsprechende Anzeigeelement abgebildet, bevor der Intensitätswert des zweiten Bildelements den Prozessor erreicht. Das gleiche gilt für die übrige Abfolge der Elemente aus Zeile 1 und allen Zeilen. Somit entspricht das angezeigte Bild zeitlich dem Originalbild, das dem Prozessor als zeitliche Abfolge von Bildintensitätswerten zugeführt wurde.Referring to Fig. 2, a schematic representation of one of the horizontal lines, namely line 1, of the image and display elements of Fig. 1. The arrows show that the mapping according to the present invention is one-to-one between the corresponding matrix elements. The processor 8 of Fig. 1 (not shown in Fig. 2) here operates in real time. Such real time processing by the processor 8 is not a necessary prerequisite for the term "error" propagation to apply to the display method, but this characteristic is a preferred embodiment. That is, the processor maps the intensity of one pixel to the intensity value of a display element before the intensity value of the next pixel reaches the input of the processor. If the processor mapped at a slower rate than the input rate of the pixel intensity values, the processor would have to store the backlogged values before processing, which is known in the art as "frame storage." Therefore, in Fig. 2, the intensity value of the first pixel in row 1 is mapped to the corresponding display element before the intensity value of the second pixel reaches the processor. The same applies to the remaining sequence of elements from line 1 and all lines. Thus, the displayed image corresponds temporally to the original image, which was fed to the processor as a temporal sequence of image intensity values.

Die aufeinanderfolgende Verarbeitung aller Elemente der 1 Zeilen in Fig. 1 führt daher zur Anzeige von Bild 2 auf Bildschirm 10 als Abfolge von Elementen 12 mit veränderlichen Intensitätswerten. Als Erweiterung könnte eine Abfolge von Bildern, die in Bildelemente wie die Elemente 6 in Fig. 1 unterteilt sind, sequentiell verarbeitet werden, wodurch auf dem Bildschirm eine nahezu zeitgleiche Abfolge angezeigter Bilder 10 angezeigt wird. Die Anzeige änderte sich dann mit der gleichen Geschwindigkeit und zeigte dadurch ein bewegtes Bild an. Die Frequenz des eingegebenen Bildes ist als Vollbildgeschwindigkeit definiert. Da jedes eingegebene Bild einfach eine weitere Abfolge von Intensitätswerten ist, die den Bildelementen des Bildes entsprechen, folgt aus der obenstehenden Beschreibung der Verarbeitungsgeschwindigkeit, daß die Vollbildgeschwindigkeit so angelegt ist, daß ein ganzes Bild physisch verarbeitet und angezeigt wird, bevor die Bildelemente des nächsten Vollbildes zur Verarbeitung ankommen.The sequential processing of all the elements of the 1 lines in Fig. 1 therefore results in the display of image 2 on screen 10 as a sequence of elements 12 with varying intensity values. As an extension, a sequence of images divided into picture elements such as elements 6 in Fig. 1 could be processed sequentially, thereby displaying on the screen a nearly simultaneous sequence of displayed images 10. The display would then change at the same speed, thereby displaying a moving image. The frequency of the input image is defined as the frame rate. Since Since each input image is simply another sequence of intensity values corresponding to the picture elements of the image, it follows from the above description of processing speed that the frame rate is designed so that an entire image is physically processed and displayed before the picture elements of the next frame arrive for processing.

Es ist zu beachten, daß ein "Vollbild" ein "Bild" darstellt und aus Bildelementen mit Intensitätswerten besteht. Zudem kann ein "neues" Vollbild aus den gleichen Eingangssignalen wie das vorhergehende Vollbild bestehen, wenn eine Anzeige für ein gleichbleibendes Bild periodisch erneuert wird.Note that a "frame" represents a "picture" and consists of picture elements with intensity values. In addition, a "new" frame may consist of the same input signals as the previous frame if a display is periodically refreshed for a constant picture.

(b) Ausführliche Beschreibung des Grundverfahrens zur Fehlerfortpflanzung für mosaikartige Farbanzeigen(b) Detailed description of the basic error propagation technique for mosaic color displays

Bezug nehmend auf Fig. 3 wird das Bildpunktmuster einer mosaikartigen Farbanzeige mit gleichfarbigen Diagonalen gezeigt. Das R entspricht den roten Bildpunkten, G den grünen Bildpunkten und B den blauen Bildpunkten. Die Farben entsprechen den Grundfarben. Ein analoges Eingangssignal oder ein Eingangssignal, das wegen seiner ihm eigenen Beschränkung hinsichtlich des Signal-/Rausch- Verhältnisses eine Amplitude mit feinen Stufen besitzt, ist üblicherweise zeitlich kontinuierlich und besteht aus überlagerten Signalen für jede der drei Grundfarbenintensitäten, die den jeweiligen Bereich des Analogbilds darstellen. Für jede diskrete räumliche Unterteilung des Eingangsbildes, d. h. die zeitliche Unterteilung des Eingangssignals und die Zuordnung eines entsprechenden Intensitätswertes zu jedem Zeitintervall, gibt es daher drei getrennte Eingangsamplituden, die dem Intensitätspegel der Grundfarben des analogen Bildes im Bereich entsprechen, der dem Anzeigeelement räumlich entspricht. Diese drei Eingangsintensitätswerte sind natürlich getrennt, aber aufgrund der oben diskutierten immanenten Beschränkung durch das Signal- /Rausch-Verhältnis in feine Stufen unterteilt.Referring to Fig. 3, the pixel pattern of a mosaic color display with the same color diagonals is shown. The R corresponds to the red pixels, G to the green pixels and B to the blue pixels. The colors correspond to the primary colors. An analog input signal, or an input signal which has an amplitude with fine steps due to its inherent limitation in terms of signal-to-noise ratio, is usually continuous in time and consists of superimposed signals for each of the three primary color intensities representing the respective region of the analog image. For each discrete spatial subdivision of the input image, ie the temporal subdivision of the input signal and the assignment of a corresponding intensity value to each time interval, there are therefore three separate input amplitudes corresponding to the intensity level of the primary colors of the analog image in the region spatially corresponding to the display element. These three input intensity values are of course separate, but due to the inherent limitation of the signal-to-noise ratio discussed above is divided into fine steps.

Die Abbildung von Intensitätswerten von Farbbildern auf Anzeigeintensitätswerte ist daher nicht so einfach wie im Fall der Monochromanzeige. Die vorliegende Erfindung sieht zwei Verfahren zur Behandlung eines aus drei Grundintensitätswerten bestehenden Bildintensitätswertes, der auf einen Anzeigeintensitätswert aus einer Grundfarbe abgebildet werden soll, vor. Das erste Verfahren vernachlässigt effektiv die Bildintensitätswerte der zwei Grundfarben, die nicht der Grundfarbe des Anzeigeelements entsprechen. Dieses Verfahren ist von Vorteil, wenn in erster Linie die räumliche Auflösung von Interesse ist. Das zweite Verfahren unterteilt effektiv zeitlich benachbarte Bildintensitätswerte vorübergehend in Dreiergruppen, mittelt für jede Grundfarbe den Bildintensitätswert über die drei Intervalle und überträgt den gemittelten Bildintensitätswert für jede Grundfarbe auf das Anzeigeelement, das einem der Bildintensitätswerte mit der zutreffenden Grundfarbe räumlich entspricht. Dieses Verfahren ist von Vorteil, wenn der genaue Grauton wichtiger als die räumliche Auflösung ist.Mapping intensity values of color images to display intensity values is therefore not as simple as in the case of monochrome display. The present invention provides two methods for treating an image intensity value consisting of three primary intensity values to be mapped to a display intensity value consisting of a primary color. The first method effectively neglects the image intensity values of the two primary colors that do not correspond to the primary color of the display element. This method is advantageous when the spatial resolution is primarily of interest. The second method effectively temporarily divides temporally adjacent image intensity values into groups of three, averages the image intensity value for each primary color over the three intervals, and transfers the averaged image intensity value for each primary color to the display element that spatially corresponds to one of the image intensity values with the appropriate primary color. This method is advantageous when the exact shade of gray is more important than the spatial resolution.

Die vorliegende Erfindung beinhaltet beide Behandlungsmethoden des Eingangsbildsignals. Da die Erfindung allgemein anwendbar ist, ist es für die folgende Erklärung am zweckmäßigsten, anzunehmen, daß das Eingangssignal zuvor gemäß einem der zwei oben beschriebenen Verfahren verarbeitet worden ist, so daß ein in feine Stufen unterteilter Bildintensitätswert mit einer Farbe, die der Grundfarbe des räumlich entsprechenden Anzeigeelements entspricht, auf dieses Anzeigeelement abzubilden ist. Dies gegenwärtig, können die gleichen Abbildungskonzepte, die oben mit Bezug zu den Fig. 1 und 2 beschrieben worden sind, dazu angewendet werden, um ein Farbbild, das durch eine Matrix aus Bildelementen mit Farbintensitäten I(m,n) dargestellt wird, auf eine Matrix aus Anzeigeelementen mit Farbintensitäten D(m,n) abzubilden, wobei man sich I(m,n) nun als den resultierenden Bildintensitätswert einer einzigen Grundfarbe vorstellen muß, der gemäß einem der zwei oben beschriebenen Verfahren ermittelt worden ist.The present invention includes both methods of treating the input image signal. Since the invention is generally applicable, it is most convenient for the following explanation to assume that the input signal has previously been processed according to one of the two methods described above, so that a finely divided image intensity value with a color corresponding to the basic color of the spatially corresponding display element is to be mapped onto this display element. At present, the same mapping concepts described above with reference to Figs. 1 and 2 can be applied to map a color image represented by a matrix of picture elements with color intensities I(m,n) onto to map a matrix of display elements with color intensities D(m,n), where I(m,n) must now be imagined as the resulting image intensity value of a single primary color, determined according to one of the two methods described above.

In Fig. 3 sieht man, daß durch alle Elemente des Mosaiks parallele einfarbige Diagonalen gezogen werden können. In Fig. 3 sind die Diagonalen von unten links, m=1, die linke Seite des Mosaiks hoch und dann oben längs numeriert. In der oberen linken Ecke sind die Diagonalen so numeriert, daß m=100 die Diagonale in der obersten linken Ecke ist. Natürlich kann die mosaikartige Farbanzeige eine größere oder kleinere Höhe besitzen, und 100 wurde nur zu Beispielszwecken gewählt.In Fig. 3 it can be seen that parallel single-color diagonals can be drawn through all the elements of the mosaic. In Fig. 3 the diagonals are numbered from the bottom left, m=1, up the left side of the mosaic and then lengthways up. In the top left corner the diagonals are numbered so that m=100 is the diagonal in the top left corner. Of course the mosaic-like color display can have a greater or lesser height and 100 was chosen for example purposes only.

Fig. 4 zeigt eine Bildmatrix mit Matrixelementen, die sich auf die einfarbigen Bildpunktdiagonalen der mosaikartigen Farbanzeige aus Fig. 3 beziehen. Da sich der Fehler beim Fehlerfortpflanzungsverfahren für mosaikartige Farbanzeigen, das die vorliegende Erfindung vervollkommnet, diagonal zwischen den Bildpunkten ausbreitet, ist es zweckmäßig, die Matrix der Bild- und Anzeigeelemente diagonal zu bezeichnen. Daher liegen die Elemente der "Matrix" in Fig. 4 nicht wie in Standardmatrizen in orthogonalen Zeilen and Spalten. Zudem besitzt nicht jede Diagonale notwendigerweise die gleiche Anzahl von Elementen wie andere Diagonalen. Daher ist es am zweckmäßigsten, in Fig. 4 und verwandten Figuren in Diagonalen zu bezeichnen, wobei die Elemente jeder Diagonale von 1 bis ngesamt numeriert sind und mit n bezeichnet werden. Aufgrund der Ähnlichkeiten der wie in Fig. 4 bezeichneten Elemente mit einer Standardmatrix wird jedoch bei der Beschreibung die Terminologie von Matrizen verwendet. Dementsprechend ist jede Diagonale numeriert und ist der erste Index der Matrix, und jedes Element der Diagonale wird von "oben" nach "unten" numeriert und ist der zweite Index der Matrix.Fig. 4 shows an image matrix with matrix elements related to the monochrome pixel diagonals of the mosaic color display of Fig. 3. Since the error propagation method for mosaic color displays perfected by the present invention propagates diagonally between pixels, it is convenient to refer to the matrix of image and display elements diagonally. Therefore, the elements of the "matrix" in Fig. 4 are not arranged in orthogonal rows and columns as in standard matrices. Moreover, each diagonal does not necessarily have the same number of elements as other diagonals. Therefore, it is most convenient to refer to diagonals in Fig. 4 and related figures, with the elements of each diagonal numbered from 1 to n total and designated by n. However, due to the similarities of the elements designated as in Fig. 4 to a standard matrix, the terminology of matrixes will be used in the description. Accordingly, each diagonal is numbered and is the first index of the matrix, and each element of the diagonal is "top" to "bottom" and is the second index of the matrix.

Fig. 4 zeigt daher die diagonalen Reihen mit m numeriert, und die Elemente in der Diagonale sind von oben nach unten mit n = 1, 2, ... numeriert. Ein Teil der Bildelemente ist mit i(Nummer der Diagonale, Position in der Diagonalen) bzw. i(m,n) bezeichnet. Das zweite Element in der 98ten Diagonale wird beispielsweise als i(98,2) bezeichnet. Es ist zu beachten, daß nicht alle Diagonalen die gleiche Anzahl von Elementen besitzen; zum Beispiel besitzt Reihe 1 nur ein Element, während Reihe 5 5 Elemente besitzt. Die maximale Anzahl von Elementen einer Reihe, ngesamt, ist daher eine Funktion von m. Wie oben erörtert worden ist, besitzt jedes Bildelement i(m,n) einen ihm zugehörigen Intensitätswert I(m,n).Fig. 4 therefore shows the diagonal rows numbered m, and the elements in the diagonal are numbered from top to bottom with n = 1, 2, .... A part of the picture elements are labeled i(number of the diagonal, position in the diagonal) or i(m,n). The second element in the 98th diagonal is, for example, labeled i(98,2). Note that not all diagonals have the same number of elements; for example, row 1 has only one element, while row 5 has 5 elements. The maximum number of elements in a row, ntotal, is therefore a function of m. As discussed above, each picture element i(m,n) has an associated intensity value I(m,n).

Nicht in Fig. 4 gezeigt ist eine identische Anzeigematrix mit Matrixelementen d(m,n), die genau wie die Bildelemente in Fig. 4 diagonal bezeichnet sind. Zudem bekommt jedes Anzeigeelement d(m,n) einen mit ihm verknüpften Anzeigeintensitätswert D(m,n).Not shown in Fig. 4 is an identical display matrix with matrix elements d(m,n) that are labeled diagonally just like the image elements in Fig. 4. In addition, each display element d(m,n) is assigned a display intensity value D(m,n) associated with it.

Es wird an dieser Stelle darauf hingewiesen und weiter unten erörtert, daß die physischen Ausführungen die Elemente normalerweise in horizontalen Zeilen verarbeiten. Da sich der Fehler beim Verfahren der vorliegenden Erfindung, bei dem das Mosaik Diagonalen mit gleicher Farbe hat, diagonal fortpflanzt, muß der Prozessor in der Lage sein, den Fehler eines Elements zu speichern, während dazwischenliegende Elemente in den horizontalen Reihen verarbeitet werden, und den Fehler wieder abzurufen, wenn das diagonal benachbarte Element zur Verarbeitung ansteht.It is noted here and discussed further below that the physical implementations typically process the elements in horizontal rows. Since the error propagates diagonally in the method of the present invention, where the mosaic has diagonals of the same color, the processor must be able to store the error of an element while intermediate elements in the horizontal rows are processed and recall the error when the diagonally adjacent element is ready for processing.

Bezug nehmend auf Fig. 5, sind die m-ten diagonalen Reihen einer farbigen, mosaikartigen Bild- und Anzeigematrix als waagerechte Zeilen dargestellt. Die Linien zwischen den Bild- und Anzeigeelementen stellen die Eins-zu-eins-Beziehung zwischen Bild- und Anzeigematrixelementen dar.Referring to Fig. 5, the m-th diagonal rows of a colored mosaic image and display matrix are shown as horizontal rows. The lines between the image and display elements represent the one-to-one relationship between image and display matrix elements.

Ein Bildelement i(m,n) besitzt einen Intensitätswert I(m,n) von q möglichen Werten. Das Anzeigeelement d(m,n) besitzt einen Intensitätswert D(m,n) von r möglichen Wwerten. Wie oben beschrieben wurde, ist die mögliche Anzahl der Bildintensitätswerte, die I(m,n) annehmen kann, größer als die Anzahl der Anzeigeintensitätswerte, die D(m,n) annehmen kann. Mit anderen Worten ist q > r. Die r Anzeigeintensitätswerte sind als A1, A2, ..., Ar definiert; somit kann D(m,n) gleich A1, A2, ..., oder Ar sein.A picture element i(m,n) has an intensity value I(m,n) of q possible values. The display element d(m,n) has an intensity value D(m,n) of r possible values. As described above, the possible number of image intensity values that I(m,n) can assume is greater than the number of display intensity values that D(m,n) can assume. In other words, q > r. The r display intensity values are defined as A1, A2, ..., Ar; thus D(m,n) can be A1, A2, ..., or Ar.

Um die vorliegende Erfindung richtig einzuschätzen, sei die folgende einfache Abbildung von Bildelementintensitäten I(m,n) auf Anzeigeelementintensitäten D(m,n) für jedes Matrixelement betrachtet: Zwischen jedem der r Anzeigeintensitätswerte A1, A2, ..., Ar gibt es einen Schwellenwert T1, T2 T(r-1); daher liegt T1 zwischen A1 und A2, T2 liegt zwischen A2 und A3 Tx liegt zwischen Ax und Ax+1 und T(r-1) liegt zwischen Ar-1 und Ar. Ist ein Bildintensitätswert I(m,n) größer als Tx aber kleiner als T(x+1), so ist der Anzeigeintensitätswert D(m,n) = A(x+1) . An den Grenzen, wenn I(m,n) < T1, dann ist D(m,n) = A1, und wenn I(m,n) &ge; T(r-1), dann ist D(m,n) = Ar.To properly appreciate the present invention, consider the following simple mapping from picture element intensities I(m,n) to display element intensities D(m,n) for each matrix element: Between each of the r display intensity values A1, A2,..., Ar there is a threshold T1, T2 T(r-1); therefore, T1 is between A1 and A2, T2 is between A2 and A3, Tx is between Ax and Ax+1, and T(r-1) is between Ar-1 and Ar. If a picture intensity value I(m,n) is greater than Tx but less than T(x+1), then the display intensity value is D(m,n) = A(x+1). At the limits, if I(m,n) < T1, then D(m,n) = A1, and if I(m,n) ≥ T(r-1), then D(m,n) = Ar.

Fig. 6 zeigt die relative Beziehung zwischen den q möglichen Intensitätswerten, die I(m,n) annehmen kann, den r möglichen Anzeigewerten D(m,n), die zwischen A1 und Ar liegen, und den r-1 Schwellenwerten TI, T2 T(r-1). Die Intensitätswerte I(m,n) sind auf den Wertebereich zwischen 0 und 1 normiert. Es ist ersichtlich, daß die g möglichen Bildintensitätswerte, die jedes Bildelement annehmen kann, viel zahlreicher sind als die r möglichen Anzeigeintensitätswerte D(m,n), die jedes Anzeigeelement annehmen kann. Mit anderen Worten besitzen die Bildelemente gegenüber den Anzeigeelementen relativ fein abgestufte Intensitätswerte.Fig. 6 shows the relative relationship between the q possible intensity values that I(m,n) can assume, the r possible display values D(m,n) lying between A1 and Ar, and the r-1 threshold values TI, T2 T(r-1). The intensity values I(m,n) are normalized to the range of values between 0 and 1. It can be seen that the g possible image intensity values that each image element can assume are much more numerous than the r possible display intensity values D(m,n) that each display element can assume. In other words, the image elements have Relatively finely graduated intensity values compared to the display elements.

Mit der oben beschriebenen Abbildung ist ein Fehler verknüpft, der ein Grundmerkmal dessen ist, daß die Anzahl der Anzeigeintensitätswerte r kleiner ist als die Anzahl der Bildintensitätswerte q. Fig. 7 zeigt den Fall, in dem die Bildelemente wie bei einem Fernsehbildschirm einen von 256 möglichen Intensitätswerten und die Anzeigeelemente wie bei einer binären LCD- Anzeige einen von zwei möglichen Intensitätswerten annehmen können. In diesem Fall ist q=256, r=2, A1=0, A2=1, und für T1 wird z. B. 0,50 gewählt. Durch die gestrichelten Linien wird gezeigt, daß alle Bildintensitätswerte zwischen 1 und 256 mit einer Intensität von 0 oder 1 angezeigt werden. Daher führt das Abbildungsverfahren dazu, daß das Anzeigeelement für Bildintensitätswerte zwischen 129 und 255 zu hell und für Bildintensitätswerte zwischen 2 und 128 zu dunkel ist.There is an error associated with the mapping described above, which is a basic characteristic of the number of display intensity values r being less than the number of image intensity values q. Figure 7 shows the case where the picture elements can assume one of 256 possible intensity values, as in a television screen, and the display elements can assume one of two possible intensity values, as in a binary LCD display. In this case, q=256, r=2, A1=0, A2=1, and T1 is chosen to be, for example, 0.50. The dashed lines show that all image intensity values between 1 and 256 are displayed with an intensity of 0 or 1. Therefore, the mapping process results in the display element being too bright for image intensity values between 129 and 255 and too dark for image intensity values between 2 and 128.

Dieser Fehler ist jedem System eigen, das einen relativ fein abgestuften Intensitätswert auf einen relativ grob abgestuften Intensitätswert abbildet, der nicht notwendigerweise binär ist. Fig. 8 ist eine vergrößerte Ansicht der möglichen Intensitätswerte in der Nähe des x-ten möglichen Bildintensitätswertes. Der x-te und (x+1)-te mögliche Bildintensitätswert liegen zwischen den Schwellenwerten Ty und T(y+1); besaß der Bildintensitätswert I(m,n) einen dieser Intensitätswerte, hätte daher der Intensitätswert D(m,n) des Anzeigeelements gemäß dem obenstehenden einfachen Algorithmus einen abgebildeten Intensitätswert A(y+1). Andererseits liegt der (x-1)-te mögliche Bildintensitätswert zwischen Ty und T(y-1); gemäß dem einfachen Abbildungsalgorithmus hätte ein Bildelement mit der Intensitätsstufe x-1 einen angezeigten Intensitätswert Ay.This error is inherent in any system that maps a relatively finely graded intensity value to a relatively coarsely graded intensity value, which is not necessarily binary. Figure 8 is a zoomed-in view of the possible intensity values near the xth possible image intensity value. The xth and (x+1)th possible image intensity values lie between the thresholds Ty and T(y+1); therefore, if the image intensity value I(m,n) had one of these intensity values, the display element's intensity value D(m,n) would have a mapped intensity value A(y+1) according to the simple algorithm above. On the other hand, the (x-1)th possible image intensity value lies between Ty and T(y-1); according to the simple mapping algorithm, a picture element with intensity level x-1 would have a displayed intensity value Ay.

Fig. 8 ist zu entnehmen, daß, wenn das Bildelement die x-te Intensitätsstufe hat, die angezeigte Intensität D(m,n) = A(y+1) um den mit z1 bezeichneten Betrag größer als die Intensität des Bildelements ist. Wenn das Bildelement die (x-1)-te Intensitätsstufe hat, ist die angezeigte Intensität D(m,n) = Ay analog um den als z2 bezeichneten Betrag kleiner als die Intensität des Bildelements.From Fig. 8 it can be seen that if the picture element has the x-th intensity level, the displayed intensity D(m,n) = A(y+1) is greater than the intensity of the picture element by the amount denoted by z1. Similarly, if the picture element has the (x-1)-th intensity level, the displayed intensity D(m,n) = Ay is smaller than the intensity of the picture element by the amount denoted by z2.

Die vorliegende Erfindung berücksichtigt diesen Abbildungsfehler durch ein Fehlerfortpflanzungsverfahren. Die Fehlerfortpflanzung betrifft allgemein die Korrektur der Intensitätswerte benachbarter Anzeigeelemente aufgrund der zu starken bzw. zu schwachen Wiedergabe der Bildintensität I(m,n) durch die Intensität D(m,n) der Anzeige. Die sich durch die Abbildung ergebende zu starke bzw. zu schwache Wiedergabe ist der "Fehler", der an das nächste Bildelement weitergegeben wird. Das n-te Element der m-ten Zeile wird allgemein als (m,n) bezeichnet und gleichwertig mit i(m,n) verwendet. Der in das (m,n)-te Element der Matrix weitergegebene Fehler ist E(m,n).The present invention takes this imaging error into account by means of an error propagation method. Error propagation generally relates to the correction of the intensity values of neighboring display elements due to the over-reproduction or under-reproduction of the image intensity I(m,n) by the intensity D(m,n) of the display. The over-reproduction or under-reproduction resulting from the imaging is the "error" that is passed on to the next image element. The n-th element of the m-th row is generally referred to as (m,n) and is used equivalently to i(m,n). The error passed on to the (m,n)-th element of the matrix is E(m,n).

Bei einem Verfahren zur Fehlerausbreitung, bei dem der Fehler zum nächsten Element in der m-ten Zeile, d. h. vom (m,n-1)-ten Element zum (m,n)-ten Element, weitergeleitet wird, wird der Betrag der zu intensiven bzw. zu schwachen Wiedergabe, die sich durch die Abbildung der Intensität I(m,n-1) des Bildelements auf D(m,n-1) ergibt, von der Intensität I(m,n) des Bildelements abgezogen bzw. dazuaddiert, bevor I(m,n) mittels des oben beschriebenen Abbildungsverfahrens auf die Intensität D(m,n) des Anzeigeelements abgebildet wird.In an error propagation method in which the error is propagated to the next element in the m-th line, i.e. from the (m,n-1)-th element to the (m,n)-th element, the amount of the over-intensity or under-intensity reproduction resulting from the mapping of the intensity I(m,n-1) of the picture element to D(m,n-1) is subtracted from or added to the intensity I(m,n) of the picture element before I(m,n) is mapped to the intensity D(m,n) of the display element using the mapping method described above.

Zum Beispiel sei die Abbildung des Intensitätswertes I(m,1) des ersten Bildelements in der m-ten Zeile auf den Intensitätswert D(m,1) des entsprechenden Anzeigeelements betrachtet. Da es - wie oben beschrieben - mehr mögliche Bildintensitätswerte q als mögliche Anzeigeintensitätswerte r gibt, ist D(m,1) normalerweise um einen gewissen Betrag größer bzw. kleiner als I(m,1). Wird dieser Fehler an das zweite Element in der m-ten Zeile weitergeleitet, dann ist E(m,2) = I(m,1) - D(m,1). Es ist zu beachten, daß E(m,2) negativ ist, wenn der Intensitätswert der Anzeige größer als der Intensitätswert des Bildes ist, und umgekehrt. Wenn es einen Überschuß an Anzeigeintensität gibt, wird dieser daher als negative Zahl weitergegeben, und wenn es einen Intensitätsmangel gibt, wird dieser als positive Zahl weitergegeben.For example, consider the mapping of the intensity value I(m,1) of the first image element in the m-th row to the intensity value D(m,1) of the corresponding display element. Since - as described above - there are more possible image intensity values q than possible display intensity values r, D(m,1) is normally larger or smaller than I(m,1) by some amount. If this error is passed on to the second element in the m-th row, then E(m,2) = I(m,1) - D(m,1). Note that E(m,2) is negative if the intensity value of the display is larger than the intensity value of the image, and vice versa. Therefore, if there is an excess of display intensity, it is passed on as a negative number, and if there is a deficiency of intensity, it is passed on as a positive number.

Betrachtet man nun die Abbildung der Intensität I(m,2) des zweiten Bildelements der m-ten Zeile auf die Intensität D(m,2) des entsprechenden Anzeigeelements, so bildet das Verfahren die Summe aus der Intensität I(m,2) des Bildelements und dem fortgepflanzten Fehler E(m,2) auf die Intensität D(m,2) des Anzeigeelements ab. Mit anderen Worten wird der Überschuß bzw. der Mangel an angezeigter Intensität des ersten Elements vom Intensitätswert des zweiten Bildelements abgezogen bzw. dazugezählt, bevor er auf den Intensitätswert des zweiten Anzeigeelements abgebildet wird.If we now consider the mapping of the intensity I(m,2) of the second image element of the m-th line to the intensity D(m,2) of the corresponding display element, the method maps the sum of the intensity I(m,2) of the image element and the propagated error E(m,2) to the intensity D(m,2) of the display element. In other words, the excess or the lack of displayed intensity of the first element is subtracted or added to the intensity value of the second image element before it is mapped to the intensity value of the second display element.

Der Intensitätswert I(m,2) des Bildelements plus der fortgepflanzte Fehler E(m,2), die auf den Intensitätswert des Anzeigeelements abgebildet werden, ist als "korrigierter Bildelement- Intensitätswert" des zweiten Bildelements in der m-ten Zeile definiert. An das nächste Element wird der Überschuß bzw. Mangel an angezeigter Intensität gegenüber dem korrigierten Intensitätswert weitergegeben. Mit anderen Worten ist E(m,3) = [I(m,2) + E(m,2)] - D(m,2). Zudem wird der korrigierte Bildelement- Intensitätswert, I(m,3) + E(m,3), des dritten Elements auf den Intensitätswert D(m,3) des entsprechenden Anzeigeelements abgebildet.The pixel intensity value I(m,2) plus the propagated error E(m,2) mapped to the display element intensity value is defined as the "corrected pixel intensity value" of the second pixel in the m-th row. The excess or deficiency of displayed intensity over the corrected intensity value is propagated to the next element. In other words, E(m,3) = [I(m,2) + E(m,2)] - D(m,2). In addition, the corrected pixel intensity value, I(m,3) + E(m,3), of the third element is mapped to the intensity value D(m,3) of the corresponding display element.

Die übrigen Elemente der m-ten Zeile werden analog abgebildet. Daher wird für das n-te Element der m-ten Zeile der korrigierte Bildelement-Intensitätswert I(m,n) + E(m,n) auf den Intensitätswert D(m,n) des entsprechenden Anzeigelements abgebildet. Der fortgepflanzte Fehlerwert ist E(m,n) = [I(m,n-1) + E(m,n-1)] - D(m,n-1).The remaining elements of the m-th row are mapped analogously. Therefore, for the n-th element of the m-th row, the corrected pixel intensity value I(m,n) + E(m,n) is mapped to the intensity value D(m,n) of the corresponding display element. The propagated error value is E(m,n) = [I(m,n-1) + E(m,n-1)] - D(m,n-1).

(c) Ausführliche Beschreibung des Bildpunkt-Versatzes(c) Detailed description of the pixel offset

Erneut Bezug nehmend auf das erste Bildelement in Zeile m, i(m,1), in Fig. 5, war angenommen worden, daß es keinen Fehlerwert E(m,1) gab oder - was gleichbedeutend ist - E(m,1) = 0. Die vorliegende Erfindung bietet ferner ein System, bei dem der Fehlerwert E(m,1) willkürlich zwischen 0 und dem Maximalwert, den der Intensitätswert eines Bildes annehmen kann, gewählt wird. Gemäß der Erfindung wird der korrigierte Intensitätswert des ersten Elements, I(m,1) + E(m,1), auf das entsprechende Anzeigeelement D(m,1) übertragen. Außerdem ist der Fehler, der an das zweite Element der m-ten Reihe weitergegeben wird, der korrigierte Intensitätswert des ersten Elements minus dem Intensitätswert des entsprechenden Anzeigeelements oder E(m,2) = [I(m,1) + E(m,1)] - D(m,1).Referring again to the first picture element in row m, i(m,1), in Fig. 5, it was assumed that there was no error value E(m,1) or - which is equivalent - E(m,1) = 0. The present invention further provides a system in which the error value E(m,1) is arbitrarily chosen between 0 and the maximum value that the intensity value of an image can assume. According to the invention, the corrected intensity value of the first element, I(m,1) + E(m,1), is transferred to the corresponding display element D(m,1). Furthermore, the error that is passed on to the second element of the m-th row is the corrected intensity value of the first element minus the intensity value of the corresponding display element or E(m,2) = [I(m,1) + E(m,1)] - D(m,1).

Die Verarbeitung eines jeden Elements in jeder Zeile durch das erfindungsgemäße Merkmal des Bildpunkt-Versatzes erfolgt formal auf die gleiche Weise. Für jedes n-te Element wird I(m,n) + E(m,n) auf D(m,n) abgebildet. Auch ist E(m,n) = [I(m,n-1) + E(m,n-1)] - D(m,n-1), außer E(m,1), dessen Wert gewählt wird.The processing of each element in each row by the inventive pixel offset feature is formally carried out in the same way. For each n-th element, I(m,n) + E(m,n) is mapped to D(m,n). Also, E(m,n) = [I(m,n-1) + E(m,n-1)] - D(m,n-1), except for E(m,1), whose value is chosen.

Beim Verfahren "Bildpunkt-Versatz" ändert sich der Wert für den Vorgabefehler E(m,1) mit jedem verarbeiteten Vollbild, egal, ob sich das Bild von Vollbild zu Vollbild ändert oder nicht. Genauer gesagt nimmt der Wert für den Vorgabefehler bei jeder Diagonale mit jedem verarbeiteten Vollbild so lange inkrementell zu, bis er den Maximalwert der Elementintensität erreicht bzw. diesen übersteigt, wobei er in diesem Fall durch Subtraktion des Maximalwertes neu initialisiert wird. Bei mosaikartigen Farbanzeigen mit gleichfarbigen Diagonalen führt die inkrementelle Zunahme des mit dem ersten Element jeder Diagonale verknüpften Fehlers im Fall der binären Anzeige zur räumlichen Verschiebung von "An"-Elementen auf den Diagonalen. Sind alle Vorgabefehler gleich wahrscheinlich, nähert sich die über die Zeit integrierte Gesamtheit der Anzeigen mit zunehmender Anzahl angezeigter Bilder dem genauen Graustufenbild. Ist die Verarbeitung so schnell, daß das Auge eine Anzahl angezeigter Bilder für das gleiche Eingangsbild zusammenfaßt, nähert sich die mittels des aktuellen Bildes wahrgenommene Anzeige somit dem tatsächlichen Halbton des Eingangsbilds.In the pixel offset method, the value of the default error E(m,1) changes with each frame processed, regardless of whether the image changes from frame to frame or not. More precisely, the value of the default error increases incrementally at each diagonal with each frame processed until until it reaches or exceeds the maximum value of the element intensity, in which case it is reinitialized by subtracting the maximum value. In mosaic-type color displays with diagonals of the same color, the incremental increase in the error associated with the first element of each diagonal results in the spatial displacement of "on" elements on the diagonals in the case of binary display. If all the default errors are equally probable, the total of the displays integrated over time will approach the exact grayscale image as the number of images displayed increases. If processing is so fast that the eye summarizes a number of displayed images for the same input image, the display perceived by means of the current image will thus approach the actual halftone of the input image.

Die vorliegende Erfindung kann daher als Verfahren gemäß Anspruch 1 zusammengefaßt werden.The present invention can therefore be summarized as a method according to claim 1.

Wenngleich sich die obige Erörterung und die folgenden Erwägungen in erster Linie auf eine mosaikartige Farbanzeige mit gleichfarbigen Diagonalen konzentrieren, ist die Erfindung nicht darauf beschränkt. Die Erfindung ist gut geeignet für Anzeigen mit gleichfarbigen Zeilen oder Spalten wie auch für andere Varianten wie ein hexagonal koordiniertes Muster, sofern die Elemente durch die Matrixnotation (m,n) bezeichnet werden, wobei m die Elementgruppierungen für die Verarbeitung auf der Grundlage des speziellen Matrixmusters und n die Verarbeitungsreihenfolge der Elemente der m-ten Gruppe bezeichnet.Although the above discussion and the following considerations focus primarily on a mosaic-type color display with same-colored diagonals, the invention is not so limited. The invention is well suited to displays with same-colored rows or columns as well as other variations such as a hexagonally coordinated pattern, provided the elements are denoted by the matrix notation (m,n), where m denotes the element groupings for processing based on the particular matrix pattern and n denotes the processing order of the elements of the m-th group.

Zudem muß die Reihenfolge der Eingangssignale nicht notwendigerweise der Abbildungsreihenfolge der Elemente entsprechen; d. h., das Abbildungsverfahren muß nicht in Echtzeit ablaufen. Beispielsweise können die Eingangssignale eines Vollbilds in einer Speichermatrix gespeichert werden, und es kann auf sie in der Reihenfolge der Verarbeitung durch das jeweilige Verfahren zugegriffen werden.In addition, the order of the input signals does not necessarily have to correspond to the mapping order of the elements; ie, the mapping process does not have to be in real time. For example, the input signals of a frame can be stored in a memory matrix and can be accessed in the Order of processing by the respective procedure.

Das Verfahren zur Fehlerausbreitung für die Anzeige mit gleichfarbigen Diagonalen muß den Fehler nicht notwendigerweise von einem Anzeigeelement direkt zum in der Diagonale benachbarten Element weitergeben. Eine einfache Erweiterung des oben beschriebenen Verfahrens würde den Fehler eines Anzeigeelements aufteilen und ihn auf eine Anzahl benachbarter Elemente in der Diagonale verteilen. Bei der Verarbeitung des n-ten Elements der m-ten Zeile wäre der Fehlerwert E(m,n) daher gleich der Summe eines bestimmten Prozentsatzes der Fehler einer Anzahl vorhergehender Elemente in der m-ten Zeile. Beispielsweise kann der Wert von E(m,n) gleich ½ der Summe der korrigierten Intensitäten der vorhergehenden zwei Elemente in der Reihe abzüglich ihrer entsprechenden Anzeigeelemente sein. Gleichermaßen wäre E(m,n) gleich ½[I(m,n-1) + E(m,n-1)] - D(m,n-1)] + ½[[I(m,n-2) + E(m,n-2)] - D(m,n-2)].The error propagation method for the same-color diagonal display does not necessarily have to propagate the error from one display element directly to the diagonally adjacent element. A simple extension of the method described above would split the error of one display element and distribute it among a number of adjacent elements in the diagonal. Therefore, when processing the nth element of the mth row, the error value E(m,n) would be equal to the sum of a certain percentage of the errors of a number of previous elements in the mth row. For example, the value of E(m,n) may be equal to ½ the sum of the corrected intensities of the previous two elements in the row minus their corresponding display elements. Similarly, E(m,n) would be equal to ½[I(m,n-1) + E(m,n-1)] - D(m,n-1)] + ½[[I(m,n-2) + E(m,n-2)] - D(m,n-2)].

Durch eine weitere Erweiterung könnte der Fehler E(m,n) auf eine Anzahl nahegelegener Elemente verteilt werden, die nicht unbedingt auf der m-ten Diagonale liegen müssen. Bei der Verarbeitung des n-ten Elements in der m-ten Zeile wäre der Fehlerwert E(m,n) daher gleich der Summe eines bestimmten Prozentsatzes der Fehler einer Anzahl nahegelegener, vorhergehender Elemente in der m-ten, (m+3)-ten, (m+6)-ten usw. Diagonale, da diese Diagonalen die gleiche Farbe wie das (m,n)-te Element der Anzeige mit einfarbigen Diagonalen haben. Beispielsweise kann der Wert für E(m,n) gleich ½[[I(m,n-1) + E(m,n-1)] - D(m,n-1)] + ½[[I(m+3,n+2) + E(m+3,n+2)] - D(m+3,n+2)] sein, wobei das Element (m+3, n+2) ein unmittelbar zuvor verarbeitetes Element mit der gleichen Farbe wie das (m,n)-te Element ist.By further extension, the error E(m,n) could be distributed over a number of nearby elements, which do not necessarily have to be on the m-th diagonal. When processing the n-th element in the m-th row, the error value E(m,n) would therefore be equal to the sum of a certain percentage of the errors of a number of nearby, preceding elements in the m-th, (m+3)-th, (m+6)-th, etc. diagonals, since these diagonals have the same color as the (m,n)-th element of the display with single-color diagonals. For example, the value for E(m,n) may be equal to ½[[I(m,n-1) + E(m,n-1)] - D(m,n-1)] + ½[[I(m+3,n+2) + E(m+3,n+2)] - D(m+3,n+2)], where the element (m+3, n+2) is an immediately previously processed element with the same color as the (m,n)th element.

Für die eben beschriebenen "Vielelement" - und Vielverzweigungs"- verfahren ist das Verfahren gemäß Anspruch 2 vorgesehen.The method according to claim 2 is provided for the "multi-element" and "multi-branching" methods just described.

Es ist zu beachten, daß die Fortpflanzungskoeffizienten dieses Verfahrens, K(m,m',n,j), mit Ausnahme jener wenigen Bildpunkte, von denen ein Fehler verbreitet wird, gleich Null sind.Note that the propagation coefficients of this method, K(m,m',n,j), are zero except for those few pixels from which an error is propagated.

Es ist auch zu beachten, daß obige Formulierungen wiederum nicht auf Mosaike mit gleichfarbigen Diagonalen beschränkt sind, sondern gleich gut für Mosaike aus anderen Mustern angewendet werden können. Die Elemente müssen natürlich durch die Matrixnotation (m,n) bezeichnet sein, wobei in die Elementgruppierungen für Verarbeitung auf der Grundlage des jeweiligen Mosaikmusters und n die Verarbeitungsreihenfolge der Elemente der m-ten Gruppe bezeichnet.It should also be noted that the above formulations are not limited to mosaics with same-colored diagonals, but can be applied equally well to mosaics made of other patterns. The elements must of course be denoted by the matrix notation (m,n), where in denotes the element groupings for processing based on the respective mosaic pattern and n denotes the processing order of the elements of the m-th group.

Figur 9 verknüpft die diagonal bezeichneten Reihen des Matrixmodells mit der horizontalen Verarbeitung eines typischen physischen Ausführungsbeispiels. Die diagonale Reihe in in Fig. 9 entspricht einer der gleichfarbigen Diagonalen der mosaikartigen Farbanzeige, auf denen der Fehler bei der vorliegenden Erfindung fortgepflanzt wird. Es ist zu erkennen, daß das erste Bildelement in der m-ten diagonalen Reihe das erste Element ist, das physisch in der horizontalen Reihe, in der es liegt, verarbeitet wird. Da E(m,1) wie oben beschrieben vorgewählt wird, wird I(m,1) + E(m,1) beim physischen Verfahren auf das entsprechende Anzeigeelement D(m,1), in Fig. 9 nicht enthalten, abgebildet. Das physische Verfahren bildet dann das Bildelement in der horizontal benachbarten Position auf das (m+1,1)-te Element ab, da die elektronischen Signale des Bildes und der Anzeige, wie oben erwähnt, typischerweise einer Standard-Rasteranzeige entsprechen. Die physische Verarbeitung setzt sich so lange fort, bis das letzte Bildelement in der horizontalen Reihe verarbeitet ist, und beginnt dann, beginnend mit Bildelement (m-1,1), mit der Verarbeitung der nächsten horizontalen Zeile. Nur dann wird das Bildelement (m,2), das zweite Element in der m-ten diagonalen Reihe, physisch verarbeitet.Figure 9 relates the diagonally labeled rows of the matrix model to the horizontal processing of a typical physical embodiment. The diagonal row in Figure 9 corresponds to one of the same color diagonals of the mosaic color display on which the error is propagated in the present invention. It will be seen that the first pixel in the mth diagonal row is the first element physically processed in the horizontal row in which it lies. Since E(m,1) is preselected as described above, the physical process maps I(m,1) + E(m,1) to the corresponding display element D(m,1), not included in Figure 9. The physical process then maps the pixel in the horizontally adjacent position to the (m+1,1)-th element since the electronic signals of the image and display, as mentioned above, typically correspond to a standard raster display. The physical processing continues until the last pixel in the horizontal row is processed and then, starting with pixel (m-1,1), begins with processing the next horizontal row. Only then is the picture element (m,2), the second element in the m-th diagonal row, physically processed.

Aus der obigen Erklärung und aus Fig. 9 wird deutlich, daß die Anzahl der Elemente in einer horizontalen Zeile bei der physischen Ausführung zwischen benachbarten Elementen in einer diagonalen Reihe verarbeitet werden. Daher muß die physische Ausführung Mittel zur Speicherung und zum genauen Zugriff des Wertes [I(m,1) + E(m,1)] - D(m,1) = E(m,2) besitzen, so daß sie I(m,2) + E(m,2) nach der Verarbeitung einer Anzahl dazwischenliegender Bildelemente abbilden kann. Eine Möglichkeit, diese Speicherung zu bewirken, ist ein Zeilenpuffer mit einer Speicherkapazität gleich der Anzahl der Elemente in einer horizontalen Zeile. Da der Fehler auch von und zu den dazwischenliegenden Elementen in der horizontalen Zeile weitergeleitet werden muß, da sie auch auf anderen diagonalen Reihen liegen, ist ein Zeilenpuffer mit der Größe einer horizontalen Zeile für diese Funktion gut geeignet.From the above explanation and from Fig. 9, it is clear that the number of elements in a horizontal line are processed in the physical implementation between adjacent elements in a diagonal row. Therefore, the physical implementation must have means for storing and accurately accessing the value [I(m,1) + E(m,1)] - D(m,1) = E(m,2) so that it can map I(m,2) + E(m,2) after processing a number of intermediate picture elements. One way to accomplish this storage is to have a line buffer with a storage capacity equal to the number of elements in a horizontal line. Since the error must also be propagated to and from the intermediate elements in the horizontal line as they also lie on other diagonal rows, a line buffer the size of a horizontal line is well suited to this function.

Der Zeilenpuffer bewerkstelligt dies analog der Funktionsweise eines FIFO-Schieberegisters mit einer Größe gleich der Elementanzahl in einer horizontalen Reihe. Bezug nehmend auf Fig. 9A wird der resultierende Wert E(m,2) des verarbeiteten Elements 21 in einen Puffer 20 geladen, bevor damit begonnen wird, das horizontal benachbarte Element 22 zu verarbeiten. Bei der jeweiligen Verarbeitung der in der Abtastreihenfolge dazwischenliegenden Elemente 23-28 verschiebt sich der Wert von E(m,2) in Richtung des Ausgangs 30 des Puffers 20, wenn dem Fehler der dazwischenliegenden Elemente 23-28 entsprechende Daten in den Puffer 20 eingegeben und ihm entnommen werden. Wenn das zweite Element 29 der m-ten diagonalen Reihe physisch verarbeitet werden muß liegt der Wert E(m,2) am Ausgang 30 des Puffers 20 an, wo auf ihn zur Verarbeitung zugegriffen werden kann. Nach der Verarbeitung wird der resultierende Fehler E(m,3), der zum nächsten Element in der m-ten Reihe weitergeleitet wird (nicht abgebildet), in den Puffer 20 eingegeben. Während Fig. 9A eine Anzeige mit sieben dazwischenliegenden Elementen zeigt, gilt die obige Analogie für Anzeigen mit mehr bzw. weniger horizontalen Elementen.The line buffer accomplishes this in a manner analogous to the operation of a FIFO shift register having a size equal to the number of elements in a horizontal row. Referring to Figure 9A, the resulting value E(m,2) of the element 21 being processed is loaded into a buffer 20 before beginning to process the horizontally adjacent element 22. As each of the intermediate elements 23-28 in the scan order is processed, the value of E(m,2) shifts toward the output 30 of the buffer 20 as data corresponding to the error of the intermediate elements 23-28 is input to and output from the buffer 20. When the second element 29 of the m-th diagonal row must be physically processed, the value E(m,2) is available at the output 30 of the buffer 20 where it can be accessed for processing. After processing the resulting error E(m,3), which is propagated to the next element in the m-th row (not shown), is input to buffer 20. While Fig. 9A shows a display with seven intermediate elements, the above analogy applies to displays with more or fewer horizontal elements.

Bezug nehmend auf Fig. 10 wird eine Ausführung der vorliegenden Erfindung gezeigt. Die Ausführung leitet den Fehler gemäß des Verfahrens der Erfindung weiter und besitzt Mittel zum Speichern des Fehlers, während Zwischenelemente verarbeitet werden. Da die Reihenfolge der eingegebenen und ausgegebenen Signale der Reihenfolge bei Standard-Rasterabtastungen von links nach rechts und von oben nach unten entspricht, ist es nun am einfachsten, wenn man sich die mit (l,p) bezeichneten Elemente als den horizontalen Zeilen und vertikalen Spalten der Bildelemente entsprechend vorstellt. Zusammengefaßt wird der Intensitätswert I(l,p) des als (l,p) bezeichneten Bildelements durch das Eingabemittel 42 eingegeben. Wenn l=1 oder p=1, dann befindet sich das Element - nach der aktuellen Benennung der Elemente - am oberen Rand einer diagonalen Reihe, und der Fehlerwert E(l,p) muß gemäß der vorliegenden Erfindung eingegeben werden. Dazu wird auf den Vorgabepuffer 52 zugegriffen und E(l,p) zurückgeholt. Befindet sich das betrachtete Element nicht am oberen Rand einer diagonalen Reihe, d. h. l&ne;1 und p&ne;1, wird der zugehörige Fehler E(l,p) aus dem Fehlerspeichermittel 48 zurückgeholt. Egal wie E(l,p) erhalten wurde, wird es in Verarbeitungsmitteln 50 zu I(l,p) addiert. Das Mittel 46 zur Bestimmung des Schwellenwertes wird mit der Summe I(l,p) + E(l,p) angesprochen und entscheidet, zwischen welchen der oben beschriebenen r-1 Schwellenwerten die Summe I(l,p) + E(l,p) liegt. Der zugehörige Schwellenwert wird vom Verarbeitungsmittel 50 verwendet, das den Wert einer Anzeigeintensität D(l,p) an den Ausgabemitteln 44 gemäß des Schwellenwertes ausgibt. Aufgrund der horizontalen und vertikalen Benennung der Elemente ist das Element i(l+1, p+1) diagonal zu i(l,p). Daher speichert das Verarbeitungsmittel 50 auch den Wert E(l+1, p+1) = [I(l,p) + E(l,p)] - D(l,p) im Fehlerspeichermittel 48.Referring to Fig. 10, an embodiment of the present invention is shown. The embodiment propagates the error in accordance with the method of the invention and has means for storing the error while processing intermediate elements. Since the order of the input and output signals corresponds to the order in standard raster scans from left to right and top to bottom, it is now easiest to think of the elements designated (l,p) as corresponding to the horizontal rows and vertical columns of picture elements. In summary, the intensity value I(l,p) of the picture element designated (l,p) is entered by the input means 42. If l=1 or p=1, then the element is at the top of a diagonal row according to the current naming of the elements, and the error value E(l,p) must be entered in accordance with the present invention. To do this, the default buffer 52 is accessed and E(l,p) is retrieved. If the element under consideration is not located at the top of a diagonal row, i.e. l&ne;1 and p&ne;1, the associated error E(l,p) is retrieved from the error storage means 48. Regardless of how E(l,p) was obtained, it is added to I(l,p) in processing means 50. The means 46 for determining the threshold value is addressed with the sum I(l,p) + E(l,p) and decides between which of the r-1 threshold values described above the sum I(l,p) + E(l,p) lies. The associated threshold value is used by the processing means 50, which outputs the value of a display intensity D(l,p) to the output means 44 according to the threshold value. Due to the horizontal and vertical designation of the elements, the element i(l+1, p+1) is diagonal to i(l,p). Therefore, the processing means 50 also stores the value E(l+1, p+1) = [I(l,p) + E(l,p)] - D(l,p) in the error storage means 48.

Das Fehlerspeichermittel kann ein Zeilenpuffer mit einer Größe gleich der Anzahl vertikaler Spalten der Bildelemente sein.The error storage means may be a line buffer having a size equal to the number of vertical columns of the picture elements.

Das obige Verfahren kann bei einer Vorrichtung angewendet werden, die den Fehler allgemein diagonal weiterleitet, und ist nicht auf das oben beschriebene spezielle Abbildungsverfahren beschränkt. Die Vorrichtung arbeitet mit jeder Bestimmungsmethode für D(l,p), die auf I(l,p) und E(l,p) beruht, und muß nicht unbedingt das Schwellenwertverfahren der vorliegenden Erfindung verwenden. Ferner arbeitet die Vorrichtung mit jedem Wert für E(l+1 p+1), der aus I(l,p), E(l,p) und D(l,p) ermittelt wurde.The above method can be applied to a device that generally propagates the error diagonally and is not limited to the specific mapping method described above. The device works with any method of determining D(l,p) based on I(l,p) and E(l,p) and does not necessarily have to use the threshold method of the present invention. Furthermore, the device works with any value of E(l+1 p+1) determined from I(l,p), E(l,p) and D(l,p).

Genauer gesagt umfaßt das spezielle Ausführungsbeispiel eine Vorrichtung gemäß Anspruch 13.More specifically, the specific embodiment comprises a device according to claim 13.

Außerdem folgt daraus, daß das Ausgabemittel dieser Vorrichtung mit einer Anzeige mit einem Farbmosaikmuster verbunden ist, wobei jedes Element die Intensitätswerte A1, A2, ..., Ar annehmen kann.It also follows that the output means of this device is connected to a display with a colour mosaic pattern, each element of which can assume the intensity values A1, A2, ..., Ar.

Ein alternatives Ausführungsbeispiel der Vorrichtung leitet den Fehler an mehr als ein benachbartes Element auf der Diagonale oder anderen Diagonalen weiter. Diese Vorrichtung umfaßt Mittel gemäß Anspruch 14.An alternative embodiment of the device propagates the error to more than one adjacent element on the diagonal or other diagonals. This device comprises means according to claim 14.

Bei diesem Ausführungsbeispiel könnte das Speichermittel für Partialfehler eine Anzahl von Zeilenpuffern sein.In this embodiment, the partial error storage means could be a number of line buffers.

Allgemeiner ausgedrückt, empfängt die Vorrichtung Signale in einer Abfolge - nicht unbedingt in der Abfolge eines Standardrasters - und bildet sie gemäß einer anderen Abfolge ab. Die Vorrichtung benötigt dann eine Speichermatrix 54 zwischen dem Eingabemittel 42 und dem Verarbeitungsmittel 50, wie es in Fig 10A gezeigt ist. Diese Vorrichtung enthält daher:More generally, the device receives signals in one sequence - not necessarily in the sequence of a standard grid - and maps them according to another sequence. The device then requires a memory matrix 54 between the input means 42 and the processing means 50, as shown in Fig. 10A. This device therefore comprises:

(a) ein Eingabemittel, das eine Vielzahl intensitätscodierter Signale I(l,p) empfängt die einer Position auf dem Bild entsprechen, wobei l ganze Zahlen von 1 bis lgesamt umfaßt und lgesamt Elementgruppen für die Verarbeitung bezeichnet, p ganze Zahlen von 1 bis pgesamt umfaßt und die Elemente in der l-ten Gruppe gemäß ihrer Verarbeitungsabfolge bezeichnet, pgesamt eine Funktion von l ist, wobei jedes intensitätscodierte Signal I(l,p) mindestens einem von q Bildintensitätswerten entspricht, wobei q mindestens gleich drei ist;(a) input means receiving a plurality of intensity-coded signals I(l,p) corresponding to a position on the image, where l comprises integers from 1 to ltotal and ltotal denotes groups of elements for processing, p comprises integers from 1 to ptotal and denotes the elements in the l-th group according to their processing sequence, ptotal is a function of l, each intensity-coded signal I(l,p) corresponding to at least one of q image intensity values, where q is at least equal to three;

(b) ein Matrixspeichermittel, in dem die Intensitätswerte des Eingangsbildes eines ganzen Vollbildes gespeichert werden können und auf sie zugegriffen werden kann;(b) matrix storage means in which the intensity values of the input image of an entire frame can be stored and accessed;

(c) ein Ausgabemittel für die sequentielle Ausgabe einer Vielzahl intensitätscodierter Signale D(l,p) entsprechend der Position der Intensitätswerte I(l,p) des Eingangsbildes, wobei jedes intensitätscodierte Anzeigesignal D(l,p) einem von r nach der Amplitude geordneten Anzeigeintensitätswerten A1, A2, ..., Ar entspricht, wobei r eine ganze Zahl kleiner q und Ax der x-te Anzeigeintensitätswert ist;(c) output means for sequentially outputting a plurality of intensity-coded signals D(l,p) corresponding to the position of the intensity values I(l,p) of the input image, each intensity-coded display signal D(l,p) corresponding to one of r display intensity values A1, A2, ..., Ar ordered by amplitude, where r is an integer less than q and Ax is the x-th display intensity value;

(d) ein Speichermittel für Partialfehler zum Speichern von Partialfehlerwerten PE (l,l' ,p,p') entsprechend einem intensitätscodierten Signal I(l,p), das aus den Elementen (l',p') erhalten wird;(d) partial error storage means for storing partial error values PE(l,l',p,p') corresponding to an intensity-coded signal I(l,p) obtained from the elements (l',p');

(e) ein Vorgabepuffermittel zur Erhaltung eines vorgewählten Fehlerwertes E(l,p) entsprechend einer Anzahl verarbeiteter intensitätscodierter Signale;(e) a default buffer means for maintaining a preselected error value E(l,p) corresponding to a number of intensity-coded signals processed;

(f) ein Verarbeitungsmittel zur Abbildung der intensitätscodierten Signale I(l,p) auf das Intensitätssignal D(l,p) am Ausgang durch(f) a processing means for mapping the intensity-coded signals I(l,p) to the intensity signal D(l,p) at the output by

(1) Zurückholen eines Wertes I(l,p) aus den Matrixspeichermitteln;(1) retrieving a value I(l,p) from the matrix storage means;

(2) Holen des Wertes E(l,p) aus dem Vorgabepuffer, wenn l = 1 oder p = 1;(2) Fetch the value E(l,p) from the preset buffer if l = 1 or p = 1;

(3) wenn l &ne; 1 oder p &ne; 1, Holen der Werte PE(l,l',p,p') für alle l' und p'aus dem Speichermittel für Partialfehler und Aufsummieren der Werte von PE(l,l',p,p'), um E(l,p) zu erhalten;(3) if l ≠ 1 or p ≠ 1, fetch the values PE(l,l',p,p') for all l' and p' from the partial error storage means and sum up the values of PE(l,l',p,p') to obtain E(l,p);

(4) Bestimmen des Wertes D(l,p) basierend auf den Werten von I(l,p) und E(l,p);(4) Determine the value D(l,p) based on the values of I(l,p) and E(l,p);

(5) Senden des Wertes D(l,p) an das Ausgabemittel;(5) Sending the value D(l,p) to the output device;

(6) Berechnen der Partialfehlerwerte PE(a,l,b,p), wobei (a,b) die Elemente sind, an die der Fehler von (l,p) weitergeleitet wird;(6) Calculate the partial error values PE(a,l,b,p), where (a,b) are the elements to which the error of (l,p) is propagated;

(7) Speichern der Partialfehlerwerte PE(a,l,b,p) für alle (a,b) in dem Speichermittel für Partialfehler.(7) Storing the partial error values PE(a,l,b,p) for all (a,b) in the partial error storage means.

Die obige Vorrichtung kann bei mosaikartigen Farbmustern angewendet werden, die sich von jenen mit gleichfarbigen Diagonalen unterscheiden, so lange die Elemente mit der Matrizennotation (l,p) bezeichnet werden, wobei l Elementgruppen darstellt, die auf dem speziellen Mosaikinuster des Bildschirms basierend verarbeitet werden, und p die Verarbeitungsabfolge der Elemente innerhalb der Gruppe bezeichnet.The above device can be applied to mosaic-like color patterns that differ from those with same-colored diagonals, as long as the elements are denoted by the matrix notation (l,p), where l represents groups of elements that are processed based on the particular mosaic pattern of the screen, and p represents the processing sequence of the elements within the group.

In der folgenden Erörterung entsprechen die Bezeichnungen wie zuvor den Diagonalen des Mosaiks mit gleichfarbigen Diagonalen. Mit anderen Worten ist in eine von mgesamt einfarbigen Diagonalen einer mosaikartigen Farbanzeige, und n ist das n-te Element von oben auf der Diagonale. Wiederum erfolgt die Konzentration auf das Mosaik mit gleichfarbigen Diagonalen zu Beispielszwecken, und die Erfindung gilt für mosaikartige Farbmuster allgemein.In the following discussion, the designations correspond as before to the diagonals of the same-color diagonal mosaic. In other words, in is one of m total single-color diagonals of a mosaic color display, and n is the nth element from the top of the diagonal. Again, the focus is on the same-color diagonal mosaic for example purposes, and the invention applies to mosaic color patterns in general.

Für jede diagonale Reihe entspricht E(m,1) einem Bildelement, das am physischen Rand des Bildes liegt. Es muß kein Fehler von einem vorhergehenden Element weitergeleitet werden, da das Element (m,1) eine diagonale Reihe anfängt. Wie zuvor beschrieben, wird daher E(m,1) für jede der in diagonalen Reihen ausgewählt. Der Wert kann für alle in diagonalen Reihen gleich oder unterschiedlich sein. Er kann auch von Bild zu Bild geändert werden.For each diagonal row, E(m,1) corresponds to a picture element that is at the physical edge of the picture. There is no need to propagate an error from a previous element because element (m,1) starts a diagonal row. Therefore, as described previously, E(m,1) is selected for each of the diagonal rows. The value can be the same or different for all of the diagonal rows. It can also be changed from picture to picture.

Die Folge einer Änderung des Fehlerwertes für das erste Element E(m,1) der m-ten Reihe bei aufeinanderfolgenden Vollbildern, die durch die vorliegende Erfindung verarbeitet werden, besteht darin, daß sich für alle in beliebige oder alle D(m,n) ändern. Bezug nehmend auf Fig. 11 ist die "Zeile" horizontal gezeichnet, kann jedoch wie in vorhergehenden Abbildungen der diagonalen Reihe m einer mosaikartigen Farbanzeige oder allgemein einem beliebigen Mosaikmuster entsprechen. Es sei angenommen, daß die zwei bestimmten Vollbilder identisch sind oder daß zumindest die m-te Zeile bei den zwei aufeinanderfolgenden Vollbildern gleich ist. Bei dieser Beschreibung sei weiter angenommen, daß E(m,1) bei aufeinanderfolgenden Vollbildern zwischen zwei Werten zwischen dem Minimal- und dem Maximalwert der Bildintensität alterniert. Da die Werte von E(m,1) unterschiedlich sind, werden die zum nachfolgenden diagonalen Element weitergeleiteten Fehler im allgemeinen verschieden sein, da der mit dem (m,n)-ten Element verknüpfte Fehler E(m,n) = I(m,n-1) + E(m,n-1) - D(m,n-1) und die Werte von I(m,n) zwischen Bildelementen als äquivalent angenommen werden. Ferner kann sich die Abbildung der Anzeigeelementwerte D(m,n) bei entsprechenden Bildelementen der zwei identischen Vollbilder unterscheiden, da D(m,n) von dem korrigierten Intensitätswert I(m,n) + E(m,n) des n-ten Elements abgebildet wird und sich E(m,n) bei den zwei identischen Vollbildern unterscheidet. Daher wird deutlich, daß eine Änderung von E(m,1) für alle in bei beliebigen oder bei allen D(m,n) zu Änderungen führen kann.The consequence of changing the error value for the first element E(m,1) of the m-th row on consecutive frames processed by the present invention is that D(m,n) for all of them will change to any or all of them. Referring to Figure 11, the "row" is drawn horizontally, but as in previous figures, the diagonal row m may correspond to a mosaic-like color display or generally to any mosaic pattern. It is assumed that the two particular frames are identical, or that at least the m-th row is the same on the two consecutive frames. In this description, it is further assumed that E(m,1) alternates on consecutive frames between two values between the minimum and maximum values of the image intensity. Since the values of E(m,1) are different, the errors propagated to the subsequent diagonal element will generally be different, since the error associated with the (m,n)th element E(m,n) = I(m,n-1) + E(m,n-1) - D(m,n-1) and the values of I(m,n) between pixels are assumed to be equivalent. Furthermore, the mapping of the display element values D(m,n) at corresponding pixels of the two identical frames may differ, since D(m,n) is mapped from the corrected intensity value I(m,n) + E(m,n) of the nth element and E(m,n) is different at the two identical frames. It is therefore clear that a change in E(m,1) for all in may result in changes in any or all D(m,n).

Das Alternieren des Intensitätswertes D(m,n) des n-ten Anzeigeelements zwischen zwei Intensitätswerten bei aufeinanderfolgenden identischen Vollbildern wird als Durchschnitt der zwei Intensitäten wahrgenommen, sofern das Alternieren schnell genug erfolgt. Befindet sich der Schwellenwert ungefähr in der Mitte zwischen den zwei möglichen Anzeigeintensitätswerten, dann wird ein Bildelement mit einem Intensitätswert I(m,n) nahe dem Schwellenwert durch keinen der zwei angrenzenden Anzeigeintensitätswerte gut dargestellt. Das Alternieren zwischen den zwei angrenzenden Anzeigeintensitätswerten, das beim vorliegenden Verfahren wahrscheinlicher ist, ergibt eine wahrgenommene Intensität, die ungefähr gleich dem Schwellenwert oder dem Intensitätswert des Bildelements ist. Außerdem führt eine Änderung von E(m,1) bei jenen Bildelementen, deren Intensität I(m,n) nicht an einen Schwellenwert angrenzt, mit geringerer Wahrscheinlichkeit zu einer Änderung der Anzeigeintensität zwischen aufeinanderfolgenden Vollbildern. Dies ist auch deshalb ein gutes Ergebnis, weil I(m,n) relativ dicht bei einem möglichen Anzeigeintensitätsniveau Ax liegt, wenn es nicht nahe einem Schwellenwert liegt und weil es durch die Abbildung auf Ax gut dargestellt wird.The alternation of the intensity value D(m,n) of the n-th display element between two intensity values in consecutive identical frames is perceived as an average of the two intensities, provided that the alternation is fast enough. If the threshold is approximately halfway between the two possible display intensity values, then a picture element with an intensity value I(m,n) close to the Threshold is not well represented by either of the two adjacent display intensity values. Alternating between the two adjacent display intensity values, which is more likely with the present method, results in a perceived intensity approximately equal to the threshold or the intensity value of the pixel. Furthermore, for those pixels whose intensity I(m,n) does not border a threshold, a change in E(m,1) is less likely to result in a change in display intensity between successive frames. This is also a good result because I(m,n) is relatively close to a possible display intensity level Ax when it is not near a threshold and because it is well represented by the mapping to Ax.

Die obige Beschreibung kann so erweitert werden, daß der Fehlerwert des ersten Elements E(m,1) der m-ten Zeile zwischen mehr als zwei Werten innerhalb des Bereichs möglicher Bildintensitätswerte bei aufeinanderfolgenden Vollbildern wechselt. Bei Zunahme der Anzahl der Werte, die E(m,1) mit jedem Bild annehmen kann, nähert sich bei einer Abfolge identischer Vollbilder die mittlere Intensität D(m,n) jedes Anzeigeelements dem Intensitätswert I(m,n) seines entsprechenden Bildelements an. Mit anderen Worten, wenn 1000 identische Vollbilder verarbeitet und angezeigt werden würden, wobei E(m,1) für jedes in bei jedem Vollbild zufällig gewählt wird, und wenn die 1000 Vollbilder in einer so kurzen Zeit verarbeitet werden wurden, daß das Auge keinen Anzeigewechsel feststellen könnte, dann würde die Anzeige in jeder Hinsicht, vor allem bei der Graustufenwiedergabe, als identisch zum Vollbild wahrgenommen werden.The above description can be extended so that the error value of the first element E(m,1) of the m-th line changes between more than two values within the range of possible image intensity values for successive frames. As the number of values that E(m,1) can assume with each frame increases, the average intensity D(m,n) of each display element in a sequence of identical frames approaches the intensity value I(m,n) of its corresponding picture element. In other words, if 1000 identical frames were processed and displayed, with E(m,1) chosen randomly for each frame, and if the 1000 frames were processed in such a short time that the eye could not detect a display change, then the display would be perceived as identical to the frame in all respects, especially in grayscale reproduction.

Während das obengenannte die grundlegende Basis für die vorliegende Erfindung ist, befindet sich die Verarbeitungsgeschwindigkeit nicht in einem Stadium, in dem eine so große Anzahl von Vollbildern mit einer Rate verarbeitet werden kann, die das Auge nicht bemerkt. Wenn sich E(m,1) beim gleichen Bild zwischen 1000 Werten mit den heutigen Verarbeitungsgeschwindigkeiten ändern würde, würde das Auge, anstatt den Mittelwert der Intensitäten wahrzunehmen, die sich ergebenden Intensitätswechsel der einzelnen Anzeigeelemente in der Zeile m feststellen. Die speziellen, unten beschriebenen Ausführungsbeispiele stellen Versuche dar, die zwei folgenden, sich im Konflikt befindenden Anforderungen in Einklang zu bringen: Änderung von E(m,1) bei aufeinanderfolgenden Vollbildern, um eine genauere Anzeigeintensität über die Zeit zu erreichen, während E(m,1) nicht so stark geändert wird, daß die Änderungen der angezeigten Bildelemente über die Zeit beim gleichen Eingangsbild festgestellt werden.While the above is the fundamental basis for the present invention, the processing speed is not at a stage where such a large number of frames at a rate that is imperceptible to the eye. If E(m,1) were to change between 1000 values for the same frame at today's processing speeds, the eye, instead of perceiving the average of the intensities, would detect the resulting intensity changes of the individual display elements in row m. The specific embodiments described below represent attempts to reconcile the following two conflicting requirements: changing E(m,1) for successive frames to achieve a more accurate display intensity over time, while not changing E(m,1) so much as to detect the changes in the displayed picture elements over time for the same input frame.

Bei einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist der Fehlerwert E(m,1) des ersten Elements in der m-ten Zeile für jedes m anfangs ohne Bezug zum Wert für irgendein anderes in. Jedes E(m,1) besitzt einen Anfangswert zwischen 0 und dem maximalen Intensitätswert des Bildes. Bei jedem Vollbild nimmt E(m,1) mit jedem m inkrementell zu. Wenn E(m,1) gleich dem maximalen Intensitätswert des Bildes ist oder diesen überschreitet, wird dieser Maximalwert abgezogen, und das Verfahren wird fortgesetzt.In one embodiment of the invention, the error value E(m,1) of the first element in the m-th row for each m is initially unrelated to the value for any other in. Each E(m,1) has an initial value between 0 and the maximum intensity value of the image. For each frame, E(m,1) increases incrementally with each m. If E(m,1) is equal to or exceeds the maximum intensity value of the image, this maximum value is subtracted and the process continues.

Bei einem spezielleren Ausführungsbeispiel der Erfindung können die Anzeigeelemente nur einen von zwei möglichen Intensitätswerten annehmen, d. h. in der allgemeinen obigen Bezeichnungsweise ist r=2. A1 und A2 werden auf 0 bzw. 1 normiert, und für T1 wird ½ gewählt. Die Bildintensitätswerte entsprechen den Eingangswerten eines Fernsehgeräts und können einen von 256 Werten zwischen normierten Intensitätswerten 0 und 1 annehmen. Bei jedem Bild wird E(m,1) für jedes m anfangs willkürlich so gewählt, daß es es entweder 0 oder 0,5 ist. Bei darauffolgenden Bildern wechselt E(m,1) bei jedem in zwischen 0 und 0,5. Dies führt zu qualitativ guter Halbtonwiedergabe und ist daher ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel.In a more specific embodiment of the invention, the display elements can only assume one of two possible intensity values, ie in the general notation above, r=2. A1 and A2 are normalized to 0 and 1 respectively, and T1 is chosen to be ½. The image intensity values correspond to the input values of a television set and can assume one of 256 values between normalized intensity values 0 and 1. For each image, E(m,1) for each m is initially arbitrarily chosen to be either 0 or 0.5. For subsequent images, E(m,1) changes between 0 and 0.5 for each m. This leads to qualitatively good halftone reproduction and is therefore a preferred embodiment.

Der Vorteil der erfindungsgemäßen Eigenschaft des Bildpunkt- Versatzes kann verdeutlicht werden, wenn man einen gleichmäßig dunklen (nicht schwarzen) Bereich des Analogbildes betrachtet, das gemäß des obigen Ausführungsbeispiels verarbeitet wird. Unter der Annahme, daß die Intensität der Bildelemente kleiner als T1 (oder ½) ist, sind die meisten Anzeigeelemente ausgeschaltet. Ist der Vorgabefehler der m-ten Zeile E(m,1) = 0, summiert sich der Fehler allmählich in den Elementen in Zeile m, bis I(m,n) + E(m,n) größer als T1 ist, und das (m,n)-te Element wird "angeschaltet". I(m,n) + E(m,n) ist jedoch nur marginal größer als T1 oder ½, während D(m,n) = 1; daher beträgt der zum (m,n+1)-ten Element fortgepflanzte Fehler ungefähr -½. Folgerichtig gibt es in Zeile in viele "Aus"-Bildpunkte neben (m,n), da sich der Fehler über ½ hinaus aufsummieren muß, damit ein weiteres Element "an" ist. Es ergeben sich auf Zeile m wenige "An"-Elemente mit gleichem Abstand.The advantage of the pixel offset feature of the invention can be illustrated by considering a uniformly dark (non-black) area of the analog image processed according to the above embodiment. Assuming that the intensity of the pixels is less than T1 (or ½), most of the display elements are turned off. If the default error of the mth row is E(m,1) = 0, the error gradually accumulates in the elements in row m until I(m,n) + E(m,n) is greater than T1, and the (m,n)th element is "turned on". However, I(m,n) + E(m,n) is only marginally greater than T1 or ½, while D(m,n) = 1; therefore the error propagated to the (m,n+1)th element is approximately -½. Consequently, there are many "off" pixels in line in addition to (m,n), since the error must add up to more than ½ so that another element is "on". This results in few "on" elements on line m with the same distance.

Würde E(m,1) beim nächsten Vollbild auf E(m,1) = ½ geändert, wären die "An"-Elemente der Anzeige äquidistant zwischen den "An"-Elementen der vorhergehenden Anzeige. Dies rührt daher, daß alle Elemente des vorhergehenden Vollbildes mit einem auf summierten Fehler von Null nun den Fehler ½ hätten, was zu einem "An"-Bildpunkt führt, während jene früheren "An"-Elemente mit einem aufsummierten Fehler ½ einen Fehler 0 hätten, was zu einem "Aus"-Bildpunkt führt.If E(m,1) were changed to E(m,1) = ½ on the next frame, the "on" elements of the display would be equidistant between the "on" elements of the previous display. This is because all elements of the previous frame with a summed error of zero would now have an error of ½, resulting in an "on" pixel, while those earlier "on" elements with a summed error of ½ would have an error of 0, resulting in an "off" pixel.

Wenn E(m,1) bei aufeinanderfolgenden identischen Bildern zwischen 0 und ½ wechselte, ergäbe die vorliegende Erfindung daher eine gleichmäßige zeitliche und räumliche Verschiebung von "An"- Bildpunkten auf der m-ten Reihe, wobei das Auge den räumlichen und zeitlichen Mittelwert der "An"-Elemente anstelle von wenigen, stationären "An"-Elementen auf einem schwarzen Hintergrund wahrnehmen würde, nämlich das Ergebnis des zeitkonstanten Vorgabefalles.If E(m,1) varied between 0 and ½ for consecutive identical images, the present invention would therefore result in a uniform temporal and spatial shift of "On" pixels on the m-th row, with the eye seeing the spatial and temporal average of the "On" elements instead of a few, stationary "On" elements on a black background, namely the result of the time-constant default case.

Bei einem weiteren Verfahren werden die gleichen Parameter wie beim gerade beschriebenen Ausführungsbeispiel gewählt. Allerdings wird E(m,1) für jedes m anfangs zufällig zwischen 0 und 1 gewählt. Bei aufeinanderfolgenden Vollbildern wechselt E(m,1) für jedes m zwischen seinem Anfangswert und entweder (i) einem um die Hälfte kleineren Wert als der Anfangswert, wenn der Anfangswert größer oder gleich ½ ist, oder (ii) einem Wert, der um die Hälfte größer als der Anfangswert ist, wenn der Anfangswert kleiner als ½ ist.In another method, the same parameters are chosen as in the embodiment just described. However, E(m,1) is initially chosen randomly between 0 and 1 for each m. On successive frames, E(m,1) for each m alternates between its initial value and either (i) a value that is half the initial value if the initial value is greater than or equal to ½, or (ii) a value that is half the initial value if the initial value is less than ½.

Ein weiteres Merkmal der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Unterdrückung von Artefakten, das es nur bei der vorliegenden Erfindung gibt. Bei anderen Verfahren der Graustufenwiedergabe in der Technik ist zwar die Eliminierung von Artefakten bekannt, jedoch können sie nicht mit dem Bildpunkt- Versatz arbeiten. Artefakte enthalten vereinzelte, isolierte "An"-Bildpunkte in Anzeigebereichen, in denen das Bild dunkel ist. Diese "An"-Bildpunkte werden deutlich einzeln wahrgenommen und mindern die angezeigte Bildqualität. Solche Artefakte sind eine natürliche Folge des Fehlerfortpflanzungsverfahrens der vorliegenden Erfindung. Dies trifft zu, weil der Fehlerwert benachbarter Elemente selbst in Bildbereichen mit einer Intensität deutlich unter dem ersten Schwellenwert T1 zunimmt, wenn der Fehler zu nachfolgenden Elementen weitergeleitet wird. Schließlich überschreitet der korrigierte Intensitätswert des n- ten Elements, E(m,n) + I(m,n), T1, was zu D(m,n) = A2 bzw. einem hellen Anzeigebildpunkt in einem gleichmäßig dunklen Bildbereich führt.Another feature of the present invention is a technique for suppressing artifacts that is unique to the present invention. Other grayscale rendering techniques in the art are known to eliminate artifacts, but they cannot use pixel offsetting. Artifacts include scattered, isolated "on" pixels in display areas where the image is dark. These "on" pixels are clearly perceived individually and degrade the displayed image quality. Such artifacts are a natural consequence of the error propagation technique of the present invention. This is because the error value of neighboring elements increases even in image areas with an intensity well below the first threshold T1 as the error is propagated to subsequent elements. Eventually, the corrected intensity value of the nth element, E(m,n) + I(m,n), exceeds T1, resulting in D(m,n) = A2 or a bright display pixel in a uniformly dark image area.

Die vorliegende Erfindung beseitigt diese Artefakte durch die Erhaltung einer Registrier- bzw. Zählervariablen C darüber, wann das letzte Anzeigeelement in der Reihe mit einer Intensität größer als A1 angezeigt wurde. Wenn (1) das betrachtete Anzeigeelement mittels des nominalen Verarbeitungsalgorithmus der vorliegenden Erfindung mit einer Intensität A2 abgebildet werden soll und (2) die Aufzeichnung zeigt, daß mehr Anzeigeelemente mit einem Intensitätswert A1 als eine vorgewählte Anzahl N angibt seit dem letzten Element mit einem Intensitätswert größer A1 verarbeitet worden sind, dann wird das Anzeigeelement mit einem Intensitätswert A1 statt A2 abgebildet. Treffen beide Bedingungen nicht zu, dann wird das betrachtete Anzeigeelement mit einer Intensität A2 abgebildet, was das Ergebnis des nominalen Verarbeitungsalgorithmus der vorliegenden Erfindung darstellt.The present invention eliminates these artifacts by maintaining a record variable C of when the last display element in the series was displayed with an intensity greater than A1. If (1) the display element under consideration is to be imaged with an intensity A2 using the nominal processing algorithm of the present invention and (2) the record shows that more display elements with an intensity value A1 than a preselected number N have been processed since the last element with an intensity value greater than A1, then the display element is imaged with an intensity value A1 instead of A2. If both conditions are not met, then the display element under consideration is imaged with an intensity A2, which is the result of the nominal processing algorithm of the present invention.

Natürlich wird der Zähler C jedesmal zurückgesetzt, wenn das Anzeigeelement angezeigt wird bzw. mittels des nominalen Algorithmus mit einer Intensität größer als A1 hätte angezeigt werden sollen. Ebenso wird der Zähler C zurückgesetzt wenn das betrachtete Anzeigeelement eine neue Zeile beginnt. Es soll betont werden, daß bei der Beseitigung von Artefakten die gesamte Verarbeitung in einer Art und Weise geschieht, wie sie oben ausführlich beschrieben wurde. Das Merkmal der Artefaktbeseitigung fügt eine letzte Entscheidung darüber hinzu, ob das Anzeigeelement mit A1 oder A2 angezeigt wird.Of course, the counter C is reset every time the display element is displayed or should have been displayed using the nominal algorithm with an intensity greater than A1. Likewise, the counter C is reset when the display element under consideration starts a new line. It should be emphasized that in the removal of artifacts, all processing is done in a manner as described in detail above. The artifact removal feature adds a final decision as to whether the display element is displayed with A1 or A2.

Andere Nebenaspekte der vorliegenden Erfindung bieten sich von selbst an. Zum Beispiel haben in einem Ausführungsbeispiel die Intensitätswerte der Anzeige gleichen Abstand zueinander, und die Schwellenwerte haben äquidistanten Abstand zu benachbarten Intensitätswerten.Other side aspects of the present invention suggest themselves. For example, in one embodiment, the intensity values of the display are equidistant from each other and the threshold values are equidistant from adjacent intensity values.

Das Verfahren zur Fehlerfortpflanzung durch Bildpunkt-Versatz könnte außerdem für Schwarzweißanzeigen verwendet werden. Dann wäre es nicht erforderlich, den Fehler diagonal weiterzuleiten, da horizontal angrenzende Elemente schwarz oder weiß sind. Der Fehler könnte horizontal weitergeleitet werden, und die Elemente könnten so bezeichnet werden, daß m den horizontalen Zeilen und n den vertikalen Spalten entspricht. Daher bildeten alle i(m,1), d. h. die Elemente, bei denen der Fehler vorgewählt wird, die erste vertikale Spalte des Bildes.The pixel-shift error propagation technique could also be used for black-and-white displays. Then it would not be necessary to propagate the error diagonally, since horizontally adjacent elements are black or white. The error could be propagated horizontally and the elements could be labeled such that m corresponds to the horizontal rows and n to the vertical columns. Therefore, all i(m,1), i.e. the elements where the error is preselected, would form the first vertical column of the image.

Claims (19)

1. Fehlerfortpflanzungsverfahren zur Verarbeitung von Bildelementen und zum Anzeigen eines Bildes, das folgende Schritte umfaßt:1. An error propagation method for processing image elements and displaying an image, comprising the following steps: a) Vorsehen eines Bildes, das eine Vielzahl von Bildelementen i(m,n) umfaßt, wobei in ganze Zahlen von 1 bis mgesamt umfaßt, n ganze Zahlen von 1 bis ngesamt umfaßt ngesamt eine Funktion von m ist, jedes Bildelement i(m,n) eine Intensität I(m,n) gleich wenigstens einem von q Bildintensitätswerten hat, wobei q mindestens gleich drei ist, jedes Zahlenpaar (m,n) die Position eines Bildelements auf der Anzeigeebene angibt und benachbarte Zahlen m oder n benachbarten Positionen entsprechen;a) providing an image comprising a plurality of picture elements i(m,n), where m comprises integers from 1 to mtotal, n comprises integers from 1 to ntotal, ntotal is a function of m, each picture element i(m,n) has an intensity I(m,n) equal to at least one of q image intensity values, where q is at least equal to three, each pair of numbers (m,n) indicates the position of a picture element on the display plane, and adjacent numbers m or n correspond to adjacent positions; b) Vorsehen einer Anzeige, die eine Vielzahl von Anzeigeelementen d(m,n) umfaßt, von denen jedes eine der Position des Bildelements i(m,n) entsprechende Position besitzt, und jedes Anzeigeelement d(m,n) in der Lage ist, Licht mit einer Intensität D(m,n) zu emittieren, die gleich einem von r nach der Amplitude sortierten Anzeigeintensitätswerten A1, A2 Ar ist, wobei r eine ganze Zahl kleiner q und Ax der Intensitätswert des x-ten Anzeigeelements ist;b) providing a display comprising a plurality of display elements d(m,n), each of which has a position corresponding to the position of the picture element i(m,n), and each display element d(m,n) is capable of emitting light with an intensity D(m,n) equal to one of r display intensity values A1, A2 Ar sorted by amplitude, where r is an integer less than q and Ax is the intensity value of the x-th display element; c) Definieren von r-1 Schwellenwerten, (T1, T2 ...T(r-1)), wobei Tx der x-te Schwellenwert ist;c) defining r-1 thresholds, (T1, T2 ...T(r-1)), where Tx is the x-th threshold; d) Definieren eines Fehlerwertes E(m,n) für jedes m und n, wobei E(m,n) = I(m,n-1) + E(m,n-1) - D(m,n-1) ist und wobei E(m,1) für m = 1 bis mgesamt für jede Verarbeitung eines Bildes unabhängig von benachbarten Anzeigepositionen vorgewählt wird, und wobei sich E(m,1) für m = 1 bis mgesamt mit der gleichen Geschwindigkeit wie diejenige des Vollbilds ändert;d) Defining an error value E(m,n) for each m and n, where E(m,n) = I(m,n-1) + E(m,n-1) - D(m,n-1) and where E(m,1) for m = 1 to mtotal for each processing of an image independently of neighboring display positions is preselected, and where E(m,1) for m = 1 to mtotal changes at the same rate as that of the frame; e) Vorsehen vieler zeitlich aufeinanderfolgender Bilder mit einer konstanten Vollbildgeschwindigkeit, wobei jedes Bild pro Vollbildperiode einmal verarbeitet und angezeigt wird, wobei das wahrgenommene Bild durch eine Abfolge zeitlich aufeinanderfolgender angezeigter Bilder gebildet wird, und Anzeigen des Anzeigebildpunkts d(m,n) für m = 1 bis mgesamt und für jedes m für n = 1 bis ngesamt mit einer Intensitäte) providing many temporally consecutive images at a constant frame rate, each image being processed and displayed once per frame period, the perceived image being formed by a sequence of temporally consecutive displayed images, and displaying the display pixel d(m,n) for m = 1 to mtotal and for each m for n = 1 total with an intensity (i) D(m,n) = A1, wenn I(m,n) + E(m,n) &le; T1,(i) D(m,n) = A1, if I(m,n) + E(m,n) ≤ T1, (ii) D(m,n) = Ar, wenn I(m,n) + E(m,n) &ge; T(r-1), oder(ii) D(m,n) = Ar if I(m,n) + E(m,n) ≥ T(r-1), or (iii) für r > 2 und T1 &le; I(m,n) + E(m,n) < T(r-1) D(m,n) = Ax,(iii) for r > 2 and T1 ≤ I(m,n) + E(m,n) < T(r-1) D(m,n) = Ax, wobei x der Wert zwischen 2 und r-1 ist, der der Bedingung T(x-1) &le; I(m,n) + E(m,n) < Tx genügt.where x is the value between 2 and r-1 that satisfies the condition T(x-1) ≤ I(m,n) + E(m,n) < Tx. 2. Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei Schritt d) durch folgenden Schritt ersetzt ist:2. Method according to claim 1, wherein step d) is replaced by the following step: d) Definieren eines Fehlerwertes E(m,n) für jedes m und n, wobei d) Define an error value E(m,n) for each m and n, where wobeiwhere (i) m' im Bereich der Bezeichnungen für die mgesamt Elementgruppierungen für die Verarbeitung liegt, während j für jedes Element in der Elementgruppe m' im Bereich der ngesamt Bezeichnungen liegt;(i) m' is in the range of the designations for the mtotal element groupings for processing, while j for each element in the element group m' lies in the range of the ntotal designations; (ii) K(m,m',n,j) ein Fortpflanzungskoeffizient für die Fehlerfortpflanzung von i(m',j) zu i(m,n) ist;(ii) K(m,m',n,j) is a propagation coefficient for the error propagation from i(m',j) to i(m,n); (iii) E(m,1) für m = 1 bis mgesamt bei jeder Verarbeitung eines Bildes unabhängig von angrenzenden Anzeigepositionen vorgewählt wird und sich E(m,1) für m = 1 bis mgesamt mit der gleichen Geschwindigkeit wie diejenige des Vollbilds ändert.(iii) E(m,1) for m = 1 to mtotal is preselected each time an image is processed, independently of adjacent display positions, and E(m,1) for m = 1 to mtotal changes at the same rate as that of the full image. 3. Verfahren gemäß Anspruch 1 oder 2 zur Unterdrückung von Artefakten, die durch aufeinanderfolgende Bildelemente mit Intensitätspegeln nahe dem niedrigsten Anzeigeintensitätswert A1 verursacht werden, das folgende zusätzliche Schritte umfaßt:3. A method according to claim 1 or 2 for suppressing artifacts caused by consecutive picture elements with intensity levels close to the lowest display intensity value A1, comprising the following additional steps: Definieren einer Zählervariablen C und einer Unterdrückungskonstanten N;Define a counter variable C and a suppression constant N; für jedes betrachtete m und n:for each considered m and n: (i) Setzen von C=N, wenn n=1,(i) Setting C=N if n=1, (ii) Anzeigen des Anzeigeelement-Intensitätswertes D(m,n) mit einem Intensitätswert A1, wenn C< 0 und d(m,n)=A2,(ii) Displaying the display element intensity value D(m,n) with an intensity value A1 if C< 0 and d(m,n)=A2, (iii) (A) Setzen von C=N, wenn I(m,n) + E(m,n) &ge; T1(iii) (A) Set C=N if I(m,n) + E(m,n) ≥ T1 (B) Setzen von C=C-1, wenn I(m,n) + E(m,n) < T1.(B) Set C=C-1 if I(m,n) + E(m,n) < T1. 4. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das Bild vom Eingangssignal an einen Bildschirm mit Kathodenstrahlröhre geliefert wird, das Eingangssignal drei überlagerte Analogsignale umfaßt, die der Intensität der jeweiligen Grundfarbe des Bildes entsprechen, und die Anzeige durch Elemente für drei Farben erfolgt, die in einem mosaikartigen Farbmuster angeordnet sind, und wobei I(m,n) der diskrete Intensitätswert des Bildelements gleicher Farbe des entsprechenden Anzeigeelements ist, wobei I(m,n) aus dem Analogsignal des Bildbereichs ermittelt wird, der dem Anzeigeelement d(m,n) entspricht, wobei der Bildbereich das Bildelement i(m,n) ist.4. A method according to any one of claims 1 to 3, wherein the image from the input signal is supplied to a cathode ray tube display, the input signal comprises three superimposed Analog signals corresponding to the intensity of the respective primary color of the image, and the display is carried out by elements for three colors arranged in a mosaic-like color pattern, and wherein I(m,n) is the discrete intensity value of the picture element of the same color of the corresponding display element, wherein I(m,n) is determined from the analog signal of the image area corresponding to the display element d(m,n), wherein the image area is the picture element i(m,n). 5. Verfahren gemäß Anspruch 4, wobei die Anzeige eine Mosaikfarbanzeige mit gleichfarbigen Diagonalen ist und die Anzeigeelemente d(m,n) den ngesamt Elementen in jeder der mgesamt gleichfarbigen Diagonalen der Anzeige entsprechen, wobei die Bildelemente i(m,n) ebenfalls diagonal zum Bild bezeichnet werden, um den Anzeigeelementen d(m,n) räumlich zu entsprechen, wobei das Bild eines von vielen, zeitlichen aufeinanderfolgenden Bildern mit konstanter Vollbildgeschwindigkeit ist und das Bild für jede Vollbildperiode einmal angezeigt wird, wobei eine Abfolge zeitlich aufeinanderfolgender, möglicherweise identischer Bilder angezeigt wird, die sich mit der Vollbildgeschwindigkeit ändern.5. A method according to claim 4, wherein the display is a mosaic color display with same color diagonals and the display elements d(m,n) correspond to the n total elements in each of the m total same color diagonals of the display, the picture elements i(m,n) also being labeled diagonally to the image to spatially correspond to the display elements d(m,n), the image being one of many temporally consecutive images at a constant frame rate and the image being displayed once for each frame period, displaying a sequence of temporally consecutive, possibly identical images that vary at the frame rate. 6. Verfahren gemäß Anspruch 5, wobei E(m,1) bei jedem einzelnen der aufeinanderfolgenden Bilder für alle m gleich ist.6. The method of claim 5, wherein E(m,1) is the same for all m in each of the consecutive images. 7. Verfahren gemäß Anspruch 6, wobei r = 2, A1 = 0, T1 = A2/2 und der Wert von E(m,1) für alle m mit der Vollbildgeschwindigkeit zwischen 0 und T1 alterniert, wobei einige oder alle der Anzeigefeldelemente D(m,n) bei aufeinanderfolgenden, identischen Bildern unterschiedliche Anzeigeintensitätswerte besitzen.7. A method according to claim 6, wherein r = 2, A1 = 0, T1 = A2/2 and the value of E(m,1) for all m alternates with the frame speed between 0 and T1, wherein some or all of the display panel elements D(m,n) have different display intensity values in successive, identical images. 8. Verfahren gemäß Anspruch 5, wobei der Wert von E(m,1) für jedes m in jedem einzelnen der aufeinanderfolgenden Bilder, die mit der konstanten Vollbildgeschwindigkeit geliefert werden, ohne Bezug zu E(m,1) für alle anderen in ist, wobei E(m,1) für alle m zwischen A1 und Ar liegt.8. A method according to claim 5, wherein the value of E(m,1) for each m in each one of the successive images delivered at the constant frame rate is unrelated to E(m,1) for all others in, where E(m,1) for all m lies between A1 and Ar. 9. Verfahren gemäß Anspruch 8, wobei r = 2, A1 = 0, T1 = A2/2 und die Werte von E(m,1) für alle in mit der Vollbildgeschwindigkeit zwischen zwei Werten im Abstand A2/2 innerhalb des Bereichs zwischen 0 und A2 alternieren.9. A method according to claim 8, wherein r = 2, A1 = 0, T1 = A2/2 and the values of E(m,1) for all in alternate with the frame speed between two values at a distance A2/2 within the range between 0 and A2. 10. Verfahren gemäß Anspruch 5, wobei E(m,1) für alle in bei jedem aufeinanderfolgenden Bild zwischen zwei unterschiedlichen Werten alterniert.10. The method of claim 5, wherein E(m,1) alternates between two different values for all in each consecutive image. 11. Verfahren gemäß Anspruch 10, wobei r = 2 und E(m,1) für alle in zwischen 0 und T1 alterniert.11. The method according to claim 10, wherein r = 2 and E(m,1) for all in alternates between 0 and T1. 12. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei die Intensitätswerte der Anzeige, (A1,A2,...Ar), gleiche Abstände voneinander haben und die Schwellenwerte (T1,T2 ,..., T(r-1)) zwischen benachbarten Intensitätswerten gleiche Abstände voneinander haben.12. Method according to one of claims 1 to 11, wherein the intensity values of the display, (A1, A2,...Ar), have equal distances from each other and the threshold values (T1, T2,..., T(r-1)) between adjacent intensity values have equal distances from each other. 13. Vorrichtung zum Anzeigen eines Bildes und zum Verarbeiten von Bildelementen gemäß dem Verfahren von Anspruch 1, die folgendes umfaßt:13. Apparatus for displaying an image and processing image elements according to the method of claim 1, comprising: a) ein Eingabemittel (42), das in einer Standard-Abtastreihenfolge von links nach rechts und von oben nach unten eine Vielzahl intensitätscodierter Eingangssignale I(l,p) empfängt die einer Vielzahl von Bildpunkten i(l,p) entsprechen, die jeweils einer Bildposition entsprechen, wobei l ganze Zahlen von 1 bis lgesamt umfaßt und von oben nach unten den lgesamt horizontalen Zeilen einer Rasterabtastung entspricht, p ganze Zahlen von 1 bis pgesamt umfaßt und von links nach rechts den pgesamt vertikalen Spalten einer Rasterabtastung entspricht, wobei jedes intensitätscodierte Signal I(l,p) mindestens einem von q Bildintensitätswerten entspricht, wobei q mindestens gleich drei ist;a) an input means (42) which receives in a standard scanning order from left to right and from top to bottom a plurality of intensity-coded input signals I(l,p) corresponding to a plurality of pixels i(l,p) each corresponding to an image position where l comprises integers from 1 to ltotal and corresponds from top to bottom to the ltotal horizontal rows of a raster scan, p comprises integers from 1 to ptotal and corresponds from left to right to the ptotal vertical columns of a raster scan, each intensity-encoded signal I(l,p) corresponding to at least one of q image intensity values, where q is at least equal to three; (b) ein Ausgabemittel (44) für die sequentielle Ausgabe einer Vielzahl intensitätscodierter Signale D(l,p), die einer Vielzahl von Anzeigeelementen d(l,p) entsprechen, wobei jedes Anzeigeelement d(l,p) der Position des Bildelements i(l,p) entspricht und jedes intensitätscodierte Anzeigesignal D(l,p) einem von r nach der Amplitude geordneten Anzeigeintensitätswerten A1, A2, ..., Ar entspricht, wobei r eine ganze Zahl kleiner q und Ax der Intensitätswert des x-ten Anzeigeelements ist;(b) an output means (44) for the sequential output of a plurality of intensity-coded signals D(l,p) corresponding to a plurality of display elements d(l,p), each display element d(l,p) corresponding to the position of the picture element i(l,p) and each intensity-coded display signal D(l,p) corresponding to one of r display intensity values A1, A2,..., Ar ordered by amplitude, where r is an integer less than q and Ax is the intensity value of the x-th display element; (c) ein Fehlerspeichermittel (48) zum Speichern des Fehlerwertes E(l,p) entsprechend eines intensitätscodierten Signals am Eingang;(c) error storage means (48) for storing the error value E(l,p) corresponding to an intensity-coded signal at the input; (d) ein Vorgabepuffer (52) zur Erhaltung eines vorgewählten Fehlerwertes E(l,p) entsprechend einer Anzahl intensitätscodierter Signale am Eingang;(d) a default buffer (52) for maintaining a preselected error value E(l,p) corresponding to a number of intensity-coded signals at the input; (e) ein Verarbeitungsmittel (50) zur Umsetzen des intensitätscodierten Signals I(l,p) am Eingang auf das intensitätscodierte Signal D(l,p) am Ausgang durch(e) a processing means (50) for converting the intensity-coded signal I(l,p) at the input to the intensity-coded signal D(l,p) at the output by 1) Zurückholen des Wertes I(l,p) von den Eingabemitteln;1) Retrieving the value I(l,p) from the input means; 2) Holen des Wertes E(l,p) aus dem Vorgabepuffer, wenn l = 1 oder p = 1;2) Get the value E(l,p) from the prefix buffer if l = 1 or p = 1; 3) Holen des Wertes E(l,p) aus dem Fehlerspeichermittel, wenn l &ne; 1 und p &ne; 1;3) Fetch the value E(l,p) from the error storage means if l ≠ 1 and p ≠ 1; 4) Bestimmen des Wertes D(l,p) auf der Grundlage der Werte von I(l,p) und E(l,p);4) Determine the value D(l,p) based on the values of I(l,p) and E(l,p); 5) Senden des Wertes D(l,p) an das Ausgabemittel (44);5) Sending the value D(l,p) to the output device (44); 6) Berechnen des Wertes E(l+1, p+1) auf der Grundlage von I(l,p), D(l,p) und E(l,p);6) Calculate the value E(l+1, p+1) based on I(l,p), D(l,p) and E(l,p); 7) Speichern von E(l+1, p+1) in dem Fehlerspeichermittel (48)7) Storing E(l+1, p+1) in the error storage means (48) 14. Vorrichtung gemäß Anspruch 13 zum Anzeigen eines Bildes und zum Verarbeiten von Bildelementen gemäß dem Verfahren von Anspruch 2, wobei die Merkmale (c), (e3), (e6) und (e7) in Anspruch 13 durch folgende Merkmale ersetzt sind:14. Apparatus according to claim 13 for displaying an image and for processing image elements according to the method of claim 2, wherein features (c), (e3), (e6) and (e7) in claim 13 are replaced by the following features: c) ein Speichermittel (48) für Partialfehler zum Speichern von Partialfehlerwerten PE(l,l',p,p') = K(l,l',p,p') x [I(l',p') - E(l',p')] entsprechend einem intensitätscodierten Signal I(l,p) von Elementen am Eingang;c) partial error storage means (48) for storing partial error values PE(l,l',p,p') = K(l,l',p,p') x [I(l',p') - E(l',p')] corresponding to an intensity-coded signal I(l,p) from elements at the input; e) (3) wenn l &ne; 1 und p &ne; 1 ist, Holen der Werte PE(l,l',p,p') aus dem Speichermittel (48) für Partialfehler und Aufsummieren der vierte von PE(l,l',p,p'), um E(l,p) zu erhalten;e) (3) if l ≠ 1 and p ≠ 1, fetching the values PE(l,l',p,p') from the storage means (48) for Partial error and summing the fourth of PE(l,l',p,p') to obtain E(l,p); (6) Berechnen der Partialfehlerwerte PE(a,l,b,p) wobei (a,b) alle Elemente umfaßt, an die der Fehler von (l,p) weitergeleitet wird;(6) Calculate the partial error values PE(a,l,b,p) where (a,b) includes all elements to which the error of (l,p) is propagated; (7) speichern der Partialfehlerwerte PE(a,l,b,p) für alle (a,b) in dem Speichermitüel (48) für Partialfehler.(7) storing the partial error values PE(a,l,b,p) for all (a,b) in the partial error storage medium (48). 15. Vorrichtung gemaß Anspruch 13 oder 14, wobei das Bild vom Eingangssignal an einen Videobildschirm mit Kathodenstrahlröhre geliefert wird, das Eingangssignal drei überlagerte Analogsignale umfaßt, die der Intensitat der jeweiligen Grundfarbe des Bildes entsprechen, und die Anzeige durch Elemente für drei Farben erfolgt, die in einem mosaikartigen Farbmuster angeordnet sind, und wobei I(l,p) der diskrete Intensitätswert des Bildelements gleicher Farbe des entsprechenden Anzeigeelements ist, wobei I(l,p) aus dem Analogsignal des Bildbereichs ermittelt wird, der dem Anzeigeelement d(l,p) entspricht, wobei der Bildbereich das Bildelement i(l,p) ist.15. Apparatus according to claim 13 or 14, wherein the image is supplied from the input signal to a video screen with a cathode ray tube, the input signal comprises three superimposed analog signals corresponding to the intensity of the respective primary color of the image, and the display is carried out by elements for three colors arranged in a mosaic-like color pattern, and wherein I(l,p) is the discrete intensity value of the same-color picture element of the corresponding display element, wherein I(l,p) is determined from the analog signal of the image area corresponding to the display element d(l,p), wherein the image area is the picture element i(l,p). 16. Vorrichtung gemaß Anspruch 15, wobei die Anzeige eine Mosaikfarbanzeige mit gleichfarbigen Diagonalen ist und die Anzeigeelemente d(l,p) den pgesamt Elementen in jeder der lgesamt gleichfarbigen Diagonalen der Anzeige entsprechen, wobei pgesamt eine Funktion von l ist, wobei die Bildelemente i(l,p) ebenfalls diagonal zum Bild bezeichnet werden, um den Anzeigeelementen d(l,p) räumlich zu entsprechen.16. Apparatus according to claim 15, wherein the display is a mosaic color display with same color diagonals and the display elements d(l,p) correspond to the ptotal elements in each of the ltotal same color diagonals of the display, where ptotal is a function of l, the image elements i(l,p) also being labeled diagonal to the image to spatially correspond to the display elements d(l,p). 17. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 13 bis 16, wobei der Prozessor ferner ein Mittel (46) zum Bestimmen von Schwellenwerten enthält, um festzustellen, ob ein intensitätscodiertes Signal einer Intensität entspricht, die größer als irgendeiner der oder alle r-1 Schwellenwerte T1, T2 , ..., T(r-1) ist, wobei Tx der x-te Schwellenwert ist.17. Device according to one of claims 13 to 16, wherein the processor further comprises means (46) for determining threshold values to determine whether an intensity-encoded signal corresponds to an intensity greater than any or all of the r-1 thresholds T1, T2, ..., T(r-1), where Tx is the x-th threshold. 18. Vorrichtung gemäß Anspruch 17, wobei das Verarbeitungsmittel (50) die Werte E(l,p) und I(l,p) aufsummiert, auf das Mittel (46) zur Bestimmung von Schwellenwerten zugreift und den Wert D(l,p) ermittelt zu18. Device according to claim 17, wherein the processing means (50) sums the values E(l,p) and I(l,p), accesses the means (46) for determining threshold values and determines the value D(l,p) to (i) D(l,p) = A1, wenn das Mittel (46) zur Schwellenwertbestimmung feststellt, daß I(l,p) + E(l,p) < T1 ist(i) D(l,p) = A1 if the means (46) for threshold determination determines that I(l,p) + E(l,p) < T1 (ii) D(l,p) = Ar, wenn das Mittel (46) zur Schwellenwertbestimmung feststellt, daß I(l,p) + E(l,p) &ge; T(r-1) ist, oder(ii) D(l,p) = Ar if the means (46) for threshold determination determines that I(l,p) + E(l,p) ≥ T(r-1) or (iii) D(l,p) = Ax, wenn r> 2 und T1&le;I(l,p) + E(l,p) < T(r-1) ist, wobei x der durch das Mittel (46) zur Schwellenwertbestimmung ermittelte Wert zwischen 2 und r-1 ist, der der Bedingung T(x-1) &le; I(l,p) + E(l,p) < Tx genügt.(iii) D(l,p) = Ax if r> 2 and T1&le;I(l,p) + E(l,p) < T(r-1) where x is the value between 2 and r-1 determined by the threshold determining means (46) that satisfies the condition T(x-1) &le; I(l,p) + E(l,p) < Tx. 19. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 13 bis 18 zur Unterdrückung von Artefakten, die durch aufeinanderfolgende Bildelemente verursacht sind, deren Intensitätspegel nahe beim niedrigsten Anzeigeintensitätswert A1 liegen, wobei eine Zählervariable C und eine Unterdrückungskonstante N definiert werden und das Verarbeitungsmittel (50) für jeden eingegebenen Intensitätswert eines Bildelements ferner folgendes durchführt:19. Device according to one of claims 13 to 18 for suppressing artifacts caused by successive pixels whose intensity levels are close to the lowest display intensity value A1, wherein a counter variable C and a suppression constant N are defined and the processing means (50) further performs the following for each input intensity value of a pixel: (i) Setzen von C=N, wenn p=l,(i) Setting C=N if p=l, (ii) wenn C< 0 und D(l,p) = A2, Ausgabe des Intensitätswertes A1 an das Ausgabemittel für den Intensitätswert D(l,p) des Anzeigeelements,(ii) if C< 0 and D(l,p) = A2, output of the intensity value A1 to the output means for the intensity value D(l,p) of the display element, (iii) Setzen von C=N, wenn I(l,p) + E(l,p) &ge; T1,(iii) Setting C=N if I(l,p) + E(l,p) ≥ T1, (iv) Setzen von C=C-1, wenn I(l,p) + E(l,p) < T1.(iv) Set C=C-1 if I(l,p) + E(l,p) < T1.
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