Parmi les techniques de traitement d'images, nous pouvons distinguer deux principaux cou-rants, représentant deux orientations diérentes [Lee et al.,2005] : la première étant de s'appro-cher de la commande impulsionnelle des écrans CRT, la seconde se focalisant sur la création des nouvelles images dans l'objectif de " uidi er" le mouvement des objets.
Dans cette section, nous commencerons par présenter deux techniques basiques de création de nouvelles images puis nous nous pencherons sur les techniques utilisées actuellement.
3.1 Le doublement de trame
La première méthode de création d'images consiste à recopier l'image précédente dans la nouvelle image. Comme on pouvait s'y attendre du fait de la commande échelon de l'écran, et comme on le voit sur la gure 11.1, cette solution n'a aucune conséquence sur la taille du ou qui reste identique à précédemment.
3. Etat de l'art : Les solutions liées à la commande 153 Au nal, cette méthode n'est utile que pour la diminution du temps de réponse qui pourra être réduit en théorie jusqu'à 1
2f au lieu de 1
f [Pan et al.,2005b]. 3.2 Le moyennage temporel
Cette seconde solution consiste, pour l'image à recréer, à calculer la moyenne entre l'image précédente et l'image suivante. Cela revient à eectuer une interpolation bilinéaire dans le do-maine temporel. A l'instar de son homologue spatial, cette technique va créer des images oues, prenant en compte le mouvement des objets en dégradant leurs contours. Au nal, le calcul de l'eet échelon, représenté gure 11.2, nous donne une largeur de ou supérieure à celle sans traitement et à simple fréquence.
Fig. 11.2 Eet échelon par moyennage temporel des images
Ce choix, augmentant la taille du ou est donc à bannir mais permet tout de même de comprendre qu'une augmentation de la fréquence couplée à un traitement basique ne su t pas à améliorer la qualité visuelle d'un LCD.
3.3 L'insertion d'images noires
L'insertion d'images noires (Black Frame Insertion, ou BFI) consiste, comme son nom l'in-dique, à ajouter une image entièrement noire dans la séquence des images d'origine [Hirakata et al., 2001; Nose et al., 2001]. Cette technique tente donc de s'approcher de la commande im-pulsionnelle de l'écran à tube cathodique par une commande échelon couplée avec une insertion d'image noires simulant la période de relaxation des phosphores d'un écran à tube cathodique. Comme on le voit sur la gure11.3où pour l'exemple l'intégralité des nouvelles images est noire (soit 50% de la totalité des images), cette solution améliore la qualité d'image en divisant par deux la taille du ou perçu.
154 Chapitre 11. L'eet échelon des écrans LCD
Fig. 11.3 Eet échelon par insertion d'images noires
Il est possible de modi er le pourcentage d'images noires insérées : 50% d'image noires sur l'ensemble des images réduira de moitié la taille du ou ; 25% d'un quart ... Cependant, cette insertion de noir induit trois artefacts. Le premier des problèmes est, comme pour le CRT, la présence de scintillement (ou icker) à l'écran dû pour chaque pixel à la succession de données et d'image noires.
Le second problème du Black Frame Insertion est la diminution globale de la luminosité ; en eet, au lieu d'obtenir un front entre 100 cd/m2 et 10 cd/m2, on obtient un contour entre 50 cd/m2 et 5 cd/m2, soit au total deux fois moins de luminosité. Même si celle-ci peut être correctement compensée par une augmentation du backlight (solution au demeurant coûteuse en terme d'énergie), il subsistera une diminution du contraste, due à l'augmentation du niveau du noir [Hong et al.,2004;Su et al.,2007].
En n, dans le cas d'un écran LCD peu réactif (temps de réponse élevés), certaines transitions vers le noir n'auront pas le temps d'atteindre leur valeur nale et ce problème de temps de ré-ponse va créer ce qu'on appelle une "image fantôme", c'est-à-dire la visualisation d'un niveau de gris non désiré, comme nous l'avons déjà vu dans la section 5du chapitre 8 page122 et comme on peut le voir sur la gure11.4.
Faisant intervenir une valeur extrême (le noir), ces transitions descendantes ne pourront pas béné cier de l'amélioration de la technique de réduction de temps de réponse de type overdrive. Une solution pour remédier à ce problème d'image fantôme consiste à remplacer le noir par un niveaux de gris légèrement supérieur [Kim et al., 2006]. Cependant, cette opération a pour conséquence de réduire le contraste global de l'écran en élevant la valeur du noir, contrairement au BFI classique qui préserve cette valeur.
3. Etat de l'art : Les solutions liées à la commande 155
Fig. 11.4 Apparition d'image fantôme avec un écran LCD peu réactif
Malgré la présence de ces nouveaux artefacts, le BFI possède un avantage lié au temps de réponse. En eet, la valeur initiale de tous les pixels d'une image d'origine est toujours égale à 0, simpli ant considérablement les techniques d'overdrive [Hong et al.,2005b]. Nous pourrons dans ce cas utiliser notre algorithme présenté dans la section4.1du chapitre 9page130.
3.4 La compensation de mouvement
La compensation de mouvement est une technique provenant du domaine de la télévision pour convertir la fréquence des diérents sources (DVD, télévision) vers la fréquence de rafraî-chissement de l'écran. Cet algorithme est fondé sur la création de nouvelles images en prenant en compte le déplacement des objets à l'écran [Kurita,2005;Bellers et al.,2007], ce qui permet théoriquement de recréer parfaitement le mouvement et réduire ainsi le ou perçu (cf gure11.5)
156 Chapitre 11. L'eet échelon des écrans LCD Contrairement au Black Frame Insertion, cette technique a l'avantage de ne pas produire de scintillement et de préserver la luminosité de l'écran. Cependant, celle-ci comporte aussi plu-sieurs problèmes liés notamment à l'estimation de mouvement qui s'eectue généralement par bloc [Mishima et Itoh,2004]. Il est en eet très di cile de correctement estimer le mouvement de chaque pixel indépendamment, c'est pourquoi une technique d'estimation de blocs de pixel est utilisée.
Toutefois, ce type d'estimation de mouvement manque de précision et génère des erreurs que l'on retrouve lors de la compensation de mouvement et donc dans la création de la nouvelle image. En n, le dernier inconvénient à cette technique est sa grande complexité par rapport aux précédents algorithmes.
3.5 La compensation du ou par ltrage inverse
Avant de commencer la présentation de cette dernière technique, il faut noter que cet algo-rithme ne nécessite pas obligatoirement le doublement de la fréquence de rafraîchissement comme pour les autres solutions présentées précédemment. Par conséquent, elle peut être appliquée pour n'importe quelle fréquence.
Cette dernière méthode part du simple constat que les contours des objets en mouvement deviennent ou à l'écran. L'idée proposée par la compensation du ou par ltrage inverse (appelé Motion Compensation Inverse Filtering, ou MCIF) est de contrer cet artefact par un ltrage inverse [Klompenhouwer et Velthoven,2004] pour retrouver la netteté des contours lorsque ceux-ci sont en mouvement. Celui-ci consiste à accroître les hautes fréquences ce qui revient à augmenter le contraste des contours comme on le voit sur la gure11.6. On peut rapprocher cette méthode au rehaussement de contour spatial basé sur le laplacien [Lee et al.,2006a]