专利名称：视频显示终端危害减轻以及危害危险性量化设备和方法
技术领域：
本发明涉及一种VDT(视频显示终端)危害(stress)减轻设备和方法、视频显示终端危害危险量化设备和方法以及记录介质，用于减轻VDT危害，例如由于视觉刺激而造成的过度紧张和疲劳。
本发明基于日本专利申请(日本专利公开(JP-A)第11-333429号)，并且在上述日本专利申请中公开的内容在此包含作为本说明书的一部分，以供参考。
通常，以电视接收机为代表的图像显示设备用于向人们显示信息。由于这些图像显示设备的使用所造成的各种疾病被为“VDT(视频显示终端)危害病”。到目前为止，众所周知的VDT危害类型包括由于常时间连续观看显示在图像显示设备上的图像而造成视力下降和眼睛疲劳。这些类型的危害与图像本身的内容无关，而主要是由于图像显示设备的使用方式而造成的。
相反，近几年随着计算机图像的技术发展，图像的表达方式多样化。由于图像的内容所造成的内容导致VDT危害的危险被指出作为一种新的VDT危害机理。造成这种类型的VDT危害的图像内容包括帧间跳动，当一帧图像以大约在10Hz至30Hz之间的频率跳动，包含在图像内容中的猛烈跳动。报告指出，由于这种类型的内容导致VDT危害，在头部神经系统等等造成过度的紧张和疲劳，并且该症状类似于旅行病，在一些情况中，甚至会造成抽搐。
作为一种用于有效避免内容导致的VDT危害的常规技术，在此已知一种用于有选择地减弱在10Hz附近的时间频率的方法和设备，在10Hz附近通常最容易发生内容导致的VDT危害，例如公开于日本专利申请(JP-A)第07-101977号的“VDT危害减轻方法、图像频率减弱设备和VDT适配器”。
但是，与上述决定于图像内容的帧图像跳动的帧间跳动相反，即使图像内容不涉及跳动现象，例如静止图像的情况，则可以看出，如
图14中所示的例子中的细条纹图案，即使当图像是规则的空间图案，其中相同形状被以规则重复分布在空间中，在对光线敏感的人群中，也有可能产生内容导致的VDT危害。
但是，当前没有一种技术来减轻由于这种规则空间图案而造成的内容导致VDT危害或者检测这种类型的VDT问题的危险性的技术。
另外，按照与规则空间图案相同的方式，即使在图像内容中不包含任何跳动现象的静止图案中，当在扫描线的方向中的条纹图案(水平条纹)以与扫描线间隔相等的间隔显示在具有隔行格式的图像显示设备上，例如NTSC、PAL等等，则出人意料的产生具有帧频的时间频率(在NTSC中为30Hz、在PAL中为25Hz)的跳动，结果，在一些情况下，产生与内容导致VDT危害相同的危害。
具体来说，在隔行格式中，由于形成单个帧的两个半帧被以两倍帧频的频率扫描，并且在一帧内的两个半帧图像被按时间分割并按次序显示，然后，如图3中所示，例如，当条纹图案(即，黑色部分)的图像部分和背景部分属于分离的半帧时，图像部分和背景部分被交替显示，并且产生具有帧频的时间频率的跳动。
根据在上述日本专利JP-A07-101977中所公开的技术，有可能抑制帧间跳动。但是，由于该技术分别对每个像素执行时间滤波处理，因此原则上不可能减轻由于包含在图像中的规则空间图案所造成的内容导致VDT危害，或者减轻当半帧图像被以隔行格式交替显示时，由上述产生的跳动所造成的VDT危害。另外，也不可能量化的检测这种类型的VDT危害的危险性。
本发明是考虑到上述情况而实现的，并且它的一个目的是提供一种VDT(视频显示终端)危害减轻设备和方法，它能够减轻由于规则空间图案所造成的VDT危害以及由于隔行格式所产生的跳动引起的VDT危害，提供一种能够量化估计这种VDT危害的危险性，VDT危害危险性量化设备和方法，以及提供一种记录介质。
为了实现这些目的，本发明具有如下形式。
也就是说，本发明的第一方面是一种VDT危害减轻设备，其存在于用于根据隔行格式输出图像信号的图像信号输出设备与用于根据图像信号显示图像的图像显示设备之间，并且对该图像执行处理以减轻VDT危害，其中包括滤波装置(例如，对应于模数转换部分10、滤波部分20和数模转换部分30的构成部件，每个部件在下文中描述)，其用于对第一和第二半帧中的每一个半帧的图像信号执行时间滤波处理，而不区分第一和第二半帧，并且保持这些半帧的时间次序。
本发明第二方面是根据本发明第一方面的VDT危害减轻设备，其中滤波装置包括信号输入部分(例如，对应于下文中所述的模数转换部分10的构成部件)，用于按次序以半帧为单位输入图像信号；低通滤波器部分(例如，对应于下文中所述的滤波器部分20的构成部件)，用于减轻包含在图像信号中的预定频率成分；以及信号输出部分(例如，对应于下文中所述的数模转换部分30的构成部件)，用于根据时间次序顺序输出被减轻预定频率成分的图像信号。
本发明的第三方面是根据本发明第一方面的VDT危害减轻设备，其中滤波器部分包括信号输入部分(例如，对应于下文中所述的模数转换部分10的构成部件)，用于以半帧为单位按次序输入图像信号；危险性量化部分(例如，对应于下文中所述危险性量化部分100的构成部件)，用于通过计算表示由于图像信号所造成的VDT危害的危险性的指数而量化危险性；低通滤波部分(例如，对应于下文中所述的滤波器部分200的构成部件)，用于衰减包含在图像信号中的预定频率成分并且反映该指数，使得危险性被抑制；信号输出部分(例如，对应于下文中所述的数模转换部分30的构成部件)，用于根据时间次序顺序输出已经被衰减预定频率成分的图像信号。
本发明第四方面是根据本发明第一方面的VDT危害减轻设备，其中滤波器装置包括信号输入部分(例如，对应于下文中所示的模数转换部分10的构成部分)，用于以半帧为单位顺序输入图像信号；半帧划分部分(例如，对应于下文中所述的半帧划分部分15的构成部件)，用于把图像信号的每一个半帧分为多个子域；低通滤波部分(例如，对应于下文中所述的滤波器部分20的构成部件)，用于对每个子域的图像信号执行时间滤波处理，而不区分多个子域，并且保持子域的时间次序，以及用于衰减包含在由该图像信号所形成的图像中的预定频率成分；半帧合成部分(例如，对应于下文中所述的半帧合成部分25的构成部件)，用于从预定频率成分被衰减的每个子域的图像信号合成每个半帧的图像信号；以及信号输出部分(例如，对应于下文中所述的数模转换部分30的构成部件)，用于根据时间次序顺序输出已经由半帧合成部分合成的每个半帧的图像信号。
本发明第五方面是一种VDT危害危险性量化设备，用于量化由于根据隔行格式的图像信号所造成的VDT危害的危险性，其中包括信号保存部分(例如，对应于下文中所述的半帧存储器101的构成部件)，用于输入和暂时保存图像信号；低通滤波部分(例如，对应于下文中所述的低通滤波器102的构成部件)，用于对第一半帧和第二半帧的图像信号执行时间滤波处理，而不区分每个半帧，并且保持半帧的时间次序，以及用于衰减包含在由图像信号所形成的图像中的预定频率成分；以及计算部分(例如，对应于下文中所述的危险性指数计算器103的构成部件)，用于根据已经由低通滤波部分进行时间滤波处理的图像信号与保存在信号保存部分中的图像信号之间的差别计算表示危险性的指数。
本发明第六方面是根据本发明第二至第四方面中的任何一个方面的VDT危害减轻设备，其中低通滤波部分衰减包含在由图像信号所形成的图像中并等于帧扫描频率的时间频率成分。
本发明第七方面是根据本发明第二方面的VDT危害减轻设备，其中低通滤波部分衰减如下空间频率成分，该频率成分是包含在由图像信号所形成的图像中并在与显示图像的设备上的扫描线方向正交的方向上的最高空间频率成分。
本发明第八方面是根据本发明第二方面的VDT危害减轻设备，其中，信号输入部分具有模数转换功能，用于接收从图像信号输出设备输入的模拟量图像信号，把该模拟量图像信号转换为数字量图像数据，并且输出到低通滤波器，其中信号输出部分具有数模转换功能，用于根据隔行格式把从低通滤波部分输出的数字量图像数据转换为模拟量图像信号。
本发明第九方面是根据本发明第五方面的VDT危害危险性量化设备，其中，低通滤波部分衰减包含在由图像信号所形成的图像中并且等于帧扫描频率的时间频率成分。
本发明第十方面是根据本发明第五方面的VDT危害危险性量化设备，其中，低通滤波部分衰减如下空间频率成分，该频率成分是包含在由图像信号所形成的图像中并在与显示图像的设备上的扫描线方向正交的方向上的最高空间频率成分。
本发明第十一方面是一种VDT危害减轻方法，用于通过根据隔行格式衰减图像信号的预定频率成分而减轻VDT危害，其中包括如下步骤(a)信号输入步骤(例如，对应于下文中所述的步骤S1)，其中图像信号被按次序以半帧为单位输入；(b)滤波步骤(例如，对应于下文中所述的步骤S2)，其中对第一半帧和第二半帧执行时间滤波处理，而不区分每个半帧，并且保持半帧的时间次序，以及用于衰减包含在由图像信号所形成的图像中的预定频率成分；以及(c)信号输出步骤(例如，对应于下文中所述的步骤S3)，其中按照时间次序顺序输出已经受到时间滤波处理的图像信号。
本发明第十二方面是一种VDT危害减轻方法，用于衰减基于隔行格式的图像信号的预定频率成分，其中包括如下步骤(a)信号输入步骤(例如，对应于下文中所述的步骤S21)，其中以半帧为单位顺序输入图像信号；(b)量化步骤(例如，对应于下文中所述的步骤S22)，其中通过计算表示由于图像信号所造成的VDT危害的危险性的指数而量化危险性；(c)滤波步骤(例如，对应于下文中所述的步骤S24)，其中该指数被反映，并且对第一半帧和第二半帧的图像信号执行时间滤波处理，而不区分每个半帧，并且保持该半帧的时间次序，使得危险性得到抑制，并且衰减包含在由图像信号所形成的图像中的预定频率成分；以及(d)信号输出步骤(例如，对应于下文中所述的步骤S25)，其中按照时间次序顺序输出受到时间滤波处理的图像信号。
本发明第十三方面是一种VDT危害减轻方法，用于通过衰减基于隔行格式的图像信号的预定频率成分而减轻VDT危害，其中包括如下步骤(a)信号输入步骤(例如，对应于下文中所述的步骤S31)，其中以半帧为单位顺序输入图像信号；(b)半帧分割步骤(例如，对应于下文中所述的步骤S32)，其中图像信号的每个半帧被分割为多个子域；(c)滤波步骤(例如，对应于下文中所述的步骤S33)，其中对每个子域的图像信号执行时间滤波处理，而不区分多个子域，并且保持子域的时间次序，以及用于衰减包含在由图像信号所形成的图像中的预定频率成分；(d)半帧合成步骤(例如，对应于下文中所述的步骤S34)，用于从已经衰减预定频率成分的每个子域的图像信号合成每个半帧的图像信号；以及(e)信号输出步骤(例如，对应于下文中所述的步骤S35)，根据时间次序顺序输出每个半帧的合成图像信号。
本发明第十四方面是一种VDT危害危险性量化方法，用于量化由于根据隔行格式的图像信号所造成的VDT危害的危险性，其中包括如下步骤(a)信号输入步骤(例如，对应于下文中所述的步骤S10)，其中以半帧为单位顺序输入图像信号；(b)信号保存步骤(例如，对应于下文中所述的步骤S11)，用于保存图像信号；(c)滤波步骤(例如，对应于下文中所述的步骤S12)，对第一半帧和第二半帧的图像信号执行时间滤波处理，而不区分每个半帧，并且保持半帧的时间次序，以及用于衰减包含在由图像信号所形成的图像中的预定频率成分；以及(d)计算步骤(例如，对应于下文中所述的步骤S13)，其中根据已经受到时间滤波处理的图像信号与保存的图像信号之间的差别计算表示危险性的指数。
本发明第十五方面是根据本发明第十一至十三方面的VDT危害减轻方法，其中在滤波步骤中，衰减包含在由图像信号所形成的图像中并等于帧扫描频率的时间频率成分。
本发明第十六方面是根据本发明第十一至十三方面的VDT危害减轻方法，其中，在滤波步骤中，衰减如下空间频率成分，该频率成分包含在由图像信号所形成的图像中，并且是在与显示该图像的扫描线方向正交的方向上的最高空间频率成分。
本发明第十七方面是根据本发明第十四方面的VDT危害危险性量化方法，其中，在滤波步骤中，衰减包含在由图像信号所形成的图像中并等于帧扫描频率的时间频率成分。
本发明第十八方面是根据本发明第十四方面的VDT危害危险性量化方法，其中，在滤波步骤中，衰减如下空间频率成分，该频率成分包含在由图像信号所形成的图像中，并且是在与显示该图像的扫描线方向正交的方向上的最高空间频率成分。
本发明第十九方面是一种计算机可读记录介质，在该介质上记录有用于通过衰减基于隔行格式的图像信号的预定频率成分而减轻VDT危害的程序，该程序包括如下步骤(a)信号输入步骤，其中图像信号被按次序以半帧为单位输入；(b)滤波步骤，其中对第一半帧和第二半帧执行时间滤波处理，而不区分每个半帧，并且保持半帧的时间次序，以及用于衰减包含在由图像信号所形成的图像中的预定频率成分；以及(c)信号输出步骤，其中按照时间次序顺序输出已经受到时间滤波处理的图像信号。
下面将描述本发明的主要操作。
根据本发明，基于隔行格式的图像信号在第一和第二半帧中受到时间滤波处理，并保持半帧的时间次序，而不区分第一和第二半帧，并且每个半帧被当作是互为相等的。具体来说，形成一帧的第一和第二半帧的直线部分是互不相同的。但是，在时间滤波处理中，在直线部分中的不同被忽略。结果，第一和第二半帧被当作是在同一空间中形成的时间上连续的图像，并且每个半帧的图像信号被受到相同的时间滤波处理。
在此时，作为执行时间滤波处理而不区分第一和第二半帧的结果，图像在第一和第二半帧之间相互干扰，因此除了时间滤波处理之外还执行空间滤波处理，使得时间和空间滤波处理都得到执行。从而，包含在图像中的预定频率成分被在时间或空间上减少。在已经执行时间滤波处理之后，根据半帧的时间次序输出图像信号。结果，获得图像信号，其中造成VDT危害的预定频率成分被减少，并且减轻VDT危害。
上述发明还可以描述如下。
具体来说，本发明是一种VDT危害减轻方法，用于减轻由于与图像的显示所产生的帧扫描频率相等的跳动所造成的VDT危害，该图像具有与在用于隔行扫描格式的视频信号的显示设备中的扫描线方向相平行的等间距条纹图案。该VDT危害减轻方法的特征在于，通过把形成隔行图像信号的每一帧的两个半帧发送到相同的半帧存储器并且以两倍帧频的时间频率执行时间频率低通滤波处理，使得隔行格式的视频信号图像被转换为已经同时衰减高时间频率功率成分和高空间频率功率成分的图像。
另外，本发明是一种VDT危害减轻设备，其存在于用于输出隔行扫描格式的视频信号的图像信号输出设备与图像显示设备之间，用于减轻由于等于图像的显示所产生的帧扫描频率的跳动所造成的VDT危害，该图像具有与扫描线方向相平行的等间距条纹。该VDT危害减轻设备的特征在于，通过把形成隔行图像信号的每一帧的两个半帧发送到相同的半帧存储器并且以两倍帧频的时间频率执行时间频率低通滤波处理，隔行格式视频信号图像被转化为同时衰减高时间频率功率成分和高空间频率功率成分的图像。
另外，本发明是一种VDT危害减轻方法，用于减轻由于具有规则空间图案的图像的显示所造成的VDT危害，其特征在于，通过对与在图像中每个像素相邻的像素执行加权，使得该图像被转换为减轻可以显示在显示设备上的最高空间频率成分的图像。
另外，本发明是一种VDT危害减轻设备，其存在于图像信号输入设备与图像显示设备之间，用于减轻由于具有规则空间图案的图像的显示所造成的VDT危害，其特征在于，通过对与在图像中每个像素相邻的像素执行加权，使得该图像被转换为减轻可以显示在显示设备上的最高空间频率成分的图像。
根据本发明，检测空间频率成分的功率，该频率成分是包含在显示设备上的运动图像或静止图像中，并且是能够显示在显示设备上的在与扫描线方向相正交的方向上的最高空间频率成分。另外，检测与显示在显示设备上的隔行扫描格式视频信号的帧扫描频率相等的时间频率成分的功率。然后，根据这些检测，衰减能够显示于显示设备上的在与扫描线方向相正交的方向上并包含在显示图像中的最高空间频率成分，并且衰减与显示在显示设备上的隔行扫描格式视频信号的帧扫描频率相等的时间频率成分的功率。结果，减轻由在与扫描线方向正交的方向上的细条纹图案和具有等间距并与扫描线平行的细条纹图案所产生的跳动造成的内容导致VDT危害。另外，量化VDT危害的危险性，该VDT危害是由于能够显示在显示设备上的在与扫描线方向相正交的方向上的最高空间频率成分的功率以及与帧扫描频率相等的时间频率成分的功率所造成的。
按照这种方式根据本发明，检测时间频率成分的跳动成分的功率大小，该时间频率等于由具有与用于显示隔行格式的图像信号的显示设备的水平扫描线相平行的等间距条纹图案的图像所产生的帧扫描频率。然后，通过根据上述大小适当的衰减这些成分的功率，从而减小对观看视频显示设备的人所造成的过度危害，并且可以避免产生任何有害健康的影响。
请注意，本发明的概述没有列出所有必要特征，因此在此所列的特征的组合也被认为属于本发明的范围。
图1为示出根据本发明第一实施例的VDT危害减轻设备的结构的方框图。
图2为示出根据本发明第一实施例的VDT危害减轻设备的操作流程的流程图。
图3为用于描述根据本发明第一实施例的滤波器部分的操作(没有区分该半帧时的内容)的示意图。
图4为用于描述根据本发明第一实施例的滤波器部分的操作(保持时间次序时的内容)的示意图。
图5为用于描述根据本发明第一实施例的滤波器部分的特性的特性图。
图6为示出根据本发明第二实施例的VDT危害危险性量化设备的结构的方框图。
图7为示出根据本发明第一方面的VDT危害危险性量化设备的操作流程的流程图。
图8为示出根据本发明第三实施例的VDT危害减轻设备的结构的方框图。
图9为示出根据本发明第三实施例的VDT危害减轻设备的操作流程的流程图。
图10为示出根据本发明第三实施例由模糊常量计算器所计算的模糊常量的曲线图。
图11为示出根据本发明第四实施例的VDT危害减轻设备的结构的方框图。
图12为示出根据本发明第四实施例的VDT危害减轻设备的操作流程的流程图。
图13为用于说明根据本发明第四实施例的VDT危害减轻设备的工作原理的示意图。
图14为示出造成VDT危害的规则空间图案(条纹图案)的一个例子的示意图。
下面将参照附图具体描述本发明的实施例。
根据权利要求，下文所述的实施例不对本发明作出任何限制。
另外，不是绝对必要组合在该实施例中描述的所有特征来实现其目的。
第一实施例首先，将描述本发明的第一实施例。
根据第一实施例的VDT危害减轻设备安装在例如视频调解器这样的图像信号输出设备与例如视频监视器这样的图像显示设备之间，并且不区分第一半帧和第二半帧，对在基于例如NTSC或PAL这样的隔行格式的视频信号(图像信号)上的每个半帧执行时间滤波处理。
图1示出根据第一实施例的VDT危害减轻设备的结构。在图1中，符号10表示模数转换部分。模数转换部分10以半帧为单位顺序输入来自未示出的外部图像输出设备的基于隔行格式的模拟量视频信号P1，并且通过把其转换为数字量图像数据(数字数据)D1。符号20表示级连的低通滤波器21至24。滤波器部分20通过对图像数据D1执行时间滤波处理而衰减预定频率成份(对VDT危害起作用的那些频率成分)，并且保持每个半帧的时间次序，而不区分第一半帧和第二半帧。符号30表示数模转换部分。数模转换部分30对已经由滤波器部分20执行时间滤波处理之后的数字量图像数据(数字数据)D1执行模数转换，从而把其转换为基于隔行格式的模拟量视频信号P2。
接着，将参照图2所示的流程图具体描述根据第一实施例的VDT危害减轻设备的操作。请注意，在下文描述中，术语“图像信号”是指包含模拟量“视频信号”和数字量“图像数据”的概念。
首先，在步骤S1中，模数转换部分10从未示出的外部图像输出设备顺序输入隔行格式的模拟量视频信号P1，以半帧为单位对视频信号进行量化，并且执行模数转换，使得每个半帧的视频信号P1被转换为数字量图像数据D1。当该视频信号是处于NTSC格式时，以帧为单位的时间频率为30帧/秒。由于一帧是从第一半帧和第二半帧形成的，因此以半帧为单位的视频信号的时间频率变为60半帧/秒(即，30的两倍)。相应地，在这种情况下，在1秒钟，60半帧的视频信号P1被输入，并且转换为图像数据D1。用于每个半帧的图像数据D1被顺序传送到滤波器部分20。
在步骤S2中，滤波器部分20对从模数转换部分10传送来的每个半帧的图像数据D1执行时间滤波处理。在此时，滤波器部分20对每个半帧的图像数据执行时间滤波处理，并且保持每个半帧的时间次序，而不区分形成每一帧的第一半帧和第二半帧。也就是说，每个半帧的图像被做为不被区分的半帧图像，并且根据时间次序执行滤波处理。
在这一点上，将参照图3对滤波器部分20不区分第一半帧和第二半帧进行补充说明。
如图3中所示的例子，一帧包括第一半帧和第二半帧，在第一半帧中包含奇数线L11至L14，在第二半帧中包含偶数线L21至L24，并且在一帧中，该直线部分对每个半帧是不同的。因此第一半帧和第二半帧可以通过它们的直线部分不同这样的事实来区分。但是，在时间滤波处理中，滤波器部分20忽略直线部分中的差别，并且把奇数线L11至L14当作与偶数线L21至L24相同。结果，不在第一半帧和第二半帧之间做区分，并且把每个半帧的图像当作不加区分的半帧图像。
也就是说，不在第一半帧和第二半帧之间做区分意味着第一半帧和第二半帧都被当作在相同的假想线上显示图像。例如，在图13中的奇数线L11和偶数线L21被作为相同的直线，并且在每个半帧中对应次序的等效线被同等对待。不在半帧之间作区分，从而可能对形成一帧的每个半帧执行共同的时间滤波处理。
接着，参照图4对滤波器部分20保持每个半帧的时间次序的含义作补充说明。
在图4中，符号F1至Fn(其中n=自然数)表示帧，符号f11、f12、～、fn1以及fn2表示属于每一帧的半帧。因此，在隔行格式中，根据时间次序扫描帧F1至Fn，并且在第一半帧被扫描之后，对每一帧扫描第二半帧。
如图4中的例子所示，每个半帧的时间次序如下。具体来说，第一半帧f11属于先前帧F1，第二半帧f12属于同一帧F1，第一半帧f21属于下一帧F2，第二半帧f22属于同一帧F2，第一半帧f31属于下一帧F3，第二半帧f32属于同一帧F3，如此等等，直到第一半帧fn1属于最后一帧Fn，并且第二半帧fn2属于同一帧Fn2。
按照这种方式，滤波器部分20不在第一半帧和第二半帧之间作区分，并且根据上述每个半帧的时间对每个半帧执行时间滤波处理(并保持半帧的时间次序)，如下文所述。
现在将描述滤波器部分20的时间滤波处理。
存在于滤波器部分20的第一阶段中的低通滤波器21利用下文公式(1)中所示的函数Fδ，通过计算对从模数转换部分10输出的图像数据Ii(t)执行时间滤波处理之后所得的半帧图像数据1Ii(t)的乘积的和而进行计算。
1Ii(t)=1Fδ(Ii(t))=(1-δ)×Ii(t)+δ×Ii(t-Δt)(1)在公式(1)中，i表示在每个半帧图像数据中的像素的座标；Δt表示两个连续输入半帧之间的时间间隔，并且当视频信号为NTSC格式时，该时间间隔是1秒的1/60。δ是确定低通滤波器的特性的常数，并且是一个大于0并小于1的常数，例如，它可以被设置为0.7。如下文中所述，由于在图像中出现的视觉模糊是根据该常数δ的，因此δ在下文中被称为模糊常数。
由低通滤波器21所获得的图像数据1Ii(t)被作为一个序列流水线传送到第二级以及随后的低通滤波器22、23和24。在每个级的低通滤波器中，使用与低通滤波器21所用的函数1Fδ相等的函数执行时间滤波处理。
当使用函数1Fδ执行时间滤波处理的低通滤波器连接到第n级时，从最后的低通滤波器获得的图像数据nIi(t)是如下公式(2)获得的。
nIi(t)=nFδ(Ii(t))=(1-δ)×n-1Fδ(i-1Ii(t))+δ×n-1Fδ(i-1Ii(t))(2)在这一点上，将描述上述时间滤波处理和VDT危害之间的关系。
根据公式(1)，来自当前半帧的图像数据Ii(t)和来自先前半帧的图像数据Ii(t-Δt)被根据已经应用的模糊常数δ(卷积计算)进行加权求和，使得较早的图像数据被与当前图像数据累计相关地反映。结果，从每个半帧图像的时间频率成分中减弱包含在隔行格式中产生的跳动的频率(即，帧扫描频率)的较高频率，并且在这些频率中的跳动被如此抑制。在此时，在第一半帧和第二半帧之间的图像中产生视觉模糊，并且半帧之间的图像中的改变程度被抑制。因此，由该跳动所造成的VDT危害被减轻。
另外，如上文所述，在本实施例中，由于对每个半帧执行共同的时间滤波处理而不对行位置互不相同的第一半帧和第二半帧作区分，结果第一半帧和第二半帧的图像数据一同被累积反映在该半帧之间，还可以执行空间滤波处理。因此，在与扫描线的方向正交的方向上的最高空间频率成分被衰减，并且在视觉上，空间改变程度被抑制。相应地，由于条纹图案这样的规则空间图案所造成的VDT危害被减轻。
请注意，在与扫描线的方向相正交的方向上的最高空间频率成分例如对应于扫描线的间隔。
在图5中示出，当低通滤波器一级连接与低通滤波器多级连接时，模糊常数δ和滤波器衰减特性之间的关系。如图5中所示，如果模糊常数δ增加，该特性曲线向较低频率移动。为了减轻VDT危害，可以减轻较高频率。但是，如果通过增加模糊常数δ较小较高频率，则牺牲了有用的较低频率部分。相反，在根据第一实施例的滤波器部分20的情况中，如果在几级中形成低通滤波器，则如图5中的虚线所示，滤波器的选择性被提高。结果，使较低频率部分的牺牲保持为最小，并且有效地减弱较高频率部分。这使得对图像质量有损害的影响得到抑制。
按照上文所述的方式，滤波器部分20对从模数转换部分10输出的图像数据D1执行时间滤波处理，并且输出图像数据D2，其中对VDT危害有作用的预定频率成分(例如，在与扫描线的方向正交的方向上的帧扫描频率成分和最高空间频率成分)被减弱。
接着，数模转换部分30对从滤波器部分20获得的图像数据D1执行数模转换，使得它被转换为隔行格式的视频信号P2，然后输出。在此时，数模转换部分30依次把从滤波器部分20依次输出的每个半帧的图像数据转换为半帧模拟信号。然后根据每个半帧的时间次序重构为基于隔行格式的视频信号，并且顺序输出。在此时，例如，已经在第二半帧的视频信号之前被模数转换器10所处理的第一半帧的视频信号被在数模转换器30中的第二半帧的视频信号之前输出，从而保持时间次序。
结果，对从外部图像信号输出设备输出的隔行格式视频信号执行一系列处理，以减轻VDT危害。然后把这些视频信号输出到未示出的图像显示设备。
下面总结第一实施例的效果。
(1)根据第一实施例，可以减轻在以扫描线方向正交的方向上能够显示在图像显示设备上的最高空间频率(例如，规则空间图案的空间频率成分，例如细条纹图案)，并且可以减轻由于规则空间图案的类型所造成的内容导致VDT危害。
(2)另外，可以减轻由于具有与水平扫描线相平行的等间距条纹图案的图像所造成的内容导致VDT危害，也就是说，减轻当显示条纹图案时由于以帧频一半的时间频率产生的跳动所造成的内容导致VDT危害。
(3)另外，还可以衰减包含在图像内容中的大约10Hz的时间频率成分，并且还减轻由于大约10Hz的频率中的图像跳动所造成的VDT危害。
(4)另外，通过以半帧为单位执行时间滤波处理，与以帧为单位执行处理的情况相比，可以把在每个低通滤波器中的存储图像数据的存储容量减半。
请注意，在第一实施例中，模糊常数δ被设置为对形成滤波器部分20的低通滤波器21、22、23和24为相同。但是，还可以对每个低通滤波器采用不同的模糊常数。
另外，在第一实施例中，在滤波器部分20中的低通滤波器级的数目被设置为四级。但是，级数可以减少为三个或更少，或者可以增加为5个或更多。另外，根据所需的滤波器特性，可以适当地设置低通滤波器级的数目和模糊常数δ。
另外，在第一实施例中，VDT危害减轻设备被安装在视频调谐器等图像信号输出设备与视频监视器等图像显示设备之间。但是，本发明不限于此，并且图像信号输出设备和图像显示设备可以被集成为单个设备。另外，图像信号输出设备不限于视频调谐器，并且可以使用输出NTSC、PAL等隔行扫描格式视频信号的任何设备，例如，录像带播放设备、光盘播放设备、或者电视游戏设备。另外，可以使用任何设备作为图像显示设备，只要它接收隔行扫描格式的模拟视频信号作为输入信号。
另外，在第一实施例中，模拟量视频信号P1被模数转换器10转换为数字量图像数据D1，并且数字量图像数据D2被数模转换器30转换为模拟量视频信号P2。但是，如果连接用于输入和输出数字图像信号的设备，则不需要模数转换部分10的模数转换功能和数模转换部分30的数模转换功能，并且可以形成一种结构，其中来自第一和第二半帧的图像数据被按照时间次序输入，并且由共同的滤波器部分20与相同的方式执行滤波处理。
另外，在第一实施例中，在由形成滤波器部分20的每个低通滤波器对来自当前半帧的图像数据Ii(t)和来自以前半帧的图像数据Ii(t-Δt)执行时间滤波处理之后，计算半帧图像数据1Ii(t)。但是，本发明不限于此。这意味着，还可以执行时间滤波处理，并考虑到来自以前的半帧的图像数据。在这种情况下，通过对属于每个半帧的图像数据选择加权系数，可以精确地控制滤波器特性，并且设置更加适当的滤波器特性。
第二实施例下面将描述本发明的第二实施例。
第二实施例关于一种VDT危害危险性量化设备，用于量化和检测由基于NTSC或PAL这样的隔行格式的图像所造成的VDT危害的危险性。
图6示出根据第二实施例的VDT危害危险性量化设备的结构。在图6中，符号10表示模数转换部分。模数转换部分10以半帧为单位顺序从外部输入基于隔行格式的模拟量视频信号P1，并且通过模数转换把其转换为图像数据。
符号100表示形成根据本发明第二实施例的VDT危害危险性量化设备的特征部分的危险性量化部分。危险性量化部分100包括用于输入并暂时保存单个半帧的图像数据D1的半帧存储器101；用于对图像数据D1执行时间滤波处理的低通滤波器102；以及用于利用在时间滤波处理前后的图像数据计算危险指数e(t)的危险指数计算器103。
接着，将根据图7中所示的流程图描述根据第二实施例的VDT危害危险性量化设备的操作。
首先，在步骤S10中，模数转换部分10从未示出的外部图像信号输出部分输入隔行格式的模拟量视频信号P1，以半帧为单位进行量化，并且执行模数转换，使得每个半帧的视频信号被转换为数字量图像数据D1。图像数据D1然后被传送到危险性量化部分100。
接着，在步骤S11中，半帧存储器101顺序输入被模数转换部分10所转换的一个半帧的图像数据D1，并且对其暂时保存。半帧存储器101的内容被顺序更新为从模数转换部分10输入的新半帧的图像数据。
接着，在步骤S12中，在被传送图像数据D1来的危险性量化部分100中，危险性量化部分100的低通滤波器102对图像数据D1执行时间滤波处理。在此时，低通滤波器102例如与根据第一实施例的低通滤波器21作用相同。也就是说，低通滤波器102执行时间滤波处理，并保持每个半帧的时间次序，而不对形成一帧的第一半帧和第二半帧作区分。结果，包含在由图像数据D1所形成的图像中的预定频率被减弱。
接着，在步骤13中，危险指数计算器103在图像数据受到时间滤波处理之后从低通滤波器102接收图像数据，并且还从半帧存储器101中读出对应于时间滤波处理之前的图像数据。危险指数e(t)是根据在时间滤波处理之前的如下数据与在时间滤波处理之后的图像数据之间的不同，利用如下公式(3)计算的。e(t)=ΣcΣiwc|Ii(t)-1Ii(t)|mN×(Lmax)m×Σcwc--(3)]]>在这种情况下，WC表示对每个颜色成分R(红)、G(绿)和B(蓝)的权数WR、WG和WB，并且例如被设置为WR=WG=WB=1.0。Imax是在该半帧的每个像素中的图像数据的最大值，例如当每个像素的数据用8位来表达时被设置为255。N表示单个半帧的图像数据的总数(即，在单个半帧中的像素总数)，并且例如当单个帧包括640×480像素，则单个半帧的图像数据的总数N被设置为153600(=640×240)。m是用于表示人对VDT危害的危险的敏感程度的非线性，并且例如1、2或3中的任何一个数可以被设置为指数m。
在公式(3)中，通过根据每个颜色成分R、G和B设置权数，根据图像中颜色的不同量化危险性。通常，红色最容易造成VDT危害。因此，权数WR、WG和WB被适当的设置，使得与其它颜色相比，红色被相当大地反映在危险指数e(t)中。另外，通过利用图像的总数N来标准化，消除显示设备屏幕的尺寸等任何差别对危险指数e(t)的影响，并且可以根据相同的标准确定在任何屏幕上在一幅图像中的VDT危害的危险性。
请注意，在公式3中，由于对公式项ΣWC｜Ii(t)-1Ii(t)｜m进行浮点算术计算，因此在计算中时间较长。因此，预先计算可能用于该项的数值，并且设置在表格中。当计算危险指数e(t)时，通过参照该表用于获得该项的数值，从而可以有效地缩短计算危险指数e(t)所需的时间。
如上文所述，危险指数计算器103通过利用上述公式(3)对屏幕上的所有像素根据R、G和B设置权数，而确定在时间滤波处理之前和之后的差值。
然后，通过利用单个半帧的图像数据的总数N、图像数据的最大值Imax和权数WC，对该差值进行标准化而计算危险指数e(t)。
请注意，在第二实施例中，半帧存储器101从模数转换器转换部分10输入图像数据D1，然后与危险指数e(t)一同把其作为图像数据D10顺序输出到外部。结果，如在下文所述的第三实施例中，可以反映该危险指数e(t)，并且对在图像信号中执行时间滤波处理的设备提供必要的信息。
第二实施例的效果总结如下。
(1)根据第二实施例，可以量化并检测内容导致VDT危害的危险性，该VDT危害是由于具有在与扫描线方向正交的方向上能够显示在图像显示设备上的最高空间频率成分的规则空间图案所造成的(该频率成分例如细条纹图案这样的规则空间图案的空间频率成分)。
(2)另外，可以量化并检测内容导致VDT危害的危险性，该VDT危害是由于具有与水平扫描线相平行的等间距条纹图案的图像所造成的，也就是说是由于当显示条纹图案时以帧频一半的时间频率产生的跳动。
(3)另外，还可以衰减包含在图像内容中大约10Hz的时间频率成分，并且还量化并检测在大约10Hz频率中的图案跳动所造成的VDT危害的危险性。
(4)另外，通过以半帧为单位执行时间滤波处理，与当以帧为单位执行处理相比，可以把用于在低通滤波器102中存储图像数据的存储量减少为一半。
请注意，在第二实施例中，采用一级的低通滤波器102。但是，还可以把级数增加为两个或更多，并且还可以根据所需的滤波器特性适当地设置低通滤波器的级数。在这种情况下，共同的模糊常数δ可以用于每个低通滤波器，或者不同的模糊常数可以用于每个滤波器。还可以根据所需的滤波器特性选择每个模糊常数δ。
另外，在第二实施例中，模拟量视频信号P1被模数转换器10转换为数字量图像数据D1。但是，如果连接用于输出数字图像信号的设备，则不需要模数转换部分10的模数转换功能，并且可以形成一种结构，其中来自第一半帧和第二半帧的图像数据被按照时间次序输入，并且由共同的滤波器部分20以相同方式执行滤波处理。
另外，在第二实施例中，在由低通滤波器102对来自当前半帧的图像数据Ii(t)和来自以前半帧的图像数据Ii(t-Δt)执行时间滤波处理之后，计算半帧图像数据1Ii(t)。但是，本发明不限于此。也就是说，还可以执行时间滤波处理，必考虑来自先前的半帧的图像数据。在这种情况下，通过选择用于属于每个半帧的图像数据的加权系统，可以精确地控制滤波器特性，并且更加适当的计算危险指数e(t)。
第三实施例下面将描述本发明的第三实施例。
在本发明的第三实施例中，第二实施例的危险性量化设备的功能被给予根据第一实施例的VDT危害减轻设备，从而使得危险指数e(t)反映在模糊常数δ中，并且根据VDT危害的危险程度适当的控制滤波器特性。
根据第三实施例的VDT危害减轻设备的结构在图8中示出。在图8中，符号10表示与第一实施例中所述相同的模数转换部分。模数转换部分10通过模数转换把隔行格式的图像信号P1转换为图像数据D1，然后输出图像数据D1。符号100表示具有与第二实施例中所述的结构相同的危险性量化部分(参见图6)。危险性量化部分100把VDT危害的危险性量化为危险指数e(t)。符号150表示计算用于时间滤波处理中的模糊常数δ的模糊常数计算器。当计算模糊常数δ时，模糊常数计算器150反映危险指数e(t)。
符号200表示滤波器部分，其中包括多级连接的低通滤波器201至204。滤波器部分200利用从模糊常数计算器150获得的模糊常数对图像数据D1执行时间滤波处理。符号30表示与第一实施例相同的数模转换部分。数模转换部分30对已经受到时间滤波处理的图像数据D2执行数模转换，以把它转换为基于隔行格式的视频信号P2。
接着，将根据图9中所示的流程图描述根据第三实施例的VDT危害减轻设备的操作。
首先，在步骤S21中，模数转换部分10从未示出的外部图像输出信号设备顺序输入模拟量视频信号P1，以半帧为单位对其量化，并且执行模数转换，使得每个半帧的视频信号被转换为数字量图像数据D1。图像数据D1被传送到滤波器部分30。
接着，在步骤S22中，如第二实施例中所述，危险性量化部分100通过执行图7中所示的步骤S11至S13计算危险指数e(t)，并且保持从模数转换部分10输入的一个半帧的图像数据D1，并且把其输出作为图像数据D10。危险指数e(t)被传送到模糊常数计算器150。
接着，在步骤S23，模糊常数计算器150由从危险性量化部分100传送来的危险指数e(t)计算模糊常数δ(t)。在这一点上，如果危险指数e(t)小于预先设置的下限阈值eLOW，模糊常数δ的数值被取为0。如果危险指数e(t)大于预先设置的上限阈值eHIGH，模糊常数δ被取为下述的最大值δmax。如果危险指数e(t)在下限阈值eLOW和上限阈值eHIGH之间，则该数值例如由下面的公式(4)确定。在这种情况下，δmax被设置为可以由模糊常数δ所达到的上限数值，并且它是一个大于0小于1的数值，例如，0.7。 危险指数e(t)与模糊常数δ(t)之间的关系在图10中示出。如图10中所示，当危险指数e(t)小于下限阈值eLOW时，模糊常数δ(t)取为0。结果，滤波器部分200输出图像数据D1作为图像数据D2，而不实际对图像数据D1执行滤波处理。由于当危险指数e(t)较小时，不大可能造成VDT危害，模糊常数δ取为0，从而以保持图像质量为优先。
另一方面，当危险指数e(t)大于上限阈值eHIGH时，模糊常数δ(t)最大值δmax(例如0.7)。结果，滤波器部分200利用最大值δmax对图像数据D1执行滤波处理。由于当危险指数e(t)较大时很可能造成VDT危害，因此模糊常数δ(t)被取为最大值δmax，并且执行时间滤波处理。但是，如果模糊常数δ(t)太大，则不能够保持图像的质量。因此，模糊常数δ(t)取为其上限的最大值δmax，使得能够保持必要的图像质量。另外，当危险指数e(t)在下限阈值eLOW与上限阈值eHIGH之间时，根据公式(4)把模糊常数δ(t)设置为在0和最大值δmax之间。
因此，按照这种方式计算模糊常数δ(t)，使得危险指数e(t)被反映。
模糊常数δ(t)可以利用公式(4)预先计算，以形成用于有可能从危险性量化部分100输出的危险指数e(t)的表格。因此，根据从危险性量化部分100输出的危险指数e(t)可以通过参照该表格获得模糊常数δ(t)。相应地，模糊常数δ(t)计算处理所需的负担被减小，并且可以缩短模糊常数计算时间。
在模糊常数计算器150中确定的模糊常数δ(t)被与来自危险性量化部分100的半帧存储器101的原始图像的图像数据D10(即，Ii(t))一同传送到滤波器部分200。在此时，图像数据D10被暂时由危险性量化部分100的半帧存储器101以适当的方式暂时锁存，并且其时序与模糊常数δ相一致，并且被传送到滤波器部分200。
接着，在步骤S24中，按照与根据第一实施例的滤波器部分20相同的方式，滤波器部分200对从危险性量化部分100传送来的图像数据D10执行时间滤波处理，而不区分第一半帧和第二半帧，并且保持每个半帧的时间次序。但是，尽管根据第一实施例的滤波器部分利用预先设置的模糊常数δ执行时间滤波处理，但是根据第三实施例的滤波器部分200利用从模糊常数计算器150顺序传送来的模糊常数δ(t)执行时间滤波处理。
在这种情况下，在滤波器部分200中，用于在第n级的低通滤波处理中的模糊常数δ(t)被与从该处理中得到的半帧图像nFδ(Ii(t))一同传送到下一个低通滤波器，并且利用相同的模糊常数δ(t)对相同原始图像数据执行低通滤波处理。
在下一步骤S25中，数模转换部分30执行数模转换，使得从滤波器部分200获得的图像数据D2被转换为隔行格式的视频信号P2，然后输出。
结果，对从外部图像信号输出设备输出的隔行格式视频信号执行一系列处理，以减轻VDT危害，然后该信号被输出到未示出的图像显示设备。
根据第三实施例，除了上述第一实施例的效果之外，还可以获得如下效果。
(1)由于表示VDT危害的危险性的危险指数e(t)被反映在用于时间滤波处理的模糊常数δ(t)中，因此时间滤波处理可以适应于危险信程度，并且它对图像质量的影响可以保持为最小。
(2)由于相互对应的模糊常数δ(t)和图像数据被作为一组传送到在每一级的低通滤波器，因此由每个低通滤波器执行与每组图像数据的危险指数相一致的处理。
请注意，在第三实施例中，模糊常数δ(t)与相应的图像数据一同传送通过系列低通滤波器。但是，例如还可以把模糊常数δ(t)直接从模糊常数计算器150输出到每个低通滤波器201至204，并且在每次当输出自模糊常数计算器150的模糊常数δ(t)被更新时，同时改变每个低通滤波器的模糊常数。
另外，在第三实施例中，在滤波器部分200中的低通滤波器的级数被设置为4个。但是，级数可以减少为3个或更少，或者可以增加5个或更多。另外，低通滤波器级的数目可以根据所需的滤波器特性被适当地设置。
另外，在第三实施例中，模拟量视频信号P1被模数转换器10转换为数字量图像数据D1，并且数字量图像数据D2被数模转换器30转换为模拟量视频信号P2。但是，如第一实施例中所述，这些转换功能可以在需要时省略。
另外，如第一实施例中所述，还可以利用扩展到三个或更多半帧的数据来执行时间滤波处理。
第四实施例接着，将描述本发明的第四实施例。
根据第四实施例的VDT危害减轻设备把一个半帧分成包括奇数列的子半帧和包括偶数列的子半帧，并且对每个子半帧执行时间滤波处理。
图11示出根据第四实施例的VDT危害减轻设备的结构。
如图11中所示，在根据图1中所示的第一实施例的结构中，根据第四实施例的VDT危害减轻设备还具有在模数转换部分10和滤波器部分20之间的半帧分割部分15，用于把每个半帧分为包括奇数列的子半帧(在下文中称为奇数子半帧)和包括偶数列的子半帧(在下文中称为偶数子半帧)。根据第四实施例的VDT危害减轻设备还具有在滤波器部分20和数模转换部分30之间的半帧合成部分25，用于从子半帧合成每个半帧。
接着，将根据图12中所示的流程图描述根据第四实施例的VDT危害减轻设备。
首先，在步骤S31中，模数转换部分10顺序从未示出的外部图像信号输出设备顺序输入模拟量视频信号P1，以半帧为单位对视频信号进行量化，并且执行模数转换，使得每个半帧的视频信号被转换为数字量图像数据D1。然后，每个半帧的图像数据D1被传送到半帧分割部分15。
接着，在步骤S32中，半帧分割部分15把每个半帧的图像数据D1分为奇数子半帧和偶数子半帧。通过在每条线上间隔一个像素进行采样而执行半帧分割。半帧分割部分15把奇数子半帧和偶数子半帧作为一对，并且以半帧的时间频率两倍的时间频率把每个子半帧的图像数据D11顺序输出到滤波器部分20。
接着，在步骤S33中，按照与上述第一实施例相同的方式，滤波器部分20对由半帧分割部分15所分割的每个子半帧的图像数据D11执行时间滤波处理，而不区分分别属于第一半帧和第二半帧的子半帧，并且保持每个子半帧的时间次序。结果产生图像数据D22。
在这一阶段，将参照图13描述在时间滤波处理中在每一子半帧中的像素和在每一帧中的像素之间的对应关系。
在图13中所示的例子中，形成帧F的第一半帧f1被分为奇数子半帧f1a和偶数子半帧f1b。按照相同的方式，形成帧F的第二半帧f1被分割为奇数子半帧f2a和偶数子半帧f2b。具体来说，形成帧F的每个半帧被分成，使得帧F被分为四个子半帧f1a、f1b、f2a和f2b。这些子半帧的图像数据D11被传到滤波器部分20。
请注意，在第四实施例中，在每一帧的每一个子半帧的时间次序是按照f1a-＞f1b-＞f2a-＞f2b的次序。但是，在可以保持第一半帧和第二半帧的时间次序的限制中，在一帧内的子半帧的时间次序可以按照任何方式来设置。
下面参见在图13中所示的在帧F的像素P1a、P1b、P2a和P2b。像数P1a和P1b属于第一半帧，并且相互邻接。像素P1b和P2b属于第二半帧并且相互邻接。另外，像素P1a和P1b以及像素P2a和P2b属于相互邻接的线。另外，像素P1a和P2a属于奇数列，而像素P2a和P2b属于偶数列。
目前，由于不区分第一半帧和第二半帧，在这种情况下，属于第一半帧的像素P1a和P1b以及属于第二半帧的像素P2a和P2b相互对应。另外，作为第二半帧分割的结果，属于奇数子半帧f2a的像素P2a和属于偶数子半帧f2b的像素P2b相互对应。具体来说，这四个像素是在不区分的子半帧上相互对应的位置的像素。
按照上述时间次序(f1a-＞f1b-＞f2a-＞f2b)对相互对应的像素P1a、P1b、P2a和P2b执行时间滤波处理。具体来说，首先，像素P1a和像素P1b的各自图像数据被用上述公式(1)和(2)设置为时间滤波处理的对象。由于像素P1a和P1b是在第一半帧中的相同线上的相邻列上的像素，因此在第一半帧的屏幕的水平方向上的频率成分被该处理所减小，并且在水平方向上产生模糊。
接着，像素P1b和像素P2a的各自图像数据被利用上述公式(1)和(2)设置为时间滤波处理的对象。由于像素P1b和P2a是在相邻线上的像素，因此在屏幕的垂直方向上的频率成分被该处理所减小，并且在垂直方向上产生模糊。
接着，像素P2a和像素P2b的各自图像数据被用上述公式(1)和(2)设置为时间滤波处理的对象。由于像素P2a和P2b是在第二半帧中的相同线上的像素，因此在第二半帧的屏幕的水平方向上的频率成分被该处理所减小，并且在水平方向上产生模糊。
接着，最后的像素P2b与属于下一帧的第一半帧的像素p1a一同被用上述公式(1)和(2)设置为时间滤波处理的对象。然后，上述像素P1a、P1b、P2a和P2b被设置为用于处理的重复单元，然后对每个像素执行相同的时间滤波处理。
另外，对作为重复单元的每个子半帧的像素P1a、P1b、P2a、P2b执行的处理被并行地对在每个子半帧中的所有像素执行，并且是对整个屏幕执行的一系列时间滤波处理。
通过按照这种方式对每个子半帧的图像数据D11执行时间滤波处理所获得的图像数据D22被传送到半帧合成部分25。
接着，在S34中，半帧合成部分25执行一个处理过程，即在图13中所示的分割处理过程的逆过程，并且把奇数子半帧和偶数子半帧的各个图像数据D22合成为每个半帧的图像数据D2。也就是说，通过把来自形成从滤波器部分20顺序输出的相同半帧的两个子半帧(即，奇数列和偶数列)的图像数据的每条线上的每两个像素相合并而重构原始半帧图像数据。
接着，在步骤S35中，数模转换部分30对从半帧合成部分25获得的图像数据D2执行数模转换，使得它被转换为隔行格式的视频信号P2，然后输出。在由数模转换器30所执行的处理中，保持形成相同半帧的两个子半帧的时间次序。
结果，对从外部图像信号输出设备输出的隔行格式视频信号执行一系列用于减轻VDT危害的处理，并且这些信号随后被输出到未示出的图像显示设备。
根据第四实施例，除了第一实施例的效果之外，还实现如下效果。
(1)由于每个半帧被分为奇数子半帧和偶数子半帧，并且对每个子半帧执行时间滤波处理，因此可以减小在屏幕的水平方向中的频率成分以及在屏幕的垂直方向中的频率成分，因此可以有效地减轻VDT危害。
(2)另外，由于对每个子半帧执行时间滤波处理，因此可以减小用于形成滤波器部分20的每个低通滤波器的图像数据的缓冲存储器的大小。
请注意，在第四实施例中，第一半帧被分为两个子半帧。但是还能够以更小的单位执行分割，并设置分区的数目以满足需要。如果半帧分割的数目增加，则空间滤波效果显著，并且可以更加有效地利用规则空间图案减轻VDT危害。
另外，还可以把根据第二实施例VDT危害危险性量化设备与根据第四实施例的VDT危害减轻设备相结合。
另外，在第四实施例中，分别执行模数转换处理和半帧分割处理。另外，例如还可以分离和提取奇数列和偶数列的视频信号，并且分别执行模数转换。实际上，只要能够获得把一个半帧分为奇数子半帧和偶数子半帧的图像数据，可以使用任何方法。按照相同的方式，任何方法还可以应用于数模转换处理和半帧合成处理。
另外，在第四实施例中，在滤波器部分20中的低通滤波器级的数目被设为四个。但是，级数可以减小为三个或更小，或者可以增加为五个或更多。另外，低通滤波器级的数目可以根据所需的滤波器特性，被适当地设置。
另外，在第四实施例中，模拟量视频信号P1被模数转换器10转换为数字量图像数据D1，数字量图像数据D2被数模转换器30转换为模拟量视频信号P2。但是，如第一实施例中所示，这些转换功能可以在需要时被省略。
另外，如第一实施例中所示，还可以利用扩展到三个或更多半帧的数据执行时间滤波处理，或者结合执行空间滤波处理。
上文已经描述本发明的第一至第四实施例。但是，本发明不限于这些实施例，并且只要执行时间滤波处理而在半帧之间不作区分，则任何这些结构被包含在本发明的范围内。另外，不脱离本发明的精神的任何设计上的改变也包含在本发明的范围内。例如，在上述实施例中，设备是用硬件实现的。但是，它也可以用软件实现。在这种情况下，如果描述设备功能的程序被记录在记录介质上，则它可以在计算机上构成根据本发明的VDT危害减轻设备，或者把它传送到另一台计算机。
如上文所述，根据本发明，可以实现如下效果。
这意味着，由于对第一和第二半帧中的每一个图像信号执行时间滤波处理而不区分这些半帧，并且保持这些半帧的时间次序，因此对图像信号执行空间滤波处理，并且可以减轻由于规则空间图案所造成的VDT危害以及由于隔行格式的抖动所造成的VDT危害。
另外，由于表示来自图像信号的VDT危害的危险性的指数被计算，因此可以量化该危害，并且由于该指数被反映以及包含在图像信号中的预定频率成分被减小，使得危险性被抑制，因此可以根据VDT危害的危险程度减轻VDT危害。
另外，由于图像信号的每个半帧被分为多个子半帧，并且对每个子半帧的图像信号执行时间滤波处理而不区分多个子半帧，并且保持子半帧的时间次序，因此在屏幕的水平方向和屏幕的垂直方向上执行空间滤波处理，并且可以更加有效地减轻VDT危害。
另外，由于图像信号被输入被暂时保存，以及由于对第一和第二半帧的每一个的图像信号执行时间滤波处理而不区分这些半帧，并保持这些半帧的时间次序，并且由于表示VDT危害的危险性的指数是根据受到了时间滤波处理的图像信号与保存的图像信号之间的差别而计算的，因此可以量化VDT危害的危险性，并检测该危险性。
权利要求
1．一种VDT危害减轻设备，其存在于用于根据隔行格式输出图像信号的图像信号输出设备与用于根据图像信号显示图像的图像显示设备之间，并且对该图像执行处理以减轻VDT危害，其中包括滤波装置，其用于对第一和第二半帧中的每一个半帧的图像信号执行时间滤波处理，而不区分第一和第二半帧，并且保持这些半帧的时间次序。
2．根据权利要求1所述的VDT危害减轻设备，其中滤波装置包括信号输入部分，用于按次序以半帧为单位输入图像信号；低通滤波器部分，用于衰减包含在图像信号中的预定频率成分；以及信号输出部分，用于根据时间次序顺序输出被衰减预定频率成分的图像信号。
3．根据权利要求1所述的的VDT危害减轻设备，其中滤波器部分包括信号输入部分，用于以半帧为单位按次序输入图像信号；危险性量化部分，用于通过计算表示由于图像信号所造成的VDT危害的危险性的指数而量化危险性；低通滤波部分，用于衰减包含在图像信号中的预定频率成分并且反映该指数，使得危险性被抑制；信号输出部分，用于根据时间次序顺序输出已经被衰减预定频率成分的图像信号。
4．根据权利要求1所述的的VDT危害减轻设备，其中滤波器装置包括信号输入部分，用于以半帧为单位顺序输入图像信号；半帧划分部分，用于把图像信号的每一个半帧分为多个子域；低通滤波部分，用于对每个子域的图像信号执行时间滤波处理，而不区分多个子域，并且保持子域的时间次序，以及用于衰减包含在由该图像信号所形成的图像中的预定频率成分；半帧合成部分，用于从预定频率成分被衰减的每个子域的图像信号合成每个半帧的图像信号；以及信号输出部分，用于根据时间次序顺序输出已经由半帧合成部分合成的每个半帧的图像信号。
5．一种VDT危害危险性量化设备，用于量化由于根据隔行格式的图像信号所造成的VDT危害的危险性，其中包括信号保存部分，用于输入和暂时保存图像信号；低通滤波部分，用于对第一半帧和第二半帧的图像信号执行时间滤波处理，而不区分每个半帧，并且保持半帧的时间次序，以及用于衰减包含在由图像信号所形成的图像中的预定频率成分；以及计算部分，用于根据已经由低通滤波部分进行时间滤波处理的图像信号与保存在信号保存部分中的图像信号之间的差别计算表示危险性的指数。
6．根据权利要求2至4任何一项所述的VDT危害减轻设备，其中低通滤波部分衰减包含在由图像信号所形成的图像中并等于帧扫描频率的时间频率成分。
7．根据权利要求2所述的VDT危害减轻设备，其中低通滤波部分衰减如下空间频率成分，该频率成分是包含在由图像信号所形成的图像中并在与显示图像的设备上的扫描线方向正交的方向上的最高空间频率成分。
8．根据权利要求2所述的VDT危害减轻设备，其中信号输入部分具有模数转换功能，用于接收从图像信号输出设备输入的模拟量图像信号，把该模拟量图像信号转换为数字量图像数据，并且输出到低通滤波器，其中信号输出部分具有数模转换功能，用于根据隔行格式把从低通滤波部分输出的数字量图像数据转换为模拟量图像信号。
9．根据权利要求5所述的VDT危害危险性量化设备，其中低通滤波部分衰减包含在由图像信号所形成的图像中并且等于帧扫描频率的时间频率成分。
10．根据权利要求5所述的VDT危害危险性量化设备，其中低通滤波部分衰减如下空间频率成分，该频率成分是包含在由图像信号所形成的图像中并在与显示图像的设备上的扫描线方向正交的方向上的最高空间频率成分。
11．一种VDT危害减轻方法，用于通过根据隔行格式衰减图像信号的预定频率成分而减轻VDT危害，其中包括如下步骤(a)信号输入步骤，其中图像信号被按次序以半帧为单位输入；(b)滤波步骤，其中对第一半帧和第二半帧执行时间滤波处理，而不区分每个半帧，并且保持半帧的时间次序，以及用于衰减包含在由图像信号所形成的图像中的预定频率成分；以及(c)信号输出步骤，其中按照时间次序顺序输出已经受到时间滤波处理的图像信号。
12．一种VDT危害减轻方法，用于衰减基于隔行格式的图像信号的预定频率成分，其中包括如下步骤(a)信号输入步骤，其中以半帧为单位顺序输入图像信号；(b)量化步骤，其中通过计算表示由于图像信号所造成的VDT危害的危险性的指数而量化危险性；(c)滤波步骤，其中该指数被反映，并且对第一半帧和第二半帧的图像信号执行时间滤波处理，而不区分每个半帧，并且保持该半帧的时间次序，使得危险性得到抑制，并且衰减包含在由图像信号所形成的图像中的预定频率成分；以及(d)信号输出步骤，其中按照时间次序顺序输出受到时间滤波处理的图像信号。
13．一种VDT危害减轻方法，用于通过衰减基于隔行格式的图像信号的预定频率成分而减轻VDT危害，其中包括如下步骤(a)信号输入步骤，其中以半帧为单位顺序输入图像信号；(b)半帧分割步骤，其中图像信号的每个半帧被分割为多个子域；(c)滤波步骤，其中对每个子域的图像信号执行时间滤波处理，而不区分多个子域，并且保持子域的时间次序，以及用于衰减包含在由图像信号所形成的图像中的预定频率成分；(d)半帧合成步骤，用于从已经衰减预定频率成分的每个子域的图像信号合成每个半帧的图像信号；以及(e)信号输出步骤，根据时间次序顺序输出每个半帧的合成图像信号。
14．一种VDT危害危险性量化方法，用于量化由于根据隔行格式的图像信号所造成的VDT危害的危险性，其中包括如下步骤(a)信号输入步骤，其中以半帧为单位顺序输入图像信号；(b)信号保存步骤，用于保存图像信号；(c)滤波步骤，对第一半帧和第二半帧的图像信号执行时间滤波处理，而不区分每个半帧，并且保持半帧的时间次序，以及用于衰减包含在由图像信号所形成的图像中的预定频率成分；以及(d)计算步骤，其中根据已经受到时间滤波处理的图像信号与保存的图像信号之间的差别计算表示危险性的指数。
15．根据权利要求11所述的VDT危害减轻方法，其中在滤波步骤中，减轻包含在由图像信号所形成的图像中并等于帧扫描频率的时间频率成分。
16．根据权利要求12所述的VDT危害减轻方法，其中在滤波步骤中，衰减包含在由图像信号所形成的图像中并等于帧扫描频率的时间频率成分。
17．根据权利要求13所述的VDT危害减轻方法，其中在滤波步骤中，衰减包含在由图像信号所形成的图像中并等于帧扫描频率的时间频率成分。
18．根据权利要求11所述的VDT危害减轻方法，其中，在滤波步骤中，衰减如下空间频率成分，该频率成分包含在由图像信号所形成的图像中，并且是在与显示该图像的扫描线方向正交的方向上的最高空间频率成分。
19．根据权利要求12所述的VDT危害减轻方法，其中，在滤波步骤中，衰减如下空间频率成分，该频率成分包含在由图像信号所形成的图像中，并且是在与显示该图像的扫描线方向正交的方向上的最高空间频率成分。
20．根据权利要求13所述的VDT危害减轻方法，其中，在滤波步骤中，衰减如下空间频率成分，该频率成分包含在由图像信号所形成的图像中，并且是在与显示该图像的扫描线方向正交的方向上的最高空间频率成分。
21．根据权利要求14所述的VDT危害危险性量化方法，其中，在滤波步骤中，衰减包含在由图像信号所形成的图像中并等于帧扫描频率的时间频率成分。
22．根据权利要求14所述的VDT危害危险性量化方法，其中，在滤波步骤中，衰减如下空间频率成分，该频率成分包含在由图像信号所形成的图像中，并且是在与显示该图像的扫描线方向正交的方向上的最高空间频率成分。
23．一种计算机可读记录介质，在该介质上记录有用于通过衰减基于隔行格式的图像信号的预定频率成分而减轻VDT危害的程序，该程序包括如下步骤(a)信号输入步骤，其中图像信号被按次序以半帧为单位输入；(b)滤波步骤，其中对第一半帧和第二半帧执行时间滤波处理，而不区分每个半帧，并且保持半帧的时间次序，以及用于衰减包含在由图像信号所形成的图像中的预定频率成分；以及(c)信号输出步骤，其中按照时间次序顺序输出已经受到时间滤波处理的图像信号。
全文摘要
本发明的目的是提供一种VDT(视频显示终端)危害减轻设备和方法,其能够减轻由规则空间图案所造成的VDT危害以及由隔行格式产生的跳动造成的VDT危害;一种VDT危害危险性量化设备;以及一种记录介质。模数转换部分10输入视频信号P1,并通过模数转换把其转换为图像数据D1。滤波器部分20,对每个半帧的图像数据执行时间滤波处理。数模转换器30把受到滤波的图像数据D2转换为图像信号P2。图象信号p2然后半帧的按照时间次序顺序输出。
文档编号H04N5/44GK1300160SQ0013330
公开日2001年6月20日 申请日期2000年11月23日 优先权日1999年11月24日
发明者野村正英 申请人:日本电气株式会社