專利名稱：用于處理圖像數(shù)據(jù)以由顯示裝置顯示的方法和設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于處理圖像數(shù)據(jù)以由顯示裝置顯示的方法和設(shè)備。
背景技術(shù)：
已知有源矩陣液晶顯示裝置可在公共顯示模式和專用顯示模式之間切換或者其能夠把多個不同的圖像引導(dǎo)給不同的觀看者。在第一(公共)模式中，這樣的顯示一般作為標(biāo)準(zhǔn)顯示。對于所有觀看者而言，單個圖像以盡可能寬的視角范圍、以最佳亮度、圖像對比度以及分辨率而被所述裝置顯示。在第二 (專用)模式中，主圖像僅從減小的視角范圍內(nèi)可辨別，所述主圖像經(jīng)常以顯示表面的法線為中心。從該減小的角范圍外部注視該顯示器的觀看者將感知使該主圖像模糊的第二、掩蔽圖像(masking image)，或者感知被如此惡化以致于把它呈現(xiàn)得不清晰的主圖像。
在GBM13394 (夏普)中，可切換的私用裝置是通過向顯示面板添加一個或多個額外的液晶層和起偏振鏡來構(gòu)建的。這些額外元件的內(nèi)部視角相關(guān)性能夠通過以已知方式電氣切換液晶而變化。利用此技術(shù)的裝置包括夏普ai851i和》!902i移動電話。
然而，這些類型的顯示器僅能夠?qū)τ跍p小的可視范圍外部的觀察者選擇性地衰減主圖像的亮度，而不能向側(cè)面觀看者顯示重新配置的、彩色、視頻圖像。具有此能力的基于視差屏障技術(shù)的多視點(diǎn)顯示器在US 2007/0296874 Al和US71M653中予以描述。
上面的方法都受困于這樣的缺點(diǎn)它們需要向顯示器添加額外的設(shè)備以提供電氣切換視角范圍的功能。這增加了成本以及尤其是顯示器的體積，這是非常不理想的，尤其是在諸如移動電話和膝上型計(jì)算機(jī)之類的移動顯示應(yīng)用中。基于視差屏障的顯示器還僅能夠向每個視區(qū)顯示顯示器中像素的一半，即使在公共模式下也是如此，因此有效圖像分辨率是基面板的圖像分辨率的一半。
在無添加的顯示硬件復(fù)雜性的情況下具有私用模式能力的顯示裝置的一個示例是夏普Sh702iS移動電話。其使用對顯示在電話的IXD上的圖像數(shù)據(jù)的操縱、結(jié)合在顯示器中使用的液晶模式固有的角數(shù)據(jù)一輝度屬性來產(chǎn)生專用模式，在該專用模式中，對于從偏離中心位置觀察顯示器的觀看者來說，所顯示的信息是不清晰的。然而，在專用模式中顯示給正統(tǒng)的、軸線上的觀看者的圖像的質(zhì)量也在某種程度上被惡化。
單獨(dú)地基于在專用模式中在不需要顯示面板上的另外的光學(xué)設(shè)備的情況下能夠提供詳細(xì)的重新配置的側(cè)圖像的圖像處理技術(shù)的多視點(diǎn)顯示器在GBM^152A1中以及GB 專利申請?zhí)?804022. 2中予以描述。在這些顯示器中，主圖像數(shù)據(jù)是以依賴于第二、掩蔽圖像的方式被操縱的，以及因此使得當(dāng)經(jīng)修改的圖像數(shù)據(jù)被顯示在面板上時掩蔽圖像將被軸線外的觀看者感知。
如在GB專利申請?zhí)?804022. 2中所描述的，應(yīng)用到主圖像以便生成多視點(diǎn)效果的高空間頻率調(diào)制能夠?qū)е虏幌Ｍ牟噬珎斡?，在主圖像中存在某些圖像特征的地方此彩色偽影變得明顯。上面的應(yīng)用陳述了把諸如在GB專利申請?zhí)?701325.3 (被公開為 GB-A-2445982)中所描述的圖像處理過濾器應(yīng)用到主圖像以便使該圖像中的細(xì)微特征模糊能夠基本上改進(jìn)這些偽影的顯現(xiàn)。然而，包括所描述的供諸如上述公開的多視點(diǎn)顯示器使用的那些的標(biāo)準(zhǔn)圖像模糊過濾器并未被設(shè)計(jì)成特別地解決與圖像數(shù)據(jù)操縱多視點(diǎn)處理相關(guān)聯(lián)的特定彩色偽影。結(jié)果，它們已經(jīng)被示出在針對所有圖像類型去除具有主圖像的最小模糊的彩色偽影時是不夠有效的。特別地，過濾器不能采用相同的參數(shù)集修正黑文本和白文本周圍的彩色偽影。
因此，希望的是提供多視點(diǎn)顯示器，該多視點(diǎn)顯示器相對于等價的標(biāo)準(zhǔn)顯示面板具有基本未改變的公共模式，即完全的亮度、分辨率、對比度、可視范圍等等，并且其具有基于下述圖像處理方法的多視點(diǎn)或者私用模式能力，在所述圖像處理方法中，如主觀看者所觀察的主圖像的質(zhì)量通過包括用以特別地修正多視點(diǎn)圖像處理所產(chǎn)生的彩色偽影的類型的圖像處理步驟而被優(yōu)化。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供了一種處理圖像數(shù)據(jù)以由顯示裝置的顯示面板顯示的方法，包括接收表示圖像的圖像像素?cái)?shù)據(jù)；在第一處理步驟中，處理所述像素?cái)?shù)據(jù)以對觀看者產(chǎn)生多視點(diǎn)效果；以及，在第二處理步驟中，對于像素?cái)?shù)據(jù)的多個子集中的每一個， 其中每個子集包括相同數(shù)目的像素組且每個像素組包括至少一個像素，根據(jù)子集的像素組中的像素?cái)?shù)據(jù)的圖案導(dǎo)出子集的像素組中的至少之一的新像素?cái)?shù)據(jù)，以能夠區(qū)分至少一個該圖案與其反圖案(reverse)的方式來執(zhí)行新像素?cái)?shù)據(jù)的導(dǎo)出。
可以考慮顯示面板的屬性來執(zhí)行該第一處理步驟，以便引起軸線上輝度的變化以及軸線外輝度的變化，所述軸線上輝度的變化趨向于通過空間求平均來進(jìn)行局部平衡且因此不會被軸線上的觀看者感知，所述軸線外輝度的變化不通過空間求平均進(jìn)行局部平衡且因此會被軸線外的觀看者感知。
依據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供了一種處理圖像數(shù)據(jù)以由顯示裝置的顯示面板顯示的方法，包括接收表示圖像的圖像像素?cái)?shù)據(jù)；在第一處理步驟中，考慮顯示面板的屬性而對像素?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行處理以便引起軸線上輝度的變化以及軸線外輝度的變化，所述軸線上輝度的變化趨向于通過空間求平均來進(jìn)行局部平衡且因此不會被軸線上的觀看者感知，所述軸線外輝度的變化不通過空間求平均進(jìn)行局部平衡且因此會被軸線外的觀看者感知；以及在第二處理步驟中，針對像素?cái)?shù)據(jù)的多個子集中的每一個，其中每個子集包括相同數(shù)目的像素組且每個像素組包括至少一個像素，根據(jù)子集的像素組中的像素?cái)?shù)據(jù)的圖案導(dǎo)出子集的像素組中的至少之一的新像素?cái)?shù)據(jù)。
在第一處理步驟中，對于一對像素組中的一個像素組而言，通過空間求平均而被觀看者感知為具有單一輝度的、在軸線上引起的任何輝度增加可能基本匹配于該對的像素組中的另一個像素組的基本等價的輝度減小。
其可以被布置成或者是該對的像素組中的一個像素組的所得到的輝度接近于最大輝度，或者是該對的另一像素組的所得到的輝度接近于最小輝度。
導(dǎo)出新像素?cái)?shù)據(jù)可以包括根據(jù)像素?cái)?shù)據(jù)的圖案選擇過濾器以及把所選擇的過濾器應(yīng)用到子集的像素組中的至少一些像素組以導(dǎo)出新像素?cái)?shù)據(jù)。
該方法可以包括比較像素?cái)?shù)據(jù)的圖案和多個預(yù)定圖案以及根據(jù)比較步驟的結(jié)果導(dǎo)出新像素?cái)?shù)據(jù)。
預(yù)定圖案中的每一個預(yù)定圖案可以與對應(yīng)的相應(yīng)過濾器相關(guān)聯(lián)，且該方法可以包括在比較步驟中確定匹配的圖案以及選擇其相關(guān)聯(lián)的過濾器以供在導(dǎo)出新像素?cái)?shù)據(jù)中使用。
所述比較步驟可以包括，對于正在針對其導(dǎo)出新像素?cái)?shù)據(jù)的至少一個像素組中的所述像素組或每個像素組，確定該像素組相對于至少一個緊挨著的鄰近像素組的亮度的度量(measure)，該度量在較高和較低亮度之間進(jìn)行區(qū)分。
該方法可以包括，針對子集中的每個像素組，依據(jù)其像素?cái)?shù)據(jù)把像素組分配到預(yù)定的一組級別中的一個，以及在比較步驟中比較所分配級別的圖案和預(yù)定圖案。
該方法可以包括基于子集的像素組中的至少一些像素組的像素?cái)?shù)據(jù)計(jì)算度量，以及可以根據(jù)所計(jì)算的度量來執(zhí)行把像素組分配到預(yù)定級別之一的步驟。
依據(jù)本發(fā)明的第三方面，提供了一種處理圖像數(shù)據(jù)以由顯示裝置的顯示面板顯示的方法，包括接收表示圖像的圖像像素?cái)?shù)據(jù)；在第一處理步驟中，處理像素?cái)?shù)據(jù)以對觀看者產(chǎn)生多視點(diǎn)效果；以及，在第二處理步驟中，對于像素?cái)?shù)據(jù)的多個子集中的每一個子集， 其中每個子集包括相同數(shù)目的像素組且每個像素組包括至少一個像素基于子集的像素組中的至少一些像素組的像素?cái)?shù)據(jù)計(jì)算度量；對于子集中的每個像素組，依據(jù)其像素?cái)?shù)據(jù)并根據(jù)所計(jì)算的度量把該像素組分配到預(yù)定的一組級別中的一個；比較所分配級別的圖案和多個預(yù)定圖案；以及根據(jù)比較步驟的結(jié)果導(dǎo)出子集的像素組中的至少一個像素組的新像素?cái)?shù)據(jù)。
所述度量可以是平均值。
該方法可以包括基于其像素?cái)?shù)據(jù)和所計(jì)算的度量之間的比較來把像素組分配到所述預(yù)定的一組級別中的一個，例如把所計(jì)算的度量用作閾值。
該方法可以包括例如基于伽馬冪律函數(shù)，把像素?cái)?shù)據(jù)轉(zhuǎn)變成視輝度值(apparent luminance value)以供在導(dǎo)出步驟中使用。
該方法可以包括使用根據(jù)子集的像素組的圖案所確定的至少一個轉(zhuǎn)變參數(shù)。
子集的像素組可以是鄰接的，且基本上在一個維度上延伸。
子集的像素組可以包括鄰接的二維布置。
多個子集中的每一個子集可以與另一子集間隔開一個像素組。
導(dǎo)出新像素?cái)?shù)據(jù)的步驟可以使用在第一處理步驟中所執(zhí)行的處理的知識。
新像素?cái)?shù)據(jù)可以以這樣的方式被導(dǎo)出以便考慮像素?cái)?shù)據(jù)的圖案，其表示圖像特征，所述圖像特征傾向于引起作為在第一處理步驟中所執(zhí)行的處理的結(jié)果的偽影。
所述導(dǎo)出步驟可以包括確定正針對其導(dǎo)出新像素?cái)?shù)據(jù)的至少一個像素組中的所述像素組或者每個像素組是否形成像素?cái)?shù)據(jù)的圖案的一部分，其表示圖像特征，其傾向于引起作為在第一處理步驟中所執(zhí)行的處理的結(jié)果的偽影。
在導(dǎo)出步驟中，可以不同地對待表示在相對暗的背景上的亮特征的像素?cái)?shù)據(jù)的圖案與表示在相對亮的背景上的暗特征的像素?cái)?shù)據(jù)的圖案。
該導(dǎo)出步驟可以包括根據(jù)像素?cái)?shù)據(jù)的圖案確定正針對其導(dǎo)出新像素?cái)?shù)據(jù)的至少一個像素組中的所述像素組或者每個像素組是否形成下列圖像特征中的至少一個圖像特征的一部分具有單個像素組的寬度的暗或者亮線；具有單個像素組的寬度的暗或者亮線的相鄰像素組；具有兩個像素組的寬度的暗或亮線的左邊緣；具有一個或兩個像素組的間距的暗-亮棋盤格式圖案；以及對角線。
第二處理步驟可以在第一處理步驟之前執(zhí)行。
第二處理步驟可以在第一處理步驟之后執(zhí)行。
可以針對子集的像素組中的單獨(dú)的一個像素組導(dǎo)出新像素?cái)?shù)據(jù)。
每個像素組可以包括顏色組分像素的合成顏色像素組，該方法進(jìn)而被應(yīng)用到該顏色組分像素中的每一個。
該合成顏色像素組可以包括紅、綠和藍(lán)顏色組分像素。
可以執(zhí)行第一處理步驟以交織表示不同的相應(yīng)圖像的所接收的像素?cái)?shù)據(jù)集以便把那些不同的圖像呈現(xiàn)給在不同的相應(yīng)觀看位置處的觀看者。
依據(jù)本發(fā)明的第四方面，提供了一種設(shè)備，其被布置成執(zhí)行依據(jù)本發(fā)明的第一至第三方面中的任何一個方面的方法。
依據(jù)本發(fā)明的第五方面，提供了一種顯示裝置，包括依據(jù)本發(fā)明的第四方面的設(shè)備。
依據(jù)本發(fā)明的第六方面，提供了一種程序，其用來控制用以執(zhí)行依據(jù)本發(fā)明的第一至第三方面中的任何一個的方法的設(shè)備。該程序可以被承載在載體介質(zhì)上。該載體介質(zhì)可以是存儲介質(zhì)或者傳輸介質(zhì)。
所考慮的顯示面板的屬性可以是其對軸線上輝度響應(yīng)的信號電壓，其中在軸線上所引起的輝度變化被設(shè)置成以便趨向于通過空間求平均進(jìn)行局部平衡且因此不會被軸線上的觀看者感知。該面板將具有非線性的軸線外輝度對軸線上輝度的關(guān)系，從而使得在軸線外的輝度方面所引起的變化不通過空間求平均進(jìn)行局部平衡且因此會被軸線外觀看者感知。
本發(fā)明的實(shí)施例提供了用于私用和多視點(diǎn)顯示器的改進(jìn)的圖像處理方法，其允許下述類型的這樣的顯示器，所述類型的這樣的顯示器使用圖像數(shù)據(jù)操縱和LCD面板的固有角觀看依賴性以使多個觀看者可看到多個圖像，從而在不通過多視點(diǎn)數(shù)據(jù)操縱處理引起不想要的圖像偽影的情況下維持高的軸線上圖像質(zhì)量。
在本發(fā)明的第一實(shí)施例中，當(dāng)執(zhí)行多視點(diǎn)圖像處理時，采用過濾器處理輸入到裝置的多個圖像數(shù)據(jù)集中的至少一個，以探測已知會導(dǎo)致圖像偽影的特定圖像特征。之后，依據(jù)特定圖像特征的類型、以在保留原始圖像的盡可能多的細(xì)節(jié)的同時防止引起偽影的方式來對該特定圖像特征進(jìn)行操作。
在本發(fā)明的第二實(shí)施例中，將由多視點(diǎn)圖像處理得到的輸出圖像中的局部像素組和與多個輸入圖像中的至少一個輸入圖像的相同區(qū)域?qū)?yīng)的像素組進(jìn)行比較。于是探測到差異，且以這樣的方式來改變多視點(diǎn)輸出圖像修正差異或者把差異散布到圖像的更寬區(qū)域上以便使它不那么顯而易見。


圖1是液晶顯示器的控制電子器件的標(biāo)準(zhǔn)布局的示意圖。
圖2是標(biāo)準(zhǔn)單視點(diǎn)IXD中的數(shù)據(jù)處理流的圖解。
圖3是在專用或者多視點(diǎn)模式中已知類型的多視點(diǎn)LCD的數(shù)據(jù)處理流的圖解。
圖4是示出來自對均勻的主和側(cè)輸入圖像數(shù)據(jù)的區(qū)域進(jìn)行操作的已知多視點(diǎn)顯示處理的輸出像素?cái)?shù)據(jù)的示意圖。
圖5是示出來自對主輸入圖像的對角線區(qū)域和側(cè)輸入圖像的均勻區(qū)域進(jìn)行操作的已知多視點(diǎn)顯示處理的輸出像素?cái)?shù)據(jù)的示意圖。
圖6是在具有針對主和側(cè)輸入圖像添加的另外的預(yù)處理過濾器的已知多視點(diǎn)顯示裝置中的圖像數(shù)據(jù)處理流的示意圖。
圖7是示出了在第一實(shí)施例的第一(分類)步驟中，基于它們的圖像數(shù)據(jù)值而把主輸入圖像的4X1像素采樣窗口中的像素分類成“高”(1)或者“低”(0)的優(yōu)選方法的圖。
圖8是示出了在第一實(shí)施例的第二步驟中所標(biāo)識的十種不同的情況下，在第三步驟中所執(zhí)行的不同操作的表。
圖9是示出了第一實(shí)施例的可能硬件實(shí)現(xiàn)方式的圖。
圖10是示出了第一實(shí)施例的第二示例中的第三(操作)步驟中所使用的計(jì)算的圖。
圖11是示出了圖10的計(jì)算的結(jié)果的圖，圖10使用用于非線性地預(yù)轉(zhuǎn)換和后轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)值的不同的“伽馬”參數(shù)作用于兩個輸入數(shù)據(jù)集(a)和(b)。
圖12是示出了第一實(shí)施例的第三示例的第二步驟中所標(biāo)識的六種不同情況中的每一種的示例的圖。
圖13是示出了在圖12的實(shí)施例中所標(biāo)識的每種情況下，在第三步驟中對輸入主圖像數(shù)據(jù)執(zhí)行的可能操作的圖。
圖14是示出了第一實(shí)施例的可能硬件實(shí)現(xiàn)方式的圖。
圖15是示出了第二實(shí)施例的IXD顯示裝置中的圖像數(shù)據(jù)處理流的圖。
圖16是示出了在第二實(shí)施例中使用的計(jì)算的圖。
圖17是示出了用于根據(jù)輸出多視點(diǎn)圖像中核的位置而不管輸入主圖像是否均勻來產(chǎn)生不同結(jié)果的圖16的計(jì)算的潛力(potential)的圖。
具體實(shí)施例方式在優(yōu)選實(shí)施例中，顯示器包括具有改變的控制電子器件的標(biāo)準(zhǔn)IXD顯示器。IXD顯示器通常包括若干組件部分，其包括
1.背光單元，用以為面板供應(yīng)均勻的寬角度照明。
2.控制電子器件，用以接收每個像素的輸出模擬信號電壓和數(shù)字圖像數(shù)據(jù)，以及所有像素的對電極(counter electrode)的公共電壓和定時脈沖。IXD控制電子器件的標(biāo)準(zhǔn)布局的示意圖在圖1中示出(2001年Wiley和sons有限公司的Ernst Lueder液晶顯示器 3. LC面板，用于通過空間光調(diào)制顯示圖像，其包括兩個相對的玻璃基板，在基板之一上設(shè)置像素電極陣列和用以把從控制電子器件接收的電子信號引導(dǎo)到像素電極的有源矩陣陣列。經(jīng)常在另一個基板上設(shè)置均勻的公共電極和濾色器陣列膜。在所述玻璃基板之間包含有給定厚度(經(jīng)常為2-6 μ m)的液晶層，其可以通過存在于玻璃基板的內(nèi)表面上的取向?qū)佣蝗∠?。玻璃基板將通常被放置在交叉的偏振膜和其它光學(xué)補(bǔ)償膜之間，以在LC 層的每個像素區(qū)域內(nèi)引起電感應(yīng)的取向變化，從而產(chǎn)生來自背光單元和周圍環(huán)境的光的期望的光學(xué)調(diào)制，以及由此生成圖像。
在圖2中示意性地表示了在GB專利申請?zhí)?804022. 2中公開的發(fā)明的實(shí)施例，該實(shí)施例在公共顯示模式下操作。通常，LCD控制電子器件(本文還稱為控制電子器件)1將被特別地配置成LC面板2的電光特性，以便以用以優(yōu)化所顯示圖像對于從垂直于顯示表面的方向(在軸線上)觀察的主要觀看者3的感知質(zhì)量(即，分辨率、對比度、亮度、響應(yīng)時間等等)的這樣的方式，輸出取決于輸入圖像數(shù)據(jù)的信號電壓。給定像素的輸入圖像數(shù)據(jù)值和從顯示器得到的觀察到的輝度之間的關(guān)系(伽馬曲線)通過該數(shù)據(jù)值對顯示驅(qū)動器的信號電壓映射和該信號電壓對LC面板的輝度響應(yīng)的組合效果來加以確定。
LC面板2將通常被配置成具有每像素多個LC域和/或無源光學(xué)補(bǔ)償膜以便針對所有視角保持顯示器伽馬曲線盡可能地接近軸線上響應(yīng)，由此為寬視區(qū)5提供基本相同的高質(zhì)量圖像。然而，液晶顯示器的固有屬性是它們的電光響應(yīng)是有角度地依賴的，且軸線外伽馬曲線將與軸線上伽馬曲線不同。只要這不會導(dǎo)致對比度反轉(zhuǎn)或者大的色偏或者對比度減少，則其就通常不會在軸線外觀看者4觀察到的圖像中導(dǎo)致明顯的感知錯誤。
當(dāng)顯示器工作在公共模式下時，在每個幀周期中，構(gòu)成單個圖像的主圖像數(shù)據(jù)6 的集合典型地以串行比特流的形式被輸入到控制電子器件1?？刂齐娮悠骷缓蟀岩唤M信號數(shù)據(jù)電壓輸出到LC面板2。這些信號電壓中的每一個信號電壓被LC面板的有源矩陣陣列引導(dǎo)到對應(yīng)的像素電極，且LC層中像素的所得到的集體的電光響應(yīng)產(chǎn)生圖像。于是，軸線上的觀看者3和軸線外的觀看者4基本上感知到相同的圖像，并且可以說該顯示器工作在寬視模式下。此情形在圖2中予以圖示，且可以把此情形說成是LCD的標(biāo)準(zhǔn)操作方法。
在GB專利申請?zhí)?804022. 2中所描述的且如圖3中示意性地圖示的類型的多視點(diǎn)顯示裝置中，在專用模式下，在每個幀周期中把兩個圖像數(shù)據(jù)集輸入到控制電子器件1 構(gòu)成主圖像的主圖像數(shù)據(jù)7和構(gòu)成側(cè)圖像8的側(cè)圖像數(shù)據(jù)8。然后，控制電子器件輸出一組信號數(shù)據(jù)電壓，如先前那樣，一個數(shù)據(jù)電壓針對LC面板中的每個像素。然而，控制電子器件(顯示控制器)現(xiàn)在利用擴(kuò)展的查找表(LUT)，而構(gòu)成組合圖像的用于LC面板中的每個像素的輸出信號數(shù)據(jù)電壓取決于主7和側(cè)8圖像二者中的對應(yīng)像素(按照圖像中的空間位置) 的數(shù)據(jù)值。用于每個像素的輸出數(shù)據(jù)電壓還可能取決于通過顯示器內(nèi)像素的空間位置確定的第三參數(shù)。
來自控制電子器件1的輸出電壓于是促使LC面板2顯示組合圖像，當(dāng)主觀看者3 觀察時，該組合圖像是主圖像。然而，由于對于軸線外觀看者4而言LC面板的不同的伽馬曲線特性的原因，這些軸線外觀察者最顯著地感知到側(cè)圖像，所述側(cè)圖像使主圖像模糊和/ 或惡化，針對在以顯示器法線9為中心的角度的受限錐形之內(nèi)的觀看者保護(hù)主圖像信息。 此情形在圖3中予以圖示。通過參考GB專利申請?zhí)?804022. 2可以找到其它細(xì)節(jié)。
如在GB專利申請?zhí)?804022. 2的多視點(diǎn)處理中所描述的圖像數(shù)據(jù)壓縮和組合處理以及參數(shù)可以產(chǎn)生對于軸線上的觀看者3而言明顯的小的彩色偽影。對于輸入主圖像中包括單個像素寬度對角線的區(qū)域而言，尤其是這樣的情況。這是由于該處理常常導(dǎo)致其中交替顏色子像素被設(shè)置成黑色的輸出圖像這一事實(shí)，因此疊加在此圖案(pattern)上的單個像素寬度黑對角線可以在像素的線的任意側(cè)留有僅一個或兩個彩色子像素，所有都沿著其長度。在此情況下，該有色的線對于眼睛變得可見。
此問題在圖4和5中予以圖示。圖4示出了多視點(diǎn)圖像處理的結(jié)果，該多視點(diǎn)圖像處理作用于來自典型RGB條紋顯示器中的均勻的主和側(cè)圖像的2X2像素組的輝度值。據(jù)此能夠看出多視點(diǎn)處理輸出在子像素級別上被改變的圖像數(shù)據(jù)，但是維持所述2X2組的整體輝度和色平衡。然后，輸出像素集將在足夠的距離處顯現(xiàn)給觀察者以僅看見所述組的平均像素輝度，其與輸入主圖像是相同的。
圖5圖示了相同的多視點(diǎn)處理，其作用于來自均勻的輸入側(cè)圖像的2X2像素組， 但是輸入主圖像區(qū)域包括暗對角線?，F(xiàn)在可以看出，該多視點(diǎn)處理導(dǎo)致在整體輝度和色平衡兩個方面顯著不同的輸出圖像數(shù)據(jù)。此差異對于軸線上的觀察者而言將是可見的，且在此情形下將導(dǎo)致強(qiáng)綠色的偽影外觀。
根據(jù)對角線相對于亮和暗子像素的圖案的位置，圖像偽影的外觀可以改變。例如，像相對傾斜于圖5中所示出的那個的輸入主圖像中的暗對角線會在輸出像素子集中導(dǎo)致整體品紅色外觀。如果多視點(diǎn)圖像處理向一些合成白像素中的所有的顏色子像素增加輝度，且相應(yīng)地從相鄰合成白像素的所有顏色組分中減去輝度(也如在GB專利申請?zhí)?0804022. 2中所描述的)，而不是在子像素級別上形成圖案(patterning)，則對角線可能完全消失。
GB專利申請?zhí)?804022. 2描述了在多視點(diǎn)圖像組合過程中添加分別作用于輸入主圖像數(shù)據(jù)集和側(cè)圖像數(shù)據(jù)集的預(yù)處理步驟10、11，包括圖像模糊過濾器以防止這些圖像偽影出現(xiàn)。對該顯示處理的此改變在附圖的圖6 (對應(yīng)于GB專利申請?zhí)?804022. 2的圖 17)中予以圖示。
在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，提供了一種改進(jìn)的圖像預(yù)處理方法，其使用由該多視點(diǎn)圖像處理方法執(zhí)行的圖像數(shù)據(jù)操縱的知識和它們生成的圖像偽影，以在對輸入圖像進(jìn)行最小改變且對計(jì)算資源進(jìn)行最優(yōu)效率的使用的情況下、以這樣的方式改變輸入圖像數(shù)據(jù)集以便防止輸出圖像中的偽影的顯現(xiàn)(例如，可以采用下列項(xiàng)中的任何一個或多個來執(zhí)行處理較少的柵極(gate)；用于緩沖數(shù)據(jù)的較少的存儲器；較少的嚴(yán)格定時(stringent timing)；較低的等待時間；以及較低的功耗)。
在優(yōu)選方法中，由于輸入圖像像素?cái)?shù)據(jù)被另外的圖像處理裝置10或11接收，所以該輸入圖像像素?cái)?shù)據(jù)被多個像素緩沖，這允許相鄰像素?cái)?shù)據(jù)值的子集在圖像上的“窗口”或者“核”中被一起采樣。每個這樣的窗口或者核均被視為包括該像素?cái)?shù)據(jù)的子集，其中每個子集包括相同數(shù)目的像素組，且每個像素組包括至少一個像素。例如，每個像素組可以包括單個像素，或者可以是包括紅、綠和藍(lán)像素的合成顏色像素組。為了簡明起見，本文有時把像素組簡單稱為像素。
然后對每個子集應(yīng)用三步驟處理
第一(分類)步驟，其用于把子集內(nèi)的像素表示為“高”或“低”值的像素。此分類步驟還可以被視為是基于亮度把像素分配到預(yù)定的一組級別中的一個級別的步驟(在此情況中存在兩個這樣的級別“高”和“低”)。在像素值涉及單個單色或者黑和白像素的情況下，處理鄰近像素的像素值。然而，在合成顏色像素組的情況下，它們中的每一個包括紅、綠和藍(lán)像素，進(jìn)而把該處理應(yīng)用到鄰近的合成像素組的顏色組分像素值中的每一個。
在第二(比較，或者情況探測)步驟中，將所得到的高/低圖案與一組已知圖案進(jìn)行比較。
在發(fā)現(xiàn)匹配的情況下，對子集中的像素中的至少一個像素執(zhí)行第三(操作)步驟， 且于是在圖像內(nèi)移動采樣窗口以采樣新的一組像素。在沒有出現(xiàn)匹配的情況下，讓像素值不改變且繼續(xù)移動采樣窗口(如果未發(fā)現(xiàn)匹配，可以至少在概念上把它視為新的像素?cái)?shù)據(jù)，應(yīng)用過濾器，其簡單地取得現(xiàn)有圖像像素?cái)?shù)據(jù)并使用它而不進(jìn)行改變)。一旦該窗口已經(jīng)掃描了主輸入圖像的全部且對圖像數(shù)據(jù)值執(zhí)行了任何必要的改變，就把經(jīng)調(diào)整的圖像數(shù)據(jù)從預(yù)處理電路輸出到多視點(diǎn)電路。
在示例性實(shí)現(xiàn)方式中，采樣窗口或者“核”是4X1水平像素塊。分類步驟包括求所有像素的數(shù)據(jù)值的平均，并把核內(nèi)具有高于平均值的數(shù)據(jù)值的那些像素定義為具有高值， 用“1”表示，而把具有低于平均數(shù)據(jù)值的那些像素定義為低值或者“0”。在圖7中針對一示例性行的像素值圖示了此處理。
于是，將0和1值的4X1圖案與一組已知圖案進(jìn)行比較，且對從核的左邊數(shù)第二個像素(Px)執(zhí)行與當(dāng)前圖案對應(yīng)的操作。該4X1窗口于是在圖像中向右移一個像素并重復(fù)高/低分類、圖案比較和對第二像素進(jìn)行操作。此過程繼續(xù)直到該核已經(jīng)掃描了圖像中所有行的全部寬度?？赡苁前褋碜韵惹安襟E的經(jīng)修改的數(shù)據(jù)值用在后續(xù)步驟中，或者可能是使用原始數(shù)據(jù)值。例如，在第一階段中，4X1窗口的像素2可能被修改(從左數(shù)第二個像素)，而在第二階段中那個像素則在4X1窗口內(nèi)變成像素1。在第一實(shí)現(xiàn)方式中，像素1的新值會被用在第二階段中的計(jì)算中，而在第二實(shí)現(xiàn)方式中會使用像素1的原始值。在視頻顯示器中，此處理實(shí)時進(jìn)行，在幀時間內(nèi)過濾視頻序列的每個幀并把經(jīng)修正的圖像輸出給顯不器。
如先前提及的，在每個像素組由各個顏色組分像素組成的情況下，針對每個顏色組分單獨(dú)地重復(fù)該處理。例如，圖7的圖解可以被視為表示4X 1窗口中四個鄰近像素的只是紅顏色組分的相應(yīng)值，或者綠值或者藍(lán)值。在另一實(shí)施例中，對于該窗口而言將可以一起考慮并處理來自一個以上顏色組分的值，從而使得可以解決更復(fù)雜的彩色圖案。
在示例性實(shí)施例中，16個可能核圖案中的10個已經(jīng)被發(fā)現(xiàn)需要對從左數(shù)第二個像素執(zhí)行操作以便修正下述圖像特征，所述圖像特征否則會導(dǎo)致多視點(diǎn)圖像中的偽影。這些圖案和對應(yīng)的操作在圖8中示出。應(yīng)當(dāng)注意，用來計(jì)算Px'的像素值，核中從左數(shù)第二個像素的新值，是像素Px和其相鄰的Pjri和Prt的原始數(shù)據(jù)值，而不是在該過程的第一步驟中用來表示高/低值的0或1值，也不是在不同位置中采用核從先前步驟得到的新修正的像素值。從圖8中的表還應(yīng)當(dāng)注意的是，本發(fā)明的實(shí)施例能夠區(qū)分每個圖案與其反圖案 (inverse);例如，圖案1與圖案1的反圖案(其是圖案2)是可區(qū)分的，而圖案3與圖案3的反圖案(其是圖案4)是可區(qū)分的。不同的過濾器或者操作被應(yīng)用到每個圖案及其對應(yīng)的相應(yīng)反圖案。本發(fā)明的實(shí)施例能夠通過著眼于像素?cái)?shù)據(jù)方面的圖案而不是從像素?cái)?shù)據(jù)導(dǎo)出的絕對差方面的圖案(如GB-A-2445982中的情況)來做這些。然而，并不要求對每個圖案與其反圖案進(jìn)行區(qū)分；情況可能是這樣將同一過濾器或者操作應(yīng)用于特定的圖案及其反圖案，因此在那種情形下在這兩者之間進(jìn)行任何區(qū)分并不是必要的。情況還可能是這樣盡管要求區(qū)分開一個特定圖案與其反圖案(例如1101與0010)，過濾器可能僅被應(yīng)用到這兩個中的一個(例如，1101)，而對這兩個中的另一個(例如，0010)不應(yīng)用過濾器；在此情況下，僅要求探測所述圖案中的一個圖案的存在，而不是這二者。在此上下文中，像素?cái)?shù)據(jù)的反圖案可以被視為是組合以產(chǎn)生基本上均勻的圖像的圖案，其中亮是暗的相反事物，且反之亦然。
在計(jì)算PX’(BN，WN, BL, WL, BE, WE, WC和BC)時使用的參數(shù)可以被分配以0和 1之間的任何值，且這些確定了當(dāng)執(zhí)行特定操作時，PX的數(shù)據(jù)值向其相鄰像素的數(shù)據(jù)值移動的量。在使應(yīng)用到圖像的改變量最小化時，為了防止多視點(diǎn)圖像中出現(xiàn)任何圖像偽影，需要根據(jù)顯示器的光學(xué)特性(亮度、對比度、伽馬曲線等)來準(zhǔn)確設(shè)置這些參數(shù)。為了優(yōu)化過濾處理的效率，希望參數(shù)是2n的整數(shù)分?jǐn)?shù)，即，m/16或者m/32，其中η和m是正整數(shù)，以便允許除步驟是簡單的位位移(bit-shift)。
與現(xiàn)有技術(shù)的圖像模糊過濾器相比，本實(shí)施例的優(yōu)點(diǎn)是多情況探測步驟允許確定要被操作的像素是否是暗的或者亮的單像素寬度線的一部分，暗的或者亮的單像素寬度線的相鄰像素，兩像素寬度的暗或亮線的左邊緣，或者兩像素間距的暗-亮棋盤格式圖案的一部分。這些是促使由多視點(diǎn)圖像處理產(chǎn)生偽影的主要圖像特征，且每個要求在每種情況下執(zhí)行不同的操作以便對否則會出現(xiàn)的偽影進(jìn)行最優(yōu)修正。特別地，可以與黑特征不同地對待白特征，而鄰近于薄特征(thin feature)的像素可能經(jīng)受與構(gòu)成該特征本身的像素不同的改變量。這允許相同的過濾器來加強(qiáng)白和黑線二者的顯現(xiàn)，顯著地增加多視點(diǎn)處理之后的圖像的所感知質(zhì)量的能力。對于每個圖案匹配情況使用不同的操作(每個具有個別地調(diào)整的參數(shù))允許達(dá)到此目的。
應(yīng)當(dāng)注意，盡管上面把該處理描述為使核跨越圖像從左到右運(yùn)動，但是可以使它以其它方式或者垂直地運(yùn)動，其中在每個步驟處對核內(nèi)哪個像素的對應(yīng)變化使其數(shù)據(jù)值改變，而不會改變該處理的整體性能。
還應(yīng)當(dāng)注意，盡管如上描述的分類步驟已經(jīng)被示出為給出了有效結(jié)果，但是與可能同樣有效或者更有效的特定情況圖案相比，存在用于將輸入圖像像素?cái)?shù)據(jù)值分配為0/1 狀態(tài)的許多其它可能的方法?？梢詰?yīng)用簡單的閾值數(shù)據(jù)值，當(dāng)像素的數(shù)據(jù)值低于該閾值時其把像素分類為低，而當(dāng)像素的數(shù)據(jù)值高于閾值時把它們分類為高?？梢詰?yīng)用具有區(qū)段 (band)的閾值，關(guān)于具有在該區(qū)段內(nèi)的數(shù)據(jù)值的像素而言，既不把高的又不把低的狀態(tài)分配給它們。根據(jù)它們的相關(guān)數(shù)據(jù)值與它們的相鄰像素的比較，可以把子集內(nèi)的像素分配為高或者低。此方法還可以經(jīng)受“延展(spread)”，其中如果像素與它們的相鄰像素的差小于一定的量，則像素既不被分類為高也不被分類為低。這些方法、這些方法與執(zhí)行相同分類功能的其它方法的組合也將落入本發(fā)明的范圍之內(nèi)。
甚至可以省掉單獨(dú)的分類步驟，例如使得情況探測步驟將直接對圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行操作；情況探測步驟例如會通過使圖像數(shù)據(jù)(而不是預(yù)處理的分類值)作為輸入的預(yù)定情況探測算法，來決定基于圖像數(shù)據(jù)本身要求什么改變(如果有的話)。在此情況下能夠考慮組合第一和第二步驟，其中分類和情況探測被作為一個來執(zhí)行；此步驟基本是把像素?cái)?shù)據(jù)歸類到若干類別中的一個類別中，每個類別具有相關(guān)的過濾器。還可以把所有三個步驟組合成一個步驟；所有必要的是新像素?cái)?shù)據(jù)是以某方式基于子集的像素的亮度圖案而導(dǎo)出的， 使用什么步驟以及使用多少步驟來達(dá)到這個目的都沒有關(guān)系。另一可能性是第一步驟由像素子集數(shù)據(jù)計(jì)算一個或多個“特征指示符”，這些特征指示符反映與某些已知圖像特征相關(guān)聯(lián)的一個或多個對應(yīng)的相應(yīng)度量(measure)；例如一個這樣的特征指示符可能反映在外觀上像素是怎樣的“棋盤格式的”，其中高值反映高度棋盤格式的外觀，而低值反映不是非常棋盤格式的外觀。這些“特征指示符”于是將用于在第二步驟中確定實(shí)際上存在什么圖像特征(或者什么特征是最主導(dǎo)的)以及什么過濾器最適合于用在第三步驟中。
對于有技能的讀者將顯然的是，包括上面描述的實(shí)施例的圖像處理方法可以以運(yùn)行在為顯示裝置提供數(shù)據(jù)的處理單元上的軟件的形式來實(shí)現(xiàn)。該過程也可以實(shí)現(xiàn)在硬件、 專用集成電路(ASIC)、現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)中，集成到現(xiàn)有顯示控制電子器件中或者其它電子電路中。該實(shí)施例的低計(jì)算資源實(shí)現(xiàn)方式的一個優(yōu)點(diǎn)是所需要的電路可以連同像素晶體管器件一起被沉積在顯示器的玻璃基板上，這節(jié)約了成本并允許該電路容易地適合于它被實(shí)現(xiàn)在其上的每個顯示器。
執(zhí)行所需要的處理的電路設(shè)計(jì)的示例在圖9中給出。在圖9中，上面描述的過程能夠被看成是以下列方式執(zhí)行與核的當(dāng)前位置對應(yīng)的圖像的像素?cái)?shù)據(jù)值被存儲在緩沖存儲器中。這些值被輸入到用于第一(分類)步驟的高/低探測器和平均值計(jì)算器，并且還被輸入到用于第三(操作)步驟的參數(shù)乘法過程。通過圖案匹配選擇器把高/低探測器的輸出用在第二 (情況探測)步驟中，以選擇可用參數(shù)中的哪些(來自寄存器塊的輸入)以便應(yīng)用到來自緩沖器的像素值，從而在第三(操作)步驟中計(jì)算修正的輸出值。可用參數(shù)在該圖中被示為 WN0/1，BNO/1, WLO/1, BLO/1, WEO/1, BEO/1, WCO/1 和 BC0/1，所述 0/1 后綴取決于它是否是用于應(yīng)用到Px (當(dāng)前正被改變的像素)或者其緊挨著的相鄰像素之一的參數(shù)(例如， 使用圖8中給出的值，WNl將等于1-WN0)。
應(yīng)當(dāng)注意，盡管圖9把輸入圖像數(shù)據(jù)描繪為具有每顏色通道6比特的比特深度 (即，每像素18比特)，但是該圖僅是示例實(shí)現(xiàn)方式，且通過該示的功能性處理可以被應(yīng)用于任何比特深度的圖像。
如所描繪的實(shí)現(xiàn)方式還允許把簡單的定閾值方案用在第一(分類)步驟中，其中可能輸入BT和WT值以確定針對高和低狀態(tài)的數(shù)據(jù)級別閾值。這些值還可以結(jié)合核平均值而被使用以定義高于和低于核平均值的區(qū)段，其中像素?cái)?shù)據(jù)值必須在外面以便被分類為高或者低。
還應(yīng)當(dāng)注意，雖然如上面所描述的處理在經(jīng)受多視點(diǎn)處理的圖像的感知質(zhì)量方面產(chǎn)生顯著的增加且需要非常適度的計(jì)算資源，但是在以增加的計(jì)算資源為代價的情況下， 能夠具有出眾的性能的對該處理的變化是可能的。如先前所論述的，輸入圖像中的對角線是通常引起多視點(diǎn)圖像中最顯著的圖像偽影的特征。因此，希望使用一種這樣的處理方法 其能夠把對角線和水平及垂直線區(qū)分開，并因此在讓非對角線相對不改變的同時應(yīng)用所要求的修正以保持更大的整體圖像清晰度。對于單線核而言這是不可能的，但是如果核的面積增加到覆蓋2個或更多行，且用于比較和確定要應(yīng)用哪個操作的特定圖案的數(shù)目以及可用操作的數(shù)目得以增加，則可以使該處理在基本維持如上面所描述的那樣的同時優(yōu)先對對角線進(jìn)行操作，并由此在輸出多視點(diǎn)圖像中提供出眾的圖像質(zhì)量。在不脫離本發(fā)明的范圍的情況下，所利用的圖像掃描核的形狀因此可以是4X2，5X2，3X3像素，或者被發(fā)現(xiàn)用以提供最優(yōu)性能的任何形狀。
在此實(shí)施例的第二示例性實(shí)現(xiàn)方式中，在第一(分類)步驟中，使用4 X 3像素窗口來對主圖像的每個像素及其周圍像素進(jìn)行采樣。再者，在第二 (情況探測)步驟中，將若干可能情況與窗口內(nèi)的像素布置進(jìn)行比較，以及在第三(操作)步驟中，利用基于3X3像素的模糊機(jī)制，結(jié)合諸如“伽馬”冪律轉(zhuǎn)換之類的“像素外觀(Pixel appearance)"轉(zhuǎn)換步驟的非線性數(shù)據(jù)-值。再者，在合成顏色像素組的情況下，所述合成顏色像素組中的每一個包括紅、綠和藍(lán)像素，該處理進(jìn)而被應(yīng)用到圖像的顏色組分像素值中的每一個。在像素值與單個單色或者黑和白像素有關(guān)的情況下，處理八個鄰近像素的像素值。在此示例中，在第一步驟中使用4X 3窗口而不是例如如在第三步驟中使用的3X 3窗口，這是因?yàn)?X 3窗口應(yīng)該提供區(qū)分白文本與黑文本的更可靠的方法。然而，將意識到的是，可以使用任何尺寸的窗口 ；且為了存儲目的，更小的兩個將更好。
此實(shí)現(xiàn)方式中的第一(分類)步驟可以與先前描述的方法的相同，但是可以被擴(kuò)展以用在4X3像素窗口中，S卩，計(jì)算子集的平均像素?cái)?shù)據(jù)值且具有高于此的數(shù)據(jù)值的像素被表示為“ 1”像素，而具有低于平均值的數(shù)據(jù)值的像素被表示為“0”像素。
在第二 (情況探測)步驟中，與水平或者垂直線特征相比，用于自動對對角線特征應(yīng)用更大程度的改變的3X3像素核的更大功能意味著需要探測較少的個體情況且應(yīng)用特定于那個情況的操作。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，僅三個通用情況需要探測以及應(yīng)用特定于每個情況的基于3X3像素的過濾操作。這些可以在暗背景上被描述為亮的薄特征，在亮背景上被描述為暗的薄特征，以及單像素間距棋盤式圖案。
用以確定兩個細(xì)微特征情況的相對簡單的方法包括對4 X 3窗口中的“ 1”類型像素的數(shù)目求和如果十二像素窗口包含六個或者更多“ 1，，類型像素，則該情況在亮背景上可以被定義為暗特征。如果該十二像素窗口包含小于六個“1”類型像素，則該情況在暗背景上可以被定義為亮特征。
可以由具有交替像素分類類型(例如，1 0 1或者0 1 0)的4X3窗口的中心水平線中的四個像素中的左手三個像素、以及高于或者低于具有相反的交替圖案(例如分別為0 1 0或者1 0 1)的那些像素的三個像素來確定存在單像素間距棋盤式圖案的情況。
在第三(操作)步驟中，基于其原始數(shù)據(jù)值和在它周圍的八個像素的數(shù)據(jù)值(即，用在第二步驟中的4X 3子集中的12個像素的最左邊的九個像素)，可以把新的數(shù)據(jù)值寫到 4 X 3像素子集的中間行中的從左數(shù)第二個像素。所使用的3 X 3像素操作可以是如在GB專利申請?zhí)?701325. 3的公開內(nèi)容中所描述的那樣簡要地，基于主圖像中其數(shù)據(jù)值的加權(quán)和以及其八個緊挨著的相鄰像素的數(shù)據(jù)值來計(jì)算每個像素的顯現(xiàn)(appearance)的整體度
So 之后對于像素的相同子集計(jì)算第二整體顯現(xiàn)值，但是其中，緊挨著的并排相鄰像素被設(shè)置為0，近似于像素子集上多視點(diǎn)處理的效果。對加權(quán)和進(jìn)行歸一化，并通過對中心像素?cái)?shù)據(jù)值的新值P’ (X, y)的計(jì)算把所述加權(quán)和設(shè)置成彼此相等，如果必要的話。此相等性在圖10中予以圖示。因此給出中心像素的新數(shù)據(jù)值P’ (x, y)的公式是
公式(1)
其中，ω 、ω2和ω 3是所使用的加權(quán)參數(shù)，而P (x，y)等是主圖像中的各坐標(biāo)處的像素的數(shù)據(jù)值。與先前示例一樣，一旦已經(jīng)計(jì)算了 3X3窗口中的中心像素的新值，此值就被寫入至準(zhǔn)備用于輸入至多視點(diǎn)圖像處理的輸出圖像，且針對輸入主圖像中的下一個像素重復(fù)整個三步驟處理，直到整個圖像已經(jīng)被該窗口掃描和處理為止。
此方法可以通過像素加權(quán)參數(shù)的選擇來進(jìn)行優(yōu)化，以與圖像中水平和垂直線特征相比自動地對對角線特征應(yīng)用更大程度的改變。這減少了需要在第二 (情況探測)步驟中考慮的特定情況的數(shù)目，且如先前所描述的，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)通過在暗背景上的亮特征、白背景上的暗特征、以及單像素間距棋盤格式圖案的這三種情況中僅應(yīng)用三個不同的基于3X3像素的操作，可以實(shí)現(xiàn)改進(jìn)的圖像顯現(xiàn)。
在三種情況中，可以通過把3X3子集內(nèi)的像素的視亮度(apparent brightness) 的2-D高斯分布(Gaussian profile)假設(shè)為距它們中心的距離的函數(shù)，以及基于此來量化周圍像素對該中心像素的影響來確定公式1處理的加權(quán)參數(shù)，如在GB專利申請?zhí)?0701325. 3中所描述的那樣。例如，假設(shè)具有0. 5像素寬度的標(biāo)準(zhǔn)偏差的2D高斯給出了加權(quán)參數(shù) ω 1=0. 0240、ω 2=0. 1070 和 ω 3=0. 4759。
在第三(操作)步驟中，這些相同的加權(quán)參數(shù)可以用在暗背景上的亮特征的情況和白背景上的暗特征的情況這二者中。然而，在通過基于3X3像素的操作處理得到的值之前，可以通過首先使用伽馬冪律函數(shù)把主圖像數(shù)據(jù)值變換成視輝度值來控制用以加強(qiáng)薄的 (單個像素)暗特征或者薄的亮特征或者二者的顯現(xiàn)的處理的整體趨勢以及改變程度，所述伽馬冪律函數(shù)例如是
￡-(%55)r 公式(2)
其中，L=視輝度，D=數(shù)據(jù)值(0— 255)而γ (伽馬)是冪律系數(shù)。
如果用在此變換中的伽馬值(變換參數(shù))產(chǎn)生了數(shù)據(jù)-值對輝度的關(guān)系(其準(zhǔn)確地描述了該數(shù)據(jù)值對顯示器自身中像素的輝度響應(yīng))，則基于3X3像素的操作將保持主圖像中暗和亮特征的整體輝度，如在顯示器上所觀察到的那樣，而仍然產(chǎn)生對清晰圖像特征的足夠的平滑作用以防止通過多視點(diǎn)處理引入彩色偽影。
如果所使用的伽馬值低于描述數(shù)據(jù)值對顯示器自身的輝度響應(yīng)的伽馬值，則在公式1中描述的基于3X3像素的操作的整體趨勢將是使主圖像中的暗特征的顯現(xiàn)壯大 (embolden)。這是由于在經(jīng)受該處理之后，具有亮相鄰像素的暗像素繼續(xù)保持暗，而具有暗相鄰像素的亮像素基本上被變暗。
如果所使用的伽馬值比描述數(shù)據(jù)值對顯示器自身的輝度響應(yīng)的伽馬值高，則公式 1中描述的基于3X3像素的操作的整體趨勢將是使主圖像中的亮特征的顯現(xiàn)壯大。這是由于在經(jīng)受該處理之后，具有暗相鄰像素的亮像素繼續(xù)保持亮的，而具有亮相鄰像素的暗像素基本上被變亮。
可能是這樣的情況如果亮和暗的薄特征二者的顯現(xiàn)被基于3X3像素的過濾處理壯大，則在應(yīng)用了多視點(diǎn)處理之后，主圖像的整體顯現(xiàn)得以改進(jìn)，在此情況中，在第二 (情況探測)步驟指示3X3窗口包括在暗背景上包含亮特征的圖像區(qū)域的情況下，高伽馬值可以被用在過濾操作中，而如果第二 (情況探測)步驟指示該3 X 3窗口包括在亮背景上包含薄的暗特征的圖像區(qū)域，則低伽馬值可以被用在過濾操作中，由此在這兩種情況中均達(dá)到了所要求的效果。
在對經(jīng)伽馬變換的像素?cái)?shù)據(jù)值應(yīng)用基于3X3像素的過濾處理之后，可以使用公式2的逆公式來把所得到的輸出值變換回它們的等價新數(shù)據(jù)值，即
權(quán)利要求
1.一種處理圖像數(shù)據(jù)以由顯示裝置的顯示面板顯示的方法，包括接收表示圖像的圖像像素?cái)?shù)據(jù)；在第一處理步驟中，處理所述像素?cái)?shù)據(jù)以對觀看者產(chǎn)生多視點(diǎn)效果；以及在第二處理步驟中，對于所述像素?cái)?shù)據(jù)的多個子集中的每一個子集，其中每個子集包括相同數(shù)目的像素組且每個像素組包括至少一個像素，根據(jù)子集的像素組中的像素?cái)?shù)據(jù)的圖案導(dǎo)出所述子集的所述像素組中的至少之一的新像素?cái)?shù)據(jù)，以能夠?qū)χ辽僖粋€該圖案與其反圖案進(jìn)行區(qū)分的方式來執(zhí)行所述新像素?cái)?shù)據(jù)的所述導(dǎo)出。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，考慮所述顯示面板的屬性來執(zhí)行所述第一處理步驟，以便引起軸線上輝度的變化和軸線外輝度的變化，所述軸線上輝度的變化趨向于通過空間求平均進(jìn)行局部平衡且因此不會被軸線上的觀看者感知，所述軸線外輝度的變化不通過空間求平均進(jìn)行局部平衡且因此會被軸線外的觀看者感知。
3.—種處理圖像數(shù)據(jù)以由顯示裝置的顯示面板顯示的方法，包括接收表示圖像的圖像像素?cái)?shù)據(jù)；在第一處理步驟中，考慮所述顯示面板的屬性來對像素?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行處理，以便引起軸線上輝度的變化和軸線外輝度的變化，所述軸線上輝度的變化傾向于通過空間求平均來進(jìn)行局部平衡且因此不會被軸線上的觀看者感知，所述軸線外輝度的變化不通過空間求平均進(jìn)行局部平衡且因此會被軸線外的觀看者感知；以及，在第二處理步驟中，針對所述像素?cái)?shù)據(jù)的多個子集中的每一個子集，其中每個子集包括相同數(shù)目的像素組且每個像素組包括至少一個像素，根據(jù)子集的像素組中的像素?cái)?shù)據(jù)的圖案導(dǎo)出所述子集的所述像素組中的至少之一的新像素?cái)?shù)據(jù)。
4.如權(quán)利要求2或者3所述的方法，其中，在所述第一處理步驟中，對于一對像素組中的一個像素組而言，通過空間求平均而被觀看者感知為具有單一輝度的、在軸線上引起的任何輝度增加基本匹配于所述對的像素組中的另一個像素組的基本等價的輝度減小。
5.如權(quán)利要求4所述的方法，其中，所述對的像素組中的一個像素組的所得到的輝度接近于最大輝度，或者所述對的另一個像素組的所得到的輝度接近于最小輝度。
6.如前述任何權(quán)利要求所述的方法，其中，導(dǎo)出新像素?cái)?shù)據(jù)包括根據(jù)像素?cái)?shù)據(jù)的圖案選擇過濾器，以及把所選擇的過濾器應(yīng)用到子集的像素組中的至少一些像素組以導(dǎo)出所述新像素?cái)?shù)據(jù)。
7.如前述任何權(quán)利要求所述的方法，包括比較像素?cái)?shù)據(jù)的圖案和多個預(yù)定圖案，以及根據(jù)比較步驟的結(jié)果導(dǎo)出新像素?cái)?shù)據(jù)。
8.如權(quán)利要求7所述的方法，當(dāng)從屬于權(quán)利要求6時，其中所述預(yù)定圖案中的每一個預(yù)定圖案與對應(yīng)的相應(yīng)過濾器相關(guān)聯(lián)，且包括在所述比較步驟中確定匹配的圖案，并選擇其相關(guān)聯(lián)的過濾器以供在導(dǎo)出新像素?cái)?shù)據(jù)中使用。
9.如權(quán)利要求7或者8所述的方法，其中，比較步驟包括對于正在針對其導(dǎo)出新像素?cái)?shù)據(jù)的所述至少一個像素組中的所述像素組或每個像素組，確定該像素組相對于至少一個緊挨著的鄰近像素組的亮度的度量，所述度量在較高和較低亮度之間進(jìn)行區(qū)分。
10.如權(quán)利要求7或者8或者9所述的方法，包括，針對子集中的每個像素組，依據(jù)其像素?cái)?shù)據(jù)把所述像素組分配到預(yù)定的一組級別中的一個級別，以及在所述比較步驟中比較所分配級別的圖案和預(yù)定圖案。
11.如權(quán)利要求10所述的方法，包括基于子集的像素組中的至少一些像素組的像素?cái)?shù)據(jù)計(jì)算度量，且其中根據(jù)所計(jì)算的度量來執(zhí)行把像素組分配到所述預(yù)定級別之一的步驟。
12.—種處理圖像數(shù)據(jù)以由顯示裝置的顯示面板顯示的方法，包括接收表示圖像的圖像像素?cái)?shù)據(jù)；在第一處理步驟中，處理像素?cái)?shù)據(jù)以對觀看者產(chǎn)生多視點(diǎn)效果；以及在第二處理步驟中，對于像素?cái)?shù)據(jù)的多個子集中的每一個子集，其中每個子集包括相同數(shù)目的像素組且每個像素組包括至少一個像素基于子集的像素組中的至少一些像素組的像素?cái)?shù)據(jù)計(jì)算度量；對于子集中的每個像素組，依據(jù)其像素?cái)?shù)據(jù)以及根據(jù)所計(jì)算的度量把所述像素組分配到預(yù)定的一組級別中的一個級別；比較所分配級別的圖案和多個預(yù)定圖案；以及根據(jù)比較步驟的結(jié)果導(dǎo)出子集的像素組中的至少一個像素組的新像素?cái)?shù)據(jù)。
13.如權(quán)利要求11或者12所述的方法，其中，所述度量是平均值。
14.如權(quán)利要求11、12或者13所述的方法，包括基于其像素?cái)?shù)據(jù)和所計(jì)算的度量之間的比較來把像素組分配到所述預(yù)定的一組級別中的一個級別。
15.如前述任何權(quán)利要求所述的方法，包括例如基于伽馬冪律函數(shù)來把像素?cái)?shù)據(jù)轉(zhuǎn)變成視輝度值以供在導(dǎo)出步驟中使用。
16.如權(quán)利要求15所述的方法，包括使用根據(jù)子集的像素組的圖案確定的至少一個轉(zhuǎn)變參數(shù)。
17.如前述任何權(quán)利要求所述的方法，其中子集的像素組是鄰接的，且基本上在一個維度上延伸。
18.如前述任何權(quán)利要求所述的方法，其中，子集的像素組包括鄰接的二維布置。
19.如前述任何權(quán)利要求所述的方法，其中，所述多個子集中的每一個子集與另一子集間隔開一個像素組。
20.如前述任何權(quán)利要求所述的方法，其中，導(dǎo)出新像素?cái)?shù)據(jù)的步驟使用在第一處理步驟中所執(zhí)行的處理的知識。
21.如前述任何權(quán)利要求所述的方法，其中，新像素?cái)?shù)據(jù)以這樣的方式被導(dǎo)出以便考慮像素?cái)?shù)據(jù)的圖案，其表示圖像特征，所述圖像特征傾向于引起作為在第一處理步驟中所執(zhí)行的處理的結(jié)果的偽影。
22.如前述任何權(quán)利要求所述的方法，其中，所述導(dǎo)出步驟包括確定正針對其導(dǎo)出新像素?cái)?shù)據(jù)的至少一個像素組中的所述像素組或者每個像素組是否形成像素?cái)?shù)據(jù)的圖案的一部分，其表示圖像特征，所述圖像特征傾向于引起作為在第一處理步驟中所執(zhí)行的處理的結(jié)果的偽影。
23.如前述任何權(quán)利要求所述的方法，其中，在導(dǎo)出步驟中不同地對待表示在相對暗的背景上的亮特征的像素?cái)?shù)據(jù)的圖案和表示在相對亮的背景上的暗特征的像素?cái)?shù)據(jù)的圖案。
24.如前述任何權(quán)利要求所述的方法，其中，導(dǎo)出步驟包括根據(jù)像素?cái)?shù)據(jù)的圖案確定正針對其導(dǎo)出新像素?cái)?shù)據(jù)的至少一個像素組中的所述像素組或者每個像素組是否形成下列圖像特征中的至少一個圖像特征的一部分具有單個像素組寬度的暗或者亮線；具有單個像素組的寬度的暗或者亮線的相鄰像素組；具有兩個像素組的寬度的暗或者亮線的左邊緣；具有一個或者兩個像素組的間距的暗-亮棋盤格圖案；以及對角線。
25.如前述任何權(quán)利要求所述的方法，其中，所述第二處理步驟在所述第一處理步驟之前執(zhí)行。
26.如權(quán)利要求114任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述第二處理步驟在所述第一處理步驟之后執(zhí)行。
27.如前述任何權(quán)利要求所述的方法，其中，針對子集的像素組中的單獨(dú)的一個像素組導(dǎo)出新像素?cái)?shù)據(jù)。
28.如前述任何權(quán)利要求所述的方法，其中，每個像素組包括顏色組分像素的合成顏色像素組，所述方法進(jìn)而被應(yīng)用到所述顏色組分像素中的每一個。
29.如權(quán)利要求觀所述的方法，其中，所述合成顏色像素組包括紅、綠和藍(lán)顏色組分像素。
30.如前述任何權(quán)利要求所述的方法，其中，執(zhí)行所述第一處理步驟以交織表示不同的相應(yīng)圖像的所接收的像素?cái)?shù)據(jù)集以便把那些不同的圖像呈現(xiàn)給在不同的相應(yīng)觀看位置處的觀看者。
31.一種設(shè)備，其被布置成用來執(zhí)行如在前述任一項(xiàng)權(quán)利要求中所述的方法。
32.一種顯示裝置，包括如權(quán)利要求31所述的設(shè)備。
33.一種用于控制設(shè)備以執(zhí)行如權(quán)利要求1-30任一項(xiàng)所述的方法的程序。
34.如權(quán)利要求33所述的程序，其被承載在載體介質(zhì)上，其中，所述載體介質(zhì)是存儲介質(zhì)或者傳輸介質(zhì)。
35.一種方法、設(shè)備或者顯示裝置，其基本上如在上文中關(guān)于附圖所描述的那樣。
全文摘要
提供了一種處理圖像數(shù)據(jù)以由顯示裝置的顯示面板顯示的方法。接收表示圖像的圖像像素?cái)?shù)據(jù)。在第一處理步驟中，處理該像素?cái)?shù)據(jù)以便對于觀看者產(chǎn)生多視點(diǎn)效果。在第二步驟中，對于所述像素?cái)?shù)據(jù)的多個子集(核)中的每一個，其中每個子集(核)包括相同數(shù)目的像素組(Px-1,Px,Px+1,Px+2)且每個像素組(Px-1,Px,Px+1,Px+2)包括至少一個像素，根據(jù)子集(核)的像素組(Px-1,Px,Px+1,Px+2)中的像素?cái)?shù)據(jù)的圖案(Pattern#)導(dǎo)出(操作)該子集(核)的像素組(Px)中的至少一個的新的像素?cái)?shù)據(jù)(Px’)。新的像素?cái)?shù)據(jù)(Px’)的導(dǎo)出(操作)以能夠?qū)χ辽僖粋€這樣的圖案與其反圖案進(jìn)行區(qū)分的方式來執(zhí)行。
文檔編號G02F1/133GK102187267SQ20098014130
公開日2011年9月14日 申請日期2009年10月16日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月20日
發(fā)明者B·J·布勞格頓, A·凱, G·R·瓊斯, M·P·塞維斯, 前田健次, 渡邊辰雄 申請人:夏普株式會社