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三维显示器的零维调暗

阅读:756发布:2022-05-22

专利汇可以提供三维显示器的零维调暗专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 公开了一种使用右图像数据和左图像数据对三维显示器或多视图显示器的 背光 源 进行零维调暗的方法。所述方法接收所述右图像数据和所述左图像数据的右 像素 亮度 值和左像素亮度值,并且其使用因子或 修改 因子来重映射所述右像素亮度值和所述左像素亮度值,所述因子基于平均亮度值或基于明亮度百分位值,所述修改因子还包括左像素亮度值和右像素亮度值之间的绝对差。根据 视差 上的考虑选择性地使用所述因子或所述修改因子来重映射特定的右像素亮度值和左像素亮度值。所述方法通过在所述显示器亮度无明显或实质损耗的情况下调暗所述背 光源 ,从而节省电 力 。,下面是三维显示器的零维调暗专利的具体信息内容。

1.一种使用右和左图像数据对显示器进行零维调暗的方法,包括:
接收具有右像素亮度值的右图像数据;
接收具有左像素亮度值的左图像数据;以及
使用基于以亮度值(La)为基础的平均值或百分位值统计的第一因子并使用基于所述右像素亮度值与所述左像素亮度值之差的第二因子,来修改所述右像素亮度值和所述左像素亮度值,
其中所述修改步骤包括根据视差上的考虑选择性地使用所述第一因子或所述第二因子。
2.根据权利要求1所述的方法,其中所述第一因子包括Ls/La,其中Ls为基于La的转换亮度值。
3.根据权利要求2所述的方法,其中La为基于亮度值的平均值或基于具有亮度视差的所述右图像数据和所述左图像数据的值的百分位值。
4.根据权利要求1所述的方法,其中所述第二因子包括绝对差|Lr-Ll|,其中Lr为所述右像素亮度值之一并且Ll为所述左像素亮度值之一。
5.根据权利要求1所述的方法,其中所述修改步骤包括如果所述像素值Lr或Ll不大于La,则选择性地使用所述第一因子来修改所述右图像数据和所述左图像数据特定的所述右像素亮度值和所述左像素亮度值(Lr和Ll)之一。
6.根据权利要求1所述的方法,其中所述修改步骤包括如果所述像素值Lr或Ll大于La,则选择性地使用所述第二因子来修改所述右图像数据和所述左图像数据特定帧的所述右像素亮度值和所述左像素亮度值(Lr和Ll)之一。
7.根据权利要求1所述的方法,其中所述接收步骤包括接收三维显示器的所述右图像数据和所述左图像数据。
8.根据权利要求1所述的方法,其中所述接收步骤包括接收多视图显示器的所述右图像数据和所述左图像数据。
9.一种使用右图像数据和左图像数据对显示器进行零维调暗的系统,
其包括控制器,所述控制器被配置为:
接收具有右像素亮度值的右图像数据;
接收具有左像素亮度值的左图像数据;以及
使用基于以亮度值(La)为基础的平均值或百分位值统计的第一因子并使用基于所述右像素亮度值与所述左像素亮度值之差的第二因子,来修改所述右像素亮度值和所述左像素亮度值,
其中所述修改步骤包括根据视差上的考虑选择性地使用所述第一因子或所述第二因子。
10.一种具有零维调暗的三维显示器,包括:
液晶显示面板
背光源,所述背光源具有能够在右图像数据和左图像数据之间调制的光源;
双面棱镜膜,所述双面棱镜膜设置在所述液晶显示面板与所述背光源之间;以及控制器,所述控制器连接到所述背光源并被配置为:
接收具有右像素亮度值的所述右图像数据;
接收具有左像素亮度值的所述左图像数据;以及
使用基于以亮度值(La)为基础的平均值或百分位值统计的第一因子并使用基于所述右像素亮度值与所述左像素亮度值之差的第二因子,来修改所述右像素亮度值和所述左像素亮度值,
其中所述修改步骤包括根据视差上的考虑选择性地使用所述第一因子或所述第二因子。

说明书全文

三维显示器的零维调暗

背景技术

[0001] 典型的零维背光源调暗变换(重映射)或开启液晶显示器(LCD)的像素,使得调暗背光源加变换图像致使背光源和正常图像上的亮度感知近似于100%。该零维调暗的优点在于节省背光源电,这在便携式电池驱动显示器中为一重要优点。已经开发出像素校正算法来实现零维调暗。这些算法涉及像素亮度的统计分析,并且可基于例如平均的明亮度或明亮度百分位值统计。这些算法节省电力的能力已通过实验证明并且可在保持适当的显示器亮度感知的同时多达三倍。然而,这些算法被开发用于单视图显示器。
[0002] 因此,需要用于三维或多视图显示器的零维调暗。发明内容
[0003] 一种根据本发明的方法,其使用右和左图像数据提供了用于显示器的零维调暗。该方法包括接收具有右像素亮度值的右图像数据和具有左像素亮度值的左图像数据。使用基于以亮度值为基础的平均值或百分位值统计的第一因子及基于右像素亮度值与左像素亮度值之差的第二因子,来修改右和左像素亮度值。该修改步骤包括根据可能的视差降低的分析,选择性地使用第一因子或第二因子。
附图说明
[0004] 附图包含在本说明书中并构成本说明书的一部分,并且它们结合具体实施方式阐明本发明的优点和原理。在这些附图中,
[0005] 图1是示例性显示设备的示意性侧视图;
[0006] 图2A和图2B是操作中的示例性自动立体三维显示设备的示意性侧视图;
[0007] 图3是示出线性像素重映射算法的坐标图;以及
[0008] 图4是重映射算法的流程图

具体实施方式

[0009] 本发明的实施例包括三维显示器的背光源的统一或零维调暗方法,该方法保持了右和左图像数据的明亮度之间的视差信息。
[0010] 三维显示器
[0011] 图1是示例性三维自动立体显示设备10的示意性侧视图。该显示设备包括具有所需帧响应时间的LCD面板20和经定位将光提供给LCD面板20的背光源30。背光源30包括右眼图像固态光源32和左眼图像固态光源34,其能够以至少90赫兹的速率在光源32和34之间调制。背光源30包括光导装置35,该光导装置具有用于从光源34接收光的边缘33和用于从光源32接收光的边缘31。光源32和34可以用例如发光二极管(LED)来实现。
一侧具有棱镜且另一侧具有小透镜的双面棱镜膜40设置在LCD面板20和背光源30之间。
[0012] 同步驱动元件50电连接到背光源30、光源32和34以及LCD面板20。随着图像帧以每秒90帧或更高的速率被提供给LCD面板20,同步驱动元件50对右眼图像固态光源32和左眼图像固态光源34的启用和禁用(调制)进行同步,以产生无闪烁的视频或渲染计算机图形。图像源60连接到同步驱动元件50,并将图像帧(例如右眼图像和左眼图像)提供给LCD面板20。图像源60提供的图像可包括视频或计算机渲染图形。同步驱动元件50可包括连接到定制的固态光源驱动电子器件的视频接口,例如Westar VP-7视频适配器(Westar Display Technologies,Inc.(St.Charles,Missouri))。
[0013] 图2A和2B是操作中的显示设备10的示意性侧视图。在图2A中,左眼图像固态光源34点亮,而右眼图像固态光源32未点亮。在这种状态下,从左眼图像固态光源34发出的光透过背光源30,透过双面棱镜片40和LCD面板20,从而提供被导向观看者或观察者的左眼1a的左眼图像。在图2B中,右眼图像固态光源32被点亮,而左眼图像固态光源34未被点亮。在这种状态下,从右眼图像固态光源32发出的光透过背光源30,透过双面棱镜片40和LCD面板20,从而提供被导向观看者或观察者的右眼1b的右眼图像。
[0014] 每秒为观看者提供至少45个左眼图像和至少45个右眼图像(在右眼图像和左眼图像之间交替,并且图像可能是先前图像对的重复),从而为观看者提供无闪烁的三维图像。因此,与光源32和34的切换同步地交替显示不同右和左视点图像(计算机渲染或者由适当设置的静止图像相机或视频图像相机所获取)使观察者能够在视觉上融合这两个不同的图像,从而从平板显示器产生深度感。美国专利No.7,528,893中更详细地描述了三维显示器的例子。
[0015] 三维显示器的零维调暗
[0016] 在LED背光源显示器(例如上述三维显示器)中,按照如下公式对红色、绿色和蓝色(RGB)亚像素值求和,从而获得像素明亮度L:L=0.299R+0.587G+0.144B。每个单字节RGB值介于0和255之间,也就是0≤L≤255。L值中RGB的加权系数基于各个RGB分量对观察者感知强度起到的作用多少而选择,绿色最多而蓝色最少,但可使用不同系数。归一化十进位脉宽调制(PWM)值和LED背光源占空比等于以下:PWM=L/255。通过信号的PWM驱动背光源中的LED来实施背光源调暗。
[0017] 本发明实施例的像素明亮度算法提供三维显示器的此类调暗的校正。具体地讲,在三维显示器中,如果用于左和右图像的特定像素的明亮度表现出高对比度,则需要特别考虑左和右图像。为了保持期望的三维体验,需要保持该对比度。因此,像素明亮度校正算法考虑了左和右像素亮度值之差。
[0018] 图3示出了像素重映射的一个策略,其中针对旧像素亮度值Lo绘制了新的或重映射的像素亮度值Ln。由具有单位斜率的实线62指示“无变化”状况,因而新像素亮度值Ln等于旧像素亮度值Lo。虚线使用两条直线(线段64和66)表示变换或重映射。图3中虚线的拐点(68)可基于平均帧明亮度La或其他合适的统计参数,得到新亮度值Ln标度上的值Ls。如线段66所示,大于La的值的像素差将被压缩。因此,在该区域(线段66)发生的左和右视图之间的视差存在因零维调暗而丢失的险。三维显示器的零维调暗根据具有明亮度视差的图像像素的像素亮度值来修改拐点68。视差是指由于眼睛的平间距而使左和右眼所观察物体的图像位置出现差异。视差用于从立体视觉的二维视网膜图像提取深度信息。在这种情况下,视差是指基于产生三维深度感知的水平间距而出现的左和右图像的差异。在可供选择的实施方式中,校正算法可能不考虑所有视差值,而是仅考虑这些像素差在人视觉系统灵敏度方面的显著差异。
[0019] 可根据图3将上拉因子F定义为比率Ls/La。F值大于1,并且由显示器制造商或观察者设定。该算法考虑了图像数据特定帧的左像素亮度值Ll和右像素亮度值Lr之差,以确定等式(1)中修改的上拉因子Fm:
[0020] 如果Ll和Lr
[0021] (1)
[0022] 否则Fm=(1-F)|Lr-Ll|+F
[0023] 由等式(2)给定两条直线段64和66的重映射等式:
[0024] Ln=FmLo Lo≤La
[0025] (2)
[0026]
[0027] 以电子方式实施等式(1)和(2)。图4为使用等式(1)和(2)的结果的重映射算法70的流程图。可例如以由处理器(例如同步驱动元件50中的控制器)执行的软件实施算法70,或者在使用硬件或软件与硬件组合的控制器中实施算法70。例如,可在上文标识的Westar VP-7视频适配器中以电子方式实施算法70以及等式(1)和(2)。表1提供了示例代码以确定在实施算法70中使用的视差值。仅出于说明目的,表1中的代码对于具有明亮度视差的像素使用第75个百分位值作为值La;可根据例如特定显示装置使用不同百分位值用于La。
[0028] 算法70使用因子F和Fm来执行重映射。因子F由Ls和La决定(步骤72)。将值Ls设定(步骤74)为例如具有明亮度视差的像素的百分位值,并使用像素统计(步骤76)确定La,也就是可将统计技术应用于像素亮度值,以根据对应显示器的视觉外观或使用各种La值计算的显示器亮度来确定La的最佳或期望值。值La也用于导出PWM值,以进行背光源调暗(步骤78)。使用|Lr-Ll|由F确定因子Fm(步骤86)。该算法确定图像数据特定帧的初始右像素亮度值Lr和左像素亮度值Ll(步骤80)并对它们进行重映射。如果Lr或Ll不大于La(步骤82),则使用F来修改右和左像素亮度值Lr,l(步骤84)。如果Lr或Ll大于La(步骤82),则使用Fm来修改右和左像素亮度值Lr,l(步骤88)。术语“帧”是指特定显示器的右和左图像数据的全帧或显示器上数据的任何部分帧。
[0029] 虽然是相对于三维显示器描述的,但可使用右和左图像数据对任何多视图系统实施零维调暗。多视图显示器的例子在美国专利公布No.2009/0167639中有所描述。
[0030]
相关专利内容
标题 发布/更新时间 阅读量
修改图表 2020-05-11 305
修改命令 2020-05-11 446
修改带式胶带 2020-05-13 179
修改比特流 2020-05-12 695
修改对话窗口 2020-05-13 593
修改液笔 2020-05-11 350
引导过程修改 2020-05-13 886
修改笔 2020-05-11 82
错字修改笔 2020-05-12 309
错字修改笔 2020-05-12 675
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