立體圖像顯示裝置、圖像處理裝置及圖像處理方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及立體圖像顯示裝置、圖像處理裝置及圖像處理方法。一種立體圖像顯示裝置，所述立體圖像顯示裝置包括：觀察者位置測(cè)量單元，所述觀察者位置測(cè)量單元測(cè)量所述觀察者的觀察位置；圖像處理單元，所述圖像處理單元計(jì)算所述觀察者的觀察位置和立體顯示面板的相對(duì)位置，計(jì)算對(duì)于該相對(duì)位置適于立體圖像顯示的亮度調(diào)節(jié)量，且根據(jù)所述亮度調(diào)節(jié)量對(duì)圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行亮度調(diào)節(jié)處理；和立體顯示面板單元，所述立體顯示面板單元將執(zhí)行了所述亮度調(diào)節(jié)處理的圖像數(shù)據(jù)通過(guò)所述立體顯示面板投影到所述觀察者的右眼和左眼。
【專利說(shuō)明】立體圖像顯示裝置、圖像處理裝置及圖像處理方法
[0001]相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用
[0002]本申請(qǐng)基于并要求2012年7月31日遞交的第2012-170646號(hào)日本專利申請(qǐng)和2013年4月22日遞交的第2013-089531號(hào)日本專利申請(qǐng)的權(quán)益，所述日本專利申請(qǐng)的全部?jī)?nèi)容通過(guò)引用并入本文。
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0003]本發(fā)明涉及一種立體圖像顯示技術(shù)。更具體地，本發(fā)明涉及用于將圖像轉(zhuǎn)換為觀察者即使改變其位置也不會(huì)感到不適的立體圖像的立體圖像顯示裝置等。
【背景技術(shù)】
[0004]近來(lái)，普通市場(chǎng)上出售能夠觀看立體圖像的電視機(jī)。伴隨于此，立體圖像內(nèi)容量增力口，且用于觀看立體圖像的環(huán)境逐步地進(jìn)入良好的狀態(tài)。通常，觀察者配戴用于顯示立體圖像的眼鏡，以將不同視差的圖像投影到左眼和右眼，使得觀察者可以在立體圖像電視機(jī)上觀看立體圖像。然而，許多觀察者對(duì)戴著用于顯示立體圖像的眼鏡感到不滿意，期望獲得不需要這樣的眼鏡的立體圖像顯示裝置。此外，當(dāng)眼鏡式立體圖像顯示裝置被用作移動(dòng)裝置時(shí)，由于立體圖像顯示裝置和用于顯示立體圖像的眼鏡需要被攜帶到外面，因此是不方便的。因此，對(duì)于移動(dòng)用途而言，更強(qiáng)烈地期望獲得不需要眼鏡的立體圖像顯示裝置。
[0005]作為不需要用于顯示立體圖像的眼鏡的立體圖像顯示器，通常使用的是這樣一種類型的立體圖像顯示器:該立體圖像顯示裝置劃分用于投影立體圖像的空間區(qū)域，且將不同視差的圖像投影到所劃分的各個(gè)空間區(qū)域，以便將不同視差的圖像投影到觀察者的左眼和右眼。通過(guò)在立體圖像顯示裝置的立體顯示面板上設(shè)置柱狀透鏡和視差屏障，利用分隔光學(xué)投影的圖像而為劃分的各空間區(qū)域提供不同視差的圖像。
[0006]利用這種使用光學(xué)的光分離模塊(諸如柱狀透鏡或視差屏障)類型的立體圖像顯示裝置，不需要配戴用于立體圖像顯示的眼鏡。因此，就避免配戴眼鏡造成的麻煩來(lái)說(shuō)，不需要配戴眼鏡是極好的且尤其期望用在移動(dòng)用途中。利用立體圖像顯示裝置，其通過(guò)使用光學(xué)的光分離模塊朝多個(gè)視點(diǎn)投影不同的圖像，則根據(jù)立體顯示面板的位置而出現(xiàn)亮度不均勻(亮度波動(dòng))，并且當(dāng)觀察者的觀察位置移動(dòng)時(shí)，可能會(huì)出現(xiàn)比周圍圖像區(qū)域顯示得更黑的圖像區(qū)域。當(dāng)從視覺(jué)上不能識(shí)別出各視點(diǎn)的像素之間的顯示區(qū)域(在液晶面板上，遮光部分通常被稱作黑色矩陣)時(shí)，會(huì)引起這種現(xiàn)象。在沒(méi)有光學(xué)的光分離模塊的典型圖像顯示裝置中，不會(huì)出現(xiàn)由觀察者的觀察位置移動(dòng)產(chǎn)生的上述現(xiàn)象。因此，觀察者對(duì)具有光學(xué)的光分離模塊的立體圖像顯示裝置中出現(xiàn)的這種現(xiàn)象會(huì)感到不適或感到圖像質(zhì)量下降。
[0007]這就是通常被稱作“3D摩爾紋(3Dmoir6)”的現(xiàn)象。3D摩爾紋是在不同圖像被投影到不同的角度方向時(shí)產(chǎn)生的周期性亮度不均勻(也意味著顏色不均勻)。3D摩爾紋是亮度在角度方向上的波動(dòng)，取決于觀察位置，3D摩爾紋可能并不是問(wèn)題。然而，當(dāng)亮度在角度方向上的波動(dòng)很大時(shí)，會(huì)認(rèn)為對(duì)立體圖像顯示產(chǎn)生不期望的影響。因此，希望使亮度波動(dòng)等于或者小于規(guī)定值。[0008]為了改善由于光學(xué)的光分離模塊和借助黑色矩陣的遮光部分引起的問(wèn)題，提出了各種相關(guān)技術(shù)。
[0009]作為一種相關(guān)技術(shù)，提出了一種立體圖像顯示裝置，利用該立體圖像顯示裝置，通過(guò)使用液晶面板中像素的形狀形成大致為梯形形式的這樣一種結(jié)構(gòu)來(lái)調(diào)節(jié)由3D摩爾紋引起的亮度波動(dòng)，從而減輕3D摩爾紋的影響，子像素的開(kāi)口部形成有大致為梯形的形狀，該梯形具有基本上平行于X軸的上基底和下基底以及在與y軸方向不同的方向傾斜的兩個(gè)斜坡，并且形成為大致三角形形狀的遮光部件設(shè)置于大致梯形形狀的銳角部分(日本未經(jīng)審查的專利公開(kāi)2012-063556 (專利文獻(xiàn)I))。
[0010]作為另一相關(guān)技術(shù)，提出了一種立體圖像顯示裝置，利用該立體圖像顯示裝置，通過(guò)不在立體觀看空間和反向立體觀看空間之間的邊界線上而在更靠近邊界線的位置切換左眼圖像和右眼圖像，移動(dòng)圖像變換位置以及出現(xiàn)3D摩爾紋和3D串?dāng)_的位置，而避免同時(shí)產(chǎn)生3D摩爾紋和3D串?dāng)_的圖像波動(dòng)效果，減輕了觀察者感覺(jué)到的3D摩爾紋和3D串?dāng)_的影響(專利文獻(xiàn)2)。
[0011]此外，利用顯示多個(gè)視點(diǎn)的圖像的立體圖像顯示裝置，由于液晶面板的視角特征，透鏡的入射角以及透鏡像差，使得亮度在朝向中心的視差圖像中變得更亮。因此，在中心處的視差圖像和邊緣處的視差圖像之間產(chǎn)生亮度波動(dòng)。作為用于克服此問(wèn)題的相關(guān)技術(shù)，提出了一種立體圖像顯示裝置，利用該立體圖像顯示裝置，通過(guò)執(zhí)行如下的亮度調(diào)節(jié)處理來(lái)減輕中心處的視差圖像和邊緣處的視差圖像之間產(chǎn)生的亮度波動(dòng)，亮度調(diào)節(jié)處理將位于產(chǎn)生視差圖像的基本像素的中心的像素上顯示的亮度范圍設(shè)置為比位于基本像素的邊界處的像素上顯示的圖像的亮度范圍小(日本未經(jīng)審查的專利公開(kāi)2009-080144(專利文獻(xiàn)3))。
[0012]此外，利用具有光學(xué)的光分離模塊的立體圖像顯示裝置，根據(jù)觀察者的觀察位置出現(xiàn)由3D串?dāng)_(3D串?dāng)_圖像或CT-圖像)產(chǎn)生的雙圖像，從而對(duì)立體圖像顯示產(chǎn)生不期望的影響。作為用于克服此問(wèn)題的現(xiàn)有技術(shù)，提出了一種立體圖像裝置，利用該立體圖像裝置，通過(guò)測(cè)量觀察者的觀察位置，并根據(jù)觀察位置在產(chǎn)生多個(gè)視點(diǎn)的視差圖像的子像素內(nèi)執(zhí)行亮度調(diào)節(jié)處理，減輕了由3D串?dāng)_引起的CT-圖像的影響(Juyong Park等的“ActiveCrosstalk Reduction on Mult1-View Displays Using Eye Detection，，SID2011，61.4，第920-923頁(yè)(非專利文獻(xiàn)I)。
[0013]作為另一相關(guān)技術(shù)，提出了一種方法，該方法通過(guò)將兩個(gè)視點(diǎn)的圖像數(shù)據(jù)中的一個(gè)圖像數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成黑色圖像，并在投影由3D串?dāng)_引起的CT-圖像的觀察位置處僅投影另一圖像數(shù)據(jù)來(lái)減輕3D串?dāng)_引起的CT-圖像的影響(日本未經(jīng)審查的專利公開(kāi)2008-089787(專利文獻(xiàn)4))。
[0014]此外，利用時(shí)分式立體圖像顯示裝置，由于液晶遮閉的延遲，產(chǎn)生亮度波動(dòng)。作為用于克服此問(wèn)題的相關(guān)技術(shù)，提出了一種方法，該方法通過(guò)向立體圖像內(nèi)容的左眼圖像(L圖像)和右眼圖像(R圖像)內(nèi)的亮度值變化的圖像區(qū)域增加黑側(cè)校正數(shù)據(jù)或白側(cè)校正數(shù)據(jù)，來(lái)減輕亮度波動(dòng)的影響。而且，還提出了一種方法，該方法通過(guò)加入階調(diào)的校正數(shù)據(jù)而對(duì)黑側(cè)圖像數(shù)據(jù)和白側(cè)圖像數(shù)據(jù)執(zhí)行圖像模糊處理(諸如低通濾波器)，使得CT-圖像很難被人眼識(shí)別，來(lái)減輕由3D串?dāng)_引起的CT-圖像影響(日本未經(jīng)審查的專利公開(kāi)2011-166744(專利文獻(xiàn)5))。
[0015]此外，利用視差屏障型立體圖像顯示裝置，在通過(guò)設(shè)置打開(kāi)(ON)和關(guān)閉(OFF)電極來(lái)改變屏障部件的傳輸特性的過(guò)程中，出現(xiàn)亮度波動(dòng)。作為用于克服此問(wèn)題的相關(guān)技術(shù)，提出了一種立體圖像顯示裝置，這種裝置通過(guò)增加預(yù)定電壓來(lái)減輕亮度波動(dòng)的影響(日本未經(jīng)審查專利公開(kāi)2011-018049 (專利文獻(xiàn)6))。
[0016]此外，即使當(dāng)顯示同一視差的立體圖像時(shí)，由觀察者觀察到的立體圖像內(nèi)容的視差也會(huì)根據(jù)立體圖像顯示裝置和觀察者的觀察位置之間的距離而變化。當(dāng)立體圖像顯示裝置和觀察者的觀察位置之間的距離太近時(shí)，立體圖像內(nèi)容的視差變得太大，立體圖像不能被視覺(jué)識(shí)別。為了克服此問(wèn)題，提出了一種方法，該方法根據(jù)立體圖像顯示裝置和觀察者的觀察位置之間的距離來(lái)調(diào)節(jié)立體圖像內(nèi)容的視差，從而顯示立體圖像(日本未經(jīng)審查的專利公開(kāi)2012-044308 (專利文獻(xiàn)7))。
[0017]此外，提出了一種方法，該方法利用視差屏障型立體圖像顯示裝置，在視點(diǎn)數(shù)增加的方向上改變屏障孔位置和數(shù)值孔徑，以調(diào)節(jié)在多個(gè)視點(diǎn)情況下產(chǎn)生的屏障數(shù)字孔的劣化引起的亮度下降，以擴(kuò)大觀察者的觀察位置(日本未經(jīng)審查的專利公開(kāi)2008-185629 (專利文獻(xiàn)8))。
[0018]對(duì)于不需要用于立體圖像顯示的眼鏡的裸眼立體圖像顯示裝置，存在取決于觀察者的觀察位置的由3D摩爾紋的影響引起的大的亮度波動(dòng)。這不僅給觀察者帶來(lái)不適，而且在低畫(huà)質(zhì)的立體圖像顯示裝置的情況下成為引起生理的不穩(wěn)定(諸如，感覺(jué)視頻暈眩或眼睛疲勞)的因素之一，這是防礙裸眼型立體圖像顯示裝置普及的原因。
[0019]作為用于克服這種問(wèn)題的方法，提出了專利文獻(xiàn)I等文獻(xiàn)。專利文獻(xiàn)I公開(kāi)了一種使用液晶面板的像素形狀來(lái)減輕由3D摩爾紋的影響引起的亮度波動(dòng)的技術(shù)。然而，利用專利文獻(xiàn)I的技術(shù)，在由加工精度和制造差異造成的像素形狀變化產(chǎn)生輕微3D摩爾紋的情況下以及在使用像素形狀與用于對(duì)抗3D摩爾紋的像素形狀不同的液晶面板情況下，很難減輕由于3D摩爾紋引起的亮度波動(dòng)的影響。
[0020]此外，專利文獻(xiàn)2提出了一種通過(guò)移動(dòng)圖像切換位置與出現(xiàn)3D摩爾紋和3D串?dāng)_的位置來(lái)減輕由觀察者感知的3D摩爾紋和3D串?dāng)_的影響的技術(shù)。然而，專利文獻(xiàn)2的技術(shù)并不能在移動(dòng)圖像切換位置時(shí)基本上減輕由3D摩爾紋引起的亮度波動(dòng)的影響。
[0021 ] 此外，專利文獻(xiàn)3提出了 一種通過(guò)對(duì)產(chǎn)生視差圖像的基本像素執(zhí)行亮度調(diào)節(jié)來(lái)減輕由液晶面板的視角特性、透鏡的入射角和透鏡象差引起的多個(gè)視點(diǎn)的視差圖像的亮度波動(dòng)的技術(shù)。然而，專利文獻(xiàn)3的技術(shù)并沒(méi)有考慮減輕由液晶面板的黑色矩陣和光學(xué)的光分離模塊(諸如柱狀透鏡)產(chǎn)生的3D摩爾紋引起的亮度波動(dòng)的方法，也沒(méi)有根據(jù)觀察者的觀察位置執(zhí)行亮度調(diào)節(jié)處理。因此，不能減輕由3D摩爾紋引起的亮度波動(dòng)的影響。
[0022]此外，非專利文獻(xiàn)I提出了一種技術(shù)，該技術(shù)通過(guò)測(cè)量觀察者的觀察位置，并根據(jù)觀察位置在產(chǎn)生多個(gè)視點(diǎn)的視差圖像的子像素內(nèi)執(zhí)行亮度調(diào)節(jié)處理，來(lái)減輕由3D串?dāng)_引起的CT-圖像的影響。然而，非專利文獻(xiàn)I的技術(shù)并沒(méi)有考慮減輕由3D摩爾紋引起的亮度波動(dòng)的方法，因此不能減輕由3D摩爾紋引起的亮度波動(dòng)的影響。
[0023]此外，專利文獻(xiàn)4公開(kāi)了一種通過(guò)將圖像數(shù)據(jù)中的一個(gè)圖像數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成黑色圖像來(lái)減輕由3D串?dāng)_引起的CT-圖像的影響的技術(shù)。然而，專利文獻(xiàn)4的技術(shù)具有以下問(wèn)題。由于僅有另一個(gè)圖像數(shù)據(jù)被投影給觀察者，因此，投影至觀察者的觀察到的圖像的亮度值降低，從而引起亮度波動(dòng)。作為亮度波動(dòng)的對(duì)策，其描述為增加背光源輸出。然而，這使得功耗增大，并且背光源的壽命縮短。而且，盡管考慮了由3D串?dāng)_引起的CT-圖像的影響，但沒(méi)有考慮由3D摩爾紋引起的亮度波動(dòng)的影響。因此，不能減輕由3D摩爾紋引起的亮度波動(dòng)的影響。
[0024]此外，專利文獻(xiàn)5提出了一種技術(shù)，該技術(shù)通過(guò)對(duì)時(shí)分型的立體圖像顯示裝置增加黑側(cè)校正數(shù)據(jù)和白側(cè)校正數(shù)據(jù)來(lái)執(zhí)行亮度調(diào)節(jié)處理，而減輕由3D串?dāng)_引起的CT-圖像的影響。然而，專利文獻(xiàn)5的技術(shù)沒(méi)有通過(guò)考慮觀察者的觀察位置來(lái)執(zhí)行亮度調(diào)節(jié)處理，所以它不可能在觀察者的觀察位置移動(dòng)時(shí)減輕由3D摩爾紋引起的亮度波動(dòng)的影響。
[0025]專利文獻(xiàn)6提出了一種通過(guò)向屏障部件增加預(yù)定電壓來(lái)改變屏障部件的透射從而減輕亮度波動(dòng)的技術(shù)。然而，專利文獻(xiàn)6的技術(shù)具有以下問(wèn)題:由于需要用于施加預(yù)定電壓的裝置，所以立體圖像顯示裝置的成本增加；該技術(shù)僅可應(yīng)用于視差屏障型立體圖像顯示裝置；不能減輕由3D摩爾紋引起的亮度波動(dòng)的影響等。
[0026]此外，專利文獻(xiàn)7提出了一種根據(jù)立體圖像顯示裝置和觀察者的觀察位置之間的距離對(duì)立體圖像內(nèi)容執(zhí)行視差調(diào)節(jié)處理的技術(shù)。然而，該裸眼型立體圖像顯示裝置通過(guò)使用柱狀透鏡或視差屏障來(lái)在空間上使左眼圖像和右眼圖像分離而投影左眼圖像和右眼圖像，專利文獻(xiàn)7的技術(shù)并沒(méi)有考慮減輕由出現(xiàn)在裸眼型立體圖像顯示裝置中的3D摩爾紋引起的亮度波動(dòng)的影響的圖像處理方法。因此，不能減輕由3D摩爾紋引起的亮度波動(dòng)的影響。
[0027]此外，專利文獻(xiàn)8公開(kāi)了一種根據(jù)觀察者的觀察位置在用于增加視點(diǎn)數(shù)目(從而具有多個(gè)視點(diǎn))的方向上改變屏障孔的位置時(shí)，調(diào)節(jié)由于數(shù)值孔徑的下降引起的亮度下降的方法。然而，專利文獻(xiàn)8的技術(shù)具有以下問(wèn)題:沒(méi)有考慮用于減輕由液晶面板的黑色矩陣和光學(xué)的光分離模塊(諸如柱狀透鏡)產(chǎn)生的3D摩爾紋的亮度波動(dòng)的方法:利用根據(jù)觀察者的觀察位置屏障數(shù)值孔徑的變化的亮度調(diào)節(jié)處理，不能減輕由3D摩爾紋引起的亮度波動(dòng)的影響。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0028]因此，本發(fā)明的示例性目的是克服上述問(wèn)題，并提供一種立體圖像顯示裝置等，利用該裝置，即使在裸眼型立體圖像顯示裝置情況下，也能減輕由3D摩爾紋引起的亮度波動(dòng)的影響，使得當(dāng)觀察者的觀察位置移動(dòng)時(shí)，觀察者不會(huì)感到不適。
[0029]根據(jù)本發(fā)明的示例性方面的立體圖像顯示裝置的特征在于立體圖像顯示裝置，該裝置包括:
[0030]立體顯示面板單元，該單元包括:立體顯示面板，其中多個(gè)像素排列成矩陣，各像素至少具有用于顯示第一視點(diǎn)圖像的子像素和用于顯示第二視點(diǎn)圖像的子像素；和光學(xué)模塊，所述光學(xué)模塊將由各子像素發(fā)出的光分配到彼此不同的方向，其中，如果分配光線的方向是第一方向，當(dāng)觀察者的視點(diǎn)位置在第一方向上移動(dòng)時(shí)，由于像素的開(kāi)口部和光學(xué)模塊之間產(chǎn)生的3D摩爾紋使亮度降低，所述立體圖像顯示裝置還包括:
[0031]圖像數(shù)據(jù)保存單元，該圖像數(shù)據(jù)保存單元保存或接收與至少兩個(gè)視點(diǎn)對(duì)應(yīng)的圖像數(shù)據(jù)；
[0032]觀察者位置測(cè)量單元，該觀察者位置測(cè)量單元測(cè)量觀察者的觀察位置；
[0033]相對(duì)位置計(jì)算單元，該相對(duì)位置計(jì)算單元計(jì)算觀察位置和立體顯示面板單元的相對(duì)位置；[0034]亮度調(diào)節(jié)量計(jì)算單元，該亮度調(diào)節(jié)量計(jì)算單元計(jì)算相對(duì)于相對(duì)位置、適于立體圖像顯不的売度調(diào)節(jié)量；和
[0035]亮度調(diào)節(jié)處理單元，該亮度調(diào)節(jié)處理單元根據(jù)亮度調(diào)節(jié)量對(duì)與各視點(diǎn)對(duì)應(yīng)的圖像數(shù)據(jù)執(zhí)行亮度調(diào)節(jié)處理。
[0036]根據(jù)本發(fā)明的另一示例性方面的圖像處理裝置的特征在于一種圖像處理裝置，該圖像處理裝置包括:
[0037]相對(duì)位置計(jì)算單元，該相對(duì)位置計(jì)算單元計(jì)算觀察者的觀察位置和立體顯示面板的相對(duì)位置；
[0038]3D摩爾紋圖像區(qū)域計(jì)算單元，該3D摩爾紋圖像區(qū)域單元基于裝置特性數(shù)據(jù)計(jì)算在相對(duì)位置處由3D摩爾紋引起的亮度波動(dòng)區(qū)域；
[0039]亮度調(diào)節(jié)量計(jì)算單元，該亮度調(diào)節(jié)量計(jì)算單元基于亮度波動(dòng)區(qū)域計(jì)算適于立體圖像顯不的売度調(diào)節(jié)量；和
[0040]亮度調(diào)節(jié)處理單元，該亮度調(diào)節(jié)處理單元根據(jù)亮度調(diào)節(jié)量對(duì)與各視點(diǎn)對(duì)應(yīng)的圖像數(shù)據(jù)執(zhí)行亮度調(diào)節(jié)處理。
[0041]根據(jù)本發(fā)明的再一示例性方面的立體圖像處理方法的特征在于，一種適用于立體顯示面板單元的立體圖像處理方法，該立體顯示面板單元包括:顯示面板，所述顯示面板中的多個(gè)像素排列成矩陣，各像素至少具有用于顯示第一視點(diǎn)圖像的子像素和用于顯示第二視點(diǎn)圖像的子像素；光學(xué)模塊，所述光學(xué)模塊將由各子像素發(fā)出的光分配到彼此不同的方向，其中，如果分配光線的方向?yàn)榈谝环较?，?dāng)觀察者的視點(diǎn)位置在第一方向上移動(dòng)時(shí)，在像素的開(kāi)口部和光學(xué)模塊之間產(chǎn)生的3D摩爾紋使亮度降低，所述方法包括:
[0042]測(cè)量觀察者的觀察位置；
[0043]計(jì)算觀察位置和立體顯示面板的相對(duì)位置；
[0044]計(jì)算相對(duì)于相對(duì)位置、適于立體圖像顯示的亮度調(diào)節(jié)量；
[0045]根據(jù)亮度調(diào)節(jié)量對(duì)圖像數(shù)據(jù)執(zhí)行亮度調(diào)節(jié)處理；和
[0046]將執(zhí)行了亮度調(diào)節(jié)處理的圖像數(shù)據(jù)輸出到立體顯示面板。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0047]圖1為示出根據(jù)第一示例性實(shí)施方式的立體圖像顯示裝置的方框圖；
[0048]圖2為立體圖像顯示裝置的外觀圖；
[0049]圖3為示出關(guān)于觀察者的視點(diǎn)和立體顯示面板的相對(duì)位置的坐標(biāo)系的示意圖；
[0050]圖4為立體顯示面板的亮度特性數(shù)據(jù)的示意圖；
[0051]圖5為示出在立體顯示面板的左端、中心和右端的位置處的亮度特性數(shù)據(jù)的示意圖；
[0052]圖6A為示出來(lái)自亮度特性數(shù)據(jù)的亮度均勻區(qū)域(非3D摩爾紋區(qū)域)和3D摩爾紋區(qū)域的光學(xué)模型示意圖；
[0053]圖6B為非3D摩爾紋區(qū)域和3D摩爾紋區(qū)域分開(kāi)的光學(xué)模型示意圖；
[0054]圖7為示出在各視點(diǎn)位置的觀察圖像的示意圖；
[0055]圖8為示出當(dāng)在光電模塊與光分離模塊之間產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)移動(dòng)時(shí)的觀察圖像的示意圖；[0056]圖9示出了顯示在位置B的觀察圖像和亮度曲線之間的關(guān)系的示意圖；
[0057]圖10示出了顯示在位置C的觀察圖像和亮度曲線之間的關(guān)系的示意圖；
[0058]圖11為示出在位置B的亮度調(diào)節(jié)量的示意圖；
[0059]圖12為示出在位置C的亮度調(diào)節(jié)量的示意圖；
[0060]圖13示出了關(guān)于在光電模塊和光分離模塊之間存在旋轉(zhuǎn)移動(dòng)時(shí)的觀察圖像和亮度曲線的關(guān)系圖；
[0061]圖14為在圖像數(shù)據(jù)保存單元中保存的圖像數(shù)據(jù)的示意圖；
[0062]圖15為示出在執(zhí)行伽瑪校正之前的圖像數(shù)據(jù)的階調(diào)值和執(zhí)行伽瑪校正之后的階調(diào)值的相關(guān)不意圖；
[0063]圖16為示出在執(zhí)行亮度調(diào)節(jié)處理之后觀察圖像的亮度曲線的示意圖；
[0064]圖17為立體圖像處理方法I的流程圖；
[0065]圖18為立體圖像顯示裝置的外觀圖；
[0066]圖19為示出圖像處理裝置的方框圖；
[0067]圖20為立體圖像處理方法2的流程圖；
[0068]圖21為示出投影到觀察者的右眼位置的觀察圖像的亮度曲線的示意圖；
[0069]圖22為示出投影到觀察者的左眼位置的觀察圖像的亮度曲線的示意圖；
[0070]圖23為示出投影到左眼和右眼的觀察圖像的亮度曲線的平均亮度曲線的示意圖；
[0071]圖24示出了對(duì)于圖23中示出的平均亮度曲線的亮度調(diào)節(jié)量；
[0072]圖25為示出投影到觀察者的右眼位置的觀察圖像的亮度曲線的示意圖；
[0073]圖26為示出投影到觀察者的左眼位置的觀察圖像的亮度曲線的示意圖；
[0074]圖27示出了對(duì)于投影到圖25的右眼的觀察圖像的亮度調(diào)節(jié)量；
[0075]圖28示出了對(duì)于投影到圖26的左眼的觀察圖像的亮度調(diào)節(jié)量；
[0076]圖29為示出觀察圖像的亮度曲線的示意圖(沒(méi)有由3D摩爾紋引起的亮度波動(dòng))；
[0077]圖30為示出從普通的立體顯示面板投影的觀察圖像的亮度曲線的示意圖(沒(méi)有由3D摩爾紋引起的亮度波動(dòng))；
[0078]圖31為示出從普通的立體顯示面板投影的觀察圖像的亮度曲線的示意圖(具有由3D摩爾紋引起的亮度波動(dòng))；
[0079]圖32為示出對(duì)于圖31的觀察圖像的亮度調(diào)節(jié)量的示意圖；
[0080]圖33為示出對(duì)于圖31的觀察圖像的亮度調(diào)節(jié)量的示意圖；
[0081]圖34為示出立體顯示面板的亮度特性數(shù)據(jù)的示意圖(亮度值在中心部分θ2降低);
[0082]圖35為在位置C的觀察圖像和亮度曲線的關(guān)系示意圖；
[0083]圖36為示出在位置C的亮度調(diào)節(jié)量的示意圖；
[0084]圖37為根據(jù)第二示例性實(shí)施方式的立體圖像顯示裝置的方框圖；
[0085]圖38為示出合適地執(zhí)行亮度調(diào)節(jié)處理的圖像數(shù)據(jù)的示意圖；
[0086]圖39為示出包含由于亮度調(diào)節(jié)處理產(chǎn)生的曝光過(guò)度加亮區(qū)的圖像數(shù)據(jù)的示意圖；
[0087]圖40為示出通過(guò)改變階調(diào)級(jí)別執(zhí)行亮度調(diào)節(jié)處理的圖像數(shù)據(jù)的示意圖；[0088]圖41為立體圖像顯示方法的流程圖；
[0089]圖42為示出根據(jù)第三示例性實(shí)施方式的立體圖像顯示裝置的方框圖；
[0090]圖43為示出在低溫下的亮度特性數(shù)據(jù)的示意圖；
[0091]圖44為示出在高溫下的亮度特性數(shù)據(jù)的示意圖；
[0092]圖45為在低溫下的光學(xué)模型示意圖；
[0093]圖46為在高溫下的光學(xué)模型示意圖；
[0094]圖47為立體圖像處理方法的流程圖；
[0095]圖48為示出根據(jù)第四示例性實(shí)施方式的立體圖像顯示裝置的方框圖；
[0096]圖49示出了根據(jù)圖像區(qū)域中存在的位置移動(dòng)的亮度曲線的示意圖；
[0097]圖50為關(guān)于相對(duì)位置的移動(dòng)速度和圖像區(qū)域的位置移動(dòng)量的關(guān)系不意圖；
[0098]圖51為示出與圖像區(qū)域的位置移動(dòng)對(duì)應(yīng)的亮度調(diào)節(jié)量的示意圖；
[0099]圖52為示出與圖像區(qū)域的位置移動(dòng)對(duì)應(yīng)的亮度曲線的示意圖；
[0100]圖53為立體圖像處理方法的流程圖；
[0101]圖54為示出根據(jù)第五示例性實(shí)施方式的立體圖像顯示裝置的方框圖；
[0102]圖55為示出高斯濾波器形狀的示意圖；
[0103]圖56為示出圖像濾波器(高斯濾波器)的示意圖；
[0104]圖57為關(guān)于相對(duì)位置的移動(dòng)速度和圖像過(guò)濾器值的關(guān)系示意圖；
[0105]圖58為示出在執(zhí)行圖像濾波處理后的亮度曲線的示意圖；
[0106]圖59為立體圖像處理方法的流程圖；
[0107]圖60為示出根據(jù)第六示例性實(shí)施方式的立體圖像顯示裝置的方框圖；
[0108]圖61為示出3D串?dāng)_特性數(shù)據(jù)的示意圖；
[0109]圖62示出了在相對(duì)位置中出現(xiàn)由3D串?dāng)_引起的CT-圖像的圖像區(qū)域的示意圖；
[0110]圖63為示出視差調(diào)節(jié)處理執(zhí)行判斷表的示意圖；
[0111]圖64為位置C處的觀察圖像；
[0112]圖65為示出根據(jù)第六示例性實(shí)施方式的修改例的立體圖像顯示裝置的方框圖；
[0113]圖66為立體圖像處理方法的流程圖；
[0114]圖67為示出根據(jù)第七示例性實(shí)施方式的立體圖像顯示裝置的方框圖；
[0115]圖68為示出根據(jù)第七示例性實(shí)施方式的修改例的立體圖像顯示裝置的方框圖；
[0116]圖69為立體圖像處理方法的流程圖；
[0117]圖70為示出關(guān)于觀察者的觀察位置和立體顯示面板的相對(duì)位置的坐標(biāo)系的示意圖；
[0118]圖71為示出在液晶顯示面板和柱狀透鏡之間的光程長(zhǎng)度的變化的示意圖；
[0119]圖72示出了顯示散焦效果根據(jù)光程長(zhǎng)度的變化的示意圖；
[0120]圖73示出了顯示散焦效果根據(jù)光程長(zhǎng)度的變化的示意圖；
[0121]圖74不出了關(guān)于來(lái)自正面的觀察圖像和売度曲線的關(guān)系不意圖；
[0122]圖75示出了關(guān)于在上下方向上的觀察圖像和亮度曲線的關(guān)系示意圖；
[0123]圖76為示出根據(jù)第八示例性實(shí)施方式的立體圖像顯示裝置的方框圖；
[0124]圖77示出了液晶分子的布置的模式圖；
[0125]圖78示出了液晶分子的布置的模式圖；[0126]圖79為立體圖像處理方法的流程圖；
[0127]圖80為示出取決于觀察位置的柱狀透鏡的表觀曲率半徑的示意圖；
[0128]圖81為關(guān)于立體顯示面板的亮度值和圖像數(shù)據(jù)的階調(diào)值的關(guān)聯(lián)示意圖；
[0129]圖82為示出根據(jù)第九示例性實(shí)施方式的立體圖像顯示裝置的方框圖；
[0130]圖83A為示出抖動(dòng)的處理方向的示意圖，圖83B和圖83C為示出誤差擴(kuò)散模式的表格；
[0131]圖84A為示出產(chǎn)生由3D摩爾紋引起的亮度波動(dòng)的觀察圖像的示意圖，圖84B為示出抖動(dòng)的處理方向的示意圖；
[0132]圖85為不出誤差擴(kuò)散模式的表格；
[0133]圖86為不出誤差擴(kuò)散模式的表格；
[0134]圖87為示出針對(duì)抖動(dòng)的誤差擴(kuò)散處理的示意圖；和
[0135]圖88為立體圖像處理方法的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0136]在下文將通過(guò)參照附圖描述用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的方式(下文稱作“示例性實(shí)施方式”)。注意，本發(fā)明的“立體顯示”包括所稱的N-圖像(N為2或更大的自然數(shù))切換模式顯示，其通過(guò)將同一圖像投影到觀察者的左眼和右眼來(lái)顯示平面圖像，并根據(jù)觀察位置切換平面圖像的內(nèi)容。
[0137](第一示例性實(shí)施方式)
[0138]下面將描述根據(jù)第一示例性實(shí)施方式的立體圖像顯示裝置的結(jié)構(gòu)。圖1為立體圖像顯示裝置11的方框圖。立體圖像顯示裝置11包括:觀察者位置測(cè)量單元101;相對(duì)位置計(jì)算單元102 ;裝置特性數(shù)據(jù)保存單元103 ；3D摩爾紋圖像區(qū)域計(jì)算單元104 ;亮度調(diào)節(jié)量計(jì)算單元105 ;圖像數(shù)據(jù)保存單元106 ;亮度調(diào)節(jié)處理單元107 ;以及立體顯示面板單元108。而且，集成了相對(duì)位置計(jì)算單元102，3D摩爾紋圖像區(qū)域計(jì)算單元104，亮度調(diào)節(jié)量計(jì)算單元105，以及亮度調(diào)節(jié)處理單元107的處理單元被稱作圖像處理單元151。
[0139]圖2示出了立體圖像顯示裝置11的外觀圖。圖3示出了關(guān)于觀察者10的觀察位置和立體顯示面板108a的相對(duì)位置的坐標(biāo)系。立體顯示面板108a是立體顯示面板單元108的一部分，攝像機(jī)IOla是觀察者位置測(cè)量單元101的一部分。在立體圖像顯示裝置11中，攝像機(jī)IOla被設(shè)置在立體顯示面板108a的上側(cè)，通過(guò)攝像機(jī)IOla拍攝觀察者10來(lái)測(cè)量觀察者10的觀察位置。立體顯示面板108a包括:作為光電模塊的顯示面板2，其中多個(gè)像素排列成矩陣，各像素至少包括用于顯示第一視點(diǎn)圖像的子像素和用于顯示第二視點(diǎn)圖像的子像素；作為光分離模塊的柱狀透鏡3，其可將各圖像分離到指定的不同方向(例如參見(jiàn)圖6A)。作為光電模塊的示例，可以使用液晶類型，有機(jī)EL類型，等離子類型等。作為光分離模塊的示例，可以使用柱狀透鏡，視差屏障，液晶透鏡等。通過(guò)使用顯示面板2和柱狀透鏡3的組合來(lái)描述第一示例性實(shí)施方式。在圖3中，X軸方向?qū)?yīng)于示例性實(shí)施方式中描述的“第一方向”的不例，Y軸方向?qū)?yīng)于不例性實(shí)施方式中描述的“第二方向”的不例。而且，上文描述的“光分離模塊(也稱作光學(xué)分離模塊)”對(duì)應(yīng)于在示例性實(shí)施方式中描述的“光學(xué)模塊”的示例。
[0140]另外，攝像機(jī)IOla和立體顯示面板108a的設(shè)置位置是固定的，使得觀察者10的觀察位置和立體顯示面板108a之間的相對(duì)位置可以通過(guò)使用攝像機(jī)IOla拍攝觀察者10來(lái)計(jì)算。在立體顯示面板108a的后部，設(shè)置計(jì)算器150，計(jì)算器150實(shí)現(xiàn)圖像處理單元151、裝置特性數(shù)據(jù)保存單元103、圖像數(shù)據(jù)保存單元106的功能。
[0141]下文將描述立體圖像顯示裝置11中包括的各單元的功能。
[0142]觀察者位置測(cè)量單元IOla的功能是測(cè)量觀看立體顯示面板108a上顯示的立體圖像內(nèi)容的觀察者10的位置。為了測(cè)量觀察者位置，通過(guò)使用設(shè)置在立體顯示面板108a上側(cè)的攝像機(jī)IOla拍攝觀察者10來(lái)測(cè)量觀察者10的左眼和右眼的位置。
[0143]為了測(cè)量觀察者10的觀察位置，不僅測(cè)量在攝像機(jī)IOla的拍攝平面的水平方向上(X軸，Y軸)的位置，而且測(cè)量相對(duì)于攝像機(jī)IOla在深度方向(Z軸)上的位置。提出了測(cè)量相對(duì)于攝像機(jī)IOla在深度方向上的距離的許多方法。
[0144]其中的一個(gè)方法是光學(xué)圖案投影方法，利用該方法，紅外線等的光學(xué)圖案從與攝像機(jī)不同的視點(diǎn)被投影至觀察者，基于三角測(cè)量理論，基于位移量測(cè)量深度距離。使用光學(xué)圖案投影方法的測(cè)量設(shè)備近來(lái)已作為家用游戲機(jī)和計(jì)算機(jī)外圍設(shè)備被產(chǎn)品化。
[0145]第二種方法是飛行時(shí)間法(Time of Flight)，利用這種方法，近紅外正弦波型的光從攝像機(jī)IOla照射到觀察者10，并且直到從觀察者10反射的正弦波型的光到達(dá)攝像機(jī)IOla之前，通過(guò)光飛行的時(shí)間延遲測(cè)量深度距離。近來(lái)，TOF傳感器的性能方面的改進(jìn)是顯著的，從而使得逐漸可以利用小型的廉價(jià)攝像機(jī)測(cè)量深度距離。
[0146]第三種方法是多視點(diǎn)攝像機(jī)方法，利用該方法，將兩個(gè)或更多個(gè)攝像機(jī)設(shè)置在不同的視點(diǎn)處。為了測(cè)量深度距離，從任意視點(diǎn)的圖像中檢測(cè)觀察者的特征點(diǎn)，并且從不同視點(diǎn)的圖像中搜索對(duì)應(yīng)于特征點(diǎn)的點(diǎn)，以基于三角測(cè)量原理計(jì)算深度距離。
[0147]第四種方法使用透鏡焦點(diǎn)信息，利用該方法，從利用不同視野深度的光學(xué)系統(tǒng)透鏡在各個(gè)焦點(diǎn)處拍攝到的多焦點(diǎn)圖像組測(cè)量觀察者的深度距離。
[0148]上文描述了測(cè)量深度距離的四種方法。第一示例性實(shí)施方式可以使用這些方法中的任意一種方法。而且，還可以使用任何其他的測(cè)量方法。例如，可以通過(guò)預(yù)先保存觀察者的面部尺寸并將該面部尺寸與攝像機(jī)拍攝的觀察者的面部圖像尺寸進(jìn)行比較來(lái)測(cè)量深度距離。
[0149]關(guān)于用于從拍攝圖像來(lái)檢測(cè)觀察者面部的處理，預(yù)先基于面部圖像的特征量(眼睛，鼻子，嘴，下巴等等)產(chǎn)生模板數(shù)據(jù)，通過(guò)將所拍攝的圖像與模板數(shù)據(jù)匹配來(lái)檢測(cè)觀察者的面部。通過(guò)使用機(jī)械學(xué)習(xí)方法(諸如支持向量機(jī)(SVM)和矢量量化)，基于觀察者的面部圖像生成模板數(shù)據(jù)。作為面部檢測(cè)功能，還可以使用多功能軟件。另外，面部檢測(cè)功能軟件可以通過(guò)使用深度信息考慮觀察者面向的方向?qū)崿F(xiàn)面部檢測(cè)處理。因此，進(jìn)一步提高檢測(cè)精度。
[0150]利用上述的處理，通過(guò)檢測(cè)觀察者的面部，來(lái)測(cè)量左眼和右眼的位置。作為另一個(gè)示例，還可以使用加速度傳感器和陀螺儀傳感器，而不使用攝像機(jī)。各種類型的傳感器預(yù)先設(shè)置在立體圖像顯示裝置中，且參考從傳感器獲得的位置信息，來(lái)測(cè)量觀察者的觀察位置。
[0151]相對(duì)位置計(jì)算單元102d的功能為計(jì)算從立體顯示面板108a到觀察者10的觀察位置的相對(duì)位置。如圖3中所示，如果關(guān)于立體顯示面板108a的平面的橫向方向是X-軸，關(guān)于立體顯示面板108a的平面的縱向方向?yàn)閅-軸，以及與立體顯示面板108a的平面垂直的方向?yàn)閆-軸，計(jì)算觀察者的觀察位置相對(duì)于立體顯示面板108a的中心(作為原點(diǎn))的相對(duì)位置。通過(guò)從由觀察者位置測(cè)量單元101測(cè)量的觀察者10的右眼和左眼的位置中減去從攝像機(jī)IOla的設(shè)置位置到立體顯示面板108a的設(shè)置位置的距離來(lái)計(jì)算上述相對(duì)位置。因此，可以計(jì)算從立體顯示面板108a到觀察者10的觀察位置的相對(duì)位置(xp，yp, zp)。
[0152]裝置特性數(shù)據(jù)保存單元103的功能為保存相對(duì)于立體顯示面板108a的視角的亮度特性數(shù)據(jù)。圖4示出了亮度特性數(shù)據(jù)的示例。亮度特性數(shù)據(jù)的橫軸表示視角Θ，縱軸表示在立體顯示面板108a的平面上的亮度值Y。視角Θ表示與圖3中所示的X-軸相同的方向。在圖4中，繪制了三種類型的亮度特性數(shù)據(jù)Y(LffRff)，Y(LffRB)，和Y(LBRff)。Y(LffRff)是當(dāng)左眼圖像(下文中稱作L圖像)和右眼圖像(下文中稱作R圖像)是白的時(shí)的亮度特性數(shù)據(jù)，Y(LWRB)是當(dāng)L圖像是白的，R圖像是黑的時(shí)的亮度特性數(shù)據(jù)，Y(LBRW)是當(dāng)L圖像是黑的，R圖像是白的時(shí)的亮度特性數(shù)據(jù)。注意，這里Y(LWRB)和Y(LBRW)的和等于Y(LWRW)的亮度特性數(shù)據(jù)。
[0153]Y(LffRB)的亮度曲線和Y(LBRW)的亮度曲線在正面觀察位置(平行于圖3中所示的Z-軸)的點(diǎn)(XI，Yl)相交，即在0=0附近相交，在+ Θ側(cè)的點(diǎn)(XR2, YR2)相交，在-Θ側(cè)的點(diǎn)(XL2, YL2)相交。在Θ方向上，點(diǎn)(XI，Yl)和點(diǎn)(XR2, YR2)之間的空間是右眼圖像的投影寬度的寬度eR，在Θ方向上，點(diǎn)(XI，Yl)和點(diǎn)(XL2，YL2)之間的空間是左眼圖像的投影覽度的覽度eL。
[0154]在點(diǎn)(X0，Y0)附近觀察到亮度下降。此亮度下降被稱作3D摩爾紋。當(dāng)左眼處于Θ i到Θ 2且右眼處于Θ 4到Θ 5的情況下，難以視覺(jué)識(shí)別出3D摩爾紋。然而，當(dāng)左眼和右眼中的一只眼或兩只眼在其它范圍(例如，92到03到θ4)時(shí)，視覺(jué)識(shí)別出3D摩爾紋。產(chǎn)生3D摩爾紋有一些原因。其中的一個(gè)原因例如可能是在X-軸方向上彼此相鄰的像素之間的邊界部分的光屏蔽部件的形狀造成的。
[0155]亮度特性數(shù)據(jù)根據(jù)立體顯示面板108a的裝置特性采用不同的值，可以基于立體顯示面板108a的設(shè)計(jì)條件和制造條件計(jì)算亮度特性數(shù)據(jù)。另外，可以通過(guò)利用用于亮度特性的評(píng)估裝置測(cè)量立體顯示面板108a，獲得亮度特性數(shù)據(jù)。在任何情況下，期望不僅在作為立體顯示面板108a的中心的X-軸原點(diǎn)(參見(jiàn)圖3的坐標(biāo)系)處獲得亮度特性，還希望獲得在面板外部的與X-軸的原點(diǎn)隔開(kāi)預(yù)定值的三個(gè)點(diǎn)處(在圖6A中的距離WP，將在下文描述)的亮度特性。
[0156]圖5分別示出了相對(duì)于X-軸處于左端、中心和右端的三個(gè)點(diǎn)的亮度特性數(shù)據(jù)。在圖5B的中心，點(diǎn)(XI，Yl)的視角Θ如圖4中所示大致位于O度。同時(shí)，在圖5A所示的左端，點(diǎn)(X1，Y1)的視角Θ位于正方向(+δ)。同時(shí)，在圖5C所示的右端，點(diǎn)(Χ1，Υ1)的視角θ位于負(fù)方向(-δ )。
[0157]3D摩爾紋圖像區(qū)域計(jì)算單元104基于裝置特性數(shù)據(jù)保存單元103中保存的亮度特性數(shù)據(jù)，計(jì)算對(duì)于相對(duì)位置計(jì)算單元102計(jì)算的相對(duì)位置出現(xiàn)由3D摩爾紋引起的亮度波動(dòng)的圖像區(qū)域。圖6Α示出了光學(xué)模型示意圖，其將右眼圖像和左眼圖像都投影到觀察者10的左眼和右眼，該示意圖是基于圖5的亮度特性數(shù)據(jù)繪制的。圖6Α示出了對(duì)于與立體顯示面板108a的平面垂直的方向的Z-軸和作為立體顯示面板108a平面的橫向方向的X-軸，非3D摩爾紋區(qū)域70R、70L和3D摩爾紋區(qū)域(02到Θ 4的范圍)。
[0158]在圖6A中，顯示了左眼55L、右眼55R、左眼像素4L、右眼像素4R、像素寬度P、雙眼之間的間隔e、最佳觀察距離0D、柱面透鏡寬度L、從立體顯示面板108a的中心像素的位置到兩端像素的位置的距離WP、觀察平面30等。而且，在圖6A中，左眼像素4L和右眼像素4R對(duì)應(yīng)于示例性實(shí)施方式中描述的“子像素”或“像素”的示例，并且左眼像素4L和右眼像素4R中各個(gè)像素的隔開(kāi)的內(nèi)部，即發(fā)光的部分對(duì)應(yīng)于在所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)描述的“開(kāi)口部”。
[0159]圖6B示出了光學(xué)模型示意圖，其中，圖6A的光學(xué)模型示意圖被分成非3D摩爾紋區(qū)域和3D摩爾紋區(qū)域。在圖6B中，灰度部分是3D摩爾紋區(qū)域，黑色部分是非3D摩爾紋區(qū)域。而且，圖6B示出了三個(gè)位置，即相對(duì)位置A，在相對(duì)位置A，觀察者10的左眼和右眼的位置在合適的位置；相對(duì)位置B，在相對(duì)位置B，視角Θ稍微與該合適的位置偏離；相對(duì)位置C，其比合適的位置稍微更靠近立體圖像顯示裝置側(cè)的面板平面。
[0160]圖7示出了當(dāng)寫(xiě)入圖像被顯示在立體顯示面板108a的平面上時(shí)觀察者10從三個(gè)相對(duì)位置觀察到的觀察圖像。如圖7A所示,從相對(duì)位置A觀察到在圖像中沒(méi)有產(chǎn)生由3D摩爾紋引起的亮度波動(dòng)。同時(shí)，如圖7B所示，從相對(duì)位置B觀察到在圖像屏幕上的一個(gè)部分產(chǎn)生亮度波動(dòng)。另外，如圖7C中所示，從相對(duì)位置C觀察到在圖像屏幕上的兩個(gè)部分產(chǎn)生亮度波動(dòng)。另外，從3D摩爾紋的視角(02到θ4)和觀察距離之間的關(guān)系可以發(fā)現(xiàn)，亮度波動(dòng)的寬度隨著觀察位置與立體顯示面板108a的平面變得更遠(yuǎn)而變得更寬。
[0161]通過(guò)參考由相對(duì)位置計(jì)算單元102計(jì)算的相對(duì)位置，來(lái)計(jì)算視角θρ和立體顯示面板108a的顯示平面與觀察者10的觀察位置之間的觀察距離Dp。如果相對(duì)位置是(xp, yp, zp),通過(guò)式3計(jì)算觀察距離Dp,通過(guò)式4計(jì)算視角θ p。
【權(quán)利要求】
1.一種立體圖像顯示裝置，所述立體圖像顯示裝置包括: 立體顯示面板單元，所述立體顯示面板單元包括:顯示面板，在所述顯示面板中，多個(gè)像素排列成矩陣，各像素至少具有用于顯示第一視點(diǎn)圖像的子像素和用于顯示第二視點(diǎn)圖像的子像素；以及光學(xué)模塊，所述光學(xué)模塊將各所述子像素發(fā)出的光分配到彼此不同的方向，其中，如果將分配光線的方向作為第一方向，則當(dāng)觀察者的視點(diǎn)位置在所述第一方向上移動(dòng)時(shí)，在所述像素的開(kāi)口部和所述光學(xué)模塊之間產(chǎn)生的3D摩爾紋使亮度下降，所述立體圖像顯示裝置還包括: 圖像數(shù)據(jù)保存單元，所述圖像數(shù)據(jù)保存單元保存或接收與至少兩個(gè)視點(diǎn)對(duì)應(yīng)的圖像數(shù)據(jù)； 觀察者位置測(cè)量單元，所述觀察者位置測(cè)量單元測(cè)量所述觀察者的觀察位置； 相對(duì)位置計(jì)算單元，所述相對(duì)位置計(jì)算單元計(jì)算所述立體顯示面板單元相對(duì)于測(cè)量的所述觀察位置的相對(duì)位置； 亮度調(diào)節(jié)量計(jì)算單元，所述亮度調(diào)節(jié)量計(jì)算單元計(jì)算相對(duì)于所述相對(duì)位置、適于立體圖像顯示的亮度調(diào)節(jié)量；和 亮度調(diào)節(jié)處理單元，所述亮度調(diào)節(jié)處理單元根據(jù)所述亮度調(diào)節(jié)量，對(duì)與各所述視點(diǎn)對(duì)應(yīng)的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行亮度調(diào)節(jié)處理。
2.如權(quán)利要求1所述的立體圖像顯示裝置，還包括: 裝置特性數(shù)據(jù)保存單元，所述裝置特性數(shù)據(jù)保存單元保存裝置特性數(shù)據(jù)，所述裝置特性數(shù)據(jù)包含所述立體顯示面板的相對(duì)于視角的顯示特性；和· 3D摩爾紋圖像區(qū)域計(jì)算單元，所述3D摩爾紋圖像區(qū)域計(jì)算單元基于所述裝置特性數(shù)據(jù)計(jì)算在所述相對(duì)位置處由3D摩爾紋引起的亮度波動(dòng)區(qū)域，其中 所述亮度調(diào)節(jié)量計(jì)算單元基于所述裝置特性數(shù)據(jù)計(jì)算所述亮度調(diào)節(jié)量。
3.如權(quán)利要求2所述的立體圖像顯示裝置，其中， 所述相對(duì)位置為所述觀察者的觀察位置與所述立體顯示面板單元的顯示平面之間的距離和視角。
4.如權(quán)利要求2所述的立體圖像顯示裝置，其中， 如果分配圖像的方向?yàn)樗龅谝环较?，且在所述立體顯示面板單元的顯示平面上與所述第一方向正交的方向?yàn)榈诙较颍? 所述裝置特性數(shù)據(jù)包含所述立體顯示面板單元的亮度特性數(shù)據(jù)；和所述3D摩爾紋圖像區(qū)域計(jì)算單元基于所述相對(duì)位置和所述亮度特性數(shù)據(jù)計(jì)算各所述視點(diǎn)處、在所述第一方向上的所述亮度波動(dòng)區(qū)域。
5.如權(quán)利要求4所述的立體圖像顯示裝置，其中， 所述裝置特性數(shù)據(jù)還包含構(gòu)成所述立體顯示面板單元的所述顯示面板和所述光學(xué)模塊之間的位置精度數(shù)據(jù)， 如果在所述立體顯示面板單元的顯示平面上與所述第一方向正交的方向?yàn)榈诙较?，則所述3D摩爾紋圖像區(qū)域計(jì)算單元基于所述相對(duì)位置、所述亮度特性數(shù)據(jù)和所述位置精度數(shù)據(jù)，計(jì)算在各視點(diǎn)處在所述第一方向和所述第二方向上的所述亮度波動(dòng)區(qū)域。
6.如權(quán)利要求1所述的立體圖像顯示裝置，其中， 所述亮度調(diào)節(jié)處理單元在執(zhí)行伽瑪校正處理后進(jìn)行所述亮度調(diào)節(jié)處理。
7.如權(quán)利要求2所述的立體圖像顯示裝置，其中， 當(dāng)在各所述視點(diǎn)處的針對(duì)所述第一方向的所述亮度波動(dòng)區(qū)域?qū)τ诟魉鲆朁c(diǎn)變化時(shí)，所述亮度調(diào)節(jié)量計(jì)算單元計(jì)算對(duì)于各所述亮度波動(dòng)區(qū)域的亮度調(diào)節(jié)量。
8.如權(quán)利要求2所述的立體圖像顯示裝置，其中， 當(dāng)在各所述視點(diǎn)處的針對(duì)所述第一方向的亮度波動(dòng)區(qū)域?qū)τ诟魉鲆朁c(diǎn)變化時(shí)，所述亮度調(diào)節(jié)量計(jì)算單元通過(guò)平均化所述亮度波動(dòng)區(qū)域來(lái)計(jì)算所述亮度調(diào)節(jié)量。
9.如權(quán)利要求1所述的立體圖像顯示裝置，其中， 當(dāng)根據(jù)所述亮度調(diào)節(jié)量進(jìn)行所述亮度調(diào)節(jié)處理時(shí)所述圖像數(shù)據(jù)的階調(diào)值超過(guò)表現(xiàn)階調(diào)的亮度最大值，則通過(guò)改變所述圖像數(shù)據(jù)的階調(diào)表現(xiàn)級(jí)別來(lái)進(jìn)行亮度調(diào)節(jié)處理。
10.如權(quán)利要求2所述的立體圖像顯示裝置，還包括溫度測(cè)量單元，該溫度測(cè)量單元測(cè)量環(huán)境溫度，其中， 所述亮度調(diào)節(jié)量計(jì)算單元基于所述亮度波動(dòng)區(qū)域和與所述環(huán)境溫度相對(duì)應(yīng)的所述裝置特性數(shù)據(jù)，計(jì)算所述亮度調(diào)節(jié)量。
11.如權(quán)利要求2所述的立體圖像顯示裝置，其中， 所述亮度調(diào)節(jié)量計(jì)算單元根據(jù)所述相對(duì)位置的移動(dòng)速度，在作為所述圖像分配方向的第一方向上移動(dòng)所述亮度波動(dòng)區(qū)域，并且基于移動(dòng)的所述亮度波動(dòng)區(qū)域計(jì)算所述亮度調(diào)節(jié)量。
12.如權(quán)利要求1所述的立體圖像顯示裝置，還包括: 圖像濾波器值計(jì)算單元，所述圖像濾波器值計(jì)算單元根據(jù)所述相對(duì)位置的移動(dòng)速度計(jì)算圖像濾波器值；和 圖像濾波處理單元，所述圖像濾波處理單元根據(jù)所述圖像濾波器值，對(duì)執(zhí)行了亮度調(diào)節(jié)處理的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行圖像濾波處理，其中 執(zhí)行了所述亮度調(diào)節(jié)處理和所述濾波處理的所述圖像數(shù)據(jù)輸出到所述立體顯示面板單元。
13.如權(quán)利要求1所述的立體圖像顯示裝置，還包括: 視差調(diào)節(jié)量計(jì)算單元，所述視差調(diào)節(jié)量計(jì)算單元基于所述相對(duì)位置計(jì)算適于立體圖像顯示的視差調(diào)節(jié)量；和 視差調(diào)節(jié)處理單元，所述視差調(diào)節(jié)處理單元根據(jù)所述視差調(diào)節(jié)量對(duì)所述圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行視差調(diào)節(jié)處理，其中， 執(zhí)行了所述亮度調(diào)節(jié)處理和所述視差調(diào)節(jié)處理的所述圖像數(shù)據(jù)被輸出到所述立體顯示面板單元。
14.如權(quán)利要求2所述的立體圖像顯示裝置，還包括: 視差調(diào)節(jié)量計(jì)算單元，所述視差調(diào)節(jié)量計(jì)算單元基于所述裝置特性數(shù)據(jù)和所述相對(duì)位置計(jì)算適于立體圖像顯示的視差調(diào)節(jié)量；和 視差調(diào)節(jié)處理單元，所述視差調(diào)節(jié)處理單元根據(jù)所述視差調(diào)節(jié)量對(duì)所述圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行視差調(diào)節(jié)處理，其中， 所述裝置特性數(shù)據(jù)還包括3D串?dāng)_數(shù)據(jù)； 所述視差調(diào)節(jié)量計(jì)算單元基于所述3D串?dāng)_數(shù)據(jù)和所述相對(duì)位置計(jì)算所述視差調(diào)節(jié)量;和執(zhí)行了所述亮度調(diào)節(jié)處理和所述視差調(diào)節(jié)處理的所述圖像數(shù)據(jù)被輸出到所述立體顯示面板單元。
15.如權(quán)利要求1所述的立體圖像顯示裝置，還包括: 圖像濾波器值計(jì)算單元，所述圖像濾波器值計(jì)算單元根據(jù)所述相對(duì)位置計(jì)算適于立體圖像顯示的圖像濾波器值；和 圖像濾波處理單元，所述圖像濾波處理單元根據(jù)所述圖像濾波器值對(duì)執(zhí)行了所述亮度調(diào)節(jié)處理的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行圖像濾波處理，其中 執(zhí)行了所述亮度調(diào)節(jié)處理和所述濾波處理的所述圖像數(shù)據(jù)被輸出到所述立體顯示面板單元。
16.如權(quán)利要求2所述的立體圖像顯示裝置，還包括: 圖像濾波器值計(jì)算單元，所述圖像濾波器值計(jì)算單元基于所述裝置特性數(shù)據(jù)和所述相對(duì)位置計(jì)算適于立體圖像顯示的圖像濾波器值；和 圖像濾波處理單元，所述圖像濾波處理單元根據(jù)所述圖像濾波器值對(duì)執(zhí)行了所述亮度調(diào)節(jié)處理的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行圖像濾波處理，其中， 所述裝置特性數(shù)據(jù)還 包含3D串?dāng)_數(shù)據(jù)； 所述圖像濾波器值計(jì)算單元基于所述3D串?dāng)_數(shù)據(jù)和所述相對(duì)位置計(jì)算所述圖像濾波器值；和 執(zhí)行了所述亮度調(diào)節(jié)處理和所述濾波處理的所述圖像數(shù)據(jù)被輸出到所述立體顯示面板單元。
17.如權(quán)利要求2所述的立體圖像顯示裝置，其中， 所述3D摩爾紋圖像區(qū)域計(jì)算單元對(duì)作為所述亮度波動(dòng)區(qū)域的3D摩爾紋圖像區(qū)域和非3D摩爾紋圖像區(qū)域進(jìn)行劃分，其中，出現(xiàn)由3D摩爾紋引起的亮度波動(dòng)的觀察圖像根據(jù)所述相對(duì)位置投影在所述3D摩爾紋圖像區(qū)域中，并且不出現(xiàn)由3D摩爾紋引起的亮度波動(dòng)的觀察圖像根據(jù)所述相對(duì)位置投影在所述非3D摩爾紋圖像區(qū)域中；和 當(dāng)計(jì)算所述亮度調(diào)節(jié)量時(shí)，所述亮度調(diào)節(jié)量計(jì)算單元使作為所述3D摩爾紋圖像區(qū)域的圖像數(shù)據(jù)的階調(diào)值比作為所述非3D摩爾紋圖像區(qū)域的圖像數(shù)據(jù)的階調(diào)值高。
18.如權(quán)利要求4所述的立體圖像顯示裝置，其中， 所述3D摩爾紋圖像區(qū)域計(jì)算單元基于在構(gòu)成所述立體顯示面板單元的所述光學(xué)模塊的焦距與根據(jù)所述觀察位置從所述顯示面板到所述光學(xué)模塊的光程距離之間確定的散焦程度，計(jì)算在第二方向上由所述3D摩爾紋引起的亮度波動(dòng)；并且所述3D摩爾紋圖像區(qū)域計(jì)算單元計(jì)算對(duì)于所述相對(duì)位置、由3D摩爾紋引起的亮度波動(dòng)區(qū)域。
19.如權(quán)利要求18所述的立體圖像顯示裝置，其中， 所述3D摩爾紋圖像區(qū)域計(jì)算單元根據(jù)隨著所述觀察位置而變化的柱狀透鏡的表觀曲率半徑，改變所述光學(xué)模塊的焦距，以及計(jì)算在所述第二方向上由3D摩爾紋引起的亮度波動(dòng)。
20.如權(quán)利要求18所述的立體圖像顯示裝置，其中， 所述3D摩爾紋圖像區(qū)域計(jì)算單元計(jì)算梯形形狀的由3D摩爾紋引起的亮度波動(dòng)區(qū)域； 所述亮度調(diào)節(jié)量計(jì)算單元基于所述梯形形狀的由3D摩爾紋引起的亮度波動(dòng)區(qū)域計(jì)算所述亮度調(diào)節(jié)量；和所述亮度調(diào)節(jié)處理單元根據(jù)所述亮度調(diào)節(jié)量，對(duì)所述梯形形狀的由3D摩爾紋引起的亮度波動(dòng)區(qū)域進(jìn)行亮度調(diào)節(jié)處理。
21.如權(quán)利要求18所述的立體圖像顯示裝置，包括圖像濾波器值計(jì)算單元和圖像濾波處理單元，其中， 所述圖像濾波器值計(jì)算單元基于在所述光學(xué)模塊的焦距與根據(jù)所述觀察位置從所述顯示面板到所述光學(xué)模塊的光程距離之間確定的散焦程度計(jì)算圖像濾波器值；和 所述圖像濾波處理單元根據(jù)所述圖像濾波器值對(duì)由3D摩爾紋引起的亮度波動(dòng)區(qū)域進(jìn)行圖像濾波處理。
22.如權(quán)利要求4所述的立體圖像顯示裝置，其中， 所述亮度調(diào)節(jié)處理單元對(duì)與各視點(diǎn)相對(duì)應(yīng)的所述圖像數(shù)據(jù)根據(jù)所述亮度調(diào)節(jié)量改變所述圖像數(shù)據(jù)的階調(diào)值且進(jìn)行抖動(dòng)處理，來(lái)執(zhí)行所述亮度調(diào)節(jié)處理。
23.如權(quán)利要求22所述的立體圖像顯示裝置，其中， 當(dāng)進(jìn)行抖動(dòng)處理時(shí)，根據(jù)所述3D摩爾紋圖像區(qū)域計(jì)算單元計(jì)算的由3D摩爾紋引起的所述亮度波動(dòng)區(qū)域來(lái)進(jìn)行用于抖動(dòng)的誤差擴(kuò)散處理。
24.如權(quán)利要求23所述的立體圖像顯示裝置，其中， 僅在所述第二方向進(jìn)行所述誤差擴(kuò)散處理。
25.如權(quán)利要求23所述的立體圖像顯示裝置，其中， 在進(jìn)行所述抖動(dòng)處理的時(shí)候，當(dāng)通過(guò)所述誤差擴(kuò)散處理階調(diào)值升高的像素的位置以彼此鄰近的方式連續(xù)出現(xiàn)在X軸·方向上時(shí)，階調(diào)值升高的像素的位置在Y軸上改變。
26.一種圖像處理裝置，包括: 相對(duì)位置計(jì)算單元，所述相對(duì)位置計(jì)算單元計(jì)算所述立體顯示面板單元相對(duì)于測(cè)量的觀察位置的相對(duì)位置； 3D摩爾紋圖像區(qū)域計(jì)算單元，所述3D摩爾紋圖像區(qū)域計(jì)算單元基于裝置特性數(shù)據(jù)計(jì)算在所述相對(duì)位置處由3D摩爾紋引起的亮度波動(dòng)區(qū)域； 亮度調(diào)節(jié)量計(jì)算單元，所述亮度調(diào)節(jié)量計(jì)算單元基于所述亮度波動(dòng)區(qū)域計(jì)算適于立體圖像顯示的亮度調(diào)節(jié)量；和 亮度調(diào)節(jié)處理單元，所述亮度調(diào)節(jié)處理單元根據(jù)所述亮度調(diào)節(jié)量對(duì)與各所述視點(diǎn)相對(duì)應(yīng)的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行亮度調(diào)節(jié)處理。
27.如權(quán)利要求26中所述的圖像處理裝置，還包括: 觀察者位置測(cè)量單元，所述觀察者位置測(cè)量單元測(cè)量觀察者的觀察位置； 圖像數(shù)據(jù)接收單元，所述圖像數(shù)據(jù)接收單元在進(jìn)行亮度調(diào)節(jié)處理之前接收所述圖像數(shù)據(jù)；和 圖像數(shù)據(jù)傳送單元，所述圖像數(shù)據(jù)傳送單元輸出執(zhí)行了所述亮度調(diào)節(jié)處理的圖像數(shù)據(jù)。
28.一種用于立體顯示面板單元的立體圖像處理方法，該立體顯示面板單元包括:顯示面板，在所述顯示面板中多個(gè)像素排列成矩陣，各像素至少具有用于顯示第一視點(diǎn)圖像的子像素和用于顯示第二視點(diǎn)圖像的子像素；和光學(xué)模塊，所述光學(xué)模塊將從所述各子像素發(fā)出的光分配至彼此不同的方向上，其中，如果分配光線的方向作為第一方向，則當(dāng)觀察者的視點(diǎn)位置在所述第一方向上移動(dòng)時(shí)，在所述像素的開(kāi)口部與所述光學(xué)模塊之間產(chǎn)生的3D摩爾紋使亮度下降，所述方法包括: 測(cè)量所述觀察者的觀察位置； 計(jì)算所述觀察位置與所述立體顯示面板單元的相對(duì)位置； 針對(duì)所述相對(duì)位置計(jì)算適于立體圖像顯示的亮度調(diào)節(jié)量； 根據(jù)所述亮度調(diào)節(jié)量，對(duì)圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行亮度調(diào)節(jié)處理；和 將執(zhí)行了所述亮度調(diào)節(jié)處理的圖像數(shù)據(jù)輸出到所述立體顯示面板單元。
29.一種用于立體顯示面板單元的立體圖像處理方法，該立體顯示面板單元包括:顯示面板，在所述顯示面板中多個(gè)像素排列成矩陣，各像素至少具有用于顯示第一視點(diǎn)圖像的子像素和用于顯示第二視點(diǎn)圖像的子像素；和光學(xué)模塊，該光學(xué)模塊將從各所述子像素發(fā)出的光分配至彼此不同的方向上，其中，如果分配光線的方向?yàn)榈谝环较?，則當(dāng)觀察者的視點(diǎn)位置在所述第一方向上移動(dòng)時(shí)，在所述像素的開(kāi)口部和所述光學(xué)模塊之間產(chǎn)生的3D摩爾紋使亮度下降，該方法包括: 保存裝置特性數(shù)據(jù)，所述裝置特性數(shù)據(jù)包含所述立體顯示面板單元的相對(duì)于視角的顯示特性； 保存或接收與至少兩個(gè)視角相對(duì)應(yīng)的圖像數(shù)據(jù)； 測(cè)量所述觀察者的觀察位置； 計(jì)算所述觀察位置和所述立體顯示面板單元的相對(duì)位置； 基于所述裝置特性數(shù)據(jù)計(jì)算在相對(duì)位置處由3D摩爾紋引起的亮度波動(dòng)區(qū)域； 基于所述亮度波動(dòng)區(qū)域，計(jì)算適于立體圖像顯示的亮度調(diào)節(jié)量；和 根據(jù)所述亮度調(diào)節(jié)量，對(duì)與所述各視點(diǎn)相對(duì)應(yīng)的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行亮度調(diào)節(jié)處理。
【文檔編號(hào)】H04N13/00GK103595986SQ201310325429
【公開(kāi)日】2014年2月19日 申請(qǐng)日期:2013年7月30日 優(yōu)先權(quán)日:2012年7月31日
【發(fā)明者】長(zhǎng)谷川雄史, 重村幸治 申請(qǐng)人:Nlt科技股份有限公司