способ и устройство адаптивной обработки изображений для сокращения смещения цветов у жидкокристаллических дисплеев

Формула изобретения

1. Способ сокращения смещения цветов в зависимости от угла обзора в LCD, включающий в себя:

получение множества пиксельных данных, составляющих изображение, при этом каждые пиксельные данные включают в себя множество цветовых компонентов подпикселей, имеющих соответствующие значения данных;

для каждых из пиксельных данных сравнение значений данных цветовых компонентов подпикселей, содержащихся в них; и

на основании упомянутого сравнения изменение значений данных цветовых компонентов подпикселей, содержащихся в пиксельных данных, в отношении двух или более из множества цветовых компонентов подпикселей, для сокращения смещения цветов при отображении на LCD.

2. Способ по п.1, в котором этап изменения включает в себя сопоставление каждого значения данных, по меньшей мере, одного из цветовых компонентов подпикселя, по меньшей мере, с двумя измененными значениями данных, которые отображаются на LCD мультиплексированным образом и которые демонстрируют объединенную яркость для наблюдателя на оси, равную или пропорциональную таковой для, по меньшей мере, одного значения данных цветовых компонентов подпикселя.

3. Способ по п.2, в котором пиксели на LCD включают в себя подпиксели, имеющие структуру разделенных подпикселей, и, по меньшей мере, два измененных значения данных отображаются на LCD пространственно мультиплексированным образом с помощью структуры разделенных подпикселей.

4. Способ по п.2, в котором, по меньшей мере, два измененных значения данных отображаются на LCD посредством, по меньшей мере, одного из пространственного мультиплексирования или временного мультиплексирования вместе с соседними пикселями.

5. Способ по п.4, в котором, по меньшей мере, два измененных значения данных отображаются на LCD посредством пространственного мультиплексирования или временного мультиплексирования вместе с выполнением инверсии кадра.

6. Способ по п.5, в котором на этапе сопоставления принимается во внимание различное время отклика жидких кристаллов в LCD для различных переходов.

7. Способ по п.2, в котором, по меньшей мере, два измененных значения данных отображаются на LCD через соответствующий пиксель посредством временного мультиплексирования.

8. Способ по любому из пп.2-7, в котором этап сопоставления включает в себя использование, по меньшей мере, одной таблицы преобразования для сопоставления значений данных цветовых компонентов подпикселей с соответствующими парами измененных значений данных.

9. Способ по п.8, в котором этап сопоставления включает в себя использование таблицы преобразования, выбираемой из множества различных таблиц преобразования в зависимости от результатов этапа сравнения.

10. Способ по п.9, в котором каждая таблица из множества таблиц преобразования выдает различные пары измененных значений

данных для заданного значения данных цветового компонента подпикселя, при этом различные пары измененных значений данных дают приблизительно одинаковую среднюю яркость при отображении для наблюдателя на оси.

11. Способ по п.8, в котором этап сопоставления включает в себя использование единственной таблицы преобразования, индексированной в зависимости от результатов этапа сравнения.

12. Способ по п.2, в котором чем больше различие между значением данных цветовых компонентов подпикселей, имеющим наибольшее значение данных среди значений данных цветовых компонентов подпикселей для конкретных пиксельных данных, и значением данных цветовых компонентов подпикселей, имеющим среднее значение, тем больше степень разделения измененных значений данных.

13. Способ по п.1, в котором этап сравнения включает в себя идентификацию значения данных цветового компонента подпикселя, имеющего наибольшее значение данных среди значений данных цветовых компонентов подпикселей для конкретных пиксельных данных, и определение различия значений данных между цветовым компонентом подпикселя, имеющим наибольшее значение данных, и цветовым компонентом подпикселя, имеющим среднее значение данных.

14. Способ по п.1, в котором этап сравнения включает в себя расчет отношения значения данных цветового компонента подпикселя, имеющего наибольшее значение данных, и значения данных цветового компонента подпикселя, имеющего среднее значение данных среди значений данных цветового компонента подпикселя для конкретных пиксельных данных.

15. Способ по п.1, в котором этап сравнения включает в себя расчет разности или отношения значения данных цветового компонента подпикселя, имеющего наибольшее значение данных, и значения данных цветового компонента подпикселя, имеющего среднее значение данных, и разности или отношения значения данных цветового компонента подпикселя, имеющего наибольшее значение данных, и значения данных цветового компонента подпикселя, имеющего наименьшее значение данных.

16. Способ по п.1, в котором этап сравнения включает в себя принятие в расчет значений данных цветовых компонентов подпикселя для смежных пикселей.

17. Способ по п.1, дополнительно включающий в себя этап обработки множества пиксельных данных с целью обеспечения конфиденциальности при просмотре LCD, причем значения данных цветового компонента подпикселя, содержащиеся в пиксельных данных, модифицируются в открытом режиме с целью сокращения смещения цветов при отображении на LCD, а значения данных цветового компонента подпикселя, содержащиеся в пиксельных данных, модифицируются в конфиденциальном режиме с целью обеспечения конфиденциальности наблюдения.

18. Способ по п.1, дополнительно включающий в себя этап фильтрации множества пиксельных данных для обнаружения и изменения признака в полученном изображении с целью предотвращения нежелательного результата изображения, в противном случае вызываемого изменением значений данных цветовых компонентов подпикселя.

19. Способ по п.1, в котором значения данных цветового компонента подпикселя, содержащиеся в пиксельных данных, модифицируются различным образом на основе конкретного цветового компонента.

20. Способ по п.1, в котором этап изменения дополнительно включает в себя изменение способа, посредством которого измененные значения данных цветового компонента подпикселя представляются на LCD, с целью поддержания выравнивания постоянного тока.

21. Способ создания таблицы преобразования для применения в способе по п.8, включающий в себя заполнение таблицы преобразования выходными пиксельными данными для каждой из множества групп входных пиксельных данных, при этом этап заполнения включает в себя определение множества доступных точек яркости на оси/не на оси для устройства отображения, рассмотрение линии или линий, покрывающих полный диапазон значений яркости на оси и имеющих различные соответствующие характеристики яркости не на оси, и выбор множества из доступных точек яркости вдоль каждой из этих линий, при этом выбор проводится с целью уменьшения значения функции ошибки, которая зависит, по меньшей мере, частично от расстояния между точкой и рассматриваемой линией, и заполнение таблицы преобразования на основании пиксельных данных, требующихся для создания выбранных точек яркости.

22. Устройство для сокращения смещения цветов относительно угла обзора у LCD, содержащее:

вход для получения множества пиксельных данных,

составляющих изображение, при этом каждые пиксельные данные включают в себя множество цветовых компонентов подпикселей, имеющих соответствующие значения данных;

секцию сравнения, которая для каждых из пиксельных данных выполняет сравнение значений данных цветовых компонентов подпикселей, содержащихся в них; и

секцию изменения, которая на основании сравнения изменяет значения данных цветовых компонентов подпикселей, содержащиеся в пиксельных данных, в отношении двух или более из множества цветовых компонентов подпикселей с целью сокращения смещения цветов при отображении на LCD.

23. Устройство по п.22, в котором секция изменения сопоставляет каждое значение данных, по меньшей мере, для одного из цветовых компонентов подпикселя, по меньшей мере, с двумя измененными значениями данных, которые отображаются на LCD мультиплексированным образом и которые демонстрируют объединенную яркость для наблюдателя на оси, равную или пропорциональную таковой для, по меньшей мере, одного из значений данных цветовых компонентов подпикселя.

Описание изобретения к патенту

ОБЛАСТЬ ТЕХНКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

Настоящее изобретение относится к способу и устройству для обработки данных изображений для дисплея или устройства отображения.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

По данной заявке испрашивается приоритет по предварительной заявке на патент США No. 61/138594, поданной 18 декабря 2008, изложение которой включено в настоящий документ посредством ссылки во всей своей полноте.

Несмотря на значительные успехи технологии жидкокристаллических дисплеев (LCD), приведшие к получению высокопроизводительных дисплеев с улучшенными характеристиками, такими как площадь дисплея, яркость, контрастность изображения, разрешение, цветовая гамма, глубина цвета, время отклика и характеристики изображения при большом угле обзора, смещение цвета при изменении угла просмотра остается проблемой для многих типов LCD.

Было разработано несколько технологий для улучшения отображения при больших углах обзора для LCD. Были созданы дисплеи с компенсирующими изменение угла пленками, такими как дискотическая растянутая пленка для широкоугольных дисплеев с нематическими жидкими кристаллами (TN), многодоменные пиксели для вертикально выравниваемых нематических жидких кристаллов (VAN) и дисплеи с режимом плоскостного переключения (IPS) и улучшенной геометрией электродов. Данные разработки позволили получить дисплеи с отсутствием проблемы инвертирования контраста при широких углах обзора, то есть, хотя абсолютная яркость пикселя может изменяться при изменении угла обзора, пиксель, который имел большую яркость на оси, чем другой пиксель, останется более ярким при всех углах обзора, и наоборот. Однако величина изменения яркости пикселя при изменении угла обзора все еще является функцией яркости пикселя на оси в большинстве типов LCD. Это приводит к следующему эффекту: у цветного дисплея, содержащего множество пикселей, каждый из которых состоит из множества цветовых подпикселей, таких как, например, красный, зеленый и синий подпиксели у дисплея с RGB-полосами, в случае, если пиксель отображает цвет, состоящий из трех основных компонентов с различными значениями яркости, то такие различные значения яркости могут смещаться на различную величину при изменении угла обзора, что приводит к искажению воспринимаемого цвета.

В свою очередь, было разработано несколько технологий для подавления данного эффекта. Наиболее эффективные из них используют структуру разделения подпикселей, в которой каждый цветовой подписксель на дисплее состоит из двух или более областей. В целях обеспечения заданной общей яркости для наблюдателя, расположенного вдоль нормали к плоскости дисплея (на оси), этим подпикселям по отдельности задается различная яркость, одному больше другого, с тем чтобы средняя яркость двух областей на оси составляла желаемую общую яркость, и при этом изменение яркости с изменением угла обзора для каждой части было различно, с тем чтобы усредненное изменение двух областей было менее выражено, чем для каждой из них, взятой по отдельности.

Такой способ известен как частичное пространственное сглаживание или цифровое формирование полутонов, и он может быть реализован посредством использования емкостного делителя напряжения между областями подпикселя, в соответствии с описанным в патенте США 4840460, опубликованном 20 июня 1989 и в патентной публикации США 20050219186 A1, опубликованной 6 октября 2005, или он может быть реализован посредством использования дополнительной линии возбуждения для каждого цветового подпикселя, с тем чтобы каждая из двух областей подпикселя получала независимо управляемое сигнальное напряжение, когда они активируются посредством одной затворной шины. Такая вторая реализация изложена в патенте США 6067063, опубликованном 23 мая 2000, кроме того, два общих подхода суммируются, и оптимизированные соотношения между напряжениями применяются к более ярким и более темным областям подпикселя для сокращения смещения цветов в патенте США 7079214, опубликованном 18 июля 2006.

Для реализации данного способа нет необходимости в наличии структуры с разделением на подпиксели. Данная методика может быть эффективно реализована в программном обеспечении или в электронных схемах управления LCD, и может быть применена к произвольному существующему цветном дисплею посредством поочередного повышения и понижения яркости целых цветовых подпикселей, в пространственном или временном домене, с целью создания того же эффекта за счет эффективного разрешения дисплея. Яркость эффективно переносится между цветовыми компонентами смежных пикселей, в результате чего не происходит изменения общей яркости, но различие в яркости смежных пикселей увеличивается, что приводит к снижению среднего изменения яркости при изменении угла обзора. Указанное описано в патенте США 6801220, опубликованном 5 октября 2004, и патенте США 5847688, опубликованном 8 декабря 1998. В патенте США 6801220, указанное реализуется посредством способа обработки изображений, в котором данные изображения, подаваемые на LCD, обрабатываются посредством таблицы преобразования (LUT), с тем чтобы для каждого уровня входных данных была предоставлена пара уровней выходных данных, которая, при отображении смежными пикселями на LCD, усредняется глазом наблюдателя (при условии достаточного разрешения дисплея и расстояния наблюдения) и имеет такой же вид, какой имелся бы при отображении исходного уровня входных данных на обоих пикселях. Таким образом, в способе обработки изображений пространственно изменяются на поверхности дисплея пары значений выходных данных, которые применяются к каждому пикселю для заданной величины входных данных.

Все перечисленные выше способы реализуют метод передачи полутонов, в пределах каждого цветового подпикселя дисплея в случае разделенного подпикселя, или в пределах групп смежных подпикселей в случае методов обработки изображений, в которых соотношение между яркостью подпикселей или областей подпикселей, которые комбинируются для обеспечения требуемой средней яркости, является фиксированным, например, по соотношению емкостного разделителя напряжений, применяемому между областями, или посредством использования единичного LUT для вывода более ярких и более темных уровней данных для каждого уровня входных данных для всех пикселей дисплея.

В результате такого фиксированного соотношения оба указанных выше подхода в аппаратном обеспечении пикселей и программном обеспечении дисплея или управляющих электронных схем страдают от ограничения, заключающегося в том, что в целях оптимального сокращения смещения цветов при изменении угла обзора дисплея эффективная яркость пикселей, воспринимаемая наблюдателем на оси, должна формироваться двумя или более областями различной яркости для всех случаев, кроме выключенного состояния (ко всем областям применяется нулевое напряжение). Обе области, множество областей в пределах разделенного цветового подпикселя или соседних целых цветовых подпикселей, которые подвергались переносу яркостного сигнала в пределах локальных групп, следовательно, не могут иметь полную яркость, чтобы не компрометировать эффективность способа в сокращении смещения цветов.

LCD-дисплей обычно состоит из нескольких составных частей, включающих в себя:

1. Модуль задней подсветки для обеспечения ровного широкоугольного освещения панели.

2. Управляющие электронные схемы для приема цифровых данных изображений и вывода аналоговых сигнальных напряжений для каждого пикселя, а также импульсов синхронизации и общего напряжения для интегрирующего электрода всех пикселей. Схема стандартной топологии электронных схем управления LCD показана на фигуре 1 (см., E. Lueder, Liquid Crystal Displays, Wiley and Sons Ltd., 2001 ).

3. Жидкокристаллическая (LC) панель для отображения изображения посредством пространственной модуляции света, содержащая две противостоящих стеклянных подложки, на одной из которых расположен массив электродов пикселей и массив активной матрицы для направления сигналов электроники, полученных от электронных схем управления, на электроды пикселей. На другой подложке обычно размещается однородный общий электрод и пленка с массивом цветофильтров. Между стеклянными подложками находится жидкокристаллический слой заданной толщины, обычно 2-6 мкм, который может выравниваться за счет наличия выравнивающего слоя на внутренних поверхностях стеклянных подложек. Стеклянные подложки обычно будут размещаться между пересекающимися поляризующими пленками и другими пленками оптической компенсации в целях вызывания индуцируемых электричеством изменений выравнивания в пределах каждой пиксельной области LC-слоя для создания желаемой оптической модуляции света от модуля задней подсветки и окружающей среды, посредством чего генерируется изображение.

Обычно управляющие электронные схемы LCD (также называемые в настоящем документе управляющей электроникой) будут сконфигурированы специфически для электрооптических характеристик LC-панели, с тем чтобы напряжения выходных сигналов, зависящие от входных данных изображения, были настроены для оптимизации имеющегося качества отображаемого изображения, то есть, разрешения, контрастности, яркости, времени отклика и т.д. для целевого наблюдателя, осуществляющего наблюдение в направлении нормали к поверхности дисплея (на оси). Соотношение между значением входных данных изображения для заданного пикселя и наблюдаемой яркостью, даваемой дисплеем (гамма-кривая) определяется комбинацией влияния сопоставления значения данных с напряжением сигнала устройством управления дисплея и зависимости яркостного ответа LC-панели от сигнального напряжения.

LC-панель обычно будет сконфигурирована с множеством LC-доменов на пиксель и/или с пассивными пленками оптической компенсации с тем, чтобы сохранить гамма-кривую дисплея как можно ближе к отклику на оси для всех углов обзора, посредством чего будет обеспечено в основном одинаково высокое качество изображения для широкой области обзора. Однако внутренним свойством жидкокристаллических дисплеев является то, что их электрооптический ответ зависит от угла, и гамма-кривая не на оси будет отличаться от кривой на оси, и, хотя проблемы с инверсией контрастности были в основном решены с помощью мультидоменных пикселей и улучшенных компенсационных пленок, искажение цвета при изменении угла все еще остается проблемой.

В целях ясности, приведенные ниже примеры, иллюстрирующие данный эффект, и описания вариантов осуществления для его сокращения будут направлены на LCD-дисплеи режима VAN, с 8-битным регулированием градации на цвет. Проблема искажения цвета при изменении угла не ограничивается дисплеями режима VAN или дисплеями с некоторой конкретной глубиной цвета, также указанным не ограничивается применимость описанных в настоящем документе вариантов осуществления, поэтому данные параметры не должны ограничивать объем изобретения, которое применимо к любому LCD, который демонстрирует смещение цветов при изменении угла обзора.

На фигуре 2 показана измеренная зависимость яркости от угла для LCD с режимом мультидоменного VAN в мобильном телефоне, в градациях серого от уровня входных данных = 0 (черный) до 255 (белый) с шагом 32. На фигуре 3(a) показаны точки фигуры 2 с отклонением в правую сторону 0° и 50° (по горизонтали от ориентации, в которой обычно наблюдается дисплей), изображенные в зависимости от уровня входных данных. Кривая на оси известна как «гамма»-кривая дисплея, и спроектирована с приблизительным следованием отношению , где L - выходная яркость для заданного уровня данных D и (гамма) - мощность, связывающая эти две величины, когда каждая из них нормализована по своему максимальному значению. Значение гамма обычно должно находиться в диапазоне от 2,0 до 2,4, и составляет приблизительно 2,3 для дисплея, показанного на фигурах 2 и 3.

На фигуре 3(b) показана яркость дисплея при 50° отклонении как функция яркости на оси, при этом оба значения нормализованы по своему максимальному значению.

На этих фигурах ясно видно, что при типичном функционировании дисплея режима VAN средние уровни серого оказываются непропорционально яркими при наблюдении не на оси. Это дополнительно проиллюстрировано на фигуре 4, на которой показана яркость как функция от угла обзора, нормализованная по яркости для состояния данные = 255 для каждого угла, для одного и того же дисплея в режиме VAN, отображающего входные данные = 255, 160 и нулю. На этой фигуре можно увидеть, что если пиксель был подан со значением = 255 для красного цветового подпикселя, со значением = 160 для зеленого цветового подпикселя и со значением = 0 для синего цветового подпикселя, на оси, то отношение нормализованных яркостей составляет приблизительно 1:0,35:0 для R:G:B, что приведет к появлению окрашенного оранжевым пикселя. Однако при наблюдении с отклонением 50° соотношение цветовых компонентов составляет приблизительно 1:0,77:0,03, что приведет к формированию окрашенного желтым пикселя. Это является причиной смещения цветов при изменении угла обзора, и можно наблюдать, что, в частности, в случае дисплеев режима VAN степень смещения цветов является наибольшей для цветов, составленных из одного из цветовых компонентов, имеющего яркость, близкую к максимальной, и одного или двух цветовых компонентов в среднем диапазоне яркости.

Задача обычных методов цифрового формирования полутонов состоит в снижении данного изменения относительной яркости цветовых компонентов пикселя посредством замены подпикселей, имеющих 50% максимальной яркости, на область в половину подпикселя, имеющую максимальную яркость, в случае основанного на аппаратном обеспечении метода, или посредством замены смежной пары подпикселей, которые были настроены на отображение 50% от максимальной яркости, на один с максимальной яркостью и один с минимальной яркостью, в случае методов, основанных на использовании программного обеспечения или управляющих электронных схем. Таким образом, подпиксель или пара подпикселей со средней яркостью фактически превращаются в подпиксель с максимальной яркостью, имеющий площадь в половину от стандартной излучающей площади, в результате чего яркость подпикселя или пары подпикселей составляет половину от состояния максимальной яркости при всех углах обзора, что позволяет избежать смещения цветов.

Очевидно, что только пара подпикселей с яркостью, находящейся точно посередине между максимальной и минимальной яркостями, может быть заменена на один подпиксель с максимальной яркостью и один с минимальной яркостью без изменения общего внешнего вида пары для наблюдателя на оси. Пиксели с другими значениями могут быть заменены на один пиксель с минимальной или максимальной яркостью и второй с некоторой яркостью для создания требуемого суммарного среднего значения. По этой причине в патенте США 6801220 представлена LUT, проиллюстрированная на фигуре 5(a), для соотнесения пары пикселей с максимальным различием между пикселями в паре и средней яркостью, равной среднему значению яркости для двух пикселей с одним уровнем входных данных, для всех уровней входных данных на дисплее со значением гамма, составляющим 2,2.

Эквивалент фигуры 3(b) для дисплея, у которого значения пиксельных данных были изменены в соответствии с LUT фигуры 5(a), показан на фигуре 5(b). Как можно видеть на этой фигуре, нормализованная яркость при отклонении 50° больше не отличается от нормализованной яркости на оси для пикселей с яркостью, составляющей 50% от максимальной. Цветовые пиксели, содержащие комбинации цветовых пикселей при минимальной, 50% и максимальной освещенности, не будут иметь смещения цветов при изменении угла обзора. Однако нормализованная яркость при 50° отклонении не совпадает с нормализованной яркостью на оси для пикселей, для которых установлены значения яркости, отличные от данных, в частности, для пикселей, для которых установлены значения яркости в 25% или 75% от максимальной, в результате чего при отображении цветов с одним или более цветовыми компонентами на данном уровне смещение цветов все еще будет очевидно. Также, поскольку сокращение смещения цветов при использовании описанного выше метода LUT значительно больше для пикселей с цветовым компонентом на 50% яркости на оси, чем для того же цветового компонента, переведенного на 75% яркости, то изображения, имеющие гладко изменяющийся цвет на дисплее, например, один из цветовых компонентов, изменяющийся от 50% до 75% яркости, не будут гладко изменяться не на оси, поскольку вдоль поверхности дисплея изменяется не только цвет, но и степень коррекции смещения цветов, что дает чрезмерный эффект, который может быть очень неприятным для наблюдателя. В целях решения данной проблемы, в патенте США 6801220 предлагается модифицированная LUT, в которой пары пикселей с одним и тем же уровнем входных данных заменяются одним пикселем с более высоким уровнем данных и одним пикселем с более низким уровнем данных, но при этом различие в уровнях для настраиваемых пикселей больше не максимизируется. Однако это приведет к снижению эффективности сокращения смещения цветов.

По этим причинам во многих телевизионных дисплеях LCD, для которых точное воспроизведение картинки в очень широком диапазоне углов наблюдения является важной характеристикой, все уровни входных данных, кроме уровня = 0, отображаются с использованием разделенных подпикселей с различной яркостью в каждой половине подпикселя. Это позволяет составлять все цвета, кроме черного, из цветовых компонентов, состоящих из двух областей с различной яркостью, и, следовательно, имеется две различных вариации углов обзора, которые усредняются в целях выдачи единообразного ответа. Посредством этого снижается смещение цветов; максимальная передача (яркость) дисплея, следовательно, также снижается.

На фигуре 6(a) показана измеренная яркость двух половин разделенного подпикселя для коммерчески доступного LCD-телевизора VAN-режима. Как можно видеть на фигуре, более темная половина подпикселя достигает приблизительно 65% от яркости более яркой половины подпикселя при входных данных = 255. Это приводит к тому, что дисплей имеет яркость, составляющую 82,5% от своего максимума, в целях сохранения цветов в широком диапазоне углов обзора. На фигуре 6(b) показана соответствующая нормализованная яркость при угле обзора с 50° отклонением относительно нормализованной яркости на оси для телевизора, в соответствии с измерениями. Как можно видеть, яркость не на оси все еще не является полностью линейной в сравнении с яркостью на оси, поэтому цвет все еще будет смещаться, но меньше, чем в случае немодифицированного дисплея, и будет изменяться более равномерно при изменении уровня входных данных, чем в способе, основанном на LUT, на фигуре 5, поэтому не возникает избыточных изменений цвета не на оси, ассоциированных с данным способом.

Таким образом ясно, что существует потребность в оптимизированном способе сокращения смещения цветов при изменении угла обзора для LCD-дисплеев, который обеспечивает необходимую степень сокращения смещения цветов при минимальной потере пиковой яркости дисплея.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Представлен способ обработки данных изображения для отображения LCD-устройством, который включает в себя получение пиксельных данных, составляющих изображение, выполнение измерения относительных значений данных цветовых компонентов каждого пикселя или группы пикселей, изменение значений данных цветовых компонентов на величину, зависящую от результатов предыдущего этапа измерений и в направлении, зависящем от пространственного положения пикселя в изображении, и вывод модифицированных данных изображения для отображения на LCD.

В соответствии с одним из аспектов изобретения, представлен способ для сокращения смещения цветов относительно угла обзора в LCD. Способ включает в себя получение множества пиксельных данных, составляющих изображение, при этом каждые пиксельные данные включают в себя множество цветовых компонентов подпикселей, имеющих соответствующие значения данных; для всех пиксельных данных - сравнение значений данных цветовых компонентов, содержащихся в них; и, на основании сравнения, изменение значений данных цветовых компонентов подпикселей, содержащихся в пиксельных данных, в отношении двух или более компонентов из множества цветовых компонентов подпикселей, с целью сокращения смещения цветов при отображении на LCD.

В соответствии с конкретным аспектом, этап изменения включает в себя сопоставление каждого значения данных, по меньшей мере, для одного из цветовых компонентов подпикселя, по меньшей мере, с двумя измененными значениями данных, которые отображаются на LCD посредством мультиплексирования, и которые демонстрируют объединенную яркость для наблюдателя на оси, равную или пропорциональную значению данных, по меньшей мере, для одного из цветовых компонентов подпикселя. В соответствии с другим аспектом, пиксели на LCD включают в себя подпиксели, имеющие структуру разделенных подпикселей, и, по меньшей мере, два измененных значения данных отображаются на LCD посредством пространственного мультиплексирования с помощью структуры разделенных подпикселей.

В соответствии с еще одним аспектом изобретения, по меньшей мере, два измененных значения данных отображаются на LCD посредством, по меньшей мере, пространственного мультиплексирования или временного мультиплексирования, вместе с соседними пикселями.

В соответствии с другим аспектом, по меньшей мере, два измененных значения данных отображаются на LCD посредством, по меньшей мере, пространственного мультиплексирования или временного мультиплексирования, вместе с выполнением инверсии кадра.

В соответствии с еще одним аспектом, на этапе сопоставления принимается во внимание различное время отклика жидких кристаллов в LCD для различных переходов.

В соответствии с другим аспектом, по меньшей мере, два измененных значения данных отображаются на LCD через соответствующий пиксель посредством временного мультиплексирования.

В соответствии с другим аспектом, этап сопоставления включает в себя использование, по меньшей мере, одной таблицы преобразования для сопоставления значений данных цветовых компонентов подпикселя с соответствующими парами измененных значений данных.

В еще одном аспекте этап сопоставления включает в себя использование таблицы преобразования, выбираемой из множества различных таблиц преобразования в зависимости от результатов этапа сравнения.

В отношении другого аспекта, каждая таблица из множества таблиц преобразования дает различные пары измененных значений данных для заданного значения цветового компонента подпикселя, при этом различные пары измененных значений данных дают приблизительно одинаковую среднюю яркость при отображении для наблюдателя на оси.

В соответствии с другим аспектом, этап сопоставления включает в себя использование единственной таблицы преобразования, индексированной в зависимости от результатов этапа сравнения.

В соответствии с еще одним аспектом, чем больше различие между значением данных цветовых компонентов подпикселей, являющимся наибольшим значением данных среди значений данных цветовых компонентов подпикселей для данных конкретного пикселя, и значением данных цветовых компонентов подпикселей, являющимся средним значением, тем больше степень разделения измененных значений данных.

В соответствии с другим аспектом, этап сравнения включает в себя идентификацию значения данных цветового компонента подпикселя, имеющего наибольшее значение данных среди значений данных цветового компонента подпикселя для данных конкретного пикселя, и определение различия значения данных между цветовым компонентом подпикселя, имеющим наибольшее значение данных, и цветовым компонентом подпикселя, имеющим среднее значение данных.

В еще одном аспекте, этап сравнения включает в себя расчет отношения значения данных цветового компонента подпикселя, имеющего наибольшее значение данных, и значения данных цветового компонента подпикселя, имеющего среднее значение данных среди значений данных цветового компонента подпикселя для данных конкретного пикселя.

В соответствии с еще одним аспектом, этап сравнения включает в себя расчет разности или отношения значения данных цветового компонента подпикселя, имеющего наибольшее значение данных, и значения данных цветового компонента подпикселя, имеющего среднее значение данных, и разности или отношения значения данных цветового компонента подпикселя, имеющего наибольшее значение данных, и значения данных цветового компонента подпикселя, имеющего наименьшее значение данных. В еще одном аспекте этап сравнения включает в себя принятие в расчет значений данных цветовых компонентов подпикселя для смежных пикселей.

В соответствии с другим аспектом, способ, посредством которого изменяются значения данных цветовых компонентов подпикселя на этапе изменения, изменяется как функция конкретного цветового компонента подпикселя.

В еще одном аспекте способ реализуется через программное обеспечение.

В соответствии с другим аспектом, способ включает в себя этап обработки множества пиксельных данных для обеспечения конфиденциального просмотра с помощью LCD.

В еще одном аспекте значения данных цветового компонента подпикселя, содержащиеся в пиксельных данных, модифицируются в открытом режиме с целью сокращения смещения цветов при отображении на LCD, и значения данных цветового компонента подпикселя, содержащиеся в пиксельных данных, модифицируются в конфиденциальном режиме с целью обеспечения конфиденциальности наблюдения.

В соответствии с другим аспектом, способ включает в себя этап фильтрации множества пиксельных данных для обнаружения и изменения характеристики полученного изображения с целью избегания нежелательного результата изображения, в противном случае вызываемого изменением значений данных цветовых компонентов подпикселя.

В еще одном аспекте значения данных цветового компонента подпикселя, содержащиеся в пиксельных данных, модифицируются различным образом в зависимости от конкретного цветового компонента.

В соответствии с другим аспектом, этап изменения дополнительно включает в себя изменение способа, посредством которого измененные значения данных цветового компонента подпикселя представляются на LCD, с целью поддержания выравнивания постоянного тока.

В соответствии с еще одним аспектом, представлен способ создания таблицы преобразования. Способ включает в себя заполнение таблицы преобразования выходными пиксельными данными для каждой из множества групп входных пиксельных данных, при этом этап заполнения включает в себя определение множества доступных точек яркости на оси/не на оси, рассмотрение линии или линий, покрывающих полный диапазон значений яркости на оси и имеющих различные соответствующие характеристики яркости не на оси, и выбор множества доступных точек яркости вдоль каждой из этих линий, при этом выбор проводится с целью уменьшения значения функции ошибки, которая зависит, по меньшей мере частично, от расстояния между точкой и рассматриваемой линией, и заполнение таблицы преобразования на основании пиксельных данных, требующихся для создания выбранных точек яркости. В соответствии с другим аспектом, таблица преобразования создается в соответствии с данным способом.

В соответствии с другим аспектом, представлено устройство для сокращения смещения цветов относительно угла обзора у LCD. Устройство содержит секцию входных данных для получения пиксельных данных, составляющих изображение, при этом каждые пиксельные данные включают в себя множество цветовых компонентов подпикселей, имеющих соответствующие значения данных; секцию сравнения, которая, для данных всех пикселей, выполняет сравнение значений данных цветовых компонентов подпикселей, содержащихся в них; и секцию изменения, которая, на основании сравнения, изменяет значения данных цветовых компонентов подпикселей, содержащихся в пиксельных данных, в отношении двух или более компонентов из множества цветовых компонентов подпикселей, с целью сокращения смещения цветов при отображении на LCD.

В соответствии с другим аспектом, секция изменения сопоставляет каждое значение данных, по меньшей мере, для одного из цветовых компонентов подпикселя, по меньшей мере, с двумя измененными значениями данных, которые отображаются на LCD посредством мультиплексирования, и которые демонстрируют объединенную яркость для наблюдателя на оси, равную или пропорциональную значению данных, по меньшей мере, для одного из цветовых компонентов подпикселя.

В соответствии с другим аспектом, представлена компьютерная программа, хранящаяся на машиночитаемом носителе, которая, при выполнении компьютером, выполняет способ сокращения смещения цветов относительно угла обзора у LCD. Способ включает в себя получение множества пиксельных данных, составляющих изображение, при этом каждые пиксельные данные включают в себя множество цветовых компонентов подпикселей, имеющих соответствующие значения данных; для всех пиксельных данных - сравнение значений данных цветовых компонентов, содержащихся в них; и, на основании сравнения, изменение значений данных цветовых компонентов подпикселей, содержащихся в пиксельных данных, в отношении двух или более компонентов из множества цветовых компонентов подпикселей, с целью сокращения смещения цветов при отображении на LCD.

В соответствии с конкретным аспектом, этап изменения включает в себя сопоставление каждого значения данных, по меньшей мере, для одного из цветовых компонентов подпикселя, по меньшей мере, с двумя измененными значениями данных, которые отображаются на LCD посредством мультиплексирования, и которые демонстрируют объединенную яркость для наблюдателя на оси, равную или пропорциональную значению данных, по меньшей мере, для одного из цветовых компонентов подпикселя.

Таким образом, для достижения указанных выше и связанных целей, изобретение обладает характеристиками, полностью описанными ниже в настоящем документе и указанными в формуле изобретения. В приведенном ниже описании и на прилагаемых чертежах подробно изложены определенные иллюстративные варианты осуществления изобретения. Однако данные варианты осуществления указывают только на некоторые из возможных путей, посредством которых могут быть применены принципы изобретения. Другие объекты, преимущества и новые характеристики изобретения будут ясны из приведенного ниже подробного описания изобретения при рассмотрении совместно с чертежами.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Фигура 1: изображение стандартной схемы управляющих электронных схем для жидкокристаллического дисплея.

Фигура 2: график, показывающий измеренную зависимость угловой яркости для LCD режима VAN в диапазоне уровней входных данных.

Фигуры 3(a) и 3(b): пара графиков, показывающих данные фигуры 2 при обзоре с 0° и 50° отклонением как функцию от уровня входных данных и яркость при 0° отклонении обзора.

Фигура 4: график, показывающий измеренную зависимость угловой яркости для LCD режима VAN в диапазоне уровней входных данных, нормализованную на яркость для максимального уровня входных данных при каждом значении угла.

Фигуры 5(a) и 5(b): пара графиков, показывающих выходные значения как функцию от входного значения для известной схемы изменения пиксельных данных, и влияние таких изменений на выходную яркость дисплея типа VAN как функцию от уровня входных данных, при различных углах обзора.

Фигуры 6(a) и 6(b): пара графиков, показывающих выходные значения как функцию от входного значения для известной схемы изменения пиксельных данных, и влияние таких изменений на выходную яркость дисплея типа VAN как функцию от уровня входных данных, при различных углах обзора.

Фигура 7: таблица, показывающая типовую схему выбора изменений пиксельных данных в соответствии с одним из вариантов осуществления изобретения.

Фигура 8: график, показывающий типовое множество значений LUT, связывающих входные значения пиксельных данных с множеством соответствующих пар значений пиксельных данных в соответствии с одним из вариантов осуществления изобретения.

Фигура 9: график, демонстрирующий влияние выходного результата от четырех различных типовых LUT при заданном уровне входных данных на результирующую отображаемую яркость измененных пикселей как функцию от угла обзора, в соответствии с одним из вариантов осуществления изобретения.

Фигура 10: график, иллюстрирующий диапазон значений яркости не на оси, представленный для каждого значения яркости на оси с помощью множества имеющихся изменений уровня данных для типа, показанного на фигуре 8, и то, каким образом произвольная желаемая эффективная взаимосвязь яркости не на оси и на оси может быть аппроксимирована путем использования различных множеств изменений, применяемых к различным точкам.

Фигура 11: схема хода процесса, показывающего возможную реализацию на уровне аппаратного обеспечения в соответствии с одним из вариантов осуществления изобретения.

Фигура 12: график, показывающий еще одно типовое множество значений LUT, связывающих входные значения пиксельных данных с множеством соответствующих пар значений пиксельных данных в соответствии с одним из вариантов осуществления изобретения.

Фигуры 13(a), 13(b) и 13(c): множество графиков, демонстрирующих представленный диапазон отношений яркости не на оси к яркости на оси, для каждого уровня входных данных из соответствующего диапазона, полученный с помощью множества изменений с типом, показанным на фигуре 8, для различных цветовых компонентов в LCD режима VAN.

Фигура 14: график, иллюстрирующий отклик светодиода на переключение дисплея при 60 Гц между двумя уровнями данных в каждом кадре.

Фигура 15: график, иллюстрирующий множество измерений средней яркости для значений зеленого компонента пикселей в нечетных и четных кадрах с шагом 16.

Фигура 16: график, показывающий типовое множество значений LUT, связывающих входные значения пиксельных данных с множеством соответствующих пар значений пиксельных данных, с учетом несоответствия времени перехода, в соответствии с одним из вариантов осуществления изобретения.

Фигуры 17(a) и 17(b): графики, иллюстрирующие отношение яркости не на оси к яркости на оси для объединенной усредненной яркости не на оси и на оси для всех возможных комбинаций значений данных в цветовом канале; фиг.17(b) содержит линию, соединяющую точки, которые могут быть выбраны для LUT в соответствии с одним из типовых вариантов осуществления изобретения.

Фигуры 18 и 19: иллюстрации способа предотвращения образования цветовых артефактов по причине процесса корректировки цвета, в соответствии с одним из типовых вариантов осуществления изобретения.

Фигура 20: график, иллюстрирующий эквивалентное доступное пространство яркости не на оси и на оси для фигуры 10 для процесса, в котором значения выходных данных даны для каждого значения входных данных.

Фигура 21: диаграмма, иллюстрирующая множества испытательных таблиц для проверки координатных искажений для соответствующих кадров, в соответствии с одним из вариантов осуществления изобретения.

ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

В типовом варианте осуществления дисплея в соответствии с настоящим изобретением, дисплей представляет собой стандартный LCD-дисплей, пример которого проиллюстрирован на фигуре 1, с модифицированными управляющими электронными схемами.

Когда такой дисплей функционирует стандартным образом, множество основных данных изображения, составляющих единичное изображение, подается на вход управляющих электронных схем в каждый период кадровой развертки, обычно в форме последовательного битового потока. Затем управляющие электронные схемы выдают множество напряжений данных сигнала на LC-панель. Каждое из этих сигнальных напряжений направляется массивом активной матрицы LC-панели на соответствующий электрод пикселя, и получаемый в результате суммарный электрооптический отклик пикселей в слое LC генерирует изображение.

Как описано выше, в дисплеях, использующих технологию сокращения смещения цветов, данные изображения могут изменяться в управляющих электронных схемах, схемах модулятора или в электронных схемах пикселей, в результате чего каждый пиксель полученных данных изображения преобразуется во множество различных напряжений, применяемых к множеству различных областей разделенного подпикселя, или данные соседних пикселей или подпикселей в изображении изменяются в противоположных направлениях, в результате чего суммарный эффект состоит в том, что объединенная яркость областей подпикселей или пары подпикселей, наблюдаемая наблюдателем на оси, усредняется до желаемого выходного значения.

Настоящее изобретение предоставляет улучшенный способ генерации измененных значений данных, или различных напряжений, для различных областей в пределах подпикселя, с помощью анализа значений данных цветовых компонентов во входных пиксельных данных, выбора, на основе результатов данного анализа, одного из множества возможных изменений, и применения выбранного изменения.

Обратимся к фигуре 1; в соответствии с типовым вариантом осуществления изобретения, управляющая ASIC модифицируется для выполнения процесса, описанного в настоящем документе, в соответствии с настоящим изобретением, в дополнение к иному обычному управлению. Управляющая ASIC имеет вход для получения входных данных дисплея в форме множества пиксельных данных, составляющих изображение. Все данные пикселей включают в себя множество цветовых компонентов подпикселей, имеющих соответствующие значения данных. Управляющая ASIC также содержит секцию сравнения, которая, для всех пиксельных данных, сравнивает или анализирует значения данных цветовых компонентов подпикселей, содержащиеся в них. Кроме того, управляющая ASIC содержит секцию изменения, которая, на основании сравнения, изменяет значения данных цветовых компонентов подпикселей, содержащихся в пиксельных данных, в соответствии с описанным ниже в настоящем документе, с целью сокращения смещения цветов при отображении на LCD. Измененные данные пикселей, в свою очередь, выдаются на LCD-дисплей.

В типовом варианте осуществления, этап анализа включает в себя сравнение значений входных данных для красного, зеленого и синего цветовых компонентов данных каждого пикселя с целью определения того, какой из цветовых компонентов имеет наибольшее значение данных, и для измерения разности значений данных между цветовым компонентом с наибольшим значением данных и компонентом, имеющим второе по величине значение данных.

Этап выбора включает в себя выбор одной из ряда имеющихся LUT, или столбцов выходных данных в единственной расширенной LUT, с помощью которых будет осуществлять вычисление измененных значений данных для вывода на дисплей, на основании результата предыдущего этапа анализа. В одном из вариантов осуществления, имеется восемь LUT, имеющих аналогичный проиллюстрированному на фигуре 5(a) тип, с двумя возможными выходными значениями для каждого значения входных данных. В каждой из LUT то, какое выходное значение будет выбрано, зависит от пространственного параметра, основанного на положении подвергаемого изменению пикселя или подпикселя в предназначенном для отображения изображении. Например, для создания комбинации затемненных и осветленных пикселей или подпикселей в шахматном порядке, пиксели или подпиксели, находящиеся на дисплее одновременно в четной строке и четном столбце или в нечетной строке и нечетном столбце, могут быть изменены с получением большего из двух выходных значений в LUT, тогда как пиксели или подпиксели, находящиеся на дисплее в четной строке и нечетном столбце или в нечетной строке и четном столбце, соответственно, могут быть изменены с получением меньшего из двух возможных выходных значений. Светлая-темная схема пикселей или подпикселей может быть обратной для одного или более цветовых компонентов изображения в целях снижения изменения яркости от пикселя к пикселю. В действительности, может быть использован(-а) любой вариант или комбинация пространственного и/или временного размещения пикселей, имеющих повышенное или пониженное измененное значение, который(-ая) позволяет пользователю на оси комфортно наблюдать изображения без явного ухудшения. Поскольку каждая из LUT имеет два столбца, и количество строк для каждого из них соответствует количеству уровней входных данных для каждого цветового компонента, например, 256 в дисплее с 8 битами на цвет, то восемь LUT могут быть объединены в единственную LUT с 16 столбцами.

В типовом варианте осуществления, выходные данные для цветового компонента с наибольшим значением данных в пределах подвергающегося изменению пикселя извлекаются из первой LUT. Выходные значения для цветовых компонентов со вторым по величине и наименьшим значением данных также извлекаются из LUT, в зависимости от того, какой цветовой компонент имеет самый высокий уровень данных, и разности в значениях данных между значением данных для цветового компонента с наибольшим значением, h, и значением данных для имеющего среднее значение цветового компонента, m. Типовая схема, описывающая способ выбора того, какие выходные данные извлекаются из LUT со средними и более низкими значениями данных, показана на фигуре 7. На данной фигуре разность между уровнями данных цветовых компонентов с более высокими и средними значениями данных, показана как h-m, и задан диапазон значения данного параметра, соответствующий выбору каждой LUT, для случаев, когда красный, зеленый или синий представляет собой цветовой компонент с наибольшим значением данных.

В типовом варианте осуществления, различные LUT содержат пары выходных значений, рассчитанных на основании гамма-характеристики дисплея, при этом для произвольного входного значения каждая LUT будет давать пару выходных пикселей с той же средней яркостью для наблюдателя на оси. Различные LUT состоят из различных выходных значений с различной максимальной разностью между более высоким и более низким выходным значением для каждого входного значения.

Типовая группа из четырех таких LUT проиллюстрирована на фигуре 8. Показанные LUT рассчитаны для дисплея с гамма-значением 2,2, и имеют максимальные разности между более высокими и более низкими выходными значениями данных для любого заданного входного значения данных, составляющие 90, 120, 150 и 180. Два выходных значения для любого заданного входного значения данных в каждой LUT рассчитываются таким образом, чтобы, хотя они и отличались в различных LUT, но каждая пара выдавала на выходном дисплее яркость, которая давала бы в каждом случае одинаковое среднее значение, равное предполагаемой яркости на дисплее для этого входного значения данных. В соответствии с альтернативным вариантом осуществления, каждая пара выходных значений может быть рассчитана таким образом, чтобы объединенная яркость была пропорциональна, а не равна, яркости для входного значения данных. Например, может быть желательным допустить некоторую потерю яркости (например, 5% или 10%) в целях лучшего сохранения цвета для более широкого диапазона изображений. В таком случае объединенная яркость выходной пары может быть рассчитана так, чтобы она всегда была пропорциональна (например, составляла 90% или 95%) яркости для входного значения данных.

В типовом варианте осуществления, 8 LUT рассчитываются таким образом, что максимальные разности между их выходными значениями для каждого заданного входного значения данных составляли от 90 до 160 включительно, с шагом 10. Данное множество LUT используется совместно с процедурой отбора с целью выдачи основного результата, заключающегося в том, что чем больше разность между значением данных наибольшего цветового компонента пикселя и значением данных для цветового компонента со средним значением (h-m), тем больше степень разделения значений выходных данных относительно значения входных данных, которая применяется к цветовым компонентам с более низким и средним значением. Это дает эффект, заключающийся в том, что в случае, когда значения данных трех цветовых компонентов близки друг к другу, и, следовательно, изменение яркости для компонентов в зависимости от угла обзора также аналогично, то есть, смещение цветов в зависимости от угла обзора незначительно, к каждому из цветовых компонентов применяется аналогичное изменение выходных данных. Однако в случае наличия большего различия между цветовыми компонентами, и, следовательно, когда смещение цветов с изменением угла обзора представляет большую проблему, к цветовым компонентам пикселя со средним и более низким значением применяется большая степень изменения, в результате чего данные компоненты имеют более низкую среднюю яркость не на оси, чем они бы имели в другом случае, и при этом лучше сохраняется необходимый цвет.

Данный эффект проиллюстрирован на фигуре 9, на которой показана измеренная яркость как функция от угла обзора, нормализованная на яркость для максимального значения входных данных при каждом значении угла (как на фигуре 4), для одних и тех же средних по серому значений входных данных, измененных в соответствии с четырьмя LUT, имеющих тип, показанный на фигуре 8. Можно видеть, что хотя различные LUT дают выходные пиксели с приблизительно равной объединенной яркостью на оси, различная степень изменения, придаваемая пикселям в каждой выходной паре, приводит к различным яркостям не на оси. Именно способность управления яркостью не на оси для выходных пар пикселей без изменения яркости на оси позволяет процессу приспосабливаться к широкому диапазону входных цветов и выдавать выходные данные с оптимизированным внешним видом не на оси.

Преимущества использования множества LUT (или их эквивалента) с различными степенями изменения выходных значений проиллюстрированы на фигуре 10. Данная фигура эквивалентна фигурам 3(b) и 5(b) и показывает яркость не на оси как функцию от яркости на оси для LCD-дисплея в диапазоне случаев, в которых значения входных данных были изменены на разные величины. На фигуре можно видеть, что графики яркости не на оси фигур 3(b) и 5 (b), в которых значения входных данных не изменялись или изменялись на максимально возможную величину, соответственно, образуют границу, огибающую возможные графики для соотношения яркости не на оси и на оси. Следовательно, любая произвольная траектория в сформированной области, то есть, любое желаемое соотношение яркости не на оси и на оси может быть аппроксимировано путем изменения множества изменений, применяемого в различных точках, и «перескакивания» с одного графика на другой.

Любое соотношение яркостей не на оси и на оси в пределах данной области, относительно которого было выяснено, что оно оптимизирует производительность дисплея при изменении угла обзора, может быть аппроксимировано путем выбора соответствующей LUT для применения к входным данным для различных значений входных данных. Типовая траектория, проходящая через область, для которой это достигается посредством того, что она остается как можно ближе и при этом проходит, насколько это возможно, параллельно графику яркости на оси, позволяющая сохранить цвет на оси и при этом избежать артефактов типа, происходящего из изменений на фигуре 5(b), показана на фигуре жирной линией.

Естественно, может быть рассчитана единичная LUT, которая объединяет выходные значения для каждого входного значения таким образом, что в результате формируется график яркости не на оси, описываемый жирной линией на фигуре. Ключевое преимущество настоящего изобретения состоит в том, что этап анализа, предшествующий этапу выбора LUT, позволяет эффективно смещать точки, в которых выходные значения «перескакивают» с одного графика LUT на другой, в зависимости от значений данных других цветовых компонентов в пикселе, подвергающемся изменению, что обеспечивает сильно улучшенные возможности оптимизации сохранения широкого диапазона цветов и повышенную максимальную яркость.

Если желательно проведение меньших объемов вычислений и использование меньших объемов памяти в способе, в котором используется только одна LUT для получения характеристики отношения яркостей не на оси и на оси, показанной жирной линией на фигуре 10, то выходные значения LUT могут быть рассчитаны с использованием следующего способа, который основан на изложенном в совместно рассматриваемой родственной заявке GB 0916241.3, для использования в дисплее конфиденциального типа. Яркость дисплея на оси и не на оси (например, при отклонении 50°) может быть измерена для всех значений входных данных, или, фактически, для выборки возможных значений данных, а остальные значения могут быть получены посредством интерполяции, для конкретного цветового канала. На основании этих данных может быть сделано заключение о средней объединенной яркости не на оси и на оси для всех возможных комбинаций значений данных для двух пикселей этого цвета. Если эти значения нормализованы, и каждая комбинация изображена как точка в пространстве яркостей не на оси и на оси, то результат показан на фигуре 17 (a).

Последовательности данных точек могут быть выбраны в соответствии с требуемой яркостью на оси и не на оси для каждого значения входных данных в LUT. На фигуре 17 (b) показана та же совокупность имеющихся точек яркости на оси и не на оси для комбинаций пиксельных данных, при этом жирная черная линия соединяется точки, которые были выбраны для LUT. В данном случае точки были выбраны с целью получения нормализованного значения яркости на оси для каждого значения входных данных, которое было бы как можно ближе к нормализованной яркости на оси, которую дало бы само входное значения данных, и нормализованного значения не на оси, которое было бы как можно ближе к нормализованному значению яркости на оси, при этом избегаются любые резкие изменения яркости не на оси между точками с аналогичной яркостью на оси, которые привели бы к формированию артефактов изображения для наблюдателя не на оси. Может быть выбрана любая кривая соотношения яркостей не на оси и на оси в пределах пространства имеющихся точек, но было показано, что кривые, имеющие показанную на фигуре 17(b) форму, обеспечивают необходимое улучшение смещения цветов. После этого могут быть определены выходные значения LUT как комбинация двух значений данных, которая дает каждую из выбранных точек на фигуре 17(b). Данный способ может быть выполнен для каждого цветового канала дисплея, что обеспечивает средства для достижения улучшения смещения цветов, при этом для каждого цветового канала требуется только одна LUT, и каждая LUT состоит из множества пар значений выходных данных для каждого значения входных данных.

После проведения анализа, этапы выбора LUT и изменения данных были выполнены для всех значений пиксельных данных во входном изображении, и измененное изображение выдается на дисплей посредством измененных управляющих схем дисплея. Диаграмма хода типового процесса для выполнения описанных выше этапов представлена на фигуре 11. Ход процесса может быть реализован в аппаратном обеспечении, программном обеспечении, хранящемся в читаемой компьютером памяти, такой как постоянное запоминающее устройство, или в комбинации указанного выше, и может быть реализован, например, в управляющей ASIC управляющей электроники, представленной на фигуре 1. Специалистам в области техники, относящейся к компьютерному программному обеспечению и/или проектированию аппаратного обеспечения для LCD-дисплеев, на основании представленного в настоящем документе описания будет понятно, каким образом обеспечить выполнение программным и/или аппаратным обеспечением функций, описанных в настоящем документе, без чрезмерных усилий и экспериментирования. Соответственно, дальнейшие подробности, касающиеся конкретной конфигурации, в настоящем документе были опущены для краткости изложения.

На фигуре 11 представлен пример того, каким образом исходные данные RGB пикселей, составляющих изображение, принимаются управляющей ASIC, обрабатываются в соответствии с изобретением и выдаются в форме измененных данных R'G'B'. Конкретнее, исходные данные RGB используются как индексные значения для множества LUT, обсуждаемых в настоящем документе. Выходные значения для каждой из LUT подаются на вход мультиплексора. Конкретные LUT, из которых выбираются выходные значения, определяются частично на основании выходные данных блока анализа данных и блока регистров. Исходные данные RGB анализируются блоком анализа данных в соответствии с процедурой анализа, описанной в настоящем документе, с целью идентификации главного цветового компонента, имеющего наиболее высокий уровень данных и значение (h-m). Выходные данные такого анализа подаются на отборочный вход мультиплексора. В блоке регистров хранятся пороговые значения (h-m), например, в соответствии с представленным на фигуре 7. Данные пороговые значения также подаются на отборочный вход мультиплексора с тем чтобы, вместе с главным цветовым компонентом и значением (h-m), была(-и) выбрана(-ы) соответствующая(-ие) LUT, которые обеспечивают формирование измененных данных изображения R'G'B'. То, какое конкретное выходное значение выбирается из отобранной(-ых) LUT, зависит от пространственного параметра, также подаваемого на отборочный вход мультиплексора, и основанного на положении пикселя или подпикселя, подвергаемого изменению, в предназначенном для отображения изображении. Измененные данные изображения из отобранных выходных значений выбранной(-ых) LUT затем подаются на ИС исходного привода и выдаются для каждого соответствующего пикселя.

Было обнаружено, что на этапе отбора параметр h-m обеспечивает простой и эффективный способ определения того, какая LUT обеспечит оптимальное сокращение смещения цветов при извлечении из нее измененных значений для среднего и более низкого цветового компонента. Однако могут быть использованы произвольные другие средства анализа входных пиксельных данных, которые обеспечивают требуемое различие между входными цветами, для которых требуются различные выходные модификации в целях оптимального сокращения смещения цветов.

Например, в дополнительных вариантах осуществления этап анализа может включать в себя вычисление соотношения уровней данных цветовых компонентов с наибольшим значением и со средним значением, например (h/m). Могут быть использованы разность или отношение между цветовым компонентом с наибольшим значением и цветовым компонентом со средним значением и разность или отношение между цветовым компонентом с наибольшим значением и цветовым компонентом с наименьшим значением, например, ((h- m) + (h-l)). Может быть выполнено вычисление цветовых координат пикселя в стандартном цветовом пространстве, таком как цветовые пространства CIE 1931 или 1976, на основании значений данных для красного, зеленого и синего цветовых компонентов, и результат может быть использован на этапе выбора LUT.

Также может быть, что включение в анализ информации для соседних пикселей, а также для изменяемых в настоящий момент пикселей, обеспечивает улучшение возможности определения оптимального изменения, которое должно применяться к каждому цветовому компоненту. В этом случае на этапе анализа может выбираться одномерное или двумерное окно или ядро пикселей вокруг пикселя, изменяемого в настоящий момент. Влияние значений соседних пикселей на параметр, используемый для выбора того, какое изменение применить к цветовым значениям пикселей, может быть взвешено в соответствии с положением в изображении соседних пикселей относительно изменяемого пикселя.

В дополнительных вариантах осуществления вместо извлечения из одной LUT выходных данных для цветового компонента с наибольшими значениями и использования этапа анализа для выбора LUT, из которой извлекаются выходные значения для цветовых компонентов со средним и наименьшим значением, может быть целесообразным использование этапа анализа для выбора различных выходных изменений для всех цветовых компонентов по отдельности, или совместно для любых других двух компонентов из трех.

Также было обнаружено, что вычисление значений для заполнения множества LUT на основании задания пар пикселей с одинаковой объединенной результирующей яркостью, но с различной максимальной разностью между пикселями в паре (как проиллюстрировано на фигуре 8) предоставляет эффективное средство управления средней яркостью не на оси и, следовательно, цветом пар пикселей, при этом допуская в выходном изображении переходы между областями, которые были получены в результате применения различных изменений LUT, которые не являются видимыми на оси или не на оси. Такая возможность применения различных изменений к различным областям изображения без образования видимых наблюдателю границ между областями является ключевым аспектом изобретения.

Использование восьми LUT с максимальной разностью между парами значений выходных данных с увеличением на 10 точек данных в каждой из LUT с 1 по 8 обеспечивает диапазон возможных значений выходных данных с различными максимальными разностями в паре, достаточно широкий для предотвращения проблем смещения цветов для большинства входных цветов, при этом обеспечивая, что «прыжок» в максимальной разности выходной пары при переходе от одной LUT к другой приводит к такому изменению яркости не на оси ("прыжок" с графика на график, проиллюстрированный жирной линией на фигуре 10), которое не настолько велико, чтобы стать видимым. Однако различные приложения будут иметь различные требования, в результате чего может потребоваться большее количество LUT с меньшими изменениями разности выходной пары за счет увеличения требований к памяти, или наоборот.

В целях снижения количества возможных изменений выходных данных, требуемых для предотвращения проблемы смещения цветов для большинства входных цветов и, посредством этого, снижения требований к памяти для процесса, в дополнительных вариантах осуществления LUT заполняются выходными значениями, которые рассчитываются таким образом, чтобы получить пониженную максимальную яркость в выходном изображении. Значения LUT могут быть рассчитаны таким образом, чтобы пары выходных пикселей при отображении имели объединенную среднюю яркость, составляющую 90% или 95% от яркости пары неизмененных пикселей с тем же значением входных данных, или составляющую любое другое значение, которое обеспечивает требуемый компромисс между максимальной яркостью дисплея и диапазоном входных цветов, которые могут быть изменены для предотвращения смещения цветов в условиях заданных требований к памяти. В данном случае средняя яркость пары выходных пикселей или подпикселей, получающейся из пары входных пикселей с тем же значением данных, больше не совпадает с результирующей яркостью для значения входных данных, но средняя яркость выходных пар для того же входного значения все еще одинакова во всех имеющихся LUT, поэтому единственный эффект в наблюдаемом выходном изображении будет состоять в единообразном изменении яркости по сравнению с неизмененным изображением.

На фигуре 12 показано множество LUT, рассчитанных таким образом, чтобы они имели такие же максимальные разности между значениями пары выходных пикселей, что и показанные на фигуре 8, и то же эффективное выходное гамма-значение 2,2, но с 70% от максимальной яркости. Как можно видеть, снижение максимальной яркости позволяет снизить количество значений входных данных, для которых требуется, чтобы одно из значений пары значений выходных данных имело максимальное выходное значение (255). Это увеличивает количество возможных входных данных, которые приводят к формированию пары выходных пикселей с максимальной разностью между значениями выходных данных для этого LUT. Это приводит к расширению диапазона выходных цветов, для которого каждая из LUT является эффективной, и к снижению количества LUT, требующихся для всех входных цветов.

В дополнительных вариантах осуществления, в отличие от формирования единственного множества изменений в диапазоне LUT, из которых извлекаются выходные значения данных для всех цветовых компонентов, может быть рассчитано отдельное множество LUT для каждого цветового компонента, с тем чтобы принять во внимание различия в гамма-характеристиках каждого из цветовых компонентов на дисплее.

Фактически, в целях сохранения цвета произвольного заданного пикселя как можно ближе к исходному при изменении угла обзора, значения входных данных для цветовых компонентов каждого пикселя в изображении могут быть изменены на различные величины с целью выравнивания отношения яркости на оси и не на оси для каждого цветового компонента. Данный способ обработки проиллюстрирован на фигуре 13, на которой показано отношение значения яркости не на оси (50° отклонение) к яркости на оси, нормализованное на максимальное значение при каждом угле обзора, для ряда уровней входных данных, и множество возможных изменений данных, соответствующих типу, проиллюстрированному на фигуре 8. Показаны значения для красного (a), зеленого (b) и синего (c) цветовых компонентов LCD-дисплея типа VAN. Как показано на фигуре, для каждого заданного уровня входных данных множество возможных изменений обеспечивает диапазон доступных отношений яркости не на оси к яркости на оси. Этот диапазон наиболее широк для значений входных данных ниже значения, которое дает 50% от максимальной яркости на дисплее.

В еще одном варианте осуществления пространственный параметр, определяющий, какое из двух выходных значений выбранной LUT используется для каждого входного значения, представляет собой величину, обратную периоду кадровой развертки для каждого кадра, в целях обеспечения пространственного и временного изменения заданной схемы размещения светлых и темных пикселей, и выходные значения LUT рассчитываются таким образом, чтобы принять во внимание скорость переключения жидкокристаллического дисплея.

Таким образом, в каждом кадре для изображения используется схема размещения светлых и темных пикселей в шахматном порядке, но шахматная схема инвертируется при каждом изменении кадра. Наблюдателю изображение в каждом кадре кажется идентичным из-за пространственного усреднения, свойственного глазу, что делает невозможным различение того, какая пара пикселей была сделана ярче или темнее в заданном кадре. Следовательно, наблюдаемое изменение яркости изображения в целом от кадра к кадру является несущественным, и явное мерцание минимизируется даже при сравнительно небольшой частоте смены кадров, такой как 60 Гц. Ключевое преимущество данного способа управления инверсией кадров заключается в том, что хотя макроскопический вид каждого кадра, для статичного входного изображения, является идентичным, проводится изменение яркости каждого пикселя от кадра к кадру с тем, чтобы обеспечить равенство средней яркости с течением времени необходимой яркости, соответствующей значению входных данных для этого пикселя. Следовательно, хотя в пределах каждого кадра происходит потеря разрешающей способности по причине применяемых изменений данных, формирующих ярко-темную шахматную схему, за период, составляющий два кадра и более, каждый отдельный пиксель обеспечивает правильную среднюю яркость, поэтому не происходит видимой потери разрешающей способности.

Однако ограниченная скорость переключения материала LC будет приводить к тому, что результирующая средняя яркость пикселя за цикл из двух кадров может быть не равна средней яркости светлого и темного состояния для случая, когда пиксель переключается между этими состояниями, оставаясь статичным с течением времени. Это проиллюстрировано на фигуре 14, на которой показан отклик светодиода на переключение дисплея при 60 Гц между двумя уровнями данных в каждом кадре. На фигуре можно видеть, что дисплей переключается между двумя состояниями яркости, которые дают напряжение светодиода 35 мВ и 413 мВ. Если бы переход между этими двумя состояниями осуществляется с одинаковой скоростью в обоих направлениях, то средний отклик светодиода за временной период из двух кадров составлял бы простое среднее этих значений: 224 мВ. Однако на фигуре также можно видеть, что переход в состояние с более высокой яркостью происходит быстрее, чем переход в состояние с более низкой яркостью, поэтому фактически измеренный средний отклик светодиода за период из двух кадров составляет 299 мВ.

Таким образом, можно видеть, что для вычисления LUT с парами выходных значений для каждого входного значения данных, которые дают такую же среднюю яркость при отображении в течение периода времени, составляющего два кадра, которую дает значение входных данных при отображении статическим образом, данное несоответствие между временем перехода должно приниматься во внимание. В типовых жидкокристаллических дисплеях данное несоответствие времени перехода вверх и вниз между уровнями данных будет различаться в зависимости и от более высокого, и от более низкого уровня входных данных, поэтому для расчета LUT желательно провести прямое измерение средней яркости, выдаваемой с течением времени, для всех комбинаций двух значений данных. После этого может быть найдена выходная пара с заданной абсолютной разностью в уровне данных между двумя значениями пары (то есть, величиной разделения) и результирующей средней яркостью с течением времени при отображении с применением метода инверсии кадров, равной яркости каждого уровня входных данных при отображении статическим образом. Множества таких пар для всех уровней входных данных, таким образом, составляют LUT, множества которых с различными величинами разделения, эквивалентные показанным на фигуре 8, могут быть получены.

Дисплей с 8 битами на цветовой канал будет иметь 32896 таких комбинаций для каждого цвета, и проведение измерений для данного количества является нецелесообразным, поэтому может быть измерена результирующая средняя яркость для выборки из этих комбинаций, и оставшиеся значения могут быть получены посредством интерполяции полученных данных. На фигуре 15 показаны результаты для множества таких измерений средней яркости, сделанных для значений пикселей в нечетных и четных кадрах (данные 1 и данные 2) с шагом 16. Заполнена только половина графика, поскольку результирующая средняя яркость за цикл из двух кадров не зависит от порядка, в котором значения данных отображаются в кадрах, поэтому предполагается, что незаполненная половина является зеркальным отображением заполненной половины. На основании этих данных может быть выполнена билинейная или другая 2D-интерполяция для получения значений для каждой комбинации пикселей. После этого может осуществляться поиск среди этих значений в соответствии с целевой средней яркостью для каждого входного изображения и заданной величиной разделения, с целью генерации требуемых LUT.

График для типового множества LUT, рассчитанных с помощью данного способа, представлен на фигуре 16. Так же, как и в случае LUT на фигуре 8, каждая пара выходных значений выдает среднюю яркость, равную соответствующему значению входных данных, для наблюдателя на оси, но в случае отображения с течением времени, с применением способа управления инверсией кадров. Можно увидеть различие в функциональной форме графиков LUT на фигурах 8 и 16, и непредсказуемое появление кривых на фигуре 16 является прямым следствием несоответствия изменения времени переключения вверх и вниз между значениями данных в каждой паре.

Недостатком способа управления инверсией кадров, описанного выше, является то, что может быть нарушено выравнивание постоянного тока для напряжения, применяемого к каждому пикселю с течением времени. Пропускание света через пиксель LCD зависит только от величины напряжения, прилагаемого к этому пикселю, и не зависит от полярности приложенного напряжения. В LCD является стандартом изменение полярности напряжения, прилагаемого к каждому пикселю, в каждый период кадровой развертки. Таким образом, если отображаемое изображение остается постоянным, то суммарное поле через каждый пиксель с течением времени отсутствует. Посредством этого предотвращается движение и поверхностное сцепление любых ионных примесей в материале LC, которые в противном случае могли бы вызвать заклинивание изображения или «выжигание дефектов». Существует множество хорошо известных схем для применения данной периодической инверсии полярности сигнала в LCD, таких как инверсия кадра, инверсия линии и инверсия точки, но в каждой из них для любого заданного пикселя по отдельности полярность изменяется в каждом кадре. В способе управления инверсией кадра, описанном выше, величина напряжения, прилагаемого к каждому пикселю, также изменяется между высоким и низким значением в каждом кадре, даже в случае неизменного входного изображения. Это будет означать, что в течение периодов кадровой развертки с одной полярностью для каждого входного значения в LUT всегда будет применяться меньшее из двух выходных значений данных, и большее значение данных всегда будет выбираться для кадров противоположной полярности, и в данном случае больше не будет отсутствовать суммарное поле через LC-слой дисплея в пределах каждого пикселя с течением времени.

Один из вариантов избегания этой проблемы мог бы состоять в инвертировании пространственной схемы того, какое из двух значений выходных данных выбирается для каждого значения входных данных, каждые два кадра изображения, а не в каждом кадре. При этом в случае статического входного изображения каждый пиксель задается одним кадром каждой полярности сигнала для каждого выбранного значения выходных данных, и выравнивание постоянного тока полностью восстанавливается. Данный способ имеет недостаток, заключающийся в том, что для полного цикла значений выходных данных теперь требуется четыре кадра, и для типичного дисплея с частотой обновления 60 Гц частота цикла выходного изображения составит 15 Гц, и может наблюдаться мерцание. Однако в настоящее время чаще используются дисплеи с частотой обновления 120 Гц или 240 Гц, поэтому данное решение будет иметь более широкое применение. В этом случае измерения, проводимые для получения данных с фигуры 15, которые затем используются для вычисления значений LUT с принятием во внимание различного времени отклика LC для различных переходов, должны проводиться с целью измерения средней яркости, выдаваемой с течением времени, также и для случая, когда значение данных для каждого пикселя изменяется раз в два кадра, с тем чтобы поддержать правильную компенсацию отклика LC в LUT для предполагаемой частоты кадров, при которой будет выполняться процесс.

Если частота обновления, достаточно высокая для поддержания такого изменения выходных данных раз в два кадра без появления видимого мерцания, не является возможной, то выравнивание постоянного тока может поддерживаться за более длинный период, чем два кадра, посредством периодического сдвига фазы выбора выходного значения данных относительно полярности сигнала. Это может выполняться посредством периодического (например, каждую секунду) выбора одной и той же схемы значений выходных данных для двух последовательных кадров до возвращения к обычному изменению. Также этого можно достичь посредством периодической вставки кадра, в котором входное изображение отображается напрямую без изменений между кадрами с обычным изменением схемы выбора значений выходных данных.

Другой способ, позволяющий осуществлять поддержку выравнивания постоянного тока при низкой частоте обновления с пониженным видимым мерцанием, может заключаться в переключении между тем, какое из двух выходных значений выбирается, для половины пикселей изображения в переходах нечетных кадров, и для оставшихся пикселей в переходах четных кадров. Таким образом, для каждого отдельного пикселя переключение между применяемыми выходными значениями выполняется раз в два кадра, в результате чего поддерживается выравнивание постоянного тока, но половина пикселей переключается из темного состояния в светлое и обратно в каждом кадре, поэтому видимая частота изменения остается равной полной частоте обновления дисплея, что минимизирует видимое мерцание.

Последовательность распределений того, какое из двух выходных значений выбирается в пространственной схеме, в которой для половины пикселей изображения выполняется переключение данного выбора при переходе к каждому кадру, но при которой в пределах каждого кадра сохраняется равное количество пикселей, имеющих более яркое и более темное значение, посредством чего поддерживается одинаковая общая макроскопическая яркость изображения, показана на фигуре 21. Обратимся к указанной выше фигуре; каждый квадрат в схеме представляет собой пиксель изображения, и для каждого кадра представлена часть изображения размером 4x4 пикселя. В пределах каждого пикселя метка B или D указывает, какое из двух имеющихся значений выходных данных, более яркое или более темное, соответственно, было выбрано в этом кадре для этого пикселя. Метка + или - указывает, является ли напряжение сигнала через LC-слой в данном пикселе положительным или отрицательным, соответственно, для данного кадра. Как можно видеть на фигуре, предложенная последовательность схем одновременно поддерживает равное количество пикселей в состояниях B и D в каждом кадре, и за четыре кадра обеспечивает, что каждый пиксель проводит один кадр в каждом из состояний B+, B-, D+ и D-, в результате чего он подвергается воздействию нулевого суммарного напряжения, при условии что входное изображение не меняется. Хотя схема полярностей напряжений пикселей, показанная в примере на фигуре, известна как "точечная инверсия", например, схема изменения в шахматном порядке, может быть найдена последовательность комбинированных схем для любой схемы выравнивания постоянного тока, такой как инверсия строки, столбца, кадра или двухстрочная точечная инверсия, которая соответствует указанному выше критерию равновесия B и D состояний пикселей в каждом кадре, при этом каждый пиксель находится в каждом из состояний в течение периода из четырех кадров.

В еще одном варианте осуществления для каждого пикселя из данных изображения, подаваемого на дисплей, осуществляется выборка отдельных цветовых компонентов, и устанавливается диапазон отношения яркости не на оси и на оси, доступный для каждого цветового компонента. Если диапазоны для каждого цветового компонента перекрываются, то для каждого цветового компонента может быть выбран процесс изменения, который обеспечивает равное отношение яркостей не на оси и на оси, посредством чего точно сохраняется цвет этого пикселя при изменении угла обзора. Если диапазоны не перекрываются, то для каждого компонента может быть выбрано изменение, которое обеспечивает как можно более близкие величины отношений яркостей не на оси и на оси для каждого из компонентов. В этом случае повышенный вес может быть присвоен цветовому компоненту с наибольшим вкладом в суммарную яркость, например, зеленому компоненту в дисплее с пикселями RGB.

Следует отметить, что хотя данный способ позволяет выбирать для каждого цветового компонента пикселя равное отношение яркостей не на оси и на оси для диапазона входных значений данных цветовых компонентов, точное значение отношения не будет одинаковым для всех комбинаций значений данных цветовых компонентов, для которых существует равное отношение. Следовательно, существует компромисс между точным сохранением наиболее широкого диапазона цветов и сохранением яркости не на оси для различных цветов с одинаковой общей яркостью на оси. Данные факторы могут быть взвешены в процессе коррекции смещения цветов в соответствии с предпочтениями пользователя.

В еще одном варианте осуществления используемый дисплей имеет структуру с разделенными пикселями с типом, обсуждаемым ранее, но описанный способ обработки коррекции смещения цветов применяется с целью перенесения яркости между целыми пикселями изображения в дополнение к перенесению яркости между двумя половинами разделенного подпикселя. Таким образом, средняя яркость пары соседних пикселей может быть распределена между четырьмя, а не двумя излучающими областями, что улучшает управление отношением яркости не на оси и на оси для пары пикселей.

Справедливо также и то, что процесс изменения пиксельных данных с целью сокращения смещения цветов, изложенный в настоящем документе, очень похож по ходу процесса и требованиям к ресурсам на технологию конфиденциальности дисплея, описанную в заявке на патент Великобритании 0804022.2, опубликованной 5 августа 2009. Фактически, два процесса могли бы быть объединены в одном отображающем устройстве. Таким образом, настоящее изобретение включает в себя управляющие электронные схемы или программное обеспечение, модифицированные для включения обоих процессов, и совместно использующие вычислительные ресурсы, требующиеся для функционирования каждого из процессов, при этом процесс предотвращения смещения цветов функционирует в открытом режиме дисплея и процесс конфиденциальности функционирует в закрытом режиме.

Как и в случае аналогичного процесса конфиденциального дисплея, для процесса по данному изобретению существуют определенные схемы входных изображений, которые, при применении процесса коррекции смещения цветов, приводят к формированию нежелательных артефактов в выходном изображении. Следовательно, процесс по настоящему изобретению может быть объединен с процессом фильтрации входного изображения, аналогичным описанному в заявке на патент Великобритании GB 0819179.3, c целью обнаружения и изменения характеристик входного изображения, которые могут вызывать проблему.

Один из недостатков процессов фильтрации изображений, таких как описанный в GB 0819179.3, заключается в том, что они приводят к эффекту размытости изображения. Было обнаружено, что появление цветовых артефактов, возникающих в результате процесса коррекции смещения цветов, может быть предотвращено без появления размытости или отрицательного влияния на внешний вид изображения просто посредством предотвращения проведения изменений входного изображения в областях, в которых появились бы цветовые артефакты. Для процесса коррекции смещения цветов, в котором более высокие и более низкие значения выходных данных, представленные для каждого значения выходных данных, выбираются в соответствии с шахматной схемой, как в типовом варианте осуществления, цветовые артефакты при обработке в соответствии со способами заявки возникают в областях входного изображения, которые представляют собой диагональные линии с шириной в один пиксель или расположенные в шахматном порядке пиксели со сдвигом в два пикселя. Причины этого описаны в GB 0819179.3.

Обратимся к фигурам 18 и 19; таким образом, простой способ обнаружения таких областей и предотвращения любой модификации исходного изображения в них состоит в исследовании каждой области изображения размером 2x2 пикселя по отдельности (S 1901) и сравнении суммы верхнего правого и нижнего левого пикселей в текущей области с суммой верхнего левого и нижнего правого пикселей (S 1902). Если абсолютная разность просуммированных значений данных превышает заранее определенное пороговое значение, то можно предполагать сильную диагонализацию в области 2x2 пикселя, и в этом случае может предотвращаться изменение значений входных данных для этих четырех пикселей изображения (S 1903; пример 2 на фигуре 18). В противном случае, если абсолютная разность просуммированных значений данных не превышает заранее определенное пороговое значение, то применяется коррекция смещения цветов (S 1904; пример 1 на фигуре 18). Если данный процесс повторяется для каждой области изображения размером 2x2 пикселя (S 1905 - S 1908), то можно предотвратить формирование цветовых артефактов из-за процесса коррекции смещения цветов, и полное разрешение дисплея эффективно сохраняется в областях изображений, в которых это требуется. Было обнаружено, что пороговое значение для абсолютной разности диагональных сумм, равное 15, является достаточным для предотвращения образования видимых цветовых артефактов в широком диапазоне типовых изображений. Также было обнаружено, что лучший внешний вид изображения достигается, если данный процесс применяется к каждому цветовому каналу изображения по отдельности, и если случай, при котором изменения данных должны предотвращаться, обнаружен в любом цветовом канале, то предотвращается изменение для всех цветовых компонентов соответствующих пикселей изображения.

В еще одном варианте осуществления применяется процесс коррекции смещения цветов в соответствии с любым из представленных выше описаний, отличающийся тем, что для каждого значения входных данных используется более двух выходных значений данных. Результирующая яркость на оси и не на оси для заданной области изображения может быть результатом объединений яркостей на оси и не на оси для более чем двух соседних пикселей, если возможные выходные значения мультиплексируются пространственным образом, или могут быть результатом значений данных для одного пикселя, взятых за период, превышающий два кадра, если выходные значения мультиплексируются по времени. Выходные значения также могут мультиплексироваться одновременно и по пространству, и по времени. Одно из преимуществ этого состоит в том, что расширяется диапазон одновременных отношений яркостей не на оси и на оси, которые могут быть достигнуты для любой мультиплексированной группы пикселей в выходном изображении, что позволяет увеличить степень улучшения смещения цветов. Это проиллюстрировано на фигуре 20, на которой показан эквивалент пространства отношений яркости не на оси и на оси, имеющегося на фигуре 10, для процесса, в котором четыре значения выходных данных предоставляются для каждого значения входных данных. Как можно видеть, повышенный уровень мультиплексирования позволяет получить кривую яркости не на оси, которая близка к яркости на оси для каждого входного значения, посредством чего более точно воспроизводится предполагаемое изображение на оси для наблюдателей не на оси.

Несмотря на то, что изобретение было показано и описано в отношении определенных предпочтительных вариантов осуществления, является очевидным, что эквиваленты и модификации будут ясны специалистам в данной области техники после прочтения и понимания спецификации. Настоящее изобретение включает в себя все такие эквиваленты и модификации, и ограничивается только объемом приведенной ниже формулой изобретения.