CN101374244A - 立体图像显示装置 - Google Patents

Abstract

一种立体图像显示装置，包括：平面显示器件，包括由按矩阵形式排列的像素形成的显示面板和控制显示面板上显示的图像的图像显示控制器；光学板，包括在显示面板的前面设置的多个透镜并控制从像素发出的光线；显示模式选择器，将立体图像显示和二维图像显示中的一个选择为显示模式；分析器，分析包含在基于显示信息显示的二维图像中的图像信息，并且当选择二维图像显示作为显示模式时确定是否处理二维图像；以及图像处理器，基于由分析器实施的分析的结果处理二维图像，将经处理的二维图像发送到图像显示控制器，并且使图像显示控制器在显示面板上显示经处理的二维图像。

Description

立体图像显示装置

技术领域

本发明涉及显示立体图像的立体图像显示装置。

背景技术

已知通过使用一些方法，记录立体图像并将其再现为立体图像的方法。该方法称为积分摄影术(integral photography，在下文中，也称为IP方法)或光线再现方法，在该方法中，显示大量视差图像。假定用左右眼观看物体。当观看位于近程的点A时，用α表示由点A和左右眼形成的角度。当观看位于远程的点B时，用β表示由点B和左右眼形成的角度。角度α和β随物体和观看者间的位置关系而改变。差值(α-β)称为双眼视差。人类对双眼视差很敏感，并且能进行立体观看。

传统的立体图像显示装置包括具有按二维形式排列的像素的平面显示器件，以及在平面显示器件的显示屏的正面上提供的光学板，其具有多个双凸透镜或缝隙，并且控制从像素发出的光线。通过利用上述双眼视差并控制从平面显示器件发出的光线的角度，以便当观看者观看时，使光线看起来是从位于在平面显示器件前后几厘米的对象照射，使立体图像显示成为可能。这是因为，即使以几种角度分布平面显示器件的光线(称为视差)，由于实现具有更高清晰度的平面显示器件，也能获得某种程度上清晰度高的图像。通过将IP方法应用于平面显示器件而实现的立体(在下文中也称为3D)显示方法称为II(integral imaging，积分成像)方案。在II方案中，从一个透镜或缝隙照射的光线的数量对应于单元图像(element image)组的数量。单元图像组的数量通常称为视差数。在每一透镜或缝隙中，平行地照射视差光线。

当试图在这种立体图像显示装置中显示二维图像(在下文中，也称为2D图像)时，消除设置在显示屏的正面或背面上的光学板的光学作用，并且，在一些情况下，实施具有以二维形式排列的像素的平面显示器件本身的高清晰度平面显示。可以通过硬件消除光学板的光学作用，在二维图像显示和立体图像显示间改变。

另一方面，已知在不消除光学板的光学作用的情况下，通过软件，将图像本身转换成二维图像显示和立体图像显示(参见例如JP-A2005-175538(KOKAI)和JP-A2005-175539(KOKAI)。在JP-A2005-175538(KOKAI)中，二维图像被处理并被显示为相同的视点图像。在JP-A2005-175539(KOKAI)中，根据观看方向，从视差图像中，生成正确位置中的二维图像。然而，在JP-A2005-175538(KOKAI)和JP-A2005-175539(KOKAI)中，未提及根据图像类型生成最佳二维图像。

在立体图像显示装置中，在具有以二维形式排列的像素并位于用于生成视差信息的光学板的正面或背面上的平面显示器件(例如液晶显示器件)上，显示图像信息。立体图像显示装置上的一个像素包括对应于视差数的多个单元图像，该视差数对应于视差图像信息。当显示二维图像时，在所有单元图像中显示相同的图像信息(在下文中，也称为所有视差相同图像(allparallax same image)显示)。由于视差消失，因此，能实施二维图像显示。如果实施所有视差相同图像显示，那么在观看区域范围中显示二维图像的二维图像显示变为可能。然而，特别是在多视差(N视差)的情况下，在所有视差相同图像显示中，分辨率降低，并且二维图像显示的质量劣化。

即使在没有配备如背景技术中所述的通过硬件在二维图像显示和立体图像显示之间切换的装置的立体图像显示装置中，也期望实施软件图像处理以便不使观看者感觉分辨率降低。

关于二维图像信息，根据图像的类型，存在需要具有高分辨率的二维图像信息和允许具有低分辨率的二维图像信息。在降低显示劣化方面，根据图像类型改变用于二维图像显示的显示方法是有效的。然而，其标准还是未知的。

发明内容

鉴于这些情形提出了本发明，其目的是提供能根据图像类型生成最佳二维图像的立体图像显示装置。

根据本发明的一个方面的立体图像显示装置包括:平面显示器件，包括具有由按矩阵形式排列的像素形成的显示屏的显示面板和控制显示面板上显示的图像的图像显示控制器；光学板，包括在显示面板的前面设置的多个透镜并控制从像素照射出的光线；显示模式选择器，用来将立体图像显示和二维图像显示中的一个选择为显示模式；分析器，用来分析包含在基于立体图像的显示信息显示的平面图像中的图像信息并确定是否处理该平面图像；以及图像处理器，用来基于由分析器实施的分析的结果处理平面图像，将经处理的平面图像发送到图像显示控制器，以及使图像显示控制器在显示屏上显示经处理的平面图像。

附图说明

图1是表示根据实施例的立体图像显示装置的框图；

图2是表示在根据实施例的立体图像显示装置中，用于二维图像生成的处理过程的框图；

图3是表示在根据实施例的立体图像显示装置中，二维图像生成方法的流程图；

图4是表示垂直方向中空间频率较高的二维图像的图；

图5是表示当简单地放大图4中所示的二维图像时获得的外观的显示图像的图；

图6是表示当图4中所示的二维图像经受所有视差相同图像显示时获得的外观的显示图像的图；

图7是用于说明用于确定所有视差相同图像显示的像素信息的内插方法的例子的图；

图8是用于说明当不使用所有视差相同图像显示的内插时，确定像素信息的方法的图；

图9是表示一个透镜中的单元图像信息的图；

图10是表示当实施所有视差相同图像显示时获得的一个透镜中的单元图像信息的图；

图11(a)和11(b)是表示倾角θ_k和倾角θ_t间的差值的绝对值小于20度的例子的图；

图12(a)和12(b)是表示倾角θ_k和倾角θ_t间的差值的绝对值大于20度的例子的图；

图13是表示具有2个像素的厚度的直线，对于各种角度的图像的图；

图14是表示具有2个像素的厚度的直线，对于各种角度的图像的图；

图15是表示多种的线段的干扰评价的图；

图16(a)至16(h)是在根据实施例的立体图像显示装置中，二维图像生成方法的过程的图；

图17是表示在图像的水平方向的图像信息中，在垂直方向中的若干灰度级的差异数据的图；

图18是表示在图像的水平方向的图像信息中，在垂直方向中的若干灰度级的差异数据的图；

图19是表示在根据实施例的立体图像显示装置中，二维图像生成方法的流程图；以及

图20是表示在根据实施例的立体图像显示装置中，二维图像生成方法的流程图。

具体实施方式

在图1中示出了根据本发明的实施例的立体图像显示装置。根据本实施例的立体图像显示装置包括:包括具有按二维形式排列的像素的显示面板2a和控制在显示面板2a上显示的图像的图像显示控制器2b的平面显示器件2；在平面显示器件2的显示面板2a的正面上设置以便控制从像素发出的光线的光学板4；将立体图像显示和二维图像显示中的一个选择为显示模式的显示模式选择器6；分析包含在基于立体图像(在下文中，称为3D图像)的显示信息显示的二维图像(在下文中，称为2D图像)中的图像信息和确定是否处理二维图像的分析器8；以及图像处理器10，根据由分析器8实施的分析的结果处理二维图像，将处理后的二维图像发送到图像显示控制器2b，并且在显示面板2a上显示二维图像。

平面显示器件2例如为液晶显示器件。光学板例如是多个双凸透镜或缝隙。它们用在已知的立体图像显示装置中。在下文中，假定平面显示器件2为液晶显示器件而光学板为多个双凸透镜，来描述实施例。

总体上，立体图像显示装置具有这样一种结构，通过利用光学板将可观察像素限制到包括在平面显示器件中的部分像素组、将部分像素组视为一个视差、提供多个视差以便根据平面显示器件的观看方向连续地转换所识别的视差、将观看视差的方向视为图像拾取方向、生成分别对应于视差的多个相机图像、以及将相机图像组合成一个立体图像以便将所生成的相机图像指定为构成相应视差的像素组，来显示立体图像和使位于距显示面板2a视距L的观看者100观看立体图像。

根据本实施例的立体图像显示装置将根据立体图像显示装置中的图像显示方法的二维图像显示为对应于所有视差的相机图像。根据本实施例的立体图像显示装置具有通过使用分析器8和图像处理器10，生成具有等效于平面显示器件2的像素数量的分辨率的一个二维图像，并且在平面显示器件上直接显示二维图像的结构。

在图2中示出了根据本实施例的分析器8和图像处理器10。分析器8接收立体图像的显示信息。换句话说，分析器8从显示面板2a的配置文件，接收显示分辨率的信息(例如像素数)，并从立体图像显示装置的配置文件接收透镜倾角的信息、视差数(3D图像的分辨率)和光学板4的视距。分析器8提取是否存在待显示的二维图像的图案边缘的信息和字符信息，将图案边缘与光学板4的透镜倾角进行比较，确定二维图像是字符还是图像，并且从视距求得单元图像间距。设置单元图像间距，使得透镜间距的背面上的单元图像宽度稍微宽于透镜间距，以便收集屏幕中心中每一透镜的观看区域宽度和屏幕端部到中心中每一透镜的观看区域宽度中的每一个。分析器8分析它们以便通过使用最佳方法，在立体图像显示装置上显示二维图像。图像处理器10根据分析结果处理二维图像，将经处理的二维图像发送到图像显示控制器2b，并在显示面板2a上显示二维图像。

在图3中，示出了根据本实施例的立体图像显示装置中的图像显示的过程。

首先，显示模式选择器6选择显示2D图像还是显示3D图像(步骤S1)。关于3D图像，例如，在一帧中传送多幅视差图像显示。关于2D图像，每帧传送一幅图像。当显示2D图像时，处理进入步骤S2。在步骤S2，确定待显示的2D图像是字符还是图像。字符倾向于空间频率高，并且当相邻像素间的对比度变得更高时，易于作为显示而被观看。如果在要求空间频率高的字符图像中实施按比例缩减显示，那么形成字符的像素丢失，并且在许多情况下严重劣化显示。

当在将2D图像判定为字符时由平面显示生成对应于3D分辨率(立体图像的分辨率)的分量时，不实施按比例缩减，但按3D分辨率实施剪切(图3的步骤S3)。如果平面显示的分辨率大于3D分辨率，在一些情况下剪切多幅。作为具有3D分辨率的字符显示，将同一图像复制成多个视差图像，并提供给图像显示控制器2b。此后，通过图像显示控制器2b，将视差图像转换成平铺(tile)格式(步骤S4)。随后，将平铺格式转换成单元图像阵列(步骤S5)。通过转换获得的单元图像阵列从图像显示控制器2b发送到显示面板2a以便显示2D图像。

作为在待显示的2D图像是字符的情况下的一种方法，也可以使用下述方法。例如，如果字符“character mark”以二维图像的分辨率被包括，并且按3D分辨率实施剪切，那么仅能剪切字符“cha”。因此，为包括所有字符，可以通过剪切一幅的字符图像并将其划分成多幅的3D分辨率的字符，来增加帧数。作为另选的方法，可以通过在水平方向中按因子s1(s1＝水平方向中的显示面板2a的分辨率/水平方向中的立体图像的分辨率)放大显示图像，以及在垂直方向中按因子s2(s2＝垂直方向中的显示面板2a的分辨率/垂直方向中的立体图像的分辨率)放大显示图像，来表示所有字符图像。不过，因为为卷动所付出的操作和比普通处理更高的分辨率，该方法花费时间。然而，与实施剪切的情形不同，不可以采用避免按3D分辨率在一些剪切位置划分字符的方法。如果将待显示的图像判定为3D图像，那么处理继续进入步骤S4、S5和S8，并且在显示面板2a上显示3D图像。

不能立即观看整个图像。然而，通过在可显示区域中移动图像，能观看整个图像。例如，现在假定一个像素采用接近平行四边形的形状并且在水平方向中包括平面显示器件的分辨率的三个像素，而在垂直方向中包括三个像素。

在这种情况下，垂直方向中的倾角为1/3。然而，不考虑倾角，简单地在水平方向中放大图像三倍，并且在垂直方向中放大三倍。现在参考图4至6描述即使在这种显示中，也能区分字符。图4是表示垂直方向中的空间频率较高的二维图像的图。图5是表示当简单地放大图4中所示的二维图像以便在纵向和横向中具有3D分辨率时获得的外观的显示图像的图。图6是表示当图4中所示的二维图像经受所有视差相同图像显示时获得的外观的显示图像的图。

字符包括纵向和横向中的多个线段。特别地，关于中文字符，在纵向和横向中空间频率高，并且在一些情况下，白和黑每隔一像素继续。到目前为止所述的立体图像显示装置具有将透镜阵列用作光学板4和根据视角使得仅对几乎在水平方向中的视差图像进行立体图像显示的方案。因此，水平方向中的透镜间距的宽度变为一个像素的宽度，并且降低分辨率。

现在，假定将显示的二维图像20包括垂直线21a和21b，每一条垂直线具有对应于3D分辨率的一个像素的厚度，并且如图4所示以两个像素的距离平行排列。现在，将描述用于在立体图像显示装置上显示二维图像20的方法。

检查通过使用下述两种方法，处理和显示图像的情形。

1)如图5所示，与透镜4的倾角无关，按水平方向中的水平视差数(图5中为9个视差)和垂直方向中的垂直视差数(图5中为9个视差)，实施简单放大。

2)如图6所示，根据透镜4的倾角，将所有视差图像显示为相同图像。在垂直方向中，根据倾角，对左右图像进行平均(图6)。

在图5中示出了通过使用方法1)实施处理和显示时获得的2D图像。在图6中示出了通过使用方法2)实施处理和显示时获得的2D图像。

在字符显示的情况下，更高对比度使字符易于读取。图5和图6间的大差异在于两条垂直黑线的显示和它们之间白线的显示之间的对比度。

在图5中，由观看者观看的显示等效于通过将存在于来自观看者的平行光线会聚到显示面板2a的像素上的范围25(用虚线表示)中的图像信息在水平方向上放大到一个透镜间隔所获得的显示。与透镜倾角无关，通过简单地放大图4中所示的线显示，获得图5。因此，在图5中，仅在具有光线的会聚范围25中的黑垂直线的区域中看到黑显示。因此，还有正好在透镜4下存在黑显示并且放大图像变为黑显示的部分27a、尽管在透镜4下不存在黑显示但放大图像变为黑显示的部分27b、和尽管正好在透镜4下存在黑显示但放大图像变为白显示的部分27c。在图5中，不存在灰显示，因此，黑和白间的对比率变得清楚，但显示锯齿状垂直线。

另一方面，图6表示通过使用同一图像，显示立体图像的一个像素的所有单元图像的方法。因此，当显示垂直方向中的线时，在显示面板2a上显示的单元图像变为具有锯齿状图案端部的区域，如图6所示。然而，通过实施灰度显示，它们能表示为平滑直线。基于在位于背面的显示面板2a上的一个3D像素中包括多少条待显示的直线可以确定亮度变化率。例如，当尝试在如图4所示的白背景上显示两条黑直线时，将黑的亮度划分成三种，如图6所示。在纵向中，以3D分辨率的三个像素间距，重复图像图案。换句话说，基础是具有黑显示亮度0的3D像素28a。其中，将白亮度设置成1，如由像素28b表示，并且存在于两条垂直直线间。在具有黑显示亮度0的3D像素28a的垂直方向中的上部分中相邻的3D像素28c和28d中，位于左侧的像素28c具有0.33的灰显示亮度，而位于右侧的像素28d具有0.66的灰显示亮度。关于在垂直方向中，在下面部分中相邻的两种像素28c和28d，位于左侧的像素28d具有0.66的灰显示亮度，而位于右侧的像素28c具有0.33的灰显示亮度。当用3D分辨率表示垂直直线时，可以通过实施这种显示，使凹槽不显眼。然而，存在两条黑直线间的灰显示区大，以及直线间的对比度变小的缺点。

在具有高空间频率的字符的情况下，其中，在图5所示的显示和图6所示的显示中，黑和白像素间距为1个像素，主观评价结果表明尽管存在由凹槽引起的劣化，但如在方法1)中的简单放大使得字符易于读取。因此，在具有高空间频率的字符显示的情况下，如1)中所示，期望按水平视差数和垂直视差数进行放大的方案。然而，如果垂直线间的间隔至少为两个3D像素，如图6所示，只要以3D分辨率进行显示，也能接受如在方法2)中那样使用相同图像对所有单元图像进行显示。

再参考图3，如果在步骤S2，将待显示的2D图像判定为图像，处理进入步骤S6，并通过图像处理器10实施抑制图案检测(killerpattern detection)。关于抑制图案检测，通过使用一些方法，取出图像的图案边缘，并判定是否满足下述关系|图案边缘的倾角-透镜4的倾角|≤20度。如果满足表达式(1)的图案边缘继续，以便能可视地识别，那么将二维图像按比例缩减成3D分辨率(步骤S7)，并且使所有视差图像成为相同图像(步骤S4、S5和S8)。在按比例缩减时，减轻3D分辨率的相邻图像的不连续性，并且通过基于从相邻像素31A至31F或32A至32F的内插求得像素31G或32G，分辨率的降低变得不明显，如图7所示。然而，在一些情况下，在按比例缩减时，仅提取代表图像31G或32G的信息。在这种情况下，存在尽管图像质量降低，但处理速度变快的优点。

如果待显示的2D图像不是字符图像并且矢量的倾角不满足表达式(1)，则在不处理的情况下，显示具有显示面板2a的原始分辨率的二维图像。现在，将参考图9和10描述在不处理而进行显示的情况下分辨率增加的原因。

图9表示具有当在纵向上位置向下进行时颜色变深的图像信息的情形。图9表示显示面板2a上的单元图像的信息。由于按照显示面板2a的分辨率进行显示，甚至在具有3D分辨率的一个像素中改变颜色。在透镜4的纵向中，显示3D分辨率三倍的图像信息。在图9中示出了从观看者侧看的平行光线在透镜上的光线转换区25的例子。在3D分辨率中，通过在纵向中展示一个视差像素的红(R)、蓝(B)和绿(G)，保持颜色信息。然而，由于在图像信息中使作为位置信息的纵向倍率增加到3倍，相应地，纵向中的每一颜色信息变为不充分。然而，由于在相邻像素信息的关系中，除字符显示外的图像信息大，由于与颜色丢失所引起的劣化相比，通过增加纵向中的分辨率而保持二维图像的信息的清晰度，主观评价更高。

另一方面，如果实施所有视差相同图像显示，具有3D分辨率的所有单元图像变为相同的信息，如图10所示。因此，使在图10中所示的立体图像显示装置上的二维图像的分辨率降低到3D分辨率，因此，主观评价变低。

如果待显示的图像不是字符图像并且矢量的倾角不满足表达式(1)，那么在不实施处理的情况下，从上述描述，更期望显示具有显示面板2a的原始分辨率的二维图像。

现在，参考图3，描述用于在立体图像显示装置上显示图像的图像处理。

如所述，对多幅视差图像进行平铺格式转换(步骤S4)。在平铺格式中，按平铺形式顺序地排列视差图像。产生这种状态导致同一像素中的相邻像素间的关联。因此，即使在压缩后实施解压缩以便恢复原始图像，也不会注意到大的劣化。

关于从其检测到字符图像和抑制图案的二维图像，实施所有视差相同图像显示。因此，需要多幅图像来将视差图像转换成平铺格式。在二维图像的情况下，期望复制一个图像并使用所复制的图像。单元图像阵列是在立体图像显示装置上显示的最终形式的图像。通过提取对应于多个视差图像中的相同位置中的一个像素的图像数据以及在3D分辨率的一个像素的背面上显示结果图像，获得单元图像阵列。

现在，将参考图11(a)至图12(b)，描述使用表达式(1)进行分析的原因。图11(a)和11(b)是表示下述例子的图，其中，在平面显示器件上，透镜的倾角θ_k和直线的倾角θ_t间的差值的绝对值小于20度。图12(a)和12(b)是表示下述例子的图，其中，在平面显示器件上，透镜的倾角θ_k和直线的倾角θ_t间的差值的绝对值大于20度。

首先，将描述在不处理的情况下，根据透镜4的倾角和以显示面板的分辨率显示的线段的角度的显示劣化的原因。

图11(a)表示由线段的中心轴52和X轴51的负方向形成的角度(线段的倾角θ_t)为80度以及由透镜4的中心轴53和X轴51的负方向形成的角度(透镜4的倾角θ_k)为71.6度的情形。在这种情况下，|透镜的倾角-线段的倾角|＝8.4度。因此，线段的倾角θ_t接近透镜4的倾角θ_k。

图11(b)表示观看者越过透镜阵列观看的线段的图像54。关于在图11(a)中，由观看者观看的平行光线会聚的显示面板2a上的范围25，在线段中生成丢失部分，如图11(b)所示。这是因为当跨越相邻透镜阵列时，会聚光线的范围25交替地跨越线段的丢失部分和未丢失部分。如图11(a)和11(b)所示，在3D分辨率的情况下，在纵向中生成对应于两个像素的不连续部分，以及在显示面板2a的分辨率的情况下，在纵向中生成对应于6个像素的不连续部分。因此，充分地注意到劣化。在图11(a)中，参考数字56表示3D分辨率的一个像素的水平宽度，而参考数字57表示3D分辨率中的一个像素的垂直宽度。

图12(a)表示由线段的中心轴52和X轴51的负方向形成的角度(线段的倾角θ_t)为100度以及由透镜的中心轴53和X轴51的负方向形成的角度(透镜的倾角θ_k)为71.6度的情形。在这种情况下，|透镜的倾角-线段的倾角|＝28.4度。因此，线段的倾角θ_t不接近透镜4的倾角θ_k。

在图12(a)中，参考数字25表示由观看者观看的平行光线会聚在LCD上的范围。在图12(b)中，示出了观看者越过透镜阵列观看到的线段的图像58。与图11(b)不同，在跨越透镜阵列的线段中，不生成丢失部分。当在立体图像显示装置上显示时，如从图12(b)可以理解的，跨越相邻透镜阵列的范围变为3D分辨率中的约1/3像素。因此，与图11(a)和11(b)相比，在不处理的情况下，显示具有显示面板2a的分辨率的二维图像获得的线段的显示劣化较小。如果在显示面板2a上按所有视差相同图像显示图12中所示的线段，那么跨越相邻透镜阵列的显示范围59变宽，与在不处理的情况下显示具有显示面板2a的分辨率的二维图像的情形相比，导致更多劣化。

图13是表示当直线倾向用作X轴的水平方向和用作y轴的垂直方向的正侧时获得的、具有2个像素的厚度的直线，对于各种角度的图像的图。图14是表示当直线倾向具有用作x轴的水平方向和用作y轴的垂直方向的负侧时获得的、具有2个像素的厚度的直线，对于各种角度的图像的图。如图13和14所示，通过改变具有为显示面板2a的分辨率下2个像素(3D分辨率下的2/3像素)的厚度的线段图案的角度，生成两种图像。在图13中示出了分别具有正倾角的线段P。在图14中示出了分别具有负倾角的线段M。示出了相对于x轴形成的分别为0、15、30、45、60、65、70、75、80和90度角的线段。当通过使用下述劣化度量，在越过透镜观看时，进行主观评价。图15表示根据线段倾角的干扰评价的结果。恶劣化度量是:

1)非常妨碍；

2)防碍；

3)尽管担忧但不防碍；

4)尽管明显但不担忧；

5)不明显。

用虚线图表示主观评价值的平均值。纵轴方向中的误差条的每一个表示落在估计值的25％和75％间的范围。如同时从图15可以理解的，虚线图的评价平均值不从评价值的范围改变。

对于在x轴的负方向中延伸的线段的情形，使劣化度量等于2或更小、即产生劣化会防碍的评价的角度θ_t在下述范围中:

60度<θ_t<100度               (2)

透镜的倾角θ_k71.6度。因此，

51.6度<θ_t<91.6度，

即

(透镜的倾角θ_k＝71.6度)-20度≤θ_t≤(透镜的倾角θ_k＝71.6度)+20度        (3)

用作分析条件。换句话说，可以理解，即使当满足条件(3)时，显示具有高分辨率的细线段，观看者也能显著地感觉显示劣化。对于图案边缘也是这样。因此，虽然重复，更期望当满足下述关系时，实施所有视差相同图像显示。

|图案边缘的倾角-透镜的倾斜|≤20度      (1)

现在，参考图16，描述用于检测图案边缘的倾斜的方法。

根据本实施例的立体图像显示装置包括判断装置。当将不具有视差的二维图像显示为图像信息时，判断装置做出有关是否满足图案边缘的倾角与透镜的倾角以±20度或更小的偏差重合，以及二维图像中的图案边缘在垂直方向中的至少20行上连续的条件的二维图像的信息的图像图案的判断。该判断装置包括获得满足该条件的区域的装置。当在立体图像显示装置上显示二维图像时，仅在满足条件的区域中实施所有视差相同图像显示，而在不满足条件的区域中，按照与具有位于透镜的背面的像素结构的显示面板2a相同的分辨率，实施显示。

现在，将描述图案边缘的不连续平面在至少20行上连续的条件用作用于劣化检测的标准的原因。

在图11中，图案边缘在垂直方向中的20行上连续。如果满足条件(1)，存在图案在两行上变为不连续的一个或两个部分，如图11(b)所示。作为例外，如果|图案边缘的倾角-透镜的倾角|＝0度，根本不存在不连续，并且劣化变小。如从图11可以理解，不连续的数量变小，例如，对20行或更少，为1或0。

近年来，已经推动了高清晰度显示的发展。在立体显示装置中，将水平像素的数量指定为视差的数量，因此，使用高清晰度显示。将代表性的子像素间距(R、G和B中的每一个的间距)设置成等于60μm。在那种情况下，如下估计20行的长度:

20×0.06×3＝3.6mm

3.6mm约为字符大小的10.5点，并且能可视地识别劣化。

此后，将参考图16，描述该处理方法。

首先，现在将描述用于提取包括相对于透镜阵列的倾角θk倾斜±20度的图案边缘的区域的方法。图16(a)表示待显示的、具有M行×N列的分辨率的2D图像。根据下文所述的过程进行提取。

(1)将对应于水平方向中的一行的二维图像输入到每个子像素(红、绿和蓝)的行存储器中(图16(a))。

(2)将行存储器中存储的像素的下一行和前一行的像素输入到差别电路。差别电路求取灰度级差值的不同绝对值(图16(b))。由于此时仅需要灰度级差值的绝对值，因此，未留下有关灰度级差值为正还是负的信息。不同灰度级的绝对值也变为等于按位数的初始分辨率。

(3)将差值绝对值映射到图像数据，作为新数据。继续操作直到完成N/K列为止(图16(c))。

(4)生成M行×N/K列的图像数据(图16(d))。

(5)仅提取灰度级至少为最高值(在下文中，称为最大灰度级值)的0.25(用于图案边缘提取的阈值)的差值绝对值图像数据的一部分，并被赋予最大灰度值。其他部分具有灰度级的最小值(在下文中，称为最小灰度级值)(图16(e))。存在大量图案边缘提取方法，并且可以使用它们。当灰度级差值为例如具有最高亮度的灰度级的至少0.25时，能适当地使用下述技术。

 

	十进制	二进制
			最大灰度级值	255	1111111
用于边缘提取的阈值	64	0100000

如表中所示，能通过简单地提取在第二最高有效位中取1的图像数据，来提取阈值。

(6)通过在水平方向中，按照k倾斜图像数据，以便呈平行四边形的形状(图16(f)。同时，也使最大灰度级值的区域倾斜k。

(7)仅提取灰度级的最高值在垂直方向的q列并在±θ(＝20)度的倾角内继续的区域。换句话说，仅当在垂直方向中位置前进q列时，在水平方向中，在±tan(20度)×q＝0.363×q的范围内，最大灰度级值继续为直线的区域被给予最大灰度级值。不满足该条件的区域被给予最小灰度级值(图16(g))。

通过执行过程(1)至(7)，能针对整个图像提取如果以高清晰度显示2D分辨率，图案边缘在透镜倾斜±20度的范围中并且劣化变大的相对区域。

(8)恢复水平行的倾斜，并且使垂直列扩大k倍。同样在最大灰度级值的区域中，在该时刻恢复水平行的倾斜并且使垂直列扩大k倍(图16h))。根据(8)，通过将整个图像恢复成原始二维图像的分辨率，察觉(7)中该区域的实际分布范围。

图17是表示在图像数据的特定区域中的图像中的水平方向上的图像信息中，垂直方向上的若干灰度级的差值数据的图。图18是表示在图像数据的特定区域中的图像中的水平方向中的图像信息中，在垂直方向上的若干灰度级的差值数据的图。图17和18表示通过在实际图像数据上实施图16(f)上所示的处理获得的结果。特别地，每20行表示与最大灰度级值相比的水平像素的灰度级的相对值。关于图17中所示的第m列、第(m+21)列和第(m+42)列中的三行，实施(7)的处理。提取与最大值相比，灰度级至少为0.25的区域，并且仅提取最大灰度级值在垂直方向中在±θ(＝20)度内继续的区域。在第21列中透镜倾斜±20度的偏移范围中，水平方向中的阈值变为:

21×0.363＝7.62行。

在第42列中的透镜倾斜±20度的偏移范围中，水平方向中的阈值变为:

42×0.363＝15.25行。

因此，如果区域在第21列中，在±8行或更少的范围中，或在第42列，在±16行或更少的范围中，图案边缘在±20度的透镜倾斜范围中，并且当以高清晰度的2D分辨率进行显示时，劣化变得很显著。

在图17中，观看到5个峰值组。当在垂直方向中，位置偏移42列时，最左峰值在水平方向中偏移16行，第二最左峰值在水平方向中偏移8行，第三最左峰值在水平方向中偏移3行，第四最左峰值在水平方向中偏移-4行，以及第五最左峰值在水平方向中偏移-4行。因此，假定如果在第二最左、第三最左、第四最左或第五最左峰值的坐标中显示高清晰度二维图像，则劣化发生。如果真正显示具有与位于透镜4的背面的显示面板2a相同的分辨率的图像，主观评价表明显示劣化已经发生。

关于图18中所示的第m列、第(m+21)列和第(m+42)列中的三行，实施处理(7)。提取与最大值相比灰度级至少为0.25的区域，并且仅提取最大灰度级值在垂直方向中在±θ(＝20)度内继续的区域。在图18中，不存在满足上述条件的区域。因此，假定如果显示高清晰度二维图像，劣化也不会发生。如果真正显示具有与位于透镜4的背面上的显示面板2a相同的分辨率的图像，主观评价表明显示劣化未发生。

至此，已经描述了倾斜透镜的情形。然而，仍然在垂直透镜的情况下，期望将其视作倾斜透镜的倾斜为90度并实施类似的过滤和图像处理的情形。

在图19中示出了有关到目前为止所述的方法中，部分的所有视差相同图像显示的框图。在2D图像的显示中，存在下述三个过程。在第一过程中，a)在步骤S11实施2D图像的图案边缘分析。如果存在满足表达式(1)的抑制图案，仅在检测到抑制图案的部分中实施所有视差相同图像显示，而在除抑制图案外的区域中利用高清晰度LCD显示(步骤S11)。因此，可以使二维图像的显示劣化变得轻微。在这种情况下，同时实施上述分析和用于将二维图像转换成所有视差相同图像的处理，如图19所示。在最后步骤，仅在所有视差相同图像的抑制图案分析部分的区域中按照平面显示器件(LCD)的分辨率重写图像(步骤S14)。作为第二过程，b)实施与3D图像相同的处理，并且生成和显示所有视差相同图像(步骤S12)。作为第三过程，c)原样显示2D图像而不进行处理(步骤S13和S14)。

图20表示简单地通过使用电路实施差值处理的技术。在行存储器61中，接连地存储对应于垂直方向中的一列的图像数据。当将对应于垂直方向中的下一列的图像数据读入行存储器61中时，差值电路62求取对应于下一列的图像数据和稍早在行存储器61中存储的前一图像数据间的差值，并将差值输出为差值数据。

根据本实施例，可以如前所述根据图像类型生成最佳二维图像。

在背景技术中，已经描述了在自动立体显示中，将平面显示器件本身的像素指定为视差图像。同时，使用II方案，在几个视差至十几个视差的范围中，将本发明应用于立体显示是优选的。原因如下。在II方案中，在许多情况下，在两眼间包括多个视差。当晃动头时，图像跳跃很少。因此，即使将一个二维图像显示为视差图像，图像跳跃很少。

本发明适用于未配置作为硬件的光学板的2D/3D切换功能的立体图像显示装置。此外，当在3D模式中显示二维图像时，本发明也适用于配置2D/3D切换功能的立体图像显示装置。

根据本发明的实施例，如上所述，可以提供能根据图像类型，生成最佳二维图像的立体图像显示装置。

Claims (5)

1.一种立体图像显示装置，包括:

平面显示器件，包括由按矩阵形式排列的像素形成的显示面板和控制所述显示面板上显示的图像的图像显示控制器；

光学板，包括设置在所述显示面板的前面的多个透镜并控制从所述像素照射的光线；

显示模式选择器，用来选择立体图像显示和二维图像显示中的一个作为显示模式；

分析器，用来分析包含在基于显示信息显示的二维图像中的图像信息，并且当选择二维图像显示作为显示模式时确定是否处理二维图像；以及

图像处理器，用来基于由所述分析器实施的分析的结果处理所述二维图像，将经处理的二维图像发送到图像显示控制器，并使所述图像显示控制器在所述显示面板上显示所述经处理的二维图像。

2.如权利要求1所述的装置，进一步包括：

字符检测器，用来检测在所述二维图像中是否包括字符，

其中，

如果所述检测器检测到字符，所述图像处理器按照所述立体图像显示的分辨率剪切二维图像，将所剪切的二维图像复制为所有视差相同图像，并且按照与所述立体图像显示相同的显示映射到单元图像，或者按水平方向上的水平视差数以及按垂直方向上的垂直视差数放大所述字符图像。

3.如权利要求2所述的装置，其中，

如果字符未包括在二维图像中，所述图像处理器检测所述二维图像的图案边缘相对于所述显示面板的倾角，

如果满足二维图像的图案边缘相对于所述显示面板的倾角和所述光学板的透镜相对于所述显示面板的倾角之间的差值在±20度内、并且在垂直方向上所述二维图像的图案边缘在至少20行上连续的条件，那么所述图像处理器将二维图像缩减到立体图像的分辨率，并且将缩减的二维图像发送到所述图像显示控制器，

如果不满足所述条件，那么所述图像处理器将二维图像发送到图像显示控制器，

如果所述图像显示控制器接收到缩减到该分辨率的二维图像，图像显示控制器复制缩减到该分辨率的二维图像以便使所有视差图像变为相同图像，然后按照与所述立体图像显示相同的显示映射到单元图像，在对应于该分辨率的整个画面上在显示面板上进行显示，以及在对应于该分辨率的整个画面上在显示面板上显示不满足该条件的二维图像。

4.如权利要求2所述的装置，其中，

所述图像处理器包括：

倾角检测器，用来当字符不包括在二维图像中时，检测二维图像的图案边缘相对于所述显示面板的倾角；以及

区域检测器，用来检测满足二维图像的图案边缘相对于所述显示面板的倾角和所述光学板的透镜相对于所述显示面板的倾角之间的差值在±20度内、并且在垂直方向上所述二维图像的图案边缘在至少20行上连续的条件的区域，

如果满足二维图像的图案边缘相对于所述显示面板的倾角和所述光学板的透镜相对于所述显示面板的倾角之间的差值在±20度内、并且在垂直方向上所述二维图像的图案边缘在至少20行上连续的条件，那么所述图像处理器仅在满足该条件的区域中生成所有视差相同图像，

对于不满足该条件的区域，所述图像处理器进行转换，以便获得与所述平面显示器件相同的分辨率，将结果图像发送到图像显示控制器，并使结果图像显示在所述显示面板上。

5.如权利要求1所述的装置，其中，

所述分析器用来从包括显示分辨率的配置文件中接收所述显示信息。

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