CN102036092A - 多画面显示装置显示用图像数据的处理方法和设备 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种多画面显示装置显示用图像数据的处理方法(24)，以便减小不期望的赝象的可视性。接收代表各自的图像或图像序列的像素亮度的图像像素数据(20、21)。通过应用单向滤波器来处理像素数据(22)。然后可以对处理过的图像用像素数据进行像素交替(23)，并将其提供给显示装置(24)。

Description

多画面显示装置显示用图像数据的处理方法和设备
本申请是2008年1月22日提出的申请号为200880001696.2的同名申请的分案申请。
技术领域
本发明涉及处理多画面(multiple-view)显示装置显示用图像数据的方法和设备。
背景技术
已知多画面显示器是用于提供自动立体三维图像显示以及用于为多名观看者提供在不同方向上不同的图像。在EP 0829744、GB 2390172和EP 1427223中公开了多画面显示器的实例。
WO 2006/043720公开了一种车用多画面显示器。公开了一种用于改善图像质量以便改善例如每个图像的亮度、对比度和比例(scale)的技术。
US 6,973,210和US 2005/0238228公开了一种使用低通滤波器将复合颜色像素群(composite color pixel group)映射成颜色分量像素(colorcomponent pixel)以得到期望程度的亮度和彩色精确度的技术。该技术需要连续的三信道输入信号或者采样频率比输出所需者更高的离散输入(或者离散输入已被调整成采样频率比输出更高)。通过三维地选择图像数据的不同区域并将它们映射成颜色分量像素而不是映射成复合像素群，对滤波结果的采样进行控制。
US 2003/0210829公开了一种用于使用水平和垂直应用的高通和低通滤波器的组合来提高图像质量的技术。
US 2006/0158466公开了一种用于在显示器上显示具有比原始图像更少的像素的图像的图像处理技术。该技术目的在于减少显示器上所需的驱动集成电路的数目。
Jinsung OH，Changhoon LEE and Younam KIM，“Minimum-Maximum Exclusive Weighted-Mean Filter with Adaptive Window”，IEICE TRANS.FUNDAMENTALS，Vol.E88-A，No.9，September 2005，pages 2451-2454公开了一种用于从污染图像中去除脉冲噪声的自适应滤波器。取决于是否检测到噪声而使用条件滤波器。如果未检测到噪声，则使用未经处理的像素值。如果检测到噪声，则将像素值用未受噪声影响的邻近像素值的加权和来代替。
WO06110646A2公开了一种使用倾斜透镜状部件的自动立体显示器以及使用“渗滤(bleed-through)”和模糊处理来提高图像质量的方法。当用于给定画面的像素所用的数据在相邻的画面中也可见时，发生“渗滤”。这可能是因为透镜状部件的配置使得像素在两个画面中均在物理上可见，或者是诸如通过模糊操作通过对图像进行处理，使来自一个画面的数据重叠在相邻画面上。此外，在WO06110646A2中使用的模糊函数是诸如在Photoshop图像处理软件中提供的标准函数。
许多已知的多画面显示器均是基于例如液晶装置的空间光调制器形式的显示装置，其像素结构与例如平行隔栅或透镜状屏幕的视差光学部件协作，以控制从中可看到像素的观看区域。这种配置的典型实例显示于附图的图1。单独的颜色分量(colour component)像素(子像素分量，sub-pixel components)从两个图像接收像素交替的(interlaced)图像数据，以提供双画面显示。红、绿、蓝像素分别由R、G、B表示。显示第一和第二图像的像素用下标1和2标出。像素结构与视差屏蔽1中的狭缝对准，使得只有显示第一图像的那些像素R1、G1和B1是观看者1可见的，而只有显示第二图像的那些像素R2、G2和B2是观看者2可见的。
对于某些图像特征，一些不期望的色彩赝象(colour artefact)可能变得可见，其实例在图1中示出。在该实例中，两个画面均包含一个复合颜色像素群宽度的图像特征，如标号2处所示。邻近的复合颜色像素群是黑色的，例如，如标号3和4处所示。显示出的特征意图是白色的。然而，观看者1仅仅看到该特征的绿色组分像素G1，而观看者2仅仅看到该特征的红色和蓝色组分。因此，应当呈现白色的特征被感知成绿色或红紫色。因此，对于例如窄线条或“锐”边等特征，可能感知成不正确的颜色。
附图的图2以实例的方式说明了两种视差屏蔽显示器。图2的上部(a)示出的类型是条状屏蔽类型，其中，在屏蔽的整个高度上延伸的狭长狭缝被不透明区域隔开。图2中(b)示出的显示器具有一种不同类型的视差屏蔽，其中“狭缝”或缝隙配置成棋盘形图案。采用两种屏蔽中的任一种以及采用其他的屏蔽类型和其他类型的视差光学部件，均可能产生前述不期望的色彩赝象。
发明内容
根据本发明的第一方面，提供一种多画面显示装置显示用图像数据的处理方法，其包括：接收多组图像像素数据，其中每组代表各自的图像或图像序列的像素亮度；以及通过将单向滤波器应用于多组当中的至少一组中的每一组来处理多组像素数据。
所有的组都可以在像素交替(interleaving)之前通过各自的单向滤波器加以处理。单向滤波器可以是相同类型的单向滤波器。
每组均可以包括复合颜色分量像素群数据，并且上述或每一个滤波器可以对邻近的复合像素群进行操作。上述或每一个滤波器可以对邻近复合像素群的相同颜色分量的像素数据进行操作。
上述或每一个滤波器可以将每一个处理过的像素数据形成为未经处理的像素数据和至少一个邻近的像素数据的线性组合。至少一个邻近的像素数据可以是一个邻近像素数据。线性组合可以是归一化线性组合(normalised linear combination)。至少一个邻近的像素数据可以代表至少一个在水平方向上相邻的像素。
上述或每一个滤波器可以实时工作。
根据本发明的第二方面，提供一种多画面显示装置显示用图像数据的处理方法，其包括：接收多组图像像素数据，其中每组代表各自的图像或图像序列的像素亮度；对于多组当中的至少一组中的每一组的多个子组中的每一子组(subset)，对子组的像素群的亮度分布(brightness pattern)与第一预定分布进行比较，来处理各组像素数据，其中每一子组代表相同数目的像素群的亮度，并且每一个像素群包含至少一个像素；以及，如果像素亮度分布与第一预定分布基本上匹配，则应用第一滤波器来得到子组的像素群中的至少一个的第一已处理亮度。
比较步骤可以包括形成每一个子组的紧邻的像素群的亮度之间的差值。比较步骤还可以包括将差值与至少一个阈值进行比较。
每一个像素群可以包括颜色分量像素的复合颜色像素群。每一个像素群的亮度可以形成为颜色分量像素的亮度的加权和。另外可选地，每一个像素群的亮度可以形成为颜色分量像素当中的一个的亮度。每一个像素群的亮度可以形成为颜色分量像素中的绿色像素的亮度。
如果像素亮度分布不与第一预定分布基本上匹配，可以使用第二滤波器以得到像素群中的至少一个群的第二已处理亮度。第二滤波器可以是单向滤波器。
如果像素亮度分布不与第一预定分布基本上匹配，可以不应用用于得到像素群中的至少一个群的亮度的滤波器。
上述方法可以包括，对于多个子组中的每一个子组，对子组的像素群的亮度分布与第二预定分布进行比较，并且如果像素亮度分布与第二预定分布基本上匹配，则应用第三滤波器来得到子组的像素群中的至少一个的第三已处理亮度。
每一个子组的像素可以是邻接的，并且可以基本上在一个维度上延伸。
每一个子组的像素可以包括邻接的二维排列。
比较步骤可以在接收每一个像素群的数据之后加以重复。
上述方法可以包括对用于供应给显示装置的处理过的组进行像素交替。
根据本发明的第三方面，提供一种多画面显示装置显示用图像数据的处理方法，其包括：接收多组图像像素数据，其中每组代表各自的图像或图像序列的像素亮度；以及，通过对于多组当中的至少一组中的每一个组的每一个像素应用校正，以补偿相同组的至少一个省略的邻近像素的缺失，来处理多组像素数据。
至少一个省略的邻近像素可以在随后的像素交替步骤期间被省略。
上述方法可以包括对供应给显示装置的处理过的组进行像素交替步骤。
多组当中的至少一组可以包括所有的组。
像素可以代表单色图像的灰度。
像素可以代表颜色分量的亮度，并且至少一个省略的邻近像素可以具有与上述像素相同的颜色分量。
校正可以包括将像素数据用代表像素数据与至少一个邻近像素数据的线性组合的数据来代替。线性组合可以包括以下之间的归一化差值：像素数据和多个邻近像素数据的归一化加权和；和省略了所省略的邻近像素数据的邻近像素数据的加权和。归一化加和的权重可以与至少一个高斯函数基本上一致。至少一个函数可以包括围绕被处理的像素旋转对称的函数。另外可选地，至少一个函数可以包括具有第一标准偏差的第一水平高斯函数和具有不同于第一标准偏差的第二标准偏差的第二垂直高斯函数。第一标准偏差可以小于第二标准偏差。权重可以是对上述或每一个高斯函数的整数逼近。
显示装置可以配置成同时显示图像或图像序列。
显示装置可以是像素交替的图像显示装置。
显示装置可以包括图像显示装置和视差光学部件(parallax optic)。
上述的组可以包括各自的串行数据流。
根据本发明的第四方面，提供配置成执行根据本发明第一或第二或第三方面的方法的设备。
因此，可以提供使得前述不期望的色彩赝象被去除或变得观看者更不容易察觉的技术。与已知的图像滤波技术相比，可以提高所显示的图像中的图像清晰度。与更复杂的已知图像处理技术相比，需要的处理资源更少。例如，处理可以在专用集成电路(ASIC)中或在现场可编程逻辑门阵列(FPGA)中执行，需要的“资源”较少。例如，处理可以利用以下的任一或更多来进行：逻辑门较少；用于缓冲数据的存储器较少；定时较不严格；等待时间较短；和功耗较低。
在应用于图像的实际滤波取决于一个或更多个图像特征的检测的实施方式中，可以得到提高的感知图像质量。例如，代替应用与图像内容无关的通用滤波器，滤波可以根据图像内容的特征而选择。因此，感知的色彩瑕疵和图像清晰度可以得到改善。
还可以至少部分补偿在像素交替处理期间被省略的像素损失的视觉效果。
附图说明
图1是说明已知类型的多画面显示器的示意性横剖面图；
图2是说明不同类型的视差屏蔽的图解视图；
图3是说明车辆显示器配置的示意性框图；
图4是更详细地说明图3的一部分配置的示意性框图；
图5在(a)和(b)中说明用于对两个图像进行像素交替的不同的像素交替技术；
图6是说明在图3所示的配置中通过图像处理的数据流的示意性框图；
图7是说明构成本发明实施方式的图像的水平滤波的示图；
图8是说明不同类型的滤波器的示图；
图9是说明进一步的滤波器类型的示图；
图10是说明为4×1窗口确定灰度等级分布的示图；
图11是说明构成本发明实施方式的条件像素处理技术的流程图；
图12是说明构成本发明实施方式的另一条件像素处理技术的流程图；
图13是说明构成本发明实施方式的再一条件像素处理技术的流程图；
图14是说明构成本发明实施方式的再另一条件像素处理技术的流程图；
图15是说明构成本发明实施方式的再另一条件像素处理技术的流程图；
图16是说明使用3×3窗口的处理的视图；
图17说明了用于各种图像特征的窗口分布(window profile)；
图18说明了3×3滤波器的使用；以及
图19说明了滤波器权重的实例。
具体实施方式
图3所示的配置包括多画面显示器10，其安装在车辆的仪表板中，并独立地提供由车辆驾驶员和前排乘客观看的可选择的图像或图像序列。系统包括车内娱乐系统11，例如，其包括用于提供娱乐图像的DVD播放器。当车辆在使用中时，这种图像必须仅仅有乘客可见，但是当车辆不在使用中时，也可以使驾驶员可以看到。系统进一步包括用于提供导航图像的微型导航系统12。当车辆在使用中时，这种图像通常需要对驾驶员是可见的，并且无论何时乘客希望观看它们，也可以由乘客观看。
将来自车内娱乐系统11的和来自卫星导航系统12的图像数据提供给执行下文所述的滤波处理的图像处理单元13。单元13还对用于由不同的观看者同时观看的两个图像的数据进行像素交替，以便在显示以前完成图像处理。然后将处理过的数据提供给驾驶员电子装置14，该电子装置将适当的信号依次提供给多画面显示装置10内的显示装置，例如液晶装置。显示装置10还包括视差屏蔽，其在本实施方式中具有棋盘形图案的狭缝或缝隙。然而，还可以使用任何适当的狭缝图案，例如连续的垂直狭缝，而且也可以使用其他的视差光学部件，例如透镜状屏幕。
图4示意性地说明了图像处理单元13中执行的基本处理步骤。说明的是用于由x个观看者同时观看的x个图像的处理。如下文更详细地说明，用于每个图像的输入数据在各自的处理步骤151、152、...、15x中单独地加以处理。然后将用于单独处理过的图像的数据提供给数据格式化步骤16，该步骤将数据格式化成显示装置进行显示所需要的格式。具体地，步骤16执行像素交替或交织(interlacing)，使得各个图像在显示装置中显示为像素交替的颜色分量像素。
图5说明了对用于两个图像的图像数据进行像素交替的两个实施例，但可以使用任何适当类型的像素交替。在(a)所示的实施例中，各个图像“画面1”和“画面2”在步骤151和152中加以处理，使得每个图像中交替的颜色分量像素被忽略。因此，每个图像均以其原始的水平空间分辨率的一半得以显示。
在图5的(b)所示的像素交替技术中，对图像进行处理，使得水平分辨率减少到原始图像的一半。然后将产生的图像用数据以正确的顺序组合，用以通过显示装置进行显示。
输入的数目可以变化。较低的输入是所有观看者同时观看相同图像的情形。相反，上限由显示装置可以同时显示的图像或画面的最大数目确定。在对图像数据进行像素交替之前对图像加以处理，使得在减少和消除例如不期望的色彩赝象等不期望的视觉赝象的同时提供最好的图像清晰度。
图6说明了通过图像处理的数据流。在20中，典型地以每个字代表用于复合颜色像素群的图像数据的这种串行数据字格式来提供用于每个画面的图像数据。然后在21中为各自均包括红色、绿色和蓝色颜色分量数据的N个复合颜色像素提供缓冲。在缓冲中需要的像素的数目N必须足以允许后续处理得以执行。为了允许前述最简单的滤波，缓冲一个像素是足够的，但是下文所述的其他滤波实施例则要求对多于一个复合颜色像素群的足够的缓冲。然后在22中处理当前的和缓冲的复合颜色像素群，以便为复合颜色像素群中的一个提供处理过的数据，并且在23中输出处理过的像素数据。然后在24中显示数据，例如通过根据其要求而更新显示装置来显示数据。
在本发明的一组实施方式中，像素处理步骤22包括对于输入的图像像素数据应用滤波，图7说明了所应用的滤波的类型。在这些实施方式中，相同的滤波器应用于所有像素，并且是单向类型的。因此，每个像素的处理值是被处理像素和在被处理像素的一侧形成直线的一个或更多邻近像素的输入值的函数，例如线性组合。图7说明的是一种稍微更通用类型的“一维水平”滤波器，其在已经接收到像素pn时对每一个像素pn-1应用滤波器。如果在水平方向上相邻的像素的值由pn-2、pn-1和pn代表，则像素pn-1的处理值由下式给出
f(pn-1)＝(1/S)((A.pn-2)+(B.pn-1)+(C.pn))
其中，A、B和C是滤波系数，且通常是常数，S执行处理过的像素值的归一化，且通常等于(A+B+C)。
在像素值pi涉及到单色或黑白像素时，对三个邻近像素的像素值进行处理。然而，在每个像素群均包括红色、绿色和蓝色像素的复合颜色像素群的情形中，依次对每一个邻近复合像素群的颜色分量像素值应用滤波器。
图7给出了单向滤波器的实例，其系数A、B和C的值为0、1和1，使得S等于2。对像素值1、0.5和0应用滤波器，使得像素pn-1的处理值为0.25。
邻近复合颜色像素群的每一个颜色分量可以应用相同的滤波器，但这并不是必要的，不同的颜色分量像素也可以使用不同的滤波器。图7所示的滤波器的实例是单向的，这是因为“首要的”系数A被设置为零，使得像素pn-1的处理过的像素数据是该像素和其右侧的像素的函数。图8给出了滤波器的其他实例。25、26和27所示的滤波器是单向滤波器，而28所示的滤波器不是单向的，因为每个处理过的像素的值是由该像素和在其两侧水平紧邻的像素的未处理值而得到的。
已经发现，对于许多应用，可以对图像数据应用相对简单的单向滤波器，并在消除和减少前述类型色彩赝象的可视性方面实现相当大的改善。此外，这类滤波器提供相对较小的图像模糊，使得处理过的图像保持相对清晰。这类滤波器需要的像素缓冲和处理资源相对较少，因此可以易于实施，并且在复杂性和成本方面的代价最小。
在本发明的另一组实施方式中，通过识别待处理图像中的一个或更多特征，并根据识别出的特征应用不同的滤波，从而实现改善的性能。通过测量在当前像素和一个或更多相邻像素周围形成窗口的相邻像素之间灰度等级的差异，可以识别图像特征。例如，在最简单的情形中，窗口可以是两个像素宽、一个像素高，以提供2×1窗口。计算窗口中的像素之间灰度等级的差异，并与一个或更多个阈值相比较，以确定灰度等级的差异是“高”还是“低”。可以使用单一阈值，根据灰度等级的差异是高于还是低于阈值，可以将差异分类成高或低。另外可选地，可以使用不同的阈值，使得灰度等级的差异必须超过第一阈值以被分类为高，并且必须小于比第一阈值低的第二阈值以被分类为低。然后可以使用分类来确定，是否对当前像素应用滤波，或者使用两种滤波器中的哪一种。例如，当差异被分类为高时，可以应用前述类型的单向滤波器，而当差异被分类为低时，不应用滤波器。这样的技术允许对某些边缘或线的一侧应用滤波，使得仅仅当必需或期望时应用滤波。在上下文中并贯穿说明书，术语“差异”是指差异的绝对值或“大小”。
有一些特征，简单地基于相邻像素之间灰度等级的变化而应用滤波器可能会处理不正确。这类特征的例子有两个像素宽的线。这样的线如果应用单向滤波器将会遭受色彩赝象。通过检测这种类型的特征，可以替代例如其他使用的单向滤波器而使用特殊滤波器。
应当检测的图像特征的另一例子是单一像素宽的线。
通过使用4×1窗口，能够以良好的可靠性检测例如两个像素宽的线的特征，使得可以应用适当的“条件滤波”。如图10中所示，通过进行紧邻的成对像素的像素值的减法，然后进行前述比较以确定高(H)或低(L)的灰度等级差异，来评估包括当前被处理的像素pn-1的四个在水平方向上相邻的像素。因此，强度分布可以确定为其中每个元素均包括H或L的序列。然后，将通过强度分布HLH表示两个像素宽的线。
图9给出了可以使用的“特殊情形”滤波器的一些例子，包括30所示的用于不进行滤波的滤波系数。通过测试对应于具体特征的强度分布模式，可以做出关于是否对当前像素应用滤波器以及如果应用滤波器那么应该使用多种可用滤波器中的哪一种的选择。
图11说明了基于4×1窗口对当前像素pn进行条件处理的实例。当接收到下一个像素pn+1时，在步骤31中确定差异分布，步骤32确定该差异分布是否与表示两像素宽的线的HLH分布匹配。如果不匹配，则步骤33对当前像素应用单向滤波器，并在34中输出处理过的像素值或值的组。相反，如果发现匹配，则通过步骤35和34应用特殊情形滤波器，并输出生成的处理过的数据。在这一具体实施例中，一旦已经识别出两像素宽的线，已对左手边缘应用了单向滤波器，使得对该线的右手边缘应用特殊情形滤波器。因此可以避免在感知图像上增加或产生不期望的色彩赝象。
图12所示的条件处理类似于图11所示的处理，不同之处在于对两像素宽的线的左手边缘应用特殊情形滤波器。然后对该线的右手边缘应用单向滤波器。
图13说明的是条件处理，使得对特征的右手边缘之后的像素应用特殊情形滤波器。在步骤31中确定灰度等级分布，步骤36确定是否建立特殊标志。如果未建立，步骤32确定灰度等级分布是否与HLH分布匹配。如果不匹配，在步骤33中对像素pn-1应用单向滤波器。否则，在步骤37中像素pn不应用滤波器，但在步骤38中建立特殊标志。
当步骤36确定建立特殊标志时，在步骤39中对像素pn应用特殊情形滤波器。然后在步骤40中清除特殊标志。因此，当识别出两像素宽的线时，对左手边缘应用单向滤波器，对线本身不应用滤波器，并且对右手边缘之后的像素应用特殊情形滤波器。
图14说明的是条件处理，使得在识别出的特征周围不进行处理。待处理的当前像素处于4×1窗口的左手端。
在确定灰度等级分布之后，步骤41确定计数器值I是否等于零。如果不等于零，步骤43不对当前像素应用滤波器，并且步骤44使计数器值减少1。当步骤41确定计数器值I等于零时，步骤32确定灰度等级分布是否与代表两个位宽的线的HLH分布匹配。如果匹配，步骤37不应用滤波器，并且步骤42设置计数器值I等于2。如果在步骤32中没有匹配，则在步骤33中应用单向滤波器。
因此，当在灰度等级分布中检测到HLH分布时，不应用滤波器，但是将计数器设为2。当处理接下来的两个像素时，计数器具有非零值，使得不对这些像素中的任一个应用滤波器。当接下来的像素到达时，计数器已返回到零，使得正常应用单向滤波器。
图15所示的条件处理与图14所示处理的不同之处在于，对两像素宽的线的两侧均应用特殊情形滤波器。因此，步骤41、32、33、27和42与图14的相应步骤基本相同，不同之处在于步骤37对像素pn应用第一特殊滤波器A。
当步骤41确定计数器值I不等于零时，步骤46确定I是否等于2。如果不等于2，则在步骤48中对像素pn应用另一特殊滤波器B。如果I等于2，则步骤47不应用滤波器。在任一情形中，步骤44使计数器值减少1。因此，对两像素宽的线的左手边缘应用特殊滤波器A，对线的右手边缘应用特殊滤波器B，对线本身不应用滤波，并且其他地方应用单向滤波器。
可以在当前像素的周围应用其他窗口大小，例如，以便检测可能需要不同处理的其他图像特征。测试窗口可以与水平延伸一起或代替水平延伸而垂直延伸，可以使用的窗口大小的例子有2×1、1×2、2×2和3×3。图16显示了3像素宽、3像素高的“正方形”窗口的实例，当前像素置于窗口的中央位置处。
通过对当前像素与每个周围像素之间的灰度等级差异进行比较，评价本实例中的灰度等级差异分布。图16说明了示例性像素值的这种分布的具体实例。然后将生成的分布与一组分布进行比较，以确定具体图像特征的存在，图17说明了一组这类分布的实例。值H和L如前文所述，但是值I被赋予任何其值与图像特征的测试无关的像素。因此，(a)和(b)所示的分布使得对角线得以识别，(c)和(d)所示的分布使得水平线的端点得以识别，(e)和(f)所示的图案使得垂直线的端点得以识别。
如前所述，通过对每一个像素应用权重，将结果求和并归一化，可以对窗口中的像素应用滤波器。这在图18的上部加以说明，下部说明的是窗口中的滤波器参数和像素的实际值的具体实例。不同的滤波器可以与各种测试模式(test pattern)相关联，以便提高图像处理的质量。图19说明了这类滤波器的具体实例。因此，如果分布与图17中f)所示的测试模式匹配，则可以应用图19中的滤波器f，对于测试模式e)可以应用滤波器e，对于测试模式c)可以应用滤波器c，对于其余的测试模式a)、b)和d)可以应用图19左下部的滤波器。
为了利用这些测试模式，有必要缓冲较大量的像素，使得所有的窗口像素对于每一个当前被处理的像素都是可用的。因此，在3×3窗口的情形中，对于要进行的处理，只有两行以上的像素数据需要被依次缓冲。
通过存储一些来自之前的像素处理的结果，可以减少对处理每一个像素必须执行的计算的次数。例如，每对像素之间灰度等级的差异对于当前的图像是恒定的，使得可以存储之前的像素对的H或L值以备随后使用。在4×1窗口的实例中，可以存储最新近的两个结果，使得当处理每个新的像素时只需进行一次像素差异计算。在3×3窗口的情形中，对于每一个像素可以存储四个结果。则对于每一个新的待处理像素，必须计算四个新的结果，而不是计算八个结果。因此，通过存储之前的结果，对存储器的需求有所增加，但是对处理的需求减少。
如前所述，可以使用不同的阈值，以确定灰度等级差异的H和L值。例如，对于从0至1的比较范围，高阈值可以是0.3，而低阈值可以是0.1。
对于彩色显示，可以通过各种方式进行前述的灰度等级差异阈值的测试，其中每个复合颜色像素群包括不同的颜色分量像素，例如红色、绿色和蓝色像素。在一个实例中，在进行全色像素群之间的比较之前，可以使用标准加权将红、绿和蓝数据转换成单一的灰度等级值。在另一实例中，将红、绿和蓝值与通过与转化成灰度等级时红、绿或蓝色所使用的权重有关的量进行加权的阈值单独进行比较。在另一实例中，可以使用适于硬件实施的权重将红、绿和蓝数据转换成单一的灰度等级值，例如，利用乘以或除以2的幂，之后对生成的灰度等级进行比较。在再另一实例中，可以使用单一颜色分量来代表全色像素群的灰度。例如，当绿色通常是主导的颜色分量，并对全色像素群的灰度等级当量做出的贡献最大时，可以使用绿色颜色分量来代表灰度。
在一些类型的多画面显示器中，由于像素交替处理而出现其他的不期望的视觉赝象。具体地，每个像素的感知亮度受到邻近像素的亮度的影响。
当对不同图像或图像序列的像素数据进行像素交替以备在显示装置上进行显示时，每个像素由比处理和交替之前的原始图像中更少的可见子像素围绕。在缺乏对该影响的任何校正时，对于观看人呈现出的像素与想要呈现的不同。为了克服或减小该影响，如下对每个像素应用校正。
像素的外观受原始图像中相邻或周围像素的影响，观看人所感知的像素外观通过像素及其相邻像素的加权份额(contribution)进行求和而确定。在显示器提供单色或黑白图像的情形中，窗口内的所有像素都对加权和有贡献。在全彩色显示或包括不同颜色分量像素的颜色复合像素群的显示的情形中，在窗口内仅考虑那些颜色相同的子像素。
在典型的实例中，包括三行及三列像素的窗口中心在被处理的像素上。例如，可以依次处理复合颜色像素群的每一个色彩组分，对于红色颜色分量像素Vxy，八个紧邻的红色组分像素处于窗口之内。通过以如下加权和的形式将窗口内的像素份额进行线性组合，得到像素Vxy的实际外观或亮度Vr：
V r = Σ w 1 * V x - 1 , y - 1 w 2 a * V x , y - 1 w 1 * V x + 1 , y - 1 w 2 b * V x - 1 , y w 3 * V x , y w 2 b * V x + 1 , y w 1 * V x - 1 , y + 1 w 2 a * V x , y + 1 w 1 * V x + 1 , y + 1
其中，被处理像素的份额用权重w3加权，垂直邻近的像素Vx，y-1和Vx，y+1的份额用权重w2a加权，在水平方向上相邻的像素Vx-1，y和Vx+1，y的份额用权重w2b加权，对角线邻近的像素Vx-1，y-1、Vx+1，y-1和Vx+1，y+1的份额用权重w1加权，将括号内的份额求和，形成线性组合或加权和，图像中像素的相对位置如括号中所示。
在图像像素交替处理以在显示装置上形成空间多元复合图像之后，在与例如在诸如视差屏蔽等视差光学部件中的诸如狭缝等视差元件的模式对应的模式中，若干像素从窗口中被省略。例如，在使用图2的(b)所示类型的棋盘方格式屏障的情形中，水平及垂直邻近的像素在像素交替处理中被省略，因此不会对观看人观看多画面显示器时像素Vx，y的外观有贡献。代替地，对于观察多画面显示装置上的像素的人，像素Vx，y的外观Vp由下式给出：
V p = W * Σ w 1 * V x - 1 , y - 1 w 1 * V x + 1 , y - 1 w 3 * V x , y w 1 * V x - 1 , y + 1 w 1 * V x + 1 , y + 1
其中W＝(4w1+2＊w2a+2＊w2b+w3)/(4＊w1+w3)
为了使像素呈现成想要成像的那样，将其数据或值校正为新的值V′x，y，以便给出感知外观Vr。然后从下列方程得出校正值：
Σ w 1 * V x - 1 , y - 1 w 2 a * V x , y - 1 w 1 * V x + 1 , y - 1 w 2 b * V x - 1 , y w 3 * V x , y w 2 b * V x + 1 , y w 1 * V x - 1 , y + 1 w 2 a * V x , y + 1 w 1 * V x + 1 , y + 1 =
W * Σ w 1 * V x - 1 , y - 1 w 1 * V x + , y - 1 w 3 * V ′ x , y w 1 * V x - 1 , y + 1 w 1 * V x + 1 , y + 1
解该方程得到V′x，y：
V ′ x , y = 1 w 3 { 1 W Σ w 1 * V x - 1 , y - 1 w 2 a * V x , y - 1 w 1 * V x + 1 , y - 1 w 2 b * V x - 1 , y w 3 * V x , y w 2 b * V x + 1 , y w 1 * V x - 1 , y + 1 w 2 a * V x , y + 1 w 1 * V x + 1 , y + 1 - Σ w 1 * V x - 1 , y - 1 w 1 * V x + 1 , y - 1 w 1 * V x - 1 , y + 1 w 1 * V x + 1 , y + 1 }
以便给出被处理像素的校正亮度或灰度。通过将该校正应用于像素交替之前的原始图像的每一个像素(进行或不进行前述的其他处理)，可以补偿像素交替处理所忽略的像素。尽管这些像素被与另一图像或序列对应的像素所代替，但这样的其他像素被视差光学部件模糊化，从而不会影响被处理像素的外观。
选择权重w1、w2a、w2b和w3，以便提供对“丢失”像素的适当校正或补偿。在典型的实例中，根据在显示装置上距被处理像素的距离的高斯函数来选择权重。例如，权重具有以下值：
w1＝0.0240，w2a＝w2b＝0.1070，w3＝0.4759
这些权重适合于中心在被处理像素上的对于显示装置上的像素的相等的垂直和水平间距的旋转对称高斯函数。
尽管已经发现这些权重提供良好质量的结果，但该处理需要乘法操作，在硬件方面相对昂贵。通过选择整数权重值以便逼近高斯函数，可以实现可接受的结果，仅需要执行移位、相加和相减操作。适当的整数权重的实例如下：
w1＝1，w2a＝w2b＝2，w3＝4
在对高斯函数进行整数逼近的另一实例中，可以使用不同标准偏差的垂直和水平高斯函数。适当的整数权重值的实例如下：
w1＝1，w2a＝8，w2b＝2，w3＝16
在该情形中，水平高斯函数的标准偏差小于垂直高斯函数的标准偏差。这使得在两个正交轴中提供视觉赝象的平滑化与校正之间的不同折衷。这种平滑化和校正利用了人眼对水平方向上的分辨率比垂直方向上的分辨率更加敏感的倾向。
可以对每一个与Vp和Vr的值无关的像素执行上述处理。另外可选地，处理可以取决于Vp和Vr的值。例如，如果Vp与Vr之间差异的绝对值|Vr-Vp|大于预定的阈值，则可以使用处理过的值，否则，可以使用未经处理的值。
可以在用于控制可编程数据处理器的软件中实现前述技术，以执行处理方法。另外可选地，处理可以在硬件中实现，例如，当图像数据流提供给显示装置时对其加以处理。
多画面显示器的用途的另一实例是提供可以公开观看模式或以保密观看模式操作的显示器。在公开观看模式中，要求显示器在整个相对较宽的视角范围中显示相同的图像或图像序列，例如，使得显示器可以由若干观看者同时观看。然而，当切换到保密模式时，预期观看者的视角范围变得相对较窄，使得显示的图像或图像序列不能被其他任何人观看。前述的多画面显示器可以出于该目的而使用。
在公开模式中，由所有像素显示相同的图像或图像序列，以便提供宽的视角范围。应用前述的处理技术，以便提高所有观看者感知的图像质量。
在保密模式中，显示两个或更多不同的图像。通过像素组中的一组来显示保密图像，以便在相对较窄的视角范围内可以观看，例如，可以由授权的观看者观看。其他的一组或多组像素提供不同的像素显示。例如，其他的一组或多组像素可以显示黑色图像或有助于隐藏保密图像或图像序列的模糊化图案，以便使其对未授权的观看者不可感知。然而，也可以显示其他的图像，例如相同颜色或相同亮度的图片、文本或图像。
GB2428101公开了一种用于通过在源图像(第一图像)上施加一定程度的高频变化(第二图像)而在LCD显示器上产生保密效果的技术。第二图像用于调制施加在第一图像上的变化(vaccination)，以实现保密效果。例如，变化可以施加在类似于其他类型显示器中的视差屏蔽产生的规则网格图案类似的图案上。施加在图像上的变化可以生成与在其他多画面显示器中发现的色彩赝象相同的色彩赝象，例如，如上文所述。通过使用前述技术来处理第一图像，可以对色彩赝象进行大致校正。

Claims (14)

1.一种多画面显示装置显示用图像数据的处理方法，其包括：接收多组图像像素数据，其中每组代表各自的图像或图像序列的像素亮度；对于多组当中的至少一组中的每一组的多个子组中的每一子组，通过将子组的像素群的亮度分布与第一预定分布进行比较，来处理各组像素数据，其中每一子组代表相同数目的像素群的亮度，并且每一个像素群包括至少一个像素；以及，在像素亮度分布与第一预定分布基本上匹配的情况下，应用第一滤波器来得到子组的像素群中的至少一个的第一已处理亮度。
2.如权利要求1所述的方法，其中比较步骤包括形成每一个子组的紧邻的像素群的亮度之间的差值。
3.如权利要求2所述的方法，其中所述比较步骤进一步包括将所述差值与至少一个阈值进行比较。
4.如权利要求1-3中任意一项所述的方法，其中每一个像素群包括颜色分量像素的复合颜色像素群。
5.如权利要求4所述的方法，其中每一个像素群的亮度形成为颜色分量像素的亮度的加权和。
6.如权利要求4所述的方法，其中每一个像素群的亮度形成为颜色分量像素当中的一个的亮度。
7.如权利要求6所述的方法，其中每一个像素群的亮度形成为颜色分量像素中的绿色像素的亮度。
8.如权利要求1所述的方法，其中，在所述像素亮度分布不与所述第一预定分布基本上匹配的情况下，应用第二滤波器，以得到所述像素群中的至少一个群的第二已处理亮度。
9.如权利要求8所述的方法，其中所述第二滤波器是单向滤波器。
10.如权利要求1所述的方法，其中，在所述像素亮度分布不与所述第一预定分布基本上匹配的情况下，不应用用于得到所述像素群中的至少一个群的亮度的滤波器。
11.如权利要求1所述的方法，其包括，对于多个子组中的每一个子组，将子组的像素群的亮度分布与第二预定分布进行比较，并且在所述像素亮度分布与所述第二预定分布基本上匹配的情况下，应用第三滤波器来得到所述子组的所述像素群中的至少一个的第三已处理亮度。
12.如权利要求1所述的方法，其中每一个子组的像素是邻接的，并且基本上在一个维度上延伸。
13.如权利要求1所述的方法，其中每一个子组的像素包括邻接的二维排列的像素。
14.如权利要求1所述的方法，其中比较步骤在接收到每一个像素群的数据之后加以重复。
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