CN103037237A - 显示设备和图像处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种显示设备及其图像处理方法。显示设备包括：信号接收器，接收包括左眼图像和右眼图像的图像信号；信号处理器，将图像信号处理为可显示的形式；显示面板，显示处理后的左眼图像和右眼图像；偏振器，设置在显示面板的前表面，并将左眼图像传输为第一偏振光，将右眼图像传输为第二偏振光；控制器，控制信号处理器对通过偏振器的第一偏振光和第二偏振光的颜色失真进行补偿。通过该配置，可提高用户看到的图像的质量，并且可解决3D显示设备中的颜色失真问题。
Description
技术领域
与示例性实施例一致的方法和设备涉及一种显示设备和图像处理方法。更具体地说，示例性实施例涉及一种采用偏振眼镜的3D显示设备。
背景技术
显示设备通过各种处理来处理从外部输入或存储在该显示设备中的图像信号或图像数据，并在面板或屏幕上显示图像。显示设备根据显示方法而不同，显示设备包括TV、监视器等。随着技术的发展，已经出现了在由用户观看的屏幕上提供3D效果的显示设备。这样的显示设备分别显示由用户的左眼和用户的右眼识别的图像。用户同时观看不同的左眼图像和右眼图像从而体验3D效果。
在使用3D显示设备的最通常的方法中，用户佩戴3D眼镜以使用他/她的左眼和右眼识别左眼图像和右眼图像。例如，所述方法包括这样一种方法，用户使用偏振眼镜，通过利用光的偏振性来识别左眼图像和右眼图像。在该方法中，用户使用他/她的左眼和右眼分别识别左眼图像和右眼图像，图像帧被暂时划分为在显示面板上交替地显示左眼图像和右眼图像。
需要用户佩戴3D眼镜的3D显示设备引起诸如色散的颜色失真，导致用户可能不能正确地观看意图显示的图像。
发明内容
因此，一个或多个示例性实施例提供一种提高用户识别的图像的质量的显示设备和图像处理方法。
可通过提供一种显示设备来实现以上和/或其它方面，所述显示设备包括：信号接收器，接收包括左眼图像和右眼图像的图像信号；信号处理器，将图像信号处理为可显示的形式；显示面板，显示处理后的左眼图像和右眼图像；偏振器，设置在显示面板的前表面，并将左眼图像传输为第一偏振光，将右眼图像传输为第二偏振光；控制器，控制信号处理器对通过偏振器的第一偏振光和第二偏振光的颜色失真进行补偿。
左眼图像和右眼图像可被交替地显示，并且可选择地，偏振器可在3D输出模式下将左眼图像和右眼图像交替地传输为第一偏振光和第二偏振光。
控制器可控制信号处理器对通过3D眼镜的光的颜色失真进行补偿。所述3D眼镜包括传输第一偏振光的左眼镜片和传输第二偏振光的右眼镜片。
显示设备还可包括：存储单元，在其中存储3D眼镜的颜色失真信息和偏振器的颜色失真信息中的至少一个。控制器可根据存储在存储单元中的信息控制信号处理器。
显示设备还可包括：颜色失真测量器，测量通过偏振器的第一偏振光和第二偏振光的颜色失真的程度。控制器可根据颜色失真测量器的测量结果控制对图像的补偿。
显示设备还可包括：面板驱动器，驱动显示面板。控制器可根据颜色失真的程度控制调节面板驱动器的RGB颜色的驱动电压。
偏振器可将第一偏振光和第二偏振光传输为线偏振光。第一偏振光和第二偏振光的偏振方向可彼此垂直。
偏振器可将第一偏振光和第二偏振光传输为圆偏振光。第一偏振光和第二偏振光的偏振方向可彼此相反。
可通过提供一种显示设备的图像处理方法来实现以上和/或其它方面，所述显示设备包括在其上显示左眼图像和右眼图像的显示面板以及将左眼图像传输为第一偏振光并将右眼图像传输为第二偏振光的偏振器。所述方法包括：接收包括左眼图像和右眼图像的图像信号；将图像信号处理为可显示的形式；对通过偏振器的第一偏振光和第二偏振光的颜色失真进行补偿。
左眼图像和右眼图像可被交替地显示，偏振器可在3D输出模式下将左眼图像和右眼图像交替地传输为第一偏振光和第二偏振光。
对颜色失真进行补偿的步骤可包括：对通过3D眼镜的光的颜色失真进行补偿，所述3D眼镜包括传输第一偏振光的左眼镜片和传输第二偏振光的右眼镜片。
所述方法还可包括：存储3D眼镜的颜色失真信息和偏振器的颜色失真信息中的至少一个。对颜色失真进行补偿的步骤可包括根据存储的信息对颜色失真进行补偿。
所述方法还可包括：测量通过偏振器的第一偏振光和第二偏振光的颜色失真的程度。对颜色失真进行补偿的步骤可包括根据测量的颜色失真的程度对颜色失真进行补偿。
对颜色失真进行补偿的步骤可包括：通过根据颜色失真的程度调节驱动显示面板的RGB颜色的驱动电压来对颜色失真进行补偿。
偏振器可将第一偏振光和第二偏振光传输为线偏振光。第一偏振光和第二偏振光的偏振方向可彼此垂直。
偏振器可将第一偏振光和第二偏振光传输为圆偏振光。第一偏振光和第二偏振光的偏振方向可彼此相反。
附图说明
从以下结合附图的示例性实施例的描述中，以上和/或其它方面将变得清楚并且更易于理解，其中：
图1示出根据本发明构思的示例性实施例的偏振以及向用户提供显示设备的图像的处理；
图2示出根据本发明构思的示例性实施例的在显示设备中发生的颜色失真；
图3是根据本发明构思的示例性实施例的显示设备的控制框图；
图4示出根据本发明构思的示例性实施例的输出为用于颜色失真的补偿结果的图像的亮度分量的改变；
图5是根据本发明构思的示例性实施例的图像处理方法的第一流程图；
图6是根据本发明构思的示例性实施例的图像处理方法的第二流程图。
具体实施方式
以下将参照附图详细描述示例性实施例，从而本领域普通技术人员将容易理解。示例性实施例可被实施为各种形式，而不限于这里阐述的示例性实施例。为了简明，省略公知部分的描述，并且相同标号始终表示相同元件。
图1示出偏振以及向用户提供显示设备200的图像的处理的示例。
参照图1，显示面板20在其上交替地显示左眼图像11和右眼图像12。偏振器30将左眼图像11和右眼图像12交替地传输为不同的第一偏振光41和第二偏振光42。用户佩戴的3D眼镜200的左眼镜片传输第一偏振光41，右眼镜片传输第二偏振光42。作为结果，用户可使用他/她的左眼识别左眼图像并使用他/她的右眼识别右眼图像。与传统3D显示设备相比，该类型的3D显示设备使用户能够佩戴重量轻且舒适的3D眼镜，防止分辨率的劣化并额外地减少用户的用眼疲劳。然而，3D显示设备可能由于偏振器30和3D眼镜200引起诸如色散的颜色失真。色散是特定颜色分量不同于从显示面板20发出的相应颜色分量的现象。在从显示面板20发出的光源分量连续通过偏振器30和3D眼镜20并且光源分量被操纵在偏振状态时发生该现象，从而不能均匀地处理R、G和B光源。
如图2中所示，如果全白颜色被背光单元(未示出)输出并被显示在显示面板20上，则具有与(a-1)中的R、G和B亮度分量相同的R、G和B亮度分量的光被输出到左眼图像，具有与(a-2)中的R、G和B亮度分量相同的R、G和B亮度分量的光被输出到右眼图像。在通过偏振器30的同时，左眼图像的R分量和B分量可能被减少(如(b-1)中所示)，右眼图像的B分量可能被减少(如(b-2)中所示)。在通过3D眼镜时，如在(c-1)和(c-2)中所示，R、G和B亮度分量之间的差异变得更大，并且左眼图像和右眼图像的每个颜色分量的亮度的差异可能增加。
在下文，将描述对诸如色散的颜色失真进行补偿的显示设备及其图像处理方法。
图3是根据本发明构思的示例性实施例的显示设备100的控制框图。
根据本示例性实施例的显示设备100包括信号接收器110、信号处理器120、显示面板130、偏振器140和控制器150。显示设备100可包括TV或监视器，显示设备100可显示3D图像内容，但不限于此。
信号接收器110接收包括左眼图像和右眼图像的图像信号。信号接收器110从外部图像供应源(未示出)接收包括3D图像内容的图像信号。图像供应源可包括但不限于本地地产生图像信号和供应图像信号的包括中央处理单元(CPU)和图形卡的计算机主机、通过网络供应图像信号的服务器和通过无线电或线缆发送广播信号的广播站的发送装置。可将发送到信号接收器110的图像信号作为左眼图像和右眼图像分别发送以显示3D图像内容。
信号处理器120从信号接收器110接收图像信号，并将图像信号处理为将被显示在显示面板130上的形式(将稍后进行描述)。信号处理器120的图像处理操作可包括与各种图像格式对应的解码、去交织、帧刷新率转换、尺度变换、用于提高画面质量的噪声减小、细节增强和行扫描操作。信号处理器120可调节3D图像的深度或将2D图像转换为3D图像。信号处理器120可响应于控制器的控制对输出图像的颜色失真进行补偿(将稍后进行描述)。
显示面板130显示被信号处理器120处理后的左眼图像和右眼图像。显示面板130在其上显示由背光单元输出的光，并可包括液晶显示器(LCD)面板或等离子显示器面板(PDP)。
偏振器140被设置在显示面板130的前表面，并且将左眼图像传输为第一偏振光并将右眼图像传输为第二偏振光。偏振器140可包括已知偏振滤波器，该偏振滤波器可使入射光偏振为线偏振光或圆偏振光。
左眼图像和右眼图像被交替显示。偏振器140可以在3D输出模式下将左眼图像和右眼图像交替地传输为第一偏振光和第二偏振光。偏振器140与输出左眼图像/右眼图像同步地交替接收高/低电压，如果输出左眼图像，则输入高电压，并且左眼图像通过偏振器140作为第一偏振光(例如，水平偏振光)。如果输出右眼图像，则输入低电压，并且右眼图像通过偏振器140作为第二偏振光(例如，竖直偏振光)。第一偏振光和第二偏振光是线偏振光，并且它们的偏振方向可以彼此垂直。第一偏振光和第二偏振光可以是圆偏振光或椭圆偏振光，并且它们的偏振方向可以彼此相反。
由于用户佩戴的3D眼镜的左眼镜片仅传输第一偏振光，并且右眼镜片仅传输第二偏振光，因此用户可使用他/她的左眼仅识别左眼图像并使用他/她的右眼仅识别右眼图像。作为结果，用户可从输出图像体验3D效果。
控制器150控制根据本示例性实施例的显示设备100的整体操作。控制器150可包括控制程序、用于在其中存储控制程序的非易失性存储器(诸如只读存储器(ROM)和闪存)、用于载入存储的控制程序的至少部分的易失性存储器(诸如随机存取存储器(RAM))、用于执行载入的控制程序的微处理器(诸如中央处理单元(CPU)和微控制单元(MPU))。
控制器150控制信号处理器120以对通过偏振器140传输的光的颜色失真进行补偿。如上所述，当通过显示面板130输出的光被偏振为第一偏振光和第二偏振光时，由于光的颜色的不同波长会导致光的透射率根据R、G和B颜色分量而不同。如图2中所示，传输的光的量根据颜色分量而不同，这导致颜色失真。如果偏振器140不进行操作或者不正确地进行操作，即，如果图像输出模式是2D模式，则会发生这样的颜色失真问题。控制器150可控制信号处理器120预先对每个颜色分量的亮度水平的光的减少的量进行补偿，以减少颜色失真。
当通过偏振器140的图像通过用户佩戴的3D眼镜200的左眼镜片和右眼镜片时会发生颜色失真。由于3D眼镜200的左眼镜片仅传输第一偏振光，右眼镜片仅传输第二偏振光，因此传输的光的量根据RGB颜色分量而不同，这导致颜色失真。控制器150可控制信号处理器120对通过3D眼镜200的光的颜色失真进行补偿，其中，3D眼镜200包括传输第一偏振光的左眼镜片和传输第二偏振光的右眼镜片。
现在将描述根据示例性实施例的测量通过偏振器140和3D眼镜200的光的颜色失真的程度的方法。
根据第一示例性实施例的显示设备100还可包括存储单元160，存储单元160在其中存储3D眼镜200的颜色失真信息和偏振器140的颜色失真信息中的至少一个。
根据本示例性实施例的显示设备100采用手动式3D偏振眼镜。在3D眼镜200的情况下，光的偏振性可由于不同的制造商和制造方法以及兼容性的限制而不同。因此，当特定偏振光通过每个3D眼镜200的左眼镜片和右眼镜片时，可测量用于每个R、G和B颜色分量的亮度的减少的量的光特性(lightprofile)，并且测量结果可被存储在存储单元160中。在这种情况下，根据存储在存储单元160中的信息，即，每个3D眼镜200的光特性，控制器150可控制信号处理器120对左眼图像和右眼图像的每个R、G和B颜色分量的亮度进行补偿。
根据用于偏振器140的偏振滤波器的类型，可存在通过偏振器140的光的偏振性的不同。因此，可预先测量关于通过偏振器140的高/低电压的驱动偏振的第一偏振光和第二偏振光的每个RGB颜色分量的亮度的减少的量的信息，并可将所述信息存储在存储单元160中。在这种情况下，控制器150可根据存储单元160中存储的信息控制信号处理器120对RGB颜色分量的亮度进行补偿。
根据第二示例性实施例的显示设备100还可包括颜色失真测量器170，颜色失真测量器170测量通过偏振器140的第一偏振光和第二偏振光的颜色失真的程度。颜色失真测量器170可测量每个RGB颜色分量的通过偏振器140的光的亮度水平并将测量结果发送到控制器150作为反馈，控制器150可根据颜色失真测量器170测量的RGB颜色分量的亮度的减少的水平对左眼图像和右眼图像的亮度进行补偿。颜色失真测量器170可被设置在偏振器140的前表面。
显示设备100还可包括驱动显示面板130的面板驱动器180。面板驱动器180可通过调节输出到显示面板180的光的量来将各种图像显示在显示面板130上，其中，通过改变与图像信号对应的RGB颜色分量的驱动电压来调节输出到显示面板180的光的量。因此，控制器150可通过改变RGB颜色分量的亮度水平来对颜色失真进行补偿，其中，通过根据颜色失真的程度调节输出到显示面板130的面板驱动器180的RGB颜色分量的驱动电压来改变RGB颜色分量的亮度水平。
作为由控制器150对颜色失真进行补偿的结果输出的图像的每个RGB颜色分量的亮度的改变如在图4中所示。
图4中的(a-1)和(a-2)表示在根据颜色失真的程度对RGB亮度进行补偿之后左眼图像和右眼图像被输出时的RGB颜色的亮度水平的曲线图，从而用户可识别全白颜色。也就是说，基于存储在存储单元160中的光特性或由颜色失真测量器170测量的亮度的减少的量，在对R分量和B分量的亮度进行补偿之后(如(a-1)所示)输出左眼图像。此外，在对B分量的亮度进行补偿之后(如(a-2)所示)输出右眼图像。由于当光通过偏振器140时发生颜色失真，因此左眼图像具有如(b-1)所示的R分量和B分量的减少的亮度水平，右眼图像具有如(b-2)所示的B分量的减少的亮度水平。在通过3D眼镜200之后，如(c-1)和(c-2)所示，左眼图像和右眼图像的RGB分量的亮度水平是相同的，从而用户可识别全白颜色。
作为结果，采用3D偏振眼镜的3D显示设备100提高用户识别的图像的质量，并解决由偏振状态的操纵引起的不能通过优化偏振器140的设计来克服的颜色失真问题。
图5是根据本发明构思的示例性实施例的图像处理方法的第一流程图。
根据本示例性实施例执行图像处理方法的显示设备100包括：显示面板，在其上显示左眼图像和右眼图像；偏振器，设置在显示面板的前表面，并且将左眼图像传输为第一偏振光，将右眼图像传输为第二偏振光。显示面板在其上显示由背光单元(未示出)输出的光。显示面板可包括液晶显示器(LCD)面板或等离子显示器面板(PDP)。偏振器可包括已知偏振滤波器，该已知偏振滤波器将入射光偏振为线偏振光或圆偏振光。
显示设备100接收包括左眼图像和右眼图像的图像信号(S110)，并将接收到的图像信号处理为在显示面板上显示的形式(S120)。
根据本示例性实施例，可包括存储3D眼镜200的颜色失真信息和偏振器的颜色失真信息中的至少一个的操作(S130)。
根据本示例性实施例的显示设备100采用手动式3D偏振眼镜。在3D眼镜200的情况下，存在不同制造商和不同制造方法，并且可存在由于兼容性的限制等导致光的偏振性不同。因此，当特定偏振光通过每个3D眼镜200的左眼镜片和右眼镜片时，可预先测量用于每个颜色分量的亮度的减少的量的光特性，并可存储测量结果。在这种情况下，显示设备100可根据存储的信息(即，每个3D眼镜200的光特性)对左眼图像和右眼图像的RGB颜色分量的亮度进行补偿。
根据实现为偏振器140的偏振滤波器的类型，可存在通过偏振器140的光的偏振性的不同。因此，可预先测量并存储关于通过偏振器140的高/低电压的驱动而偏振的第一偏振光和第二偏振光的每个RGB颜色分量的亮度的减少的量的信息。在这种情况下，显示设备100可根据存储的信息对RGB颜色分量的亮度进行补偿。
然后，对通过偏振器的第一偏振光和第二偏振光的颜色失真进行补偿(S140)。如上所述，当通过显示面板130输出的光被偏振为第一偏振光和第二偏振光时，由于光的颜色的不同波长导致传输率会根据RGB颜色分量而不同。如图2中所示，每个颜色分量的传输量不同，导致颜色失真。显示设备100可通过对每个颜色分量的亮度水平的减少的量进行补偿来减少颜色失真。
左眼图像和右眼图像被交替显示。在3D输出模式下，偏振器可将左眼图像和右眼图像交替地传输为第一偏振光和第二偏振光。与输出的图像同步地，偏振器交替地接收高/低电压。响应于输出左眼图像，输入高电压并且将左眼图像传输为第一偏振光(例如，水平偏振光)。响应于输出右眼图像，输入低电压并且将右眼图像传输为第二偏振光(例如，竖直偏振光)。
第一偏振光和第二偏振光可以是线偏振光，并且它们的偏振方向可以彼此垂直。可选择地，第一偏振光和第二偏振光可以是圆偏振光或椭圆偏振光，并且它们的偏振方向可以彼此相反。
由于用户佩戴的3D眼镜200的左眼镜片仅传输第一偏振光，并且右眼镜片仅传输第二偏振光，因此用户可使用他/她的左眼仅识别左眼图像并且使用他/她的右眼仅识别右眼图像。作为结果，用户可从输出图像体验3D效果。
当通过偏振器的每个图像通过用户佩戴的3D眼镜200的左眼镜片和右眼镜片时，会发生光的偏振导致的颜色失真。由于3D眼镜200的左眼镜片仅传输第一偏振光，并且右眼镜片仅传输第二偏振光，因此每个RGB颜色分量的传输的光的量变化，这导致颜色失真。显示设备100可对通过3D眼镜200的光的颜色失真进行补偿，3D眼镜200包括传输第一偏振光的左眼镜片和传输第二偏振光的右眼镜片。
对颜色失真进行补偿的操作可通过调节输出的RGB颜色分量的光的量来对颜色失真进行补偿，其中，通过根据颜色失真的程度调节驱动显示面板的RGB的驱动电压来调节所述光的量。
显示设备100将补偿了颜色失真的图像显示在显示面板上(S150)，并提高用户识别的图像的画面质量，从而解决由偏振的操纵引起的不能通过优化偏振器140的设计来克服的颜色失真问题。
图6是根据本发明构思的示例性实施例的图像处理方法的第二流程图。
显示设备100接收包括左眼图像和右眼图像的图像信号(S210)，并将接收的图像信号处理为将被显示在显示面板上的形式(S220)。
针对测量颜色失真的程度的方法，本示例性实施例还可包括测量通过偏振器的第一偏振光和第二偏振光的颜色失真的程度的操作(S230)。显示设备100可测量通过偏振器的光的RGB颜色分量的亮度水平，并根据测量的颜色分量的亮度水平的减少的量对左眼图像和右眼图像的亮度进行补偿(S240)。
显示设备100将补偿了颜色失真的图像显示在显示面板上(S250)，并提高用户识别的图像的画面质量，从而解决由偏振的操纵引起的不能通过优化偏振器的设计来克服的颜色失真问题。
如上所述，根据本发明构思的显示设备及其图像处理方法提高用户识别的图像的画面质量并解决3D显示设备中的颜色失真问题。
虽然已经示出和描述了一些示例性实施例，但是本领域技术人员将理解，在不脱离本发明的原理和精神的情况下，可以对这些示例性实施例进行改变，其中，本发明的范围在权利要求及其等同物中限定。
Claims (15)
1.一种显示设备，包括：
信号接收器，接收包括左眼图像和右眼图像的图像信号；
信号处理器，将图像信号处理为可显示的形式；
显示面板，显示处理后的左眼图像和右眼图像；
偏振器，设置在显示面板的前表面，并将左眼图像传输为第一偏振光，将右眼图像传输为第二偏振光；
控制器，控制信号处理器对通过偏振器的第一偏振光和第二偏振光的颜色失真进行补偿。
2.如权利要求1所述的显示设备，其中，左眼图像和右眼图像被交替地显示，并且偏振器在3D输出模式下将左眼图像和右眼图像交替地传输为第一偏振光和第二偏振光。
3.如权利要求1所述的显示设备，其中，控制器控制信号处理器对通过3D眼镜的光的颜色失真进行补偿，所述3D眼镜包括传输第一偏振光的左眼镜片和传输第二偏振光的右眼镜片。
4.如权利要求3所述的显示设备，还包括：存储单元，在其中存储3D眼镜的颜色失真信息和偏振器的颜色失真信息中的至少一个，其中，
控制器根据存储在存储单元中的信息控制信号处理器。
5.如权利要求1所述的显示设备，还包括：颜色失真测量器，测量通过偏振器的第一偏振光和第二偏振光的颜色失真的程度，其中，
控制器根据颜色失真测量器的测量结果控制对图像的补偿。
6.如权利要求1所述的显示设备，还包括：面板驱动器，驱动显示面板，其中，
控制器根据颜色失真的程度控制调节面板驱动器的RGB颜色的驱动电压。
7.如权利要求1所述的显示设备，其中，偏振器将第一偏振光和第二偏振光传输为线偏振光，并且第一偏振光和第二偏振光的偏振方向彼此垂直。
8.如权利要求1所述的显示设备，其中，偏振器将第一偏振光和第二偏振光传输为圆偏振光，并且第一偏振光和第二偏振光的偏振方向彼此相反。
9.一种显示设备的图像处理方法，所述显示设备包括在其上显示左眼图像和右眼图像的显示面板以及将左眼图像传输为第一偏振光并将右眼图像传输为第二偏振光的偏振器，所述方法包括：
接收包括左眼图像和右眼图像的图像信号；
将图像信号处理为可显示的形式；
对通过偏振器的第一偏振光和第二偏振光的颜色失真进行补偿。
10.如权利要求9所述的方法，其中，左眼图像和右眼图像被交替地显示，偏振器在3D输出模式下将左眼图像和右眼图像交替地传输为第一偏振光和第二偏振光。
11.如权利要求9所述的方法，其中，对颜色失真进行补偿的步骤包括：对通过3D眼镜的光的颜色失真进行补偿，所述3D眼镜包括传输第一偏振光的左眼镜片和传输第二偏振光的右眼镜片。
12.如权利要求11所述的方法，还包括：存储3D眼镜的颜色失真信息和偏振器的颜色失真信息中的至少一个，其中，
对颜色失真进行补偿的步骤包括根据存储的信息对颜色失真进行补偿。
13.如权利要求9所述的方法，还包括：测量通过偏振器的第一偏振光和第二偏振光的颜色失真的程度，其中，
对颜色失真进行补偿的步骤包括根据测量的颜色失真的程度对颜色失真进行补偿。
14.如权利要求9所述的方法，其中，对颜色失真进行补偿的步骤包括：通过根据颜色失真的程度调节驱动显示面板的RGB颜色的驱动电压来对颜色失真进行补偿。
15.如权利要求9所述的方法，其中，偏振器将第一偏振光和第二偏振光传输为线偏振光，并且第一偏振光和第二偏振光的偏振方向彼此垂直。
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