CN104662598B - 用于改善由半透明功能表面覆盖的图像的视觉质量的方法 - Google Patents

Abstract

本发明描述了用于改善当图像（1）被置于半透明功能表面（2）后方时该图像的视觉显现的方法。所述方法在于修改原始图像（1）的某些特征，尤其是其亮度、其对比度、其伽玛（gamma）和其色彩的饱和度，以使得如此修改的并被置于半透明功能表面（2）后方的图像（3）的视觉显现最接近于当原始图像（1）单独在没有半透明功能表面（2）的情况下被观察时该图像的显现。

Description

用于改善由半透明功能表面覆盖的图像的视觉质量的方法

技术领域

本发明涉及用于改善印刷或数字图像的视觉质量的方法，所述图像由半透明功能表面覆盖，如例如光伏膜或触摸表面（英文术语中被称为“触摸屏”）或被置于图像前方并且对于可见光不完全透明的任何其它功能表面。

背景技术

被置于图像表面上的半透明功能表面（如例如光伏膜）通常利用非完全透明的组件，其要么被包含在表面的相同材料中，要么被分散在其上以便在组件之间产生完全透明的间隔。由观察者穿过这些半透明表面所感知的图像的亮度因此是功能表面的透明率的函数。由于具有亮度的最大值是完全有利的，因此寻求增大功能表面的透明度。但是这经常使得损害该表面的功能性。

于是，例如，半透明光伏膜由不透明光伏单元（cellule photovoltaïque）构成，所述单元以被透明间隔所分离的平行带的形式而被分散，以使得在不透明单元的表面与透明间隔的表面之间的比确定可用电功率。想因此增大半透明光伏膜的电功率需要增大膜表面上的光伏单元的密度，因此减低透明度。

该示例很好地示出通常而言被布置在图像上的半透明功能表面的性能是由观察者接受的图像的亮度的降级的函数。在功能性能与图像亮度之间的该折衷是主观（subjectif）的，因为其取决于可变的参数，如图像特征、环境亮度以及观察者的视觉感知。

发明内容

发明目的

术语“功能表面”此处被定义为刚性或柔性表面，其对可见光不完全透明，并且配备有电气、电子、机械或光学功能性。

术语“图像”包含所有类型的图像，其中包括被印刷在所有类型介质上的图像，由背光式（rétro-éclairé）或非背光式而因此使用环境光的像素以及如有必要则被布置在反射表面上的半透明像素构成的电子图像。该术语“图像”还包含其表面可以是任何形式的任何“物体”的表面。

功能表面的布置、诸如限定在图像上造成所述图像的亮度的减低。

本发明的目的是增大图像的亮度因此其视觉质量，同时保持功能表面的性能。

本发明的另一目的以相关的方式在于使得能够增大功能表面的性能，同时大部分地保持图像的视觉质量。

发明概要

本发明的主要目的在于一种用于改善旨在置于半透明功能表面后方的原始图像的视觉显现（rendu visuel）的方法，该方法的特征在于对原始图像的尤其是信息学处理，在于修改所述原始图像的视觉特征中至少之一以使得当经处理于是修改的图像被置于所述半透明功能表面后方时该图像的视觉显现基本上接近于当原始图像在没有半透明功能表面的情况下被直接观察时该图像的视觉显现。

根据处理方法的有利实施例，其包括在于以下各项的步骤：

—显示未由功能表面覆盖的原始图像并且分析所述原始图像的视觉特征集；

—通过半透明功能表面来覆盖原始图像并且显示如此覆盖的原始图像以用于构成要处理的图像；

—修改要处理的图像的显示控制参数并且比较原始图像与要处理的图像的所述视觉特征；

—当在对要处理的图像的所述显示控制参数的修改之后，原始图像和如此处理的图像的视觉特征基本上相等，保存显示控制参数的值和/或如此处理的图像，并且显示所处理的图像。

在权利要求中详述了根据本发明的方法的其它特征。

本发明的目的还在于图像的显示设备，尤其诸如便携电话、电子书或报、电脑屏幕、科学或技术控制屏幕、用于运输车辆的车身或车载仪表板，其特征在于，其显示根据符合本发明的方法所处理的图像。

本发明还涉及任何物体，尤其诸如瓦、建筑物或住房的墙、桌子、衣服织物、以及其视觉表象（apparence visuelle）借助于根据本发明的方法而被修改的一般任何其它物体。

根据本发明的设备由图像构成，在所述图像的前方安置了半透明功能表面。所述半透明功能表面是由结晶玻璃制成的或由有机玻璃制成的板，其为刚性或柔性的、平面或弯曲的，在其上沉积了电学、机械或光学组件，如例如沉积了硅、又或光敏（如CIGS（铜铟镓硒））薄层的堆叠、又或有机光伏单元、或电导体网（其中包括电容效应的导体）、和/或微透镜或棱镜的网、或偏振滤光器。

配备有功能组件的半透明功能表面拥有以下功能之中的一个或多个功能：产生光伏能量、检测触摸、发射或接收电磁波、温度传感器、麦克风、电能存储电池、检测金属物体、检测电离辐射、检测磁场、光学波导。

功能组件可以是不透明或半透明和/或着色的。其分布在板的一部分上或其整个表面上，同时留出透明区，穿过所述透明区而通过由图像发射的出射光。该板因此吸收穿过它的光的一部分，这使得穿过板而传输的图像将由观察者视为具有与原始图像相比较少的亮度，所述原始图像也就是说在没有覆盖它的板的情况下所见的图像。

为了补偿该亮度损失，本发明预备原始图像在穿过功能表面而被看见之前被修改。该修改在于使以下各项之中的其基本视觉特征中至少一个变化：亮度、过亮、对比度、白色与彩色的平衡、色调、半色调、色彩饱和度、伽玛（gamma）百分比、清晰度、由于数据压缩（如例如JPEG、GIF、TIFF、BITMAP、PNG模式）而引起的信息损失。原始图像的该修改目的在于部分地补偿由于叠加半透明功能板而引起的亮度损失和其它图像参数的变化。

根据本发明，图像的修改优选地借助于以信息学方式在图像的原始数字码上实施的方法来进行。该修改可以借助于图像处理软件来进行，所述软件在装备有显示屏的电脑上运行。

为此，原始图像和要处理的原始图像二者都被显示在屏幕上以使得观察者可以在视觉上对其进行比较。在修改过程中的原始图像上，布置功能表面（实际或虚拟的，也就是说以信息学方式来模拟），其拥有与将在实际中使用的功能表面相同的光学特征。处理过程中的图像的表象因此通过该模拟而被修改，所述模拟此外使得能够在视觉上将其与原始图像进行比较。因此使处理过程中的图像的一个或多个参数变化，如例如其亮度、其对比度和/或色彩饱和度以便确定最恰当的修改以使得所述图像最相似于原始图像。该比较可以由处于电脑操控的观察者在视觉上进行、或者由软件和/或由光学仪器（其使得能够实现对两个图像的视觉的自动化比较性测量）来进行。

最终，该方法改善当图像被置于半透明功能表面后方时该图像的视觉显现。该方法的特征在于对原始图像的信息学处理，其尤其在于增大其亮度以使得经处理的图像的视觉显现最接近于当原始图像被单独并且直接地（也就是说在没有叠加功能表面的情况下）观察时该原始图像的显现。

该方法还包含另一步骤，其为纸张印刷和/或数字存储已被修改的图像的特征和用于获得最终修改图像的修改参数的步骤。

该方法还包含对被提供给所有图像的修改的电子和信息学自动化，所述图像然后将由观察者可见，尤其是在LCD、LED、OLED类型的电子显示设备的情况下。

对于所有要处理的图像，从原始图像到经处理图像的转换协议是一系列数字操作，其在图像的多个组成像素的色彩的信息学编码（称其为原始图像的源代码）上进行。这些数字操作可以是：对固定或可变值的乘法、除法、加法或减法。这些数字操作的目的在于修改像素的视觉特征，这正是本发明的目的。该数字操作系列由在信息学语言中在以下名称下已知的逻辑来实现：逻辑接口、“驱动器”、转换协议、控制器、编码或解码接口、转换算法。图像的数字处理操作可以正好在显示图像之前非常迅速地实现，这使得能够只存储原始图像而非仅仅被存储在虚拟缓冲存储器中的其经修改的版本，这因此使得能够实现显示器的存储设备上的空间增益。图像处理的逻辑接口采取独立并且专用于这些操作的“可执行文件”的形式。但是，其也可以被集成作为要集成在另一已知图像处理接口中的特定处理模块，所述已知图像处理接口如例如JPEG、Gif、Tiff、Png或Zip类型的图像编码接口，其主要功能在于压缩图像的数字数据。

从原始图像到经处理的最终图像的转换或处理协议将可以对于所有图像是等同的，或者在视频序列的多个图像之间有区别。

应用于每个原始图像的处理的调节参数将要么被手动输入例如用于适应功能表面的光学特征，要么被自动输入例如用于适应环境光的光学特征。在该后者的情况下，环境光的特征将可以由所述功能表面测量，所述功能表面将拥有本领域技术人员已知的光学传感器，尤其是光伏单元以用于测量环境光的每种颜色的强度以及全局强度。图像处理的该自动化还将可以在组成视频序列的所有图像上实现。

根据本发明的方法如此修改的所述一个或多个图像可以显示在显示设备中，如电脑、电子书或报、便携电话的屏幕，科学或技术控制屏幕，在汽车、飞机、火车和其它运输车辆中的车载仪表板，广告显示、城市动产的屏幕。这将使得能够面对观察者而改善这些设备上的图像的显示特征，尽管在图像和观察者之间插入了半透明功能表面。

当图像由旨在使用本发明的物体的表面构成时，该物体可以尤其是瓦、建筑物或住房的墙、桌子、衣服的织物以及有可能使其视觉表象变化的一般任何物体。

附图说明

借助于3幅附图，现在将更详细地描述本发明，即：

图1，其示出了将半透明功能表面（2）叠加在原始图像（1）上的原理；

图2，其示出由半透明功能表面（2）覆盖的原始图像（1）；

图3，其示出已根据本发明的处理方法而进行修改的并且由功能表面（2）覆盖的图像（3）。

具体实施方式

图1示出了在LCD类型的背光式屏幕上显示的数字原始图像（1），以及具有例如70%的透明率的半透明功能表面（2）。原始图像（1）被表示成黑色和白色以用于促进该描述性文档的再现但是所述图像（1）还可以是彩色的。

半透明功能表面（2）此处被表示为由透明带间隔开的平行黑色带的形式以用于产生透明的视觉印象，但是所述功能表面（2）还可以呈现其透明度均匀的表面，尤其是当功能组件的尺寸小于眼睛的分辨能力时或者如果功能表面（2）借助于光学方法以用于使所述功能组件不可见的话。在该阶段，原始图像（1）尚未被修改并且其修改参数（诸如通过（4）由一系列控制游标图示的）对于亮度为零、对于对比度为零并且对于伽玛（Gamma）的值为1。

现在参考图2，其示出完全由半透明功能表面（2）覆盖的原始图像（1）。在其中功能表面呈现70%的透明率的假设中，结果是原始图像（1）显得30%较不明亮因为其亮度的30%已由功能表面（2）吸收。原始图像（1）在该阶段一直未被修改，并且其修改参数（4）还是对于亮度为零、对于对比度为零并且对于伽玛的值为1。

在该阶段，根据本发明的方法的使用者将手动修改和优化图像的不同修改参数（亮度、对比度、伽玛等等）以用于再找到与未由功能表面（2）覆盖的图像的原始外观相似的外观，然后保存提供最佳结果的经修改的参数。

很好理解的，比较和优化图像的这些操作还可以由适当的软件来自动化和实现，所述软件适于将原始图像（1）的视觉显现以及由功能表面（2）覆盖的图像的视觉显现进行比较，并且适于优化所覆盖的图像的控制参数（4），所述参数最小化在未被覆盖的原始图像（1）、以及经修改并且由功能表面覆盖的图像（3）之间的外观差异。

于是，图3示出了完全由半透明功能表面（2）覆盖的原始图像（1），但是这次图像（1）的特征已被修改（5）：在所表示的示例中，亮度已增大32%、对比度增大15%并且伽玛系数变为2.39而不是1。经修改的图像（3），虽然由所述功能表面（2）覆盖，但是于是再找到接近于原始图像（1）的外观和亮度质量。为了模拟经修改的图像（3）的亮度增大，在图3上，功能表面（2）的黑色带的厚度已被减低。

此外需要理解的是，当原始图像（1）是背光式图像时该图像的数字处理并不修改其背光功率。事实上，每个背光式像素的亮度通过修改每个像素的透明度而被增大或减低，例如在LCD技术的情况下，通过调节偏振滤光器的偏振角。如果功能表面（2）是捕获环境光能的光伏膜，则原始图像（1）的亮度增大将不消耗任何能量并且因此不使所述光伏表面的能量性能减低。

现在描述具体实施示例：

原始图像（1）应当被印刷在边为1米的方形纸片上并且由相同尺寸并且4mm厚的玻璃制成的光伏板（2）覆盖，所述光伏板在表面上由非晶硅制成的光伏薄层的平行带的网组成，所述平行带的宽度为1mm并且其间的距离为3mm。光伏表面的覆盖率因此为25%，这在烈日时考虑到光伏板的转换效率将产生大约15瓦特的电功率。

然而，将穿过光伏板（2）而观看原始图像（1）的观察者将看到其中亮度由于对由图像发送回的光构成障碍的光伏带而将会减低大约25%的原始图像（1）。

根据本发明，原始图像（1）因此经受处理，例如使用控制参数（4）的信息学处理，并且其在于增大其亮度25%、增大其对比度15%以使得如此修改并且如此置于光伏板（2）后方的图像（3）按其视觉表象最好地接近于原始图像（1）。

对控制参数进行调节的该操作由使用者在同时显示原始图像（1）和修改过程中的图像（3）的电脑屏幕上实现。修改过程中的该图像（3）潜在地由半透明图像覆盖，所述半透明图像由与光伏板（2）相同尺寸的黑色带构成，以使得在原始图像（1）上实现的对比度和亮度的修改使得能够通过模拟而立即可视化当实际图像（3）将处于半透明板（2）后方时将观察到的视觉显现。

一旦修改被实现，图像（3）就被记录在信息学文件中然后以期望的尺寸来印刷。活性光伏表面（2）保持相同，其将产生15瓦特的相同电功率，但是穿过半透明板（2）所见的经修改和印刷的图像（3）因此将比如果原始图像（1）未经修改的情况下更加相似于该原始图像（1）。

很好理解的，当原始图像不是印刷图像，而是屏幕上显示的图像时，显示设备将显示诸如在处理后被修改的图像，并且置于功能表面之上的经修改图像的表象将非常接近于未经处理的、没有功能表面的原始图像的表象。

发明优点

最后，本发明很好地响应于所确定的目标，因为当原始图像（1）被置于半透明功能表面（2）后方时其使得能够增大该原始图像（1）的视觉质量。

Claims (21)

1.一种用于改善旨在被置于半透明功能表面（2）后方的原始图像（1）的视觉显现的方法，所述功能表面是对可见光不完全透明并且配备有电气、电子、机械或光学功能性的表面，所述方法的特征在于对原始图像（1）的处理，其在于修改所述原始图像（1）的视觉特征中至少一个，以使得当经处理于是修改的图像（3）被置于所述半透明功能表面（2）后方时该图像的视觉显现最接近于当原始图像（1）在没有半透明功能表面（2）的情况下被直接观察时该图像的视觉显现。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，其包括在于以下各项的步骤：

—显示未由半透明功能表面覆盖的原始图像（1）并且分析所述原始图像的视觉特征集；

—通过半透明功能表面覆盖所述原始图像并且显示如此覆盖的原始图像以用于构成要处理的图像（3）；

—修改要处理的图像（3）的显示控制参数（4）并且将原始图像（1）和要处理的图像（3）的所述视觉特征进行比较；

—当原始图像（1）和要处理的图像（3）的视觉显现最接近时，保存显示控制参数（4）的值并且显示利用这些参数值所处理的图像（3）。

3.根据权利要求1或权利要求2所述的方法，其特征在于，原始图像（1）是印刷图像或由背光式或非背光式像素组成的电子图像，或者任何形式的物体的表面。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述电子图像由被布置在反射表面上的非背光式的半透明像素组成。

5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，原始图像（1）被显示在LCD、LED、OLED、等离子、光纤或激光投影类型的屏幕上。

6.根据权利要求1或2中任一项所述的方法，其特征在于，半透明功能表面（2）拥有以下功能之中的一个或多个功能：产生光伏能量、检测触摸、发射或接收电磁波、温度传感器、麦克风、电能存储电池、检测金属物体、检测电离辐射、检测磁场、光学波导。

7.根据权利要求1或2中任一项所述的方法，其特征在于，所述原始图像（1）的易被修改的所述视觉特征取自以下：色谱、亮度、过亮、对比度、白色和彩色平衡、色调和半色调、色彩饱和度、伽玛的值、清晰度。

8.根据权利要求1或2中任一项所述的方法，其特征在于，原始图像（1）的处理以信息学方式借助于软件来实现，所述软件同时在电脑屏幕上显示原始图像（1）和修改过程中的要处理的图像（3），在所述要处理的图像前方布置了所述半透明功能表面（2）或其视觉模拟。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，原始图像（1）的信息学处理自动实现，这凭借电子和光学仪器，其将所述原始图像（1）的视觉特征与修改过程中的要处理的图像（3）的视觉特征进行比较。

10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，其包含被提供给原始图像（1）的修改参数的存储步骤以及再利用这些参数以用于对另一显示设备上或另一介质上的相同原始图像（1）进行修改和处理后的显示。

11.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，图像的所述信息学处理被应用于组成视觉动画或视频序列的所有图像。

12.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，凭借对每个原始图像（1）的源代码进行修改的逻辑接口来实现所述信息学处理，该逻辑接口是控制器、转换协议或算法类型的。

13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，对原始图像（1）的源代码进行修改的逻辑接口被集成在构成显示设备的部分的图像编码和解码接口中。

14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，由显示设备使用的图像编码和解码接口是JPEG、GIF、TIFF、ZIP或PNG类型的。

15.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，转换协议对于所有要处理的图像是等同的或包含从键盘手动输入或从测量传感器自动输入的调节参数。

16.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，转换协议的调节参数适配于功能表面的光学特征和/或适配于环境光的光学特征。

17.根据权利要求16所述的方法，其特征在于，环境光的光学特征通过功能表面（2）来测量，所述功能表面（2）拥有光伏单元类型的光学传感器以用于测量环境光的不同颜色的强度以及全局强度。

18.一种图像显示设备，其特征在于，其显示根据符合前述权利要求中任一项的方法来处理的图像（3）。

19.根据权利要求18所述的图像显示设备，其特征在于，所述图像显示设备为便携电话、电子书或报、电脑屏幕、科学或技术控制屏幕、用于运输车辆的车身或车载仪表板。

20.一种物体，其视觉表象根据符合权利要求1至17中任一项的方法而被修改。

21.根据权利要求20所述的物体，其特征在于，所述物体为瓦、建筑物或住房的墙、桌子、或衣服织物。