CN1957606B - 改进由空间光调制显示系统提供的图像的方法和装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供用于减少由使用空间光调制(SLM)元件的显示系统(100)所提供的图像的畸变的方法和系统。该方法包含提供相应于要显示图像像素的像素值集合(620)的步骤。构成所述集合的像素值的数量大于可用SLM元件的数量。调节至少一些像素值以便提供调节的像素值集合(678)。从调节的像素值集合中产生至少第一像素集合和第二像素集合。图像被显示为包含所述第一像素集合(410)和所述第二像素集合(430)的像素矩阵(450)。所述第一集合的至少一个像素重叠所述第二集合的至少一个像素，并且通过调节像素数据集合的像素值执行调节步骤以便补偿由于矩阵的重叠像素产生的图像畸变。

Description

改进由空间光调制显示系统提供的图像的方法和装置
相关申请的交叉引用 
本申请要求2004年3月22日提出的美国临时专利申请第60/555,253号的权利，特此引用以供参考。 
技术领域
本发明一般涉及空间光调制(SLM)显示系统，和尤其涉及用于SLM系统中的滤波器和滤波方法。
背景技术
空间光调制(SLM)系统包括数字光处理TM(DLPTM)系统。DMD和DLPTM是德州仪器公司的商标。SLM技术的最近发展依赖于提供菱形像素而不是方形像素的SLM元件。用于SLM系统的处理技术包括所谓的“平滑像素”处理技术。根据平滑像素技术，通过组合第一像素集合和第二像素集合形成显示图像。第二集合是从第一集合移位获得的。组合的第一和第二集合形成显示图像。
在SLM系统的一个例子中，包含多个SLM元件的SLM阵列为要显示的每个引入图像、或帧提供第一和第二像素集合。来自第一和第二像素集合的组合像素提供比用于提供像素集合的SLM元件的数量多的显示像素。
然而，缺点与该技术联系在一起。第一和第二像素集合的像素在显示图像中重叠。至少一些来自第一集合的像素实际重叠在至少一些来自第二集合的像素上。因此，当像素集合一起显示以便形成图像时，重叠像素区域中的光时来自每个重叠像素的光的组合。这有时造成比预期图像部分更亮、或更暗。
因此，当与其他显示技术相比较时，该技术的图像质量会造成一些损失。因此，需要解决由于SLM设备的显示像素集合中的重叠像素而造成的畸变的图像处理设备和方法。
发明内容
根据本发明各个实施例，提供用于减少由使用空间光调制(SLM)元件的显示系统(100)所提供的图像畸变的方法和系统。根据本发明一个实施例的方法包括以下步骤：提供与要显示图像的像素相对应的像素值集合(620)，其中构成所述集合的像素值的数量大于可用的所述各个像素元件的数量；调节所述像素值中的至少一些以便提供调节的像素值集合(678)；从所述调节的像素值集合中产生至少第一像素组和第二像素组；将来自转像光学部分(300)的包含调节的第一和第二像素组的光透射到微镜元件(502)上；按不同的角度，从光学元件(200)反射包含所述调节的第一和第二像素组的所述透射的光，以在将所述第一和第二像素组投影到显示屏幕(499)上时在所述第一和第二像素组之间提供间隔；在所述显示屏幕(499)上显示所述图像作为包含所述第一像素组(410)和所述第二像素组(430)的像素矩阵(450)，其中所述矩阵的像素数量大于所述各个像素元件的数量，所述第一像素组的至少一个像素重叠所述第二像素组的至少一个像素。其中，所述调节步骤通过调节所述像素值集合的像素值来实施，以便补偿由于所述矩阵的重叠像素而产生的图像畸变；所述调节步骤包括以下步骤：按照第一缩放比例因数β缩放所述像素值集合的第一像素值，以提供缩放后的第一像素值；把重叠所述第一像素值的像素值相加，并按照第二缩放比例因数α缩放所述和，以提供加和的缩放后的像素值；并且在所述缩放步骤之后，从所述缩放后的第一像素值中减去所述加和的缩放后的像素值，以确定所述第一像素值的调节后的值。
根据本发明一个实施例的系统包含：视频图像数据源，该视频图像数据包含至少一个与要显示图像的像素相对应的像素值集合(620)，其中所述至少一个集合(620)中的像素值的数量大于所述SLM中的各个像素元件的数量；像素处理器，其进一步包括滤波器(320)，所述滤波器(320)耦合到所述源以便接收所述至少一个像素值集合，所述滤波器被配置为调节所述集合中的至少一个像素值以便提供调节的像素值集合(678)，所述滤波器(320)包括以下中的至少一个：用来缩放所述第一像素值的第一缩放比例因数，以及用来缩放重叠所述第一像素值的所述多个像素值的第二缩放比例因数；像素组产生器(603)，耦合到所述滤波器(320)以便接收所述调节的像素值集合(678)，所述像素组产生器基于所述调节的像素值集合提供至少第一像素组 和第二像素组；转像光学部分(300)，被配置为将包含调节的第一像素数据组(679)和调节的第二像素数据组(680)的光透射到微镜元件(502)上；光学元件(200)，被配置为按不同的角度反射包含所述调节的第一像素数据组(679)和所述调节的第二像素数据组(680)的所述透射的光，以便当将所述调节的像素组投影在显示屏幕(499)上时在所述调节的第一与第二像素组之间提供间隔。其中，所述SLM中的各个像素元件与所述像素组产生器协作以便显示所述图像为包含所述第一像素组(410)和第二像素组(430)的像素矩阵(450)，在所述矩阵中，所述第一组的至少一个像素重叠所述第二组的至少一个像素。其中，所述滤波器包括：加法器，用于将与重叠所述第一像素值的像素相对应的所述多个像素值相加，以提供加和的像素值；第一缩放器，用于将第一缩放比例因数α应用于所述加和的像素值，以提供加和的缩放后的像素值；第二缩放器，用于将第二缩放比例因数β应用于所述第一像素值，以提供缩放后的第一像素值；以及减法器，用于从所述缩放后的第一像素值减去所述加和的缩放后的像素值，并且因此所述滤波器可以调节重叠像素的像素值以便补偿由于所述重叠像素而产生的图像畸变。
附图说明
参考附图，将在下面详细描述本发明实施例，其中：
图1是例示包括适用于实现本发明各个实施例的空间光调制(SLM)元件阵列的显示系统的方框图。
图2是更详细例示图1中例示的显示系统的电子子系统的方框图。
图3是例示包括根据本发明实施例的像素滤波器的SLM系统的方框图。
图4是例示根据本发明实施例的接收到的像素数据、调节的像素数据和像素矩阵之间的关系的图解。
图5是根据本发明实施例的像素滤波器的方框图。
图6例示适合用于根据本发明实施例的图5中的像素数据滤波器的例子查找表。
图7是在图5中例示的像素数据处理设备的实施例的详细图解。
具体实施方式
空间光调制器(SLM)装置在大范围图像应用，譬如视频图像投影和打印，中得到越来越多的使用。典型的空间光调制器包括，譬如，液晶设备(LCD)和数字微镜设备(DMDtm)的设备。典型的空间光调制器包括调制器元件的两维阵列，其对入射光操作以便在显示器表面上形成两维图像。基于LCD的设备使用光偏振特性以便在所述阵列中调制每个光元件。基于DMDTM的设备使用极小微镜的阵列以便调制个别光元件。空间光调制器阵列中的每个元件对应于相应驱动电压等级显示可变光亮度。在本发明的一个实施例中，SLM阵列中的每个元件相应于显示图像的至少一个像素。
图1是例示包括适用于实现本发明各个实施例的空间光调制(SLM)阵列500的例子系统100的示意图。系统100包括耦合到光学系统400的至少一个光源301。光学系统400包含转像和照明光学系统300和投影光学系统200。光学系统400包括空间光调制元件502的至少一个阵列500。根据本发明实施例，阵列500包含反射光元件502的基于半导体的阵列。根据本发明的一个实施例，SLM阵列500包含光开关元件502的二进制脉宽调制(PWM)阵列500。在一个实施例中，PWM阵列500的元件502包含微电机系统(MEMS)设备，例如，数字微镜设备(DMDtm)的镜子。
电子子系统600包括用于接收视频信号601的输入和耦合到所述SLM阵列500的输出。电子子系统600处理引入的视频信号601以便提供PWM信号给阵列500的驱动元件502。依照视频信号601提供的像素值，PWM信号控制阵列500的元件502的角度和作用时间(dwell time)。显示在显示屏幕499上的像素的属性，例如，明亮度，与各个相应微镜元件502的作用时间相关。
电子子系统600从视频信号源(未显示)接收视频信号601。视频信号601包含相应于要在显示设备499上投影并显示的视频图像的视频图像数据。电子子系统600处理视频信号601并提供处理的视频信号602以驱动阵列500。
光学系统400包含至少一个转像和照明光学部分300、至少一个投影光学部分200和至少一个光源301。来自光源301的光透射通过至少一个转像光学部分300。来自转像光学部分300的光投影到SLM阵列500的光反射元件502上。
根据本发明的实施例，视频信号601由多个合适的视频信号源中至少一个提供。对于本发明各个实施例合适的视频信号源太多而不能全部引用。然而，一些例子包括但不仅限于数字多功能盘(DVD)系统、机顶盒、广播视频源、网络视频源、光缆视频源、卫星视频源、无线的和用电话源等等。本发明实施例包含数字视频媒介系统，其中视频源包括电影、电视电影、视频原版等等。
不考虑视频信号源，对于本发明实施例合适的视频信号601包括：模拟视频信号、数字视频信号、合成视频信号和混合视频信号等等。合适的信号制式包括：国家电视标准委员会(NTSC)制式、逐行倒相(PAL)制式、和PAL加制式等等。任何提供相应于要显示图像像素的像素值的视频制式都适合用于本发明的各种实施例。
图2例示根据本发明实施例的图1中例示的电子子系统600的功能块。电子子系统600包含用于接收视频信号601的接收器610。接收器610耦合到视频处理单元640。视频处理单元640耦合到SLM阵列驱动器690。
根据本发明实施例，接收器610在输入端接收视频信号601。在本发明的例子实施例中，依照传统视频信号接收和解码技术，接收器610解码视频信号601并执行视频信号601的模数(A/D)转换，亮度-色度分离(Y/C分离)、和色度解调。
根据本发明实施例，依照传统技术，视频处理单元640还提供视频处理功能，例如，视频信号601的逐行扫描转换、和再采样。视频处理单元640耦合到SLM设备驱动器690。SLM设备驱动器690提供驱动信号699，以驱动SLM阵列500的元件502。根据本发明实施例，视频处理器提供增强色度(2C)和亮度(2L)信号603，以供驱动器690在驱动阵列500的元件502时使用，从而依照视频信号601调制光。
视频处理单元640包括耦合到像素组产生器680的像素滤波器320。在本发明的一个实施例中，像素组产生器680是为所谓“平滑像素”处理技术提供像素组的传统设备。根据本发明的一个实施例，通过编程视频处理单元640的处理器实现像素滤波器320，以便依照这里描述的本发明各个实施例实现像素处理功能。在本发明的可替代的实施例中，像素滤波器320功能由硬件提供而不需要编程处理器。本发明还有其他实施例，像素滤波器320的一些功能用硬件实现，同时其他功能用编程用于实施其他功能的处理器实现。 然而，本领域的普通技术人员通过阅读本说明书可以懂得，大量的硬件和软件组合将适用于实现本发明。因此，本发明的像素滤波器不仅限于一个特定的硬件和处理器布置。
根据本发明的一个实施例，基于视频信号601，接收器部分610提供亮度(Y)信号620到像素滤波器320。根据本发明的一个实施例，基于视频信号601，接收器部分610提供色度(C)信号639到像素滤波器320。
在本发明的一些实施例中，视频信号处理器640还提供其他处理功能，包括，例如，颜色空间转换、γ校准移动、误差扩散、屏幕上显示功能、红绿蓝(RGB)输入接收能力、和用户可操作的图像控制。在本发明的一个实施例中，驱动器690包括现场可编程门阵列(FPGA)。
在本发明的一个实施例中，现场可编程门阵列(FPGA)690从视频信号处理器640接收RGB视频信号，并至少部分基于RGB视频信号，提供PWM控制功能、图像重定格式、位面转换DMD驱动信号功能。根据本发明实施例，系统600还包含用于电子子系统600的存储器622、以及定时和控制电路621。
本领域普通技术人员可以懂得，处理器一般是以多种结构和性能嵌入在系统中的。任何实现这里描述的本发明电路、系统和方法的处理器结构都在本发明的范围内。
图3是例示本发明实施例的方框图。显示屏幕499相应于SLM阵列500排列以便显示包含像素矩阵450的图像。矩阵450包含至少第一像素组410和第二像素组430。(也例示在图4中)。根据本发明的可替代实施例，矩阵450包含多于两个像素组。根据本发明实施例，构成矩阵450的像素数量大于用于提供第一和第二像素组410和430的SLM阵列500的元件502的数量。
如图3所例示，来自光源301的光透射通过转像光学子系统300。在本发明的一个实施例中，光学子系统300包括用于提供有色光的装置。根据本发明的一个实施例，光学子系统300包括交替产生红色、绿色和蓝色光的色轮。根据本发明的可替代实施例，光源301包含红色光源、绿色光源和蓝色光源。有色光303投影到阵列500上并从阵列500反射。反射自阵列500的光经由投影光学子系统200提供到显示器499。
依照由像素数据集合620提供的像素值来驱动阵列500的元件502。矩阵450的每个像素对应于引入像素数据集合620的像素值。像素数据集合620 基于视频信号601产生。图3中，像素数据集合620由字母A到O的排列表示。
像素处理器320调节像素数据集合620的像素值并提供调节的像素数据集合678到像素组产生器675。图3中，调节的像素数据组678用字母A’到O’的排列表示。像素组产生器675分离调节的像素数据组678为第一和第二像素数据组(679和680)。在本发明的一个实施例中，依照已知的像素处理技术，譬如，“平滑像素”处理技术，操作像素组产生器675。根据平滑像素处理，输入像素数据集合，例如，620被分离为第一和第二像素数据组。第一和第二像素数据组提供包含显示矩阵的第一和第二像素组。
然而，传统像素处理技术不包括像素滤波器320，传统系统也不提供调节的像素数据集合678到像素产生器675。因此，根据本发明构成矩阵450的第一和第二像素组410和430在传统平滑像素处理技术之上提供显著的优点。
图4例示根据本发明实施例的像素数据集合620、调节的像素数据集合678、像素数据组679和680、像素组410和430、和像素矩阵450之间的关系。如图4所例示，第一像素组410包含h行c列的相邻像素412。为了便利，单一指示符号412指示组410的独立像素。第二像素组430包含h行c列的相邻的各个像素432。
像素组410和430投影到显示屏幕499上，以便相互移位，例如，相错距离d。在本发明的一个实施例中，像素组410和430主要在显示屏幕499的表面平面的x向的方向上彼此移位。
在本发明的一个例子实施例中，第二像素组430在距离第一像素组410等于大约单个像素高度一半411的位置显示。结果像素矩阵450因此包含重叠像素。换句话说，来自第一像素组410的个别像素，重叠在第二像素组430的个别像素上。
在本发明的一个实施例中，SLM元件502包括菱形元件。因此，矩阵450的像素主要包含菱形像素(在图4中例示的例子)。然而，其他像素形状，例如，方形、是已知的、也适用于本发明的一些应用。
图3把光学元件200例示为用于为像素组410和430提供间距的传统装置的一个例子。在305，光学元件200以第一角度φ1反射像素组410和430中的一个到屏幕499。在305，光学元件200随后以第二角度φ2投影另一像 素组。该技术具有给矩阵450提供比SLM设备500的可用元件502的数量更多的显示像素的优点。在本发明的一个实施例中，构成矩阵450的像素的数量大约是SLM设备500的可用微镜502的数量的两倍。
然而，上述技术造成重叠像素。来自重叠像素的每一个的光组合。因此，给定像素的显示亮度有时不能对应于像素数据集合620中提供的亮度值。在一些情况下，重叠像素的显示亮度大于期望亮度。在另外一些情况下，重叠像素的显示亮度小于期望亮度。
根据本发明实施例，像素数据集合620提供到像素滤波器320。滤波器320提供调节的像素数据集合678。从像素数据集合678中形成像素组679和680。像素数据组679和680的像素的像素值分别用于产生像素组410和430。显示的组合像素组410和430构成矩阵450。
依照本发明实施例，如下图表示，像素滤波器320提供调节的例子数据集合678：
A′B′C′D′E′
F′G′H′I′J′
K′L′M′N′O′
第一像素数据组679包含A’、C’、E’、G’、I’、K’、M’、O’表示的像素数据。第二像素数据组680包含B’、D’、F’、H’、J’、L’、N’表示的像素数据。分别根据像素数据组679和680生成像素组410和430。矩阵450包含第一像素组410和第二像素组430。
正如从矩阵450的图中可以看到的，来自第一像素组410的像素至少部分重叠在像素组430的像素上，反之亦然。例如，第一像素组410中的G像素位置被来自第二像素组430的B、F、L和H像素位置重叠。重叠导致矩阵450表示图像的亮度畸变。
根据本发明实施例，通过图3、5和7中例示的图像增强滤波器结构320降低由重叠导致的像素亮度畸变。
图5例示根据本发明实施例的像素滤波器320的实施例。像素滤波器320包含至少一个两维滤波器，其按下面给出的阵列h操作像素数据集合620中的各个像素，其中阵列h为：
其中：β是与从其中要移除亮度畸变的像素数据集合620的像素相关的缩放比例因数；和
α是用于重叠在从其中要移除亮度畸变的像素数据集合620的像素上的像素的缩放比例因数；
更具体地，滤波器320按足以补偿重叠矩阵450中各个像素的像素亮度贡献的量调节数据集合620的各个像素的亮度值I。例如，图4中，像素数据集合620中的像素G的亮度(IG)按量(β)缩放，使得由显示矩阵450中的重叠像素B(IB)、F(IF)、L(IL)和H(IH)导致的亮度畸变降低。在本发明实施例中，调节的像素G’具有依照下面例示关系的调节亮度值IG’：
IG′＝β(IG)-α(IH+IL+IB+IF)    (1)
其中：
β是与从其中要移除亮度畸变的像素G相关的缩放比例因数；和
α是与贡献像素G亮度的重叠像素相关的缩放比例因数。
根据本发明的一个实施例，给出β和α之间的关系为：β＝1+4α。这个关系提供单位DC增益。然而，本发明并不仅限于此。在本发明的一个实施例中，α近似为+1/8和β近似为3/2。当补偿本发明一些实施例中的畸变的同时，已经发现选择这些例子缩放比例因数用于提供单位DC增益。
根据上面的例子，用于例子数据集合620和调节的数据集合678的像素数据表示如下：
Figure G200580016484801D00091
图5是例示表示图3例示的三个相似滤波器320a、320b、320c中一个的例子示波器结构320的方框图。滤波器320对组合视频信号620的各个红色、绿色和蓝色成分的每个像素执行上述公式1的关系。为了便利，将关于例子像素G描述一个滤波器320的操作。如图4所示的重叠像素组410和430在这里参考作为讨论例子。然而，应该懂得，包含引入像素集合620的每个像素都适合以相同方式处理以便移除由重叠像素导致的亮度畸变。
参照图5，例示了根据本发明实施例的像素滤波器320。像素滤波器320包含延迟电路646。延迟电路646接收像素数据集合620的像素数据。延迟电路646延迟接收到的像素数据以便近乎同时地提供多个像素的像素数据。 在图5例示的例子中，延迟电路646提供像素H、L、F和B(矩阵450中重叠例子像素G)的像素数据到加法器648。同时，延迟电路646提供例如像素G的数据662到第二缩放器652。加法器648提供表示像素H、L、F和B的像素值之和的输出661到第一缩放器651。第一缩放器651应用缩放比例因数α到其输入以便提供缩放输出。第二缩放器652应用缩放比例因数β到其输入以便提供缩放输出。缩放器651和652的缩放输出由减法器653组合。减法器653的差值输出表示例子像素G的调节值G’。根据本发明的一个实施例，减法器653的差值输出可选地提供到限幅器。在那种情况下，由限幅器654提供的连续输出值构成调节的像素数据集合678。
根据本发明的一个实施例，第一缩放器651的缩放比例因数是可以按第一调节器655提供的调节因数X调节的。根据本发明的一个实施例，第二缩放器652的缩放比例因数是可按以第二调节器657提供的调节因数Y调节的。
图6例示用于实现包括可调节缩放比例因数的像素滤波器320的实施例的像素滤波器控制电路700。滤波器控制电路700包含查找表150。查找表150存储用于X 154和Y 156的调节因数的多个可选XY对。表格中的每个XY对对应于表格150中滤波器控制设置152中的一个，如在170示出的。在图6例示的例子中，提供了八个可能的滤波器控制设置，例如0到7。为选择缩放器调节因数X和Y，表示八个控制设置中一个的滤波器控制信号提供在表格150的滤波器控制输入688。对应于由输入688选择的滤波器控制设置的XY值对提供调节因数X和Y到第一和第二调节器655和657。在那种模式中，查找表为缩放器651和652提供可调节的缩放比例因数。
在本发明的一个实施例中，表格150中的X和Y值保持缩放比例因数α和β之间的给定关系，同时允许调节缩放比例因数α和β。在本发明的一个实施例中，α和β之间的给定关系是单位增益关系，由下式给出：
β＝1+α
图7是图6例示滤波器的一个实施例的更详细图解。表示像素数据集合620的视频信号提供到整行延迟寄存器803和805。根据本发明的一个实施例，行延迟寄存器803和805按显示视频的完整一行延迟视频信号。针对本例子的目的，根据下面例子所例示的原则选择行延迟寄存器的延迟。例如，当像素M的数据出现在输入620，行延迟寄存器805的输出将会是H和行延迟寄存器803的输出将会是C。如图7所示，行延迟寄存器805、803的输出和原 始视频输入信号，例如M分别耦合到第二组延迟寄存器807、809和800。延迟寄存器803和800的输出由加法器812执行加法。加法器812的输出提供到加法器823的第一输入。
加法器823的第二输入按如下提供。延迟元件809的输出提供到延迟元件811。延迟元件811的输出提供到加法器813的一个输入。加法器813的另一个输入由延迟元件807的输出提供。加法器813的和输出耦合到加法器823的第二输入。
根据上面的例子，提供了和H+L+B+F。像素H、L、B和F是重叠在图1的矩阵450中像素G上的像素。这个和表示用于重叠在像素G上的每个像素的像素亮度值之和。所述和H+L+B+F然后由缩放比例因数α缩放。在本发明的一个实施例中，缩放如下实现。所述和H+L+B+F提供到乘法器814。乘法器814把所述和H+L+B+F与出现在乘法器输入655的第一乘数X相乘。乘法器814的输出提供到除法器651。在图7例示的实施例中，除法器651把乘法器814的输出除以32。因此，从加法器823输出的所述和(H+L+B+F)按因数X/32缩放，其中32是常数和X/32构成缩放比例因数α。例如，如果图7中X＝4，那么α＝4/32或1/8。因此，用于上面例子中的像素的缩放比例和是(1/8)(H+L+B+F)。
类似地，通过提供数据值G到乘法器804，把第二缩放比例因数β应用到像素数据值G。乘法器804的输出提供到1/8除法器652。因此，G按构成缩放比例因数β的因数y/8缩放。减法器817提供表示缩放的像素亮度数据值β(G)和缩放的重叠像素亮度值之和，即，(α)(H+L+B+F)，之间差值的输出。
在本发明的一个实施例中，减法器817的输出提供到限幅器654。限幅器654保持由减法器817提供的差值在像素亮度值范围内。根据本发明的一个实施例，在图7的滤波电路中提供各种附加延迟寄存器，例如，816、819，以便允许电路稳定时间。
本领域普通技术人员应该懂得，β和α之间除了单位增益关系之外的不同其他关系也是有可能的。表格150适合于实现多种关系。可以通过替代表格150中XY对的适当值很容易地实现其他关系。有利的是，定制所述对，使得用于表格上的X和Y对的所有值的β和α之间保持特定关系。
根据本发明的一个实施例，查找表150在存储器(未显示)中实现，例如，半导体存储器。在那种情况下，存储器存储X和Y值。存储器包括分别 耦合到图7的滤波器645的输入X(显示在655)和Y(显示在657)的X和Y输出。在包含八个X、Y对的查找表实施例中，X是可选择的，使得α在0和7/32范围之内按1/32增加。对于同一个表格，Y是可选择的，使得β在1到15/8范围之内按1/8增加。
本领域普通技术人员应该懂得，前述的滤波器能够以各种软件、硬件和或软件硬件相结合的各种组合实现。根据本发明的一个实施例，查找表值存储在电子存储器中。例如，数据集合可以存储在与DLP系统微处理器相关的总线寄存器、RAM或其他数据存储设备中。本发明仍然不限制存储器类型，并且存在其他的用于存储这种值的合适方法。在本发明的一个实施例中，滤波器控制值是可以由用户通过带DLP显示系统的用户可操作界面选择的。根据本发明的另一个实施例，滤波器控制值通过提供用于控制DLP系统的系统微处理器(未显示)自动调节。
此外，虽然图5和7表示根据本发明的滤波器的实施例，但是本领域普通技术人员应该认识到本发明不仅限于特定的元件布置。例如，其他的滤波器结构可能实现本发明。也就是说，其他的滤波器结构是适合于操作像素值的，以调节像素亮度从而至少部分补偿由重叠像素导致的亮度畸变。此外，虽然本发明的许多实施例中选择β＝1+4α是有利的，但是本发明不仅限于这种值。根据本发明的各个实施例，β和α的值是可选择具有其他值和关系的。

Claims (9)

1.一种用于减少由使用空间光调制器SLM中的各个像素元件的阵列(500)的显示系统(100)所提供的图像的畸变的方法，包括步骤：
提供与要显示图像的像素相对应的像素值集合(620)，其中构成所述集合的像素值的数量大于可用的所述各个像素元件的数量；
调节所述像素值中的至少一些以便提供调节的像素值集合(678)；
从所述调节的像素值集合中产生至少第一像素组和第二像素组；
将来自转像光学部分(300)的包含调节的第一和第二像素组的光透射到微镜元件(502)上；
按不同的角度，从光学元件(200)反射包含所述调节的第一和第二像素组的所述透射的光，以在将所述第一和第二像素组投影到显示屏幕(499)上时在所述第一和第二像素组之间提供间隔；
在所述显示屏幕(499)上显示所述图像作为包含所述第一像素组(410)和所述第二像素组(430)的像素矩阵(450)，其中所述矩阵的像素数量大于所述各个像素元件的数量，所述第一像素组的至少一个像素重叠所述第二像素组的至少一个像素；
其中，所述调节步骤通过调节所述像素值集合的像素值来实施，以便补偿由于所述矩阵的重叠像素而产生的图像畸变；其中所述调节步骤包括以下步骤：按照第一缩放比例因数β缩放所述像素值集合的第一像素值，以提供缩放后的第一像素值；把重叠所述第一像素值的像素值相加，并按照第二缩放比例因数α缩放所述和，以提供加和的缩放后的像素值；并且在所述缩放步骤之后，从所述缩放后的第一像素值中减去所述加和的缩放后的像素值，以确定所述第一像素值的调节后的值。
2.权利要求1所述的方法，其中所述像素值集合包含亮度值。
3.权利要求1所述的方法，其中所述像素值集合包含色度值。
4.权利要求1所述的方法，其中所述第一缩放比例因数是可调节的。
5.权利要求1所述的方法，其中所述第二缩放比例因数是可调节的。
6.权利要求1所述的方法，其中所述第一缩放比例因数和第二缩放比例因数根据公式：β＝1+4α相关。
7.一种使用空间光调制器SLM中的各个像素元件的阵列(500)以便显示视频图像的系统(100)包含：
视频图像数据源，该视频图像数据包含至少一个与要显示图像的像素相对应的像素值集合(620)，其中所述至少一个集合(620)中的像素值的数量大于所述SLM中的各个像素元件的数量；
像素处理器，进一步包括滤波器(320)，所述滤波器(320)耦合到所述源以便接收所述至少一个像素值集合，所述滤波器被配置为调节所述集合中的至少一个像素值以便提供调节的像素值集合(678)，所述滤波器(320)包括以下中的至少一个：用来缩放所述第一像素值的第一缩放比例因数，以及用来缩放重叠所述第一像素值的所述多个像素值的第二缩放比例因数；
像素组产生器(603)，耦合到所述滤波器(320)以便接收所述调节的像素值集合(678)，所述像素组产生器基于所述调节的像素值集合提供至少第一像素组和第二像素组；
转像光学部分(300)，被配置为将包含调节的第一像素数据组(679)和调节的第二像素数据组(680)的光透射到微镜元件(502)上；
光学元件(200)，被配置为按不同的角度反射包含所述调节的第一像素数据组(679)和所述调节的第二像素数据组(680)的所述透射的光，以便当将所述调节的像素组投影在显示屏幕(499)上时在所述调节的第一与第二像素组之间提供间隔；
其中，所述SLM中的各个像素元件与所述像素组产生器协作以便显示所述图像为包含所述第一像素组(410)和第二像素组(430)的像素矩阵(450)，在所述矩阵中，所述第一组的至少一个像素重叠所述第二组的至少一个像素；
其中所述滤波器包括：加法器，用于将与重叠所述第一像素值的像素相对应的所述多个像素值相加，以提供加和的像素值；第一缩放器，用于将第一缩放比例因数α应用于所述加和的像素值，以提供加和的缩放后的像素值；第二缩放器，用于将第二缩放比例因数β应用于所述第一像素值，以提供缩放后的第一像素值；以及减法器，用于从所述缩放后的第一像素值减去所述加和的缩放后的像素值，并且因此所述滤波器可以调节重叠像素的像素值以便补偿由于所述重叠像素而产生的图像畸变。
8.根据权利要求7所述的系统，其中所述第一缩放比例因数和第二缩放比例因数中的至少一个是可调节的。
9.根据权利要求7所述的系统，其中所述像素包含菱形像素。
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Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7019376B2 (en) * 2000-08-11 2006-03-28 Reflectivity, Inc Micromirror array device with a small pitch size
US20070285586A1 (en) * 2006-06-02 2007-12-13 Schenzhen Tcl New Technology Ltd Drive circuit for digital light projection light engine
JP2009025735A (ja) * 2007-07-23 2009-02-05 Hitachi Displays Ltd 画像表示装置
CN103006524A (zh) * 2012-11-28 2013-04-03 西安泰科迈医药科技有限公司 一种用于孕妇抗皱抗衰老的眼霜及其制备方法

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0790514A2 (en) * 1996-02-16 1997-08-20 Texas Instruments Incorporated A method for displaying spatially offset images using spatial light modulator arrays

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5247180A (en) * 1991-12-30 1993-09-21 Texas Instruments Incorporated Stereolithographic apparatus and method of use
JP3049959B2 (ja) * 1992-08-26 2000-06-05 ミノルタ株式会社 画像処理装置
US6243055B1 (en) * 1994-10-25 2001-06-05 James L. Fergason Optical display system and method with optical shifting of pixel position including conversion of pixel layout to form delta to stripe pattern by time base multiplexing
US5490009A (en) * 1994-10-31 1996-02-06 Texas Instruments Incorporated Enhanced resolution for digital micro-mirror displays
GB9605056D0 (en) 1996-03-09 1996-05-08 Philips Electronics Nv Interlaced image projection apparatus
JPH08335060A (ja) * 1996-06-28 1996-12-17 Mitsubishi Electric Corp マトリクス型カラー液晶表示装置の駆動方法
JPH11298829A (ja) * 1998-04-10 1999-10-29 Toshiba Corp 表示装置
US6973210B1 (en) * 1999-01-12 2005-12-06 Microsoft Corporation Filtering image data to obtain samples mapped to pixel sub-components of a display device
AU2504800A (en) * 1999-01-12 2000-08-01 Microsoft Corporation Filtering image data to obtain samples mapped to pixel sub-components of a display device
US6657603B1 (en) * 1999-05-28 2003-12-02 Lasergraphics, Inc. Projector with circulating pixels driven by line-refresh-coordinated digital images
EP1269758A2 (en) 2000-03-15 2003-01-02 Imax Corporation Methods and apparatuses for superimposition of images
JP3722205B2 (ja) * 2000-06-16 2005-11-30 シャープ株式会社 投影型画像表示装置
AU2001276853A1 (en) 2000-07-03 2002-01-14 Imax Corporation Processing techniques and equipment for superimposing images for projection
JP2002107821A (ja) * 2000-09-29 2002-04-10 Hitachi Ltd カラー表示装置
JP2002268014A (ja) * 2001-03-13 2002-09-18 Olympus Optical Co Ltd 画像表示装置
JP2003098595A (ja) * 2001-09-21 2003-04-03 Ricoh Co Ltd 画像表示装置及び画素像縮小方法及び画素像縮小光学構造
US20030133360A1 (en) * 2002-01-15 2003-07-17 Love Donald A. Mounting device for effectively reproducing position sensitive acoustic drum strikes and instrument feel
US7098936B2 (en) * 2003-03-11 2006-08-29 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Image display system and method including optical scaling
US7190380B2 (en) * 2003-09-26 2007-03-13 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Generating and displaying spatially offset sub-frames
US7301549B2 (en) * 2003-10-30 2007-11-27 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Generating and displaying spatially offset sub-frames on a diamond grid

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0790514A2 (en) * 1996-02-16 1997-08-20 Texas Instruments Incorporated A method for displaying spatially offset images using spatial light modulator arrays

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