TW201327541A - 處理用於圖像顯示面板之圖像資料之方法 - Google Patents

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Abstract

本發明提供一種處理用於一圖像顯示面板之圖像資料之方法，該方法包括，在一第一模式中：根據構成用於顯示於該圖像顯示面板上之一圖像之所接收圖像資料且根據用於該圖像顯示面板之像素之一輔助資料值來判定欲施加至該等像素之信號電壓，藉此產生在一第一觀看位置(5)處可感知但在一第二觀看位置(3)處實質上不可感知之照度變化。欲施加至一像素群組中之像素之該等信號電壓經判定以使得該群組中之該等像素之總照度取決於(舉例而言，成比例於)藉由該圖像資料指定用於該群組中之該等像素之該總照度。一群組中之像素數目係局部可變的且係根據該圖像資料及/或用於該圖像之其中將定義該群組之一區域中之像素之該等輔助資料值來選擇。本發明使得可能夠在其中主圖像內容相對均勻而無高空間解析度圖像特徵之局部區域中在一增加之像素群組大小上指定照度重新分佈，同時針對具有銳邊緣及其他高解析度特徵之主圖像區域在一減小之像素群組大小上指定照度重新分佈。

Description

處理用於圖像顯示面板之圖像資料之方法
本發明係關於一種顯示裝置，諸如一主動矩陣液晶顯示裝置，其可在一公開顯示模式與私密顯示模式之間切換。
已知可在一公開顯示模式與私密顯示模式之間切換、具有高於一標準顯示器之不同程度之額外成本、易於使用及私密效能強度(strength)之數個類型之顯示器。
併入有此等顯示器之裝置包含：行動電話、個人數位助理(PDA)、膝上型電腦、桌上監視器、自動櫃員機(ATM)及電子銷售點(EPOS)設備。此等裝置亦可有益於其中使某些觀看者(舉例而言，駕駛員或操作重型機械之人)能夠在某些時間看到某些圖像係分散注意力且因此不安全之情形，舉例而言當汽車在運動中時之一汽車中電視螢幕。
存在用於將一光控制設備添加至一在自然情況下寬觀看範圍之顯示器之數個方法，諸如一微百葉窗膜(USRE 27617(F.O.Olsen；3M 1973)、US4766023(S.-L.Lu，3M 1988)及US 4764410(R.F.Grzywinski；3M 1988))。然而，涉及可拆卸光學配置之此方法及其他方法並不可便利地切換，如其對該膜或其他設備進行手動放置及移除以將顯示器自公開模式改變至私密模式所要求。
在GB 2413394(Sharp)、WO 06132384A1(Sharp，2005)及GB 2439961(Sharp)中揭示提供一可電子切換之私密功能之方法。在此等發明中，藉由將一或多個額外液晶層及 偏光層添加至一顯示面板來構造一可切換私密裝置。此等額外元件之固有觀看角度相依性可藉由以習知方式來電切換液晶而改變。利用此技術之裝置包含Sharp Sh851i及Sh902i行動電話。此等方法承擔以下缺點：該等額外光學組件使該顯示器增加厚度及成本。
在US 20070040780A1及GB 0721255.8中闡述用以藉由在兩個不同組態之間切換一LCD之單個液晶層來控制該顯示器之觀看角度性質之方法，該兩個不同組態皆能夠將一高品質圖像顯示給正軸觀看者。此等裝置在無需增加顯示器厚度之情況下提供可切換私密功能，但要求複雜的像素電極設計及對一標準顯示器之其他製造修改。
具有私密模式能力而無添加之顯示器硬體複雜度之一顯示裝置之一項實例係Sharp Sh702iS行動電話。此使用顯示於電話之LCD上之圖像資料之一操縱結合顯示器中所使用之液晶模式所固有之成角度資料照度性質一起以產生一私密模式，其中所顯示資訊對自一偏心位置觀察顯示器之觀看者而言不可解。此類方法之一關鍵優點係：在公開模式中，顯示器由一標準顯示器組成且操作為一標準顯示器，無私密模式能力所致之圖像品質降級。然而，當在私密模式中時，顯示給合法、正軸觀看者之圖像之品質嚴重降級。
在GB 2428152A1、WO 2009110128A1、WO 201134209及WO 201134208中給出改良方案，其中當在私密模式中時，以取決於一第二、遮罩圖像之一方式操縱該圖像資 料，且因此致使當顯示經修改圖像時由偏軸觀看者感知到遮罩圖像。此等方法在不要求額外光學元件、具有最小額外成本及令人滿意的私密效能之情況下提供一電子可切換公開/私密顯示器。此等方法皆藉由重新分佈由彼群組內之一群組鄰近像素產生給正軸觀看者之照度同時維持由該群組整體產生之同一總照度來利用人體視覺系統之有限解析度。在自WO 2009/110128獲取之圖5中圖解說明WO 2009/110128之操作原理。藉由接收主圖像資料、側圖像資料及一空間「旗標」參數作為輸入之一LUT來判定在私密模式中施加至一子像素之電壓。該空間相依參數可係基於像素之空間位置來指示該像素被視為在兩個或兩個以上群組中之哪一者中之一值。舉例而言，可認為圖像陣列中之奇數編號行中之像素形成一個群組，且偶數行中之像素形成另一群組。該等群組亦可構成奇數及偶數像素列，或可能該像素陣列之一棋盤配置之兩個部分，等等。主圖像資料值、側圖像資料值及一空間「旗標」參數之間的映射跨越該顯示器固定，以使得無論該圖像中之像素之位置如何，一特定主圖像資料值、一特定側圖像資料值及該旗標參數之一特定值將總是產生同一子像素電壓。
在WO 201134209及WO 201134208兩者中，闡述增加在其內重新分佈照度之像素群組之大小如何增加偏軸觀看者所看到之遮罩圖像之最大對比度。然而，亦闡述像素群組之此增加之大小如何降低由正軸觀看者觀察到之主圖像之有效空間解析度。本質上，在私密效應之強度與主圖像中 之解析度損失之間存在一折衷。WO 201134208闡述可如何藉由仔細選擇判定使一群組中之哪些像素較亮或較暗之空間參數或藉由暫時反轉空間參數之型樣以致使眼睛平均由群組中之個別像素在若干圖框上所產生之平均照度來緩和此解析度折衷。然而，儘管可藉由此等方法降低所感知解析度損失，但當對由增加數目個像素構成之群組執行照度平均時仍存在此所感知損失之一增加。
因此，期望提供具有公開模式及私密模式能力之一高品質LCD顯示器，其中：不對一標準顯示器要求對LC層或像素電極幾何形狀之修改，在公開模式中具有一實質上未經變更之顯示器效能(亮度、對比度、解析度等)，且在私密模式中在對正軸圖像品質、特定而言關於在私密模式中所引致之解析度損失而言具有最小降級之情況下具有一強的私密效應。
[引用清單] [專利文獻]
[專利文獻1]
USRE 27617
[專利文獻2]
US 4766023
[專利文獻3]
US 4764410
[專利文獻4]
GB 2413394
[專利文獻5]
WO 06132384A1
[專利文獻6]
GB 2439961
[專利文獻7]
US 20070040780A1
[專利文獻8]
GB 0721255.8
[專利文獻9]
GB 2428152A1
[專利文獻10]
WO 2009110128A1
[專利文獻11]
WO 201134209
[專利文獻12]
WO 201134208
本發明之一第一態樣提供一種處理用於一圖像顯示面板之圖像資料之方法，該方法包括，在一第一模式中：根據構成用於顯示於該圖像顯示面板上之一圖像之所接收圖像資料且根據用於該圖像顯示面板之像素之一輔助資料值來判定欲施加至該等像素之信號電壓，藉此產生在一第一觀看位置處可感知但在一第二觀看位置處實質上不可感知之照度變化；其中欲施加至一像素群組中之像素之該等信號 電壓經判定以使得該群組中之像素之總照度取決於藉由該圖像資料指定用於該群組中之像素之總照度；且其中一群組中之像素數目局部可變且係根據該圖像資料及/或該圖像之其中將定義該群組之一區域中之像素之輔助資料值來選擇。
作為一實例，該群組中之像素之總照度可與藉由該圖像資料指定用於該群組中之像素之總照度成比例，但本發明並不限於此。
顯示裝置之此操作模式提供一私密(窄視角)顯示模式。由於輔助資料值而產生之照度變化起到模糊若所接收圖像資料係唯一輸入則原本將產生之圖像之作用，因此在私密模式(圖2中之窄觀看範圍6)中之意欲觀看範圍以外的第一觀看位置(舉例而言，圖2中之位置5)處之一觀看者由於疊加之照度變化而不能辨認出該圖像，或僅可看到圖像之一降級版本。在私密模式中之意欲觀看範圍以內之第二觀看位置(舉例而言，圖2中之位置3)處之一觀看者幾乎或完全不感知到任何強度(intensity)變化，且因此在幾乎或完全無圖像品質降級之情況下看到原始圖像(亦即，若所接收圖像資料係唯一輸入則原本將產生之圖像)。
此外，本發明藉由提供一額外處理步驟來擴展GB 2428152A1、WO 2009110128A1、WO 201134209及WO 201134208之圖像處理方法，該額外處理步驟根據輸入圖像內容及/或側圖像內容來適應性地且局部地判定在其內重新分佈照度之像素群組之大小。亦即，在判定信號電壓 之前，本發明提供在圖像顯示面板之像素中定義若干像素群組之步驟，且信號電壓經判定以(與藉由僅根據所接收圖像資料來判定之信號電壓原本將產生之像素照度相比)提供一群組中之像素之間的一照度重新分佈。因此，此額外步驟使得可能夠(舉例而言)在其中主圖像內容相對均勻、無任何高空間解析度圖像特徵之局部區域中或在其中側圖像內容要求增加之對比度(可透過在一增加之群組大小上平均之照度達成)之區域中在此一增加之像素群組大小上指定照度重新分佈。同樣，該額外步驟可針對具有銳邊緣及其他高解析度特徵之主圖像區域或在其中不要求增加之對比度(可藉助使用一增加之像素群組大小而達成)之側圖像區域中在一減小之像素群組大小上指定照度重新分佈。
本發明可因此對在意欲觀看範圍6中之一觀看位置處之一觀看者(諸如在圖2中之位置3處之一觀看者)提供改良之圖像品質，及/或可對在意欲觀看範圍以外的一位置處之一觀看者(諸如在圖2中之位置5處之一觀看者)提供更有效的圖像模糊。
為達成上述及相關目的，本發明則包括在下文完全闡述且在申請權利範圍中特定指出之特徵。下文說明及附圖詳細陳述本發明之某些說明性實施例。然而，此等實施例僅指示可採用本發明之原理之各種方式中之數個方式。當結合圖式考量時，將根據本發明之下列詳細說明顯而易見本發明之其他目的、優勢及新穎特徵。
在附圖中，相同元件符號指示相同部件或特徵。
在一第一實施例中，顯示器由一標準(僅單個寬觀看(公開)模式)LCD顯示器與允許該顯示器以寬視角(公開)模式或以一窄視角(私密)模式操作之經修改控制電子器件組成。一LCD顯示器大體而言由數個組件部分組成，包含：
1.一背光單元，其用以將均勻、廣角照明供應至面板。
2.控制電子器件，其用以接收數位圖像資料且輸出用於每一像素之類比信號電壓以及計時脈衝及用於所有像素之反電極之一共同電壓。在圖1中展示一LCD控制電子器件之標準佈局之一示意圖(Ernst Lueder，Liquid Crystal Displays，Wiley and sons Ltd，2001)。
3.一液晶(LC)面板，其用於藉由空間光調變來顯示一圖像，該液晶面板由兩個相對之玻璃基板組成，該等玻璃基板中之一者上安置有一像素電極陣列及用以將自控制電子器件接收之電子信號引導至該等像素電極之主動矩陣陣列。另一基板上通常安置有一均勻的共同電極與彩色濾光器膜。在玻璃基板之間含有具有既定厚度之一液晶層，通常為2 μm至6 μm，其可藉由玻璃基板之內表面上之一對準層之存在來對準。該等玻璃基板大體而言將放置於經交叉偏光膜與其他光學補償膜之間，以致使LC層之每一像素區域內之電致對準改變以產生來自背光單元及周圍環境之光之所期望光學調變，且藉此產生圖像。
在圖2中示意性地表示本發明之一實施例。大體而言， LCD控制電子器件(在本文中亦稱為控制電子器件)1將具體地組態成LC面板2之電-光特性，以便以使得對於自法向於顯示器表面之一方向(正軸)觀察之主要觀看者3而言最佳化所顯示圖像之所感知品質(亦即，解析度、對比度、亮度、回應時間等)之一方式來輸出取決於輸入圖像資料之信號電壓。藉由資料值對顯示器驅動器之信號電壓映射及信號電壓對LC面板之照度回應之組合效應來判定針對一既定像素之輸入圖像資料值與自顯示器產生之所觀察照度之間的關係(伽馬曲線)。
LC面板2大體而言將組態有每子像素及/或被動光學補償膜多個LC域，以便保持對於所有觀看角度而言顯示器伽馬曲線儘可能地接近於正軸回應，藉此提供與一寬觀看區域4實質上相同的高品質圖像。然而，液晶顯示器之一固有性質係其電-光回應取決於角度，且偏軸伽馬曲線將必然地不同於正軸伽馬曲線。只要此不導致對比度顛倒或大的色彩移位或對比度降低，大體而言此即不導致對偏軸觀看者5而言所觀察圖像中之一明顯感知誤差。
當此實施例之裝置以公開模式操作時，在每一圖框週期中將構成一單個圖像之一組主圖像資料6輸入至控制電子器件1。該控制電子器件然後將一組信號資料電壓輸出至LC面板2。此等信號電壓中之每一者由LC面板之主動矩陣陣列引導至對應像素電極，且LC層中之像素之所得集體電-光回應產生圖像。
該控制電子器件具有輸入像素資料值至輸出像素資料電 壓之一單個映射(舉例而言，保持於一查找表中)，控制電子器件將其應用於所有像素之處理程序。在某些情形中，可針對顯示器之紅色、綠色及藍色子像素使用一不同查找表，但在基於圖像內之像素資料或顯示器內之像素電極之空間位置而在一輸入資料值至一輸出電壓之映射中不存在任何變化。實質上，然後正軸觀看者3及偏軸觀看者5感知到相同圖像，且可認為該顯示器以一寬觀看模式操作。
當該裝置以私密模式操作時，在每一圖框週期中將兩個圖像資料集輸入至控制電子器件1：主圖像資料7，其構成一主圖像；及側圖像資料8，其構成一側圖像。
然後該控制電子器件輸出一組信號資料電壓，如先前針對LC面板中之每一像素一個資料電壓。然而，該控制電子器件(顯示器控制器)現在利用一經擴展之查找表(LUT)，且構成一組合圖像之該LC面板中之每一像素之輸出信號資料電壓取決於主圖像7及側圖像8兩者中之對應像素(在圖像中之空間位置方面)之資料值。每一像素之輸出資料電壓亦取決於由該顯示器內之該像素之空間位置及在彼圖像位置處之主圖像內容及/或側圖像內容判定之一第三參數。因此，該經擴展LUT針對輸入主圖像資料值、輸入側圖像資料值及空間「旗標」參數之每一組合儲存一輸出資料值。
以此方式，標準LCD控制電子器件經修改以便每圖框週期將兩個而非一個圖像接收及儲存於一緩衝器中，且亦每像素地將兩個輸入圖像之資料值映射至一單個輸出電壓， 可能亦將一第三、空間相依參數考量至此映射中。於此情形中，在顯示器中，對於所有像素或甚至同一色彩分量之所有子像素而言，輸入圖像資料至輸出像素電壓之映射不再一致。
該第三、空間相依參數可係一「旗標」值，基於像素之空間位置來指示該像素被視為在兩個或兩個以上像素類型分類中之哪一者中。舉例而言，可認為圖像陣列中之奇數編號行中之像素形成一個類別，且偶數行中之像素形成另一類別。該等類別亦可構成奇數與偶數像素列，或可能像素陣列之一棋盤配置之兩個部分，等等。若使用兩個以上分類，則現在空間旗標參數可具有與分類之數目一樣多的值。亦可對應地增加用於主圖像資料值及側圖像資料值之每一組合之輸出資料值或信號電壓之數目。顯示器中之同一色彩類型之像素或子像素可被視為群組，每一群組含有每一分類類型之一或多個像素或子像素。每一像素群組之大小及因此空間「旗標」參數在任一圖像區域中可具有之不同值之數目可針對不同圖像區域而變化，且可根據每一圖像區域處之主圖像及/或側圖像內容來針對每一區域判定。
然後，來自控制電子器件1之輸出電壓致使LC面板2顯示一組合圖像，該組合圖像係當由主觀看者3觀察時之主圖像，具有最小降級之主圖像品質。然而，由於對於偏軸觀看者5而言LC面板之不同伽馬曲線特性，此等偏軸觀察者最主要地感知到側圖像，其模糊及/或降級主圖像，保 護主圖像資訊對在顯示器上定中心之角度之一受限錐體6內的觀看者而言正常。
經修改之控制電子器件藉由變更由空間旗標參數指派判定之同一色彩類型之子像素群組內之個別子像素之亮度來達成此目的。該等個別亮度係根據主圖像資料所指定之亮度來變更，以使得該群組維持一照度與如正軸觀察者3所觀察之主圖像資料所指定之總照度或平均照度相同或成比例，該群組內之照度分佈改變至一較大或較小程度。
舉例而言，50%照度之兩個子像素可沿相同及相反方向變更其照度，以使得其對正軸觀看者維持同一平均值，但其對偏軸觀看者5之平均照度隨變更程度增加而改變。為圖解說明此效應，在圖3中相對於由一典型VAN模式LCD之一對像素產生之平均正規化正軸照度來繪製平均正規化偏軸照度，具有兩個資料值之所有可能組合。此繪圖展示：針對任一既定平均正軸照度(除最大及最小照度外)，存在一定範圍的可能平均偏軸照度。由於VAN模式顯示器之觀看角度特性(其中與正軸相比，在偏軸角度處中階資料值相對於最大值大體產生一較高照度)，其中施加至像素對之兩個資料值相等之該對像素對形成可用的偏軸對正軸照度點之空間之上部邊緣，且其中組合照度儘可能多地集中至像素對中之一個像素中之該等像素對(亦即，該等資料值最大程度地不同，該兩者中之一者在一8位元顯示器中係在0或255處)位於沿該可用空間之下部邊緣處。
自圖3可看出，可用偏軸照度值之包絡最寬，且因此一 側圖像之可用對比度在50%正軸照度點處最大。在此點處，各自產生50%正軸照度之兩個像素可用以下兩個像素替換：其一者完全開啟且其一者完全關斷，以便將其對偏軸觀看者之所產生組合照度降低大致一半，同時維持對正軸觀看者之總外觀不改變。此允許針對具有50%正軸照度之主圖像區域產生具有大致2：1之一對比度比率之一側圖像。
可施加於每一像素群組上之照度重新分佈量及因此可在對偏軸觀看者之所感知群組亮度(亦即，側圖像對比度)中達成之修改程度取決於該群組之平均照度及該群組中之像素數目兩者。圖4展示針對四個而非兩個像素之像素群組之等效平均偏軸對正軸照度繪圖。可看出，可用偏軸對正軸照度空間之體積擴展，且特定而言在25%及75%正軸照度點處可達成較大之偏軸照度控制及因此側圖像對比度。
因此，本發明提議可基於每一局部圖像區域處之主圖像內容及/或側圖像內容之一分析來針對彼區域單獨地判定在其內重新分佈照度之該群組中之像素之數目。此一適應性像素群組大小選擇處理程序之關鍵優點係對偏軸觀看者而言對於正軸觀看者之所感知圖像解析度之同時感知及圖像對比度之最大化。儘管一較大群組大小允許增加之側圖像對比度及因此改良之私密性強度，但當對正軸觀看者之由該群組產生之照度在最大程度上重新分佈時(亦即，集中於該群組之儘可能少之子像素中)，主圖像解析度顯現為降低一較大量。因此，像素群組大小選擇步驟允許具有 高解析度特徵之主圖像區域或對應於側圖像之低對比度要求區之區域藉由在一較小群組之鄰近像素內重新分佈照度而以此等圖像區域中之某一側圖像對比度為代價來保持一較大程度之原始解析度。同樣，該群組大小選擇步驟允許相對均勻之主圖像區域或對應於其中將期望高對比度之側圖像中之若干區之區域藉由在一較大群組之鄰近像素內重新分佈照度而使私密強度增加。出於此揭示內容之目的，可將術語「高空間解析度」視為意指：以與(例如)在下文所闡述之實施例中可選擇之像素群組大小類似之比例出現之致使在所取樣之4×2區塊區上導致圖像資料之顯著改變之任何圖像特徵可被視為「高解析度」。同樣，可將「顯著改變」視為意指相差大於彼等實施例中所建議之臨限值之資料值。
因此，本發明透過提供相依於主圖像內容及/或側圖像內容之適應性像素群組大小選擇之額外處理步驟來提供對在GB 2428152A1、WO 2009110128A1、WO 201134209及WO 201134208中所揭示之用於產生一可切換私密模式之方法之一推進，且以上提及之申請案皆以引用的方式併入本文中。此揭示內容之其餘部分將集中於像素群組大小選擇步驟之有利可能組態及實施方案，以便同時最佳化主圖像之感知解析度及側圖像之對比度，且最小化資源要求。
在一較佳實施例中，像素群組大小選擇步驟係僅基於主圖像內容之分析，且由主圖像中之相似色彩類型子像素之每一2×2區塊外加在任一側上水平地緊毗鄰於該2×2區塊之 兩個相似色彩類型子像素(如圖7中之虛線中所展示之區塊所指示)之一順序分析組成。應注意，儘管在當前說明中，所選擇的係在毗鄰複合色彩像素中之相似色彩子像素之群組之大小，但為簡便起見將此等群組稱為「像素群組」。此亦反映以下事實：在其他實施例中，在其內重新分佈照度(此係針對分組大小而判定)之圖像元素可係相同或鄰近色彩像素或者毗鄰之全部色彩像素內之不同色彩子像素。圖6展示此實施例之經修改圖像資料處理方法，其中用像素群組大小選擇處理程序來替代輸出一固定型樣之像素分類值之空間旗標參數判定區塊，該像素群組大小選擇處理程序分析一既定區域上之主圖像內容(若將主圖像像素資料值順序地饋送至LCD控制電子器件中，則此要求一像素資料緩衝器)，且然後針對彼圖像區域輸出一經定製之空間旗標參數型樣。
該像素群組大小選擇步驟識別該2×2區塊外加4個毗鄰像素中之8個像素中之任何像素是否具有高於一既定臨限值(例如，在一最大值為255之每色彩8位元之顯示器中為150)之主圖像資料值。該像素群組大小選擇步驟亦判定施加至該8個像素之最大及最小資料值之差是否大於一既定臨限值(例如，50)。此等步驟用作簡單地判定該8像素區域中是否存在任何亮像素或高解析度特徵之一手段。若超過該等臨限值測試中之任一者，則針對形成該8個所取樣像素中之中心4個像素之2×2區塊使用一2像素分類型樣之空間參數，亦即，給該四個像素中之兩個像素一個分類，且給其 餘兩個像素另一分類。若並未超過任一臨限值，則將一4像素群組型樣應用於形成該8個所取樣像素中之中心4個像素之2×2區塊，亦即，給該四個像素中之每一者一個別分類值。在圖7中圖解說明此像素群組大小選擇方法。在已判定該2×2像素區塊之一像素群組大小之後，該處理程序則移動至下一2×2像素區塊且重複。此繼續至該圖像中之每一2×2區塊皆已具有指派至其之像素分類，且針對主圖像輸入資料之每一圖框來進行此處理程序。
在較佳實施例中，若超過該等臨限值測試中之任一者，則分別針對[左上、右上、右下及左下]像素來為該2×2像素區塊指派分類值型樣[1,2,1,2]。若未超過該等測試，則取決於該圖像中之2×2區塊之位置來為該2×2區塊指派分類型樣[3,6,4,5]或[4,5,3,6]。然後使用該像素分類值來選擇：針對LUT中之每一主圖像與側圖像輸入資料值組合，選擇六個輸出資料值中之哪一者用於為彼像素輸出。因此，LUT中之輸出資料值經計算以使得：針對每一主圖像與側圖像輸入資料值組合，像素分類1及2之輸出值組合地產生所期望平均正軸及偏軸照度，對於相組合之輸出值3、4、5及6亦同樣如此。若像素類別1之LUT輸出值大於像素類別2之彼等LUT輸出值，則[1,2,1,2]輸出型樣之重複區塊將在輸出圖像中形成較亮像素與較暗像素之一棋盤型樣。若[3,4,5,6]分類組之輸出資料值自3依序減小至6，則[3,6,4,5]或[4,5,3,6]型樣將產生與[1,2,1,2]型樣同相之一稀疏棋子型樣，亦即每一型樣中之最亮像素之位置相 匹配。此係有利的，此乃因2像素與4像素分組之間的銳邊界將不導致輸出組之最亮像素彼此毗鄰定位，其可導致輸出圖像中之可見假影。
針對4像素群組輸出提供兩個可能輸出型樣[3,6,4,5]及[4,5,3,6]亦係有利的，此乃因對於25%照度之主圖像區域而言，在四個像素之輸出組中之一單個像素可比另外三個像素亮得多，於此情形中該區塊中之彼亮像素之位置可變，此為正軸觀看者提供改良之輸出圖像外觀。該兩個輸出型樣亦共用以下性質：最亮輸出像素(類型3及類型4)之位置保持與[1,2,1,2]型樣輸出中之最亮輸出像素之位置同相，藉此再次確保2像素群組與4像素群組之間的過渡順暢顯現給正軸觀看者。
在圖7及圖8中圖解說明此等處理方法及結果。圖7概述較佳實施例之像素群組大小選擇方法，且將該方法展示為應用於由一較暗背景上之一模糊亮對角線組成之一主圖像(使用0至255之主圖像資料值以圖解說明應用於一每色彩通道8位元之顯示器之效應)。圖8A)展示該像素群組大小選擇步驟在指派給每一像素之像素類型分類方面之結果。可看出，每一2×2像素區塊已指派有分類型樣[1,2,1,2]，其中該區塊在亮線附近，且已在別處指派有分類型樣[3,6,4,5]或[4,5,3,6]。圖8B)展示針對同一輸入主圖像區域在輸出之經私密處理圖像中之此等像素類別指派之結果，及導致由每一群組產生之照度集中於該群組中儘可能少之像素中之一對應側圖像內容。可看出，此之結果係：在指派 4像素群組處，僅接通該群組中之一個像素(指派有類別3)，且該像素因此提供形成輸入主圖像之整個4像素群組之照度。在較亮之線附近，當像素群組大小選擇處理程序偵測到一較高解析度特徵且指定將施加大小為2之像素群組時，產生一2×2明暗棋盤型樣。對於指派有類別1之像素而言，該等輸出資料值高於輸入資料值(將64及191之輸入分別增加至120及255)，而指派有類別2之像素將其資料值降低至零。
自此實例可看出，儘管私密處理在一像素比例上打破亮對角線之連續性，但與若在整個圖像區域上應用四個像素之群組上之照度重新分佈相比，則該線之外觀實質上較好地被感知。同樣，與其中照度僅在成對像素當中重新分佈之標準方法相比，照度集中至較暗背景區域中之每四個像素中之僅一者中會改良輸出圖像之私密強度。
在又一實施例中，藉由分析輸入主圖像資料之每一4×1像素區塊而非每一2×2區塊來降低像素緩衝器記憶體要求。由於主圖像資料通常自左至右一次一列地順序讀取至顯示器控制電子器件中，因此對分析不同列上之像素資料之要求意指像素記憶體緩衝器必須具有儲存像素資料之至少一全線之容量。藉由使用一4×1分析核，將此要求降低至僅四個像素。
在圖7中，像素群組大小選擇處理程序如下：
(1)針對主圖像中之每一色彩通道，針對主圖像中之每一2×2區塊，
(2)若4×2區塊中之一個像素定中心於該2×2區塊上，其中資料值>臨限值1。
(3)或該4×2區塊中之最高資料值與最低資料值之間的差>臨限值2。
(4)則在該2×2區塊中應用2×2像素群組。
(5)否則，在該2×2區塊中應用1×4像素群組。
如同先前實施例，一次分析主圖像之一單個色彩通道之主圖像資料，每一4×1區塊分析一次。儘管先前實施例除該2×2區塊中之四個像素外亦分析鄰近像素(將判定其分類類型)以便決定分類，但在此實施例中，將被分析之像素僅係已判定其分類之像素。亦如同先前實施例，分析當前區塊中之四個像素以看出該等像素中之任一者是否具有超過一第一臨限值之一資料值，且亦看出該區塊中之最大資料值與最小資料值之間的差是否超過一第二臨限值。若超過此等臨限條件中之任一者，則取決於該4×1區塊之位置分別針對[最左、中心偏左、中心偏右及最右]像素來為該4×1像素區塊指派分類值之型樣[1,2,1,2]或[2,1,2,1]。若並未超過該等測試，則取決於該4×1區塊在圖像中之位置來為該4×1區塊指派分類型樣[3,6,4,5]、[5,4,6,3]、[4,5,3,6]或[6,3,5,4]。此確保：在已處理四個或四個以上列之後，其中不超過臨限值測試之區域導致產生與先前較佳實施例相同的像素分類型樣。圖9及圖10展示針對此實施例之處理程序與圖7及圖8等效之處理輪廓、像素分類結果及所得私密處理結果。可看出，此實施例之方法針對 亮對角線特徵產生與較佳實施例極為類似之一結果。此實施例之方法亦將針對亮及暗垂直線及其他精細特徵產生與較佳實施例類似之輸出圖像，但由於精細水平線類型特徵將由於單線核而不可與普通背景區域區分，因此此實施例之處理程序可產生與此等情形中之較佳實施例顯著不同的輸出。
可注意到，在兩個先前實例中，臨限值測試已經配置以使得每一步驟中所分析之2×2或4×2像素區塊尚未指出該等例項中大小為2之群組，其中亮特徵之邊緣已落入取樣核內，但中心最亮像素尚未落入。此使得產生以下結果：已將水平毗鄰之不超過兩個2×2區塊或一單個4×1區塊指定為具有大小為2而非4之像素群組，從而最小化以私密強度為代價來保留精細特徵之外觀所要求之面積。然而，使臨限值測試經配置以使得情形並非如此且在精細特徵周圍產生減小之像素群組大小之一較寬區域可係有利的。此僅係調諧處理程序參數以針對顯示器之典型主圖像內容產生較佳輸出圖像外觀之一情形。
在圖9中，像素群組大小選擇處理程序如下：
(1)針對主圖像中之每一色彩通道，針對主圖像中之每一4×1區塊，
(2)若該4×1區塊中存在一個像素，其中資料值>臨限值1。
(3)或該4×1區塊中之最高資料值與最低資料值之間的差>臨限值2。
(4)則在該4×2區塊中應用2×2像素群組。
(5)否則，在該4×1區塊中應用1×4像素群組。
亦應注意到，儘管已藉助用以執行像素群組大小選擇處理程序之兩個臨限值類型測試來闡述以上兩個實施例，但亦可使用在其中最好地適合於一特定像素群組大小之圖像區域之間提供所期望判別之任一圖像內容分析方法。
在又一實施例中，對經受分析以通知像素群組大小選擇處理程序之每一圖像區域中之主圖像內容及側圖像內容兩者進行取樣，而非僅對每一區域中之主圖像內容取樣。以此方式，若不具有精細特徵且因此可能僅基於主圖像分析而經受4像素分組之主圖像區域之側圖像內容使得藉由使用增加之像素大小分組不會獲得特定優勢，則該主圖像區域可替代地應用2像素分組。此可係針對均勻之亮側圖像區域之情形。此方法可有利地用於具有一像素節距及典型觀看距離(意指由4像素群組產生之稀疏像素型樣致使正軸觀看者在4像素分組區域中感知到一可見「顆粒感」或粗略紋理)之顯示器中。此乃因該方法允許將此等區域之使用限定於其中增加之側圖像對比度係有利的之彼等區域中。
在又一實施例中，僅使用經受分析以通知像素群組大小分析處理程序之每一區域中之側圖像內容，而非僅使用主圖像內容。此可係有利的，乃因其降低對應用群組大小選擇處理程序之計算資源要求。
在又一實施例中，應用可類似於上述實施例中之任一者 之一處理程序，但該處理程序允許在任一數目個不同群組大小之間的選擇(例如，可在2、3及4或2、4及8之群組之間選擇)，而非僅在兩個或四個之像素群組大小之間選擇。在未來此可係有利的，當甚至更高ppi之顯示器變得普遍時，允許在大於四之像素群組大小內之照度重新分佈，而不導致經稀疏圖案化之明暗像素配置對觀看者可見。該處理程序亦可具有指定一群組大小為1(亦即，無照度重新分佈)之能力。在低ppi顯示器中此可係有利的，其中在精細主圖像特徵周圍的任何照度重新分佈將對正軸觀看者顯現為對彼等特徵之外觀過於具有破壞性。
在又一實施例中，除像素群組大小選擇處理程序外，亦可在顯示器控制電子器件中包含又一處理程序，該又一處理程序記錄該像素群組大小選擇步驟將其輸出自一個鄰近像素群組改變至另一鄰近像素群組之例項。由於像素群組之大小判定針對任一既定正軸照度可由該群組產生之偏軸照度之範圍，因此在側圖像值恆定之一圖像區域內之像素群組大小改變可導致對偏軸觀看者之所感知照度之一改變。在圖11中圖解說明此效應，該圖展示針對四個側圖像位準由私密顯示器產生之偏軸對正軸照度值，其隨主圖像輸入照度而變。該等側圖像位準已經計算以便以等間隔步長來覆蓋偏軸照度之全部可用範圍。圖11A)展示針對2像素分組之所得輸出，且圖11B)展示針對4像素分組之結果。可看出，由於在4像素群組處理程序中可用之經擴展偏軸照度範圍，當像素群組大小改變時將存在偏軸照度位 準之一不匹配，尤其是對於較暗的側圖像位準而言。此等可見邊界可損毀側圖像外觀，因此此實施例之處理程序亦可包含修改輸入之側圖像資料或利用又一經擴展私密處理程序LUT組之一手段，以便協調或平滑此過渡。(儘管側圖像之私密性目的係在私密觀看範圍以外的觀看位置(諸如圖2中之觀看位置5)處模糊主圖像，但在某些實施例中，側圖像可展示一標誌、一個性化圖像等等，且在此等實施例中可期望儘可能地準確再現側圖像。)
儘管已參照某一實施例或某些實施例來展示及闡述本發明，但熟習此項技術者在閱讀及理解此說明書及隨附圖式時可想到等效變更及修改。特別關於由上述元件(組件、總成、裝置、組成等等)所執行之各種功能，除非另外指示，否則用於闡述此等元件之術語(包含對一「構件」之引用)意欲對應於執行所闡述元件之指定功能(亦即，在功能上等效)之任一元件，即使其在結構上與執行本發明之一或多個例示性實施例中之功能之所揭示結構不等效時亦如此。另外，儘管上文已參照數個實施例中之僅一或多者來闡述本發明之一特定特徵，但如任一既定或特定應用所期望及對其有利，此等特徵可與其他實施例之一或多個其他特徵組合。
本發明之一第一態樣提供一種處理用於一圖像顯示面板之圖像資料之方法，該方法包括，在一第一模式中：根據構成用於顯示於該圖像顯示面板上之一圖像之所接收圖像資料且根據用於該圖像顯示面板之像素之一輔助資料值來 判定欲施加至該等像素之信號電壓，藉此產生在一第一觀看位置處可感知但在一第二觀看位置處實質上不可感知之照度變化；其中欲施加至一像素群組中之像素之該等信號電壓經判定以使得該群組中之像素之總照度取決於由該圖像資料針對該群組中之像素指定之總照度；且其中一群組中之像素數目局部可變且係根據該圖像資料及/或該圖像之其中將定義該群組之一區域中之像素之輔助資料值來選擇。
作為一實例，該群組中之像素之總照度可與該圖像資料針對該群組中之像素指定之總照度成比例，但本發明並不限於此。
顯示裝置之此操作模式提供一私密(窄視角)顯示模式。由於輔助資料值而產生之照度變化起到模糊若所接收圖像資料係唯一輸入則原本將產生之圖像之作用，因此在私密模式(圖2中之窄觀看範圍6)中之意欲觀看範圍以外的第一觀看位置(舉例而言，圖2中之位置5)處之一觀看者由於疊加之照度變化而不能辨認出該圖像，或僅可看到圖像之一降級版本。在私密模式中之意欲觀看範圍以內之第二觀看位置(舉例而言，圖2中之位置3)處之一觀看者幾乎或完全不感知到任何強度變化，且因此在幾乎或完全無圖像品質降級之情況下看到原始圖像(亦即，若所接收圖像資料係唯一輸入則原本將產生之圖像)。
此外，本發明藉由提供一額外處理步驟來擴展GB 2428152A1、WO 2009110128A1、WO 201134209及WO 201134208之圖像處理方法，該額外處理步驟根據輸入圖像內容及/或側圖像內容來適應性地且局部地判定在其內重新分佈照度之像素群組之大小。亦即，在判定信號電壓之前，本發明提供在圖像顯示面板之像素中定義若干像素群組之步驟，且信號電壓經判定以(與藉由僅根據所接收圖像資料來判定之信號電壓原本將產生之像素照度相比)提供一群組中之像素之間的一照度重新分佈。因此，此額外步驟使得可能夠(舉例而言)在其中主圖像內容相對均勻、無任何高空間解析度圖像特徵之局部區域中或在其中側圖像內容要求增加之對比度(可透過在一增加之群組大小上平均之照度達成)之區域中在此一增加之像素群組大小上指定照度重新分佈。同樣，該額外步驟可針對具有銳邊緣及其他高解析度特徵之主圖像區域或在其中不要求增加之對比度(可藉助使用一增加之像素群組大小而達成)之側圖像區域中在一減小之像素群組大小上指定照度重新分佈。
本發明可因此對在意欲觀看範圍6中之一觀看位置處之一觀看者(諸如在圖2中之位置3處之一觀看者)提供改良之圖像品質，及/或可對在意欲觀看範圍以外的一位置處之一觀看者(諸如在圖2中之位置5處之一觀看者)提供更有效的圖像模糊。
當根據該圖像資料來選擇一群組中之像素數目時，該方法可包括：識別其中存在高空間解析度特徵之圖像之一或多個區域，及針對所識別區域選擇一小群組大小。一小群 組大小之使用保持圖像之一較高程度之原始解析度，且因此在該圖像之其中存在高空間解析度特徵或可由於一較大像素群組當中之照度重新分佈而破壞其外觀之其他圖像特徵之區域中使用一小群組大小可係較佳的。
該方法可包括：針對該圖像中之N個像素之每一相異群組，判定像素電壓以獲得在該群組之所有N個像素內之一照度重新分佈或在N/M個像素之M個群組內之一照度重新分佈。
判定像素電壓以獲得在一群組之所有N個像素內之一照度重新分佈可包括：判定該群組內之像素之像素電壓以使得該群組中之一個像素具有最大照度。照度集中至一像素群組中之僅一個像素中會改良由照度變化所致的模糊效應之強度，且因此提供一較好私密效應。
N可係4且M可係2。然而，應瞭解，本發明不限於在各自含有相同數目(亦即，N/M)個像素之M個群組內之一照度重新分佈。舉例而言，若N=8，則可能將該等像素劃分成四個像素之一個群組及各自具有兩個像素之兩個群組，作為將該等像素劃分成四個像素之兩個群組或兩個像素之四個群組之一替代。
該方法可包括：判定像素電壓以使得在所顯示圖像中，具有一第一像素群組大小之圖像之一第一區域中之較亮像素及較暗像素之所得配置與該圖像之一第二區域中之較亮像素及較暗像素之所得配置同相，該第二區域毗鄰於該第一區域且具有不同於該第二像素群組大小之一第一像素群 組大小。此避免顯現於具有像素群組大小之圖像區域之間的邊界處之可見假影。
該方法可包括：對於一像素區塊而言，基於該區塊中之像素之圖像資料來定義該區塊中之一或多個像素群組。
該方法可包括：對於一像素區塊而言，基於該區塊中之像素之圖像資料且針對該區塊以外的至少一個像素來定義該區塊中之一或多個像素群組。
該方法可包括：對於具有一第一大小之群組之一第一圖像區域與具有不同於該第一大小之一第二大小之群組之一第二圖像區域之間的一邊界處之像素，修改像素電壓以匹配在第一觀看位置處所感知之照度位準。此防止針對第一圖像區域中之像素與針對第二圖像區域中之像素之照度位準(在第一觀看位置處感知)之間的一不匹配，此原本可導致在第一觀看位置處所感知之在圖像中顯現之可見邊界。
欲施加至一像素群組中之像素之該等信號電壓可經判定以使得該群組中之該等像素之總照度等於藉由該圖像資料指定用於該群組中之該等像素之總照度。
第二觀看位置可係一實質上正軸觀看位置。
該方法可包括：在一第二模式中，根據所接收圖像資料來判定欲施加至該圖像顯示面板之像素之信號電壓，藉此產生在該第一觀看位置及在該第二觀看位置處皆可感知之一圖像。此模式提供一寬視角(公開)顯示模式。可藉由(舉例而言)使用如圖6中所展示之一「私密模式開啟/關斷」信號來實現第一(私密)模式與第二(公開)模式之間的切換。
本發明之一第二態樣提供一種用於一顯示面板之控制電路，該控制電路經調適以執行第一態樣之一方法。
本發明之一第三態樣提供一種包括該第二態樣之一控制電路及一顯示面板之顯示器，該控制電路經調適以在使用中將所判定之信號電壓輸出至顯示面板。
該顯示面板可係一液晶顯示面板。
本發明之一第四態樣提供經調適以執行第一態樣之一方法之顯示面板。
本發明之一第五態樣提供一種電腦可讀媒體，其含有在由一處理器執行時致使該處理器執行該第一態樣之一方法之指令。
[工業適用性]
本發明之實施例可應用於諸多顯示裝置，且一使用者可自其正常的寬視角顯示器上之用於在其中期望私密性之某些公開情境中使用之一私密功能之選項受益。此等裝置之實例包含：行動電話、個人數位助理(PDA)、膝上型電腦、桌上監視器、自動櫃員機(ATM)及電子銷售點(EPOS)設備。此等裝置亦可有益於其中使某些觀看者(舉例而言，駕駛員或操作重型機械之人)能夠在某些時間看到某些圖像係分散注意力且因此不安全之情形，舉例而言當汽車在運動中時之一汽車中電視螢幕。
1‧‧‧液晶顯示器控制電子器件
2‧‧‧液晶面板
3‧‧‧主要觀看者
4‧‧‧公開模式中之主圖像之角度觀看範圍
5‧‧‧偏軸觀看者
6‧‧‧私密模式中之主圖像之角度觀看範圍
7‧‧‧輸入主圖像資料
8‧‧‧輸入側圖像資料
[圖1]
圖1：係一標準LCD顯示面板及相關聯控制電子器件之 一實例示意圖。
[圖2]
圖2：係根據本發明之一實施例具有一可切換公開/私密觀看模式之一顯示器之一示意圖。
[圖3]
圖3：係當使用2像素分組時可由併入本發明之一顯示器
產生之可用偏軸對正軸照度空間之一繪圖。
[圖4]
圖4：係當使用4像素分組時可由併入本發明之一顯示器產生之可用偏軸至正軸照度空間之一繪圖。
[圖5]
圖5：係圖解說明可如何在一電子電路中實施用於一RGB型顯示器之先前技術之控制電子器件之一部分之一示意圖。
[圖6]
圖6：係圖解說明可如何在一RGB型顯示器中之控制電子器件之一部分中實施本發明之一實施例之一示意圖。
[圖7]
圖7：係本發明之一實施例之處理方法及其對實例性輸入圖像資料之操作之一圖解說明。
[圖8]
圖8：係A)本發明之一實施例之一處理方法之結果及B)應用於實例性輸入圖像資料之私密處理之後續結果之一圖解說明。
[圖9]
圖9：係本發明之又一實施例之處理方法及其對實例性輸入圖像資料之操作之一圖解說明。
[圖10]
圖10：係A)本發明之又一實施例之一處理方法之結果及B)應用於實例性輸入圖像資料之私密處理之後續結果之一圖解說明。
[圖11]
圖11：係當應用A)2像素及B)4像素分組時併入本發明之一顯示器以四個不同側圖像位準產生之不同偏軸對正軸照度輸出之一繪圖。
1‧‧‧液晶顯示器控制電子器件
2‧‧‧液晶面板
3‧‧‧主要觀看者
4‧‧‧公開模式中之主圖像之角度觀看範圍
5‧‧‧偏軸觀看者
6‧‧‧私密模式中之主圖像之角度觀看範圍
7‧‧‧輸入主圖像資料
8‧‧‧輸入側圖像資料

Claims (18)

  1. 一種處理用於一圖像顯示面板之圖像資料之方法，該方法包括，在一第一模式中：根據構成用於顯示於該圖像顯示面板上之一圖像之所接收圖像資料且根據用於該圖像顯示面板之像素之一輔助資料值來判定欲施加至該等像素之信號電壓，藉此產生在一第一觀看位置處可感知但在一第二觀看位置處實質上不可感知之照度變化；其中欲施加至一像素群組中之像素之該等信號電壓經判定以使得該群組中之該等像素之總照度取決於藉由該圖像資料指定用於該群組中之該等像素之總照度；且其中一群組中之像素數目係局部可變的且係根據該圖像資料及/或用於該圖像之其中將定義該群組之一區域中之像素之該等輔助資料值來選擇。
  2. 如請求項1之方法，其中一群組中之像素數目係根據該圖像資料來選擇，該方法包括：識別藉由該圖像資料定義之一圖像之其中存在高空間解析度特徵之一或多個區域，及針對該(等)所識別區域選擇一小群組大小。
  3. 如請求項1之方法，且該方法包括：針對該圖像中之N個像素之每一相異群組，判定像素電壓以獲得該群組之所有N個像素內之一照度重新分佈或N/M個像素之M個群組內之一照度重新分佈。
  4. 如請求項3之方法，其中判定該等像素電壓以獲得一群組之所有N個像素內之一照度重新分佈包括：判定該群 組內之像素之像素電壓以使得該群組中之一個像素具有最大照度。
  5. 如請求項3之方法，其中N=4且M=2。
  6. 如請求項4之方法，其中N=4且M=2。
  7. 如請求項1之方法，且該方法包括：判定像素電壓以使得在該所顯示圖像中，具有一第一像素群組大小之該圖像之一第一區域中之較亮像素及較暗像素之所得配置與該圖像之一第二區域中之較亮像素及較暗像素之所得配置同相，該第二區域毗鄰於該第一區域且具有不同於第二像素群組大小之一第一像素群組大小，以防止在此等區域之邊界處之可見假影。
  8. 如請求項1之方法，且該方法包括：針對一像素區塊，基於該區塊中之該等像素之圖像資料來定義該區塊中之一或多個像素群組。
  9. 如請求項1之方法，且該方法包括：針對一像素區塊，基於該區塊中之該等像素及該區塊以外的至少一個像素之圖像資料來定義該區塊中之一或多個像素群組。
  10. 如請求項1之方法，且該方法包括：針對具有一第一大小之群組之一第一圖像區域與具有不同於該第一大小之一第二大小之群組之一第二圖像區域之間的一邊界處之像素，修改該等像素電壓以匹配在該第一觀看位置處所感知之照度位準。
  11. 如請求項1之方法，其中欲施加至一像素群組中之像素之該等信號電壓經判定以使得該群組中之該等像素之該 總照度等於藉由該圖像資料指定用於該群組中之該等像素之該總照度。
  12. 如請求項1之方法，其中該第二觀看位置係一實質上正軸觀看位置。
  13. 如請求項1之方法，且該方法包括：在一第二模式中，根據該所接收圖像資料來判定欲施加至該圖像顯示面板之像素之信號電壓，藉此產生在該第一觀看位置處及在該第二觀看位置處皆可感知之一圖像。
  14. 一種用於一顯示面板之控制電路，該控制電路經調適以執行如請求項1至13中任一項之方法。
  15. 一種包括如請求項14之控制電路及一顯示面板之顯示器，該控制電路經調適以在使用中將所判定之信號電壓輸出至該顯示面板。
  16. 如請求項15之顯示器，其中該顯示面板係一液晶顯示面板。
  17. 一種顯示面板，其經調適以執行如請求項1至13中任一項之方法。
  18. 一種電腦可讀媒體，其含有當由一處理器執行時致使該處理器執行如請求項1至13中任一項之方法之指令。
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