TW201703516A - 三維影像控制方法 - Google Patents

Abstract

一種三維影像控制方法，適用於顯示裝置。顯示裝置具有多個子畫素。再者，顯示裝置定義有多個視角，每一個視角對應至少部分的子畫素以提供視角影像。此外，顯示裝置定義有互相平行的多個可視區域，每一個可視區域對應其中一視角。三維影像控制方法包括下列步驟。首先，提供原始矩陣。其中，原始矩陣的每一元素對應其中一個視角影像中的其中一個子畫素的亮度。再來，將原始矩陣與校正矩陣進行運算，以產生輸出矩陣。顯示裝置則依據輸出矩陣中的元素決定其中一個視角影像的其中一個子畫素的亮度。

Description

三維影像控制方法

本發明係關於一種三維影像控制方法，特別關於一種裸視三維影像控制方法。

近年來，隨著生活品質的提升，顯示技術不斷地進步。從早期的黑白電視、彩色電視，一直到現在的高畫質、輕薄型、平面化電視，無不表示人們追求更逼真、更自然的影像品質。為了滿足對更真實影像的需求，顯示技術已從二維發展至三維，以提供立體空間的視覺感受。現今立體顯示技術多採用兩眼視差的方式來達成。因此要讓人接收立體影像，必須使左、右眼分別接收到些微差異的影像。三維影像的顯示技術大致可分為眼鏡式及裸視式，其中，裸視式的三維影像顯示技術因為不需額外配戴專用眼鏡，對於使用者來說，便利性不言而喻。

然而，在裸視式三維影像顯示技術日益進步的同時，其顯示品質仍有極大的改善空間。因此，如何改進現有三維影像顯示技術，以提升三維影像的畫質，則為研發人員應解決的問題之一。

本發明在於提供一三維影像控制方法，以提升三維影像的顯示畫質。

本發明所揭露的三維影像控制方法，適用於顯示裝置。顯示裝置具有多個子畫素，這些子畫素以多個行及多個列的方式排列。再者，顯示裝置定義有多個視角，每一個視角對應至少部分的子畫素以提供視角影像。此 外，顯示裝置定義有互相平行的多個可視區域，每一個可視區域對應其中一視角，且可視區域與子畫素的行方向具有一夾角。三維影像控制方法包括下列步驟。首先，提供原始矩陣。其中，原始矩陣的每一元素對應其中一個視角影像中的其中一個子畫素的亮度。再來，將原始矩陣與校正矩陣進行運算，以產生輸出矩陣。顯示裝置則依據輸出矩陣中的元素決定其中一個視角影像的其中一個子畫素的亮度。

根據上述本發明所揭露的三維影像控制方法，可降低子畫素的亮度，以補償其鄰近子畫素漏光造成的影響。因此，顯示裝置可利用輸出矩陣決定各視角影像，並進而提供優化後的三維影像的顯示。

以上關於本發明內容的說明及以下實施方式的說明係用以示範與解釋本發明的原理，並且提供本發明的專利申請範圍更進一步的解釋。

1、3、4、5、6‧‧‧顯示裝置

10、30、40、50、60‧‧‧子畫素

12、32、42、52、62‧‧‧可視區域

14‧‧‧分光元件

θ、ψ₁、ψ₂、ψ₃、ψ₄‧‧‧夾角

100、300、302、304、400、402、404‧‧‧子畫素

500、502、504、506、508‧‧‧子畫素

601、602、603、604、605‧‧‧子畫素

第1圖為用以說明本發明一實施例所適用顯示裝置的結構示意圖。

第2圖為本發明一實施例之三維影像控制方法的流程圖。

第3圖為另一顯示裝置的結構示意圖，用以說明本發明另一實施例之三維影像控制方法。

第4圖為又一顯示裝置的結構示意圖，用以說明本發明又一實施例之三維影像控制方法。

第5圖為再一顯示裝置的結構示意圖，用以說明本發明再一實施例之三維影像控制方法。

第6圖為又一顯示裝置的結構示意圖，用以說明本發明又一實施例之三維影像控制方法。

請參照第1圖，係為用以說明本發明一實施例所適用顯示裝置的結構示意圖。顯示裝置1具有多個子畫素10，這些子畫素10以多個行及多 個列的方式排列。且顯示裝置1定義有多個視角，每一個視角對應至少部分的子畫素10以提供一個視角影像。於實務上，可利用多個分光元件14產生不同的視角，分光元件14可為柱狀凸透鏡，惟不以此為限。此外，顯示裝置1定義有互相平行的多個可視區域12，每一個可視區域12對應其中一個視角。利用將分光元件14以傾斜方式設置，可使這些可視區域12與子畫素10排列的行方向形成一夾角θ。

於實務上，子畫素10與視角之間對應關係，係依據視角數量與夾角θ而定，且相鄰的子畫素10通常屬於不同的視角。因此，以子畫素10中的子畫素100為例，假設其為對應的視角於所處可視區域內欲被顯示的子畫素10。由於夾角θ的存在，除了其中一個子畫素10本身外，其周圍屬於其他視角的子畫素10亦會落入可視區域。以N個視角為例，可以下列方程式表示。

View1 _perceived =View1 _display +C ₁×(ViewN _display +View2 _display )+C ₂×(View(N-1) _display +View3 _display )+... ...(1)

View2 _perceived =View2 _display +C ₁×(View1 _display +View3 _display )+C ₂×(ViewN _display +View4 _display )+... ...(2)

⋮

ViewN _perceived =ViewN _display +C ₁×(View(N-1) _display +View1 _display )+C ₂×(View(N-2) _display +View2 _display )+... ...(3)其中，Viewi _perceived 為使用者看到的第i個視角的子畫素10的亮度，Viewi _display 為顯示裝置顯示的第i個視角的子畫素10的亮度，Cj則代表除了第i個視角的子畫素10之外的其他視角的子畫素10的亮度對第i個視角的子畫素10的亮度的影響程度。於實務上，可將Cj視為一權重值，此權重值關聯於原始矩陣中對應的子畫素10於對應的可視區域中所佔的面積大小。進一步將上述方程式轉換為矩陣的方式表示，可得下列方程式。

CV _d = V _p .......................................................................(4)

其中， C 為校正矩陣， V _d 為輸出矩陣， V _p 為原始矩陣。

根據上述矩陣，原始矩陣的元素對應於至少部分的同一行的子畫素10的亮度。再者，校正矩陣的對角線元素為1，且除了第一列外的每一列為其上一列的向右循環移位的一結果。於實務上，可將校正矩陣的反矩陣乘以原始矩陣以產生輸出矩陣。更進一步來說，可將原始矩陣的每一個元素分別乘上對應的一係數並相加，以產生輸出矩陣的多個元素其中之一。其中上述的係數即為校正矩陣的反矩陣的元素，因此上述的係數係關聯於Cj所代表的權重值。

請同時參照第1圖及第2圖，其中第2圖係為本實施例之三維 影像控制方法的流程圖。本實施例之三維影像控制方法係適用於如第1圖所示的顯示裝置1，包括下列步驟。首先，於步驟S20，提供原始矩陣。其中，原始矩陣的每一元素對應其中一個視角影像中的其中一個子畫素10的亮度。再來，於步驟S22，將原始矩陣與校正矩陣進行運算，以產生輸出矩陣。顯示裝置1則依據輸出矩陣中的元素決定其中一個視角影像的其中一個子畫素10的亮度。藉由上述的運算，可降低子畫素10的亮度，以補償其鄰近子畫素10漏光造成的影響。因此，顯示裝置1可利用輸出矩陣決定各視角影像，並進而提供優化後的三維影像的顯示。

請參照第3圖，係另一顯示裝置的結構示意圖，用以說明本發明另一實施例之三維影像控制方法。如第3圖所示，顯示裝置3包括多個子畫素30。其中，第一行及第四行的子畫素30為屬於紅色子畫素，第二行及第五行的子畫素30為屬於綠色子畫素，第三行及第六行的子畫素30為屬於藍色子畫素。可視區域32與子畫素30排列的行方向形成一夾角ψ₁，其中，ψ₁為tan^-1(1/6)，約等於9.46度。各子畫素30上所標示的數字代表子畫素30所對應的視角，舉例來說，標示「1」的子畫素30對應第1視角，標示「5」的子畫素30則對應第5視角，本實施例係以共5個視角為例，惟並不以此為限。因此，標示相同數字的子畫素30可構成對應的視角影像。以第2視角為例，假設子畫素300為所欲顯示的子畫素30，則其係受子畫素302及子畫素304的漏光影響最大。同理對於其他的視角，亦受其上下子畫素30的影響最大。

因此，可將校正矩陣、輸出矩陣及原始矩陣分別以下列方程式描述。

其中，各視角的子畫素30的相對位置關係如上述原始矩陣元素及輸出矩陣元素的下標所示。舉例來說，第3視角的子畫素30座標為(x,y-2)，第2視角的子畫素30位於第3視角的子畫素30下方，因此其座標為(x,y-3)。又第1視角的子畫素30位於第2視角的子畫素30下方，因此其座標為(x,y-4)，第4視角及第5視角的子畫素30座標則可以此類推。於實務上，C ₁ 可為一小於0.3的值，惟不以此為限。本實施例雖以ψ₁約等於9.46度為例，於實務上，當ψ₁介於8度至11度之間，各視角的子畫素30的相互影響與本實施例相近。故本實施例之原始矩陣、校正矩陣和輸出矩陣，可適用於ψ₁介於8度至11度之間的顯示裝置，所屬技術領域之通常知識者可適當調整C ₁ ，以達到最佳化的目的。

請參照第4圖，係又一顯示裝置的結構示意圖，用以說明本發明又一實施例之三維影像控制方法。如第4圖所示，顯示裝置4包括多個子畫素40。其中，第一行及第四行的子畫素40為屬於紅色子畫素，第二行及第五行的子畫素40為屬於綠色子畫素，第三行及第六行的子畫素40為屬於藍色子畫素。可視區域42與子畫素40排列的行方向形成一夾角ψ₂，其中，ψ₂為tan^-1(1/3)，約等於18.43度。各子畫素40上所標示的數字代表子畫素40所對應 的視角，本實施例亦以共5個視角為例，惟並不以此為限。以第2視角為例，假設子畫素400為所欲顯示的子畫素40，則其係受子畫素402及子畫素404的漏光影響最大。同理對於其他的視角，亦受其上下子畫素40的影響最大。再者，本實施例中子畫素40的配置與上述實施例中子畫素30的配置方式相同。因此，本實施例亦可應用如上述ψ₁約等於9.46度時的原始矩陣、校正矩陣和輸出矩陣。又由於在本實施例中，各子畫素40受其上下子畫素40的影響較前述實施例為低，故於實務上所選取C ₁ 的值亦較前述實施例小。本實施例雖以ψ₂約等於18.43度為例，於實務上，當ψ₂介於16度至20度之間，各視角的子畫素40的相互影響與本實施例相近。故本實施例之原始矩陣、校正矩陣和輸出矩陣，可適用於ψ₂介於16度至20度之間的顯示裝置，所屬技術領域之通常知識者可適當調整C ₁ ，以達到最佳化的目的。

請參照第5圖，係再一顯示裝置的結構示意圖，用以說明本發明再一實施例之三維影像控制方法。如第5圖所示，顯示裝置5包括多個子畫素50。其中，第一行及第四行的子畫素50為屬於紅色子畫素，第二行及第五行的子畫素50為屬於綠色子畫素，第三行及第六行的子畫素50為屬於藍色子畫素。可視區域52與子畫素50排列的行方向形成一夾角ψ₃，其中，ψ₃為tan^-1(1/9)，約等於6.34度。各子畫素50上所標示的數字代表子畫素50所對應的視角，本實施例亦以共5個視角為例，惟並不以此為限。以第3視角為例，假設子畫素500為所欲顯示的子畫素50，則其係受子畫素502及子畫素504的漏光影響最大。其次，子畫素500亦受子畫素506及子畫素508的漏光影響，惟其影響較子畫素502及子畫素504為小。同理對於其他的視角，亦受其上下各二個子畫素50的影響最大。

因此，可將校正矩陣、輸出矩陣及原始矩陣分別以下列方程式描述。

其中，各視角的子畫素50的相對位置關係如上述原始矩陣元素及輸出矩陣元素的下標所示。再者，由於子畫素50受其上下二子畫素50的影響最大，故於實務上C ₁ 大於C ₂ 。本實施例雖以ψ₃約等於6.34度為例，於實務上，當ψ₃介於5度至8度之間，各視角的子畫素50的相互影響與本實施例相近。故本實施例之原始矩陣、校正矩陣和輸出矩陣，可適用於ψ₃介於5度至8度之間的顯示裝置，所屬技術領域之通常知識者可適當調整C ₁ 與C ₂ ，以達到最佳化的目的。

請參照第6圖，係又一顯示裝置的結構示意圖，用以說明本發明又一實施例之三維影像控制方法。如第6圖所示，顯示裝置6包括多個子畫素60。其中，第一行、第四行、第七行及第十行的子畫素60為屬於紅色子畫 素，第二行、第五行及第八行的子畫素60為屬於綠色子畫素，第三行、第六行及第九行的子畫素60為屬於藍色子畫素。可視區域62與子畫素60排列的行方向形成一夾角ψ₄，ψ₄為tan^-1(2/3)，約等於33.69度。各子畫素60上所標示的數字代表子畫素60所對應的視角，本實施例亦以共5個視角為例，惟並不以此為限。以第2視角為例，假設子畫素602為所欲顯示的子畫素60，於實務上，可挑選鄰近同色的子畫素60做為校正的依據，惟並不以此為限。例如，可挑選鄰近同色的子畫素601及子畫素603做為校正的依據。又以第3視角為例，假設子畫素603為所欲顯示的子畫素60，則可挑選鄰近同色的子畫素602及子畫素604做為校正的依據，其餘視角可以此類推。

因此，可將校正矩陣、輸出矩陣及原始矩陣分別以下列方程式描述。

其中，各視角的子畫素60的相對位置關係如上述原始矩陣元素及輸出矩陣元素的下標所示。本實施例雖以ψ₄約等於33.69度為例，於實務上，當ψ₄介於32度至35度之間，各視角的子畫素60的相互影響與本實施例相近。故本實施例之原始矩陣、校正矩陣和輸出矩陣，可適用於ψ₄介於32度至35度之間的顯示裝置，所屬技術領域之通常知識者可適當調整C ₁ ，以達到最佳化的目的。

綜上所述，依據三維影像顯示裝置子畫素的配置及其與視角的對應關係，可定義適當的原始矩陣、校正矩陣，進而產生輸出矩陣。藉此，可降低子畫素的亮度，以補償其鄰近子畫素漏光造成的影響，改善影像模糊的問題，提升影像品質。因此，顯示裝置可利用輸出矩陣決定各視角影像，以提供優化的三維影像顯示。

雖然本發明的實施例揭露如上所述，然並非用以限定本發明，任何熟習相關技藝者，在不脫離本發明的精神和範圍內，舉凡依本發明申請範圍所述的形狀、構造、特徵及數量當可做些許的變更，因此本發明的專利保護範圍須視本說明書所附的申請專利範圍所界定者為準。

Claims (10)

1. 一種三維影像控制方法，適用於一顯示裝置，該顯示裝置具有多個子畫素，該些子畫素以多個行及多個列的方式排列，該顯示裝置定義有多個視角，每一該視角對應至少部分的該些子畫素以提供一視角影像，該顯示裝置定義有互相平行的多個可視區域，每一該可視區域對應該些視角其中之一，該些可視區域與該些子畫素的一行方向具有一夾角，該三維影像控制方法包括：提供一原始矩陣，該原始矩陣的每一元素對應該些視角影像其中之一的該些子畫素其中之一的亮度；以及將該原始矩陣與一校正矩陣進行運算，以產生一輸出矩陣，該顯示裝置依據該輸出矩陣中的一元素決定該些視角影像其中之一的該些子畫素其中之一的亮度。
2. 如請求項1所述之三維影像控制方法，其中該原始矩陣關聯於每一該可視區域中該些子畫素之間的相對位置。
3. 如請求項1所述之三維影像控制方法，其中每一該子畫素對應一顏色，該原始矩陣的該些元素對應至相同顏色。
4. 如請求項1所述之三維影像控制方法，其中該校正矩陣的每一元素為一權重值，該權重值關聯於該原始矩陣的該些元素其中之一於該些可視區域其中之一所佔的面積。
5. 如請求項4所述之三維影像控制方法，其中於產生該輸出矩陣的步驟中，包括將該校正矩陣的反矩陣乘以該原始矩陣以產生該輸出矩陣。
6. 如請求項5所述之三維影像控制方法，其中於產生該輸出矩陣的步驟中，包括：將該原始矩陣的每一該元素分別乘上對應的一係數並相加以產生該輸出矩陣的多個元素其中之一，其中該些係數關聯於該些權重值。
7. 如請求項5所述之三維影像控制方法，其中該原始矩陣的該些元素對應於 至少部分的同一行的該些子畫素的亮度，該校正矩陣的第一列的一第一元素為1，該第一列的一第二元素為一第一權重值，該第一列的一最後元素為該第一權重值，該第一列其餘的該些元素為0，該第一權重值小於1且大於0，該校正矩陣除了該第一列外的每一該列為其上一該列的向右循環移位的一結果。
8. 如請求項7所述之三維影像控制方法，其中該夾角介於8度至11度之間或16度至20度之間。
9. 如請求項5所述之三維影像控制方法，其中該原始矩陣的該些元素對應於至少部分的同一行的該些子畫素的亮度，該校正矩陣的第一列的一第一元素為1，該第一列的一第二元素為一第一權重值，該第一列的一第三元素為一第二權重值，該第一列的一最後元素為該第一權重值，該第一列的該最後元素的前一該元素為該第二權重值，該第一列其餘的該些元素為0，該第一權重值及該第二權重值小於1且大於0，該第一權重值大於該第二權重值，該校正矩陣除了該第一列外的每一該列為其上一該列的向右循環移位的一結果。
10. 如請求項9所述之三維影像控制方法，其中該夾角介於5度至8度之間。