圖像處理設(shè)備、圖像處理方法以及立體顯示裝置制造方法
【專(zhuān)利摘要】根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，一種圖像處理設(shè)備包括第一獲得單元、指定單元、第一計(jì)算器、第二獲得單元和選擇器。所述第一獲得單元獲得第一視差數(shù)，所述第一視差數(shù)表示在顯示單元上顯示的視差圖像中的從預(yù)定視點(diǎn)位置觀察到的視差圖像，所述顯示單元包括顯示元件以及用于控制從所述顯示元件發(fā)出的光束的發(fā)射方向的光束控制元件，所述顯示元件具有設(shè)置于其中的多個(gè)像素，所述顯示單元能夠顯示立體圖像，所述立體圖像包括具有彼此不同的視差的多幅視差圖像。所述指定單元在面板參數(shù)的值的可能范圍中指定任一值作為面板參數(shù)候選，所述面板參數(shù)與所述顯示元件與所述光束控制元件之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系相關(guān)。所述第一計(jì)算器使用由所述指定單元指定的面板參數(shù)候選并且使用指示在觀察時(shí)的面板參數(shù)的第一面板參數(shù)，來(lái)計(jì)算第二視差數(shù)，所述第二視差數(shù)表示當(dāng)所述面板參數(shù)從第一面板參數(shù)改變?yōu)槊姘鍏?shù)候選時(shí)，預(yù)期從視點(diǎn)位置觀察到的視差圖像。所述第二獲得單元獲得第三視差數(shù)，所述第三視差數(shù)表示假定從視點(diǎn)位置觀察到的視差圖像。當(dāng)在可由所述指定單元指定的多個(gè)面板參數(shù)候選中指定第一面板參數(shù)候選時(shí)計(jì)算得到的第二視差數(shù)與第三視差數(shù)之間的誤差小于在指定與所述第一面板參數(shù)候選不同的第二面板參數(shù)候選時(shí)計(jì)算得到的第二視差數(shù)與所述第三視差數(shù)之間的誤差時(shí)，所述選擇器選擇所述第一面板參數(shù)候選作為所述面板參數(shù)。
【專(zhuān)利說(shuō)明】圖像處理設(shè)備、圖像處理方法以及立體顯示裝置
[0001]相關(guān)申請(qǐng)的交叉參考
[0002]本申請(qǐng)基于并要求于2012年9月11日提交的日本專(zhuān)利申請(qǐng)N0.2012-199759的優(yōu)先權(quán)；其全部?jī)?nèi)容通過(guò)參考并入本文中。
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0003]本文描述的實(shí)施例總體上涉及一種圖像處理設(shè)備、一種圖像處理方法以及一種立體顯示裝置。
【背景技術(shù)】
[0004]在免戴眼鏡的3D面板(免戴眼鏡的三維顯示設(shè)備)中，將在水平方向上以循環(huán)方式設(shè)置的諸如圓柱透鏡或屏障(狹縫)的具有線性光學(xué)孔徑的光束控制元件布置在諸如液晶面板的顯示元件的前面，用于以肉眼實(shí)現(xiàn)立體觀察；在顯示元件與光束控制元件之間的位置關(guān)系具有相當(dāng)大的重要性。可以使用面板參數(shù)(與顯示元件和光束控制元件之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系相關(guān)的面板參數(shù))來(lái)表示這種位置關(guān)系，例如它包括以下各項(xiàng)中的至少一項(xiàng):光束控制元件相對(duì)于顯示元件的傾斜；對(duì)應(yīng)于單個(gè)光學(xué)孔徑的圖像的間距(pitch);以及表示顯示元件與光束控制元件之間的偏移量的相位。然后，基于面板參數(shù)，將多視點(diǎn)3D圖像(所謂的視差圖像)設(shè)置在顯示元件上，從而執(zhí)行適當(dāng)?shù)牧Ⅲw顯示。然而，很少根據(jù)設(shè)計(jì)值來(lái)設(shè)置視差圖像，更多的是存在很小的誤差。在這點(diǎn)上，已知所謂的校準(zhǔn)技術(shù)，在其中評(píng)估誤差并估計(jì)準(zhǔn)確的面板參數(shù)。
[0005]作為傳統(tǒng)的校準(zhǔn)技術(shù)，已知一種技術(shù)，其中，例如將平行線組顯示在3D面板上，并從預(yù)定位置進(jìn)行觀察，以循環(huán)方式重復(fù)以下操作，直到顯示達(dá)到最佳狀態(tài):改變面板參數(shù)一執(zhí)行反映面板參數(shù)的變化的顯示一觀察。
[0006]然而，在傳統(tǒng)技術(shù)中，由于需要以循環(huán)方式重復(fù)改變面板參數(shù)的操作一執(zhí)行反映面板參數(shù)的變化的顯示一觀察；因此它需要較長(zhǎng)時(shí)間段來(lái)執(zhí)行校準(zhǔn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]實(shí)施例的目在于提供一種圖像處理設(shè)備、一種圖像處理方法以及一種立體圖像顯示設(shè)備，其能夠減少執(zhí)行校準(zhǔn)所需的時(shí)間量。
[0008]根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，一種圖像處理設(shè)備包括第一獲得單元、指定單元、第一計(jì)算器、第二獲得單元以及選擇器。所述第一獲得單元獲得第一視差數(shù)，所述第一視差數(shù)表示在顯示單元上顯示的視差圖像中的從預(yù)定視點(diǎn)位置上實(shí)際觀察到的視差圖像，所述顯示單元包括顯示元件以及光束控制元件，其用于控制從顯示元件發(fā)出的光束的發(fā)射方向，所述顯示元件具有設(shè)置于其中的多個(gè)像素，所述顯示單元能夠顯示立體圖像，其包括具有彼此不同視差的多個(gè)視差圖像。所述指定單元在面板參數(shù)值的可能范圍中指定任一值作為面板參數(shù)候選，該面板參數(shù)與顯示元件與光束控制元件之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系相關(guān)。第一計(jì)算器使用由指定單元指定的面板參數(shù)候選并使用指示在觀察時(shí)的面板參數(shù)的第一面板參數(shù)，來(lái)計(jì)算第二視差數(shù)，其表示當(dāng)面板參數(shù)從第一面板參數(shù)改變?yōu)槊姘鍏?shù)候選時(shí)，預(yù)期從視點(diǎn)位置觀察到的視差圖像。第二獲得單元獲得第三視差數(shù)，其表示假定從視點(diǎn)位置觀察到的視差圖像。當(dāng)在可由所述指定單元指定的多個(gè)面板參數(shù)候選中指定第一面板參數(shù)候選時(shí)計(jì)算得到的第二視差數(shù)與第三視差數(shù)之間的誤差小于在指定與所述第一面板參數(shù)候選不同的第二面板參數(shù)候選時(shí)計(jì)算得到的第二視差數(shù)與所述第三視差數(shù)之間的誤差時(shí)，所述選擇器選擇所述第一面板參數(shù)候選作為所述面板參數(shù)。
[0009]根據(jù)上述圖像處理設(shè)備，可以減小執(zhí)行校準(zhǔn)所需的時(shí)間量。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0010]圖1是示出根據(jù)實(shí)施例的立體顯示裝置的圖示；
[0011]圖2是用于解釋根據(jù)實(shí)施例執(zhí)行的像素映射的示例的圖示；
[0012]圖3是示出根據(jù)實(shí)施例在顯示區(qū)域中實(shí)際觀察到的視差數(shù)的圖示；
[0013]圖4是示出根據(jù)實(shí)施例在顯示區(qū)域中實(shí)際觀察到的視差數(shù)的圖示；
[0014]圖5是示出根據(jù)實(shí)施例通過(guò)劃分顯示區(qū)域而獲得的多個(gè)圖像區(qū)域的示例的圖示；
[0015]圖6是示出根據(jù)實(shí)施例在子像素的視差數(shù)與光束視差數(shù)數(shù)據(jù)之間的關(guān)系的圖示；
[0016]圖7是示出根據(jù)第一實(shí)施例的圖像處理單元的結(jié)構(gòu)示例的圖示；
[0017]圖8是示出根據(jù)第一實(shí)施例執(zhí)行的校準(zhǔn)操作的概念圖；
[0018]圖9是用于解釋根據(jù)第一實(shí)施例執(zhí)行的校準(zhǔn)操作的示例的流程圖；
[0019]圖10是示出根據(jù)實(shí)施例的面板`、視差圖像與光束視差數(shù)數(shù)據(jù)之間的關(guān)系的圖示；以及
[0020]圖11是示出根據(jù)第二實(shí)施例的圖像處理單元的結(jié)構(gòu)示例的圖示。
【具體實(shí)施方式】
[0021]以下將參考附圖來(lái)詳細(xì)描述各個(gè)實(shí)施例。在根據(jù)下述的每一個(gè)實(shí)施例的立體顯示裝置中，顯示了具有彼此不同的視差的多個(gè)視差圖像，以使得觀察者能夠觀看立體圖像。在此，在立體圖像顯示設(shè)備中，可以實(shí)現(xiàn)諸如積分成像方法(II方法)或多視點(diǎn)方法的3D顯示方法。立體圖像顯示設(shè)備的示例包括電視機(jī)(TV)、個(gè)人計(jì)算機(jī)(PC)、智能電話或數(shù)碼相框，其使得觀察者能夠以肉眼觀看立體圖像。
[0022]第一實(shí)施例
[0023]圖1是示出根據(jù)實(shí)施例的立體圖像顯示設(shè)備I的概括圖。立體圖像顯示設(shè)備I包括顯示單元10和圖像處理單元20。
[0024]顯示單元10是能夠顯示立體圖像的設(shè)備，立體圖像包括具有彼此不同的視差的多個(gè)視差圖像。如圖1所示，顯示單元10包括顯示元件11和光束控制元件12。
[0025]視差圖像組成立體圖像，并用于使得觀察者能夠觀看立體圖像。在立體圖像中，以如下方式分配每一個(gè)視差圖像的像素:當(dāng)借助光束控制元件12從觀察者的視點(diǎn)位置觀看顯示元件11時(shí)，觀察者的一只眼睛看見(jiàn)一幅特定視差圖像，觀察者的另一只眼睛看見(jiàn)另一幅視差圖像。也就是說(shuō)，通過(guò)重新設(shè)置每一個(gè)視差圖像的像素來(lái)生成立體圖像。
[0026]顯示元件11用于顯示立體圖像。在顯示元件11中設(shè)置了多個(gè)像素。更具體而言，在顯7]^兀件11中，在第一方向(行方向)上和第二方向(列方向)上以類(lèi)似于矩陣的方式設(shè)置了具有不同顏色(例如紅色(R)、綠色(G)和藍(lán)色(B))的多個(gè)子像素。在圖1所示的示例中，單個(gè)像素由RGB子像素組成。在第一方向上，以紅色(R)、綠色(G)和藍(lán)色(B)的順序重復(fù)設(shè)置子像素。在第二方向上，設(shè)置了相同顏色成分的子像素。作為顯示元件11，可以使用諸如有機(jī)電致發(fā)光(有機(jī)EU、液晶顯示(IXD)、等離子體顯示面板(PDP)的直觀型二維顯示或投影型顯示。然而，顯示元件11還可以具有包括背光的結(jié)構(gòu)。與此同時(shí)，在第一實(shí)施例中提及的“子像素”可以認(rèn)為是對(duì)應(yīng)于權(quán)利要求書(shū)中提及的“像素”。此外，在以下解釋中，顯示元件11有時(shí)也被稱(chēng)為面板。
[0027]光束控制元件12控制從顯示元件11的每一個(gè)子像素發(fā)出的光束的方向。光束控制元件12具有沿著第一方向設(shè)置的多個(gè)線性延伸光學(xué)孔徑，用于發(fā)出光束。在圖1所示的示例中，光束控制元件12是透鏡狀薄板，在其上設(shè)置了多個(gè)圓柱透鏡(其起到光學(xué)孔徑的作用)。然而，這不是唯一可能的情況?？商鎿Q地，例如，光束控制元件12可以是視差屏障，其具有設(shè)置于其上的多條狹縫。在這里，在顯示元件11與光束控制元件12之間保持固定的距離(間隙)。此外，以如下方式布置光束控制元件12:使得其光學(xué)孔徑的延伸方向相對(duì)于顯示元件11的第二方向(列方向)具有預(yù)定的傾斜。結(jié)果，在光學(xué)孔徑與顯示像素的行方向上的位置中出現(xiàn)未對(duì)準(zhǔn)。因此，對(duì)于每一個(gè)不同高度，存在不同的可見(jiàn)區(qū)域(即，在其中可以觀看到立體圖像的區(qū)域)。
[0028]在第一實(shí)施例中，如圖2所示，在子像素的頂部?jī)A斜放置透鏡。因此，通過(guò)透鏡可見(jiàn)的子像素例如是沿圖2所示的虛線的。也就是說(shuō)，盡管在水平方向和垂直方向上以類(lèi)似于矩陣方式設(shè)置了顯示元件11中的多個(gè)子像素，但在子像素的頂部?jī)A斜放置透鏡。為此，在為了顯示視差圖像而分配子像素的情況下(即，在執(zhí)行像素映射的情況下)，需要根據(jù)透鏡的延伸方向來(lái)分配子像素。在這里，針對(duì)分配顯示7幅視差圖像的子像素的示例給出解釋。具有相同數(shù)字的子像素顯示相同的視差圖像。為每一幅視差圖像預(yù)先分配互斥的數(shù)字(視差數(shù))，其與分配給相鄰視 差圖像的數(shù)字相差I(lǐng)。在圖2所示的示例中，為第一視差圖像分配了視差數(shù)“I” ；為相鄰的第二視差圖像分配了視差數(shù)“2” ；為相鄰的第三視差圖像分配了視差數(shù)“3” ；為相鄰的第四視差圖像分配了視差數(shù)“4” ；為相鄰的第五視差圖像分配了視差數(shù)“5” ；為相鄰的第六視差圖像分配了視差數(shù)“6” ；為相鄰的第七視差圖像分配了視差數(shù)“7”。
[0029]此外，以如下方式執(zhí)行像素映射:在對(duì)應(yīng)于單個(gè)光學(xué)孔徑(透鏡)的圖像中，包括了對(duì)應(yīng)于每一個(gè)視點(diǎn)的多幅視差圖像中每一幅的像素。從設(shè)置在顯示元件11中的多個(gè)子像素中，根據(jù)以下給出的使用任意面板參數(shù)? = (atan，Xn，ioffset)的等式(I)，可以獲得相對(duì)于其執(zhí)行像素映射的在第i行和第j列處的子像素(i，j)的視差數(shù)V。
【權(quán)利要求】
1.一種圖像處理設(shè)備，包括: 第一獲得單元，被配置成獲得第一視差數(shù)，所述第一視差數(shù)表示在顯示單元上顯示的視差圖像中的從預(yù)定視點(diǎn)位置實(shí)際觀察到的視差圖像，所述顯示單元包括顯示元件以及用于控制從所述顯示元件發(fā)出的光束的發(fā)射方向的光束控制元件，所述顯示元件具有設(shè)置于其中的多個(gè)像素，所述顯示單元能夠顯示立體圖像，所述立體圖像包括具有彼此不同的視差的多幅視差圖像； 指定單元，被配置成在面板參數(shù)的值的可能范圍中指定任一值作為面板參數(shù)候選，所述面板參數(shù)與在所述顯示元件與所述光束控制元件之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系相關(guān)； 第一計(jì)算器，被配置成使用由所述指定單元指定的所述面板參數(shù)候選并且使用指示觀察時(shí)的所述面板參數(shù)的第一面板參數(shù)，來(lái)計(jì)算第二視差數(shù)，所述第二視差數(shù)表示當(dāng)所述面板參數(shù)從所述第一面板參數(shù)改變?yōu)樗雒姘鍏?shù)候選時(shí)，預(yù)期從所述視點(diǎn)位置觀察到的視差圖像； 第二獲得單元，被配置成獲得第三視差數(shù)，所述第三視差數(shù)表示假定從所述視點(diǎn)位置觀察到的視差圖像；以及 選擇器，被配置成當(dāng)在可由所述指定單元指定的多個(gè)面板參數(shù)候選中指定第一面板參數(shù)候選時(shí)計(jì)算得到的第二視差數(shù)與第三視差數(shù)之間的誤差小于在指定與所述第一面板參數(shù)候選不同的第二面板參數(shù)候選時(shí)計(jì)算得到的所述第二視差數(shù)與所述第三視差數(shù)之間的誤差時(shí)，選擇所述第一面板參數(shù)候選作為所述面板參數(shù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中，所述選擇器從可由所述指定單元指定的多個(gè)面板參數(shù)候選中選擇在所述第二視差數(shù)與所述第三視差數(shù)之間具有最小誤差的所述面板參數(shù)候選作為所述面板參數(shù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中， 所述第一獲得單元獲得對(duì)應(yīng)于圖像區(qū)域的所述第一視差數(shù)，所述圖像區(qū)域包括在所述顯示單元的顯示所述立體圖像的顯示區(qū)域中，并且 所述第一計(jì)算器通過(guò)將對(duì)應(yīng)于所述圖像區(qū)域并且能夠使用由所述指定單元指定的所述面板參數(shù)候選計(jì)算得到的像素的視差數(shù)與對(duì)應(yīng)于所述圖像區(qū)域并且能夠使用所述第一面板參數(shù)計(jì)算得到的像素的視差數(shù)之間的差值增加到對(duì)應(yīng)于所述圖像區(qū)域的所述第一視差數(shù)，來(lái)計(jì)算對(duì)應(yīng)于所述圖像區(qū)域的所述第二視差數(shù)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，進(jìn)一步包括校正單元，其被配置成使用校正數(shù)據(jù)針對(duì)每一個(gè)所述像素執(zhí)行校正來(lái)將從所述視點(diǎn)位置觀察到的所述視差數(shù)設(shè)定為所述第三視差數(shù)，所述校正數(shù)據(jù)指示第四視差數(shù)與所述第三視差數(shù)之間的差值，所述第四視差數(shù)表示當(dāng)所述面板參數(shù)從所述第一面板參數(shù)改變?yōu)橛伤鲞x擇器選擇的所述面板參數(shù)時(shí)，預(yù)期從所述視點(diǎn)位置觀察到的視差圖像。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中，所述第一獲得單元獲得所述第一視差數(shù)，所述第一視差數(shù)經(jīng)歷了用于校正光束中的失真而執(zhí)行的失真校正。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，進(jìn)一步包括: 第三獲得單元，被配置為獲得多幅視差圖像；以及 第二計(jì)算器，被配置成基于第四視差數(shù)并且基于由所述第三獲得單元獲得的所述多幅視差圖像而針對(duì)每一個(gè)所述像素來(lái)計(jì)算所述像素的像素值，所述第四視差數(shù)指示能夠使用由所述選擇器選擇的所述面板參數(shù)計(jì)算得到的所述像素的視差數(shù)。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的設(shè)備，其中，當(dāng)所述第一視差數(shù)與所述第三視差數(shù)之間的誤差小于在指定了可由所述指定單元指定的多個(gè)面板參數(shù)候選中的每一個(gè)面板參數(shù)候選之后計(jì)算得到的所述第二視差數(shù)與所述第三視差數(shù)之間的誤差時(shí)，所述選擇器選擇所述第一面板參數(shù)作為所述面板參數(shù)。
8.—種圖像處理方法，包括: 獲得第一視差數(shù)，其表示在顯示單元上顯示的視差圖像中的從預(yù)定視點(diǎn)位置實(shí)際觀察到的視差圖像，所述顯示單元包括顯示元件以及用于控制從所述顯示元件發(fā)出的光束的發(fā)射方向的光束控制元件，所述顯示元件具有設(shè)置于其中的多個(gè)像素，所述顯示單元能夠顯示立體圖像，所述立體圖像包括具有彼此不同的視差的多幅視差圖像； 使用面板參數(shù)候選并且使用指示在觀察時(shí)的所述面板參數(shù)的第一面板參數(shù)來(lái)計(jì)算第二視差數(shù)，所述面板參數(shù)候選指示在面板參數(shù)的值的可能范圍中的任一值，所述面板參數(shù)與在所述顯示元件與所述光束控制元件之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系相關(guān)，所述第二視差數(shù)表示當(dāng)所述面板參數(shù)從所述第一面板參數(shù)改變?yōu)樗雒姘鍏?shù)候選時(shí)，預(yù)期從所述視點(diǎn)位置觀察到的視差圖像； 獲得第三視差數(shù)，所述第三視差數(shù)表示假定從所述視點(diǎn)位置觀察到的視差圖像；以及 當(dāng)在所述面板參數(shù)的可能范圍內(nèi)的多個(gè)面板參數(shù)候選中指定第一面板參數(shù)候選時(shí)計(jì)算得到的所述第二視差數(shù)與所述第三視差數(shù)之間的誤差小于在指定與所述第一面板參數(shù)候選不同的第二面板參數(shù)候選時(shí)計(jì)算得到的所述第二視差數(shù)與所述第三視差數(shù)之間的誤差時(shí)，選擇所述第一面板參數(shù)候選作為所述面板參數(shù)。
9.一種立體顯示裝置，包括: 顯示單元，其包括顯示元件以及用于控制從所述顯示元件發(fā)出的光束的發(fā)射方向的光束控制元件，所述顯示元件具有設(shè)置于其中的多個(gè)像素，所述顯示單元能夠顯示立體圖像，所述立體圖像包括具有彼此不同的視差的多幅視差圖像； 第一獲得單元，被配置成獲得第一視差數(shù)，所述第一視差數(shù)表示在所述顯示單元上顯示的視差圖像中的從預(yù)定視點(diǎn)位置實(shí)際觀察到的視差圖像， 指定單元，被配置成在面板參數(shù)的值的可能范圍中指定任一值作為面板參數(shù)候選，所述面板參數(shù)與所述顯示元件與所述光束控制元件之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系相關(guān)； 第一計(jì)算器，被配置成使用由所述指定單元指定的所述面板參數(shù)候選并且使用指示在觀察時(shí)的所述面板參數(shù)的第一面板參數(shù)，來(lái)計(jì)算第二視差數(shù)，所述第二視差數(shù)表示當(dāng)所述面板參數(shù)從所述第一面板參數(shù)改變?yōu)樗雒姘鍏?shù)候選時(shí)，預(yù)期從所述視點(diǎn)位置觀察到的視差圖像； 第二獲得單元，被配置成獲得第三視差數(shù)，所述第三視差數(shù)表示假定從所述視點(diǎn)位置觀察到的視差圖像；以及 選擇器，被配置成當(dāng)在可由所述指定單元指定的多個(gè)面板參數(shù)候選中指定第一面板參數(shù)候選時(shí)計(jì)算得到的所述第二視差數(shù)與所述第三視差數(shù)之間的誤差小于在指定與所述第一面板參數(shù)候選不同的第二面板參數(shù)候選時(shí)計(jì)算得到的所述第二視差數(shù)與所述第三視差數(shù)之間的誤差時(shí)，選擇所述第一面板參數(shù)候選作為所述面板參數(shù)。
【文檔編號(hào)】H04N13/00GK103686130SQ201310407465
【公開(kāi)日】2014年3月26日 申請(qǐng)日期:2013年9月9日 優(yōu)先權(quán)日:2012年9月11日
【發(fā)明者】三島直, 三田雄志 申請(qǐng)人:株式會(huì)社東芝