专利名称：产生和/或实现补偿位移差的线轮廓的方法、介质和系统的制作方法
技术领域：
本发明的一个或多个实施例涉及补偿光调制器中的位移差的技术，更具体地说，本发明涉及一种产生和/或实现用于补偿光调制器中的位移差的线轮廓(line profile)的方法、介质和系统。
背景技术：
通常，光信号处理具有高速处理、并行处理和海量信息处理的优点，使得其不同于无法处理大量数据或执行实时数据处理的现有数字处理。通过使用空间光调制理论，实施对设计和制造双态相位滤波器(binary phase filter)、光逻辑门、光放大器、图像处理技术、光学装置和光调制器的研究。在这些装置中，光调制器已经在以下领域中使用，所述领域诸如光存储器、光显示器、打印机、光学互接和全息图。因此，已经对使用光调制器的光束扫描系统进行了详细的研究和开发。
光束扫描系统促使在成像装置(例如，激光打印机、发光二极管(LED)打印机或电子照相复印机)中扫描光束，以在作为示例的感光介质上形成亮点，从而形成图像。近来，随着投影电视的发展，已经将光束扫描系统用作将光束照射/投射到图像显示器上的一种方式。
在这种光束扫描系统中，已经使用一维光调制器，该一维光调制器使用光的衍射来显示图像。然而，由于在制造和处理光调制器期间产生的光学装置的微小失准，会出现组成一维阵列的光栅之间的位移差，结果是当图像被垂直投射到显示器上时，在水平方向产生伪像。
发明内容
因此，本发明的研究一直致力于上述传统问题，从而本发明一个或多个实施例的一方面在于提供一种产生和/或实现用于补偿光调制器中的位移差的线轮廓的方法、介质和系统。可使用二维图像产生线轮廓，以使用该线轮廓创建用于在实现期间补偿显示图像的线伪像(line artifact)的查找表，由此改善图像质量，其中，通过使用相机拍摄测试图来获取所述二维图像。
本发明的其它方面和/或优点将部分地在以下的描述中阐述，部分地通过所述描述变得清楚，或者可通过对本发明的实践而得知。
为了实现上述和/或其它方面和优点，本发明的实施例包括一种产生用于光调制的线轮廓的方法，所述方法包括将拍摄的显示的测试图的二维图像划分为多个区域，计算所述区域的水平线的光强的各个平均值，使用计算的平均值来产生所述区域的各个水平线的线轮廓，以抵消用于光调制的光调制器的光栅之间的位移差。
所述方法还可包括将测试图设计为由预定数量的片(patch)组成，所述片按照规则灰度等级间隔排列。
此外，所述方法可包括使用作为用于光调制的光调制器的一维光调制器来显示测试图，并使用相机拍摄该显示的测试图的二维图像。
所述方法可包括使用线轮廓创建查找表，该查找表用于避免在由光调制器输出的作为结果而生成的二维图像中产生伪像；通过根据输入图像和用于避免产生伪像的查找表经由光调制器调制输入光源来显示所述输入图像。
为了实现上述和/或其它方面和优点，本发明的实施例包括一种显示方法，该方法包括根据输入图像和线轮廓来调制光，该线轮廓控制光的调制以抵消用于光调制的光调制器的光栅之间的位移差；将调制的光显示到屏幕上。
为了实现上述和/或其它方面和优点，本发明的实施例包括一种显示系统，该显示系统包括光源、光调制器以及用于将光调制器的输出扫描到屏幕上的光扫描器，其中，光调制器根据输入图像和线轮廓来调制由光源产生的光，该线轮廓控制由光调制器输出到光扫描器的光以抵消光调制器的光栅之间的位移差，从而避免作为结果而显示的图像中的线伪像。
为了实现上述和/或其它方面和优点，本发明的实施例包括一种产生用于光调制的线轮廓的系统，该系统包括平均值计算单元，用于将拍摄的显示的测试图的二维图像划分为多个区域，计算所述区域的水平线的光强的各个平均值；线轮廓产生单元，用于使用计算的平均值来产生所述区域的各个水平线的线轮廓，以抵消用于光调制的光调制器的光栅之间的位移差。
所述系统还可包括测试图设计单元，用于将测试图设计为由预定数量的片组成，所述片按照规则灰度等级间隔排列。
此外，所述系统可包括二维图像获取单元，用于使用作为用于光调制的光调制器的一维光调制器来显示测试图，并使用相机拍摄该显示的测试图的二维图像。
所述系统可包括查找表创建单元，用于使用线轮廓创建查找表，该查找表用于避免在由光调制器输出的作为结果而生成的二维图像中产生伪像。此外，所述系统可包括扫描单元，用于通过根据输入图像和用于避免产生伪像的查找表经由光调制器调制输入光源将调制器的输出扫描到屏幕上。
为了实现上述和/或其它方面和优点，本发明的实施例包括至少一个包括计算机可读代码的介质，该计算机可读代码用于控制至少一个处理部件来实现本发明的一个或多个实施例。
通过下面结合附图进行的对实施例的描述，本发明的这些和/或其它方面和优点将会变得清楚和更加易于理解，其中图1示出根据本发明实施例的使用光调制器的显示系统；图2示出根据本发明实施例的产生和/或实现线轮廓的方法；图3示出根据本发明实施例的随机排列组成测试图的片的处理；图4示出根据本发明实施例的重建由相机拍摄的测试图的二维图像的处理；图5A示出根据本发明实施例的创建相机校准曲线的处理；图5B示出根据本发明实施例的诸如通过图5A的处理而创建的相机校准曲线；图6示出根据本发明实施例的被划分以计算每条水平线的光强的平均值的二维图像；图7示出根据本发明实施例的线轮廓的图示；图8示出根据本发明实施例的使用线轮廓校正图像之后的图像和使用线轮廓校正图像之前的图像；以及图9示出根据本发明实施例的产生和/或实现线轮廓的系统。
具体实施例方式
现在将详细参照本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中，相同的标号始终指的是相同的部件。以下参照附图来描述实施例以解释本发明。
图1示出根据本发明实施例的使用光调制器的显示装置/系统。
参照图1，作为示例，显示系统可包括激光二极管110、光调制器120和光扫描器130。
激光二极管110是光通信、光存储器和光信息处理领域中广泛使用的装置。激光二极管110包括p-n结，并激励邻近p-n结的区域，由此产生激光束。然后，可将由激光二极管110产生的激光束输入光调制器120，以通过利用光的衍射将输入的视频图像施加于产生的激光束上来执行调制。光扫描器130随后可将从光调制器120接收的视频信号扫描到诸如屏幕的扫描目标装置140上。通过连续地扫描单一垂直线(例如，从扫描目标装置140的左端到扫描目标装置140的右端每次扫描一条线)，可创建单一帧。这里，尽管这里讨论的实施例指的是激光二极管110和光扫描器130，但是简而言之，应注意到可选择的光源和投影系统同样可用。
在光调制器120中，组成光调制器120的一维阵列的光栅中的每一个可与帧的单一水平线相应。由于组成一维阵列的光栅之间的位移差，所以在扫描到扫描目标装置140上的帧的水平方向上会出现线伪像。
图2示出根据本发明实施例的产生线轮廓的方法。这里，尽管没有说明，但是包括诸如通过使用图1的显示系统实现这种线轮廓的方法是同样可用的。
在图2中，为了对于各个灰度级测量光调制器120的光强，可设计由多个片组成的测试图。也就是说，在操作S202，可设计由特定数量的片组成的测试图，其中，所述片按照规则灰度等级间隔排列。图3示出示例性设计的测试图310。此外，在操作S204，为了防止组成测试图310的片受到灰度等级中位置的影响，可以不按照原始灰度等级的顺序来排列所述片，而是可将所述片随机排列，由此创建所示的重新排列的测试图320。
在操作S206，可使用一维光调制器120显示重新排列的测试图320，并使用相机拍摄所述测试图320。在图4中示出示例的二维数字图像410。当显示测试图320时，容易出现限幅(clipping)，尤其在低灰度级和高灰度级部分。为了在防止出现限幅的同时确保最大有效范围，期望控制显示装置的驱动电压。此外，当使用相机执行拍摄时，作为示例，可控制相机的聚焦和分辨率，并禁用任何自动聚焦和自动白平衡。
此外，当显示的测试图320的分辨率不同于相机或光拾取器的分辨率时，可在操作208，按照以下方式来重建和/或内插二维图像可进一步使得二维图像410的水平线的数量与显示的测试图320的水平线的数量相应。
根据一实施例，可参照图4描述重建由相机拍摄的测试图的二维图像的处理。参照图4，例如，当使用具有4800×2500分辨率的相机拍摄具有480×640显示分辨率的测试图时，拍摄的图像的十条水平线与原始显示的测试图的一条水平线相应。因此，当显示具有480×640分辨率的测试图时，使用相机拍摄与480条水平线中的每一条相应的10条水平线的位置(在这种情况下出现线伪像)，并在拍摄的具有4800×2500分辨率的二维图像410中追踪所述位置，计算所述10条水平线的平均值，从而允许获取重新构建的具有480×2500分辨率的二维图像420。在这种情况下，可以看出重建二维图像420的垂直像素的数量减少为由相机拍摄的二维图像410的垂直像素数量的1/10，而水平像素的数量保持不变。
在操作S210，通过将相机校准曲线应用于重建的二维图像420，可避免相机的特性产生的影响。图5A示出根据本发明实施例的创建相机校准曲线的处理，图5B示出通过诸如图5A的处理创建的相机校准曲线。
因此，如图5A所示，可使用按照规则灰度等级间隔排列的测试图照片和分光光度计来测量亮度值。在一实施例中，使用Gretag MacBeth分光光度计。在使用相机拍摄测试图照片并且通过计算各个片的中央矩形的平均值而获取数字值之后，可通过沿着图的垂直轴排列使用分光光度计获得的亮度值并沿着水平轴排列数字值来创建如图5B所示的相机校准曲线图。在该图中，将gamma值设置在1.48。由此可产生具有排除了相机特性的线轮廓。
以下，在操作S212，可将应用相机校准曲线的二维图像420划分为多个区域，并且对于所产生的区域的各个水平线计算光强的平均值。图6示出示例性划分的二维图像，该图像被划分以对于每条水平线计算光强的平均值。由于在二维图像420的边沿部分通常出现灰度等级的较高变化，所以作为示例，可使用自动图像分割技术将二维图像420划分为多个区域，并对于区域610的每条水平线计算平均值，由此对于每个灰度级计算光强的平均值。
以下，在操作S214，可使用计算的光强的平均值来对于每条水平线产生线轮廓。在实施例中，可通过对于产生的线轮廓执行多项式曲线拟合或样条(spline)拟合来减少噪声，作为示例，可使用内插来补充数据。
图7示出根据本发明实施例的显示线轮廓的两曲线图。从示出线轮廓的曲线图可以看出对于图4的二维图像420的480个垂直像素中的每一个，示出输入到一维光调制器的灰度级(输入数字值)与在图6中计算的光强(输出光强)的平均值之间的关系。
图7的三维形状的曲线图710示出用于总共480个垂直像素号的三维形状，二维曲线图720示出提取的仅具有总共480个像素中的10个代表示例(即，30、80、130、180、230、280、330、380、430和480)的二维曲线图。从曲线图710和720可以看出480条线各自具有不同的大小和相位，在输入灰度值的两端(例如，白区域和黑区域)出现灰度反转，而在中央区域，灰度值线性增长。
最终，在操作S216，可使用线轮廓来创建用于补偿出现在二维图像420中的线伪像的查找表LUT(即，用于避免这种伪像的查找表)。例如，这种创建查找表的方法还可包括获得再现线轮廓的最大亮度和最小亮度的灰度值并计算线轮廓的各个间隔的斜度和偏移值的方法，应注意到可选择的用于创建这种查找表的方法同样可用。此外，如上所述，在示出显示系统的图1的示图中，例如，可通过当调制来自光源的输入光时应用相应的查找表，同样实现通过显示方法来实现这种线轮廓。例如，可与任何输入信号协作，在该信号被提供给调制单元之前，实现所述应用，或者相应的调制模块可在接收到输入信号之后应用这种校正。
图8是根据本发明实施例的将使用线轮廓校正图像之后的图像与使用线轮廓校正图像之前的图像进行比较的示图。显示在图8上部的图像810是原始测试图，显示在图8中部的图像820是通过使用相机执行拍摄而获取的二维图像，显示在图8下部的图像830是通过使用根据本发明实施例产生的线轮廓的特点补偿线伪像而获取的图像。从图像830可以看出已经消除了相当一部分存在于水平方向的线伪像。
图9示出根据本发明实施例的产生线轮廓的系统。参照图9，作为示例，所述系统可包括测试图设计单元910、二维图像获取单元920、平均值计算单元930和线轮廓产生单元940。
测试图设计单元910可设计由多个片组成的测试图，所述片按照规则灰度等级间隔排列。二维图像获取单元920可使用一维光调制器来显示设计的测试图，并使用相机捕获显示的测试图，由此获取二维图像。
平均值计算单元930可进一步将二维图像划分为多个区域，并对于所述区域的每条水平线计算光强的平均值。线轮廓产生单元940随后可使用计算的平均值来产生各条线的线轮廓。
查找表产生单元(未示出)还可使用线轮廓来创建查找表，该查找表用于补偿出现在二维图像中的线伪像。
因此，本发明的实施例还可包括使用具有一维光调制器的显示装置或系统以利用线轮廓来补偿出现在二维图像中的线伪像，所述一维光调制器诸如移动投影机、微型投影机或投影电视。
这里使用的术语“单元”指示但不受限于执行特定任务的软件和/或硬件部件，诸如现场可编程门阵列(FPGA)或专用集成电路(ASIC)。可方便地将单元配置为驻留在可寻址存储介质上，或者将其配置为在一个或多个处理器上执行。因此，作为示例，单元可包括组件(诸如软件组件、面向对象的软件组件、类组件和任务组件)、进程、函数、属性、过程、子程序、程序代码段、驱动程序、固件、微代码、电路、数据、数据库、数据结构、表、数组和变量。可将在组件和单元中提供的操作组合为较少的组件和单元，或者将它们进一步分离为附加的组件和单元。
除上述实施例之外，还可通过在介质(例如，计算机可读介质)中/上的计算机可读代码/指令来实现本发明的实施例，其中，所述计算机可读代码/指令用于控制至少一个处理部件来实现任何上述实施例。所述介质可相应于允许存储和/或传输计算机可读代码的任何介质。
可通过各种方式在介质上记录/传送计算机可读代码，所述介质的示例包括诸如磁存储介质(例如，ROM、软盘、硬盘等)和光记录介质(例如，CD-ROM或DVD)的记录介质、诸如载波以及例如通过互联网的传输介质。因此，根据本发明的实施例，所述介质还可以是诸如合成信号或比特流的信号。所述介质还可以是分布式网络，从而以分布方式来存储/传送并执行计算机可读代码。此外，仅作为示例，处理部件可包括处理器或计算机处理器，所述处理部件可以是分布式的和/或包括在单个装置中。
因此，根据本发明的一个或多个实施例，可使用通过使用相机来拍摄测试图像而获得的二维图像来产生和/或实现线轮廓，并创建和/或使用用于补偿显示图像的线伪像的查找表，由此减少显示图像的线伪像，从而改善图像质量。
尽管已经示出并描述了本发明的一些实施例，但是本领域的技术人员应认识到在不脱离本发明的原理和精神的情况下，可对这些实施例进行改变，其中，本发明的范围在权利要求及其等同物中限定。
权利要求
1.一种产生用于光调制的线轮廓的方法，所述方法包括将拍摄的显示的测试图的二维图像划分为多个区域，计算所述区域的水平线的光强的各个平均值；以及使用计算的平均值来产生所述区域的各个水平线的线轮廓，以抵消用于光调制的光调制器的光栅之间的位移差。
2.如权利要求1所述的方法，还包括将测试图设计为由预定数量的片组成，所述片按照规则灰度等级间隔排列。
3.如权利要求2所述的方法，其中，设计测试图的步骤还包括按照随机排列组成测试图的片的方式修改测试图，从而排除片的灰度等级位置产生的影响。
4.如权利要求1所述的方法，还包括使用作为用于光调制的光调制器的一维光调制器来显示测试图，并使用相机拍摄该显示的测试图的二维图像。
5.如权利要求4所述的方法，其中，显示测试图和拍摄该显示的测试图的步骤还包括在显示测试图的同时调整显示装置的驱动电压，在使用相机执行拍摄的同时调整相机的聚焦和分辨率。
6.如权利要求4所述的方法，其中，显示测试图和拍摄该显示的测试图的步骤还包括当显示的测试图的分辨率不同于相机的分辨率时，按照以下方式重建二维图像拍摄的二维图像的水平线的数量与显示的测试图的水平线的数量相应。
7.如权利要求6所述的方法，其中，显示测试图和拍摄该显示的测试图的步骤还包括通过将相机校准曲线应用于重建的二维图像来排除相机特性产生的影响。
8.如权利要求7所述的方法，其中，相机校准曲线表示使用分光光度计对预定测试图测量的亮度值与使用相机拍摄的数字值之间的关系。
9.如权利要求7所述的方法，其中，划分拍摄的二维图像的步骤包括使用自动图像分割技术将二维图像划分为多个区域。
10.如权利要求7所述的方法，其中，产生线轮廓的步骤包括通过对产生的线轮廓执行拟合处理来减少噪声。
11.如权利要求7所述的方法，其中，线轮廓是一种曲线图，在该曲线图中，对于测试图的垂直像素号，表示输入到一维光调制器的灰度值与从一维光调制器输出的光强的值之间的关系。
12.如权利要求1所述的方法，还包括使用线轮廓创建查找表，该查找表用于避免在由光调制器输出的作为结果而生成的二维图像中产生伪像。
13.如权利要求12所述的方法，还包括通过根据输入图像和用于避免产生伪像的查找表经由光调制器调制输入光源来显示所述输入图像。
14.一种显示方法，包括根据输入图像和线轮廓来调制光，该线轮廓控制光的调制以抵消用于光调制的光调制器的光栅之间的位移差；以及将调制的光显示到屏幕上。
15.如权利要求14所述的方法，还包括将测试图设计为由预定数量的片组成，所述片按照规则灰度等级间隔排列；以及使用作为用于光调制的光调制器的一维光调制器来显示测试图，并使用相机拍摄该显示的测试图的二维图像。
16.如权利要求15所述的方法，还包括将拍摄的显示的测试图的二维图像划分为多个区域，并计算所述区域的水平线的光强的各个平均值；以及使用计算的平均值来产生所述区域的各个水平线的线轮廓，以执行对光调制器的光栅之间的位移差的抵消。
17.如权利要求14所述的方法，还包括将拍摄的显示的测试图的二维图像划分为多个区域，并计算所述区域的水平线的光强的各个平均值；以及使用计算的平均值来产生所述区域的各个水平线的线轮廓，以执行对光调制器的光栅之间的位移差的抵消。
18.一种显示系统，包括光源；光调制器；以及光扫描器，用于将光调制器的输出扫描到屏幕上，其中，光调制器根据输入图像和线轮廓来调制由光源产生的光，该线轮廓控制由光调制器输出到光扫描器的光以抵消光调制器的光栅之间的位移差，从而避免获得的显示图像中的线伪像。
19.如权利要求18所述的系统，还包括测试图设计单元，用于将测试图设计为由预定数量的片组成，所述片按照规则灰度等级间隔排列；以及二维图像获取单元，用于使用作为用于光调制的光调制器的一维光调制器来显示测试图，并使用相机拍摄该显示的测试图的二维图像。
20.如权利要求19所述的系统，还包括平均值计算单元，用于将拍摄的显示的测试图的二维图像划分为多个区域，并计算所述区域的水平线的光强的各个平均值；以及线轮廓产生单元，用于使用计算的平均值来产生所述区域的各个水平线的线轮廓，以执行对光调制器的光栅之间的位移差的抵消。
21.一种产生用于光调制的线轮廓的系统，包括平均值计算单元，用于将拍摄的显示的测试图的二维图像划分为多个区域，并计算所述区域的水平线的光强的各个平均值；以及线轮廓产生单元，用于使用计算的平均值来产生所述区域的各个水平线的线轮廓，以抵消用于光调制的光调制器的光栅之间的位移差。
22.如权利要求21所述的系统，还包括测试图设计单元，用于将测试图设计为由预定数量的片组成，所述片按照规则灰度等级间隔排列。
23.如权利要求22所述的系统，其中，测试图设计单元按照随机排列组成测试图的片的方式修改测试图，从而排除片的灰度等级位置产生的影响。
24.如权利要求21所述的系统，还包括二维图像获取单元，用于使用作为用于光调制的光调制器的一维光调制器来显示测试图，并使用相机拍摄该显示的测试图的二维图像。
25.如权利要求24所述的系统，其中，二维图像获取单元在显示测试图的同时调整显示装置的驱动电压，在使用相机执行拍摄的同时调整相机的聚焦和分辨率。
26.如权利要求24所述的系统，其中，当显示的测试图的分辨率不同于相机的分辨率时，二维图像获取单元按照以下方式重建二维图像拍摄的二维图像的水平线的数量与显示的测试图的水平线的数量相应。
27.如权利要求26所述的系统，其中，二维图像获取单元通过将相机校准曲线应用于重建的二维图像来排除相机特性产生的影响。
28.如权利要求27所述的系统，其中，相机校准曲线表示使用分光光度计对预定测试图测量的亮度值与使用相机拍摄的数字值之间的关系。
29.如权利要求27所述的系统，其中，平均值计算单元使用自动图像分割技术将拍摄的二维图像划分为多个区域。
30.如权利要求27所述的系统，其中，线轮廓产生单元通过对产生的线轮廓执行拟合处理来减少噪声。
31.如权利要求27所述的系统，其中，线轮廓是一种曲线图，在该曲线图中，对于测试图的垂直像素号，表示输入到一维光调制器的灰度值与从一维光调制器输出的光强的值之间的关系。
32.如权利要求21所述的系统，还包括查找表创建单元，用于使用线轮廓创建查找表，该查找表用于避免在由光调制器输出的作为结果而生成的二维图像中产生伪像。
33.如权利要求32所述的系统，还包括扫描单元，用于通过根据输入图像和用于避免产生伪像的查找表经由光调制器调制输入光源将调制器的输出扫描到屏幕上。
34.至少一种包括计算机可读代码的介质，该计算机可读代码用于控制至少一个处理部件来实现权利要求1的方法。
35.至少一种包括计算机可读代码的介质，该计算机可读代码用于控制至少一个处理部件来实现权利要求14的方法。
全文摘要
一种产生和/或实现用于补偿光调制器中的位移差的线轮廓的方法、介质和系统。在所述方法中，设计由预定数量的片组成的测试图，该片按照规则灰度等级间隔排列。使用一维光调制器来显示设计的测试图，并使用相机来拍摄显示的测试图，由此获取二维图像。此后，将二维图像划分为多个区域，并对于所述区域的每条水平线计算光强的平均值。最后，使用计算的平均值对各个水平线产生和/或实现线轮廓。
文档编号G09F9/33GK101086832SQ200710108938
公开日2007年12月12日 申请日期2007年6月7日 优先权日2006年6月8日
发明者方裕善, 白亚伦, 朴斗植 申请人:三星电机株式会社