降低模糊的、低闪烁显示系统的制作方法

文档序号:12749329阅读:649来源:国知局
降低模糊的、低闪烁显示系统的制作方法与工艺

本说明书总体涉及显示系统,并且具体地涉及一种降低模糊的、低闪烁显示系统。



背景技术:

大多数显示技术通过示出图像间具有轻微变化的(例如,帧中设置的)静止图像的快速演替来欺骗观看者的人类视觉系统(HVS:human visual system)来感知移动的图像。观看者的眼睛将开始追踪从帧到帧变化的图像中的特征。追踪通常采取平滑移视的形式,其中,观看者的眼睛跟随对象的近似路径。因为实际对象移动是周期性的(例如,对象在移除一帧且显示下一帧时仅改变位置),所以沿移动方向使图像内的各元素模糊。模糊量与显示对象的时间和(通常与对象移动的速度匹配的)眼睛移动速度成比例。

大多数显示技术还使用连续闪光在帧时段期间增强各图像(帧)。这些闪光可以具有变化的强度、变化的颜色以及变化的持续时间。闪光的参数被显示器(和/或被控制显示器的计算装置)控制为构建各图像元素(像素)的期望亮度和颜色。在闪光紧密间隔的情况下,观看者感知连续光的块,但对于具有小于最大强度的像素,可能在主光块之前、之后甚至之内存在没有光的间隙。当间隙在光之前和之后时,图像可能看起来以帧率闪烁。对于在75Hz帧率以下(例如,以24Hz、30Hz、50Hz或60Hz)操作的普通显示器,这可能落到观看者的闪烁融合阈值以下,这引起闪烁伪影。

模糊问题的一个解决方案是显示各图像达更短的时间段。不幸的是,缩短显示时间降低显示亮度,并往往产生当帧率在观看者闪烁融合阈值以下时可由观看者感知的闪烁伪影。在75Hz以下(例如,以24Hz、30Hz、50Hz或60Hz)工作的普通显示器在不采用多闪光或多绘制(multi-draw)方法的情况下将遭受该问题。

模糊问题的另一个解决方案是将进入的图像过滤成两个或更多个图像,然后显示各图像达更短的时间段。通常显示移动对象细节更短时间。不幸的是,过滤进入图像以检测移动引入另外的延迟,并且缩短细节帧的显示时间可能引入其它的伪影(诸如亮度变化)。

低帧率下闪烁问题的另一个解决方案是,使用多闪光和/或多绘制方法。多闪光(多绘制)技术通过将用于建立(绘制)图像的光块打破成多于一个块(闪光)来降低观看者感知闪烁伪影的风险。这将闪烁频率推到帧率的至少两倍,大大超过典型的人类闪烁融合阈值。不幸的是,多闪光/多绘制显示器在观看者追踪图像内的移动对象时引入多绘制伪影。代替简单的模糊,对象看起来沿移动的方向增加。例如,一个塔可能看起来变成两个塔,字母V可能好像是字母W等。

模糊和闪烁这两个问题的又一解决方案是增大帧率。不幸的是,增大帧率需要另外图像数据以改进模糊(否则它是简单的多绘制),并且该另外的图像数据需要如下二者之一:a.帧之间的插值(这向显示器增加延迟且还展示其它的伪影(诸如不适当的插值)(算法误解释哪些对象在其中移动)和不适当的展现(算法用错误的背景图像代替被移动的对象)),或b.另外数据捕获/处理/回放/产生设备(诸如照相机或渲染计算机)的投资。



技术实现要素:

总之,本公开致力于一种降低模糊的低闪烁显示系统,在该显示系统中,根据至少两个不同的时空驱动模式独立于彼此来控制显示装置中的像素器件。在一些情况下,所用的模式基于像素器件是显示图像的运动部分还是图像的相对静止部分。如果显示运动部分,则使用单绘制模式和/或单闪光模式;如果显示静止部分,则使用多绘制和/或多闪光模式。确定图像的部分是对应于运动部分还是相对静止部分,可以基于逐像素地比较图像帧和确定像素特性(诸如RGB(红-绿-蓝)等级)的差异是否满足阈值条件。对于数字驱动的显示装置,这种不同的时空驱动模式可以对应于不同的脉宽调制(“PWM”)模式。然而,对于模拟驱动的显示装置,可以使用类似于PWM的模式。关于是否要根据不同的时空驱动模式驱动像素器件的决定,还可以基于例如在像素器件为多投影仪系统中的显示装置的一部分时像素器件是否位于图像融合区域中。虽然这里所述的降低模糊的低闪烁显示系统目前可以应用于使用PWM型驱动(例如,在投影仪中)的数字多反射镜(DMD)型装置,但电视中所用的显示装置(诸如有机发光二极管(OLED)显示器和液晶显示器(LCD))越来越多地使用PWM来驱动;因此,这里所述的技术还可以应用于这种显示装置。

在本说明书中,元素可以被描述为“被配置为”执行一个或更多个功能或“被配置用于”这种功能。通常,被配置为执行或被配置用于执行功能的元素使得能够执行功能,并且适合于执行功能,或适应于执行功能,或可操作为执行功能,或者另外能够执行功能。

理解的是,为了本说明书的目的,表达“X、Y以及Z中的至少一个”和“X、Y以及Z中的一个或更多个”可以被解释为,仅X、仅Y或仅Z或两项或更多项X、Y以及Z的任意组合(例如,XYZ、XY、YZ、ZZ等)。类似的逻辑在任意发生“至少一个……”和“一个或更多个……”表达时可以适用于两项或更多项。

说明书的方面提供了一种显示系统,该显示系统包括:显示装置,该显示装置包括像素器件的阵列,各个所述像素器件被配置为,通过在图像帧内的至少两个强度值之间改变各个所述像素器件而被驱动至给定的输出强度值,所述至少两个强度值包括第一强度值和第二强度值,所述第二强度值高于所述第一强度值;和计算装置,该计算装置被配置为,根据图像数据的图像帧,逐像素且独立于彼此地,根据同一图像帧内的至少两个不同的时空驱动模式将所述像素器件空间地(spatially)驱动至相应的输出强度值,第一组所述像素器件根据所述同一图像帧内的第一时空驱动模式来驱动,并且第二组所述像素器件根据所述同一图像帧内的第二时空驱动模式来驱动。

所述至少两个不同的时空驱动模式可以均包括相应的脉宽调制(“PWM”)模式。

所述计算装置还可以被配置为基于与所述图像数据一起接收的、来自输入通道的数据来空间地驱动所述像素器件。

所述第一组所述像素器件可以与所述图像数据的运动部分关联,并且所述第一时空驱动模式可以包括单绘制模式和单闪光模式中的一个或更多个,并且所述第二组所述像素器件与所述图像数据的静止部分关联,并且所述第二时空驱动模式包括多绘制模式和多闪光模式中的一个或更多个。

所述计算装置还可以被配置为逐像素地、基于将当前图像帧与至少一个之前的图像帧进行比较来空间地驱动所述像素器件。

所述计算装置还可以被配置为:逐像素地将当前图像帧中的当前像素值与至少一个之前图像帧的之前像素值进行比较;当相应的当前像素值与相应的之前像素值之间的相应的变化满足阈值条件时,确定所述第一组所述像素器件;并且,当所述相应的当前像素值与所述相应的之前像素值之间的相应的变化不满足所述阈值条件时,确定所述第二组所述像素器件。满足所述阈值条件可以包括,相应的变化为如下各项中的一个或更多个:高于阈值像素值变化,和表示发生在相应的像素处的运动。

所述计算装置还可以被配置为,将与所述第一组所述像素器件相邻的所述像素器件处的相应的像素控制为所述第一时空驱动模式。

所述计算装置还可以被配置为,基于相应的像素器件是否位于图像融合区域中而确定所述第一组所述像素器件和所述第二组所述像素器件。

所述计算装置还可以被配置为,从存储器和外部图像源中的一个或更多个接收包括所述图像帧的所述图像数据。

说明书的另外方面提供了一种方法,该方法包括以下步骤:在包括计算装置和包括像素器件(各个所述像素器件被配置为通过在图像帧内的至少两个强度值之间改变各个所述像素器件来驱动至给定的输出强度值,所述至少两个强度值包括:第一强度值和第二强度值,所述第二强度值高于所述第一强度值)的阵列的显示装置的显示系统处,使用所述计算装置,根据图像数据的图像帧,逐像素且独立于彼此地,根据同一图像帧内的至少两个不同的时空驱动模式将所述像素器件空间地驱动至相应的输出强度值,第一组所述像素器件根据所述同一图像帧内的第一时空驱动模式来驱动,并且第二组所述像素器件根据所述同一图像帧内的第二时空驱动模式来驱动。

所述至少两个不同的时空驱动模式可以均包括相应的脉宽调制(“PWM”)模式。

该方法还可以包括以下步骤:基于与所述图像数据一起接收的、来自输入通道的数据来空间地驱动所述像素器件。

所述第一组所述像素器件与所述图像数据的运动部分关联,并且所述第一时空驱动模式包括单绘制模式和单闪光模式中的一个或更多个,并且所述第二组所述像素器件与所述图像数据的静止部分关联,并且所述第二时空驱动模式包括多绘制模式和多闪光模式中的一个或更多个。

该方法还可以包括以下步骤:逐像素地、基于将当前图像帧与至少一个之前的图像帧进行比较来空间地驱动所述像素器件。

该方法还可以包括以下步骤:逐像素地将当前图像帧中的当前像素值与至少一个之前图像帧的之前像素值进行比较;在相应的当前像素值与相应的之前像素值之间的相应的变化满足阈值条件时,确定所述第一组所述像素器件;以及,在所述相应的当前像素值与所述相应的之前像素值之间的相应的变化不满足所述阈值条件时,确定所述第二组所述像素器件。满足所述阈值条件可以包括,相应的变化为如下各项中的一个或更多个:高于阈值像素值变化,和表示发生在相应的像素处的运动。

该方法还可以包括以下步骤:将与所述第一组所述像素器件相邻的所述像素器件处的相应的像素控制为所述第一时空驱动模式。

该方法还可以包括以下步骤:基于相应的像素器件是否位于图像融合区域中而确定所述第一组所述像素器件和所述第二组所述像素器件。

说明书的又一方面提供了一种存储计算机程序的计算机可读介质,其中,所述计算机程序的执行用于:在包括计算装置和包括像素器件(各个所述像素器件被配置为通过在图像帧内的至少两个强度值之间改变各个所述像素器件来驱动至给定的输出强度值,所述至少两个强度值包括:第一强度值和第二强度值,所述第二强度值高于所述第一强度值)的阵列的显示装置的显示系统处,使用所述计算装置,根据图像数据的图像帧,逐像素且独立于彼此地,根据同一图像帧内的至少两个不同的时空驱动模式将所述像素器件空间地驱动至相应的输出强度值,第一组所述像素器件根据所述同一图像帧内的第一时空驱动模式来驱动,并且第二组所述像素器件根据所述同一图像帧内的第二时空驱动模式来驱动。计算机可读介质可以包括非暂时性计算机可读介质。

附图说明

为了更好地理解这里所描述的各种实施方案,并更清楚地示出如何可以使它们生效,现在将仅经由示例对附图进行参照,附图中:

图1描绘了根据非限制性实施方案的、降低模糊的低闪烁显示系统。

图2描绘了根据非限制性实施方案的、单闪光驱动信号(顶部)和多闪光驱动信号(底部)的示例。

图3描绘了根据非限制性实施方案的、根据不同时空模式驱动显示装置的方法的示意框图。

图4描绘了根据非限制性实施方案的、根据不同时空模式(具体地为单闪光模式和多闪光模式)驱动显示装置的方法的示意框图。

图5描绘了根据非限制性实施方案的、内部显示装置的至少一个像素器件根据单闪光模式来驱动而显示装置的其它像素器件同时根据多闪光模式来驱动的、图1的系统。

图6描绘了根据非限制性实施方案的、随着移动对象跨对象上所渲染的图像的顶部移动的、图1的显示装置的视图的顺序。

图7描绘了根据非限制性实施方案的、内部产生所投影图像的显示装置的不同区域取决于区域是否与图像融合区域关联、根据不同的时空模式来驱动的多投影仪显示系统。

图8描绘了根据非限制性实施方案的、另选降低模糊的低闪烁显示系统。

图9描绘了根据非限制性实施方案的、又一另选降低模糊的低闪烁显示系统。

图10描绘了根据非限制性实施方案的、又一另选降低模糊的低闪烁显示系统。

具体实施方式

图1描绘了显示系统100,该显示系统100包括显示装置101,该显示装置101包括像素器件103(为清楚在图1中仅对其中的一个进行编号)的阵列102,各个像素器件103被配置为通过在图像帧内的至少两个强度值之间改变各个像素器件,而被驱动至给定的输出强度值,所述至少两个强度值包括:第一强度值和第二强度值,第二强度值高于第一强度值;和计算装置105,该计算装置105被配置为,根据图像数据的图像帧,逐像素且独立于彼此地,根据同一图像帧内的至少两个不同的时空驱动模式将像素器件103空间地驱动至相应的输出强度值,第一组像素器件103根据同一图像帧内的第一时空驱动模式来驱动,并且第二组像素器件103根据述同一图像帧内的第二时空驱动模式来驱动。

如所描绘的,系统100还包括图像源107,该图像源107在一些实施方案中可以与计算装置105组合。图像源107通常被配置为向限定一个或更多个图像的各帧中的相应的像素的输出强度值的计算装置105提供一个或更多个图像文件。图像源107可以是本地的或者可以远离计算装置105,与计算装置105无线和/或有线通信,并且可以包括存储图像文件的存储装置、广播图像文件的广播装置、播放存储图像文件的媒体的媒体播放器(诸如DVD(数字化通用光盘)播放器和/或BlurayTM播放器和/或游戏装置等)等。

此外,在其它实施方案中,计算装置105和显示装置101组合为一个装置(例如在电视装置等中),从图像源107接收的图像在电视装置外部。在其它实施方案中,至少显示装置101可以包括投影系统的部件。无论哪种方式,理解的是,取决于它的具体实施方案,系统100可以包括对应于系统100的机械功能和/或电子功能的其它部件(诸如底盘、一个或更多个输入装置等)。

计算装置105通常包括处理器120、存储器122以及通信接口124(此后可互换地称为接口124)。处理器120可以被实施为多个处理器,包括但不限于一个或更多个中央处理器(CPU)和/或一个或更多个图形处理器单元(GPU)。处理器120还可以包括一个或更多个硬件处理器和/或ASIC(专用集成电路)处理器。处理器120被配置为与可以包括非易失性存储单元(例如,电可擦可编程只读存储器(“EEPROM”)、闪存)和/或易失性存储单元(例如,随机存取存储器(“RAM”)的存储器122通信。实施如这里所述的计算装置105和/或系统100的功能示教的编程指令可以持久地维持在存储器122中,并且可以经由在执行这种编程指令期间适当使用易失性存储的处理器120来使用。本领域技术人员现在将意识到存储器122是存储计算机程序的计算机可读介质(具体地的为非暂时性计算机可读介质)的示例,其中,计算机程序的执行用于配置如这里所述的处理器120。此外,存储器122还是存储单元和/或存储模块的示例。

通常,当处理器120处理存储器122处所存储的这种指令时,处理器120被配置为:根据图像数据的图像帧,逐像素且独立于彼此地,根据同一图像帧内的至少两个不同的时空驱动模式将像素器件103空间地驱动至相应的输出强度值,第一组像素器件103根据同一图像帧内的第一时空驱动模式来驱动,并且第二组像素器件103根据同一图像帧内的第二时空驱动模式来驱动。

接口124可以被实施为一个或更多个连接器和/或网络适配器和/或无线电广播设备,被配置为例如使用线缆和/或一个或更多个通信网络和/或一个或更多个通信链路和/或一个或更多个通信总线,以有线和/或无线方式与显示装置101(和图像源107(存在时))通信。将理解的是,接口124可以被配置为与用于实施线缆和/或一个或更多个通信网络和/或一个或更多个通信链路和/或一个或更多个通信总线的通信架构对应。

显示装置101包括如下各项中的一个或更多个:相位调制器、光调制器、光反射调制器、透光调制器、硅基液晶(LCOS)装置、液晶显示(LCD)装置以及数字微镜器件(DMD)、有机发光装置(OLED)、发光二极管装置(LED)等。因此,各像素器件103包括对应于显示装置101的技术的装置;例如,当显示装置101包括DMD时,各个像素器件103包括可在(对应于低和/或黑色强度值的)关闭状态与(对应于高和/或红色和/或绿色和/或蓝色和/或白色等的强度值的)打开状态之间切换的数字微镜。类似地,当显示装置101包括LCD时,各个像素器件103包括布置在背光源前面的液晶快门,各个液晶快门可在第一强度值与第二强度值之间切换。此外,显示装置101可以包括数字显示装置和/或模拟显示装置。

虽然未描绘,但显示装置101可以包括光源,其产生经由像素器件103调制的光。另选地,各个像素器件103可以自身发光(例如,如用OLED发生的)。

虽然像素器件103的阵列102被描绘为低分辨率五乘五阵列(即,二十五个像素器件103),但这种描绘仅是示例,并且本领域技术人员将理解,阵列102可以具有与现代高分辨率显示装置(包括但不限于4k显示装置等)相应的尺寸和分辨率;然而,显示装置的其它尺寸和分辨率在本实施方案的范围内。

通常,在本实施方案中,为了实现输出强度值,例如经由计算装置105在至少两个强度状态(例如第一定义强度值状态和第二定义强度值状态,第二定义强度值状态的关联强度高于第一定义强度值状态的各关联强度)之间驱动各个像素器件103。例如,在图像的给定帧内,为了实现输出强度值,可以在至少两个强度值状态之间驱动像素器件103,像素器件103处于各强度值的相对时间量依赖于如经由图像文件定义的输出强度值。因此,输出强度值为至少两个强度值状态的时间平均值。然而,在另外的实施方案中,各个像素器件103可以被驱动至三个或更多个定义的强度状态,以实现作为所述三个或更多个定义强度状态的时间平均值的输出强度值。

数字驱动的装置中的这种方案称为脉宽调制(“PWM”)和/或多级半色调。然而,此后将使用术语PWM。不同的PWM模式可以用于驱动像素器件103。例如,在单闪光模式(可以可互换地称为单绘制模式)下,像素器件103在更高强度值状态下花费的时间(如通过处理图像确定的)尽可能多地集合在一起成为帧内的单个脉冲等。另选地,在多闪光模式(可以可互换地称为多绘制模式)下,像素器件103在更高强度值状态下花费的时间遍布于帧内的多个脉冲等。然而,在这些模式中的每一个下,各个脉冲(无论是单个脉冲还是多个脉冲)具有对应于更高强度值状态的类似最大值。

还理解的是,术语“强度值状态”和“强度值”不是意味着暗示像素器件103发光,而是它们被驱动至对应于给定输出强度值的强度值状态和/或强度值。例如,DMD装置和/或LCD装置不发光,但可以被驱动至存在时将光调制至给定输出强度值的强度值状态和/或强度值。

在任意情况下,在现有技术装置中,使用同一驱动模式来驱动显示装置中的各像素器件。换言之,所有像素器件被驱动至单闪光和/或单绘制模式;或者所有像素器件被驱动至多闪光和/或多绘制模式。所选模式可以取决于图像帧内是否存在移动对象,在帧中存在移动对象(如经由所有像素器件的阈值变化所确定的)时单闪光模式等用于所有像素器件,并且在帧中不存在移动对象(如也经由所有像素器件的阈值变化所确定的)时多闪光模式等用于所有像素器件。

例如,参照图2,其描绘了多个帧201中的每一个的像素器件的示例驱动信号,在单闪光模式下(图2的顶部),各帧201包括相对于低强度值“IL”的、对应于高强度值的、具有高度“IH”的单个脉冲。然而,在多闪光模式下(图2的底部),各帧201包括相对于“IL”具有高度“IH”的多个脉冲(如所描绘的每帧十脉冲)。多闪光模式的各个脉冲具有单闪光模式的脉冲的1/10的时间段,使得多闪光模式的累计时间与单闪光模式的单个脉冲的时间相同。因此,光输出在给定帧期间对于两个模式将相同。此外,对于RGB光序列顺序驱动显示装置101的实施方案中,各个位平面如图2所描绘的来驱动。虽然脉冲(例如,PWM)的总持续时间对于各像素器件可以不同,但根据输出强度,在现有技术中,给定帧的所有像素器件根据单闪光模式或多闪光模式来驱动。

例如,当以单闪光模式操作时,可以减少所显示图像中的移动对象的模糊,但单闪光模式可能例如在显示装置以低于人类闪烁融合阈值(例如大约75Hz)以下的频率操作时在图像的剩余部分中引起伪影。当以多闪光模式操作时,移动对象的模糊发生,但例如在显示装置以低于人类闪烁融合阈值(例如大约75Hz)以下的频率操作时在图像的剩余部分中减少闪烁阴影。因此,取决于给定时间时实施哪个模式,现有技术装置遭受移动对象的模糊和/闪烁二者之一。

为了解决该问题,显示装置101的像素器件103根据像素强度和时空模式这两者的函数(各反过来是像素位置的函数)来驱动。这种函数可以表达为f(x,y,Ixy,Mxy,t),使得如以直角坐标表达的位置(x,y)处和时间t时的像素器件103被驱动至强度Ixy和时空模式Mxy(在一些实施方案中,可以为多闪光或单闪光二者之一)。进一步地,如此后描述的,独立于其它像素器件103的模式来选择各像素器件103的模式。

现在注意力转移到描绘了根据非限制性实施方案的、操作显示系统的方法300的流程图的框图。为了帮助说明方法300,将假定方法300例如在处理器120处理在存储器122处所存储的指令时使用系统100(具体地经由计算装置105)来执行。实际上,方法300是可以配置系统100的一种方式。此外,方法300的以下讨论将引起系统100及其各种部件的进一步理解。然而,将理解的是,系统100和/或方法300可以被改变,并且不需要正如这里所讨论的彼此协力工作,并且将理解的是,这种变型例在本实施方案的范围内。

无论如何,要强调的是,方法300不需要以如所示的确切顺序执行,除非另外表示;并且同样地,各种块可以并行而不是顺序执行;因此,方法300的元素在这里称为“块”而不是“步骤”。然而,还将理解的是,也可以在系统100的变型例上实施方法300。

在块301处,计算装置105接收包括图像帧的图像数据。例如,图像数据可以从图像源107来接收和/或从存储器122来检索。

在块303处,计算装置105根据图像数据的图像帧、逐像素且独立于彼此地、根据同一图像帧内的至少两个不同的时空驱动模式,来将像素器件103空间地驱动至相应的输出强度值。具体地,在块305处,计算装置105根据同一图像帧内的第一时空驱动模式来驱动第一组像素器件103,并且在块307处,计算装置105根据同一图像帧内的第二时空驱动模式来驱动第二组像素器件103。块303、块305以及块307可以同时发生,并且进一步地,块305、块307中的每一个可以包括块303的具体实施方案。另外,可以持续地对于图像数据中的各图像帧重复块303、块305以及块307。

虽然如下所述的,方法300可以应用于这样的系统,其中第一组像素器件103和第二组像素器件103的选择根据其它准则而发生,但理解的是,方法300可以包括这样的实现,其中基于如通过逐像素地将当前帧与一个或更多个之前帧进行比较确定的、成组的像素器件103是否对应于包括移动对象的图像数据的区域,来选择第一组像素器件103和第二组像素器件103。

例如,现在注意力转移到描绘了根据非限制性实施方案的、操作显示系统的方法400的流程图的框图的图4。为了帮助说明方法400,将假定方法400例如在处理器120处理在存储器122处所存储的指令时使用系统100(具体地经由计算装置105)来执行。实际上,方法400是可以配置系统100的一种方式。此外,方法400的以下讨论将引起系统100及其各种部件的进一步理解。然而,将理解的是,系统100和/或方法400可以被改变,并且不需要正如这里所讨论的彼此协力工作,并且将理解的是,这种变型例在本实施方案的范围内。

无论如何,要强调的是,方法400不需要以如所示的确切顺序执行,除非另外表示;并且同样地,各种块可以并行而不是顺序执行;因此,方法400的元素在这里称为“块”而不是“步骤”。然而,还将理解的是,方法400也可以在系统100的变型例上实施。

此外,理解的是,在方法300应用于图像以移除模糊和闪烁伪影时,方法400可以包括方法300的特例。

在块401处,与块301中相同,计算装置105接收包括图像帧的图像数据。例如,图像数据可以从图像源107接收和/或从存储器122检索。

在块402处,计算装置105逐像素地将当前图像帧的当前像素值与至少一个之前图像帧的之前像素值进行比较。

在块403处,在相应的当前像素值与相应的之前像素值之间的相应的变化满足阈值条件的情况下,计算装置105通过选择像素器件103,来确定第一组像素器件103。

在块404处,当相应的当前像素值与相应的之前像素值之间的相应的变化不满足阈值条件时,计算装置105通过选择像素器件103,来确定第二组像素器件103。

在块403处,满足阈值条件可以包括:相应的变化为,高于阈值像素值变化和表示发生在相应的像素处的运动中的一个或更多个。变化可以基于总像素强度和/或逐色和/或逐位平面的变化。

类似地,在块404处,不满足阈值条件可以包括:相应的变化为小于阈值像素值变化和表示发生在相应的像素处的静止对象的显示中的一个或更多个。变化可以基于总像素强度和/或逐色和/或逐位平面的变化。

此外,可以对于像素器件103中的滞后来调整阈值条件。

通常,阈值条件可以包括给定像素的强度的阈值变化。例如,当图像的区域包括移动对象时,第一帧可以具有高强度值,并且相邻帧中的相同像素可以具有低于第一强度值的强度值。这种阈值变化可以启发式地来确定且在计算装置105处配置(例如,存储在存储器122中)。

在块405处,计算装置105根据同一图像帧内的单闪光模式来驱动第一组像素器件103,并且在块407处,计算装置105根据同一图像帧内的多闪光模式来驱动第二组像素器件103。块402至块407可以同时发生,并且进一步地,可以对于图像数据中的各图像帧重复块402至块407。

接着注意力转向图5,其大致类似于图1,相同的元件具有相同的附图标记,且描述了方法300和方法400的非限制性实施方案。

具体地,图5描绘了从图像源107接收图像数据501的计算装置105。另选地,图像数据501可以存储在存储器122和/或外部存储器处;因此计算装置105还被配置为,接收如此后描述的、来自存储器和外部图像源中的一个或更多个的、包括图像帧503的图像数据501。

具体地,图5还描绘了图像数据501的示例帧503-1、503-2、503-4、503-5,帧503-1、503-2、503-4、503-5此后可互换地总称为多个帧503,且一般地称为一个帧503。如所描绘的,帧503包括一系列图像,该一系列图像包括帧503的上部区域中的移动对象505(例如,圆圈)和帧503的左中区域中的静止对象507(例如,人),帧503的剩余区域包括图像中的背景。具体地,对象505从左到右跨所描绘五个帧503上的图像的顶部移动。

还理解的是,帧503被简化且仅示出图像的黑白版,因此仅表示灰色和/或黑色/白色空间强度数据的阴影;然而,在其它实施方案中,帧503可以包括基色(primary colour)的强度数据,基色的组合产生彩色图像。此外,为了示例目的,帧503被描绘为具有比像素器件103的五乘五阵列102更佳的分辨率,然而,在实践中,帧503和阵列102可以具有相同的分辨率,和/或计算装置105被配置为将帧503转变为阵列102的分辨率。

在任意情况下,如所描绘的,处理器120例如通过将当前帧503与一个或更多个之前帧503和/或一个或更多个其它帧503进行比较,来处理图像数据501,以确定包括移动图像数据的第一组像素器件103和不包括移动图像数据的第二组像素器件103。在一些实施方案中,例如,处理器120可以将当前帧503-1与至少一个稍后的帧503-2进行比较,以确定包括移动图像数据的第一组像素器件103和不包括移动图像数据的第二组像素器件103。可以在当前帧503-1是第一帧使得没有帧503-1与之相比的之前帧时,发生这种向前的比较。另选地,处理器120可以确定第一帧503-1的全部包括移动数据。在当前帧503-2不是第一帧的实施方案中,处理器120可以将当前帧503-2与至少一个之前帧503-1进行比较,以确定包括移动图像数据的第一组像素器件103和不包括移动图像数据的第二组像素器件103。无论哪种方式,如图5中所描绘的,处理器120确定在第一帧503-1中,移动对象505位于左顶角,因此确定:用于渲染移动对象505的第一组像素器件103位于阵列102的左顶角;并且不用于渲染移动对象505的第二组像素器件103包括剩余的像素器件103。

因此,如图5中示意性描绘的,最左顶部像素器件103使用单闪光模式来驱动,并且剩余的像素器件103使用多闪光模式来驱动。使用单闪光模式驱动的像素器件103在图5中由像素器件103上所绘制的单脉冲来表示;类似地,使用多闪光模式驱动的像素器件在图5中由像素器件103上所绘制的多个脉冲来表示。

接着注意力转向图6,其描绘了随着对象505跨帧503的顶行移动的、阵列102的视图6-I、6-II、6-III、6-IV、6-V的简化序列。具体地,处理器120确定包括移动对象505(和/或所有移动图像数据)的第一组像素器件103,和不包括移动对象505(和/或不包括移动图像数据的)第二组像素器件103。因此,随着移动对象505跨帧503的顶部移动,阵列102的顶行中的各像素器件103在从而渲染移动对象505时被控制至单闪光模式。例如,视图6-I对应于帧503-1,视图6-II对应于帧503-2,视图6-III对应于帧503-3,视图6-IV对应于帧503-4,并且视图6-V对应于帧503-5。具体地,在视图6-I中,对应于移动对象505的区域中的像素器件103被控制为处于单闪光模式;此外,假设静止对象507“出现”在帧中,则对应于静止对象507的区域中的像素器件103也被控制为处于单闪光模式。剩余的像素器件103被控制为处于多闪光模式。在视图6-II、6-III、6-IV、6-V(即,随后的帧)中,静止对象507未移动,所以对应于静止对象507的像素器件103也被控制为处于多闪光模式。此外,在视图6-II、6-III、6-IV、6-V中,移动对象505已移动,所以随着移动对象505跨帧503的顶部移动,对应于移动的区域被控制为处于单闪光模式。

虽然例如使用方法400的特例,相对于移动图像数据相对于实施方法300,描述了在这之前的实施方案,但在其它实施方案中,方法300可以应用于期望将像素器件103控制至不同时空模式的其它情形。

例如,接着注意力转向图7,其描绘了包括如由计算装置705控制的投影各图像703的多个投影仪701的系统700,图像703被投影到屏幕706上。图像703在图像融合区域707中交叠,在该区域707中,图像703交叠且经由投影仪701和/或控制投影仪701的计算装置705融合在一起,以产生更大的图像。在图7中假定各投影仪701包括:显示装置,该显示装置包括用于调制光以产生图像703的像素器件(诸如DMD);以及投影仪701和/或控制投影仪701的计算装置705,该投影仪701和/或控制投影仪701的计算装置705可以确定被接收为图像数据的图像703的哪些部分基于例如投影仪701和/或屏幕706的几何结构交叠。

在任意情况下,可以使用如经由图7中的图像融合区域707中的多个脉冲表示的多闪光模式,来驱动投影仪中对应于图像融合区域707的像素器件;类似地,投可以使用如图7中的图像融合区域707外部区域中的单脉冲表示的单闪光模式,来驱动影仪中图像融合区域707外部的像素器件。因此,在方法300中,计算装置可以被配置为,基于相应的像素器件是否位于图像融合区域中来确定第一组像素器件和第二组像素器件。

在这之前,已经描述了驱动显示装置的计算装置接收图像数据且比较图像数据的图像帧和/或位平面,以根据给定时空模式来确定要驱动哪个像素器件的实施方案。然而,这种确定可以另选地经由产生图像数据和/或发送图像数据的计算装置来执行,凭借限定要用于驱动像素器件的时空模式的输入通道而逐像素地对图像数据进行编码。换言之,经由计算装置103接收的图像数据可以具有类似于包括时空强度数据和时空模式数据(即,Mxy)这两者的、如上所述的f(x,y,Ixy,Mxy,t)的格式。在一些实施方案中,图像数据的相应的像素的一个或更多个给定位元可以专用于编码像素的时空模式。因此,在这些实施方案中,在方法300中,计算装置还被配置为,基于与图像数据一起接收的、来自输入通道的数据,来空间地驱动像素器件。

本领域技术人员将理解的是,还具有更多可能的另选实施方案和修改例。例如,在一些实施方案中,第一组的像素器件可以被修改为包括与满足在单闪光模式下驱动的阈值条件的像素器件相邻的像素器件,例如以减少与第一组像素器件相邻的像素器件处的相应的像素的伪影。例如,第一组像素可以被确定为,包括所提供图像中的移动对象,并且与第一组像素器件相邻的像素器件处的相应的像素可以被控制至与第一组像素器件相同的时空驱动模式。此外,与第一组像素器件相邻的像素器件处的相应的像素的控制,可以发生在与确定第一组所根据的当前帧相邻的帧中。例如,关于要控制哪个像素器件的决定可以应用于与当前帧相邻的帧:如果之前帧中的像素被确定为移动,则当前帧中的像素可以被当作它们仿佛移动。因此,“与第一组像素器件相邻的像素器件”被理解为,包括与第一组像素器件空间相邻的像素器件和与第一组像素器件时间相邻的像素器件这两者。具体地,当使用方法300确定给定像素器件103被控制为处于单闪光模式时,随着移动对象显示在给定帧中的给定像素器件103处,那么对于下三个帧(例如),给定的像素器件103还可以被控制为处于单闪光模式,虽然其它数量的帧在本实施方式的范围内。

此外,第一组和第二组的选择可以基于图像的强度;例如,因为人类视觉系统(“HVS”)随着强度增大而对闪烁更敏感,所以方法300和/或方法400可以仅在像素和/或图像的强度在预定像素强度(例如,大约120Hz)之上时实施。

在又一实施方案中,这里所提供的显示系统可以被配置为,使一些像素器件以跨整个帧时段延伸的降低强度闪光多次(例如,闪光之间具有间隙,以降低像素强度),以将刷新率增大至HVS闪烁敏感度阈值之上,而其它像素器件在帧的一部分上闪光一次,以减少污点/模糊伪影。与多序列格式化器实施方案相比,在降低单闪光和多闪光序列这两者的长度以减少高强度像素污点的情况下,在这些实施方案中,仅缩短单闪光序列,但因此降低多闪光序列中的像素的有效强度,从而降低对宽帧黑色时段和它们在多闪光图像中引起的闪烁的需要。

例如,在16mS帧中,对于75%光输出,在单闪光模式下,具有100%强度255的8位像素可以在最大光输出处具有单个12mS脉冲(具有4mS的停止时间),以在帧中的对象移动时减少伪影;并且对于多闪光模式,12mS的光可以设置在多个脉冲中,脉冲之间具有足够的间隙,以产生12mS但跨16mS均匀地散布的光(即,具有4mS的“停止”时间),这将频率例如增大到HVS闪烁敏感度阈值之上。因此,对于用于移动对象减少伪影的、处于单闪光模式下的不同光输出,可以相对于帧的长度改变单个脉冲的长度,并且对于用于静止/未移动对象降低伪影的多闪光模式,可以改变帧中的脉冲数以及它们之间的“停止”时间。具体地,脉冲数可以被选择为,使闪烁频率移动至120Hz或更多,这大大高于HVS闪烁敏感度阈值,所以人类已经经看不到闪烁。最终结果是,在单闪光模式下,因为像素显示12mS而不是16mS,所以“最大”强度移动像素更少地模糊(惩罚是,“最大”强度现在仅是系统容量的12/16或75%),并且“最大”强度静止像素不闪烁。显示时间限制可以为多达帧时段的任意值,而不仅仅是12mS。

接着注意力转向图8,其描绘了被配置为实施方法300的系统900的具体实施方案,系统900包括:显示装置901,该显示装置901包括像素器件(未描绘);和计算装置905。还描绘了计算装置905的各种软件和硬件部件,软件部件经由处理器、存储器、通信接口、和/或其组合来实施;换言之,系统900的任意软件部件在所关联的硬件(诸如硬件处理器)中实施。换言之,显示装置901和计算装置905各分别类似于上述的显示装置101和计算装置105。

计算装置905的部件包括例如输入911,其对应于接口124,在该接口124处接收图像数据,图像数据包括反过来可以包括位平面的帧,该位平面定义用于产生彩色图像的颜色强度。

计算装置905可以包括光扭曲单元912,该光扭曲单元912被配置为根据给定几何结构(例如,图像数据要投影和/或显示到的表面的几何结构)扭曲图像数据。

计算装置905还包括至少两个帧缓冲器913-1、913-2,帧缓冲器913-1、913-2中的每一个可以缓冲图像数据的连续帧,可以使用比较单元914来比较,可以与选择缓冲器915通信,其中,帧的部分可以存储用于确定阈值条件的滞后和/或用于对相邻像素的扩展选择。如果用于对相邻像素的扩展选择,则选择缓冲器915可以增加与扩展尺寸成比例的延迟。例如,假定在系统800中,“移动”像素的(盒中的)3个像素内的任意像素还可以被定义为“移动的”。通常,数据被处理为仿佛到达光栅扫描。因此,例如,第一列可以被处理为识别移动像素,但通常应在“移动/不移动”决定发生在列1之前接收并处理另外列(即,第二列、第三列、第四列)。例如,当另外列上的像素被确定为“移动的”,则第一列上的相同栏通常被确定为“移动的”,并且这些栏的3像素内的栏(例如,在各列上)也被确定为移动的。因此,例如,任意移动像素周围“移动的”像素的a 7x7(3x 2+1x 3x2+1)盒引起(7-1)/2=3行的另外延迟。

比较单元914通常执行方法400的块403、块404,以确定显示装置901的哪个像素器件对应于包括移动对象等在内的图像数据的区域。另选地,比较单元914可以用于确定显示装置的哪个像素器件对应于融合区域等。

在任意情况下,计算装置905还包括被配置为从帧缓冲器913-1、913-2选择当前帧的当前帧选择器916,该当前帧选择器916用于产生多等级半色调(MLHT)帧917-1、917-2,MLHT帧917-1、917-2中的一个包括用于根据单闪光模式驱动显示装置901处的所有像素器件的数据,并且MLHT帧917-1、917-2中的另一个包括用于根据多闪光模式驱动显示装置901处的所有像素器件的数据。进一步地,MLHT帧917-1、917-2中的每一个可以包括位平面,该位平面用于例如在图像数据包括彩色强度数据和/或位平面时以各模式驱动像素装置。

MLHT帧917-1、917-2中的每一个可以通过使用各MLHT查找表918-1、918-2从当前帧产生,MLHT查找表918-1、918-2定义用于分别使用单闪光模式和多闪光模式将像素器件驱动至不同强度等级(可以包括彩色强度等级)的数据;换言之,基于来自当前帧的强度等级从各MLHT查找表918-1、918-2,选择填入MLHT帧917-1、917-2中的每一个的数据。

计算装置905还包括位平面序列选择器919(和/或帧部分选择器),该位平面序列选择器919(和/或帧部分选择器)接收MLHT帧917-1、917-2中的每一个以及来自比较单元914的数据,以组合MLHT帧917-1、917-2中的每一个的部分,以产生用于根据方法400的块405、块407驱动像素器件的组合MLHT帧。

具体地,在一些实施方案中,系统900可以被配置为实施块时序约束和/或全局时序约束;由此可见,单闪光和多闪光MLHT帧917-1、917-2这两者可以被配置为,使用相同的时序(包括但不限于位平面时序)。例如,当显示装置901包括DMD时,DMD时序不是随机存取的,并且仅空隙为群组的或全局的。

计算装置905还包括彼此通信的存储控制器920和位平面缓冲器921,存储控制器920被配置为从平面序列选择器919接收组合MLHT帧,并且以组合MLHT帧来驱动显示装置901。位平面缓冲器921被配置为存储组合MLHT帧的位平面,直到位平面用于驱动显示装置901为止。

因此,在系统900中,产生并基于比较单元914的输出来组合两个MLHT帧,这两个MLHT帧用于根据两个不同的时空驱动模式来驱动显示装置901的像素器件。

接着注意力转向图9,其描绘了大致类似于系统900的系统1000,相同的元件具有相同的附图标记。然而,在这些实施方案中,在选择位平面定序器919处接收来自比较单元914的数据,该选择位平面定序器919将各MLHT查找表918-1、918-2以及当前帧用于填入类似于上述组合MLHT帧的单个MLHT帧1017。由此可见,消除中间MLHT帧917-1、917-2的产生。系统1000另外以类似于系统900的方式起作用。

接着注意力转向描绘了系统1100的图10,图10示意性描绘了当图像数据包括视频流时的系统100、900以及1000的功能。具体地,系统1100包括显示装置1101和计算装置1105。还描绘了计算装置1105的各种软件和硬件部件,软件部件经由处理器、存储器、通信接口和/或其组合来实施。换言之,显示装置1101和计算装置1105各分别类似于上述的显示装置101和计算装置105。

计算装置105例如从图像源、存储器等接收视频流1106,并在帧元素分析单元1107处分析帧元素,其中,在部件1108处产生序列选择器数据(例如,以选择哪个模式要用于显示装置1101的各像素器件)。计算装置1101还在部件1109处将来自视频流1106的视频数据解包(unpack)成光栅图像,并且像素显示模式选择器1110接收来自部件1109的光栅图像以及来自部件1108的选择数据,以分别在部件1111、1113处确定哪些像素器件将在单闪光模式下操作(例如,以便降低模糊),并且哪些像素器件将在多闪光模式下操作(例如,以便降低闪烁);部件1111、1113通常可以输出类似于MLHT帧917-1、917-2和/或MLHT帧1017的帧数据。部件1111、1113处产生的帧数据在部件1115处被编译成,用于驱动显示装置1101的显示驱动器格式。

本领域技术人员将理解,还存在更多可能的另选实施方案和修改例。例如,虽然这里参照空间驱动像素装置描述了本实施方案,但在根据同一图像帧内的两个不同时空驱动模式的同一图像帧中,像素器件可以被空间地驱动至同一图像帧内的至少两个不同的时空驱动模式(包括但不限于同一图像帧内的三个时空驱动模式、不限于同一图像帧内的四个时空驱动模式等)。实际上,虽然仅描述了两个不同的时空驱动模式(单闪光和多闪光),但其它时空驱动模式(包括例如改变模式内的强度的、对这里描述的单闪光和多闪光模式的修改例)在本实施方式的范围内。在任意情况下,像素器件可以被驱动至同一图像帧内的多个不同的时空驱动模式,例如以在单闪光和多闪光之间更平滑地过渡,以减少图像中的伪影。

因此,本说明书提供了一种具有降低的运动伪影的显示系统,该显示系统可以在不需要高帧率内容或引入闪烁伪影的情况下,特别用于低帧率显示器。在一些本实施方式中,像素驱动序列从单闪光模式过渡至多闪光模式,以减少伪影。这种过渡可以发生在预定像素强度或预定像素强度以下,以减少图像的更暗淡部分的伪影,并且因为HVS随着强度降低对闪烁更不敏感,这可以在保持单闪光像素序列的模糊降低益处的同时产生改善的图像外观,并且可以随着像素强度降低而可以更有效。

因此,本实施方案可以包括多序列格式化器(例如,计算装置),该多序列格式化器被配置为控制显示装置处的一些像素器件,以每帧闪光多次,以将刷新率提高至HVS闪烁敏感度阈值以上,并且控制其它像素器件每帧闪光一次,以减少污点/模糊伪影。

可以基于输入通道(例如,阿尔法通道)和确定像素强度充分改变以表示运动的时间(例如,如根据德尔塔和/或超过阈值的任意RGB像素值的变化确定的)来完成序列选择。在一些实施方案中,可以发生滞后。在其它实施方案中,模糊可以发生在相邻的像素处,以避免可能将眼睛错误的闪光至移动边缘的闪光伪影。

在高强度像素处实施模糊降低的情况下,由于黑色时段,以闪烁为代价,可以缩短多闪光序列和单闪光序列这两者。

本领域技术人员将理解,在一些实施方案中,系统100、900、1000、1100的功能可以使用预编程的硬件或软件元件(例如,专用集成电路(ASIC)、电可擦可编程只读存储器(EEPROM)等)或其它相关部件来实施。在其它实施方案中,可以使用有权使用存储用于操作计算设备的计算机可读程序代码的代码存储器(未示出)的计算设备,来实现系统100、900、1000、1100的功能。计算机可读程序代码可以存储在固定的、有形的以及可由这些部件直接读取的计算机可读存储介质(例如,可移除磁盘、CD-ROM、ROM、固定磁盘、USB驱动器)上。此外,理解的是,计算机可读程序可以被存储为包括计算机可用介质的计算机程序产品。进一步地,持久存储装置可以包括计算机可读程序代码。还进一步理解的是,计算机可读程序代码和/或计算机可用介质可以包括非暂时性计算机可读程序代码和/或非暂时性计算机可用介质。另选地,计算机可读程序代码可以远程地存储但可经由调制解调器或通过传输介质连接到网络(在不限制的情况下包括因特网)的其它接口传输到这些部件。传输介质可以是非移动介质(例如,光和/或数字和/或模拟通信线路)或移动介质(例如,微波、红外、自由空间光或其它传输概念)或其组合。

本领域技术人员将理解,还存在更多可能的另选实施方案和修改例,并且将理解,上述示例仅是一个或更多个实施方案的例示。因此,范围仅受所附权利要求的限制。

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