图像处理设备、图像处理方法以及立体显示装置制造方法
【专利摘要】根据一个实施例，一种图像处理设备包括第一获得单元、指定单元、第一计算器、第二获得单元和选择器。所述第一获得单元获得第一视差数，所述第一视差数表示在显示单元上显示的视差图像中的从预定视点位置观察到的视差图像，所述显示单元包括显示元件以及用于控制从所述显示元件发出的光束的发射方向的光束控制元件，所述显示元件具有设置于其中的多个像素，所述显示单元能够显示立体图像，所述立体图像包括具有彼此不同的视差的多幅视差图像。所述指定单元在面板参数的值的可能范围中指定任一值作为面板参数候选，所述面板参数与所述显示元件与所述光束控制元件之间的对应关系相关。所述第一计算器使用由所述指定单元指定的面板参数候选并且使用指示在观察时的面板参数的第一面板参数，来计算第二视差数，所述第二视差数表示当所述面板参数从第一面板参数改变为面板参数候选时，预期从视点位置观察到的视差图像。所述第二获得单元获得第三视差数，所述第三视差数表示假定从视点位置观察到的视差图像。当在可由所述指定单元指定的多个面板参数候选中指定第一面板参数候选时计算得到的第二视差数与第三视差数之间的误差小于在指定与所述第一面板参数候选不同的第二面板参数候选时计算得到的第二视差数与所述第三视差数之间的误差时，所述选择器选择所述第一面板参数候选作为所述面板参数。
【专利说明】图像处理设备、图像处理方法以及立体显示装置
[0001]相关申请的交叉参考
[0002]本申请基于并要求于2012年9月11日提交的日本专利申请N0.2012-199759的优先权；其全部内容通过参考并入本文中。
【技术领域】
[0003]本文描述的实施例总体上涉及一种图像处理设备、一种图像处理方法以及一种立体显示装置。
【背景技术】
[0004]在免戴眼镜的3D面板(免戴眼镜的三维显示设备)中，将在水平方向上以循环方式设置的诸如圆柱透镜或屏障(狭缝)的具有线性光学孔径的光束控制元件布置在诸如液晶面板的显示元件的前面，用于以肉眼实现立体观察；在显示元件与光束控制元件之间的位置关系具有相当大的重要性。可以使用面板参数(与显示元件和光束控制元件之间的对应关系相关的面板参数)来表示这种位置关系，例如它包括以下各项中的至少一项:光束控制元件相对于显示元件的倾斜；对应于单个光学孔径的图像的间距(pitch);以及表示显示元件与光束控制元件之间的偏移量的相位。然后，基于面板参数，将多视点3D图像(所谓的视差图像)设置在显示元件上，从而执行适当的立体显示。然而，很少根据设计值来设置视差图像，更多的是存在很小的误差。在这点上，已知所谓的校准技术，在其中评估误差并估计准确的面板参数。
[0005]作为传统的校准技术，已知一种技术，其中，例如将平行线组显示在3D面板上，并从预定位置进行观察，以循环方式重复以下操作，直到显示达到最佳状态:改变面板参数一执行反映面板参数的变化的显示一观察。
[0006]然而，在传统技术中，由于需要以循环方式重复改变面板参数的操作一执行反映面板参数的变化的显示一观察；因此它需要较长时间段来执行校准。
【发明内容】
[0007]实施例的目在于提供一种图像处理设备、一种图像处理方法以及一种立体图像显示设备，其能够减少执行校准所需的时间量。
[0008]根据一个实施例，一种图像处理设备包括第一获得单元、指定单元、第一计算器、第二获得单元以及选择器。所述第一获得单元获得第一视差数，所述第一视差数表示在显示单元上显示的视差图像中的从预定视点位置上实际观察到的视差图像，所述显示单元包括显示元件以及光束控制元件，其用于控制从显示元件发出的光束的发射方向，所述显示元件具有设置于其中的多个像素，所述显示单元能够显示立体图像，其包括具有彼此不同视差的多个视差图像。所述指定单元在面板参数值的可能范围中指定任一值作为面板参数候选，该面板参数与显示元件与光束控制元件之间的对应关系相关。第一计算器使用由指定单元指定的面板参数候选并使用指示在观察时的面板参数的第一面板参数，来计算第二视差数，其表示当面板参数从第一面板参数改变为面板参数候选时，预期从视点位置观察到的视差图像。第二获得单元获得第三视差数，其表示假定从视点位置观察到的视差图像。当在可由所述指定单元指定的多个面板参数候选中指定第一面板参数候选时计算得到的第二视差数与第三视差数之间的误差小于在指定与所述第一面板参数候选不同的第二面板参数候选时计算得到的第二视差数与所述第三视差数之间的误差时，所述选择器选择所述第一面板参数候选作为所述面板参数。
[0009]根据上述图像处理设备，可以减小执行校准所需的时间量。
【专利附图】
【附图说明】
[0010]图1是示出根据实施例的立体显示装置的图示；
[0011]图2是用于解释根据实施例执行的像素映射的示例的图示；
[0012]图3是示出根据实施例在显示区域中实际观察到的视差数的图示；
[0013]图4是示出根据实施例在显示区域中实际观察到的视差数的图示；
[0014]图5是示出根据实施例通过划分显示区域而获得的多个图像区域的示例的图示；
[0015]图6是示出根据实施例在子像素的视差数与光束视差数数据之间的关系的图示；
[0016]图7是示出根据第一实施例的图像处理单元的结构示例的图示；
[0017]图8是示出根据第一实施例执行的校准操作的概念图；
[0018]图9是用于解释根据第一实施例执行的校准操作的示例的流程图；
[0019]图10是示出根据实施例的面板`、视差图像与光束视差数数据之间的关系的图示；以及
[0020]图11是示出根据第二实施例的图像处理单元的结构示例的图示。
【具体实施方式】
[0021]以下将参考附图来详细描述各个实施例。在根据下述的每一个实施例的立体显示装置中，显示了具有彼此不同的视差的多个视差图像，以使得观察者能够观看立体图像。在此，在立体图像显示设备中，可以实现诸如积分成像方法(II方法)或多视点方法的3D显示方法。立体图像显示设备的示例包括电视机(TV)、个人计算机(PC)、智能电话或数码相框，其使得观察者能够以肉眼观看立体图像。
[0022]第一实施例
[0023]图1是示出根据实施例的立体图像显示设备I的概括图。立体图像显示设备I包括显示单元10和图像处理单元20。
[0024]显示单元10是能够显示立体图像的设备，立体图像包括具有彼此不同的视差的多个视差图像。如图1所示，显示单元10包括显示元件11和光束控制元件12。
[0025]视差图像组成立体图像，并用于使得观察者能够观看立体图像。在立体图像中，以如下方式分配每一个视差图像的像素:当借助光束控制元件12从观察者的视点位置观看显示元件11时，观察者的一只眼睛看见一幅特定视差图像，观察者的另一只眼睛看见另一幅视差图像。也就是说，通过重新设置每一个视差图像的像素来生成立体图像。
[0026]显示元件11用于显示立体图像。在显示元件11中设置了多个像素。更具体而言，在显7]^兀件11中，在第一方向(行方向)上和第二方向(列方向)上以类似于矩阵的方式设置了具有不同颜色(例如红色(R)、绿色(G)和蓝色(B))的多个子像素。在图1所示的示例中，单个像素由RGB子像素组成。在第一方向上，以红色(R)、绿色(G)和蓝色(B)的顺序重复设置子像素。在第二方向上，设置了相同颜色成分的子像素。作为显示元件11，可以使用诸如有机电致发光(有机EU、液晶显示(IXD)、等离子体显示面板(PDP)的直观型二维显示或投影型显示。然而，显示元件11还可以具有包括背光的结构。与此同时，在第一实施例中提及的“子像素”可以认为是对应于权利要求书中提及的“像素”。此外，在以下解释中，显示元件11有时也被称为面板。
[0027]光束控制元件12控制从显示元件11的每一个子像素发出的光束的方向。光束控制元件12具有沿着第一方向设置的多个线性延伸光学孔径，用于发出光束。在图1所示的示例中，光束控制元件12是透镜状薄板，在其上设置了多个圆柱透镜(其起到光学孔径的作用)。然而，这不是唯一可能的情况。可替换地，例如，光束控制元件12可以是视差屏障，其具有设置于其上的多条狭缝。在这里，在显示元件11与光束控制元件12之间保持固定的距离(间隙)。此外，以如下方式布置光束控制元件12:使得其光学孔径的延伸方向相对于显示元件11的第二方向(列方向)具有预定的倾斜。结果，在光学孔径与显示像素的行方向上的位置中出现未对准。因此，对于每一个不同高度，存在不同的可见区域(即，在其中可以观看到立体图像的区域)。
[0028]在第一实施例中，如图2所示，在子像素的顶部倾斜放置透镜。因此，通过透镜可见的子像素例如是沿图2所示的虚线的。也就是说，尽管在水平方向和垂直方向上以类似于矩阵方式设置了显示元件11中的多个子像素，但在子像素的顶部倾斜放置透镜。为此，在为了显示视差图像而分配子像素的情况下(即，在执行像素映射的情况下)，需要根据透镜的延伸方向来分配子像素。在这里，针对分配显示7幅视差图像的子像素的示例给出解释。具有相同数字的子像素显示相同的视差图像。为每一幅视差图像预先分配互斥的数字(视差数)，其与分配给相邻视 差图像的数字相差I。在图2所示的示例中，为第一视差图像分配了视差数“I” ；为相邻的第二视差图像分配了视差数“2” ；为相邻的第三视差图像分配了视差数“3” ；为相邻的第四视差图像分配了视差数“4” ；为相邻的第五视差图像分配了视差数“5” ；为相邻的第六视差图像分配了视差数“6” ；为相邻的第七视差图像分配了视差数“7”。
[0029]此外，以如下方式执行像素映射:在对应于单个光学孔径(透镜)的图像中，包括了对应于每一个视点的多幅视差图像中每一幅的像素。从设置在显示元件11中的多个子像素中，根据以下给出的使用任意面板参数? = (atan，Xn，ioffset)的等式(I)，可以获得相对于其执行像素映射的在第i行和第j列处的子像素(i，j)的视差数V。
【权利要求】
1.一种图像处理设备，包括: 第一获得单元，被配置成获得第一视差数，所述第一视差数表示在显示单元上显示的视差图像中的从预定视点位置实际观察到的视差图像，所述显示单元包括显示元件以及用于控制从所述显示元件发出的光束的发射方向的光束控制元件，所述显示元件具有设置于其中的多个像素，所述显示单元能够显示立体图像，所述立体图像包括具有彼此不同的视差的多幅视差图像； 指定单元，被配置成在面板参数的值的可能范围中指定任一值作为面板参数候选，所述面板参数与在所述显示元件与所述光束控制元件之间的对应关系相关； 第一计算器，被配置成使用由所述指定单元指定的所述面板参数候选并且使用指示观察时的所述面板参数的第一面板参数，来计算第二视差数，所述第二视差数表示当所述面板参数从所述第一面板参数改变为所述面板参数候选时，预期从所述视点位置观察到的视差图像； 第二获得单元，被配置成获得第三视差数，所述第三视差数表示假定从所述视点位置观察到的视差图像；以及 选择器，被配置成当在可由所述指定单元指定的多个面板参数候选中指定第一面板参数候选时计算得到的第二视差数与第三视差数之间的误差小于在指定与所述第一面板参数候选不同的第二面板参数候选时计算得到的所述第二视差数与所述第三视差数之间的误差时，选择所述第一面板参数候选作为所述面板参数。
2.根据权利要求1所述的设备，其中，所述选择器从可由所述指定单元指定的多个面板参数候选中选择在所述第二视差数与所述第三视差数之间具有最小误差的所述面板参数候选作为所述面板参数。
3.根据权利要求1所述的设备，其中， 所述第一获得单元获得对应于图像区域的所述第一视差数，所述图像区域包括在所述显示单元的显示所述立体图像的显示区域中，并且 所述第一计算器通过将对应于所述图像区域并且能够使用由所述指定单元指定的所述面板参数候选计算得到的像素的视差数与对应于所述图像区域并且能够使用所述第一面板参数计算得到的像素的视差数之间的差值增加到对应于所述图像区域的所述第一视差数，来计算对应于所述图像区域的所述第二视差数。
4.根据权利要求1所述的设备，进一步包括校正单元，其被配置成使用校正数据针对每一个所述像素执行校正来将从所述视点位置观察到的所述视差数设定为所述第三视差数，所述校正数据指示第四视差数与所述第三视差数之间的差值，所述第四视差数表示当所述面板参数从所述第一面板参数改变为由所述选择器选择的所述面板参数时，预期从所述视点位置观察到的视差图像。
5.根据权利要求1所述的设备，其中，所述第一获得单元获得所述第一视差数，所述第一视差数经历了用于校正光束中的失真而执行的失真校正。
6.根据权利要求1所述的设备，进一步包括: 第三获得单元，被配置为获得多幅视差图像；以及 第二计算器，被配置成基于第四视差数并且基于由所述第三获得单元获得的所述多幅视差图像而针对每一个所述像素来计算所述像素的像素值，所述第四视差数指示能够使用由所述选择器选择的所述面板参数计算得到的所述像素的视差数。
7.根据权利要求2所述的设备，其中，当所述第一视差数与所述第三视差数之间的误差小于在指定了可由所述指定单元指定的多个面板参数候选中的每一个面板参数候选之后计算得到的所述第二视差数与所述第三视差数之间的误差时，所述选择器选择所述第一面板参数作为所述面板参数。
8.—种图像处理方法，包括: 获得第一视差数，其表示在显示单元上显示的视差图像中的从预定视点位置实际观察到的视差图像，所述显示单元包括显示元件以及用于控制从所述显示元件发出的光束的发射方向的光束控制元件，所述显示元件具有设置于其中的多个像素，所述显示单元能够显示立体图像，所述立体图像包括具有彼此不同的视差的多幅视差图像； 使用面板参数候选并且使用指示在观察时的所述面板参数的第一面板参数来计算第二视差数，所述面板参数候选指示在面板参数的值的可能范围中的任一值，所述面板参数与在所述显示元件与所述光束控制元件之间的对应关系相关，所述第二视差数表示当所述面板参数从所述第一面板参数改变为所述面板参数候选时，预期从所述视点位置观察到的视差图像； 获得第三视差数，所述第三视差数表示假定从所述视点位置观察到的视差图像；以及 当在所述面板参数的可能范围内的多个面板参数候选中指定第一面板参数候选时计算得到的所述第二视差数与所述第三视差数之间的误差小于在指定与所述第一面板参数候选不同的第二面板参数候选时计算得到的所述第二视差数与所述第三视差数之间的误差时，选择所述第一面板参数候选作为所述面板参数。
9.一种立体显示装置，包括: 显示单元，其包括显示元件以及用于控制从所述显示元件发出的光束的发射方向的光束控制元件，所述显示元件具有设置于其中的多个像素，所述显示单元能够显示立体图像，所述立体图像包括具有彼此不同的视差的多幅视差图像； 第一获得单元，被配置成获得第一视差数，所述第一视差数表示在所述显示单元上显示的视差图像中的从预定视点位置实际观察到的视差图像， 指定单元，被配置成在面板参数的值的可能范围中指定任一值作为面板参数候选，所述面板参数与所述显示元件与所述光束控制元件之间的对应关系相关； 第一计算器，被配置成使用由所述指定单元指定的所述面板参数候选并且使用指示在观察时的所述面板参数的第一面板参数，来计算第二视差数，所述第二视差数表示当所述面板参数从所述第一面板参数改变为所述面板参数候选时，预期从所述视点位置观察到的视差图像； 第二获得单元，被配置成获得第三视差数，所述第三视差数表示假定从所述视点位置观察到的视差图像；以及 选择器，被配置成当在可由所述指定单元指定的多个面板参数候选中指定第一面板参数候选时计算得到的所述第二视差数与所述第三视差数之间的误差小于在指定与所述第一面板参数候选不同的第二面板参数候选时计算得到的所述第二视差数与所述第三视差数之间的误差时，选择所述第一面板参数候选作为所述面板参数。
【文档编号】H04N13/00GK103686130SQ201310407465
【公开日】2014年3月26日 申请日期:2013年9月9日 优先权日:2012年9月11日
【发明者】三岛直, 三田雄志 申请人:株式会社东芝