專利名稱：立體顯示裝置的制作方法
立體顯示裝置本發(fā)明涉及一種立體顯示裝置，該裝置包括用于產(chǎn)生顯示的部件， 該立體顯示裝置包括在第一平面中橫向分離的象元和光引導(dǎo)部件，該 光引導(dǎo)部件包括一組光引導(dǎo)元件，每個(gè)光引導(dǎo)元件與各自組的象元相 關(guān)聯(lián)，光引導(dǎo)部件在第一平面中疊加在象元上，用于將象元輸出引導(dǎo) 到相對(duì)于第一平面的互不相同的角方向上。本發(fā)明還涉及一種計(jì)算顯示值的方法，該顯示值將被提供給該立 體顯示裝置。本發(fā)明還涉及一種可由計(jì)算機(jī)設(shè)備裝載的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，該計(jì) 算機(jī)程序產(chǎn)品包括計(jì)算顯示值的指令，該顯示值將被提供給該立體顯 示裝置。在本文起始段中所述種類的立體顯示裝置在諸如電話的手持應(yīng)用中和其中采用多個(gè)視圖的(TV)監(jiān)視器中的應(yīng)用日益廣泛。象元在諸如單色設(shè)備中可以對(duì)應(yīng)于單個(gè)像素，但是通常(在彩色設(shè) 備中)對(duì)應(yīng)于彩色象元的子像素。在US 6. 064. 424中描述了上述種類的立體顯示裝置，該專利中顯示 了有源矩陣液晶顯示面板，該顯示面板具有以成象元分組方式布置的象 元，和作為疊加在顯示面板上的光引導(dǎo)元件的透鏡狀屏幕，該透鏡狀屏 幕具有(圓柱狀)透鏡元件或雙凸透鏡。將每個(gè)象元的光根據(jù)象元相對(duì) 于透鏡的位置以不同的界限分明的方向發(fā)送。這樣通常對(duì)應(yīng)于6個(gè)不同的 視角產(chǎn)生6個(gè)獨(dú)立的視圖。觀看者每個(gè)眼睛接收不同的視圖，并且當(dāng)采用 適當(dāng)?shù)膱D像內(nèi)容時(shí)可觀看到三維圖像。在US 6. 064. 424中的每個(gè)雙凸透鏡與一組象元關(guān)聯(lián)。雙凸透鏡相對(duì) 于垂直圓柱方向傾斜，這對(duì)于所看到的三維像素結(jié)構(gòu)是有利的。然而對(duì)于觀看者而言，由于顯示器的不同部分以不同的角度到達(dá)觀 看者的眼睛的事實(shí)，在顯示器上仍然存在強(qiáng)度調(diào)制，該強(qiáng)度調(diào)制稱之為 "暗帶"。當(dāng)觀看者平行于顯示器移動(dòng)時(shí)，暗帶在顯示器上"平移"，而 當(dāng)觀看者朝向顯示器或遠(yuǎn)離顯示器移動(dòng)時(shí)，暗帶的間距(pitch)發(fā)生改變。即使具有較小的調(diào)制深度(例如，僅為1%),這種效應(yīng)仍然非常令 人煩惱。申請(qǐng)人于2005年4月"日在歐洲專利局提交了 一份申請(qǐng)?zhí)?OMO3555. 8的專利申請(qǐng)(代理人巻號(hào)PH000443 ),該申請(qǐng)公開了一個(gè)至少 克服了部分所迷強(qiáng)度調(diào)制的發(fā)明?；旧希撋暾?qǐng)公開了通過傾斜角度 和透鏡間距的某些組合來防止暗帶。所提供的技術(shù)方案稱為"局部視圖"。 該發(fā)明基于這樣的理解，即上述調(diào)制隨觀看角度變化通過選擇在其中"全 部"(虛擬)子像素和"部分"(虛擬)子像素同時(shí)被成像，導(dǎo)致強(qiáng)度調(diào) 制的設(shè)計(jì)來克服，上述的調(diào)制隨觀看角度變化由在(LCD)象元周圍存在 非發(fā)射區(qū)域(黑色矩陣)引起，上述非發(fā)射區(qū)域被"成像"在某些(因 此更暗的)方向中，上述的"全部"(虛擬)子像素和"部分"(虛擬) 子像素彼此產(chǎn)生相移(例如，對(duì)于k-2為180。)。因此，消除了總強(qiáng)度 的第一諧波而僅保留了更小強(qiáng)度的第二諧波(和第三諧波等)。因此減少 了暗帶效應(yīng)。然而，如果以直接的方式呈現(xiàn)具有相對(duì)大深度或差異的物體，顯示 將遭受所謂的鋸齒邊緣。這些重復(fù)圖案對(duì)例如背景遠(yuǎn)處的物體造成了不 自然的尖銳特征，上述不自然的尖銳特征通常有些模糊。本發(fā)明的目的在于提供一種在起始段所述類型的方法，由此至少部 分地阻止這些所謂的鋸齒邊緣的產(chǎn)生。本發(fā)明的目的由如下的方法實(shí)現(xiàn)，該方法包括- 基于角方向的第一個(gè)和象元的第一個(gè)的坐標(biāo)從3-D表示來確定第一中間值；- 基于相對(duì)于第一平面的另一角方向和象元的第一個(gè)的坐標(biāo) 從3-D表示來確定第二中間值；- 將第一中間值和第二中間值結(jié)合到顯示值，該顯示值與象元的 第一個(gè)的特定輸出有關(guān)。發(fā)明人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，如杲在呈現(xiàn)(即計(jì)算)顯示值期間，在來自3-D表 示的第一中間值、角方向的第一個(gè)和象元的第一個(gè)的坐標(biāo)之間保持嚴(yán)格 的對(duì)應(yīng)，就會(huì)產(chǎn)生偽影。換句話說，如果僅基于第一中間值計(jì)算顯示值， 就會(huì)產(chǎn)生偽影，而這恰恰是大多數(shù)呈現(xiàn)方法的正確方案?；旧?，根據(jù) 本發(fā)明的方法基于在3-D表示中的低通濾波。由于采用了分別基于各自角方向并且都與第一象元的相同坐標(biāo)有關(guān)的多個(gè)中間值，因而濾波的量取 決于待顯示的物體的深度(差異)。將要顯示在第一平面(或十分靠近第 一平面)的物體不會(huì)或幾乎不會(huì)產(chǎn)生模糊，而對(duì)于將要更遠(yuǎn)離第一平面進(jìn)行顯示的3-D表示的其他物體，模糊量會(huì)更大。雖然低通濾波是公知的技術(shù)，但是根據(jù)本發(fā)明的方法與本領(lǐng)域普通 技術(shù)人員通常采用的方法存在明顯區(qū)別。普通技術(shù)人員會(huì)呈現(xiàn)多個(gè)視圖 (即被引導(dǎo)到各種互不相同的角方向的不同的圖像)，隨后將低通這些不 同的視圖。這是一種直接、簡單和更具計(jì)算機(jī)友好度的方法。然而，與 本發(fā)明的方法相比，不同視圖的圖像質(zhì)量，尤其是銳度較低。在那種情 況下，濾波將與深度無關(guān)。這意味著待顯示在第一平面(或相對(duì)靠近第 一平面)的均勻物體將會(huì)產(chǎn)生模糊。在根據(jù)本發(fā)明的方法的實(shí)施例中，角方向的第一個(gè)和另 一角方向之 間的第 一差值基本與角方向的第 一個(gè)和角方向的第二個(gè)之間的第二差值 相同。優(yōu)選地，第二差值對(duì)應(yīng)于角方向之間的相互差值的集合中的相互 差值的最小值。換句話說，另一角方向優(yōu)選地對(duì)應(yīng)角方向的第二個(gè)，由 此在顯示裝置被設(shè)置用于將輸出引導(dǎo)到的所有角方向中，角方向的第二 個(gè)從角方向與角方向的第一個(gè)的偏離最小。如果第一差值小于第二差值， 同樣可獲得良好的結(jié)果。在根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例中，為了確定第一中間值，采用角方向的第 一個(gè)。"基于，，角方向的第一個(gè)來確定第一中間值的事實(shí)不意味著嚴(yán)格采 用角方向的第一個(gè)，也就是說，所采用的角方向可以偏離角方向的第一 個(gè)，其由諸如透鏡的光引導(dǎo)元件的物理尺寸和象元的第一個(gè)相對(duì)于光引 導(dǎo)元件的光軸的位置來直接確定。在根據(jù)本發(fā)明的方法的實(shí)施例中，另一角方向?qū)?yīng)角方向的第二個(gè)， 角方向的第一個(gè)通過象元的第一個(gè)相對(duì)于其相關(guān)的光引導(dǎo)元件的第一個(gè) 的第一空間位置來確定，角方向的第二個(gè)通過象元的第二個(gè)相對(duì)于其相 關(guān)的光引導(dǎo)元件的第二個(gè)的第二空間位置來確定。如上所述，將立體顯 示裝置設(shè)計(jì)成以相對(duì)于第一平面互不相同的角方向引導(dǎo)象元的輸出。例 如，存在14個(gè)不同的角方向。立體顯示裝置的布置(即橫向分離的象元 和包括光引導(dǎo)元件的光引導(dǎo)部件的排列)決定了這14個(gè)不同的角方向。 14個(gè)不同的角方向的集合中的一部分與光引導(dǎo)元件的第一個(gè)相關(guān)。H個(gè) 不同的角方向的集合的第二部分與光引導(dǎo)元件的第二個(gè)相關(guān)，而14個(gè)不同的角方向的第三部分與光引導(dǎo)元件的第三個(gè)相關(guān)。優(yōu)選地，用于計(jì)算顯示值的不同角方向?qū)?yīng)14個(gè)不同的角方向的集合的不同部分。 一個(gè)根據(jù)本發(fā)明的方法的實(shí)施例，包括- 基于相對(duì)第一平面的第二個(gè)另外的角方向和象元的第一個(gè)的 坐標(biāo)從3-D表示來確定第三中間值；以及- 將第一中間值、第二中間值和第三中間值結(jié)合到顯示值。 優(yōu)選地，顯示值基于兩個(gè)以上的中間值，例如基于三個(gè)中間值。然而三個(gè)以上的中間值同樣可獲得良好的結(jié)杲。如果中間值的數(shù)目多于兩 個(gè)，上述條件同樣適用，例如與角方向的差值和角方向的集合的部分相 關(guān)的條件。在根據(jù)本發(fā)明的方法的實(shí)施例中，結(jié)合包括計(jì)算第一中間值、第二 中間值和可選的第三中間值的平均值來計(jì)算顯示值。優(yōu)選地，計(jì)算平均 值包括計(jì)算加權(quán)的平均值。第 一 中間值優(yōu)選具有最高的加權(quán)向量。本發(fā)明的另一目的在于提供一種在起始段所述類型的立體顯示裝 置，由此至少部分地阻止這些所謂的鋸齒邊緣的產(chǎn)生。本發(fā)明的目的由顯示裝置實(shí)現(xiàn)，該顯示裝置包括- 第一確定部件，用于基于角方向的第一個(gè)和象元的第一個(gè)的 坐標(biāo)從3-D表示來確定第一中間值；- 第二確定部件，用于基于相對(duì)第一平面的另一角方向和象元 的第 一個(gè)的坐標(biāo)從3-D表示來確定第二中間值；- 結(jié)合部件，用于將第一中間值和第二中間值結(jié)合到顯示值；以及- 提供部件，用于將顯示值提供給象元的第一個(gè)以產(chǎn)生其輸出。 本發(fā)明的另 一 目的在于提供一種在起始段所述類型的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，由此至少部分地阻止這些所謂的鋸齒邊緣的產(chǎn)生。本發(fā)明的目的由計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)，該計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品在被裝載 后^f吏所述的處理部件能夠^U亍- 基于角方向的第一個(gè)和象元的第一個(gè)的坐標(biāo)從3-D表示來確定第一中間值；- 基于相對(duì)于第一平面的另一角方向和象元的第一個(gè)的坐標(biāo) 從3-D表示來確定第二中間值；以及- 將第一中間值和第二中間值結(jié)合到顯示值，該顯示值與象元的第一個(gè)的特定輸出相關(guān)。上述方法的修改及其變形可以對(duì)應(yīng)于所描述的立體顯示裝置和計(jì)算 機(jī)程序產(chǎn)品的修改和變形。根據(jù)本發(fā)明的立體顯示裝置、方法和計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品的這些和其 他方面通過下文所述的實(shí)現(xiàn)方式和實(shí)施例并參考附圖將會(huì)更加明了 ，并根據(jù)所述實(shí)現(xiàn)方式和實(shí)施例以及附圖對(duì)其進(jìn)行說明，在附圖中 圖l示意性顯示了一部分顯示設(shè)備； 圖2示意性顯示了圖l的一部分顯示設(shè)備的平面圖； 圖3示意性顯示了根據(jù)本發(fā)明的具有4^視圖展開的立體顯示裝置的顯示設(shè)備；圖4示意性顯示了圖3的4《視圖展開的所謂的視圖映射； 圖5示意性顯示了圖3的4^視圖展開的相應(yīng)的視圖編號(hào)； 圖6示意性顯示了如何在角域(angular domain)中布置^見圖和這些寺見圖如何對(duì)應(yīng)透鏡/像素結(jié)構(gòu)；圖7示意性顯示了錐面的角強(qiáng)度分布；圖8示意性顯示了通過根據(jù)本發(fā)明的顯示裝置重建物體；圖9示意性顯示了從中央雙凸透鏡發(fā)射的光線；

圖10顯示了傾斜白條的模擬圖像，該傾斜白條被指定為輸入圖像；圖ll示意性顯示了根據(jù)本發(fā)明的方法，將3-D表示在角域中濾波的實(shí)例；圖12示意性顯示了為與光引導(dǎo)元件中的一個(gè)相關(guān)的多個(gè)象元計(jì)算 顯示值；圖13示意性顯示了通過根據(jù)本發(fā)明的方法將3-D表示進(jìn)行濾波，單 獨(dú)的透鏡發(fā)射所有視角的信息；斜白條的才莫擬；以及圖15示意性顯示了根據(jù)本發(fā)明的立體顯示裝置。上述附圖是概略性的并且沒有按照比例繪制。在附圖中相同的附 圖標(biāo)記用于指示同樣的部分。圖1顯示了一部分顯示設(shè)備100的示意性橫截面圖，該顯示設(shè)備具有在第一平面103中橫向分離的象元10L設(shè)備100具有光引導(dǎo)部件， 在本實(shí)例中該光引導(dǎo)部件為一組透鏡(雙凸透鏡)601-603,每個(gè)透鏡 與一組象元102關(guān)聯(lián)。透鏡601-603覆蓋在第一平面103中的象元102， 用于將象元的輸出以互不相同的角方向引導(dǎo)。在本實(shí)例中，在顯示設(shè) 備IOO前的分離板105上提供透鏡，該透鏡具有面向象元的彎曲側(cè)面。 角方向由箭頭107-109指示。角a的正切是1/6 (參見圖2,該圖顯示 了在垂至于顯示設(shè)備的方向的圖標(biāo))，該角oc由雙凸透鏡的軸(通過 投影線208指示)與垂直軸209來限定。因此，在此特定的情況下， a = atan(1/6),該值可以是正值或負(fù)值。將雙凸透鏡傾斜以改進(jìn)所看 到的象元結(jié)構(gòu)。透鏡的間距p是必需的，使得在水平方向測量的透鏡 之間的距離等于4. 5倍的子象元間距A,即p=4. 5*A/cos (a)。這導(dǎo)致 了 2*4. 5=9個(gè)視圖的顯示。區(qū)域210表示子像素的重復(fù)區(qū)域，每個(gè)重 復(fù)區(qū)域由獨(dú)立的視圖引起。將顯示前面板106的折射率和透鏡的折射率選為n=l. 5。而且，在 本實(shí)例中的透鏡主體為(部分)圓柱體。當(dāng)在顯示器的前方運(yùn)動(dòng)時(shí)，調(diào)制(暗帶)清晰可見，盡管調(diào)制深 度僅為約1% (rms)。調(diào)制由以下事實(shí)引起在顯示上的不同位置對(duì)應(yīng) 于不同的視角。這些視角又與由光輸出中的不同黑色矩陣成分所引起 的略微不同的強(qiáng)度相對(duì)應(yīng)，該不同黑色矩陣成分是由例如在某些(液 晶)顯示器中的黑色矩陣造成的。當(dāng)觀看者在顯示器前方移動(dòng)時(shí)，暗 帶移動(dòng)并且它們的間距改變。圖3示意性顯示了根據(jù)本發(fā)明的立體顯示裝置的顯示設(shè)備。圖3 顯示了本發(fā)明的實(shí)施例，如2005年4月29日在歐洲專利局提交的申 請(qǐng)?zhí)?5103555. 8的專利申請(qǐng)(代理人巻號(hào)PH000443 )所公開的，該實(shí) 施例具有4^的視圖展開，其中一個(gè)像素視圖的像素映射同時(shí)包含三種 不同類型的虛擬子像素，即"全部"(虛擬)子像素102, 318、 "1/3 部分(halfway)，，(虛擬)子像素318，和"2/3部分"(虛擬)子 像素318'，。區(qū)域210現(xiàn)在表示14個(gè)子像素的重復(fù)區(qū)域，每個(gè)重復(fù) 區(qū)域由14個(gè)獨(dú)立的視圖產(chǎn)生。在這種情況下，在總強(qiáng)度中不僅消除了 第一諧波，還消除了第二諧波。通常，分母越大導(dǎo)致對(duì)應(yīng)的較高諧波 的消除，而且導(dǎo)致列到列(column-to-column)調(diào)制的"波長"越大。 過長的波長可以導(dǎo)致可見的結(jié)構(gòu)，優(yōu)選應(yīng)當(dāng)避免這種情況，因此分母優(yōu)選低于5或6。應(yīng)當(dāng)指出，光軸311的投影線和中心線315總在不同 的位置交叉，即總在子像素2、 18的中心處的交叉314,和總在子像素 2、 l8的中心位于子像素的1/3高度處的交叉314，，以及總在子像素 2、 18的中心位于子像素的2/3高度處的交叉314，，。對(duì)于某個(gè)顯示 區(qū)域，交叉314和交叉314'的數(shù)量基本相同。圖4顯示了圖3的4^的視圖展開的所謂的視圖映射。子像素的編 號(hào)對(duì)應(yīng)從子像素的中心到最近的透鏡軸的縱向距離(以縱向子像素間 距為單位)。這些編號(hào)是對(duì)應(yīng)的視圖的發(fā)射角(即角方向)的量度。 對(duì)于靠近顯示法線的視圖，這些編號(hào)大概與發(fā)射角成比例。在這個(gè)展 開中的4^個(gè)視圖實(shí)際上對(duì)應(yīng)于3 x 4%=14個(gè)不同視圖或視角，即發(fā)射 角。為了易于讀出，在圖4的底部用表格放大示出了展開的部分210。圖5示意性顯示了圖3的4《視圖展開的相應(yīng)的視圖編號(hào)。例如，視圖編號(hào)1對(duì)應(yīng)于從子像素的中心到最近的透鏡軸的水平距離-2,視 圖編號(hào)4對(duì)應(yīng)于從子像素的中心到最近的透鏡軸的水平距離-1,視圖 編號(hào)7對(duì)應(yīng)于從子像素的中心到最近的透鏡軸的水平距離0,等等。顯 然，連續(xù)的^見圖不^皮映射到相鄰的象元。另一個(gè)檢查(inspection) 揭示了從子像素的中心到最近的透鏡軸的距離增加對(duì)應(yīng)于連續(xù)的視圖 編號(hào)視圖編號(hào)1被映射到距離_ 2，視圖編號(hào)2被映射到距離-1K, 視圖編號(hào)3被映射到距離-1 1/3,視圖編號(hào)4被映射到距離-1,視 圖編號(hào)5被映射到距離-等等。應(yīng)當(dāng)注意到這些距離與不同的光 引導(dǎo)元件(透鏡)相關(guān)。圖6示意性顯示了在角域中如何布置一見圖1-14,以及這些視圖如 何對(duì)應(yīng)于透鏡/像素結(jié)構(gòu)。圖6的左上角示意性示出了顯示設(shè)備100被 布置成將象元102的輸出引導(dǎo)至角方向集合中的角方向上， 一起形成 顯示設(shè)備100的錐面605。角方向由箭頭107-110指示。圖6的下面部 分顯示了角方向到象元的映射。包括對(duì)應(yīng)于視圖1、 4、 7、 10、 13的角方向的該部分角方向集合 統(tǒng)稱為第一分組，該第一分組與光引導(dǎo)元件601的第一個(gè)相關(guān)， 一起 形成第一子錐面。包括對(duì)應(yīng)于視圖2、 5、 8、 11、 14的角方向的該部 分角方向集合統(tǒng)稱為第二分組，該第二分組與光引導(dǎo)元件602的第二 個(gè)相關(guān)， 一起形成第二子錐面。包括對(duì)應(yīng)于視圖3、 6、 9、 12的角方 向的該部分角方向集合統(tǒng)稱為第三分組，該第三分組與光引導(dǎo)元件603的第三個(gè)相關(guān)， 一起形成第三子錐面?？梢宰⒁獾綄儆谙噜徆庖龑?dǎo)元件601-603的子錐面從一個(gè)光引導(dǎo)元件略微旋轉(zhuǎn)到另一個(gè)。圖7示意性顯示了視圖1 - 14的角光強(qiáng)度分布。圖7的橫軸701 表示相對(duì)于顯示設(shè)備100的法線的角度。圖7的縱軸表示根據(jù)相關(guān)象 元產(chǎn)生的光由光引導(dǎo)元件引導(dǎo)的光的強(qiáng)度。每個(gè)分布(即隨角度變化 的光量)具有高斯形狀。對(duì)于每個(gè)視圖的最大光強(qiáng)度對(duì)應(yīng)于各自的角 方向。在連續(xù)的視圖之間存在相當(dāng)大的重疊，意p木著對(duì)應(yīng)于特定視圖 的光與對(duì)應(yīng)于其后續(xù)視圖的光混合。圖8示意性顯示了通過根據(jù)本發(fā)明的立體顯示裝置重建物體800。 換句話說，圖8示意性顯示了通過立體顯示裝置如何呈現(xiàn)包含在3-D 表示中的物體800。物體800的不同部分801-805通過各自的象元和有 關(guān)的光引導(dǎo)元件601-603可^L化。例如，由附圖標(biāo)記801指示的一部 分物體800用對(duì)應(yīng)于^L圖13的象元可^L化，由附圖標(biāo)記802指示的一 部分物體800用對(duì)應(yīng)于^f見圖10的象元可^L化，由附圖標(biāo)記803指示的 一部分物體800用對(duì)應(yīng)于^見圖8的象元可禍/f匕，由附圖標(biāo)記804指示 的一部分物體800用對(duì)應(yīng)于^見圖2的象元可—見化，以及由附圖標(biāo)記805 指示的一部分物體800用對(duì)應(yīng)于^L圖3的象元可^L化。圖9示意性顯示了從中央雙凸透鏡(即第二個(gè)光引導(dǎo)元件"2)發(fā) 射的光線。圖8與圖9的區(qū)別在于圖9沒有顯示從相鄰光引導(dǎo)元件601 和603發(fā)射的光線。通過(圍繞顯示設(shè)備100的法線的中心的)第二 子錐面僅朝向觀看者顯示視圖2、 5、 8、 11和14，這些視圖即屬于第 二分組的視圖。每個(gè)子錐面^L偏轉(zhuǎn)為以某個(gè)角偏移略微偏離法線。對(duì) 于圖8所示的3個(gè)引導(dǎo)元件601-603,角偏移是不同的。這個(gè)取決于位 置的角偏移導(dǎo)致鋸齒邊緣偽影，根據(jù)本發(fā)明的方法基本上可以防止該 鋸齒邊緣偽影的產(chǎn)生。鋸齒邊緣偽影在圖10中示出。圖10顯示了基于傾斜白條的模擬 輸出，該傾斜白條在圖10的右上角示出并且其被表示為"輸入圖像"。 下面的圖片顯示了如果采用現(xiàn)有技術(shù)的呈現(xiàn)，觀看者在如關(guān)于圖3和4 描述的顯示設(shè)備100上將看到的圖像。分別對(duì)于白條位于顯示設(shè)備的 笫一平面中(差異-O)的情況，和對(duì)于白條位于顯示器前具有每個(gè)視 圖2和4 ( RGB三重態(tài)(triplet ))個(gè)像素的差異的情況，如果觀看 者用一只眼睛垂直于顯示設(shè)備100來觀看顯示設(shè)備100,觀看者可看到下面的圖片。上述兩個(gè)圖片的后者清晰顯示了鋸齒邊緣偽影。"鋸齒 程度"隨物體的深度/差異而線性增加。圖11示意性顯示了根據(jù)本發(fā)明的方法，在角域中對(duì)3-D表示濾波 的實(shí)例。通過在角域中對(duì)內(nèi)容(即3-D表示)采用專用的濾波/釆樣， 基本阻止了鋸齒邊緣偽影的產(chǎn)生。根據(jù)本發(fā)明的方法優(yōu)選包括- 基于角方向的第一個(gè)108和象元的第一個(gè)102的坐標(biāo)從3-D 表示確定第一中間值811;- 基于角方向的第二個(gè)109和象元的第一個(gè)102的坐標(biāo)從3-D 表示確定第二中間值810;- 基于角方向的第三個(gè)110和象元的第一個(gè)102的坐標(biāo)從3-D表示 確定第三中間值812;以及- 將笫一中間值811、第二中間值810和第三中間值812結(jié)合 到顯示值中，該顯示值與象元102的第一個(gè)的特定輸出相關(guān)。在圖11中，示意性顯示了計(jì)算待施加到象元的第一個(gè)102的顯示 值的實(shí)例。象元的第一個(gè)102屬于視圖5,也就是說，象元的第一個(gè) 102的輸出由相關(guān)的光引導(dǎo)元件602的第二個(gè)以對(duì)應(yīng)于視圖5的特定角 方向進(jìn)行引導(dǎo)。為了計(jì)算用于象元的第一個(gè)102的顯示值，第一提取 角基本上與對(duì)應(yīng)于視圖5的特定角方向相同。換句話說，為了從3-D 表示提取中間值811,第一提取角基本上與象元的第一個(gè)102發(fā)射的最 終光發(fā)射角相同，該第一提取角即相對(duì)于3-D表示的坐標(biāo)系用于提取 第一中間值811的角。除了合適的第一提取角，3-D表示中合適的起始 點(diǎn)也是相關(guān)聯(lián)的。該起始點(diǎn)是基于象元的第一個(gè)102的坐標(biāo)。優(yōu)選地， 起始點(diǎn)由與象元的第一個(gè)102有關(guān)的光引導(dǎo)元件的光軸來確定，該光 引導(dǎo)元件即光引導(dǎo)元件602的第二個(gè)。然而，顯示值(在這種情況中) 還基于兩個(gè)另外的中間值，即第二中間值810和第三中間值812。第二 中間值810和第三中間值812通過采用第二提取角和第三提取角分別 從3-D表示來提取。優(yōu)選地，第二提取角與角方向的第二個(gè)109基本 相同，該角方向的第二個(gè)109對(duì)應(yīng)于視圖6。優(yōu)選地，第三提取角與角 方向的第三個(gè)IIO基本相同，該角方向的第三個(gè)IIO對(duì)應(yīng)于視圖4?？?以注意到a;見圖4和6在編號(hào)上與^L圖5相鄰，這意p未著如關(guān)于圖5所 述的水平距離之間的差是最小的，同樣如關(guān)于圖6和7所述的角方向 之間的相互差異是最小的?？梢宰⒁獾?，視圖4和視圖6除與不同于視圖5的其他光引導(dǎo)元件相關(guān)。視圖4與光引導(dǎo)元件的第一個(gè)601相 關(guān)，而視圖6與光引導(dǎo)元件的第三個(gè)603相關(guān)。為了確定第二中間值810和第三中間值812，采用與用于確定第一 中間值811相同的起始點(diǎn)。在確定第一中間值811、第二中間值810和第三中間值812之后， 將這三個(gè)值結(jié)合到顯示值中。優(yōu)選地，這種結(jié)合意味著計(jì)算三個(gè)中間 值810-812的平均值。優(yōu)選地，計(jì)算加權(quán)平均值，由此第一中間值811 的貢獻(xiàn)高于第二中間值810和第三中間值812的貢獻(xiàn)。圖12示意性顯示了為與光引導(dǎo)元件的第二個(gè)601相關(guān)的多個(gè)象元 計(jì)算顯示值。圖12示意性示出了在全部14個(gè)不同的角方向?yàn)?個(gè)(實(shí) 際上4^個(gè))與光引導(dǎo)元件的第二個(gè)601相關(guān)的像素提取信息。通過采用根據(jù)本發(fā)明的方法，效果將在于每個(gè)獨(dú)立的光引導(dǎo)元件發(fā)射顯示設(shè) 備100的全部不同角方向的信息，由此有效消除了觀看角和(3D-)象 元位置的牽連(entanglement)。圖13示意性顯示了通過根據(jù)本發(fā)明的方法對(duì)3-D表示的濾波，獨(dú) 立的光引導(dǎo)元件(即透鏡)發(fā)射全部不同角方向的信息，顯示設(shè)備100 被設(shè)置成將光發(fā)射到這些角方向中。呈現(xiàn)模擬傾斜白條(同樣參見圖10)。上排的圖片對(duì)應(yīng)于根據(jù)現(xiàn)有技 術(shù)的呈現(xiàn)。這些圖片與圖IO所示的圖片相同。下排的圖片對(duì)應(yīng)于根據(jù) 本發(fā)明的呈現(xiàn)。通過考慮多個(gè)中間值，采用各自的提取角進(jìn)行的顯示 值的濾波(即計(jì)算)明顯消除了鋸齒邊緣偽影。圖15示意性顯示了根據(jù)本發(fā)明的立體顯示裝置。該立體顯示裝置 包括- 接收部件152，用于接收包括3-D表示的信號(hào)，該信號(hào)通過 輸入連接器151而^L提供給立體顯示裝置。優(yōu)選地，該接收部件包括 用于臨時(shí)儲(chǔ)存一部分信號(hào)的儲(chǔ)存設(shè)備。該信號(hào)可以是通過天線或纜線 接收的廣播信號(hào)，也可以是來自諸如VCR (錄象機(jī))的儲(chǔ)存設(shè)備或諸如 數(shù)字通用盤(DVD)的光盤的信號(hào)；- 顯示設(shè)備IOO，用于產(chǎn)生顯示，如關(guān)于圖1-7所述；- 處理部件153-156，用于基于3-D表示來計(jì)算顯示值；以及- 提供部件157,用于將顯示值提供給顯示設(shè)備100的象元102以產(chǎn)生光，該光將由顯示設(shè)備100的光引導(dǎo)部件160引導(dǎo)到互不相同 的角方向。通常，提供部件157包括儲(chǔ)存設(shè)備，用于臨時(shí)儲(chǔ)存顯示設(shè) 備100的整個(gè)象元集合的顯示值。可選地，提供部件包括放大單元和 同步單元。處理部件包括用于從3-D表示確定各自的中間值編號(hào)的多個(gè)確定 部件153-155和用于將中間值810-812結(jié)合到顯示值中的結(jié)合部件 156。在圖15中示出了三個(gè)這樣的確定部件153-155:- 將第一確定部件153布置成基于第一提取角和象元的第一個(gè) 102的坐標(biāo)從3-D表示來確定第一中間值811;- 將第二確定部件154布置成基于第二提取角和象元的第一個(gè) 102的坐標(biāo)從3-D表示來確定第二中間值810;- 將第三確定部件155布置成基于第三提取角和象元的第一個(gè) 102的坐標(biāo)/人3-D表示來確定第三中間值812。優(yōu)選地，第一提取角、第二提取角和第三提取角基于顯示設(shè)備100 的物理布置。將顯示設(shè)備100的布置(尤其是象元102相對(duì)于有關(guān)的 光引導(dǎo)元件601-603的位置)設(shè)置成使得將由象元產(chǎn)生的光首先以預(yù) 定的角方向引導(dǎo)。優(yōu)選地，第一提取角、第二提取角和第三提取角基 本上與顯示設(shè)備100的各自的預(yù)定角方向相同。將象元的坐標(biāo)用作起始點(diǎn)，用于如關(guān)于圖11所述的那樣從3-D表 示提取中間值。第一確定部件153、第二確定部件154、第三確定部件155和結(jié)合 部件156可以使用一個(gè)處理器來實(shí)現(xiàn)。通常，在軟件程序產(chǎn)品的控制 下執(zhí)行這些功能。在執(zhí)行過程期間，通常將計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品裝載在諸 如RAM的存儲(chǔ)器中，并從該存儲(chǔ)器中執(zhí)行該計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品?？梢詮?諸如ROM、硬盤或磁和/或光儲(chǔ)存的后臺(tái)存儲(chǔ)器裝載該程序，或者可以 通過諸如因特網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)裝載該程序。可選地，使用一塊專用集成電路 來提供所公開的功能性?？梢詫⒏鶕?jù)本發(fā)明的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品裝載在計(jì)算機(jī)器中，該計(jì)算 機(jī)器包括處理部件和存儲(chǔ)器，以便給處理部件提供執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明的 方法的處理的能力?？梢酝ㄟ^計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品控制一個(gè)處理單元或多 個(gè)處理單元以實(shí)現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明的結(jié)果?？梢栽跇?biāo)準(zhǔn)的內(nèi)含的或可拆卸的存儲(chǔ)器中處理計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，該存儲(chǔ)器例如是閃存或光盤或硬盤?？梢詫⒂?jì)算機(jī)程序產(chǎn)品作為嵌入 軟件嵌入到計(jì)算機(jī)中，或從標(biāo)準(zhǔn)存儲(chǔ)器設(shè)備之一預(yù)裝載或裝載?？梢?將計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品設(shè)計(jì)成任何公知的代碼，例如機(jī)器語言代碼或匯編 代碼，并且將計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品制作成在諸如個(gè)人計(jì)算機(jī)或服務(wù)器的任何可利用的平臺(tái)上運(yùn)行。可以將計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品儲(chǔ)存在裝置內(nèi)或在諸如光儲(chǔ)存盤的可拆卸儲(chǔ)存媒體中攜帶并且傳送到裝置中。可以將計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品用于各種 形式的用戶裝置中，例如機(jī)頂盒、圖像接收機(jī)、錄影機(jī)/放像機(jī)、手持 移動(dòng)通信或娛樂設(shè)備?？梢詫⒂?jì)算機(jī)程序產(chǎn)品在諸如個(gè)人計(jì)算機(jī)或信 號(hào)處理器的各種平臺(tái)上實(shí)施。在本說明書中使用了術(shù)語3-D表示。通常，將3-D表示用根據(jù)特 定3-D數(shù)據(jù)格式的數(shù)據(jù)元(以數(shù)字方式)儲(chǔ)存，該數(shù)據(jù)元基于3-D模 型。下面提供了 3-D數(shù)據(jù)格式的非窮盡列表- 線框(wireframe)，例如為VRML指定的。這些;f^莫型包括線 和面的結(jié)構(gòu)。- 體積數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)或體元圖(體元是指體積元素)。這些體積數(shù) 據(jù)結(jié)構(gòu)包括元素的三維陣列。每個(gè)元素具有三個(gè)維度或表示性質(zhì)的值。 例如，將CT (計(jì)算機(jī)斷層攝影)數(shù)據(jù)儲(chǔ)存為體積數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，其中每個(gè) 元素對(duì)應(yīng)各自的Hounsf ield值。- 具有深度圖的二維圖像，例如具有RGBD值的二維圖像。這 意味著每個(gè)值包括亮度、色彩和深度信息。- 基于模型的圖像，該圖像例如是立體圖像對(duì)或多個(gè)視圖。這 些類型的視圖也稱為光場。根據(jù)本發(fā)明的方法、計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品和立體顯示裝置可以分別與 3-D表示一起使用和被布置成與3-D表示一起使用，該3-D表示被描述 為具有任何上述列出3-D數(shù)據(jù)信息。雖然在實(shí)例中顯示了液晶顯示，但可將本發(fā)明用于其他類型的顯 示，例如等離子、LED顯示等?？蛇x地，可以選擇諸如光柵的其他光引導(dǎo)元件來代替雙凸透鏡元件。雖然在實(shí)例中顯示了所謂的4%視圖的視圖映射，但可將本發(fā)明用 于其他類型的映射。應(yīng)當(dāng)注意，上述的實(shí)施例用于闡釋本發(fā)明而不是限制本發(fā)明，并 且本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以在不脫離后附的權(quán)利要求范圍的條件下設(shè) 計(jì)可替換的實(shí)施例。在權(quán)利要求中，括號(hào)中的任何附圖標(biāo)記不應(yīng)當(dāng)構(gòu) 成對(duì)權(quán)利要求的限制。詞語"包括"不排除存在未在權(quán)利要求中列出 的元件或步驟。元件前的詞語"一"或"一個(gè)"不排除存在多個(gè)這樣計(jì)算機(jī)實(shí)施。在;'J舉若干部件的裝置權(quán)利要求中，若干個(gè)這些部件可以由硬件或軟件中的一項(xiàng)且同一項(xiàng)(item)來實(shí)現(xiàn)。詞語笫一、第二 和第三等的使用不意味著任何排序。可以將這些詞語解釋為名稱。
權(quán)利要求
1.一種計(jì)算待提供給立體顯示裝置(150)的顯示值的方法，所述立體顯示裝置包括用于產(chǎn)生顯示的部件，該立體顯示裝置包括在第一平面橫向分離的象元和光引導(dǎo)部件，該光引導(dǎo)部件包括一組光引導(dǎo)元件(601-603)，每個(gè)光引導(dǎo)元件與各自的象元分組關(guān)聯(lián)，光引導(dǎo)部件覆蓋在第一平面中的象元，用于將象元的輸出相對(duì)第一平面以互不相同的角方向(107-110)進(jìn)行引導(dǎo)，該方法包括-基于角方向的第一個(gè)和象元的第一個(gè)(102)的坐標(biāo)從3-D表示來確定第一中間值(811)；-基于相對(duì)于第一平面的另一角方向和象元的第一個(gè)的坐標(biāo)從3-D表示來確定第二中間值(810)；一將第一中間值(811)和第二中間值(810)結(jié)合到顯示值，該顯示值與象元的第一個(gè)(102)的特定輸出有關(guān)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中角方向的第一個(gè)和另一角方向之 間的第 一差值基本與角方向的第 一個(gè)和角方向的第二個(gè)之間的第二差 值相同。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2的方法，其中第二差值對(duì)應(yīng)于角方向之間的相 互差值的集合中相互差值的最小值。
4. 根據(jù)上述任一權(quán)利要求的方法，其中為了確定第一中間值 (811 ),使用角方向的第一個(gè)。
5. 根據(jù)上迷任一權(quán)利要求的方法，其中另一角方向?qū)?yīng)于角方向 的第二個(gè)，角方向的第一個(gè)通過象元的第一個(gè)(102)相對(duì)于其相關(guān)的 光引導(dǎo)元件(601-603 )的第一個(gè)的第一空間位置來確定，角方向的第 二個(gè)通過象元的第二個(gè)相對(duì)于其相關(guān)的光引導(dǎo)元件(601-603 )的第二 個(gè)的第二空間位置來確定。
6. 根據(jù)上述任一權(quán)利要求的方法，包括- 基于相對(duì)于第一平面的第二個(gè)另外的角方向和象元的第一 個(gè)(102)的坐標(biāo)從3-D表示來確定第三中間值(812);以及- 將第一中間值(811 )、第二中間值(810)和第三中間值(812)結(jié)合到顯示值。
7. 根據(jù)上述任一權(quán)利要求的方法，其中結(jié)合包括計(jì)算第一中間值(811)、第二中間值(810)和可選的第三中間值(812)的平均值以 計(jì)算顯示值。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7的方法，其中計(jì)算平均值包括計(jì)算加權(quán)平均值。
9. 一種包括用于產(chǎn)生顯示的部件的立體顯示裝置(150),該立 體顯示裝置包括在第一平面中橫向分離的象元和光引導(dǎo)部件，該光引 導(dǎo)部件包括一組光引導(dǎo)元件(601-603 )，每個(gè)光引導(dǎo)元件與各自的象 元的分組關(guān)聯(lián)，光引導(dǎo)部件覆蓋在第一平面中的象元，用于將象元的 輸出相對(duì)第一平面以互不相同的角方向進(jìn)行引導(dǎo)，該顯示裝置還包括- 第一確定部件(153),用于基于角方向的第一個(gè)和象元的 第一個(gè)(102)的坐標(biāo)從3-D表示來確定第一中間值(811);- 第二確定部件(154),用于基于相對(duì)第一平面的另一角方 向和象元的第一個(gè)(102)的坐標(biāo)從3-D表示來確定第二中間值(810);- 結(jié)合部件(156)，用于將第一中間值(811 )和第二中間值 (810)結(jié)合到顯示值；以及- 提供部件(157)，用于將顯示值提供給象元的第一個(gè)(102) 以產(chǎn)生象元的輸出。
10. —種由計(jì)算機(jī)裝置裝載的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，該計(jì)算機(jī)程序產(chǎn) 品包括用于計(jì)算待提供給包括用于產(chǎn)生顯示的立體顯示裝置的顯示值 的指令，該立體顯示裝置包括在第一平面中橫向分離的象元和光引導(dǎo) 部件，該光引導(dǎo)部件包括一組光引導(dǎo)元件(601-603 ),每個(gè)光引導(dǎo)元 件與各自的象元的分組關(guān)聯(lián)，光引導(dǎo)部件覆蓋在第一平面中的象元，用于將象元的輸出相對(duì)于第一平面以互不相同的角方向進(jìn)行引導(dǎo)，該 計(jì)算機(jī)裝置包括處理部件和存儲(chǔ)器，該計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品在被裝載后使 所述的處理部件能夠執(zhí)行- 基于角方向的第 一個(gè)和象元的第 一個(gè)的坐標(biāo)從3-D表示來確 定第一中間值(811);- 基于相對(duì)于第一平面的另一角方向和象元的第一個(gè)U02) 的坐標(biāo)從3-D表示來確定第二中間值(810);以及一 將第一中間值(811)和第二中間值(810)結(jié)合到顯示值，該顯示值與象元的第一個(gè)(102)的特定輸出相關(guān)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種計(jì)算待提供給立體顯示裝置(150)的顯示值的方法，該方法包括-基于角方向的第一個(gè)和象元的第一個(gè)(102)從3-D表示確定第一中間值(811)；-基于相對(duì)第一平面的另一角方向和象元的第一個(gè)的坐標(biāo)從3-D表示確定第二中間值(810)；以及-將第一中間值(811)和第二中間值(810)結(jié)合到顯示值，該顯示值與立體顯示裝置的象元的第一個(gè)(102)的特定輸出相關(guān)。
文檔編號(hào)H04N13/00GK101243694SQ200680030198
公開日2008年8月13日 申請(qǐng)日期2006年8月17日 優(yōu)先權(quán)日2005年8月19日
發(fā)明者M·G·H·希丁克, O·H·威廉森, R·-P·M·貝雷蒂, S·T·德茲沃特 申請(qǐng)人:皇家飛利浦電子股份有限公司