使用关键帧有效计算用于双重调制显示系统的图像帧的方法、装置和系统制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种处理用于在双重调制显示系统上显示的由一系列帧构成的图像数据的方法和系统，所述双重调制显示系统具有设置用于照明第二调制器的第一调制器，其中不针对每个帧计算第一调制信号和亮度图。替代地，使用被称为“关键帧”的特定帧提供针对多个其它帧的第一调制信号和亮度图。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及对待被显示在双重调制显示系统上的图像帧的处理。本专利技术的特定实施例涉及有效计算调制信号的方法和系统。
技术介绍
为了将图像显示在显示器上，显示器通常需要连接到配置用于接收图像数据并将其转换成该显示器可使用的信号的接口。所述接口根据显示器类型的不同而改变。对于包含调制器的显示器，接口通常包括耦合到处理器的调制器驱动器。处理器接收图像数据并且产生用于调制器驱动器的调制信号。调制信号通常使调制器产生多个像素以便再现图像。对调制信号的计算从计算上可能较为昂贵。本专利技术专利技术了可使处理待被显示在双重调制显示系统中的图像数据的计算成本降低的方法和系统。
技术实现思路
视频图像数据包含一系列随时间变化而给观察者带来运动错觉的帧。本专利技术人已确定帧之间的差异多半小于双重调制系统的第二调制器的动态范围，因此，有可能在无需调整第一调制器的情况下显示一系列的帧。在一些方面，本专利技术提供了其中将来自一个帧(这里称为“关键帧”)的第一调制信号和亮度图(luminance map)用于多个其它帧的方法，从而可降低处理图像数据的整个计算成本。以下将对本专利技术的其它方面和本专利技术特定实施例的特点进行描述。附图说明了本专利技术的非限制性实施例，其中图1示出一双重调制显示系统；图2示出一处理图像的方法；图3示出根据本专利技术的一个实施例的处理图像数据的方法；图4示出根据本专利技术另一实施例的处理图像数据的方法；以及图5示出根据本专利技术另一实施例的处理图像数据的方法。具体实施例方式在下列描述中给出了特定的细节以便更全面地理解本专利技术。当然，可以以其它方式实施本专利技术。在其它情况下，为了避免产生不必要的混淆，未展示或详细描述熟知的元件。因此，说明书和附图应看作是说明性的，而不是限制性的。在图1中以参考符号10表示的双重调制显示系统通常具有后调制器12和前调制器14。后调制器驱动器16连接到后调制器12，并且前调制器驱动器18连接到前调制器14。处理器20连接到后调制器驱动器16和前调制器驱动器18。处理器20接收图像数据22并且分别向前和后调制器驱动器18和16提供前和后调制信号。后调制器12可具有相对较低的分辨度，而前调制器14可具有相对较高的分辨度。后调制器12可包括发光二极管(LED)阵列、视频投影器或背光。前调制器14通常包括液晶显示器(LCD)。图2说明了由图1中的处理器20执行的方法30。方法30开始于框32，处理器20开始处理图像数据22的帧。在框34，处理器20接收该帧的图像数据22。在框36，处理器20计算该帧的后调制信号。在框38，在通过该帧的后调制信号驱动后调制器12时，处理器20计算预期由后调制器12产生并且入射到前调制器14上的光的亮度图。在框40，处理器20将该帧的图像数据22除以亮度图以产生前调制信号。在框42，处理器20分别向前和后调制器驱动器18和16提供所述前和后调制信号。方法30终止于框44，这里处理器20继续处理图像数据22的下一个帧，再次在框32处开始。当分别向前和后调制器驱动器18和16提供一帧的前和后调制信号时，后调制器12根据后调制信号将光投射到前调制器14上，产生亮度图。前调制器14根据前调制信号对来自后调制器12的光进行光学调制，从而将该帧的图像显示给前调制器14前方的观察者。在后调制器12包括LED阵列且前调制器14包括LCD的情况下，处理器20确定对于图像数据22各个帧的后调制器12的各个LED的适当强度，以便产生该帧的后调制信号。随后，处理器20必须计算入射到前调制器14上的来自后调制器12的光的亮度图，以便处理器20可通过将图像数据22除以亮度图而产生该帧的前调制信号。亮度图的计算涉及对由各LED贡献到LCD上各点的光进行求和。自LED到达LCD上一点的光的量取决于该LED的点扩散函数以及LED的功率级。由于在原理上这些都是已知的，因此可确定自LED照射到LCD各个像素上的光的强度。本专业技术人员将理解，图2中框38处的亮度图的计算在计算上是昂贵的。举例而言，若前调制器14的分辨率为X×Y且后调制器12包括由700个LED构成的阵列，则对于XY个像素中每一个的亮度图的计算必须基于对这一像素贡献照明的所有这700个LED的点扩散函数来计算。本专利技术提供一种对用于在双重调制显示系统上显示的由一系列帧构成的图像数据进行处理的方法和系统，其中所述双重调制显示系统具有第一和第二调制器。根据本专利技术的系统向所述调制器中的每一个提供调制信号。该系统通过考虑了从第一调制器入射到第二调制器上的光的亮度图的第二调制信号驱动该第二调制器。并非为每一帧计算第一调制信号和亮度图。而是只为所选的被称为“关键帧”的帧确定第一调制信号和亮度图。使用相同的第一调制信号和相应的亮度图(集体称为“关键帧参数”)来提供用于一个或多个其它帧的第二调制信号和亮度图。以下描述参照图1所示的实例，其中第一调制器包括后调制器16，第二调制器包括前调制器18。但是应理解，本专利技术的系统可结合其中第一调制器照明第二调制器的任何类型的双重调制显示系统进行使用。图3说明了根据本专利技术一个实施例的方法100。可通过双重调制显示器的处理器执行方法100，例如图1所示的处理器20。或者，可在耦合到如摄像机等的图像获取设备的处理器上执行方法100，或在独立的处理器上执行方法100。方法100可用于处理任何适当格式的图像数据，包括MPEG、AVI、ASF、WMV、RM、MOV等等。方法100可用于计算一系列帧的前和后调制信号。可在实时缓冲时间内将所述调制信号直接提供给向前和后调制器驱动器18和16，或者可将其提供至电子存储器以便前和后调制器驱动器18和16将来使用。方法100开始于框102，其中处理器开始处理图像数据的一系列帧。在框104，处理器接收被指定为关键帧图像的图像数据的帧。在框106，处理器计算关键帧后调制信号。在框108，处理器计算关键帧亮度图。在框110，处理器将关键帧图像除以关键帧亮度图以便产生关键帧前调制信号。在框112，处理器向前和后调制器驱动器18和16或者向电子存储器提供所述关键帧前和后驱动函数。在框114，处理器接收所述系列帧的下一个帧图像。该下一个帧图像被指定为当前帧图像。在框116，处理器将当前帧图像除以关键帧亮度图以便产生当前帧前调制信号。在框118，处理器选择该关键帧后调制信号作为当前帧后调制信号。在框120，处理器向前和后调制器驱动器18和16或者向电子存储器提供当前帧前和后驱动函数。在框122，处理器确定自计算所述关键帧后调制信号和亮度图以来是否已处理N个帧。若“否”(框122输出NO)，则方法100返回框114，这里处理器接收下一个帧图像并且如前所述对作为当前帧的该图像进行处理。一旦处理完N个帧(框122输出YES)，则方法100返回框104，其中处理器接收新的关键帧图像并且如前述对其进行处理。在某些缓冲是可能的情况下，处理器可在后台开始对一个或多个未来关键帧进行框106和108的计算，同时仍对前一关键帧的当前帧进行处理。在方法100中，可基于所述系列帧的预期的亮度变化和/或前调制器14的动态范围选择待使用单一关键帧进行处理的帧的数量N。举例而言，可选择N为2，这样所述系列帧中的每第三个帧被指定为关键帧。在此实例中，方法100本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种对用于在显示器上显示的一系列帧进行处理的方法，所述显示器具有配置为照明第二调制器的第一调制器，所述方法包括：（ａ）接收关键帧图像；（ｂ）基于关键帧图像计算关键帧第一调制信号；（ｃ）当由关键帧第一调制信号驱动所述第 一调制器时，计算对应于入射在所述第二调制器上的光的关键帧亮度图；以及（ｄ）对所述系列帧中的多个帧的每一个：（ｉ）接收当前帧图像；（ｉｉ）基于当前帧图像和关键帧亮度图，确定当前帧第二调制信号；以及（ｉｉｉ）选择 关键帧第一调制信号作为当前帧第一调制信号。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：赫尔格西岑，
申请(专利权)人：不列颠哥伦比亚大学，
类型：发明
国别省市：CA[加拿大]