一種產生三維色塊矩陣以用于表示圖像中一個或多個色彩等級的方法，其中所述方法包括： 接收表示像素的三維陣列的數據，其中各像素具有一個值，而且根據各個像素的值將各個像素分配給包含排列在群集中的群集像素的第一集合或者分配給包含排列在空白中的空白像素的第二集合； 定義包含多個元素的三維色塊矩陣，其中所述陣列中的各個像素具有所述色塊矩陣中的相應元素； 通過識別位于所述陣列內最大群集中的群集像素、更新表明識別所述群集像素的順序的分級值、根據所述分級值產生所述色塊矩陣中所述相應元素的值、以及從所述第一集合中消除所述群集像素，確定對應于群集像素的所述色塊矩陣中的各個元素的值；以及 通過識別位于所述陣列內最大空白中的空白像素、更新表明識別空白像素的順序的分級值、根據所述分級值產生所述色塊矩陣中所述相應元素的值、以及從所述第二集合中消除所述空白像素，確定對應于空白像素的所述色塊矩陣中的各個元素的值。（*該技術在2023年保護過期，可自由使用*）
【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及圖像數據的處理，用于增強以視頻形式提供的或者由諸如液晶顯示器(“LCD”)之類的裝置提供的三維圖像數據的外觀。
技術介紹
許多設計成從光柵化圖像數據生成彩色圖像的裝置無法充分利用圖像數據中提供的色彩信息。一些裝置具有技術局限性，使它們無法生成圖像數據中表示的全部范圍的色彩。例如，在一些光柵化圖像數據中，各個像素的色彩信息包括用于例如紅、綠、藍這三種組成色的數據，這三種顏色中每一種顏色的亮度由八位表示，對于每種組成色允許256種可能的亮度等級。如果以這種方式表示的圖像顯示在能夠對各組成色僅產生八個不同亮度等級的裝置上，則丟失大量色彩信息。在這些情況下，通常采用量化方法、如均勻量化對色彩信息進行量化，允許該裝置使用少于圖像數據中提供的色彩來顯示圖像。除了從圖像中消除色彩信息之外，量化方法常常導致輸出圖像內出現可視的人為現象。例如，如果圖像數據的量化引起色彩等級之間的可見轉變，則可能出現稱作輪廓加重的效果。優化顯示裝置的色彩功能的需要不僅出現在二維(“2-D”)圖像數據的顯示中，而且出現在三維(“3-D”)圖像數據、如視頻的顯示中。本文所用的術語“三維圖像數據”是指數字圖像數據，其中像素的色彩不僅是兩個空間坐標的函數，而且還是時間坐標的函數。當三維圖像數據呈現在顯示裝置、如LCD或計算機監視器上時，屏幕上的單個像素可能隨時間推移而顯示不同色彩。具有相同時間坐標的像素陣列一般稱作“幀”。通常以快速演替來顯示或“循環”多幀，從而產生活動圖像。一種用于擴展色彩功能有限的裝置可獲得的色彩范圍的技術稱作三維掛網。一般來說，掛網技術利用肉眼的特性來擴展裝置的超出其固有色彩功能的色彩輸出。如果肉眼觀看具有不同顏色的足夠小的點構成的圖形，觀看者一般不會感覺到各點的顏色，而是感覺到約等于圖形中各點的平均色的色彩。當眼睛觀察顯示裝置上的點的小陣列時，人眼感知平均色的能力在空間上起作用，當眼睛觀察其顏色迅速改變的像素陣列時，則隨時間推移起作用。在任一情況下，眼睛通常感覺到約等于所觀察像素的平均色的一種色彩。觀看者所感受的色彩稱作“有效色彩輸出”。用于產生活動圖像的掛網技術通常構造值的三維陣列或“網屏(screen)”，它們可用于在像素陣列中產生具有所需有效色彩輸出的色彩圖形。這些技術通過產生好象具有裝置的物理特性所定義的色彩等級中間的額外色彩等級，使裝置能夠擴展它可顯示的色彩數量。稱作幀頻調制(“FRM”)的普通三維掛網技術將多幀上的像素交替接通和斷開，產生約等于在一連串幀上測量的平均色的有效色彩輸出。術語“刷新率”是指單一像素的輸出在不同色彩等級之間變換的頻率。提高刷新率會使裝置能夠顯示更多數量的中間色，并且可以提供對有效色彩輸出的更大控制。影響色彩輸出的感知質量的另一個因素是彩色圖形的感知均勻性。在呈現三維圖像數據時最好是使用產生具有高度均勻性的彩色圖形的網屏。已知的FRM技術在其產生均勻圖形的能力上是不一致的。需要開發一種改進的三維掛網技術，它增加裝置在呈現三維圖像數據時可產生的色彩等級數量，并且提供對所顯示的彩色圖形的均勻性的較大控制，同時使人為現象的出現減到最少。
技術實現思路
本專利技術的一個目的是通過從任意三維彩色圖形產生三維網屏，使顯示裝置能夠產生用于呈現三維圖像數據的多個色彩等級。初始圖形發生器定義稱作“初始圖形”的像素的三維陣列。采用初始圖形作為起點，均勻圖形發生器定義稱作“群集陣列”的像素的三維陣列，采用濾波器來識別群集陣列中的最大群集，消除位于最大群集中的群集像素，識別群集陣列中的最大空白，以及將群集像素放置在最大空白中。均勻圖形發生器不斷地將群集像素從最大群集移動到最大空白，直到從最大群集中消除群集像素的步驟創建最大空白。出現這種情況時，完成該過程，而且修改的群集陣列稱作均勻圖形。色塊(dither)矩陣發生器定義稱作“色塊矩陣”的三維陣列，以及在兩個階段將分級值分配給色塊矩陣。在第一階段，色塊矩陣發生器識別均勻圖形中的最大群集，識別位于最大群集中的群集像素，以及將分級值分配給色塊矩陣中對應于群集像素的元素。然后再從均勻圖形中消除群集像素。重復這個過程，直到均勻圖形不包含任何群集像素。在第二階段，色塊矩陣發生器將均勻圖形中的像素重置為其初始值，識別均勻圖形中的最大空白，識別最大空白中的空白像素，以及將群集像素插入空白像素的位置。色塊矩陣發生器將分級值分配給色塊矩陣中對應于空白像素的元素。重復這個過程，直到均勻圖形僅包含群集像素。附圖說明圖1說明典型的圖像再現系統中的主要部件。圖2說明典型的個人計算機系統中的主要部件。圖3是可用于執行本專利技術的各方面的一種系統的框圖。圖4(a)-4(c)說明可用作初始圖形的隨機圖形的三個幀。圖4(d)說明通過對4(a)-4(c)所示幀中的像素值進行平均而產生的圖像。圖5說明一個流程圖，總結由均勻圖形發生器以及色塊矩陣發生器所執行的步驟。圖6(a)示意說明二進制值的二維群集陣列。圖6(b)示意說明一種可應用于圖6(a)所示群集陣列以識別最大群集或最大空白的濾波器。圖6(c)示意說明復制四次的圖6(a)的群集陣列。圖6(d)用數字說明將圖6(b)所示濾波器應用于圖6(a)的群集陣列的區域的詳細情況。圖6(e)示意說明圖6(a)所示群集陣列中像素的總密度值的陣列。圖7(a)-7(c)說明從圖4(a)-4(c)所示初始圖形產生的均勻圖形的三個幀。圖7(d)說明通過對圖7(a)-7(c)所示幀中像素的值進行平均而產生的圖像。圖8(a)和8(b)說明高斯濾波器的示例值。圖9(a)和9(b)說明一種濾波器的示例值。圖10(a)-10(c)說明從圖4(a)-4(c)所示初始圖形產生的均勻圖形的三個幀。圖10(d)說明通過對圖10(a)-10(c)所示幀中像素的值進行平均而產生的圖像。圖11(a)-11(c)說明從圖4(a)-4(c)所示初始圖形產生的均勻圖形的三個幀。圖11(d)說明通過對圖11(a)-11(c)所示幀中像素的值進行平均而產生的圖像。圖12(a)-12(c)說明從圖4(a)-4(c)所示初始圖形產生的均勻圖形的三個幀。圖12(d)說明通過對圖12(a)-12(c)所示幀中像素的值進行平均而產生的圖像。具體實施例方式系統概述圖1說明典型的圖像再現系統中的主要部件。輸入裝置10從通路1接收表示原始圖像的信號，以及沿通路11生成原始圖像的光柵化表示。控制裝置20從通路11接收這個表示并作出響應，沿通路21生成原始圖像的輸出裝置相關的表示。輸出裝置30從通路21接收這個表示并作出響應，沿通路31生成原始圖像的表示。本專利技術旨在改善輸出裝置所產生的表示的感知質量。輸入裝置10可以是能夠產生三維圖形圖像的軟件應用。或者，輸入裝置10也可以是能夠產生三維攝影圖像的裝置、如攝像機。如果輸入裝置10是創建圖像的軟件應用，則從通路1接收的信號可表示該應用的命令或數據。輸出裝置30可以是能夠呈現視頻或三維圖形圖像的任何類型的裝置。例如，輸出裝置30可以是LCD裝置，或者也可以是計算機監視器?？刂蒲b置20負責把從通路11接收的原始圖像的光柵化表示轉換為原始圖像的輸出裝置相關表示。控制裝置20可通過通用計算機中的軟件和/或硬件來實現，如圖2所示。圖2說明可用于執行本專利技術的各方面的一種本文檔來自技高網...
【技術保護點】
【技術特征摘要】
【專利技術屬性】
技術研發人員：黃錦成，疏效平，
申請(專利權)人：精工愛普生株式會社，
類型：發明
國別省市：
還沒有人留言評論。發表了對其他瀏覽者有用的留言會獲得科技券。