2024年6月12日发(作者：易涵衍)
(19)中华人民共和国国家知识产权局
(12)发明专利说明书
(21)申请号 CN2.0
(22)申请日 2008.11.21
(71)申请人 皇家飞利浦电子股份有限公司
地址 荷兰艾恩德霍芬
(72)发明人 G·J·赫克斯特拉 R·拉加戈帕兰
(74)专利代理机构 中国专利代理(香港)有限公司
代理人 龚海军
(51)
G09G3/36
权利要求说明书 说明书 幅图
(10)申请公布号 CN 101878501 A
(43)申请公布日 2010.11.03
(54)发明名称
设备
(57)摘要
本发明涉及一种为显示设备提供隐
用于在显示器上提供隐私的方法和
私的处理设备和方法，该显示设备包括被
设置成显示第一图像信号(405)的显示面
板，该显示面板具有与该显示面板的轴上
色调再现曲线不同的离轴色调再现曲线，
并且该显示面板包括邻近子像素组，其中
邻近子像素组的子像素贡献了至少普通原
色成分，并且其中邻近子像素组与至少一
个像素相关联；该方法包括使用第二图像
信号(425)调制邻近子像素组各个子像素的
控制信号，该控制信号被设置成为邻近子
像素组的各个子像素中的至少两个生成当
离轴观看时至少部分地与第一图像信号去
相关的色调值，并且为邻近子像素组生成
当轴上观看时平均起来对应于第一图像信
号的色调值。
法律状态
法律状态公告日
法律状态信息
法律状态
权 利 要 求 说 明 书
1.为显示设备(810)提供隐私的方法，所述显示设备包括被设置成显示第一图像信号
(405)的显示面板(805)，该显示面板(805)具有与该显示面板(805)的轴上色调再现曲
线不同的离轴色调再现曲线，并且该显示面板(805)包括邻近子像素组，其中邻近
子像素组的子像素贡献了至少普通原色成分并且其中所述邻近子像素组与至少一个
像素相关联，
该方法包括
-使用第二图像信号(425)调制所述邻近子像素组的各个子像素的控制信号，所述控
制信号被设置成为邻近子像素组的各个子像素中的至少两个生成当离轴观看时至少
部分地与所述第一图像信号去相关的色调值，并且为邻近子像素组生成当轴上观看
时平均起来对应于所述第一图像信号的色调值。
2.权利要求1的方法，其中所述调制步骤涉及空间地调制和时间地调制中的至少一
个。
3.权利要求1的方法，其中邻近子像素组包括来自多个邻近像素的子像素。
4.权利要求1的方法，进一步包括：
-在显示之前减小(710)第一图像信号(405)的动态范围。
5.权利要求1的方法，其中所述第二图像信号(425)是图案化的信号。
6.权利要求5的方法，其中图案的大小基于在所述第一图像信号(405)中呈现的图像
特征。
7.权利要求1的方法，其中所述第二图像信号(425)的类型基于所述第一图像信号
(405)的类型。
8.权利要求1的方法，其中所述第二图像信号(425)的动态范围被映射在由单独子像
素的色调再现曲线和邻近子像素组的色调再现曲线所限定的可用余量上。
9.权利要求1的方法，其中所述邻近子像素组包括多个子像素，每个子像素为单个
像素贡献了至少一个普通原色成分。
10.权利要求1的方法，其中所述第二图像信号(425)基于第一图像信号(405)和第三
图像信号这两者，使得无论何时，只要用于调制的余量允许，在预定角度处离轴观
看的图像基本上对应于所述第三图像信号，所述余量由单独子像素的色调再现曲线
和邻近子像素组的色调再现曲线限定。
11.权利要求10的方法，其中所述第三图像信号的类型基于所述第一图像信号(405)
的类型。
12.一种生成用于为显示设备(810)提供隐私的子像素控制信号的处理设备(400，
700)，所述显示设备包括被设置成显示第一图像信号(405)的显示面板(805)，该显
示面板(805)具有与该显示面板(805)的轴上色调再现曲线不同的离轴色调再现曲线，
并且该显示面板包括邻近子像素组，其中邻近子像素组的子像素贡献了至少普通原
色成分并且其中邻近子像素组与至少一个像素相关联，
该处理设备包括
-调制装置(410)，其被设置成使用第二信号调制邻近子像素组的各个子像素的控制
信号，使得当所述控制信号被应用于相应子像素时，在为邻近子像素组生成当轴上
观看时平均起来对应于所述第一图像信号的色调值的同时，为邻近子像素组的各个
子像素中的至少两个生成当离轴观看时至少部分地与所述第一图像信号(405)去相
关的色调值。
13.一种具有用户可选的隐私模式的显示设备(810)，该显示设备包括被设置成显示
第一图像信号(405)的显示面板(805)，该显示面板(805)
-具有与该显示面板(805)的轴上色调再现曲线不同的离轴色调再现曲线，并
-包括邻近子像素组，其中邻近子像素组的子像素贡献至少普通原色成分并且其中
所述邻近子像素组与至少一个像素相关联，
该显示设备(810)进一步包括
-根据权利要求12的处理设备(400，700)；
-选择装置(802)，用于选择向处于隐私显示模式的显示面板(805)提供所述处理设备
(400，700)的输出的隐私显示模式。
14.计算机程序产品，其包括存储在计算机可读介质上的用于当所述程序产品在计
算机上执行时完成权利要求1至11中任意一项的方法的程序代码装置。
说 明 书
技术领域
本发明涉及一种用于为包括显示面板的显示设备提供隐私的方法和设备。
背景技术
在最近二十年中重量轻的显示设备的数量以惊人的速度增长。这种重量轻的显示设
备的例子例如是移动电话、个人数字助理(PDA)、便携式DVD播放器和便携式游
戏控制台。
这种设备经常在公共场合使用，常常在他人面前。因此，呈现在这些显示设备上的
信息对于他人(例如火车或地铁上同道的乘客)将变得可见。在拥挤的公共区域几乎
没有隐私，显示设备的用户们非常重视能够提供附加隐私的软件和硬件特征。
已设想了各种解决方案来解决这个问题和改善这种显示设备的隐私，例如借助于附
着在屏幕上的安全膜(security film)。
上述解决方案的一个缺点在于，不得不应用和/或移除薄膜是不期望的。由
Paul Glass等人发表于Sharp Technical Journal 2007年第27期上的
“Privacy LCD Technology for Cellullar Phones”提出了一种适于大量生产的可替换的、
可切换的解决方案。该论文提议采用电控双折射
(Electrically Controlled Birefringence，ECB)切换面板(switchpanel)来提供附加的隐私。
当向ECB切换面板施加小电压时，液晶倾斜出玻璃面板的平面。液晶在其中倾斜
的平面保持与面板的偏振器(polarizer)平行，因此在该显示器轴上方向附近的光传
播不受该切换面板的影响。然而，以相对于轴上方向的大角度传播的光使其偏振平
面被倾斜的液晶层旋转。然后该光被附加的偏振器阻挡，向侧面给出暗视野。尽管
可切换，上述解决方案需要显示面板中的附加光学层。
发明内容
本发明的一个目的是为包括不需要附加光学层的显示面板的显示设备提供隐私。
通过一种为包括被设置成显示第一图像信号的显示面板的显示设备提供隐私的方法
达到该目的，该显示面板具有与显示面板轴上色调再现曲线不同的离轴色调再现曲
线，并且该显示面板包括邻近的子像素组，其中邻近子像素组的子像素贡献至少普
通原色成分，并且其中邻近子像素组与至少一个像素相关联，该方法包括使用第二
图像信号调制邻近子像素组的各个子像素的控制信号(也称为驱动信号)，控制信号
被设置成为邻近子像素组的各个子像素中的至少两个生成当离轴观看时至少部分地
与第一图像信号去相关的色调值，并且为邻近子像素组生成当轴上观看时平均起来
对应于第一图像信号的色调值。
本发明利用了某些显示设备提供与离轴色调再现曲线不同的轴上色调再现曲线的事
实。该不同涉及显示面板各个子像素(即贡献了各个像素的子像素)的色调再现曲线。
本发明利用了这样的事实：在向至少一个像素贡献了至少普通原色成分的邻近子像
素组内，有生成特殊色调值的某些自由(freedom)。由于该组的构成和由于利用该组
生成特殊色调值的自由，调制邻近子像素组各个子像素的控制信号以为轴上观看的
像素和离轴观看的像素生成不同的色调值成为可能。
通过使用第二图像信号调制邻近子像素组各个子像素的控制信号，由离轴观看者感
知的色调值可以与由轴上观看者感知的平均起来对应于第一图像信号的色调值去相
关。
以上述方式，根据本发明的方法能够提供隐私，而不需要显示面板中的附加光学层。
因此，本发明借助于调制各个子像素的控制信号或者可替换地针对离轴观看优化它
们实现了公共模式和更隐私的模式之间的切换。
由于本发明不需要附加光学层的应用或激活，本发明还可用于为显示器的一个或多
个选择部分提供隐私。以这种方式，可以为显示器上的隐私敏感信息提供隐私，而
使该显示器的剩余部分不受影响。
在根据本发明的一个实施例中，调制涉及空间调制，其中空间上邻近的子像素的控
制信号被调制。
在根据本发明的另一个实施例中，调制涉及时间调制，其中时间上邻近的子像素的
控制信号被调制。可选地，为了为调制产生更多的余量(headroom)，可将时间调制
和空间调制结合起来。
在根据本发明的一个实施例中，邻近子像素组包括来自多个邻近像素的子像素。以
这种方式，为调制生成了附加的余量。
在一个实施例中，在显示之前第一图像信号的动态范围被减小。以这种方式，该图
像信号可被放置在为调制提供多得多的余量的色调区域中。
在一个实施例中，第二信号是图案化的信号。结果，因为第二信号中的图案呈现将
支配由第一图像信号产生的更细微的变化，所以第一图像信号的离轴感知复杂化了。
在一个实施例中，在第二信号中图案的大小基于在第一图像信号中呈现的图像特征
的大小。因此，用于在离轴观看时使第一图像信号模糊的图案可被调整以匹配第一
图像信号中的特征，从而进一步在离轴观看时复杂化第一图像信号的特征识别。
在一个实施例中，第二图像信号的类型基于第一图像信号的类型，从而在离轴观看
时进一步复杂化第一图像信号的特征识别。
在一个实施例中，第二图像信号的动态范围被映射在由第一图像信号和显示面板的
色调再现曲线确定的可用余量上。通过充分地利用所有可用余量，增加了离轴模糊
等级。
在一个实施例中，选择第二图像信号，使得无论何时，只要可用余量允许这样，图
像在轴上观看时平均起来对应于第一图像信号，当离轴观看时平均起来对应于第三
图像信号。以这种方式，第二图像可被用来向离轴观看者提供他们感知到了真正的
轴上图像的印象。
通过根据权利要求12的处理设备进一步实现了该目的。
根据本发明的处理设备优选地包括在根据权利要求13的显示设备中。
附图说明
使用以下附图将更详细地描述本发明的这些和其他有益方面：
图1A示出了轴上子像素透射曲线；
图1B示出了离轴子像素透射曲线；
图2示出了利用两个子像素实现像素改善的离轴色调曲线的单独子像素亮度；
图3示出了利用两个子像素实现的离轴观看的像素色调曲线；
图4示出了根据本发明的处理设备的框图；
图5图示了利用噪声值生成子像素控制信号；
图6A示出了与本发明一起使用的第二图像信号的实例；
图6B示出了与本发明一起使用的第二图像信号的另一个实例；
图6C示出了与本发明一起使用的第一图像信号的实例；
图6D示出了与本发明一起使用的第二图像信号的实例；
图7示出了根据本发明的另一个处理设备的框图；
图8示出了根据本发明的显示设备的框图；
图9示出了显示离轴观看时的图像的实验性装备的照片。
未按比例画这些附图。一般地，在这些附图中相同的组件由相同的附图标记表示。
具体实施方式
本发明提议了一种能够实现显示设备上静态图像或运动视频的可切换的私密性观看
的技术，所述显示设备包括具有与轴上色调再现曲线不同的离轴色调再现曲线的显
示面板。这种显示面板的良好实例是均使用透射显示技术的扭曲向列
(twisted nematic，TN)型或垂直排列(vertical alignment，VA)型的液晶显示
(Liquid Crystal Display，LCD)面板。
然而本发明并不限于归因于显示面板透射(transmission)的不同的透射型、反射型和/
或透反(transflective)型显示器。然而，如果其它显示面板具有与轴上色调再现曲线
不同的离轴色调再现曲线，则本发明还有益地用于其它显示面板。
本发明利用为显示面板的邻近子像素组的子像素分配各个控制信号的灵活性来生成
色调值。该灵活性被用来在需要时选择性地减小观看角度。在隐私模式下，轴上观
看的色调值平均起来保持与所显示的图像信号相符，而离轴观看的色调值与所显示
的图像信号去相关。
图1A和1B分别示出了VA LCD透射曲线的轴上和离轴性能(behavior)。在此，透
射曲线称为VA LCD的电压透射曲线、TV曲线，有时也称为伽马曲线。图1A展
示了轴上透射曲线(0°角度轴上)。另外，图1B示出了离轴透射曲线(60°角度离轴)。
这些附图示出了透射曲线，然而VA LCD显示器的透射曲线直接与色调再现曲线
相关。
这些附图清楚地指示了轴上和离轴性能不同。在驱动强度为32处，轴上透射粗略
地为0.2，而对于离轴观看它粗略地为1.0。并且，应当注意，离轴曲线描绘了反转
效应(inversion effect)；超过特定值的驱动强度的增大不会导致透射的增大，反而引
起透射的减小。
在表现出上述性能的VA LCD显示器中，观看角度从轴上到离轴的变化将引起各
个颜色成分的色调再现的实质变化。这反过来将引起尤其对于肤色可见的色移。
用于校正该色移问题的当前技术水平解决方案是使用两个或更多个都贡献了至少部
分普通原色成分的子像素。当使用RGB子像素时，这种显示器可例如复制一些或
所有贡献单个像素的子像素。在实践中，这暗示存在例如两个红色(R)子像素、两
个绿色(G)子像素和两个蓝色(B)子像素，所有这些子像素都贡献了同一个像素。对
于技术人员来说清楚的是，其他配置也是可能的，例如使用四个子像素并仅有效地
复制绿色成分的RGBG。另外，可使用诸如进一步包括白色(W)子像素的RGBW
显示器之类的其他配置。最后，本发明还可应用于使用多个时间上相邻的子帧来再
现特定图像帧的色调值的系统。作为使用子帧的结果，感知到的图像像素的色调再
现是来自多个时间上邻近的子像素的贡献之和。在这种系统中，由于使用了多个子
像素，可以有产生特定色调值的自由。这反过来可被用于通过在时间上，即在多个
子帧上，优选地在对应于特定图像帧的子帧上，调制至少一个空间子像素的控制信
号来复杂化离轴观看。对于技术人员来说清楚的是，还可设想空间调制和时间调制
的结合。
图2示出了用于为显示面板一个像素贡献了相同原色成分的两个子像素的两个控制
信号205和210。x轴显示了所需的亮度，而y轴表示其中子像素的贡献。基本思
想在于，每个子像素占最大标准化的(normalized)透射的一半。为了实现小于或等
于最大标准化透射一半的标准化透射值，仅使用子像素中的其中之一。当需要更高
的透射值时，使用两个子像素。
图3示出了得到的离轴改进。这里，x轴对应于伽马校正的驱动等级，它对应于应
用于LC单元(LC-cell)的唯一电压等级。y轴对应于得到的离轴透射。
曲线305对应于单个子像素解决方案的离轴透射曲线，虚线曲线315对应于理想
(轴上)透射曲线。最后，曲线310示出了使用参考图2所述的控制信号的两个子像
素解决方案的色调再现曲线。
作为两个子像素的解决方案，色调再现曲线310更充分地靠近理想曲线，虚线315。
本发明的发明人已经认识到，上述机制(即使用为像素贡献至少一个通用颜色成分
的多个子像素)在为像素生成特定色调值方面提供了附加的自由等级。本发明又使
用其为各个子像素分配驱动信号的这个自由，使得轴上感知的色调值不同于离轴感
知的色调值，因为离轴图像与轴上图像去相关。
相同的原理也可被应用于不使用贡献了一个颜色成分至少部分的多个子像素的显示
器。在这种情况下，多个像素的子像素可被分组，从而产生有效地包括贡献了一个
颜色成分至少部分的多个子像素的“超级像素”。在这种情况下，隐私将来之不易，
因为感知的分辨率是“超级像素”的分辨率。
调制控制信号
根据本发明，使用噪声信号来调制隐私模式下的驱动信号。图4示出了一种用于生
成为包括被设置成显示第一图像信号405的显示面板的显示设备提供隐私的子像素
控制信号415的处理设备400。该显示面板具有与该显示面板轴上色调再现曲线不
同的离轴色调再现曲线，并且该显示面板包括邻近子像素组，其中邻近子像素组的
子像素贡献了至少普通原色成分并且其中邻近子像素组与至少一个像素相关联。
处理设备400具有用于接收第一图像信号405的输入连接器430。第一图像信号
405随后被提供至被设置成生成邻近子像素组的各个子像素的控制信号415的调制
装置410。调制装置410接收第二信号425，优选地图像信号，该第二信号425被
用于调制控制信号415。可设想各种各样的调制类型，其中特别有益的形式将接下
来参考图5来描述。如借助于虚线在图4中所示，处理设备可包括用于生成第二信
号425的信号发生器420，或者可以可选地从另一个源接收第二信号425。
如参考图3所述，在使用两个子像素以生成对应于单个像素的颜色成分的显示设备
中，可实现两条透射曲线，第一色调再现曲线305对应于具有低质量离轴色调再现
的驱动信号，第二色调再现曲线310对应于用于像素优化的离轴色调再现的驱动信
号。
发明人认识到，通过调制驱动信号可以部分地或全部地将离轴感知的图像信号与正
在显示的第一图像信号去相关。为此，发明人提议使用噪声信号来调制驱动信号。
在优选实施例中，计算两组驱动信号：
对应于最低可能离轴透射(透射曲线310)的Glow，其中
Glow＝{G1，low，G2，low}，并且
G1，low＝max(0，(2G-1))
G2，low＝min(1，2G)
其中G对应于即将被再现的透射值(导致期望的感知透射/色调值)。
对应于最高可能离轴透射(透射曲线305)的Ghigh，其中
Ghigh＝{G1，high，G2，high}，并且
G1，high＝G
G2，high＝G
可根据这两组将经调制的驱动值G′集计算为使用噪声值α的Ghigh和
Glow的线性组合，其中
G′1＝(1-α)·G1，low+α·G1，high
G′2＝(1-α)·G2，low+α·G2，high
图5示出了其中在x轴上给出噪声值、在y轴上给出透射值的图。在噪声值α等于
1的情况下，G′1和G′2的透射都等于G，而当噪声值α
为0时，G′1和G′2的透射分别为2G和0。
第一图像信号的动态范围
如上所示，在透射曲线305和310之间的区域反映了可用来调制控制/驱动信号的
余量。如在图3中所见，然而对于不同的伽马校正的驱动值，离轴透射之间的不同
差别很大。
在0.5的伽马校正的驱动处可获得的余量h1充分大于在0.05和0.8的伽马校正的
驱动处的余量。因此，模糊的可能性在0.5的伽马校正的驱动处要高得多。因此，
将第一图像信号的动态范围限制在例如图3中的范围0.1-0.7是有益的，因为这将
提高透射变化离轴的可能性。
图案化的噪声
用来调制驱动信号的噪声信号可以是随机噪声，但是优选地是结构化的(structured)
噪声。可选地和/或附加地，可使用诸如在图6A和图6B中呈现的图像这样的结构
化的图像信号。观察到，结构化的图案的使用有效地优于随机噪声的使用。这样的
随机噪声在时间上平均至0，而诸如在图6A和图6B中呈现的那些的结构化的图
案有效地阻碍了基于时间的平均。
除了上述分析和选择之外，可使用技术来匹配第二图像信号的类型和第一图像信号
的类型。传统的图像分类和特征大小提取技术可被用于建立和匹配这样的信号的特
性。
匹配的一个良好实例在图6C和图6D中给出。图6C表示了一种图像信号，该图像
信号包括如在移动电话上的银行应用中使用的文本字符形式的隐私敏感信息。为了
最大化可用于模糊的余量，预处理该文本以将黑色文本映射到灰值上。通过诸如图
6D中图像信号的第二图像信号的使用，该文本的离轴清晰度可被充分降低。
如上面针对文本实例所示的，第二信号可被调整为呈现在屏幕上的信息类型。可设
想其他改进，其中对于文本表示在第二图像信号中使用的字体大小被调整为在第一
图像信号中找到的那些。同样地，该文本的排列(alignment)可被选择为与在第一图
像中的原始字符接近。事实上，可使用众所周知的图像分类技术来选择合适的第二
图像信号以模糊第一图像信号。
由于第一图像信号可能随着时间改变，于是第二图像信号也可以。再次参考图6D，
当附加的字符在第一图像信号中出现时可在第二图像信号中显示附加的字符。以这
种方式，第一图像信号中的时间变化被反映在第二图像中的其他时间变化中，从而
复杂化了文本的清晰度。
应当清楚，在文本图像和非文本图像上都可以使用静态和或动态图像分类和特征大
小提取技术。这种分析的结果然后优选地被用于修改或交替第二图像信号。
针对预定视角的噪声优化
在上述描述中，给出了实例，其中例如当使用随机的，优选地非零平均噪声时，第
二图像信号独立于图像。另外，已给出了其中第二图像信号事实上是图案化的实例。
然而，在本发明的另一个实施例中，第二图像信号基于第一图像信号，第一图像信
号是优选地轴上观看的图像信号；并基于第三图像信号，第三图像信号是不同于第
一图像信号的、从预定离轴视角观看的另一个图像信号。
采用如上所述的相同机制，本实施例目的在于基于两个图像信号确定第二图像信号。
目标是为子像素确定导致基本上对应于观看第一图像信号所需透射值的用于轴上观
看的透射值的控制信号，并且并行地为子像素确定导致实现对应于第三图像信号的
透射值的用于以预定离轴视角离轴观看的透射值的控制信号。
有效地，在两个方程中的上述结果基于第一图像信号、第三图像信号和如图3所示
的离轴透射曲线。将被确定的变量数对应于各个子像素控制信号的数目。当没有足
够余量时，这些方程被过度约束(over-constrained)，在这种情况下，建议为正确的
轴上观看配置第二信号并如上所述使用随机值α。
还应当注意，在另一优化中，使第三图像信号的类型取决于从第一图像信号推导得
出的分类信息。以这种方式，当第一图像显示文本时，可生成包括相似颜色和大小
的文本的第三图像。
拼贴(Tiling)
如上所示，本发明可被应用于使用贡献了每个单独像素的至少部分通用颜色成分的
多个子像素的显示器。然而，它也可以与具有差离轴性能的传统显示设备结合使用。
在这种情况下，本发明提议将属于两个或更多个邻近像素的子像素分组，并调制子
像素控制信号，就好像它们属于包括两个或更多个邻近像素的子像素的“超级像素”
一样。
尽管这种操作方式将有效地包括对应于“超级像素”显示分辨率的明显较低的显示分
辨率，但它将导致用于调制的增加的余量。
尽管上述子像素的聚类或拼贴可被用来改善具有R、G和B子像素的简单TN或
VA显示器的隐私，但相同的方法也可以被用在使用贡献了每个单独像素的至少部
分通用颜色成分的多个子像素的显示器上，以为调制子像素控制信号生成甚至更多
的余量。
在所有的上述实例中，贡献同一种颜色成分的各个子像素是相似的子像素，例如因
为它们具有相似的子像素结构。然而这不是强制的。事实上，在像素组中贡献至少
一种颜色成分的子像素可以具有不同的色调再现曲线。技术人员清楚的是，在调制
用于各个像素的控制信号时将不得不考虑该不同。图7示出了根据本发明的处理设
备700的框图。该处理设备700包括接收第一图像信号405的输入连接器430。第
一图像信号被发送至信号调理装置710，该信号调理装置710被设置成减小第一输
入图像的动态范围。动态范围限制技术在视频处理领域是众所周知的，因此不在此
讨论。
信号调理装置的输出是图像信号715。图像信号715中的像素随后被拼贴装置720
分组。拼贴装置将拼贴(tile)的子像素的图像信息分组成组。如上所述，取决于该实
施方式，这些组可横跨多个图像像素的子像素。在该实施例中拼贴的大小取决于图
像，拼贴分析装置730分析输入的图像，并基于此确定拼贴大小。
为了为整个图像动态地确定拼贴大小，拼贴分析器730分析图像信号，从而生成动
态变化的拼贴大小。尽管在此建议为图像使用单个的拼贴大小，但是这不是强制的；
事实上，使用取决于图像的拼贴大小可有助于以感知的图像分辨率损失为代价在所
需的地方提供附加余量。可选地，拼贴分析器730可用相似的亮度值将空间上邻近
的像素分组到拼贴中。一旦图像被拼贴，经拼贴的图像725被发送至滤波装置740。
滤波装置740有效地为所有拼贴的所有子像素组确定代表值745。在一个实施例中，
该代表值是平均值，但是也可使用产生代表值的其他滤波操作来获得相等的优势。
滤波装置740的输出被发送至在前参考图4所述的调制器410。
调制器的输出由用于拼贴的子像素的经调制驱动信号集组成。接下来，需要在拼贴
中的子像素上分配驱动信号。虽然可以随机地完成该操作，但也可以分配这些成分
以使亮度在拼贴上传播得更均匀。例如，当两个像素拼贴包括六个子像素时，即每
个图像像素三个邻近子像素(RGB)，则可分配子像素驱动强度使得每个包括三个邻
近子像素的两个组之间的亮度区别最小化。
最后，去拼贴(de-tiling)装置750的输出，即经调制的子像素驱动信号755被输出到
输出连接器760上。
图8示出了根据本发明的两个显示设备的框图。显示设备810包括处理设备400和
用于生成子像素驱动信号的传统设备801。另外，该设备包括用于向显示面板805
提供经调制的子像素驱动信号或传统子像素驱动信号的选择装置802。
图9示出了将参照图6A提出的图案用作第二图像信号的实验性装备的照片。当离
轴观看时得到的图像充分地被模糊，而轴上观看基本上没有受影响。
尽管已经主要参考使用R、G和B子像素表示像素的示例显示器描述了上文，但本
发明可同样有利地应用于例如进一步包括黄色和青色的多原色显示器。事实上，附
加原色的添加提供了另外的余量，从而可导致甚至更好的结果。
同样地，主要参考驱动信号的空间调制解释了本发明，然而本发明还可以得益于子
像素驱动信号时间调制的使用。本发明对如前所述的系统特别有利，其中使用多个
时间上邻近的子帧来再现特定图像帧的色调值。
根据本发明的设备和或方法可有效地主要以硬件形式，例如使用一个或多个专用集
成电路(Application Specific Integrated Circuits，ASICs)，实现在设备中。可选地，
本发明可实现在个人计算机或具有足够计算能力的数字信号处理器形式的可编程硬
件平台上。技术人员清楚的是，在权利要求的范围内，硬件/软件划分的许多不同
变型是可能的。
应当注意，上述实施例说明本发明，而非限制本发明，那些本领域技术人员将能够
设计出许多可替换的实施例而不脱离所附权利要求的范围。
在权利要求中，放置在圆括号间的任何附图标记不应当被解释为限制该权利要求。
应当清楚，在本发明的框架内许多变型是可能的。本领域技术人员将理解，本发明
不被在上文中特别示出和描述的所限制。本发明在于各个和每个新颖的特性特征以
及各个和每个特性特征的组合。权利要求中的附图标记不限制权利要求的保护范围。
动词“包括”及其结合的使用不排除除那些在权利要求中陈述的元件之外的元件的存
在。元件之前的冠词“一”或“一个”的使用不排除多个这样的元件的存在。
2024年6月12日发(作者：易涵衍)
(19)中华人民共和国国家知识产权局
(12)发明专利说明书
(21)申请号 CN2.0
(22)申请日 2008.11.21
(71)申请人 皇家飞利浦电子股份有限公司
地址 荷兰艾恩德霍芬
(72)发明人 G·J·赫克斯特拉 R·拉加戈帕兰
(74)专利代理机构 中国专利代理(香港)有限公司
代理人 龚海军
(51)
G09G3/36
权利要求说明书 说明书 幅图
(10)申请公布号 CN 101878501 A
(43)申请公布日 2010.11.03
(54)发明名称
设备
(57)摘要
本发明涉及一种为显示设备提供隐
用于在显示器上提供隐私的方法和
私的处理设备和方法，该显示设备包括被
设置成显示第一图像信号(405)的显示面
板，该显示面板具有与该显示面板的轴上
色调再现曲线不同的离轴色调再现曲线，
并且该显示面板包括邻近子像素组，其中
邻近子像素组的子像素贡献了至少普通原
色成分，并且其中邻近子像素组与至少一
个像素相关联；该方法包括使用第二图像
信号(425)调制邻近子像素组各个子像素的
控制信号，该控制信号被设置成为邻近子
像素组的各个子像素中的至少两个生成当
离轴观看时至少部分地与第一图像信号去
相关的色调值，并且为邻近子像素组生成
当轴上观看时平均起来对应于第一图像信
号的色调值。
法律状态
法律状态公告日
法律状态信息
法律状态
权 利 要 求 说 明 书
1.为显示设备(810)提供隐私的方法，所述显示设备包括被设置成显示第一图像信号
(405)的显示面板(805)，该显示面板(805)具有与该显示面板(805)的轴上色调再现曲
线不同的离轴色调再现曲线，并且该显示面板(805)包括邻近子像素组，其中邻近
子像素组的子像素贡献了至少普通原色成分并且其中所述邻近子像素组与至少一个
像素相关联，
该方法包括
-使用第二图像信号(425)调制所述邻近子像素组的各个子像素的控制信号，所述控
制信号被设置成为邻近子像素组的各个子像素中的至少两个生成当离轴观看时至少
部分地与所述第一图像信号去相关的色调值，并且为邻近子像素组生成当轴上观看
时平均起来对应于所述第一图像信号的色调值。
2.权利要求1的方法，其中所述调制步骤涉及空间地调制和时间地调制中的至少一
个。
3.权利要求1的方法，其中邻近子像素组包括来自多个邻近像素的子像素。
4.权利要求1的方法，进一步包括：
-在显示之前减小(710)第一图像信号(405)的动态范围。
5.权利要求1的方法，其中所述第二图像信号(425)是图案化的信号。
6.权利要求5的方法，其中图案的大小基于在所述第一图像信号(405)中呈现的图像
特征。
7.权利要求1的方法，其中所述第二图像信号(425)的类型基于所述第一图像信号
(405)的类型。
8.权利要求1的方法，其中所述第二图像信号(425)的动态范围被映射在由单独子像
素的色调再现曲线和邻近子像素组的色调再现曲线所限定的可用余量上。
9.权利要求1的方法，其中所述邻近子像素组包括多个子像素，每个子像素为单个
像素贡献了至少一个普通原色成分。
10.权利要求1的方法，其中所述第二图像信号(425)基于第一图像信号(405)和第三
图像信号这两者，使得无论何时，只要用于调制的余量允许，在预定角度处离轴观
看的图像基本上对应于所述第三图像信号，所述余量由单独子像素的色调再现曲线
和邻近子像素组的色调再现曲线限定。
11.权利要求10的方法，其中所述第三图像信号的类型基于所述第一图像信号(405)
的类型。
12.一种生成用于为显示设备(810)提供隐私的子像素控制信号的处理设备(400，
700)，所述显示设备包括被设置成显示第一图像信号(405)的显示面板(805)，该显
示面板(805)具有与该显示面板(805)的轴上色调再现曲线不同的离轴色调再现曲线，
并且该显示面板包括邻近子像素组，其中邻近子像素组的子像素贡献了至少普通原
色成分并且其中邻近子像素组与至少一个像素相关联，
该处理设备包括
-调制装置(410)，其被设置成使用第二信号调制邻近子像素组的各个子像素的控制
信号，使得当所述控制信号被应用于相应子像素时，在为邻近子像素组生成当轴上
观看时平均起来对应于所述第一图像信号的色调值的同时，为邻近子像素组的各个
子像素中的至少两个生成当离轴观看时至少部分地与所述第一图像信号(405)去相
关的色调值。
13.一种具有用户可选的隐私模式的显示设备(810)，该显示设备包括被设置成显示
第一图像信号(405)的显示面板(805)，该显示面板(805)
-具有与该显示面板(805)的轴上色调再现曲线不同的离轴色调再现曲线，并
-包括邻近子像素组，其中邻近子像素组的子像素贡献至少普通原色成分并且其中
所述邻近子像素组与至少一个像素相关联，
该显示设备(810)进一步包括
-根据权利要求12的处理设备(400，700)；
-选择装置(802)，用于选择向处于隐私显示模式的显示面板(805)提供所述处理设备
(400，700)的输出的隐私显示模式。
14.计算机程序产品，其包括存储在计算机可读介质上的用于当所述程序产品在计
算机上执行时完成权利要求1至11中任意一项的方法的程序代码装置。
说 明 书
技术领域
本发明涉及一种用于为包括显示面板的显示设备提供隐私的方法和设备。
背景技术
在最近二十年中重量轻的显示设备的数量以惊人的速度增长。这种重量轻的显示设
备的例子例如是移动电话、个人数字助理(PDA)、便携式DVD播放器和便携式游
戏控制台。
这种设备经常在公共场合使用，常常在他人面前。因此，呈现在这些显示设备上的
信息对于他人(例如火车或地铁上同道的乘客)将变得可见。在拥挤的公共区域几乎
没有隐私，显示设备的用户们非常重视能够提供附加隐私的软件和硬件特征。
已设想了各种解决方案来解决这个问题和改善这种显示设备的隐私，例如借助于附
着在屏幕上的安全膜(security film)。
上述解决方案的一个缺点在于，不得不应用和/或移除薄膜是不期望的。由
Paul Glass等人发表于Sharp Technical Journal 2007年第27期上的
“Privacy LCD Technology for Cellullar Phones”提出了一种适于大量生产的可替换的、
可切换的解决方案。该论文提议采用电控双折射
(Electrically Controlled Birefringence，ECB)切换面板(switchpanel)来提供附加的隐私。
当向ECB切换面板施加小电压时，液晶倾斜出玻璃面板的平面。液晶在其中倾斜
的平面保持与面板的偏振器(polarizer)平行，因此在该显示器轴上方向附近的光传
播不受该切换面板的影响。然而，以相对于轴上方向的大角度传播的光使其偏振平
面被倾斜的液晶层旋转。然后该光被附加的偏振器阻挡，向侧面给出暗视野。尽管
可切换，上述解决方案需要显示面板中的附加光学层。
发明内容
本发明的一个目的是为包括不需要附加光学层的显示面板的显示设备提供隐私。
通过一种为包括被设置成显示第一图像信号的显示面板的显示设备提供隐私的方法
达到该目的，该显示面板具有与显示面板轴上色调再现曲线不同的离轴色调再现曲
线，并且该显示面板包括邻近的子像素组，其中邻近子像素组的子像素贡献至少普
通原色成分，并且其中邻近子像素组与至少一个像素相关联，该方法包括使用第二
图像信号调制邻近子像素组的各个子像素的控制信号(也称为驱动信号)，控制信号
被设置成为邻近子像素组的各个子像素中的至少两个生成当离轴观看时至少部分地
与第一图像信号去相关的色调值，并且为邻近子像素组生成当轴上观看时平均起来
对应于第一图像信号的色调值。
本发明利用了某些显示设备提供与离轴色调再现曲线不同的轴上色调再现曲线的事
实。该不同涉及显示面板各个子像素(即贡献了各个像素的子像素)的色调再现曲线。
本发明利用了这样的事实：在向至少一个像素贡献了至少普通原色成分的邻近子像
素组内，有生成特殊色调值的某些自由(freedom)。由于该组的构成和由于利用该组
生成特殊色调值的自由，调制邻近子像素组各个子像素的控制信号以为轴上观看的
像素和离轴观看的像素生成不同的色调值成为可能。
通过使用第二图像信号调制邻近子像素组各个子像素的控制信号，由离轴观看者感
知的色调值可以与由轴上观看者感知的平均起来对应于第一图像信号的色调值去相
关。
以上述方式，根据本发明的方法能够提供隐私，而不需要显示面板中的附加光学层。
因此，本发明借助于调制各个子像素的控制信号或者可替换地针对离轴观看优化它
们实现了公共模式和更隐私的模式之间的切换。
由于本发明不需要附加光学层的应用或激活，本发明还可用于为显示器的一个或多
个选择部分提供隐私。以这种方式，可以为显示器上的隐私敏感信息提供隐私，而
使该显示器的剩余部分不受影响。
在根据本发明的一个实施例中，调制涉及空间调制，其中空间上邻近的子像素的控
制信号被调制。
在根据本发明的另一个实施例中，调制涉及时间调制，其中时间上邻近的子像素的
控制信号被调制。可选地，为了为调制产生更多的余量(headroom)，可将时间调制
和空间调制结合起来。
在根据本发明的一个实施例中，邻近子像素组包括来自多个邻近像素的子像素。以
这种方式，为调制生成了附加的余量。
在一个实施例中，在显示之前第一图像信号的动态范围被减小。以这种方式，该图
像信号可被放置在为调制提供多得多的余量的色调区域中。
在一个实施例中，第二信号是图案化的信号。结果，因为第二信号中的图案呈现将
支配由第一图像信号产生的更细微的变化，所以第一图像信号的离轴感知复杂化了。
在一个实施例中，在第二信号中图案的大小基于在第一图像信号中呈现的图像特征
的大小。因此，用于在离轴观看时使第一图像信号模糊的图案可被调整以匹配第一
图像信号中的特征，从而进一步在离轴观看时复杂化第一图像信号的特征识别。
在一个实施例中，第二图像信号的类型基于第一图像信号的类型，从而在离轴观看
时进一步复杂化第一图像信号的特征识别。
在一个实施例中，第二图像信号的动态范围被映射在由第一图像信号和显示面板的
色调再现曲线确定的可用余量上。通过充分地利用所有可用余量，增加了离轴模糊
等级。
在一个实施例中，选择第二图像信号，使得无论何时，只要可用余量允许这样，图
像在轴上观看时平均起来对应于第一图像信号，当离轴观看时平均起来对应于第三
图像信号。以这种方式，第二图像可被用来向离轴观看者提供他们感知到了真正的
轴上图像的印象。
通过根据权利要求12的处理设备进一步实现了该目的。
根据本发明的处理设备优选地包括在根据权利要求13的显示设备中。
附图说明
使用以下附图将更详细地描述本发明的这些和其他有益方面：
图1A示出了轴上子像素透射曲线；
图1B示出了离轴子像素透射曲线；
图2示出了利用两个子像素实现像素改善的离轴色调曲线的单独子像素亮度；
图3示出了利用两个子像素实现的离轴观看的像素色调曲线；
图4示出了根据本发明的处理设备的框图；
图5图示了利用噪声值生成子像素控制信号；
图6A示出了与本发明一起使用的第二图像信号的实例；
图6B示出了与本发明一起使用的第二图像信号的另一个实例；
图6C示出了与本发明一起使用的第一图像信号的实例；
图6D示出了与本发明一起使用的第二图像信号的实例；
图7示出了根据本发明的另一个处理设备的框图；
图8示出了根据本发明的显示设备的框图；
图9示出了显示离轴观看时的图像的实验性装备的照片。
未按比例画这些附图。一般地，在这些附图中相同的组件由相同的附图标记表示。
具体实施方式
本发明提议了一种能够实现显示设备上静态图像或运动视频的可切换的私密性观看
的技术，所述显示设备包括具有与轴上色调再现曲线不同的离轴色调再现曲线的显
示面板。这种显示面板的良好实例是均使用透射显示技术的扭曲向列
(twisted nematic，TN)型或垂直排列(vertical alignment，VA)型的液晶显示
(Liquid Crystal Display，LCD)面板。
然而本发明并不限于归因于显示面板透射(transmission)的不同的透射型、反射型和/
或透反(transflective)型显示器。然而，如果其它显示面板具有与轴上色调再现曲线
不同的离轴色调再现曲线，则本发明还有益地用于其它显示面板。
本发明利用为显示面板的邻近子像素组的子像素分配各个控制信号的灵活性来生成
色调值。该灵活性被用来在需要时选择性地减小观看角度。在隐私模式下，轴上观
看的色调值平均起来保持与所显示的图像信号相符，而离轴观看的色调值与所显示
的图像信号去相关。
图1A和1B分别示出了VA LCD透射曲线的轴上和离轴性能(behavior)。在此，透
射曲线称为VA LCD的电压透射曲线、TV曲线，有时也称为伽马曲线。图1A展
示了轴上透射曲线(0°角度轴上)。另外，图1B示出了离轴透射曲线(60°角度离轴)。
这些附图示出了透射曲线，然而VA LCD显示器的透射曲线直接与色调再现曲线
相关。
这些附图清楚地指示了轴上和离轴性能不同。在驱动强度为32处，轴上透射粗略
地为0.2，而对于离轴观看它粗略地为1.0。并且，应当注意，离轴曲线描绘了反转
效应(inversion effect)；超过特定值的驱动强度的增大不会导致透射的增大，反而引
起透射的减小。
在表现出上述性能的VA LCD显示器中，观看角度从轴上到离轴的变化将引起各
个颜色成分的色调再现的实质变化。这反过来将引起尤其对于肤色可见的色移。
用于校正该色移问题的当前技术水平解决方案是使用两个或更多个都贡献了至少部
分普通原色成分的子像素。当使用RGB子像素时，这种显示器可例如复制一些或
所有贡献单个像素的子像素。在实践中，这暗示存在例如两个红色(R)子像素、两
个绿色(G)子像素和两个蓝色(B)子像素，所有这些子像素都贡献了同一个像素。对
于技术人员来说清楚的是，其他配置也是可能的，例如使用四个子像素并仅有效地
复制绿色成分的RGBG。另外，可使用诸如进一步包括白色(W)子像素的RGBW
显示器之类的其他配置。最后，本发明还可应用于使用多个时间上相邻的子帧来再
现特定图像帧的色调值的系统。作为使用子帧的结果，感知到的图像像素的色调再
现是来自多个时间上邻近的子像素的贡献之和。在这种系统中，由于使用了多个子
像素，可以有产生特定色调值的自由。这反过来可被用于通过在时间上，即在多个
子帧上，优选地在对应于特定图像帧的子帧上，调制至少一个空间子像素的控制信
号来复杂化离轴观看。对于技术人员来说清楚的是，还可设想空间调制和时间调制
的结合。
图2示出了用于为显示面板一个像素贡献了相同原色成分的两个子像素的两个控制
信号205和210。x轴显示了所需的亮度，而y轴表示其中子像素的贡献。基本思
想在于，每个子像素占最大标准化的(normalized)透射的一半。为了实现小于或等
于最大标准化透射一半的标准化透射值，仅使用子像素中的其中之一。当需要更高
的透射值时，使用两个子像素。
图3示出了得到的离轴改进。这里，x轴对应于伽马校正的驱动等级，它对应于应
用于LC单元(LC-cell)的唯一电压等级。y轴对应于得到的离轴透射。
曲线305对应于单个子像素解决方案的离轴透射曲线，虚线曲线315对应于理想
(轴上)透射曲线。最后，曲线310示出了使用参考图2所述的控制信号的两个子像
素解决方案的色调再现曲线。
作为两个子像素的解决方案，色调再现曲线310更充分地靠近理想曲线，虚线315。
本发明的发明人已经认识到，上述机制(即使用为像素贡献至少一个通用颜色成分
的多个子像素)在为像素生成特定色调值方面提供了附加的自由等级。本发明又使
用其为各个子像素分配驱动信号的这个自由，使得轴上感知的色调值不同于离轴感
知的色调值，因为离轴图像与轴上图像去相关。
相同的原理也可被应用于不使用贡献了一个颜色成分至少部分的多个子像素的显示
器。在这种情况下，多个像素的子像素可被分组，从而产生有效地包括贡献了一个
颜色成分至少部分的多个子像素的“超级像素”。在这种情况下，隐私将来之不易，
因为感知的分辨率是“超级像素”的分辨率。
调制控制信号
根据本发明，使用噪声信号来调制隐私模式下的驱动信号。图4示出了一种用于生
成为包括被设置成显示第一图像信号405的显示面板的显示设备提供隐私的子像素
控制信号415的处理设备400。该显示面板具有与该显示面板轴上色调再现曲线不
同的离轴色调再现曲线，并且该显示面板包括邻近子像素组，其中邻近子像素组的
子像素贡献了至少普通原色成分并且其中邻近子像素组与至少一个像素相关联。
处理设备400具有用于接收第一图像信号405的输入连接器430。第一图像信号
405随后被提供至被设置成生成邻近子像素组的各个子像素的控制信号415的调制
装置410。调制装置410接收第二信号425，优选地图像信号，该第二信号425被
用于调制控制信号415。可设想各种各样的调制类型，其中特别有益的形式将接下
来参考图5来描述。如借助于虚线在图4中所示，处理设备可包括用于生成第二信
号425的信号发生器420，或者可以可选地从另一个源接收第二信号425。
如参考图3所述，在使用两个子像素以生成对应于单个像素的颜色成分的显示设备
中，可实现两条透射曲线，第一色调再现曲线305对应于具有低质量离轴色调再现
的驱动信号，第二色调再现曲线310对应于用于像素优化的离轴色调再现的驱动信
号。
发明人认识到，通过调制驱动信号可以部分地或全部地将离轴感知的图像信号与正
在显示的第一图像信号去相关。为此，发明人提议使用噪声信号来调制驱动信号。
在优选实施例中，计算两组驱动信号：
对应于最低可能离轴透射(透射曲线310)的Glow，其中
Glow＝{G1，low，G2，low}，并且
G1，low＝max(0，(2G-1))
G2，low＝min(1，2G)
其中G对应于即将被再现的透射值(导致期望的感知透射/色调值)。
对应于最高可能离轴透射(透射曲线305)的Ghigh，其中
Ghigh＝{G1，high，G2，high}，并且
G1，high＝G
G2，high＝G
可根据这两组将经调制的驱动值G′集计算为使用噪声值α的Ghigh和
Glow的线性组合，其中
G′1＝(1-α)·G1，low+α·G1，high
G′2＝(1-α)·G2，low+α·G2，high
图5示出了其中在x轴上给出噪声值、在y轴上给出透射值的图。在噪声值α等于
1的情况下，G′1和G′2的透射都等于G，而当噪声值α
为0时，G′1和G′2的透射分别为2G和0。
第一图像信号的动态范围
如上所示，在透射曲线305和310之间的区域反映了可用来调制控制/驱动信号的
余量。如在图3中所见，然而对于不同的伽马校正的驱动值，离轴透射之间的不同
差别很大。
在0.5的伽马校正的驱动处可获得的余量h1充分大于在0.05和0.8的伽马校正的
驱动处的余量。因此，模糊的可能性在0.5的伽马校正的驱动处要高得多。因此，
将第一图像信号的动态范围限制在例如图3中的范围0.1-0.7是有益的，因为这将
提高透射变化离轴的可能性。
图案化的噪声
用来调制驱动信号的噪声信号可以是随机噪声，但是优选地是结构化的(structured)
噪声。可选地和/或附加地，可使用诸如在图6A和图6B中呈现的图像这样的结构
化的图像信号。观察到，结构化的图案的使用有效地优于随机噪声的使用。这样的
随机噪声在时间上平均至0，而诸如在图6A和图6B中呈现的那些的结构化的图
案有效地阻碍了基于时间的平均。
除了上述分析和选择之外，可使用技术来匹配第二图像信号的类型和第一图像信号
的类型。传统的图像分类和特征大小提取技术可被用于建立和匹配这样的信号的特
性。
匹配的一个良好实例在图6C和图6D中给出。图6C表示了一种图像信号，该图像
信号包括如在移动电话上的银行应用中使用的文本字符形式的隐私敏感信息。为了
最大化可用于模糊的余量，预处理该文本以将黑色文本映射到灰值上。通过诸如图
6D中图像信号的第二图像信号的使用，该文本的离轴清晰度可被充分降低。
如上面针对文本实例所示的，第二信号可被调整为呈现在屏幕上的信息类型。可设
想其他改进，其中对于文本表示在第二图像信号中使用的字体大小被调整为在第一
图像信号中找到的那些。同样地，该文本的排列(alignment)可被选择为与在第一图
像中的原始字符接近。事实上，可使用众所周知的图像分类技术来选择合适的第二
图像信号以模糊第一图像信号。
由于第一图像信号可能随着时间改变，于是第二图像信号也可以。再次参考图6D，
当附加的字符在第一图像信号中出现时可在第二图像信号中显示附加的字符。以这
种方式，第一图像信号中的时间变化被反映在第二图像中的其他时间变化中，从而
复杂化了文本的清晰度。
应当清楚，在文本图像和非文本图像上都可以使用静态和或动态图像分类和特征大
小提取技术。这种分析的结果然后优选地被用于修改或交替第二图像信号。
针对预定视角的噪声优化
在上述描述中，给出了实例，其中例如当使用随机的，优选地非零平均噪声时，第
二图像信号独立于图像。另外，已给出了其中第二图像信号事实上是图案化的实例。
然而，在本发明的另一个实施例中，第二图像信号基于第一图像信号，第一图像信
号是优选地轴上观看的图像信号；并基于第三图像信号，第三图像信号是不同于第
一图像信号的、从预定离轴视角观看的另一个图像信号。
采用如上所述的相同机制，本实施例目的在于基于两个图像信号确定第二图像信号。
目标是为子像素确定导致基本上对应于观看第一图像信号所需透射值的用于轴上观
看的透射值的控制信号，并且并行地为子像素确定导致实现对应于第三图像信号的
透射值的用于以预定离轴视角离轴观看的透射值的控制信号。
有效地，在两个方程中的上述结果基于第一图像信号、第三图像信号和如图3所示
的离轴透射曲线。将被确定的变量数对应于各个子像素控制信号的数目。当没有足
够余量时，这些方程被过度约束(over-constrained)，在这种情况下，建议为正确的
轴上观看配置第二信号并如上所述使用随机值α。
还应当注意，在另一优化中，使第三图像信号的类型取决于从第一图像信号推导得
出的分类信息。以这种方式，当第一图像显示文本时，可生成包括相似颜色和大小
的文本的第三图像。
拼贴(Tiling)
如上所示，本发明可被应用于使用贡献了每个单独像素的至少部分通用颜色成分的
多个子像素的显示器。然而，它也可以与具有差离轴性能的传统显示设备结合使用。
在这种情况下，本发明提议将属于两个或更多个邻近像素的子像素分组，并调制子
像素控制信号，就好像它们属于包括两个或更多个邻近像素的子像素的“超级像素”
一样。
尽管这种操作方式将有效地包括对应于“超级像素”显示分辨率的明显较低的显示分
辨率，但它将导致用于调制的增加的余量。
尽管上述子像素的聚类或拼贴可被用来改善具有R、G和B子像素的简单TN或
VA显示器的隐私，但相同的方法也可以被用在使用贡献了每个单独像素的至少部
分通用颜色成分的多个子像素的显示器上，以为调制子像素控制信号生成甚至更多
的余量。
在所有的上述实例中，贡献同一种颜色成分的各个子像素是相似的子像素，例如因
为它们具有相似的子像素结构。然而这不是强制的。事实上，在像素组中贡献至少
一种颜色成分的子像素可以具有不同的色调再现曲线。技术人员清楚的是，在调制
用于各个像素的控制信号时将不得不考虑该不同。图7示出了根据本发明的处理设
备700的框图。该处理设备700包括接收第一图像信号405的输入连接器430。第
一图像信号被发送至信号调理装置710，该信号调理装置710被设置成减小第一输
入图像的动态范围。动态范围限制技术在视频处理领域是众所周知的，因此不在此
讨论。
信号调理装置的输出是图像信号715。图像信号715中的像素随后被拼贴装置720
分组。拼贴装置将拼贴(tile)的子像素的图像信息分组成组。如上所述，取决于该实
施方式，这些组可横跨多个图像像素的子像素。在该实施例中拼贴的大小取决于图
像，拼贴分析装置730分析输入的图像，并基于此确定拼贴大小。
为了为整个图像动态地确定拼贴大小，拼贴分析器730分析图像信号，从而生成动
态变化的拼贴大小。尽管在此建议为图像使用单个的拼贴大小，但是这不是强制的；
事实上，使用取决于图像的拼贴大小可有助于以感知的图像分辨率损失为代价在所
需的地方提供附加余量。可选地，拼贴分析器730可用相似的亮度值将空间上邻近
的像素分组到拼贴中。一旦图像被拼贴，经拼贴的图像725被发送至滤波装置740。
滤波装置740有效地为所有拼贴的所有子像素组确定代表值745。在一个实施例中，
该代表值是平均值，但是也可使用产生代表值的其他滤波操作来获得相等的优势。
滤波装置740的输出被发送至在前参考图4所述的调制器410。
调制器的输出由用于拼贴的子像素的经调制驱动信号集组成。接下来，需要在拼贴
中的子像素上分配驱动信号。虽然可以随机地完成该操作，但也可以分配这些成分
以使亮度在拼贴上传播得更均匀。例如，当两个像素拼贴包括六个子像素时，即每
个图像像素三个邻近子像素(RGB)，则可分配子像素驱动强度使得每个包括三个邻
近子像素的两个组之间的亮度区别最小化。
最后，去拼贴(de-tiling)装置750的输出，即经调制的子像素驱动信号755被输出到
输出连接器760上。
图8示出了根据本发明的两个显示设备的框图。显示设备810包括处理设备400和
用于生成子像素驱动信号的传统设备801。另外，该设备包括用于向显示面板805
提供经调制的子像素驱动信号或传统子像素驱动信号的选择装置802。
图9示出了将参照图6A提出的图案用作第二图像信号的实验性装备的照片。当离
轴观看时得到的图像充分地被模糊，而轴上观看基本上没有受影响。
尽管已经主要参考使用R、G和B子像素表示像素的示例显示器描述了上文，但本
发明可同样有利地应用于例如进一步包括黄色和青色的多原色显示器。事实上，附
加原色的添加提供了另外的余量，从而可导致甚至更好的结果。
同样地，主要参考驱动信号的空间调制解释了本发明，然而本发明还可以得益于子
像素驱动信号时间调制的使用。本发明对如前所述的系统特别有利，其中使用多个
时间上邻近的子帧来再现特定图像帧的色调值。
根据本发明的设备和或方法可有效地主要以硬件形式，例如使用一个或多个专用集
成电路(Application Specific Integrated Circuits，ASICs)，实现在设备中。可选地，
本发明可实现在个人计算机或具有足够计算能力的数字信号处理器形式的可编程硬
件平台上。技术人员清楚的是，在权利要求的范围内，硬件/软件划分的许多不同
变型是可能的。
应当注意，上述实施例说明本发明，而非限制本发明，那些本领域技术人员将能够
设计出许多可替换的实施例而不脱离所附权利要求的范围。
在权利要求中，放置在圆括号间的任何附图标记不应当被解释为限制该权利要求。
应当清楚，在本发明的框架内许多变型是可能的。本领域技术人员将理解，本发明
不被在上文中特别示出和描述的所限制。本发明在于各个和每个新颖的特性特征以
及各个和每个特性特征的组合。权利要求中的附图标记不限制权利要求的保护范围。
动词“包括”及其结合的使用不排除除那些在权利要求中陈述的元件之外的元件的存
在。元件之前的冠词“一”或“一个”的使用不排除多个这样的元件的存在。