ВИЗУАЛИЗИРУЮЩАЯ ШИРОКАЯ ЦВЕТОВАЯ ГАММА, ДВУМЕРНЫЕ (2М) ИЗОБРАЖЕНИЯ НА ТРЕХМЕРНЫХ (3М) УСТРОЙСТВАХ ОТОБРАЖЕНИЯ Российский патент 2024 года по МПК H04N9/31 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

[01] В общем, это изобретение относится к средствам и устройствам отображения для отображения данных изображения, а более конкретно, для отображения двумерных изображений на трехмерных устройствах отображения.

ОПИСАНИЕ ПРЕДШЕСТВУЮЩЕГО УРОВНЯ ТЕХНИКИ

[02] Существуют устройства отображения, которые способны отображать трехмерные (3М) изображения. Например, такие устройства отображают изображение для левого глаза и изображение для правого глаза, которые при совместном рассмотрении обеспечивают восприятие трехмерного изображения. Изображение для левого глаза может быть образовано при использовании источников света трех основных цветов(например, красного 1, зеленого 1 и синего 1), а изображение для правого глаза может быть образовано при использовании источников света трех других основных цветов (например, красного 2, зеленого 2 и синего 2), каждый из которых имеет длину волну, несколько отличающуюся от длины волны аналога подобного цвета. Наблюдатель рассматривает отображаемые изображения через очки, которые включают в себя левую линзу и отличающуюся правую линзу. Левая линза пропускает изображение для левого глаза и блокирует изображение для правого глаза, а правая линза пропускает изображение для правого глаза и блокирует изображение для левого глаза.

[03] Обычные трехмерные изображения могут отображаться трехмерными устройствами отображения при возбуждении каждой пары источников света основных цветов одними и теми же данными. Например, значения двумерных «красных» данных используются для возбуждения таких основных цветов, как красный 1 и красный 2. Аналогично этому, значения двумерных «зеленых» данных используются для возбуждения таких основных цветов, как зеленый 1 и зеленый 2, а значения двумерных «синих» данных используются для возбуждения таких основных цветов, как синий 1 и синий 2. Систему калибруют при использовании эффективно объединенных основных цветов и после этого могут быть получены точные изображения. Однако результирующая цветовая гамма может быть существенно ограниченной относительно заданной цветовой гаммы (например, установленной цветовой гаммы Rec. 2020). (Rec. 2020 - рекомендация 2020 сектора стандартизации Международного союза по телекоммуникациям).

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[04] В настоящем изобретении устранены проблемы, связанные с предшествующим уровнем техники, путем создания улучшенного средства для отображения двумерных (2М) видеоданных на трехмерном (3М) устройстве отображения.

[05] Пример способа отображения данных изображения включает в себя идентификацию установленной цветовой гаммы, определяемой предопределенным количеством основных цветов, и идентификацию количества основных цветов отображения, связанных с источником света, при этом количество основных цветов отображения, связанных с источником света, превышает количество основных цветов, определяющих установленную цветовую гамму. Кроме того, пример способа включает в себя определение первой виртуальной цветовой гаммы на основании сочетания основных цветов отображения, связанных с источником света, для аппроксимации установленной цветовой гаммы. Принимают видеоданные, которые включают в себя значения интенсивности, соответствующие количеству цветов (например, 3), меньшему, чем количество основных цветов, связанных с источником света (например, 6). Кроме того, пример способа включает в себя образование значений интенсивности, связанных с первой виртуальной цветной гаммой, на основании видеоданных и образование значений интенсивности, связанных с основными цветами отображения источника света, на основании образованных значений интенсивности, связанных с первой виртуальной цветовой гаммой. Значения интенсивности, связанные с основными цветами отображения, подают к пространственному модулятору света.

[06] Кроме того, конкретный пример способа включает в себя определение второй виртуальной цветовой гаммы, образование значений интенсивности, связанных с второй виртуальной цветовой гаммой, на основании видеоданных и использование значений интенсивности, связанных с второй виртуальной цветовой гаммой, на этапе образования значений интенсивности, связанных с основными цветами отображения. Вторую виртуальную цветовую гамму определяют на основании остаточной энергии источника света после определения первой виртуальной цветовой гаммы. В конкретном примере способа видеоданные имеют формат, связанный с установленной цветовой гаммой.

[07] В конкретном примере способа количество основных цветов отображения вдвое больше количества цветов, соответствующих значениям интенсивности видеоданных. В более конкретном примере способа количество основных цветов отображения равно 6, а видеоданные включают в себя значения интенсивности, соответствующие не больше чем 3 цветам.

[08] В примере способа по меньшей мере один из этапов образования значений интенсивности, связанных с первой виртуальной цветовой гаммой, на основании видеоданных и образования значений интенсивности, связанных с второй виртуальной цветовой гаммой, на основании видеоданных включает в себя определение уровня интенсивности, обозначаемого видеоданными (например, отдельного уровня интенсивности для каждого цвета, связанного с видеоданными) и образование значений интенсивности, связанных с по меньшей мере одной из первой виртуальной цветовой гаммы и второй виртуальной цветовой гаммы, на основании уровня интенсивности, обозначаемого видеоданными. Способ дополнительно включает в себя определение превышает ли уровень интенсивности, обозначаемый видеоданными, предопределенный уровень интенсивности (например, отдельный предопределенный уровень интенсивности для каждого цвета, связанного с видеоданными). Если уровень интенсивности, обозначаемый видеоданными, не превышает предопределенный уровень интенсивности, то значения интенсивности, связанные с первой виртуальной цветовой гаммой, образуют на основании видеоданных и значения интенсивности, связанные с второй виртуальной цветовой гаммой, принимают равными нулю. С другой стороны, если уровень интенсивности, обозначаемый видеоданными, превышает предопределенный уровень интенсивности, то значение интенсивности, связанное с первой виртуальной цветовой гаммой, образуют на основании предопределенного уровня интенсивности, а значение интенсивности, связанное с второй виртуальной цветовой гаммой, образуют на основании величины, на которую уровень интенсивности, обозначаемый видеоданными, превышает предопределенный уровень интенсивности.

[09] В одном примере способа вторую виртуальную гамму масштабируют для приведения в соответствие значениям интенсивности видеоданных в достижимом объеме цветовой гаммы источника света. Масштабирование достигается, например, уплотнением второй виртуальной цветовой гаммы по направлению к белому цвету.

[10] Еще один пример включает в себя усечение значений интенсивности по меньшей мере одной из первой виртуальной цветовой гаммы и второй виртуальной цветовой гаммы для умещения в достижимом объеме цветовой гаммы источника света. Опционально, значения интенсивности по меньшей мере одной из первой виртуальной цветовой гаммы и второй виртуальной цветовой гаммы усекают по направлению к белому свету. В качестве еще одного варианта значения интенсивности по меньшей мере одной из первой виртуальной цветовой гаммы и второй виртуальной цветовой гаммы усекают к краю достижимого объема цветовой гаммы в направлении отрицательного основного цвета.

[11] Еще один пример способа включает в себя моделирование достижимого объема первой виртуальной цветовой гаммы и второй виртуальной цветовой гаммы и определение, умещаются ли образованные значения интенсивности первой виртуальной цветовой гаммы и второй виртуальной цветовой гаммы в моделированном объеме цветовой гаммы. Значения интенсивности первой виртуальной цветовой гаммы и второй виртуальной цветовой гаммы, которые умещаются в моделированном объеме цветовой гаммы, оставляют немодифицированными. Значения интенсивности первой виртуальной цветовой гаммы и второй виртуальной цветовой гаммы, которые не умещаются в моделированном объеме цветовой гаммы, модифицируют до умещения в моделированном объеме цветовой гаммы. Один пример способа модификации значений интенсивности первой виртуальной цветовой гаммы и второй виртуальной цветовой гаммы включает в себя сохранение цветового баланса (цветности) модифицированных значений интенсивности и снижение интенсивности (например, величины) модифицированных значений интенсивности для умещения в достижимом объеме цветовой гаммы. Другой пример способа модификации значений интенсивности первой виртуальной цветовой гаммы и второй виртуальной цветовой гаммы включает в себя сохранение интенсивности (например, величины) модифицированных значений интенсивности и регулирование цветности модифицированных значений интенсивности по направлению к точке белого цвета для умещения в достижимом объеме цветовой гаммы. Еще один пример способа модификации значений интенсивности первой виртуальной цветовой гаммы и второй виртуальной цветовой гаммы включает в себя снижение интенсивности (например, величины) модифицированных значений интенсивности и регулирование цветности модифицированных значений интенсивности по направлению к точке белого цвета, вследствие чего значения интенсивности направляются к поверхности достижимого объема цветовой гаммы.

[12] Пример устройства отображения включает в себя источник света, пространственный модулятор света и контроллер. Источник света включает в себя некоторое количество основных цветов отображения (например, 6), которое превышает количество основных цветов (например, 3), определяющих установленную цветовую гамму. Пространственный модулятор света освещается источником света. Контроллер действует для осуществления приема видеоданных, включающих значения интенсивности, связанные с количеством цветов, меньшим, чем количество основных цветов отображения. Контроллер может быть сконфигурирован для приема видеоданных, имеющих формат, связанный с установленной цветовой гаммой. Контроллер образует значения интенсивности, связанные с первой виртуальной цветовой гаммой, на основании видеоданных. Первая виртуальная цветовая гамма определяется сочетанием основных цветов отображения для соответствия установленной цветовой гамме. Кроме того, контроллер образует значения интенсивности для каждого из основных цветов отображения на основании значений интенсивности, связанных с первой виртуальной цветовой гаммой, и подает значения интенсивности для каждого из основных цветов отображения к пространственному модулятору света.

[13] В примере устройства отображения контроллер также действует для осуществления образования значений интенсивности, связанных с второй виртуальной цветовой гаммой, на основании видеоданных. Вторая виртуальная цветовая гамма определяется на основании остаточной энергии источника света с учетом первой виртуальной цветовой гаммы. Контроллер также действует для осуществления образования значений интенсивности, связанных с второй виртуальной цветовой гаммой, на основании видеоданных, и использования значений интенсивности, связанных с второй виртуальной цветовой гаммой, для образования значений интенсивности, связанных с основными цветами отображения.

[14] В конкретном варианте осуществления количество основных цветов отображения вдвое больше, чем количество цветов, соответствующих значениям интенсивности видеоданных. В более конкретном варианте осуществления количество основных цветов отображения равно 6 и значения интенсивности видеоданных соответствуют не больше чем 3 цветам.

[15] В примере устройства отображения контроллер также действует для осуществления определения уровня интенсивности, обозначаемого видеоданными, и образования значений интенсивности, связанных с по меньшей мере одной из первой виртуальной цветовой гаммы и второй виртуальной цветовой гаммы, на основании уровня интенсивности, обозначаемого видеоданными. В одном варианте осуществления контроллер определяет, превышает ли уровень интенсивности, обозначаемый видеоданными, предопределенный уровень интенсивности. Если уровень интенсивности, обозначаемый видеоданными, не превышает предопределенный уровень интенсивности, то контроллер образует значения интенсивности, связанные с первой виртуальной цветной гаммой, на основании видеоданных и принимает значения интенсивности, связанные с второй виртуальной цветовой гаммой, равными нулю. Если уровень интенсивности, обозначаемый видеоданными, превышает предопределенный уровень интенсивности, то контроллер образует значение интенсивности, связанное с первой виртуальной цветовой гаммой, на основании предопределенного уровня интенсивности и образует значение интенсивности, связанное с второй виртуальной цветовой гаммой, на основании величины, на которую уровень интенсивности, обозначаемый видеоданными, превышает предопределенный уровень интенсивности.

[16] Опционально, контроллер действует для осуществления масштабирования второй виртуальной цветовой гаммы для приведения в соответствие значениям интенсивности видеоданных в достижимом объеме цветовой гаммы источника света. Масштабирование может включать в себя уплотнение второй виртуальной цветовой гаммы по направлению к белому цвету. В качестве другого варианта контроллер действует для осуществления усечения значений интенсивности по меньшей мере одной из первой виртуальной цветовой гаммы и второй виртуальной цветовой гаммы для умещения в достижимом объеме цветовой гаммы источника света. Значения интенсивности по меньшей мере одной из первой виртуальной цветовой гаммы и второй виртуальной цветовой гаммы могут быть усечены по направлению к белому цвету или значения интенсивности по меньшей одной из первой виртуальной цветовой гаммы и второй виртуальной цветовой гаммы могут быть усечены к краю достижимого объема цветовой гаммы.

[17] Еще один пример устройства отображения включает в себя блок моделирования, компаратор и модификатор. Блок моделирования действует для осуществления моделирования достижимых объемов первой виртуальной цветовой гаммы и второй виртуальной цветовой гаммы с учетом возможностей источника света. Компаратор определяет, умещаются ли образованные значения интенсивности первой виртуальной цветовой гаммы и второй виртуальной цветовой гаммы в моделированном объеме цветовой гаммы. Модификатор оставляет немодифицированными значения интенсивности первой виртуальной цветовой гаммы и второй виртуальной цветовой гаммы, которые умещаются в моделированный объем цветовой гаммы, но модифицирует значения интенсивности первой виртуальной цветовой гаммы и второй виртуальной цветовой гаммы, которые не умещаются в моделированный объем цветовой гаммы, чтобы модифицированные значения умещались в моделированном объеме цветовой гаммы. В конкретном примере устройства отображения модификатор действует для осуществления сохранения цветового баланса модифицированных значений интенсивности и снижения интенсивности (например, величины) значений интенсивности до умещения в достижимом объеме цветовой гаммы. В еще одном конкретном примере устройства отображения модификатор действует для осуществления сохранения интенсивности (например, величины) модифицированных значений интенсивности и регулирования цветности модифицированных значений интенсивности по направлению к точке белого цвета до умещения в достижимом объеме цветовой гаммы. В еще одном конкретном примере устройства отображения модификатор действует для осуществления снижения интенсивности (например, величины) модифицированных значений интенсивности и регулирования цветности модифицированных значений интенсивности по направлению к точке белого цвета, вследствие чего значения интенсивности подгоняются к поверхности достижимого объема цветовой гаммы.

[18] Любой из способов, раскрытых в этой заявке, может быть реализован при использовании нетранзиторного электронно-считываемого носителя данных, имеющего код, реализованный на нем, для побуждения устройства отображения к выполнению способов.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

[19] Ниже настоящее изобретение описывается с обращением к сопровождающим чертежам, на которых одинаковыми позициями обозначены по существу аналогичные элементы. На чертежах:

[20] фиг. 1 - структурная схема примера трехмерной системы отображения;

[21] фиг. 2 - структурная схема контроллера трехмерной системы отображения из фиг. 1;

[22] фиг. 3 - график цветностей, показывающий цветовые гаммы, связанные с источниками света многочисленных основных цветов отображения;

[23] фиг. 4 - график цветностей, показывающий виртуальные цветовые гаммы, связанные с источниками света многочисленных основных цветов отображения;

[24] фиг. 5 - блок-схема последовательности действий с кратким изложением примера способа отображения двумерных изображений на трехмерном устройстве отображения;

[25] фиг. 6А - блок-схема последовательности действий с кратким изложением примера способа выполнения этапа преобразования видеоданных в значения первой и второй виртуальных цветовых гамм;

[26] фиг. 6В - блок-схема последовательности действий с кратким изложением другого примера способа выполнения этапа преобразования видеоданных в значения первой и второй виртуальных цветовых гамм; и

[27] фиг. 6С - блок-схема последовательности действий с кратким изложением еще одного примера способа выполнения этапа преобразования видеоданных в значения первой и второй виртуальных цветовых гамм.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ

[28] Настоящим изобретением устраняются проблемы, связанные с предшествующим уровнем техники, путем создания системы отображения и устройства отображения для отображения видеоданных, определяющих первое количество основных цветов, при использовании источника освещения, определяющего второе, большее количество основных цветов источника света. В нижеследующем описании изложены многочисленные конкретные подробности (например, окружение проектора) для обеспечения полного понимания изобретения. Однако специалистам в данной области техники следует понимать, что изобретение может быть применено на практике независимо от этих конкретных подробностей. В иных случаях подробности хорошо известных практических методик и компонентов процесса обработки видеоинформации опускаются, чтобы излишне не затруднять понимание настоящего изобретения.

[29] На фиг. 1 представлена структурная схема приведенной для примера трехмерной (3М) системы 100 отображения, способной отображать двумерные (2М) видеоданные с улучшенной цветовой гаммой. В этом примере варианта осуществления система 100 отображения представляет собой проектор, включающий источник 102 света с 6 основными цветами (например, лазерные источники света), осветительную оптику 104, разделитель 106, один или несколько модуляторов 108, объединитель 110, проекционную оптику 112 и контроллер 114. Источник 102 света создает осветительный пучок, включающий шесть основных цветов, и направляет осветительный пучок через осветительную оптику 104 и в разделитель 106 цветов. Разделитель 106 цветов разделяет многоцветный пучок на 6 пучков основных цветов и направляет каждый пучок основного цвета к соответствующему одному из пространственных модуляторов 108 света. После модуляции осветительных пучков основных цветов проекционная оптика 112 фокусирует модулированный пучок для образования несущего изображение пучка, который проецируется на поверхность наблюдения (непоказанную).

[30] В этом примере варианта осуществления имеется индивидуальный модулятор для каждого основного цвета. Однако количество модуляторов можно уменьшить при использовании схемы последовательной модуляции полем. В другом примере варианта осуществления источники света, модуляторы и другие компоненты проектора могут быть разделены с образованием двух отдельных, но согласованных проекторов. В еще одном варианте осуществления модуляторы могут включать в себя множество модуляторов для каждого основного цвета, как например, в проекторе с двойной модуляцией.

[31] На фиг. 2 представлена структурная схема приведенного для примера контроллера 114 трехмерной системы отображения из фиг. 1. Контроллер 114 включает в себя модуль идентификации основных цветов для приема и/или сохранения информации (например, калибровочных данных) относительно основных цветов источника 102 света. При необходимости модуль 204 преобразования цветового пространства преобразует поступающие двумерные видеоданные в установленное цветовое пространство трех цветовых стимулов (например, Rec. 2020). (Rec. 2020 - рекомендация 2020 сектора стандартизации Международного союза по телекоммуникациям). Модуль 206 переопределения цветовых гамм определяет одну или несколько виртуальных цветовых гамм на основании заданной установленной цветовой гаммы и основных цветов источника 102 света. Модуль 208 преобразования установленных трех цветовых стимулов в виртуальную цветовую гамму преобразует видеоданные в значения интенсивности, связанные с виртуальной цветовой гаммой (гаммами). После этого модуль 210 преобразования виртуальных цветовых гамм в основные цвета преобразует значения интенсивности виртуальной цветовой гаммы (гамм) в значения интенсивности, соответствующие основным цветам источника света, и подает результирующие значения интенсивности к модуляторам.

[32] На фиг. 3 представлен график цветностей, соответствующий стандарту 1931 года Международной комиссии по освещению, на котором показаны цветовые гаммы, связанные с источниками света многочисленных основных цветов отображения и заданной установленной цветовой гаммой (Rec. 2020). Цветовая гамма 302 представляет собой цветовую гамму Rec. 2020. Цветовая гамма 304 представляет собой цветовую гамму, определяемую первыми тремя основными цветами (R_L, G_L и B_L) источника света, который обеспечивает освещение для изображения для правого глаза, когда проектор работает в трехмерном режиме. Цветовая гамма 306 представляет собой цветовую гамму, определяемую вторыми тремя основными цветами (R_S, G_S и B_S) источника света, который обеспечивает освещение для изображения для левого глаза, когда проектор работает в трехмерном режиме. Цветовая гамма 308 представляет собой цветовую гамму, определяемую возбуждением основных цветов для левого глаза и основных цветов для правого глаза с одними и теми же значениями. Как показано, цветовая гамма 308 существенно отличается от цветовой гаммы 302 Rec. 2020.

[33] На фиг. 4 представлен график цветностей, на котором показаны виртуальные цветовые гаммы, образованные источниками света многочисленных основных цветов отображения. Для сравнения также показаны цветовые гаммы 302, 306 и 304 из фиг. 3. Виртуальная цветовая гамма 402 (цветовая гамма А) определена как сочетание источников света с шестью основными цветами для достаточно точной аппроксимации цветовой гаммы 302 Rec. 2020. Виртуальная цветовая гамма 404 (цветовая гамма В) определяется остаточной энергией источников света с шестью основными цветами. Иначе говоря, цветовая гамма В определяется остатком светового выхода с шестью основными цветами после вычитания света, необходимого для цветовой гаммы А. Как показано, виртуальная цветовая гамма 402 (цветовая гамма А) намного ближе соответствует цветовой гамме 303 Rec. 2020, чем полученная простым суммированием цветовая гамма 308 (фиг. 3).

[34] В раскрытой системе объем цветовой гаммы оптимизируют для двумерных изображений путем возбуждения различным образом сигналов для левого и правого глаз (даже в том случае, когда контент является только двумерным и очки не надеты). Объем цветового диапазона разделяют для две виртуальные цветовые гаммы: цветовую гамму А и цветовую гамму В. В каждой цветовой гамме используют виртуальные основные цвета, которые представляют собой определенные смеси исходных 6Р основных цветов (6Р означает систему с двумя красными, двумя зелеными и двумя синими цветами). Цветовую гамму А оптимизируют так, чтобы она была как можно ближе к Rec. 2020. Для цветовой гаммы В используют остаточную энергию шести основных цветов. Цветовые гаммы А и В показаны на фиг. 4. Следует отметить, что цветовая гамма А очень близка к Rec. 2020.

[35] Значения цветовых гамм А и В можно преобразовать в 6Р основных цветов (R_L, G_L, B_L, R_S, G_S, B_S) при использовании следующих матриц смешивания:

и

.

[36] Типичными значениями для матриц [B_AL], [B_AS], [B_BL] и [B_BS] смешивания являются:

плавающее значение B_AL[3][3]=

{

{0,0000f, 0,0000f, 0,0000f},

{0,0000f, 0,2859f, 0,0000f},

{0,0000f, 0,0000f, 0,9578f}

};

плавающее значение B_AS[3][3]=

{

{0,9903f, 0,0000f, 0,0000f},

{0,0097f, 0,7141f, 0,0422f},

{0,0000f, 0,0000f, 0,0000f}

};

плавающее значение B_BL[3][3]=

{

{1,0000f, 0,0000f, 0,0000f},

{0,0000f, 0,7141f, 0,0000f},

{0,0000f, 0,0000f, 0,0422f}

};

плавающее значение B_BS[3][3]=

{

{0,0097f, 0,0000f, 0,0000f},

{0,0000f, 0,2340f, 0,0000f},

{0,0000f, 0,0000f, 1,0000f}

};

[37] Цветовую гамму А используют в случае небольших уровней яркости и при необходимости добавляют цветовую гамму В, чтобы получать более высокие уровни яркости. Цветовая гамма А обеспечивает приблизительно 50% диапазона яркости, выше которого добавляют менее подходящую цветовую гамму В. 50% линейного диапазона яркости представляют собой почти весь перцепционный диапазон за исключением конца и поэтому большая часть перцепционного диапазона может быть обеспечена цветовой гаммой А. Выше этого диапазона добавляют цветовую гамму В и объем цветовой гаммы постепенно уменьшают по направлению к верхней границе. Следовательно, подавляющая часть перцепционного диапазона может быть достигнута практически при использовании цветовой гаммы Rec. 2020 и при этом все же может быть получен полный диапазон яркости.

[38] Хотя цветовая гамма В может отображать цветности, которые находятся за пределами цветовой гаммы А, колорист будет алогично использовать цветности, которые имеются только при более высоких значениях яркости. Поэтому цветовую гамму В следует ограничивать на пересечении реально достижимых цветовой гаммы В и цветовой гаммы А.

[39] В профессиональной среде желательно не использовать цвета за пределами цветовой гаммы Rec. 2020. Этого легко достигать путем представления изображений источников в системе RGB (красный-зеленый-синий) с основными цветами Rec. 2020 и отклонения отрицательных значений. Контент с такой цветовой гаммой никогда не будет создавать значения помимо Rec. 2020. Когда контент объединяют в пакет для распределения, его преобразуют в совместимый со стандартом DCI (разработанным консорциумом Digital Cinema Initiatives) пакет, представленный значениями XYZ трех цветовых стимулов в соответствии со стандартом 1931 года Международной комиссии по освещению. Хотя XYZ могут представлять цвета помимо Rec. 2020, в том случае, если источник был ограничен в соответствии с рекомендацией Rec. 2020, изменения XYZ никогда не будут выходить за границы Rec. 2020.

[40] Способы в этом раскрытии охватывают различные средства для реализации. Первые два способа являются эффективными в вычислительном отношении и могут быть легко реализованы простой схемой на вентильной матрице, реализуемой пользователем (FPGA). Третий способ требует большего объема вычислений и обычно должен реализовываться блоком графического процессора (GPU).

Способ 1. Масштабирование цветовых гамм

[41] В этом способе определяют две функции:

f_l(C)=если (C<0,5)C, или же 0,5,

f_u(C)=если (C<0,5)0, или же C-0,5,

C ∈ R₂₀₂₀, G₂₀₂₀, B₂₀₂₀.

[42] Для всех входных пиксельных значений трех цветовых стимулов (обозначенных R₂₀₂₀) сигналы цветовых гамм А и В получают следующим образом:

и

.

[43] Затем сигналами (R_A, G_A, B_A), представляющими цветовую гамму А, и сигналами (R_В, G_В, B_В), представляющими цветовую гамму В, возбуждают 6Р основных цветов в соответствии с матрицами [B_AL], [B_AS], [B_BL] и [B_BS] смешивания, описанными выше.

[44] В этом способе при значениях яркости выше 50% все RGB-значения перемещают к белому цвету для умещения в имеющемся объеме цветовой гаммы.

Способ 2. Усечение цветовых гамм

[45] В этом способе определяют две функции:

f_l(C)=если (maxRGB>0,5), ,

f_u(C)=C-f_l(C),

C ∈ R₂₀₂₀, G₂₀₂₀, B₂₀₂₀.

[46] Для всех входных пиксельных значений трех цветовых стимулов (обозначенных R₂₀₂₀) сигналы полных неусеченных цветовых гамм А и В получают следующим образом:

и

,

где [C]_A и [C]_B получают так, как будет описано ниже.

[47] Затем их усекают следующим образом:

,

.

В этом способе значения в достижимом объеме цветовой гаммы оставляют необработанными, а значения за пределами объема (вместе с отрицательными RGB-значениями) усекают до края цветовой гаммы в направлении отрицательного основного цвета.

[48] В альтернативном способе вместо этого усекают по направлению к белому цвету:

min_A=min(R_Af, G_Af, B_Af);

если (min_A<0), то

.

min_B=min(R_Bf, G_Bf, B_Bf);

если (min_B<0), то

.

Затем и в этом случае сигналами (R_A, G_A, B_A), представляющими цветовую гамму А, и сигналами (R_В, G_В, B_В), представляющими цветовую гамму В, возбуждают 6Р основных цветов в соответствии с матрицами смешивания, описанными выше.

[49] [C]_A и [C]_B, использованные выше для преобразования значений трех цветовых стимулов в значения полных неусеченных цветовых гамм А и В, получают следующим образом. Как показывалось выше, два набора, каждый из которых состоит из трех основных цветов, {R_A, G_A, B_A} и {R_B, G_B, B_B}, виртуальных цветовых гамм, связаны с длинными и короткими основными цветами отображения {R_L, G_L, B_L} и {R_S, G_S, B_S} в соответствии с нижеследующими матрицами смешивания:

(1)

и

(2)

При известности нормированных матриц основных цветов для {R_L, G_L, B_L} и {R_S, G_S, B_S} значение XYZ для произвольных точек в {R_L, G_L, B_L} и {R_S, G_S, B_S} имеет вид:

.

После подстановки [1], [2]:

,

,

.

Выражения представлены в членах матриц основных цветов. (Следует отметить, что [PM]_A и [PM]_B являются ненормированными матрицами основных цветов). Хотя средняя строка каждой из матриц [NPM]_LLL и [NPM]_SSS равна 1, в [PM]_AB имеются произвольные сочетания для каждого столбца, так что результирующая средняя строка уже не равна 1):

,

где:

[PM]_A=[NPM]_LLL[B_AL]{NPM]_SSS[B_AS].

Аналогично этому:

[PM]_B={NPM]_SSS[B_BS]+[NPM]_LLL[B_BL].

Если [NPM]₂₀₂₀ является нормированной матрицей основных цветов согласно Rec. 2020, то:

и

.

Способ 3. Способ моделирования объемов цветовых гамм

[50] В этом способе объем цветовой гаммы, достижимый при использовании цветовой гаммы А для низких значений яркости и цветовой гаммы В для более высоких значений яркости, моделируют так, чтобы значения трех цветовых стимулов можно было протестировать для определения, попадают они или нет в достижимый объем цветовой гаммы.

[51] В одном способе значения трех цветовых стимулов в достижимом объеме цветовой гаммы являются немодифицированными. В случае значений за пределами объема цветовой гаммы отношение RGB-значений сохраняют, но значения масштабируют, чтобы снизить яркость для умещения в имеющемся объеме цветовой гаммы.

[52] В альтернативном способе значения в достижимом объеме цветовой гаммы также являются немодифицированными. В случае значений за пределами объема цветовой гаммы яркость сохраняют, но цветность перемещают к мастеринговой точке белого цвета (например, D6500, которая соответствует температуре 6500 K) для умещения в объеме цветовой гаммы.

[53] В еще одном способе значения трех цветовых стимулов в пределах некоторых пороговых значений поверхности объема цветовой гаммы приводят к снижению яркости или перемещению к точке белого цвета для получения «мягкого усечения» на поверхности объема цветовой гаммы. Это может уменьшать артефакты в случаях, когда трудно использовать насыщенные цвета с высокой яркостью.

Блок-схемы последовательностей действий с кратким изложением примеров способов

[54] На фиг. 5 представлена блок-схема последовательности действий с кратким изложением примера способа 500 отображения двумерных изображений на трехмерном устройстве обнаружения. На первом этапе 502 идентифицируют установленную цветовую гамму, определяемую некоторым количеством (например, 3) основных цветов. Затем на втором этапе 504 идентифицируют другое количество (например, 6) основных цветов отображения, связанных с источником света. После этого на третьем этапе 506 определяют первую виртуальную цветовую гамму на основании сочетания идентифицированных основных цветов отображения для достаточно точной аппроксимации идентифицированной установленной цветовой гаммы. На четвертом этапе 508 определяют вторую виртуальную цветовую гамму на основании остаточной мощности источника света для основных цветов отображения. Затем на пятом этапе 510 видеоданные преобразуют в значения интенсивности первой и второй виртуальных цветовых гамм. После этого на шестом этапе 512 значения интенсивности первой и второй виртуальных цветовых гамм преобразуют в значения интенсивности, связанные с основными цветами отображения. Затем на седьмом этапе 514 значения интенсивности, связанные с основными цветами отображения, подают к одному или нескольким пространственным модуляторам света.

[55] На фиг. 6А представлена блок-схема последовательности действий с кратким изложением примера способа 600 выполнения этапа преобразования видеоданных в значения интенсивности, связанные с первой и второй виртуальными цветовыми гаммами. На первом этапе 602 определяют уровень (L) яркости, при котором или ниже которого цвета могут быть представлены только первой виртуальной цветовой гаммой. Затем на втором этапе 604 определяют уровень яркости видеоданных. После этого на третьем этапе 606 определяют, находится ли уровень яркости видеоданных на определенном уровне (L) яркости или ниже него. Если определяют, что уровень яркости видеоданных находится на определенном уровне (L) яркости или ниже него, то на четвертом этапе 608 на основании видеоданных образуют значения интенсивности, связанные с первой виртуальной цветовой гаммой, а значения интенсивности, связанные с второй виртуальной цветовой гаммой, полагают равными нулю.

[56] Если на третьем этапе 606 определяют, что уровень яркости видеоданных находится выше определенного уровня (L) яркости, то на пятом этапе 610 образуют значения интенсивности, связанные с первой виртуальной цветовой гаммой, соответствующие уровню (L) яркости. Затем на шестом этапе 612 вторую цветовую гамму масштабируют, чтобы она была в достижимом объеме цветовой гаммы источника света. После этого на седьмом этапе 614 значения интенсивности, связанные с второй виртуальной цветовой гаммой, образуют в соответствии с величиной, на которую уровень яркости видеоданных превышает определенный уровень (L) яркости.

[57] На фиг. 6В представлена блок-схема последовательности действий с кратким изложением еще одного примера способа 620 выполнения этапа преобразования видеоданных в значения интенсивности, связанные с первой и второй виртуальными цветовыми гаммами. На первом этапе 622 определяют уровень (L) яркости, при котором или ниже которого цвета могут быть могут быть представлены только первой виртуальной цветовой гаммой. Затем на втором этапе 624 определяют уровень яркости видеоданных. После этого на третьем этапе 626 определяют, находится ли уровень яркости видеоданных на определенном уровне (L) яркости или ниже него. Если определяют, что уровень яркости видеоданных находится на определенном уровне (L) яркости или ниже него, то на четвертом этапе 628 на основании видеоданных образуют значения интенсивности, связанные с первой виртуальной цветовой гаммой, а значения интенсивности, связанные с второй виртуальной цветовой гаммой, полагают равными нулю.

[58] Если на третьем этапе 626 определяют, что уровень яркости видеоданных находится выше определенного уровня (L) яркости, то пятом этапе 630 значения интенсивности, связанные с первой виртуальной цветовой гаммой, образуют в соответствии с уровнем (L) яркости. Затем на шестом этапе 632 уровни интенсивности, связанные с второй виртуальной цветовой гаммой, образуют в соответствии с величиной, на которую уровень видеоданных превышает определенный уровень (L) яркости. После этого на седьмом этапе 634 значения интенсивности, связанные с первой и второй виртуальными цветовыми гаммами, усекают, чтобы они находились в достижимом объеме цветовой гаммы.

[59] На фиг. 6С представлена блок-схема последовательности действий с кратким изложением еще одного примера способа 640 выполнения этапа преобразования видеоданных в значения первой и второй виртуальных цветовых гамм. На первом этапе 642 достижимый объем цветовой гаммы первого источника моделируют, используя первую виртуальную цветовую гамму для значений яркости при предопределенном уровне (L) яркости или ниже него. Затем на втором этапе 644 видеоданные преобразуют в значения интенсивности, связанные с первой и второй виртуальными цветовыми гаммами. После этого на третьем этапе 646 определяют, умещаются ли значения интенсивности, связанные с первой и второй виртуальными цветовыми гаммами в моделированном объеме цветовой гаммы. Если значения интенсивности, связанные с первой и второй виртуальными цветовыми гаммами, умещаются в моделированном объеме цветовой гаммы, способ 640 заканчивают. В противном случае значения интенсивности, связанные с первой и второй виртуальными цветовыми гаммами, модифицируют в соответствии с одним из следующих этапов, используемых по выбору. На используемом по выбору четвертом этапе 648 снижают яркость для значений интенсивности, связанных с первой и второй виртуальными цветовыми гаммами, сохраняя цветовой баланс основных цветов в данных, до умещения значений интенсивности в моделированном объеме цветовой гаммы. На используемом по выбору пятом этапе 650 яркость для значений интенсивности, связанных с первой и второй виртуальными цветовыми гаммами, сохраняют, но цветность регулируют по направлению к точке белого цвета до умещения значений интенсивности в моделированном объеме цветовой гаммы. На используемом по выбору шестом этапе 652 снижают яркость для значений интенсивности, связанных с первой и второй виртуальными цветовыми гаммами, и регулируют цветность по направлению к точке белого цвета до умещения значений интенсивности, связанных с первой и второй виртуальными цветовыми гаммами, в моделированном объеме цветовой гаммы, вследствие чего получают «мягкое усечение» на поверхности объема цветовой гаммы.

[60] Итак, описание конкретных вариантов осуществления настоящего изобретения завершено. Многие из описанных признаков могут быть заменены, изменены или опущены без отступления от объема изобретения. Например, в примере варианта осуществления показан проектор. Однако способы и компоненты изобретения могут быть использованы в панели коррекции цвета. В качестве еще одного варианта способы и компоненты из этого раскрытия могут быть реализованы в промежуточном устройстве, расположенном между панелью коррекции цвета и проектором или другим устройством отображения. Эти и другие отступления от показанных конкретных вариантов осуществления должны быть понятны специалистам в данной области техники, особенно с учетом изложенного выше раскрытия.

Изобретение относится к средствам и устройствам отображения для отображения данных изображения. Техническим результатом является повышение качества выходного изображения устройства отображения. Результат достигается тем, что определяют виртуальных цветовых гамм на основании множества основных цветов отображения, связанных с источником света. По меньшей мере одну из виртуальных цветовых гамм определяют для аппроксимации установленной цветовой гаммы. Значения интенсивности, связанные с виртуальными цветовыми данными, образуют на основании принимаемых видеоданных, а значения интенсивности, связанные с виртуальными цветовыми гаммами, используют для образования значений возбуждения для основных цветов источника света. 3 н. и 17 з.п. ф-лы, 8 ил.

1. Способ отображения данных изображения, при этом способ содержит этапы, на которых

идентифицируют установленную цветовую гамму, определяемую предопределенным количеством основных цветов;

идентифицируют количество основных цветов отображения, связанных с источником света, при этом количество основных цветов отображения, связанных с источником света, превышает количество основных цветов, определяющих установленную цветовую гамму;

определяют первую виртуальную цветовую гамму, соответствующую первому поднабору диапазона яркости, связанного с источником света;

определяют вторую виртуальную цветовую гамму, соответствующую второму поднабору диапазона яркости, связанного с источником света;

принимают видеоданные, включающие в себя значения интенсивности, соответствующие количеству цветов, меньшему, чем количество основных цветов отображения, связанных с источником света;

определяют уровни яркости, обозначаемые видеоданными;

определяют, соответствуют ли уровни яркости, обозначаемые видеоданными, первому поднабору или второму поднабору;

образуют значения интенсивности, связанные с основными цветами отображения источника света, на основании результатов определения; и

подают значения интенсивности, связанные с предопределенным количеством основных цветов, к пространственному модулятору света.

2. Способ по п.1, в котором в случае, когда уровни яркости, обозначаемые видеоданными, не соответствуют второму поднабору, образуют значения интенсивности, связанные с основными цветами отображения источника света, на основании значений интенсивности, связанных только с первой виртуальной цветовой гаммой.

3. Способ по п.1, в котором в случае, когда уровни яркости, обозначаемые видеоданными, соответствуют второму поднабору, образуют значения интенсивности, связанные с основными цветами отображения источника света, на основании значений интенсивности, связанных с первой виртуальной цветовой гаммой и значений интенсивности, связанных со второй виртуальной цветовой гаммой.

4. Способ по п.1, в котором первое подмножество соответствует приблизительно всему диапазону яркости, связанному с источником света, а второе подмножество соответствует приблизительно верхней половине диапазона яркости, связанного с источником света.

5. Способ по п.1, в котором первая виртуальная цветовая гамма приближается к установленной цветовой гамме.

6. Способ по п.5, в котором установленная цветовая гамма является гаммой Rec2020.

7. Способ по п.5, в котором вторая виртуальная цветовая гамма основана на остаточной энергии источника света с учетом первой виртуальной цветовой гаммы.

8. Способ по п.1, в котором количество основных цветов отображения вдвое больше количества цветов, соответствующих значениям интенсивности видеоданных.

9. Способ по п.8, в котором количество основных цветов отображения равно 6 и количество цветов, соответствующих значениям интенсивности видеоданных, равно 3 или менее.

10. Способ по п.1, в котором определение уровней яркости, обозначаемых видеоданными, включает в себя определение отдельного уровня яркости для каждого цвета из числа цветов, представленных видеоданными.

11. Устройство отображения, включающее в себя:

источник света, имеющий некоторое количество основных цветов отображения, при этом количество основных цветов отображения превышает количество основных цветов, определяющих установленную цветовую гамму;

пространственный модулятор света, освещаемый источником света; и

контроллер, выполненный с возможностью:

определения первой виртуальной цветовой гаммы, соответствующей первому поднабору диапазона яркости, связанного с источником света;

определения второй виртуальной цветовой гаммы, соответствующей второму поднабору диапазона яркости, связанного с источником света;

приема видеоданных, включающих в себя значения интенсивности, соответствующие количеству цветов, меньшему, чем количество основных цветов отображения, связанных с источником света;

определения уровней яркости, обозначаемых видеоданными;

определения того, соответствуют ли уровни яркости, обозначаемые видеоданными, первому поднабору или второму поднабору;

образования значений интенсивности, связанных с основными цветами отображения источника света, на основании результатов определения; и

подачи значений интенсивности, связанных с основными цветами, к пространственному модулятору света.

12. Устройство отображения по п.11, в котором в случае, когда уровни яркости, обозначаемые видеоданными, не соответствуют второму поднабору, контроллер выполнен с возможностью образования значений интенсивности, связанных с основными цветами отображения источника света, на основании значений интенсивности, связанных только с первой виртуальной цветовой гаммой.

13. Устройство отображения по п.11, в котором в случае, когда уровни яркости, обозначаемые видеоданными, соответствуют второму поднабору, контроллер выполнен с возможностью образования значений интенсивности, связанных с основными цветами отображения источника света, на основании значений интенсивности, связанных с первой виртуальной цветовой гаммой и значений интенсивности, связанных со второй виртуальной цветовой гаммой.

14. Устройство отображения по п.11, в котором первое подмножество соответствует приблизительно всему диапазону яркости, связанному с источником света, а второе подмножество соответствует приблизительно верхней половине диапазона яркости, связанного с источником света.

15. Устройство отображения по п.11, в котором первая виртуальная цветовая гамма приближается к установленной цветовой гамме.

16. Устройство отображения по п.15, в котором установленная цветовая гамма является гаммой Rec2020.

17. Устройство отображения по п.15, в котором вторая виртуальная цветовая гамма основана на остаточной энергии источника света с учетом первой виртуальной цветовой гаммы.

18. Устройство отображения по п.11, в котором количество основных цветов отображения вдвое больше количества цветов, соответствующих значениям интенсивности видеоданных.

19. Устройство отображения по п.11, в котором контроллер выполнен с возможностью определения уровней яркости, обозначаемых видеоданными, путем определения отдельного уровня яркости для каждого цвета из числа цветов, представленных видеоданными.

20. Невременный компьютерно-читаемый носитель данных, хранящий инструкции, которые при выполнении электронным процессором устройства, предписывают устройству выполнять операции, содержащие этапы, на которых

идентифицируют установленную цветовую гамму, определяемую предопределенным количеством основных цветов;

идентифицируют количество основных цветов отображения, связанных с источником света, при этом количество основных цветов отображения, связанных с источником света, превышает количество основных цветов, определяющих установленную цветовую гамму;

определяют первую виртуальную цветовую гамму, соответствующую первому поднабору диапазона яркости, связанного с источником света;

определяют вторую виртуальную цветовую гамму, соответствующую второму поднабору диапазона яркости, связанного с источником света;

принимают видеоданные, включающие в себя значения интенсивности, соответствующие количеству цветов, меньшему, чем количество основных цветов отображения, связанных с источником света;

определяют уровни яркости, обозначаемые видеоданными;

определяют, соответствуют ли уровни яркости, обозначаемые видеоданными, первому поднабору или второму поднабору;

образуют значения интенсивности, связанные с основными цветами отображения источника света, на основании результатов определения; и

подают значения интенсивности, связанные с основными цветами, к пространственному модулятору света.