CN104125373A - 透明显示系统的影像处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种透明显示系统的影像处理方法。该方法提供透明显示系统，该透明显示系统包含影像处理器及透明显示面板；该影像处理器接收输入影像；该影像处理器根据预定权重强化该输入影像的色度以产生强化色度后的影像；该影像处理器锐化该输入影像中物件的轮廓以产生锐化影像资料；该影像处理器将该强化色度后的影像与该锐化影像资料相加以产生调整后的影像；该透明显示面板显示该调整后的影像。

Description

透明显示系统的影像处理方法

技术领域

本发明揭露一种透明显示系统的影像处理方法，尤指一种可增加影像辨识度及面板透明度的透明显示系统的影像处理方法。

背景技术

随着科技进步，各种类型的平面显示装置被开发出来以符合使用者的需求。传统平面显示装置为非透明的显示装置，其原理为利用显示器内部的发光装置使显示器显示影像。然而，因传统平显示装置为非透明而不具光线穿透性，故显示器后面的物品将会被显示器遮蔽而无法展示。

为了更方便展示物品，一种透明显示装置(Transparent Display Device)被开发出来。透明显示装置与传统平面显示装置不同之处在于透明显示装置除了可以利用环境光显示影像之外，由于透明显示装置具有光线穿透性，因此透明显示装置后方的物品为可视。然而，因透明显示装置并没有稳定的背光或发光源，透明显示装置所显示的影像常会模糊不清。除此之外，当透明显示装置显示影像时，透明显示装置的透明度较差，这将会使透明显示装置后方的物品无法被清楚地显示。

基于上述两点，透明显示装置本身所显示的影像以及根据光线穿透性以显示后方物品的轮廓和影像常会有影像画质低落的问题，因此开发出一种同时提升光线穿透性以清楚地展示后方的物品以及提升显示影像清晰度的透明显示装置是非常重要的。

发明内容

本发明的目的在于提供一种透明显示系统的影像处理方法。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：一种透明显示系统的影像处理方法，包含提供透明显示系统，所述透明显示系统包含影像处理器及透明显示面板；所述影像处理器接收输入影像；所述影像处理器根据预定权重强化所述输入影像的色度以产生强化色度后的影像；所述影像处理器锐化所述输入影像中物件的轮廓以产生锐化影像资料；所述影像处理器将所述强化色度后的影像与所述锐化影像资料相加以产生调整后的影像；所述透明显示面板显示所述调整后的影像。

本发明还提供了一种透明显示系统，包含影像处理器及透明显示面板；影像处理器用以接收输入影像，根据预定权重强化所述输入影像的色度以产生强化色度后的影像，锐化所述输入影像中物件的轮廓以产生锐化影像资料，并将所述强化色度后的影像与所述锐化影像资料相加以产生调整后的影像；透明显示面板是耦接于所述影像处理器，用以显示所述调整后的影像。

相较于现有技术，本发明具有以下有益效果：本发明之透明显示系统的影像处理方法可以增加透明显示面板上影像的辨识度，以及增加透明显示面板显示影像时的透明度；因此当本发明透明显示系统应用于陈列展示物品时，本发明透明显示系统可以同时清楚地显示影像以及展示后方的物品。

附图说明

图1是本发明的透明显示系统的示意图。

图2是图1透明显示系统的影像处理器进行影像处理的第一实施例的示意图。

图3是图1透明显示系统的影像处理器进行影像处理的第二实施例的示意图。

图4是图3实施例中的影像处理器进行第一种透明度强化程序的示意图。

图5是图3实施例中的影像处理器进行第二种透明度强化程序的示意图。

图6是图1透明显示系统的影像处理器进行影像处理的第三实施例的示意图。

图7为对应图3实施例的透明显示系统的第一种影像处理方法的流程图。

图8为对应图6实施例的透明显示系统的第二种影像处理方法的流程图。

图中：

100           透明显示系统

110           影像处理器

120           透明显示面板

I、Ip        输入影像

I’       调整后的影像

Ic、It     强化色度后的影像

L        影像低频资料

D        影像差值资料

S        影像锐化资料

λ        预定倍数

A、B         实线

700、800        流程图

710~770、810~870      步骤。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明的技术方案进行具体说明。

图1是本发明透明显示系统的示意图。如图1所示，本发明透明显示系统100包含一影像处理器110，及一透明显示面板120。影像处理器110可以对接收的输入影像I进行影像处理。而透明显示面板120是耦接于影像处理器110，用以显示影像处理器110输出的调整后的影像I’。本发明的透明显示系统100可以利用影像处理器110对输入影像I进行影像处理，当显示面板120显示调整后的影像I’时具有较高的影像显示质量以及较高的光线穿透性(透明度)。而影像处理器110处理输入影像I的步骤将于后面段落详述。

图2为本发明的透明显示系统的影像处理器进行影像处理的第一实施例的示意图。如图2所示，当影像处理器110接收输入影像I后，首先将输入影像I经过色度强化程序产生一个强化色度后的影像Ic。依照影像处理学的理论。任何影像的饱和度(Saturation)、色相(Hue)及明度(Chroma)其中之一增强后，该影像的层次感会增加，但是影像本身的边缘(Edge)以及亮部/暗部会产生某些程度的失真，其原因在于影像本身的动态范围(Dynamic Range)变小。而强化色度后的影像在本实施例中会经过一个锐化程序(轮廓强化程序)以补偿影像本身的边缘(Edge)因强化色度产生的失真问题。而本实施例的色度强化程序以及锐化程序将详述于下。

请继续参阅图2。当影像处理器110接收输入影像I后即执行一个色度强化程序。简言之，影像处理器110会根据预定权重强化输入影像I的色度以产生一个强化色度后的影像Ic。在本实施例中，影像处理器110首先会利用一个公式计算出输入影像I的原始色度参数，该公式可表示为下：

Co = 1- [min(R,G,B)/max(R,G,B)]         算式(1)

其中，Co是输入影像I的原始色度参数，min(R,G,B)是输入影像I中红、绿、蓝之三原色画素中的最小灰阶值，max(R,G,B)是输入影像I中红、绿、蓝之三原色画素中的最大灰阶值。

当影像处理器110利用算式(1)计算出原始影像I中的原始色度参数Co后，影像处理器110再根据以下算式计算原始影像I加权后的色度，并产生一个强化色度后的影像Ic，该公式可表示为下：

Cw = Co + Co*Wc                                  算式(2)

其中，Cw是输入影像I加权后的色度参数，Wc是预定权重值。如同上面段落所述，影像的色度增强后，该影像的层次感会增加，但是影像本身的边缘(Edge)以及亮部/暗部会产生某些程度的失真。为了让影像清晰度增加而又不会造成影像亮部/暗部及边缘的大量失真，本实施例的色度强化程序所使用的权重Wc最佳值介于0.5至3之间。

请继续参阅图2。图2中虚线部分内即为锐化程序的示意图。如图2所示，强化色度后的影像Ic首先经过一个低通滤波器(Low-pass Filter)。而经过低通滤波器的影像，其物理意义是将影像讯号中低频讯号析出以得到一个影像低频资料L。而影像处理器110接着将强化色度后的影像Ic与影像低频资料L相减以得出一个影像差值资料D。以影像处理学的角度而言，影像差值资料D中隐含了影像的轮廓信息。影像处理器110再将影像差值资料D乘上一个预定倍数λ以得到影像锐化资料S。这个程序相当于将影像的轮廓信息加强。最后，影像处理器110将影像锐化资料S与强化色度后的影像Ic相加以得出一个调整后的影像I’。而调整后的影像I’根据前述的色度强化程序以及锐化程序的处理，将具备层次感的色调以及少量的边缘失真。然而，依照影像处理学的理论，过度的锐化(预定倍数λ太大)会产生晕环(Halo)效应，该效应会造成影像边缘出现失真性的白边。因此，本实施例的锐化程序所使用的预定倍数λ最佳值是介于5~10之间。

然而，在本实施例的透明显示系统100中，虽然锐化程序可以将输入影像I中因色度强化程序失真的边缘轮廓信息再做强化，然而根据消息理论(Information Theory)，已经失真的边缘细节是无法完全回复的，因此在本实施例中调整后的影像I’其细节部分还是有部分的失真现象。为了完全解决影像细节的失真问题，本发明另提供以下的实施例以使调整后的影像I’的质量获得更进一步的改善。

图3为本发明的透明显示系统的影像处理器进行影像处理的第二实施例的示意图。如图3所示，当影像处理器110接收输入影像I后，首先将输入影像I经过色度强化程序而产生一个强化色度后的影像Ic。再将强化色度后的影像Ic经过一个透明度强化程序，而影像处理器110再将经透明度强化程序后的输出影像取代强化色度后的影像Ic以产生一个更新后的强化色度后的影像It(在这里为了表达方便，更新后的强化色度后的影像It仍称为强化色度后的影像)。而透明度强化程序将会于后段详述。

图3为本发明第二实施例与第一实施例最大差异之处在于，图3虚线内所示的锐化程序是将输入影像I进行锐化，最后将影像锐化资料S与强化色度后的影像It相加以产生调整后的影像I’。其锐化详细的步骤同于的一实施例的锐化步骤，故于此将不再赘述。而本实施例相较于第一实施例的锐化步骤的优点在于，因影像锐化资料S是由原始的输入影像I中撷取，而在原始的输入影像I中，影像的边缘信息为未失真的信息。因此影像锐化资料S将不会因为影像经由强化色度后造成的边缘细节失真而无法完全还原。当影像锐化资料S与强化色度后的影像It相加后，除了影像层次分明之外，其影像边缘因经过最大化的失真还原效果而大幅度提高其辨识率。再者，由于影像处理中利用了透明度强化程序增加光线穿透性，因此本实施例的透明显示系统100可以同时清楚地显示影像以及展示后方的物品。

图4以及图5分别为本发明透明显示系统的影像处理器进行两种透明度强化程序的示意图。在图4中，X轴为输入灰阶值，Y轴为输出灰阶值。若输入灰阶值和输出灰阶值为斜率为1的线性关系，则输入灰阶值等于输出灰阶值，影像将不做任何修正。在本实施例的第一种透明度强化程序中，影像处理器110会将强化色度后的影像Ic中的低灰阶画素的灰阶值降低，并将高灰阶画素的灰阶值增加，如图4中实线A。如此调整后，强化色度后的影像Ic其亮部与暗部的对比值(Contrast)会上升，进而增加透明显示系统的透明度。在本实施例中这种将亮部与暗部对比值上升的透明度强化程序称为艷丽模式。

在图5中，X轴为输入灰阶值，Y轴为输出灰阶值。若输入灰阶值和输出灰阶值为斜率为1的线性关系，表示输入灰阶值等于输出灰阶值，影像将不做任何修正。在本实施例的第二种透明度强化程序中，影像处理器110会将强化色度后的影像Ic中的中值灰阶画素的灰阶值及高灰阶画素的灰阶值增加，如图5中实线B。如此调整后，强化色度后的影像Ic其中值亮度与高光区域的亮度会上升，进而增加透明显示系统的透明度。在本实施例中这种将中值亮度与高光区域亮度上升的透明度强化程序称为增亮模式。

图6为本发明的透明显示系统的影像处理器进行影像处理的第三实施例的示意图。与第二实施例不同之处在于透明度强化程序在色度强化程序之前，而锐化程序同于第二实施例所述的锐化程序，故影像锐化资料S将不会因为影像经由强化色度后造成的边缘细节失真而无法完全还原。而透明度强化程序、色度强化程序以及锐化程序皆已于之前段落详述，故于此将不再赘述。如同第三实施例所述，本实施例的透明显示系统亦可以同时清楚地显示影像以及展示后方的物品。

图7为本发明透明显示系统的第一种影像处理方法的流程图700。请一并参阅图3，本发明的第一种影像处理方法的流程如下列步骤：

步骤710： 提供透明显示系统100，包含影像处理器110及透明显示面板120；

步骤720： 影像处理器110接收输入影像I；

步骤730： 影像处理器110根据预定权重Wc强化输入影像I的色度以产生强化色度后的影像Ic；

步骤740： 影像处理器110将强化色度后的影像Ic中的低灰阶画素的灰阶值降低及/或将高灰阶画素的灰阶值增加，或将强化色度后的影像Ic中的中值灰阶画素的灰阶值及高灰阶画素的灰阶值增加以更新强化色度后的影像Ic，并取代步骤730中的强化色度后的影像Ic；

步骤750： 影像处理器110锐化输入影像I中物件的轮廓以产生锐化影像资料S；

步骤760： 影像处理器110将强化色度后的影像Ic与锐化影像资料S相加以产生调整后的影像I’；以及

步骤770： 透明显示面板120显示调整后的影像I’。

图8为本发明透明显示系统的第二种影像处理方法的流程图800。请一并参阅图6，本发明的第二种影像处理方法的流程如下列步骤：

步骤810： 提供透明显示系统100，包含影像处理器110及透明显示面板120；

步骤820： 影像处理器110接收输入影像I；

步骤830： 影像处理器110将输入影像I中的低灰阶画素的灰阶值降低及/或将高灰阶画素的灰阶值增加，或将输入影像I中的中值灰阶画素的灰阶值及高灰阶画素的灰阶值增加以更新输入影像I，并取代输入影像I；

步骤840： 影像处理器110根据预定权重Wc强化输入影像I的色度以产生强化色度后的影像Ic；

步骤850： 影像处理器110锐化步骤820中的输入影像I中物件的轮廓以产生锐化影像资料S；

步骤860： 影像处理器110将强化色度后的影像Ic与锐化影像资料S相加以产生调整后的影像I’；以及

步骤870： 透明显示面板120显示该调整后的影像I’。

综上所述，本发明说明了一种透明显示系统的影像处理方法以及透明显示系统，影像处理的主要观念为将影像的色度强化，再将未失真的影像锐化资料结合色度强化后的影像以达成层次感分明且轮廓清晰的影像。除此之外，本发明更利用了两种透明度强化程序以增加光线穿透性。因此，本发明的透明显示系统能提升光线穿透性以清楚地展示后方的物品，并可同时提升显示影像的清晰度。       

以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做之均等变化与修饰，皆应属本发明之涵盖范围。

以上是本发明的较佳实施例，凡依本发明技术方案所作的改变，所产生的功能作用未超出本发明技术方案的范围时，均属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种透明显示系统的影像处理方法，其特征在于：包含下列步骤：

提供一透明显示系统，包含一影像处理器及一透明显示面板；

所述影像处理器接收一输入影像；

所述影像处理器根据一预定权重强化所述输入影像的色度以产生一强化色度后的影像；

所述影像处理器锐化所述输入影像中物件的轮廓以产生一锐化影像资料；

所述影像处理器将所述强化色度后的影像与所述锐化影像资料相加以产生一调整后的影像；及

所述透明显示面板显示所述调整后的影像。

2.根据权利要求1所述的透明显示系统的影像处理方法，其特征在于：还包含：

所述影像处理器将所述强化色度后的影像中的低灰阶画素的灰阶值降低及/或将高灰阶画素的灰阶值增加，并取代所述强化色度后的影像。

3.根据权利要求1所述的透明显示系统的影像处理方法，其特征在于：还包含：

所述影像处理器将所述强化色度后的影像中的中值灰阶画素的灰阶值及高灰阶画素的灰阶值增加，并取代所述强化色度后的影像。

4.根据权利要求1所述的透明显示系统的影像处理方法，其特征在于：还包含：

所述影像处理器将所述输入影像中的低灰阶画素的灰阶值降低及/或将高灰阶画素的灰阶值增加，并取代所述输入影像。

5.根据权利要求1所述的透明显示系统的影像处理方法，其特征在于：还包含：

所述影像处理器将所述输入影像中的中值灰阶画素的灰阶值及高灰阶画素的灰阶值增加，并取代所述输入影像。

6.根据权利要求1至5任意一项所述的透明显示系统的影像处理方法，其特征在于：

所述影像处理器根据所述预定权重强化所述输入影像的色度以产生所述强化色度后的影像的步骤，包含：

所述影像处理器计算所述输入影像的一原始色度，其中该原始色度系根据下列算式求得：

Co = 1- [min(R,G,B)/max(R,G,B)]

其中，Co为所述输入影像的原始色度，min(R,G,B)为所述输入影像中红、绿、蓝色画素的最小灰阶值，max(R,G,B)为所述输入影像中红、绿、蓝色画素的最大灰阶值。

7.根据权利要求6所述的透明显示系统的影像处理方法，其特征在于：

所述影像处理器根据所述预定权重强化所述输入影像的色度以产生所述强化色度后的影像的步骤，还包含：

所述影像处理器将所述输入影像的所述原始色度乘上1和所述预定权重之和以产生所述强化色度后的影像，其中，所述预定权重是介于0.5至3之间。

8.根据权利要求1至5任意一项所述的透明显示系统的影像处理方法，其特征在于：

所述影像处理器锐化所述输入影像中物件的轮廓以产生所述锐化影像资料的步骤，包含：

利用一低通滤波器过滤所述输入影像的一原始影像资料以得到所述输入影像的一影像低频资料；

将所述输入影像的所述原始影像资料和所述影像低频资料相减以得到一影像差值资料；及

将该影像差值资料乘上一预定倍数以得到该锐化影像资料。

9.根据权利要求8所述的透明显示系统的影像处理方法，其特征在于：

所述预定倍数为5~10之间。

10.一种透明显示系统，包含：

一影像处理器，用以接收一输入影像，根据一预定权重强化所述输入影像的色度以产生一强化色度后的影像，锐化所述输入影像中物件的轮廓以产生一锐化影像资料，并将所述强化色度后的影像与所述锐化影像资料相加以产生一调整后的影像，及

一透明显示面板，耦接于所述影像处理器，用以显示所述调整后的影像。