CN106373093A - 图像处理方法、图像处理电路和显示设备 - Google Patents

Abstract

公开了一种图像处理方法、图像处理电路和使用该图像处理电路的显示设备。图像处理方法包括：感测用户的观看距离并确定预定观看距离模式；当确定观看距离对应于近距离模式时，通过应用预定模糊掩模来针对每个颜色通道对输入图像的每个像素的四色数据执行模糊处理，以减小输入图像的边缘部分的数据并输出该图像；以及当确定观看距离对应于远距离模式时，通过应用预定锐化掩模来对输入图像的每个像素的四色数据中的白色数据执行锐化处理，以增大输入图像的边缘部分的白色数据并输出该图像。

Description

图像处理方法、图像处理电路和显示设备

本申请要求2015年7月24日提交的第10-2015-004744号韩国专利申请的权益，其通过引用全部结合于此。

技术领域

本发明涉及一种显示设备，更具体地，涉及一种用于通过根据图像特性和观看距离调整锐度来为观看者提供最佳图像质量的图像处理方法、图像处理电路和使用该图像处理电路的显示设备。

背景技术

图像显示设备的代表示例包括液晶显示器(LCD)、有机发光二极管(OLED)显示设备等。

近来，随着显示设备的发展，透明显示设备已得到发展。由于透明显示设备允许光沿正向和反向穿过，因此可以在这两个方向上显示信息并且隔着显示设备面对彼此的用户也可以查看透明显示设备。

透明显示设备可以应用于各种应用产品(诸如，车窗、建筑物窗、电子显示板、冷却器门和幕门(screen door))，因而，存在各种用户环境。另外，商用的透明显示设备包括与其耦合的触摸面板以将观看距离的自由度从远距离增大至接近距离。

因此，当用户在接近距离处使用透明显示设备以进行触摸等时，像素被识别，或者当用户在远距离处使用该设备时，图像的锐度下降，相应地，存在用户感知质量下降的问题。

此外，上述问题也会在各种显示设备以及透明显示设备中发生，因而，本发明不限于透明显示设备。

发明内容

因此，本发明涉及一种基本上避免了由于现有技术的限制和缺点而导致的一个或多个问题的图像处理方法、图像处理电路以及使用该图像处理电路的显示设备。

本发明的目的在于提供一种用于通过根据图像特性和观看距离调整锐度来向观看者提供最佳图像质量的图像处理方法、图像处理电路以及使用该图像处理电路的显示设备。

本发明的附加优点、目的和特征将部分地在以下描述中阐述，并且在审阅以下内容时，对于本领域的普通技术人员而言部分将变得显而易见或者可从对本发明的实践中学到。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书和权利要求书以及附图中具体指出的结构来实现和获得。

为了实现这些目的和其他优点并且根据本发明的目的，如本文中所体现并广泛描述的那样，一种图像处理方法包括：感测用户的观看距离并确定预定观看距离模式；当确定观看距离对应于近距离模式时，通过应用预定模糊掩模(blurring mask)来针对每个颜色通道对输入图像的每个像素的四色数据执行模糊处理，以减小输入图像的边缘部分的数据并输出该图像；以及当确定观看距离对应于远距离模式时，通过应用预定锐化掩模(sharpness mask)来对输入图像的每个像素的四色数据中的白色数据(下文中，称为W)执行锐化处理，以增大输入图像的边缘部分的数据W并输出图像。

该图像处理还可包括：在执行模糊或锐化处理之前，将输入图像的每个像素的三色数据转换成四色数据并以帧为单位将四色数据存储在存储器中。可通过模糊处理来更新存储在存储器中的四色数据并且可输出图像，或者可通过锐化处理来仅更新四色数据中的数据W并且可输出图像。

该图像处理还可包括：在存储输入图像之后且在执行模糊或锐化处理之前，通过对存储在存储器中的四色数据执行预定图像分析来将四色数据划分为透射区域和非透射区域。执行模糊处理可包括：通过模糊处理更新非透射区域的四色数据，并且输出透射区域的四色数据和更新后的非透射区域的四色数据。执行锐化处理可包括：通过锐化处理更新非透射区域的四色数据中的数据W，并且输出透射区域的四色数据和包含更新后的数据W的非透射区域的四色数据。

该图像处理还可包括：在确定观看距离对应于最佳距离模式时，输出存储在存储器中的四色数据而不进行模糊处理或锐化处理。

在本发明的另一方面，一种用于根据外部的观看距离传感器感测的用户的观看距离来执行图像处理的图像处理电路包括：观看距离确定器，用于根据观看距离传感器感测的观看距离来确定预定观看距离模式；模糊滤波器，用于当观看距离确定器输出指示近距离模式的第一控制信号时，通过应用预定模糊掩模来针对每个颜色通道对输入图像的每个像素的四色数据执行模糊处理，以校正输入图像的边缘部分的数据；以及锐化滤波器，用于当观看距离确定器输出指示远距离模式的第二控制信号时，通过应用预定锐化掩模来对输入图像的每个像素的四色数据中的数据W执行锐化处理，以校正输入图像的边缘部分的数据W。

图像处理电路还可包括：四色转换器，用于将输入图像的每个像素的三色数据转换成四色数据；以及存储器，用于以帧为单位存储来自四色转换器的四色数据。模糊滤波器可响应于来自观看距离确定器的第一控制信号而通过模糊处理更新存储在存储器中的四色数据，并且锐化滤波器可响应于来自观看距离确定器的第二控制信号而仅更新存储在存储器中的四色数据的数据W。

图像处理电路还可包括：非透射区域检测器，连接在存储器与模糊滤波器和锐化滤波器之间，并且用于通过对四色数据执行图像分析来将存储在存储器中的四色数据划分为透射区域和非透射区域。

非透射区域检测器可响应于来自观看距离确定器的第一控制信号而将非透射区域的四色数据提供至模糊滤波器，并且利用经模糊滤波器校正后的非透射区域的四色数据更新存储器的相应的四色数据。

非透射区域检测器可响应于来自观看距离确定器的第二控制信号而将非透射区域的四色数据中的数据W提供至锐化滤波器，并且利用经锐化滤波器校正后的非透射区域的数据W更新存储器的相应的数据W。

当观看距离确定器输出指示最佳距离模式的第三控制信号时，可关断模糊滤波器和锐化滤波器的驱动。

当观看距离确定器输出指示最佳距离模式的第三控制信号时，可关断模糊滤波器、锐化滤波器和非透射区域检测器的驱动。

在本发明的另一方面，一种显示设备包括：上述的观看距离传感器；图像处理电路，用于根据用户的观看距离选择性地执行模糊处理和锐化处理；以及面板驱动器，用于驱动显示面板以在显示面板上显示从图像处理电路输出的四色数据。

应理解，本发明的以上总体描述以及以下详细描述都是示例性和说明性的，并且旨在提供对所要求保护的本发明的进一步说明。

附图说明

被包括用于提供对本发明的进一步理解并且并入且构成本申请的一部分的附图示出了本发明的实施例，并连同说明书一起用来解释本发明的原理。在附图中：

图1是根据本发明的实施例的显示设备的配置的示意性框图；

图2是应用于图1的显示面板的液晶显示器(LCD)子像素的配置的等效电路图；

图3是应用于图1的显示面板的有机发光二极管(OLED)子像素的配置的等效电路图；

图4A和图4B是示出根据观看距离的对比敏感度特性和锐度识别特性的曲线图；

图5是根据本发明的实施例的、根据观看距离的图像处理方法的构思的示意图；

图6是示出根据本发明的第一实施例的图像处理电路的内部结构的框图；

图7是示出图6的模糊滤波器的模糊处理方法的图；

图8是示出图6的锐化滤波器的锐化处理方法的图；

图9是示出根据本发明的第二实施例的图像处理电路的内部结构的框图；

图10是示出图9所示的图像处理电路的近距离模式下的图像处理结果的示例的图；

图11是示出图9所示的图像处理电路的远距离模式下的锐化处理结果的示例的图；以及

图12是与根据本发明的透明显示设备的输入图像相比、作为近距离模式的输出图像和远距离模式的输出图像的示例的一组图像。

具体实施方式

现在将详细地参考本发明的优选实施例，在附图中示出了本发明的优选实施例的示例。

图1是根据本发明的实施例的显示设备的配置的示意性框图。图2是应用于图1的显示面板40的液晶显示器(LCD)子像素的配置的等效电路图。图3是应用于图1的显示面板40的有机发光二极管(OLED)子像素的配置的等效电路图。

图1的显示设备可包括定时控制器10、数据驱动器20和作为面板驱动器的栅极驱动器30、显示面板40、伽马电压发生器50、观看距离传感器60等。

显示面板40可通过像素以矩阵的形式布置的像素阵列来显示图像。像素阵列的每个像素可包括红色(R)、白色(W)、绿色(G)和蓝色(B)子像素(SP)。作为显示面板40，可使用液晶显示器(LCD)设备、有机发光二极管(OLED)显示设备、电泳显示设备(EPD)等。

例如，当显示面板40是LCD面板时，每个子像素可包括连接至栅极线GL和数据线DL的薄膜晶体管TFT以及彼此并联连接在薄膜晶体管TFT与公共电极之间的液晶电容器Clc和存储电容器Cst，如图2所示。液晶电容器Clc可以以通过薄膜晶体管TFT提供至像素电极的数据信号与向公共电极施加的公共电压Vcom的差分电压进行充电，并且根据充电后的电压驱动液晶以控制光传输。存储电容器Cst可稳定地保持在液晶电容器Clc中充电的电压。

另一方面，当显示面板40是OLED面板时，每个子像素SP可包括像素电路，该像素电路包括连接在高电压电力EVDD线与低电压电力EVSS线之间的OLED器件、第一开关TFT ST1和第二开关TFT ST2、用于独立地驱动OLED器件的驱动TFT DT以及存储电容器Cst，如图3所示，并且像素电路可具有各种配置并且可不限于图3的配置。

OLED器件可包括连接至驱动TFT DT的阳极、连接至低电压电力EVSS的阴极以及在阳极与阴极之间的发光层，并且产生与从驱动TFT DT提供的电流量成比例的光。

第一开关TFT ST1可由一条栅极线GLa的栅极信号驱动以将来自相应的数据线DL的数据电压提供至驱动TFT DT的栅极节点，并且第二开关TFT ST2可由另一栅极线GLb的栅极信号驱动以将来自参考线RL的参考电压提供至驱动TFT DT的源极节点。第二开关TFTST2在感测模式下还可用作用于将电流从驱动TFT DT输出至参考线RL的路径。

连接在驱动TFT DT的栅极节点与源极节点之间的存储电容器Cst可以以通过第一开关TFT ST1提供至栅极节点提供的数据电压与通过第二开关TFT ST2提供至源极节点的参考电压之间的差分电压进行充电，以提供驱动TFT DT的驱动电压。

驱动TFT DT可根据来自存储电容器Cst的驱动电压来控制从高电压电力EVDD提供的电流，以便将与驱动电压成比例的电流提供至OLED器件以点亮OLED器件。

数据驱动器20可从定时控制器10接收数据控制信号DCS和四色数据RWGB。可根据数据控制信号DCS来驱动数据驱动器20，以将从伽马电压发生器50提供的参考伽马电压集合细分为分别对应于数据的灰度的灰度电压，以使用所细分的灰度电压来将数字的四色数据RWGB转换成模拟数据信号，然后，将模拟数据信号分别提供至显示面板40的数据线。

数据驱动器20可包括用于分别驱动显示面板40的数据线的多个数据驱动IC。每个数据驱动IC可安装在诸如带载封装(TCP)、覆晶薄膜(COF)和柔性印刷电路(FPC)的电路薄膜上，并且可通过带式自动接合(TAB)方法附接至显示面板40或者通过玻璃上芯片(COG)方法安装在显示面板40上。

栅极驱动器30可使用从定时控制器10提供的栅极控制信号GCS来驱动显示面板40的多条栅极线中的每一条。栅极驱动器30可响应于栅极控制信号而在相应的扫描时段期间将栅极导通电压的扫描脉冲提供至每条栅极线，并且在剩余时段期间提供栅极截止电压。栅极驱动器30可从定时控制器10接收栅极控制信号GCS，或者通过数据驱动器20从定时控制器10接收栅极控制信号GCS。栅极驱动器30可包括至少一个栅极IC，并且可安装在诸如TCP、COF和FPC的电路薄膜上，并可通过TAB方法附接至显示面板40或者可通过COG方法安装在显示面板40上。另一方面，栅极驱动器30可与包括在显示面板40的像素阵列中的TFT阵列一起形成在TFT基板上，以被配置为安装在显示面板40的非显示区域中的面板内栅极(GIP)型的栅极驱动器。

观看距离传感器60可使用一般的距离传感器来感测作为显示面板40与观看者之间的距离的观看距离，并且将所感测的观看距离信息输出至定时控制器10。

定时控制器10可从外部主机系统接收图像数据R、G和B以及定时信号TCS。例如，外部主机系统可以是诸如计算机、TV系统、机顶盒、平板式PC或蜂窝电话的便携式终端中的任一个。

定时控制器10可使用输入定时信号TCS来控制数据驱动器20和栅极驱动器30中的每一个，可将输入的三色数据R、G和B转换成四色数据R、W、G和B，可根据图像特性和观看距离信息来选择性地对四色数据R、W、G和B执行模糊处理或锐化处理，并且可将处理后的数据输出至数据驱动器20。

为此，定时控制器10可包括控制信号生成器110和图像处理电路120A或120B。图像处理电路120A或120B可与定时控制器10分开以构成分开的IC，并且可位于定时控制器10的前端处。

控制信号生成器110可使用输入的定时信号TCS来生成数据控制信号DCS和栅极控制信号GCS，并且将数据控制信号DCS和栅极控制信号GCS分别输出至数据驱动器20和栅极驱动器30。控制信号生成器110接收的定时信号TCS可包括点时钟、数据使能信号、垂直同步信号和水平同步信号，但可省略垂直同步信号和水平同步信号。当省略了垂直同步信号和水平同步信号时，控制信号生成器110可根据点时钟对数据使能信号进行计数，并且生成并使用垂直同步信号和水平同步信号。数据控制信号DCS可包括源极启动脉冲、源极采样时钟、极性控制信号、源极输出使能信号等，以控制数据驱动器20的驱动。栅极控制信号GCS可包括栅极启动脉冲、栅极偏移时钟、栅极输出使能信号等，以控制栅极驱动器30的驱动。

根据本发明的第一实施例的图像处理电路120A可使用通用的RGB至WRGB转换方法来将三色数据R、G和B转换为四色数据R、W、G和B，并且根据从观看距离传感器60提供的观看距离信息来对四色数据R、W、G和B执行不同的图像处理操作(即，模糊处理或锐化处理)，以根据观看距离调整锐度并输出图像。图像处理电路120A可对所有四色数据R、W、G和B应用模糊处理并且仅对四色数据R、W、G和B中的数据W应用锐化处理。

另一方面，图像处理电路120A可仅对四色数据R、W、G和B中的数据W应用模糊处理，或者对所有四色数据R、W、G和B应用锐化处理。

与根据本发明的第一实施例的上述图像处理电路120A相比，应用于透明显示设备的根据本发明的第二实施例的图像处理电路120B可应用如下技术：通过图像分析将图像数据划分为透射区域和非透射区域，然后仅针对非透射区域的数据根据上述观看距离调整锐度。根据本发明的第二实施例的图像处理电路120B可输出透射区域的数据而不调整锐度，以防止透射区域的透射率由于不必要的图像处理而减小。根据第二实施例的图像处理电路120B可仅在需要调整锐度时才执行图像分析以划分为透射区域和非透射区域。

另外，图像处理电路120A或120B还可执行诸如功耗降低、图像补偿和劣化补偿的必要图像处理，然后将图像输出至数据驱动器20。

图4A和图4B是示出根据观看距离的对比敏感度特性和锐度识别特性的曲线图。

如从图4A看出，随着显示设备的观看距离减小(随着观看角度增大)，对比敏感度特性增大并且空间频率的峰值频率减小。如从图4B看出，随着观看距离增大，锐度识别特性减小。考虑到对比敏感度特性和锐度识别特性，图像处理电路120A或120B可根据观看距离不同地调整锐度。

图5是根据本发明的实施例的、根据观看距离的图像处理方法的构思的示意图。

参照图5，当观看距离信息对应于近距离模式时，图像处理电路120A或120B可对图像数据执行模糊处理以减小边缘亮度进而减小锐度，并且当观看距离信息对应于远距离模式时，图像处理电路120A或120B可对图像数据执行锐化处理以增大边缘亮度进而增大锐度。

因此，可降低当观看者在近距离处观看图像时的像素识别程度，可增强位于透明显示设备后面的对象的可见性，并且当观看者在远距离处观看图像时可提供清晰图像以向用户提供最佳的识别图像质量。当观看距离信息对应于最佳距离模式时，图像处理电路120A或120B可输出图像数据而不进行模糊或锐化处理。

图6是示出根据本发明的第一实施例的图像处理电路120A的内部结构的框图。

图6所示的图像处理电路120A可包括：四色转换器122，用于将三色数据Ri、Gi和Bi转换为四色数据R、W、G和B并输出四色数据R、W、G和B；以及锐度调整器130A，用于根据来自观看距离传感器60(参照图1)的观看距离信息来对来自四色转换器122的四色数据R、W、G和B执行模糊处理或锐化处理并输出图像，或者输出图像而不进行图像校正。

图像处理电路120A还可包括在输入端处的逆伽马校正器(未示出)以及还可包括在输出端处的伽马校正器(未示出)。逆伽马校正器可通过逆伽马(de-gamma)校正对输入的三色数据R、G和B进行线性化并将线性化后的三色数据Ri、Gi和Bi传送至四色转换器122，并且四色转换器122可将线性化后的三色数据Ri、Gi和Bi转换为四色数据R、W、G和B。伽马校正器可通过伽马校正对四色数据Ro、Wo、Go和Bo进行非线性化，并将非线性化后的四色数据传送至数据驱动器20，其中，四色数据Ro、Wo、Go和Bo的锐度由锐度调整器130A根据观看距离信息选择性地进行调整。

四色转换器122可使用通用的RGB至WRGB转换技术来将三色数据Ri、Gi和Bi转换成四色数据R、W、G和B，并将四色数据R、W、G和B输出至锐度调整器130A。例如，四色转换器122可将输入的三色数据Ri、Gi和Bi中的最小值设置为数据W，并且从三色数据Ri、Gi和Bi中的每一个减去数据W，以将三色数据Ri、Gi和Bi转换为四色数据R、W、G和B。四色转换器122的RGB至WRGB转换方法不限于上述方法，因而，可使用各种已知的RGB至WRGB转换方法中的任一种。

锐度调整器130A可包括：帧存储器132，用于存储来自四色转换器122的四色数据R、W、G和B；观看距离确定器138，用于根据来自观看距离传感器60(参照图1)的观看距离信息来选择性地驱动模糊滤波器134和锐化滤波器136；模糊滤波器134，用于响应于来自观看距离确定器138的第一控制信号而对帧存储器132的四色数据R、W、G和B执行模糊处理；以及锐化滤波器136，用于响应于来自观看距离确定器138的第二控制信号而对帧存储器132的四色数据R、W、G和B中的至少数据W执行锐化处理。

观看距离确定器138可使用观看距离传感器60感测的观看距离信息来确定设计者预设的观看距离模式，并且根据确定的观看距离模式输出用于驱动模糊滤波器134和锐化滤波器136中的任一个或者关断模糊滤波器134和锐化滤波器136的驱动的控制信号。

例如，观看距离确定器138可确定所感测的观看距离信息是否对应于预设的近距离模式、最佳距离模式和远距离模式中的任一种。当确定观看距离对应于近距离模式时，观看距离确定器138可输出第一控制信号以驱动模糊滤波器134，当确定观看距离对应于远距离模式时，观看距离确定器138可输出第二控制信号以驱动锐化滤波器136，而当确定观看距离对应于最佳距离模式时，观看距离确定器138可输出第三控制信号以关断模糊滤波器134和锐化滤波器136的驱动。

帧存储器132可以以帧为单位存储来自四色转换器122的四色数据R、W、G和B。当观看距离对应于近距离模式时，可由模糊滤波器134校正存储在帧存储器132中的数据R、W、G和B然后输出，以减小边缘部分的亮度。当观看距离对应于远距离模式时，可由锐化滤波器136校正数据R、W、G和B然后输出，以增大边缘部分的亮度，或者当观看距离对应于最佳距离模式时，可通过关断模糊滤波器134和锐化滤波器136的驱动来输出数据R、W、G和B，而不进行校正。因此，从帧存储器132输出的数据Ro、Wo、Go和Bo可包括根据观看距离选择性地校正的数据。

在从观看距离确定器138接收到近距离模式的第一控制信号时，可驱动模糊滤波器134。所驱动的模糊滤波器134可通过针对每个颜色通道从帧存储器132读取数据R、W、G和B并应用图7所示的模糊掩模BM来校正数据R、W、G和B，以减小边缘部分的亮度，并且可利用校正后的数据R、W、G和B更新帧存储器132的数据。

具体地，模糊滤波器134可通过针对每个颜色通道而从帧存储器132读取四色数据数据R、W、G和B并对每个颜色通道应用模糊掩模BM，对与如图7所示的模糊掩模BM的中心单元格对应的相应像素的数据进行校正，并且可利用校正后的数据更新帧存储器132的相应像素数据。模糊滤波器134可重复地执行上述的模糊处理，同时以像素为单位针对每个颜色通道而对模糊掩模BM进行偏移，以更新存储在帧存储器132中的一帧的数据。

参照图7，可根据设计者的先前实验来为模糊掩模BM的3*3个单元格中的每一个设置最佳校正因子(X,Y,Z)。即，可为模糊掩模BM的中心单元格设置校正因子X，可为在上、下、左、右方向上与中心单元格相邻的四个单元格设置校正因子Y，并且可为在对角线方向上与中心单元格相邻的四个单元格设置校正因子Z。校正因子X、Y、Z可具有小于1的正整数并且具有X>Y>Z的关系。例如，校正因子X、Y、Z可具有X＝1/k(k为自然数)、Y＝1/2k以及Z＝1/4k的关系。模糊掩模BM的大小可改变。

可针对每个颜色通道而对3*3个像素中的每一个像素的数据应用模糊掩模BM。图7示出了模糊掩模BM应用于3*3个像素的数据R、W、G和B中的数据W的代表示例。

模糊滤波器134可对3*3个像素的数据W(W_i-1,j-1至W_i+1,j+1)应用模糊掩模BM的校正因子(X,Y,Z)，以执行以下表达式1中所示的平均计算。因此，可将与模糊掩模BM的中心单元格对应的相应像素的数据W(W_i,j)校正为数据W的平均值(W'_i,j)，该平均值(W'_i,j)是通过对掩模中的九个像素的数据W(W_i-1,j-1至W_i+1,j+1)应用模糊掩模BM的校正因子(X,Y,Z)以执行平均计算而获得的。

<表达式1>

模糊滤波器134还可以以相同方式、针对每个颜色通道而对3*3个像素的剩余数据R、G和B应用图7所示的模糊掩模BM，以将相应的中心像素(i,j)的数据R、G和B校正为被应用了校正因子(X,Y,Z)的掩模中的像素的数据R、G和B的平均值(R',G',B')。

因此，可通过模糊滤波器134的上述模糊处理减小存储在帧存储器132中的数据R、W、G和B中的、与边缘部分对应的像素的数据R、W、G和B，以降低边缘部分的亮度。

模糊滤波器134可仅对存储在帧存储器132中的四色数据R、W、G和B中的数据W应用模糊掩模BM，以仅对数据W执行模糊处理。

当从观看距离确定器138接收到远距离模式的第二控制信号时，可驱动锐化滤波器136。所驱动的锐化滤波器136可通过从帧存储器132仅读取数据R、W、G和B中的数据W并应用图8所示的锐化掩模SM来校正数据W以增大边缘部分的亮度，并且可利用校正后的数据W更新帧存储器132的数据。因此，锐化滤波器136可容易地且简单地增大边缘部分的亮度。

具体地，锐化滤波器136可通过从帧存储器132读取数据W并对数据W应用锐化掩模SM来校正与图8所示的锐化掩模SM的中心单元格对应的相应像素的数据W，并且可利用校正后的数据W更新帧存储器132的相应像素的数据W。

参照图8，可根据设计者的先前实验来为锐化掩模SM的3*3个单元格中的每一个设置最佳校正因子(L,-M,-N)。即，可为锐化掩模SM的中心单元格设置校正因子L，可为在上、下、左和右方向上与中心单元格相邻的四个单元格设置校正因子-M，并且可为在对角线方向上与中心单元格相邻的四个单元格设置校正因子-N。校正因子(L,-M,-N)中的仅中心单元格的校正因子L可具有等于或大于1的整数，并且相邻单元格的校正因子(-M,-N)可具有负整数并具有1>M>N>0的关系。锐化掩模SM的大小可改变。

锐化滤波器136可向3*3个像素的数据W(W_i-1,j-1至W_i+1,j+1)应用锐化掩模SM的校正因子(L,-M,-N)，以如以下表达式2所示那样计算通过将对其应用了掩模中的像素的校正因子(L,-M,-N)的数据W进行总计而获得的值，并且可将通过将所总计的值与设计者预设的锐度增益值Gain相乘而获得的结果值与对应于锐化掩模SM的中心单元格的相应像素的数据W(W_i,j)相加，以将数据(W_i,j)校正为W"_i,j。这里，设计者可根据用户偏好、显示设备的特性等预设锐度增益值Gain，以便调整锐化程度，并且锐度增益值Gain可具有例如小于1的正整数。

<表达式2>

锐化滤波器136可重复地执行上述锐化处理，同时以像素为单位使锐化掩模SM偏移，以更新存储在帧存储器132中的一帧的数据W。

因此，可通过锐化滤波器136的上述锐化处理校正存储在帧存储器132中的数据R、W、G和B当中的对应于边缘部分的像素的数据W以增大该数据W，从而增大边缘部分的亮度。

可针对每个颜色通道而对存储在锐化滤波器136的内部存储器中的四色数据R、W、G和B中的每一个应用锐化掩模SM，以对所有的四色数据R、W、G和B执行锐化处理。

因此，当用户在近距离处观看图像时，根据本发明的第一实施例的图像处理电路120A可通过对四色数据R、W、G和B执行模糊处理来降低边缘部分的亮度以减小图像的锐度并输出图像，并且当用户在远距离处观看图像时，图像处理电路120A可通过对数据W执行锐化处理来增大边缘部分的亮度以增大图像的锐度并输出图像。当用户在最佳距离处观看图像时，可输出四色数据R、W、G和B而不进行上述的模糊或锐化处理。

图9是示出了根据本发明的第二实施例的图像处理电路120B的内部结构的框图。

具体地，与根据图6所示的第一实施例的图像处理电路120A相比，图9所示的根据第二实施例的图像处理电路120B可应用于透明显示设备，并且与图像处理电路120A的不同之处在于，锐度调整器130B位于帧存储器132与模糊滤波器134和锐化滤波器136之间，并且图像处理电路120B还包括非透射区域检测器140，非透射区域检测器140的控制由观看距离确定器138来控制。其他部件与图6中的部件相同，因而，将省略或简要地给出重复描述。

应用于透明显示设备的根据第二实施例的图像处理电路120B的锐度调整器130B可应用通过图像分析将图像数据划分成透射区域和非透射区域、然后仅针对非透射区域的数据根据上述观看距离来调整锐度的技术，并且可输出透射区域的数据而不调整锐度。

换言之，当观看距离对应于近距离模式时，可由模糊滤波器134对存储在帧存储器132中的数据之中的非透射区域的数据进行校正以降低边缘部分的亮度，或者当观看距离对应于远距离模式时，可由锐化滤波器136校正该非透射区域的数据以增大边缘部分的亮度，因而，帧存储器132可输出非透射区域的校正后数据和透射区域的非校正数据。当观看距离对应于最佳距离模式时，可通过关断模糊滤波器134和锐化滤波器136的驱动而不对非透射区域的数据进行校正，因而，帧存储器132可输出非透射区域和透射区域的非校正数据。因此，从更新后的帧存储器132输出的数据Ro、Wo和Bo可包括根据观看距离选择性地校正的非透射区域的数据和透射区域的非校正数据。

当观看距离对应于最佳距离模式并且锐度不必调整时，根据第二实施例的锐度调整器130B还可关断用于将存储在帧存储器132中的数据R、W、G和B划分成透射区域和非透射区域的图像分析。

非透射区域检测器140可响应于来自观看距离确定器138的指示观看模式的控制信号而读取和分析以帧为单位存储在帧存储器132中的四色数据R、W、G和B，并且将数据划分成透射区域和非透射区域，可通过根据观看距离驱动的模糊滤波器134或锐化滤波器136仅对非透射区域的四色数据R、W、G和B进行图像处理和校正，并且可将帧存储器132的非透射区域的数据更新为非透射区域的校正后数据。

可仅当非透射区域检测器140从观看距离确定器138接收到近距离模式的第一控制信号和远距离模式的第二控制信号时，才接通非透射区域检测器140的驱动，而当非透射区域检测器140接收到最佳距离模式的第三控制信号时，可关断非透射区域检测器140的驱动。

非透射区域检测器140可响应于近距离模式的第一控制信号将非透射区域的四色数据R、W、G和B提供至模糊滤波器134以对其进行更新，并利用非透射区域的更新后的四色数据R、W、G和B更新帧存储器132的数据。

非透射区域检测器140可响应于远距离模式的第二控制信号而仅将四色数据R、W、G和B中的数据W提供至锐化滤波器136以对其进行更新，并且利用非透射区域的更新后的数据W更新帧存储器132的数据。

当非透射区域检测器140接收到最佳距离模式的第三控制信号时，可关断非透射区域检测器140的驱动。

另外，当从观看距离确定器138接收到近距离模式的第一控制信号或远距离模式的第二控制信号时，非透射区域检测器140可被驱动以从帧存储器132读取四色数据R、W、G和B，可在每个数据的灰度大于特定的高灰度(例如，250)时将四色数据R、W、G和B确定为透射区域的数据，并且可在每个数据的灰度小于特定的高灰度时将四色数据R、W、G和B确定为非透射区域的数据。另外，非透射区域检测器140可使用其他通用的图像分析方法来将帧存储器132的四色数据R、W、G和B划分成透射区域和非透射区域。

响应于近距离模式的第一控制信号，非透射区域检测器140可将从帧存储器132读取的非透射区域的四色数据R、W、G和B提供至模糊滤波器134。如上所述，响应于近距离模式的第一控制信号而被驱动的模糊滤波器134可通过针对每个颜色通道应用模糊掩模BM来校正从非透射区域检测器140提供的非透射区域的四色数据R、W、G和B。非透射区域检测器140可将帧存储器132的相应数据项更新为经模糊滤波器134校正的非透射区域的四色数据R、W、G和B。

因此，当用户在近距离处观看图像时，帧存储器132可输出通过模糊处理被校正以降低边缘部分的亮度的非透射区域的四色数据Ro、Wo、Go和Bo以及透射区域的非校正四色数据Ro、Wo、Go和Bo，如图10所示。

响应于远距离模式的第二控制信号，非透射区域检测器140可将从帧存储器132读取的非透射区域的四色数据R、W、G和B中的数据W提供至锐化滤波器136。如上所述，响应于远距离模式的第二控制信号而被驱动的锐化滤波器136可通过应用锐化掩模SM来校正从非透射区域检测器140提供的非透射区域的数据W。非透射区域检测器140可利用经锐化滤波器136校正的非透射区域的数据W更新帧存储器132的相应数据W。

因此，当用户在近距离处观看图像时，帧存储器132可输出通过锐化处理被校正以增大边缘部分的亮度的数据W、非校正数据R以及透射区域的非校正四色数据Ro、Wo、Go和Bo，如图11所示。

另一方面，当输入最佳距离模式的第三控制信号时，关断对模糊滤波器134、锐化滤波器136和非透射区域检测器140全部的驱动。

因此，帧存储器132可输出透射区域和非透射区域的非校正四色数据Ro、Wo、Go和Bo。

因此，当用户在近距离处观看图像时，根据本发明的第二实施例的图像处理电路120B可通过对非透射区域的四色数据R、W、G和B执行模糊处理来减小边缘部分的亮度以减小图像的锐度并输出图像，而当用户在远距离处观看图像时，图像处理电路120B可通过对非透射区域的数据W执行锐化处理来增大边缘部分的亮度以增大图像的锐度并输出图像。当用户在最佳距离处观看图像时，可输出四色数据R、W、G和B而不进行上述的模糊或锐化处理。

图12是与应用了图9所示的根据第二实施例的图像处理电路120B的透明显示设备的输入图像相比、作为近距离模式的输出图像和远距离模式的输出图像的示例的一组图像。

从图12看出，借助于根据第二实施例的上述图像处理电路120B，近距离模式的输出图像的非透射区域中的字母的边缘部分的亮度被减小以减小锐度，并且远距离模式的输出图像的非透射区域中的字母的边缘部分的亮度被增大以增大锐度。

如上所述，当观看距离对应于近距离模式时，根据本发明的显示设备可通过模糊处理减小边缘部分的亮度以减小像素识别度，而当观看距离对应于远距离模式时，该显示设备可通过锐化处理增大边缘部分的亮度以增大锐度，从而根据观看距离向用户提供最佳识别图像质量。

具体地，根据本发明的透明显示设备可通过图像分析、根据观看距离仅对非透射区域执行模糊处理或锐化处理，以防止透射区域的透射率由于图像处理而减小并且增强用户识别图像质量。

当观看距离对应于近距离模式时，根据本发明的显示设备可通过模糊处理减小边缘部分的亮度以减小像素识别程度，而当观看距离对应于远距离模式时，该显示设备可通过锐化处理增大边缘部分的亮度以增大锐度，从而根据观看距离向用户提供最佳识别图像质量。

具体地，根据本发明的显示设备可通过图像分析、根据观看距离仅对非透射区域执行模糊处理或锐化处理，以防止透射区域的透射率由于图像处理而减小并且增强用户识别图像质量。

对于本领域的技术人员而言显而易见的是，可以在不背离本发明的精神或范围的情况下对本发明进行各种修改和变更。因此，可以预期，本发明覆盖本发明的修改和变更，只要它们落入所附权利要求及其等同方案的范围内即可。

Claims (10)

1.一种图像处理方法，包括：

感测用户的观看距离并确定预定观看距离模式；

当确定所述观看距离对应于近距离模式时，通过应用预定模糊掩模来针对每个颜色通道对输入图像的每个像素的四色数据执行模糊处理，以减小所述输入图像的边缘部分的数据并输出所述图像；以及

当确定所述观看距离对应于远距离模式时，通过应用预定锐化掩模来对所述输入图像的每个像素的四色数据中的白色数据执行锐化处理，以增大所述输入图像的边缘部分的白色数据并输出所述图像。

2.根据权利要求1所述的图像处理方法，还包括：在执行所述模糊处理或所述锐化处理之前，将所述输入图像的每个像素的三色数据转换成所述四色数据并以帧为单位将所述四色数据存储在存储器中，

其中，通过所述模糊处理更新存储在所述存储器中的四色数据并输出所述图像，或者通过所述锐化处理仅更新所述四色数据中的白色数据并输出所述图像。

3.根据权利要求2所述的图像处理方法，还包括：在存储所述输入图像之后且在执行所述模糊处理或所述锐化处理之前，通过对存储在所述存储器中的所述四色数据执行预定图像分析来将所述四色数据划分成透射区域和非透射区域，

其中：

执行所述模糊处理包括：通过所述模糊处理更新所述非透射区域的四色数据，并且输出所述透射区域的四色数据和所述非透射区域的更新后的四色数据；以及

执行所述锐化处理包括：通过所述锐化处理更新所述非透射区域的四色数据中的白色数据，并且输出所述透射区域的四色数据和所述非透射区域的包含更新后的白色数据的四色数据。

4.根据权利要求2和权利要求3中的任一项所述的图像处理方法，还包括：当确定所述观看距离对应于最佳距离模式时，输出存储在所述存储器中的四色数据而不进行所述模糊处理或所述锐化处理。

5.一种图像处理电路，用于根据外部的观看距离传感器感测的用户的观看距离而执行图像处理，所述图像处理电路包括：

观看距离确定器，用于根据所述观看距离传感器感测的所述观看距离来确定预定观看距离模式；

模糊滤波器，用于当所述观看距离确定器输出指示近距离模式的第一控制信号时，通过应用预定模糊掩模来针对每个颜色通道对输入图像的每个像素的四色数据执行模糊处理，以校正所述输入图像的边缘部分的数据；以及

锐化滤波器，用于当所述观看距离确定器输出指示远距离模式的第二控制信号时，通过应用预定锐化掩模来对所述输入图像的每个像素的四色数据中的白色数据执行锐化处理，以校正所述输入图像的边缘部分的白色数据。

6.根据权利要求5所述的图像处理电路，还包括：

四色转换器，用于将所述输入图像的每个像素的三色数据转换成所述四色数据；以及

存储器，用于以帧为单位存储来自所述四色转换器的四色数据，

其中：

所述模糊滤波器响应于来自所述观看距离确定器的所述第一控制信号而通过所述模糊处理更新存储在所述存储器中的四色数据；以及

所述锐化滤波器响应于来自所述观看距离确定器的所述第二控制信号而仅更新存储在所述存储器中的四色数据中的白色数据。

7.根据权利要求6所述的图像处理电路，还包括非透射区域检测器，所述非透射区域检测器连接在所述存储器与所述模糊滤波器和所述锐化滤波器之间，并且用于通过对所述四色数据执行图像分析而将存储在所述存储器中的所述四色数据划分成透射区域和非透射区域，

其中，所述非透射区域检测器响应于来自所述观看距离确定器的所述第一控制信号而将所述非透射区域的四色数据提供至所述模糊滤波器，并利用经所述模糊滤波器校正的所述非透射区域的四色数据更新所述存储器的相应的四色数据，并且响应于来自所述观看距离确定器的所述第二控制信号而将所述非透射区域的四色数据中的白色数据提供至所述锐化滤波器，并利用经所述锐化滤波器校正的所述非透射区域的白色数据更新所述存储器的相应白色数据。

8.根据权利要求6所述的图像处理电路，其中，当所述观看距离确定器输出指示最佳距离模式的第三控制信号时，关断所述模糊滤波器和所述锐化滤波器的驱动。

9.根据权利要求7所述的图像处理电路，其中，当所述观看距离确定器输出指示最佳距离模式的第三控制信号时，关断所述模糊滤波器、所述锐化滤波器和所述非透射区域检测器的驱动。

10.一种显示设备，包括：

根据权利要求5至9中任一项所述的观看距离传感器，用于感测用户的观看距离；

根据权利要求5至9中任一项所述的图像处理电路，用于根据所述用户的观看距离选择性地执行模糊处理和锐化处理；以及

面板驱动器，用于驱动显示面板以在所述显示面板上显示从所述图像处理电路输出的四色数据。