Проекционные дисплеи с высокой светимостью и связанные способы

Проекционные дисплеи с высокой светимостью и связанные способы

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Перекрестная ссылка на родственные заявки

Данная заявка заявляет приоритет предварительной заявки на патент США №61/476949, поданной 19 апреля 2011 г., которая ссылкой полностью включается в настоящее раскрытие.

Область технического применения

Изобретение относится к проекционным дисплеям. Один из иллюстративных вариантов осуществления изобретения предусматривает дисплей для цифровой кинематографии. Другие варианты осуществления изобретения предусматривают такие дисплеи, как телевизоры, компьютерные дисплеи, и такие дисплеи специального назначения, как рекламные дисплеи, дисплеи виртуальной реальности, игровые дисплеи и дисплеи для работы с медицинскими изображениями.

Предпосылки

Существует возрастающий интерес к созданию дисплеев, которые способны воспроизводить реалистично выглядящие изображения. Одной из особенностей достижения реалистичных изображений является обеспечение высокой пиковой светимости и высокого динамического диапазона. Типичная реальная сцена включает зоны, которые являются очень яркими, например солнце в небе, и светá ярко освещенных объектов, а также зоны, которые являются тусклыми, например объекты в тенях. Достижение реалистичных изображений сцен в целом невозможно на дисплеях, которые не способны к высокой пиковой светимости.

Современная проекционная технология эффективно не масштабирует к высокой светимости. Например, во многих общепринятых конструкциях проекторов источник света, такой как ксеноновая лампа, освещает один или несколько пространственных модуляторов света. Пространственные модуляторы света направляют некоторую часть света на экран, при этом поглощая или перенаправляя другой свет. Достижение высокой светимости требует пропорционального увеличения мощности источника света. Возрастающее потребление мощности источником света становится препятствием для увеличения яркости источника света до уровней, достаточных для обеспечения пиковой светимости на уровне типичных реальных сцен. Кроме того, мощный источник света может, помимо прочего, вызывать трудности, связанные с перегревом пространственных модуляторов света и других компонентов проектора.

Например, современный проектор для цифровой кинематографии может содержать источник света, который потребляет для освещения большого экрана 8 киловатт электроэнергии, генерируя пиковую светимость 48 нит (48 кд/м²). Для достижения пиковой светимости 12000 нит (светимости, обычно встречающейся в повседневной жизни), мощность источника света необходимо было бы пропорционально увеличить до, около, 2 мегаватт. Ясно, что в большинстве случаев это неосуществимо на практике.

Дальнейшая трудность, которая препятствует значительным увеличениям пиковой светимости многих традиционных проекционных дисплеев, заключается в том, что с пиковой светимостью не увеличивается контрастность. Во многих указанных дисплеях, увеличение интенсивности источника света для достижения повышенной пиковой светимости также увеличивает и уровень черного. Поэтому попытки увеличить пиковую светимость свыше некоторого порогового значения будут в результате приводить к недопустимо высокому уровню черного.

Дальнейшим препятствием для создания дисплеев, обладающих достаточно высокой светимостью для представления реалистичных изображений, является то, что отклик зрительной системы человека на свет является приблизительно логарифмическим. В отличие от этого, потребляемые мощности увеличиваются приблизительно линейно относительно светимости. При условии одинакового КПД источника света, удвоение светимости изображения требует удвоения мощности. Однако удвоение светимости не приводит к результирующему изображению, которое будет восприниматься зрителем как в два раза более яркое. Удвоение видимой яркости требует возведения светимости, приблизительно, в квадрат.

Вышеизложенные примеры из связанной области техники и связанные с ними ограничения, как предполагается, являются иллюстративными и не исключающими. Другие ограничения связанной области техники будут очевидны специалистам в данной области при прочтении описания и изучении графических материалов.

Краткое описание

Изобретение имеет ряд особенностей. Варианты осуществления изобретения предусматривают, среди прочих, проекционные дисплеи, способы эксплуатации проекционных дисплеев, дисплеи с двойной модуляцией, носители информации, содержащие машиночитаемые команды, которые при их исполнении процессором данных вызывают исполнение процессором данных способа согласно изобретению, способы демонстрации изображений и способы обработки данных изображения для демонстрации.

Одна из иллюстративных особенностей изобретения предусматривает дисплейную систему, которая включает: основной проектор, расположенный для проецирования на экран изображения, определяемого данными базового изображения, и проектор высокой яркости, расположенный для проецирования на экран изображения высокой яркости, определяемого данными изображения высокой яркости, в совмещении с базовым изображением. Процессор изображений является сконфигурированным для обработки данных изображения с целью генерирования данных изображения высокой яркости.

В некоторых вариантах осуществления изобретения, проектор высокой яркости включает проектор развертывающих лучей. Проектор развертывающих лучей может создавать, например, лазерные лучи нескольких основных цветов (например, красный, зеленый и синий лучи). Лучи могут развертываться совместно или независимо, приводя к тому, что зоны высокой яркости будут обладать требуемой видимой яркостью и цветами. В других вариантах осуществления изобретения, проектор развертывающих лучей создает развертывающий луч белого света.

В некоторых вариантах осуществления изобретения, проектор высокой яркости включает двумерный голографический проектор.

Другая особенность предусматривает проекторную систему высокой яркости, включающую процессор изображений, сконфигурированный для обработки данных изображения с целью выдачи изображения высокой яркости; и проектор света, действующий для проецирования света в соответствии с изображением высокой яркости в совмещении с базовым изображением.

Другая иллюстративная особенность предусматривает дисплей, включающий источник пространственно-модулированного света, расположенный для освещения пространственного модулятора света, где источник пространственно-модулированного света включает двумерный голографический источник света.

Другая иллюстративная особенность предусматривает способ демонстрации изображения, определяемого данными изображения. Способ включает сосредоточение света из источника света с целью выдачи света, который был пространственно модулирован способом, основывающимся на данных изображения; освещение пространственного модулятора света пространственно-модулированным светом; и регулирование пространственного модулятора света с целью демонстрации изображения в соответствии с данными изображения. Сосредоточение света может, например, включать генерирование машиногенерируемой двумерной голограммы. В некоторых вариантах осуществления изобретения, свет включает когерентный свет, и сосредоточение света включает регулирование фаз света в Фурье-плоскости оптической системы.

Другая иллюстративная особенность предусматривает способ демонстрации изображения в соответствии с данными изображения. Данный способ включает обработку данных изображения для генерирования базового изображения и изображения высокой яркости, включающего пикселы высокой яркости; приведение в действие основного проектора для демонстрации базового изображения; и приведение в действие проектора высокой яркости для демонстрации изображения высокой яркости в совмещении с базовым изображением.

В дополнение к иллюстративным особенностям и вышеописанным вариантам осуществления изобретения, дальнейшие особенности и варианты осуществления изобретения будут очевидны с отсылкой к графическим материалам и путем изучения нижеследующих подробных описаний.

Краткое описание графических материалов

Сопроводительные графические материалы иллюстрируют неограничивающие варианты осуществления изобретения.

Фигура 1 - схематическое изображение дисплейной системы согласно одному из иллюстративных вариантов осуществления изобретения.

Фигура 1A - схематическое изображение дисплейной системы согласно другому иллюстративному варианту осуществления изобретения.

Фигуры 2A и 2B - примеры гистограмм, показывающих количество пикселов на изображении в зависимости от светимости этих пикселов для, соответственно, яркого изображения и темного изображения.

Фигура 3 - схематическое изображение примера устройства, которое объединяет проектор высокой яркости и основной проектор.

Фигура 4 - блок-схема, иллюстрирующая компоненты обработки данных изображения систем дисплея согласно одному из иллюстративных вариантов осуществления изобретения.

Фигура 5 - схематическое изображение, иллюстрирующее проектор высокой яркости, включающий проектор, перенаправляющий свет, согласно одному из иллюстративных вариантов осуществления изобретения. Проекторы высокой яркости, относящиеся к типу, проиллюстрированному на фигуре 5, могут конфигурироваться для проецирования света, например, на экран, на один из компонентов основного проектора или на пространственный модулятор света.

Фигура 6A - схематическое изображение, иллюстрирующее один из примеров голографического проектора, сконфигурированного для проецирования требуемого изображения высокой яркости на пространственный модулятор света, который регулируется для перенаправления, вывода на экран или поглощения света в зонах изображения за пределами зон высокой яркости.

Фигура 6B - схематическое изображение, иллюстрирующее голографический проектор, сконфигурированный для проецирования изображения высокой яркости непосредственно на пространственный модулятор света основного проектора согласно одному из иллюстративных вариантов осуществления изобретения.

Фигура 7 - схематическое изображение, иллюстрирующее проектор высокой яркости, включающий источник света, расположенный для освещения двумерного пространственного модулятора света с пространственным фильтром в Фурье-плоскости, предназначенным для устранения рассеянного света, согласно одному из иллюстративных вариантов осуществления изобретения.

Фигура 8 - схематическое изображение, иллюстрирующее проектор высокой яркости, включающий источник света, который освещает пространственный модулятор света, согласно одному из иллюстративных вариантов осуществления изобретения.

Фигура 9 показывает дисплей согласно другому варианту осуществления изобретения. Дисплеи, в целом имеющие архитектуру, схематически показанную на фигуре 9, могут использоваться как автономные дисплеи (например, как телевизор, компьютерный монитор, дисплей специального назначения и т.п.) или как часть дисплейной системы, которая включает проектор высокой яркости.

Подробное описание

Повсюду в нижеследующем описании конкретные подробности излагаются с целью обеспечения более полного понимания специалистами в данной области техники. Однако хорошо известные элементы могут быть не показаны или не описаны подробно во избежание неоправданного затруднения раскрытия. Соответственно, описание и графические материалы следует рассматривать в иллюстративном, а не в ограничительном смысле.

Некоторые варианты осуществления изобретения предусматривают проекционные дисплеи, включающие основной проектор и проектор высокой яркости. Основной проектор может обладать относительно низкой пиковой светимостью и может использоваться для проецирования полного изображения. Светимость светóв на изображении, проецируемом основным проектором, является меньшей, чем требуется. Проектор высокой яркости может проецировать сосредоточенный свет для повышения светимости в местоположении (местоположениях) светóв, таким образом, существенно повышая светимость светóв.

Фигура 1 показывает проекционную систему 10 согласно первому иллюстративному варианту осуществления изобретения. Проекционная система 10 включает основной проектор 12, содержащий объектив 14, который проецирует изображение 16 на экран 18. Экран 18 может представлять собой фронтпроекционный экран или рирпроекционный экран. Система 10 также включает отдельный проектор 20 высокой яркости, содержащий объектив 22, который проецирует изображение 16А на экран 18. Изображения 16 и 16А являются наложенными таким образом, чтобы зритель видел изображение, возникающее в результате объединения изображений 16 и 16А.

Основной проектор 12 может включать любой подходящий проектор изображения. Например, основной проектор 12 может включать проектор на основе DLP, проектор, который использует один или несколько пространственных модуляторов света на основе жидкого кристалла на кремнии (LCOS), проектор, включающий предназначенную для модулирования света жидкокристаллическую дисплейную (LCD) панель, работающую на пропускание, проектор с электронно-лучевой трубкой (ЭЛТ) и т.п.

Проектор 20 высокой яркости относится к типу, который способен доставлять направленный свет к, по меньшей мере, некоторым зонам в пределах зоны изображения 16, предпочтительно, без существенного повышения уровня освещенности в других зонах в пределах изображения 16. Например, проектор 20 высокой яркости может включать один или несколько развертывающих лучей, которые могут быть направленными для добавления дополнительной освещенности только в выбранные зоны высокой яркости изображения 16.

Проектор 20 высокой яркости и основной проектор 12 совмещаются таким образом, что проектор 20 высокой яркости может точно доставлять дополнительный свет в небольшие зоны высокой яркости в пределах изображения 16, проецируемого основным проектором 12. В некоторых вариантах осуществления изобретения, проектор 20 высокой яркости имеет пространственную разрешающую способность, равную или бóльшую, чем пространственная разрешающая способность основного проектора 12. В других вариантах осуществления изобретения, проектор 20 имеет пространственную разрешающую способность меньше, чем у основного проектора 12. В других вариантах осуществления изобретения, проектор 20 имеет пространственную разрешающую способность меньше, чем у основного проектора 12.

В некоторых вариантах осуществления изобретения предусматривается использование проектора 20 и процессора изображений для использования в качестве приставки для существующего основного проектора, такого как доступный для приобретения проектор для цифровой кинематографии. Процессор изображений может быть сконфигурирован для приема данных изображения, предназначенных для проецирования, и для генерирования изображения высокой яркости, предназначенного для демонстрации проектором высокой яркости. Процессор изображений может, в некоторых вариантах осуществления изобретения, модифицировать данные изображения для создания базового изображения, предназначенного для демонстрации существующим основным проектором. Проектор высокой яркости может в ходе установки калиброваться для генерирования изображений высокой яркости, которые совмещаются с изображениями, генерируемыми существующим основным проектором.

Преимущественно, в типичных сценах только относительно очень небольшую долю пикселов на изображении необходимо для усиления реалистичности демонстрировать со светимостью выше, чем пиковая светимость стандартного проектора 12. Было обнаружено, что усиленная реалистичность может достигаться путем чрезвычайно селективного создания ярких светóв. Фигуры 2А и 2 В представляют собой гистограммы, показывающие количества пикселов на изображении в зависимости от светимости этих пикселов для, соответственно, яркого изображения и темного изображения, подготовленных художником-колористом для просмотра на дисплее, имеющем высокую пиковую светимость. В каждом случае, художник-колорист корректировал изображение, для чего художник-колорист рассматривал его оптимальный внешний вид.

Довольно неожиданно, средняя яркость всех пикселов на ярком изображении по-прежнему является относительно очень низкой. Даже если яркое изображение имеет гистограмму по фигуре 3А, можно видеть, что только относительно очень небольшая доля пикселов имеет высокие светимости (например, светимости выше, чем, около, 1000 или 2000 нит). Несколько ярких пикселов с высокими и очень высокими светимостями могут в результате приводить к изображению, имеющему намного более реалистичный внешний вид, не оказывая значительного влияния на световую адаптацию глаз зрителя. Это отличается от реальных сцен из природы, в которых многие, или все, пикселы могут обладать очень большой светимостью. Например, реальная сцена на леднике в солнечный день может быть настолько яркой, что ее неудобно или даже пагубно просматривать в течение длительных промежутков времени без темных солнцезащитных очков. Художник-колорист может подготовить эту сцену таким способом, который в результате приводит к относительно низкой средней светимости и, в то же время, обеспечивает высокую светимость в нескольких ключевых зонах, обеспечивая более реалистичные впечатления от просмотра.

Некоторые варианты осуществления изобретения эксплуатируют то, что даже очень яркие сцены могут воспроизводиться с удивительно низкой средней светимостью и в то же время сохранять реалистичное впечатление от просмотра, если небольшие зоны высокой яркости представлены с пиковой светимостью, которая является намного более высокой, чем средняя светимость, с которой изображение представляется зрителям. Некоторые варианты осуществления изобретения используют проектор высокой яркости, который имеет слишком малую мощность для того, чтобы поднять все пикселы изображения 16 до уровня самых ярких светóв, но способен усиливать освещение светóв до требуемого уровня. В таких вариантах осуществления изобретения, свет от проектора высокой яркости сосредоточивается на светáх, обеспечивая в светáх требуемую яркость.

Существует множество способов расположения основного проектора и проектора высокой яркости в сочетании. Например, могут предусматриваться системы, предусматривающие основной проектор и проектор высокой яркости, предназначенный для селективного усиления светимости зон высокой яркости, расположенные так, чтобы они обладали любым сочетанием следующих характерных признаков:

• Основной проектор и проектор высокой яркости могут использовать одни и те же общие технологии или различные технологии.

• Основной проектор и проектор высокой яркости могут предусматриваться в форме отдельных модулей или в форме совмещенного модуля (например, интегрированного форм-фактора). Там, где основной проектор и проектор высокой яркости предусматриваются в форме совмещенного модуля, основной проектор и проектор высокой яркости могут совместно использовать некоторые оптические компоненты и/или некоторые оптические пути. Например, основной проектор и проектор высокой яркости могут совместно использовать один или несколько следующих компонентов: проекционный объектив, оптическую систему переноса изображений, один или несколько пространственных модуляторов света и т.п. Различные примеры совместно используемых компонентов и оптических путей изложены ниже.

• Система может включать один или несколько основных проекторов, которые совместно проецируют основное изображение. Например, система 10 может включать ряд основных проекторов 12, которые совместно освещают экран 18, создавая изображение 16.

• Система может включать один или несколько проекторов высокой яркости, которые могут совместно проецировать изображение высокой яркости для усиления освещения зон высокой яркости. Например, проектор 20 высокой яркости может включать несколько модулей, которые могут регулироваться так, чтобы они совместно направляли свет на зоны высокой яркости изображения 16.

• Проектор высокой яркости может быть одноцветным (например, проецировать белый свет) или многоцветным.

• Проектор высокой яркости может, необязательно, включать фильтрацию (такую как, например, пространственный фильтр в Фурье-плоскости), предназначенную для подавления освещения за пределами зон высокой яркости.

• Проектор высокой яркости может, необязательно, включать один или несколько пространственных модуляторов света. Пространственный модулятор (модуляторы) света может регулироваться для выполнения одного или нескольких следующих действий: направления света для освещения зон высокой яркости, исправления ошибок в проецируемом изображении высокой яркости, подавления освещения за пределами зон высокой яркости, корректировки изображения высокой яркости для плавного перехода в основное изображение, проецируемое основным проектором, и перенаправления света снаружи зон высокой яркости внутрь зон высокой яркости. В тех вариантах осуществления изобретения, где проектор высокой яркости включает один или несколько пространственных модуляторов света, пространственный модулятор (модуляторы) света может включать пространственный модулятор (модуляторы) света, совместно используемый основным проектором, и/или может включать пространственный модулятор (модуляторы) света, выделенный проектору высокой яркости.

• Основной проектор и проектор высокой яркости могут располагаться для фронтальной проекции или рирпроекции. Необязательно чтобы проектор 20 высокой яркости и основной проектор 12 освещали экран 18 с одной и той же стороны. В тех вариантах осуществления изобретения, где экран 18 является полупрозрачным (например, там, где экран 18 включает экран рирпроекционного типа), проектор 20 высокой яркости и основной проектор 12 могут освещать экран 18 с противоположных сторон.

Указанные различные подходы и их перестановки и сочетания не являются ограничивающими, но предназначены для предоставления примеров некоторых вариантов осуществления изобретения в пределах объема изобретения.

Преимущественно, комбинированное изображение, просматриваемое зрителем, включает некоторые светá, в которых пиковая светимость существенно превышает пиковую светимость основного проектора 12. Например, основной проектор может обладать пиковой светимостью 500 нит или менее, в то время как зоны высокой яркости могут обладать пиковой светимостью 2000 нит или более. Некоторые основные проекторы, предназначенные для использования в темных окружающих условиях просмотра (например, в кинотеатрах), могут предусматривать пиковую светимость, например, 15-50 нит или около того. Некоторые такие проекторы рассчитаны на изображение на экранах с большой площадью. Некоторые основные проекторы, предназначенные для использования в ярких окружающих условиях просмотра, могут обеспечивать пиковую светимость, например, 100-300 нит или около того.

Поскольку зоны высокой яркости, освещаемые проектором 20 высокой яркости, могут включать лишь очень малую долю (например, менее 10%, 5%, 1% или даже менее 0,1%) площади изображения 16, проектор 20 высокой яркости может быть способен достигать требуемой высокой светимости в зонах высокой яркости, не требуя входной мощности, неосуществимой на практике.

На фигуре 1А изображена проекторная система согласно одному из иллюстративных вариантов осуществления изобретения, в котором проектор высокой яркости включает источник 20А светового пятна, который генерирует узкий луч 21 света и дефлектор 23, включающий развертывающие зеркала 23A и 23B. Зеркала 23A и 23B смонтированы на шарнирах и приводятся в действие приводами (не показаны) так, чтобы луч 21 мог быть направлен, образуя небольшое пятно 25 в любом желаемом местоположении на изображении 16. Интенсивность светового луча 21 и местоположения, в которых демонстрируется пятно 25, могут регулироваться контроллером 24 для достижения повышенной светимости в выбранных зонах высокой яркости. В некоторых вариантах осуществления изобретения, яркость зоны высокой яркости, по меньшей мере, частично регулируется путем изменения количества времени, в течение которого регулируется пребывание пятна 25 на зоне высокой яркости. В некоторых вариантах осуществления изобретения, яркость зоны высокой яркости, по меньшей мере, частично регулируется путем регулирования интенсивности и/или рабочего цикла луча 21 в то время, когда луч 21 освещает зону высокой яркости.

Луч 21 может, например, включать лазерный луч. В некоторых вариантах осуществления изобретения, проектор высокой яркости включает три лазерных луча разных цветов, которые могут объединяться, образуя белые светá. Например, проектор высокой яркости может включать красный, зеленый и синий лазерные лучи. В таких вариантах осуществления изобретения лучи могут направляться для освещения зон высокой яркости единым дефлекторным узлом (например, единым набором зеркал 23A, 23B). В альтернативных вариантах осуществления изобретения, для каждого из нескольких лучей 21 предусматривается отдельный дефлекторный узел.

Поскольку светá, как правило, проявляются лишь в небольшой доле общей площади изображения 16, лазер может повышать воспринимаемую яркость зон высокой яркости, дольше задерживаясь в этих зонах. Лазеру не приходится освещать какие-либо части изображения 16 за пределами зон высокой яркости.

В тех вариантах осуществления изобретения, где проектор высокой яркости включает управляемый световой луч, контроллер, который направляет световой луч (например, контроллер 24), может конфигурироваться для регулирования зеркал 23А и 23 В (или такого альтернативного механизма направления луча, как механизм, использующий цифровые светоотражатели, решеточные оптические затворы и т.п.), вызывающего следование пятна 25 по траектории, которая зависит от местоположений зон высокой яркости, подлежащих освещению. Для механизма направления луча не является необходимой развертка по растровой или другой схеме, которая охватывает все пикселы изображения 16. Направляя пятно 25 по траектории, которая приводит пятно в зоны высокой яркости и при этом, избегая, по меньшей мере, некоторых пикселов, находящихся за пределами зон высокой яркости, контроллер 25 может вызывать задержку пятна 25 на зонах высокой яркости в течение промежутков времени, достаточных для достижения требуемой светимости зон высокой яркости.

Основной проектор 12 и проектор 20 высокой яркости могут, необязательно, быть объединены друг с другом так, чтобы оба проектора совместно использовали некоторые общие оптические пути. Например, оптические системы проектора 20 высокой яркости и основного проектора 12 могут размещаться так, чтобы они совместно использовали общий проекционный объектив 14. Один из таких примеров проиллюстрирован на фигуре 3. Фигура 3 представляет собой принципиальное схематическое изображение. Такие необязательные компоненты, как объективы переноса, зеркала, фильтры и т.п., которые могут присутствовать на оптических путях, для ясности были пропущены.

В варианте осуществления изобретения, проиллюстрированном на фигуре 3, основной проектор 12 включает источник 30 света, который может испускать свет 31, предназначенный для освещения пространственного модулятора 32 света. Источник света 30 может включать источник с равномерным распределением света или источник света, который может являться пространственно-модулированным в соответствии с данными изображения (например, основного изображения). Свет, модулированный пространственным модулятором 32 света, направляется проекционным объективом 14 на экран 18 (на фигуре 3 не показан), создавая изображение 16 (на фигуре 3 не показано).

В данном варианте осуществления изобретения, проектор высокой яркости включает высокоинтенсивный источник 34 узкого светового луча, который может регулироваться для испускания узкого луча света 35, который направляется двухкоординатным дефлектором 36 и оптическим сумматором 37, генерирующими ярко освещенное пятно 38 на пространственном модуляторе 32 света. Регулируя интенсивность и/или включая или выключая источник 34 света при развертке двухкоординатным развертывающим устройством 36, можно освещать светом из источника 34 света несколько зон высокой яркости на пространственном модуляторе 32 света. Этот дополнительный свет после модуляции пространственным модулятором 32 света также отображается объективом 14, дополняя светимость зон высокой яркости на изображении 16.

В одном из альтернативных вариантов осуществления изобретения, между пространственным модулятором 32 света и проекционной линзой 14 располагается оптический сумматор 37, и, таким образом, пятно 38 проецируется непосредственно на экран 18. В данном альтернативном варианте осуществления изобретения оптические пути основного проектора и проектора высокой яркости могут совместно содержать только проекционный объектив 14.

Фигура 4 представляет собой блок-схему, иллюстрирующую компоненты обработки данных изображения дисплейной системы согласно одному из иллюстративных вариантов осуществления изобретения. Система 40 обработки изображений принимает данные 42 изображения и обрабатывает данные 42 изображения, распознавая зоны высокой яркости. Обработка может включать, например, сравнение значений светимости пикселов с первым пороговым значением и распознавание как принадлежащих к зонам высокой яркости тех пикселов, которые имеют значения светимости, превышающие первое пороговое значение. В некоторых вариантах осуществления изобретения, зоны высокой яркости могут ограничиваться зонами, включающими предварительно определяемую зону связанных пикселов, имеющих значения светимости, превышающие первое пороговое значение. В качестве другого примера, обработка может распознавать зоны высокой яркости как составленные из М пикселов с самой высокой яркостью (где М - некоторое число) или из тех пикселов, которые выше N-го процентиля по светимости (где N - такой процентиль как 90-й процентиль, 98-й процентиль, или 99-й процентиль, или 99,9-й процентиль). Обработка может включать применение нескольких таких критериев (например, зоны высокой яркости могут распознаваться как включающие до М пикселов, для которых светимость превышает пороговое значение).

В некоторых вариантах осуществления изобретения, обработка включает соотнесение пиковой светимости пикселов с площадью, заключенной в зоне высокой яркости. Эта обработка может включать анализ гистограмм. Например, для изображения, на котором обработка распознает относительно большое количество пикселов как принадлежащих зонам высокой яркости согласно первому критерию, обработка может делать выбор между сохранением зон высокой яркости согласно первому критерию и стоимостью пониженной светимости пикселов, достижимой в зонах высокой яркости, или применять второй критерий для снижения количества пикселов, включенных в зоны высокой яркости. Такая обработка может включать анализ гистограмм.

В некоторых вариантах осуществления изобретения, обработка выполняется относительно некоторой точки адаптации. Точка адаптации может, например, включать логарифмическую среднюю светимость, или определяться исходя из логарифмической средней светимости изображения. В случае видеоизображений, точка адаптации может включать временнóе среднее по нескольким предыдущим изображениям. В таких вариантах осуществления изобретения, обработка для распознавания зон высокой яркости может включать распознавание пикселов, которые обладают светимостью выше точки адаптации, по меньшей мере, на пороговое значение.

Система 40 обработки изображений генерирует изображение 43 высокой яркости, которое доставляется в проектор 20 высокой яркости. Изображение 43 высокой яркости демонстрируется проектором 20 высокой яркости, обеспечивая повышенную яркость в зонах высокой яркости. Пикселы за пределами зон высокой яркости могут иметь на изображении 43 высокой яркости очень небольшие, или нулевые, значения. Система 40 обработки изображений также доставляет основное изображение 44 для проецирования основным проектором 12.

В некоторых вариантах осуществления изобретения, основное изображение 44 является таким же, как данные 42 изображение. В других вариантах осуществления изобретения, основное изображение 44 обрабатывается для создания плавного перехода между зонами высокой яркости, которые освещаются в первую очередь проектором 20 высокой яркости, и зонами основного изображения 16, которое освещается в первую очередь или полностью основным проектором 12. Эта обработка может включать, например, извлечение составляющих светóв из данных 42 изображения для создания основного изображения 44. В некоторых вариантах осуществления изобретения, обработка включает оценку светимости, которая будет доставляться пикселам изображения проектором 20 высокой яркости при его приведении в действие для демонстрации изображения 43 высокой яркости, и компенсацию этой оценочной светимости при генерировании основного изображения 44. В некоторых вариантах осуществления изобретения, оценка может моделировать свойства оптической системы проектора 20 высокой яркости. В некоторых вариантах осуществления изобретения, оценка может оценивать свет, доставляемый проектором 20 высокой яркости пикселам за пределами зон высокой яркости. Цвет и светимость основного проектора 12 и проектора 20 высокой яркости могут калиброваться, способствуя указанным плавным переходам.

Изображение 43 высокой яркости может принимать разнообразные формы. В некоторых вариантах осуществления изобретения, изображение 43 высокой яркости может включать или считаться двоичным изображением (все пикселы, которые являются «ВКЛЮЧЕННЫМИ» устанавливаются на одном уровне). Такие варианты осуществления изобретения могут использоваться, например, в сочетании с процессом выбора зоны высокой яркости, который выбирает зоны высокой яркости, которые составлены из пикселов, имеющих светимости намного выше точки адаптации. Такие варианты осуществления изобретения могут эксплуатировать то, что зрительная система человека сходным образом откликается на свет, который находится намного выше точки адаптации. Например, зритель может не иметь способности много сказать о каких-либо различиях между одним изображением, на котором некоторые пикселы высокой яркости имеют светимость 10000 нит, и другим изображением, на котором те же самые пикселы высокой яркости имеют светимость 15000 нит, поскольку указанные пикселы высокой яркости на обоих изображениях имеют светимости намного выше точки адаптации. Некоторые указанные варианты осуществления изобретения могут действовать, распределяя светимость из проектора высокой яркости по пикселам высокой яркости поровну и/или отсекая светимость пикселов высокой яркости до заданного уровня.

В других вариантах осуществления изобретения, проектор высокой яркости может регулироваться для подачи разных светимостей разным пикселам или зонам. В других вариантах осуществления изобретения, проектор высокой яркости может регулироваться в соответствии с сочетанием подходов. Например, процессор высокой яркости может регулироваться для подачи разных светимостей тем пикселам высокой яркости, для которых данные изображения указывают светимость в первом диапазоне, и для подачи такой же светимости тем пикселам высокой яркости, для которых данные изображения указывают светимость выше верхнего предела первого диапазона. Первый диапазон может быть фиксированным или может изменяться. Например, переменный первый диапазон может основываться на текущей точке адаптации, на количестве пикселов, распознаваемых как находящихся в зонах высокой яркости, на статистике пикселов, распознаваемых как находящихся в зонах высокой яркости (например, максимум, среднее и т.п. для пикселов высокой яркости), на сочетаниях этих факторов и т.п.

Обработка данных изображения может быть распределена различными способами. Например, в некоторых вариантах ос