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信號處理設備、圖像顯示設備、信號處理方法和計算機程序的制作方法

文檔序號:7740047閱讀:173來源:國知局
專利名稱:信號處理設備、圖像顯示設備、信號處理方法和計算機程序的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及一種信號處理設備、圖像顯示設備、信號處理方法和計算機程序。更具 體而言,本發(fā)明涉及使觀眾感知(perceive)到立體圖像的一種信號處理設備、圖像顯示設 備、信號處理方法和計算機程序。
背景技術(shù)
在相關(guān)領(lǐng)域中,已知圖像處理設備通過顯示利用左右眼之間的視差的兩張圖像使 得這兩張圖像可分別被左右眼觀察,來得到立體圖像(三維圖像)。而且,提出了各種類型 的顯示方法,該方法使得觀看由這種圖像處理設備顯示的圖像的觀眾感知到作為立體圖像 的圖像。 但是,總的來說,根據(jù)各種條件,如顯示設備(例如,顯示圖像的顯示器)的大小和 顯示設備和觀眾之間的距離,自然地,人們可觀看到圖像的條件是不同的。因此,觀眾可能 感知圖像中物體的大小與物體的實際大小不同,并且當觀看到物體的立體圖像時,可能有 差異感。而且,取決于顯示的圖像和顯示圖像的顯示器之間的關(guān)系,立體圖像觀看本身也可 能是困難的。 為了解決上述問題,提出了各種技術(shù)。例如,公開號為JP-A-2004-334833的日本 專利申請是試圖解決上述問題的一個例子。在公開號為JP-A-2004-334833的日本專利申 請中描述的技術(shù)將關(guān)于顯示設備屬性的信息添加到由顯示設備顯示的內(nèi)容,由此減少了觀 看立體圖像時的差異感。

發(fā)明內(nèi)容
但是,在本領(lǐng)域中,依賴于顯示圖像的顯示器和實際在顯示器上顯示的圖像之間 的關(guān)系,觀眾可以不同于物體實際的大小來感知圖像中的物體的大小,而且在觀看立體圖 像時,觀眾可能感覺到差異。 此外,當顯示二維圖像時,觀眾兩眼的收斂角度在顯示器的面板部分會合。因此, 當顯示二維圖像時,觀眾感知到顯示器面板的距離,而觀眾無法感知到在面板之外延伸的 深度。結(jié)果,觀眾無法感覺到深度,好像從窗戶中看遠處的風景。 根據(jù)上述內(nèi)容,期望提供一種新型和改良的信號處理設備、圖像顯示設備、信號處 理方法和計算機程序,其可能以物體的實際大小來感知物體,由此可能以接近人的感覺的 深度感覺來觀看更自然的視頻。 根據(jù)本發(fā)明的實施例,提供了一種信號處理設備,包括圖像分析部件,其分析輸 入圖像的內(nèi)容;距離信息獲取部件,其獲取觀看上面顯示輸入圖像的屏幕的觀眾與該屏幕 之間的距離信息;以及立體圖像產(chǎn)生部件,其使用由圖像分析部件所分析的圖像的分析結(jié) 果、由距離信息獲取部件所獲取的距離信息以及關(guān)于屏幕在水平方向上的規(guī)格的信息,從 原始輸入圖像產(chǎn)生立體圖像。 利用上述結(jié)構(gòu),圖像分析部件分析輸入到信號處理設備的輸入圖像的內(nèi)容,且距離信息獲取部件獲取在觀看上面顯示輸入圖形的屏幕的觀眾和該屏幕之間的距離信息。立
體圖像產(chǎn)生部件使用由圖像分析部件分析的輸入圖像的分析結(jié)果、距離信息獲取部件獲取
的觀眾和屏幕之間的距離信息、以及關(guān)于屏幕在水平方向上的規(guī)格的信息,來從原始輸入
圖像產(chǎn)生立體圖像。結(jié)果,由于使用了輸入圖像的分析結(jié)果、觀眾和屏幕之間的距離信息、
以及關(guān)于屏幕在水平方向上的規(guī)格的信息產(chǎn)生了立體圖像,有可能以物體的實際大小來感
知物體。因此,可能使觀眾以接近于人類感覺的深度感覺來感知更自然的視頻。 圖像分析部件可能包括檢測部件,其檢測輸入圖像中包含的物體的大小,以及距
離計算部件,其根據(jù)檢測部件檢測的大小計算虛擬空間中物體的位置和觀眾之間的距離,
以及立體圖像產(chǎn)生部件可能使用距離計算部件計算的虛擬空間中的物體的位置和觀眾之
間的距離、距離信息獲取部件獲取的距離信息以及關(guān)于屏幕在水平方向上的規(guī)格的信息,
來從原始輸入圖像產(chǎn)生立體圖像。 當臉部被包含在輸入圖像中時,圖像分析部件可能檢測到臉部的大小,且立體圖 像產(chǎn)生部件可使用圖像分析部件檢測的臉部大小和距離信息獲取部件獲取的距離信息來 從原始輸入圖像產(chǎn)生立體圖像。 信號處理設備還可包括收斂角度計算部件,其根據(jù)圖像分析部件檢測的物體大 小,計算觀眾觀看物體時的視線收斂角度。 信號處理設備還可包括移位寬度確定部件,其基于收斂角度計算部件計算的收斂
角度,來確定當立體圖像產(chǎn)生部件產(chǎn)生立體圖像時的原始輸入圖像的移位寬度。 當圖像分析部件分析輸入圖像是位于無限距離處的風景時,立體圖像產(chǎn)生部件可
通過把原始輸入圖像移位相應于觀眾兩眼之間間隔的寬度,來從原始輸入圖像產(chǎn)生立體圖像。 當圖像分析部件分析輸入圖像是靜止圖像時,圖像分析部件可獲得該靜止圖像的 拍攝信息,且立體圖像產(chǎn)生部件可使用圖像分析部件獲得的拍攝信息和距離信息獲取部件 獲取的距離信息來從原始輸入圖像產(chǎn)生立體圖像。 立體圖像產(chǎn)生部件可通過從輸入圖像的一部分裁剪出右眼的圖像和左眼的圖像 來從原始輸入圖像產(chǎn)生立體圖像。 根據(jù)本發(fā)明的另一實施例,提供了一種圖像顯示設備,包括顯示圖像的圖像顯示 部件、分析輸入圖像內(nèi)容的圖像分析部件、測量觀看在圖像顯示部件上顯示的圖像的觀眾 和圖像顯示部件的圖像顯示表面之間的距離的距離測量部件、以及立體圖像產(chǎn)生部件,其 使用圖像分析部件分析的輸入圖像的分析結(jié)果、距離測量部件測量的距離信息和關(guān)于圖像 顯示表面在水平方向上的規(guī)格的信息,來從原始輸入圖像產(chǎn)生要在圖像顯示部件上顯示的 立體圖像。 根據(jù)本發(fā)明的另一實施例,提供了一種信號處理方法,包括以下步驟分析輸入 圖像的內(nèi)容、獲取觀看在上面顯示輸入圖像的屏幕的觀眾和屏幕之間的距離信息,并使用 圖像分析步驟中的輸入圖像的分析結(jié)果、在距離信息獲取步驟中獲取的距離信息和關(guān)于屏 幕在水平方向上的規(guī)格的信息,來從原始輸入圖像產(chǎn)生要在圖像顯示部件上顯示的立體圖 像。 根據(jù)本發(fā)明的另一實施例,提供了一種圖像顯示方法,包括以下步驟分析輸入圖 像內(nèi)容、測量觀看在圖像顯示部件上顯示的圖像的觀眾和圖像顯示部件的圖像顯示表面之間的距離、使用圖像分析步驟中的輸入圖像的分析結(jié)果、在距離測量步驟中測量的距離信 息和關(guān)于圖像顯示表面在水平方向上的規(guī)格的信息來從原始輸入圖像產(chǎn)生立體圖像、以及 在圖像顯示部件上顯示立體圖像。 根據(jù)本發(fā)明另一實施例,提供了一種計算機程序,其包括命令計算機執(zhí)行以下步
驟的指令分析輸入圖像的內(nèi)容、獲取觀看在上面顯示輸入圖像的屏幕的觀眾和屏幕之間
的距離信息、以及使用圖像分析步驟中的輸入圖像的分析結(jié)果、距離信息獲取步驟中獲取
的距離信息和關(guān)于屏幕在水平方向上的規(guī)格的信息來從原始輸入圖像產(chǎn)生立體圖像。 根據(jù)本發(fā)明的另一實施例,提供了一種計算機程序,其包括命令計算機執(zhí)行以下
步驟的指令分析輸入圖像的內(nèi)容、測量觀看圖像顯示部件上顯示的圖像的屏幕的觀眾和
圖像顯示部件的圖像顯示表面之間的距離信息、使用圖像分析步驟中的輸入圖像的分析結(jié)
果、距離信息測量步驟中測量的距離信息和關(guān)于圖像顯示表面在水平方向上的規(guī)格的信息
來從原始輸入圖像產(chǎn)生立體圖像、以及在圖像顯示部件上顯示立體圖像。 如上所述,根據(jù)本發(fā)明,有可能提供一種新的改良了的圖像顯示設備、信號處理設 備、信號處理方法和計算機程序,使得可以感知物體的實際大小,由此可以以接近人類感覺 的深度感覺來觀看更自然的視頻。


圖1是示出了人眼看到在幾乎無限的距離上的實際風景的一種情形的說明圖。
圖2是示出了人眼看到顯示器上顯示的圖像的一種情形的說明圖。 圖3是示出了人眼看到在顯示三維圖像的已知顯示設備的顯示器上顯示的圖像
的一種情形的說明圖。 圖4是示出了根據(jù)本發(fā)明的實施例的信號處理設備100和圖像顯示設備190的說 明圖。 圖5是示出了如何裁剪圖像的例子的說明圖。 圖6是示出了用于產(chǎn)生三維圖像的信號處理方法的流程圖。 圖7是示出了物體和觀眾之間的位置關(guān)系的說明圖。
具體實施例方式
在下文中,將參考附圖詳細描述本發(fā)明的優(yōu)選實施例。注意,在本說明書和附圖 中,具有基本上相同功能和結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)性元素用相同的參考標號來表示,且對這些結(jié)構(gòu)性
元素的重復解釋將被省略。 在下文中,將以以下順序詳細描述本發(fā)明的示例性實施例。 1.根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的一般的三維圖像顯示方法 2.本發(fā)明的實施例 2-1.信號處理設備和圖像顯示設備的結(jié)構(gòu) 2-2.用于產(chǎn)生三維圖像的信號處理方法 2-3修改的例子 1.根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的一般的三維圖像顯示方法 ] 首先,在具體描述本發(fā)明的示例性實施例前,將描述三維觀看和收斂角度。而且,將描述根據(jù)即有技術(shù)的一般的三維圖像顯示方法。在下文中,作為例子,將比較和解釋在看 到幾乎無限的距離的實際風景的情形和在顯示器上看到風景的情形。圖l是示出了人眼看 到在幾乎無限的距離上的實際風景的一種情形的說明圖。圖2是示出了人眼看到顯示器上 顯示的圖像的一種情況的說明圖。 如圖l所示,通常,當人眼看到遠處的風景時,左眼的視線方向12和右眼的視線方 向14互相平行,且視線之間的間隔對應于兩眼之間的間隔De。這是由于遠處風景中的物體 IO(圖l示出的例子中的山)位于無限距離處。因此,兩眼的視線之間的角度(收斂角度) 是0度,由于移動眼睛等的肌肉運動,人感覺到關(guān)于物體10的距離。 另一方面,如圖2所示,當人眼看到在顯示器20上顯示的物體22時,左眼的視線 方向12'和右眼的視線方向14'并沒有互相平行,且在兩眼的視線之間產(chǎn)生收斂角度21。 結(jié)果,兩眼見到的物體22并沒有被識別為無限距離處的物體,而是被識別為離開兩眼距離 僅為L的顯示器20上的物體。因此,當如圖2所示人眼看到顯示器20上顯示的物體時,與 圖1所示的實際看到遠處風景的情況不同,不會感知到物體的自然大小。
為了解決該問題,如果在顯示器上顯示當人眼看到圖像時沒有產(chǎn)生收斂角度的圖 像時,則可能得到三維圖像。圖3是示出了人眼看到在顯示三維圖像的已知顯示設備的顯 示器上顯示的圖像的一種情形的說明圖。圖3示出了一種情形,其中三維圖像被獲得,使得 將以三維方式被觀看的圖像在水平方向上移位(displace),并被顯示為左眼的圖像24和 右眼的圖像25。 更具體地,圖3示出了一種情形,其中顯示器20通過改變偏振的方向、對每條線或 以時間共享的方式,顯示左眼的圖像24和右眼的圖像25,該圖像由移位將被觀眾作為三維 圖像觀看的圖像而得到。如果觀眾通過一副眼鏡等觀看在顯示器20上顯示的圖像,觀眾可 僅使用左眼來觀看左眼的圖像24,且可僅使用右眼來觀看右眼的圖像25。因此,觀眾可觀 看到三維圖像。 左眼的圖像24和右眼的圖像25被顯示在顯示器20上,使得它們在水平方向上彼 此分開等于觀眾的左眼和右眼之間的距離De的距離。隨著左眼的圖像24和右眼的圖像25 以這種方式在顯示器20上顯示,觀眾左眼的視線12"和右眼的視線14"變得彼此平行。因 此,沒有產(chǎn)生收斂角度,并且以與在圖1中示出的看到位于無限距離處的風景的情形一樣 的方式,在顯示器20上顯示的圖像可被感知為三維圖像。 為了使觀眾將在可顯示三維圖像的圖像顯示設備上顯示的圖像感知為三維圖像, 觀眾的右眼和左眼之間的距離De很重要。但是,對應于距離De的在水平方向上的移位距 離Dd根據(jù)顯示器在水平方向上的規(guī)格而變化(例如,顯示器的寬度和水平方向上像素的數(shù) 量),或者根據(jù)顯示的圖像而變化。更具體而言,顯示器的顯示寬度越小,或者水平方向上像 素的數(shù)量越多,移位的量就相對越大。相反地,顯示器的顯示寬度越大,或者水平方向上像 素的數(shù)量越少,則移位的量就相對越小。 但是,對于可顯示三維圖像的已知的圖像顯示設備,距離Dd是與顯示器的寬度和 像素的數(shù)量無關(guān)的一個固定值。結(jié)果,在例如電影院的屏幕和投影機之類的大屏幕上觀看 三維內(nèi)容時和在連接到個人計算機的監(jiān)視器上觀看三維內(nèi)容時的立體效果會有差異。更具 體而言,當使用連接到個人計算機的監(jiān)視器時,期望被顯示為位于遠處的巨大物體的三維 圖像可被顯示為位于監(jiān)視器前的小物體。因此,觀眾可能感到差異或者疲勞,且由此自然的觀看變得困難。相反地,當假定被顯示在小的監(jiān)視器上的三維內(nèi)容被在大顯示器上觀看時, 收斂角度可能具有負值。在這種情況下,觀眾可能不能將三維內(nèi)容感知為三維圖像。
2.本發(fā)明的實施例 為了解決上述問題,根據(jù)以下將描述的本發(fā)明的實施例,當產(chǎn)生用于右眼的圖像 和左眼的圖像時,使用關(guān)于顯示三維圖像的顯示器的信息,由此使觀眾感知到自然的三維 圖像。此外,當在有限距離處的圖像被顯示為三維圖像時,獲得從顯示器到觀眾的距離信 息,且該獲得的距離信息被用來產(chǎn)生用于右眼的圖像和用于左眼的圖像,由此使觀眾感知 到自然的三維圖像。 2-1.信號處理設備和圖像顯示設備的結(jié)構(gòu) 首先,將描述根據(jù)本發(fā)明的實施例的信號處理設備和顯示由信號處理設備產(chǎn)生的 圖像的圖像顯示設備的結(jié)構(gòu)。圖4是示出了根據(jù)本發(fā)明的實施例的信號處理設備100和圖 像顯示設備190的結(jié)構(gòu)的說明圖。在下文中,將參考圖4描述根據(jù)本發(fā)明的實施例的信號 處理設備100和圖像顯示設備190的結(jié)構(gòu)。 如圖4所示,根據(jù)本發(fā)明的實施例的信號處理設備100包括視頻信號計算部件100 和視頻信號合成部件180。圖像顯示設備190包括圖像顯示部件192和距離測量部件194。
信號處理設備100接收外部輸入的視頻信號,并從接收的視頻信號中產(chǎn)生將作為 三維圖像在圖像顯示設備190上顯示的視頻信號。輸入到信號處理設備100的視頻信號可 為預先產(chǎn)生以使觀眾感知為三維圖像的信號,或者可為產(chǎn)生以使觀眾感知為普通二維圖像 的信號。視頻信號計算部件110執(zhí)行計算過程以產(chǎn)生將作為三維圖像在圖像顯示設備190 上顯示的視頻信號。視頻信號計算部件110包括存儲部件120、物體寬度計算部件130、距 離計算部件140、收斂角度計算部件150、移位寬度確定部件160和視頻信號產(chǎn)生部件170。
存儲部件120臨時地存儲被用來在視頻信號計算部件110中產(chǎn)生視頻信號的信息 或數(shù)據(jù)。動態(tài)隨機存取存儲器(DRAM)、鐵電隨機存取存儲器(FeRAM)、其它隨機存取存儲器 (RAM)、閃存等可被用作存儲部件120。臨時存儲在存儲部件120中的信息或數(shù)據(jù)可能是,例 如,外部輸入到信號處理設備100和由視頻信號計算部件110獲得的視頻信號、關(guān)于圖像顯 示部件192的規(guī)格的信息(例如,圖像顯示部件192的寬度和水平方向上像素的數(shù)量)、或 者圖像顯示部件192和觀眾之間的距離信息。 當外部輸入到信號處理設備100的視頻信號中包含的位于有限距離處的物體被 顯示在圖像顯示部件192上時,物體寬度計算部件130計算物體的寬度。物體的例子包括 人的臉部和身體、動物、火車、汽車或任何其它物體。可由在存儲部件120中存儲的圖像顯 示部件192的寬度的信息來計算物體的寬度。 當物體寬度計算部件130計算人的臉部寬度時,其可通過從視頻信號提取諸如眼
睛、鼻子、嘴巴等的特征點并識別臉部區(qū)域,來計算人的臉部寬度。因此,物體寬度計算部件 130可提供一種功能,以提取在人臉中包含的諸如眼睛、鼻子、嘴巴等的特征點。此外,當物 體寬度計算部件130計算位于有限距離處的物體(例如人的身體、動物、火車或汽車)的寬 度時,物體寬度計算部件130可識別物體的輪廓并基于識別出的輪廓來計算物體的寬度。 注意到已知的技術(shù)可被用來作為提取人臉特征的技術(shù)和獲得物體輪廓的技術(shù)。因此這里省 略對這些技術(shù)的具體解釋。 距離計算部件140使用由物體寬度計算部件130計算的物體的寬度信息和圖像顯示部件192和觀看在圖像顯示部件192上顯示的圖像的觀眾之間的距離來估算和計算觀眾 和物體之間的距離。以下將詳細描述用于在距離計算部件140中計算觀眾和物體之間的距 離的方法。 收斂角度計算部件150使用由距離計算部件140計算的、在觀看在圖像顯示部件 192上顯示的圖像的觀眾和在圖像顯示部件192上顯示的物體之間的距離信息,來計算當 觀眾觀看物體時的收斂角度。以下將詳細描述在收斂角度計算部件150中的計算收斂角度 的方法。 移位寬度確定部件160基于由收斂角度計算部件150計算的收斂角度信息,來確 定輸入到視頻信號計算部件110的視頻信號的水平方向中的移位寬度。水平方向中的移位 寬度對應于將在圖像顯示設備190上顯示的右眼的圖像和左眼的圖像之間的間隔。如果視 頻信號產(chǎn)生部件170基于由移位寬度確定部件160確定的移位寬度的信息,產(chǎn)生右眼的視 頻信號和左眼的視頻信號,則可在圖像顯示設備190上顯示三維圖像。
基于由移位寬度確定部件160確定的視頻信號在水平方向中的移位寬度信息,視 頻信號產(chǎn)生部件170從輸入到視頻信號計算部件110的視頻信號中產(chǎn)生右眼的視頻信號和 左眼的視頻信號。由視頻信號產(chǎn)生部件170產(chǎn)生的右眼的視頻信號和左眼的視頻信號被傳 送到視頻信號合成部件180。 視頻信號合成部件180使用由視頻信號產(chǎn)生部件170產(chǎn)生的右眼的視頻信號和左 眼的視頻信號來產(chǎn)生將在圖像顯示設備190上作為三維圖像顯示的視頻信號。當視頻信號 合成部件180合成右眼的視頻信號和左眼的視頻信號并產(chǎn)生視頻信號時,所產(chǎn)生的視頻信 號被傳送到圖像顯示設備190。 圖像顯示設備190輸入由信號處理設備100產(chǎn)生的視頻信號,并基于輸入的視頻 信號顯示圖像。圖像顯示部件192基于輸入到圖像顯示設備190的視頻信號顯示圖像。當 圖像顯示設備190是電視接收器時,圖像顯示部件192可為,例如,陰極射線管(CRT)、液晶 顯示面板、等離子體顯示面板、場發(fā)射顯示面板或者有機EL面板。而且,當圖像顯示設備 190是投影儀時,圖像顯示部件192可為其上被投影了視頻的屏幕。而且,圖像顯示設備190 不限于電視接收器或者投影儀,且其可被應用到所有具有顯示設備的設備,例如個人計算 機和移動電話等。 注意到圖像顯示設備190不僅可顯示三維圖像,也可顯示普通的二維圖像。二維 圖像的顯示和三維圖像的顯示可基于到信號處理設備100的用戶輸入而轉(zhuǎn)換,或者可根據(jù) 從信號處理設備100輸出的視頻信號而自動轉(zhuǎn)換。 距離測量部件194測量圖像顯示部件192和觀看在圖像顯示部件192上顯示的圖 像的觀眾之間的距離。距離測量部件194可測量圖像顯示部件192和觀眾之間的距離,例 如,通過使用在圖像顯示部件192附近提供的相機來拍攝觀眾,或者通過使用在圖像顯示 部件192附近提供的超聲波感知器來進行測量。由距離測量部件194測量的在圖像顯示部 件192和觀眾之間的距離信息被輸出到信號處理設備100?;谟删嚯x測量部件194測量 的在圖像顯示部件192和觀眾之間的距離,信號處理設備100產(chǎn)生右眼的視頻信號和左眼 的視頻信號。 注意到有各種方法作為使觀眾感知到立體圖像的三維圖像顯示方法。在以下的說 明中,作為這樣的顯示方法的一個例子,將描述這樣一種情形,其中圖像顯示部件192是液晶顯示面板,并通過改變圖像顯示部件192的奇數(shù)線和偶數(shù)線的偏振方向而使觀眾感知到 三維圖像。 在該情形下,例如,將基于左眼的視頻信號的圖像顯示在圖像顯示部件192的奇 數(shù)線上,而將基于右眼的視頻信號的圖像顯示在偶數(shù)線上。因此,在信號處理設備100中, 視頻信號合成部件180合成左眼的視頻信號和右眼的視頻信號,使得左眼的視頻信號位 于奇數(shù)線上,而右眼的視頻信號位于偶數(shù)線上。觀眾佩戴一副對于右眼和左眼具有不同 偏振方向的眼鏡,且觀眾通過這幅眼鏡來觀看在圖像顯示部件192上顯示的圖像。通過 以這種方式來觀看圖像,分別地,觀眾可只使用右眼來觀看基于右眼的視頻信號的圖像, 并可只使用左眼來觀看基于左眼的視頻信號的圖像。作為使觀眾通過改變圖像顯示部件 192的奇數(shù)線和偶數(shù)線的偏振方向來感知三維圖像的技術(shù),可使用例如在日本專利申請?zhí)?2004-334833中公開的技術(shù)。 注意到在本發(fā)明中,不需要提及三維圖像的顯示方法不限于上述例子??墒褂蒙?述方法以外的方法來在圖像顯示設備190上顯示圖像。作為上述方法以外的方法,存在一 種方法,用于例如通過以雙倍或多倍速度來驅(qū)動幀,以時間共享的方式來切換右眼的圖像 的顯示和左眼的圖像的顯示。 此外,在圖4中,信號處理設備IOO產(chǎn)生用于顯示三維圖像的視頻信號,且產(chǎn)生的 視頻信號被輸出到圖像顯示設備190。但是,本發(fā)明不限于該例子。例如,信號處理設備100 的結(jié)構(gòu)元件可能被在圖像顯示設備190中提供,且圖像顯示設備190的單個單元可能產(chǎn)生 用于產(chǎn)生三維圖像的視頻信號。 上面描述了根據(jù)本發(fā)明的實施例的信號處理設備100和圖像顯示設備190的結(jié)
構(gòu)。接下來,將描述根據(jù)本發(fā)明的實施例的使用信號處理設備IOO和圖像顯示設備190來
產(chǎn)生三維圖像的信號處理方法。 2-2.產(chǎn)生三維圖像的信號處理方法 首先,將描述在輸入到信號處理設備100的視頻信號是顯示位于無限距離處的物
體(例如風景)的視頻信號的情形下,用于產(chǎn)生三維圖像的信號處理方法。 當輸入用于顯示例如風景的位于無限距離處的物體的視頻信號時,輸入到信號處
理設備100的原始輸入圖像被移位了兩眼之間的距離,并產(chǎn)生右眼的圖像和左眼的圖像。
然后,產(chǎn)生的右眼的圖像和左眼的圖像被合成。作為以這種方式來產(chǎn)生和合成圖像的結(jié)果,
可根據(jù)用來顯示例如風景的位于無限距離處的物體的視頻信號來產(chǎn)生三維圖像。 當圖3被用來說明時,右眼的圖像和左眼的圖像之間的間隔Dd可被設置為等于兩
眼之間的距離De。因此,如果圖像顯示部件192的寬度被表示為Wd,圖像顯示部件192在
橫向上的像素數(shù)量被表示為Nd,且圖像顯示部件192在水平方向上對應于距離De的像素數(shù)
量被表示為Ne,則右眼的圖像和左眼的圖像之間的間隔Dd可通過下列等式1得到。 <formula>formula see original document page 10</formula> 等式1 廁 如果上面的等式1被重寫使得左側(cè)為Ne,則得到下列等式2。
<formula>formula see original document page 10</formula>
iVe =——xDe…等式2 『d 信號處理設備IOO可從圖像顯示設備190接收關(guān)于圖像顯示部件192的寬度Wd 和圖像顯示部件192在橫向上的像素數(shù)量Nd的信息。因此,從原始圖像移位的像素數(shù)量Ne可由視頻信號計算部件110的移位寬度確定部件160從上面的等式2來計算。然后,如果右 眼的視頻信號和左眼的視頻信號由視頻信號產(chǎn)生部件170基于由移位寬度確定部件160所 計算的像素數(shù)量Ne來產(chǎn)生,則可以從顯示無限距離處的物體的視頻信號中產(chǎn)生三維圖像。
注意到如果原始圖像通過這種方式被移位了兩眼之間的距離,并且產(chǎn)生了右眼的 圖像和左眼的圖像,則非圖像(non-image)部分被在右眼的圖像中在圖像顯示部件192的 左側(cè)產(chǎn)生,且非圖像部分被在左眼的圖像中在圖像顯示部件192的右側(cè)產(chǎn)生。例如,非圖像 部分被顯示為黑色垂直帶。因此,為了不產(chǎn)生非圖像部分,可通過裁剪出原始圖像的一部分 來產(chǎn)生右眼的圖像和左眼的圖像。 圖5是示出在裁剪出原始圖像的一部分并產(chǎn)生右眼的圖像和左眼的圖像從而不 產(chǎn)生非圖像部分的情形下怎樣來裁剪圖像的例子的說明圖。圖5示出了一種情形,其中右 眼的圖像的裁剪幀52和左眼的圖像的裁剪幀54被用來從原始圖像50中裁剪出圖像。
這里,設置各個裁剪幀,使得右眼的圖像的裁剪幀52的左端和左眼的圖像的裁剪 幀54的左端之間的距離Dc等于兩眼之間的距離De。如果圖像顯示部件192的寬度被表示 為Wd,圖像顯示部件192在橫向上的像素數(shù)量被表示為Nd,且圖像顯示部件192在水平方 向上對應于距離Dc的像素數(shù)量被表示為Ne,則距離Dc可從下列等式3得到。Dc(= Z)力=De =——xffd...等式3 如果上面的等式3被重寫使得左側(cè)為Ne,則得到下列等式4。
iVe = —xDe…等式4 等式4和上面的等式2相同。信號處理設備100可從圖像顯示設備190接收關(guān)于 圖像顯示部件192的寬度Wd和圖像顯示部件192在橫向上的像素數(shù)量Nd的信息。因此, 圖像顯示部件192對應于距離Dc的像素數(shù)量可由視頻信號計算部件110的移位寬度確定 部件160從上面的等式2來計算。 如果右眼的視頻信號和左眼的視頻信號以這種方式來產(chǎn)生,則當觀眾觀看在圖像 顯示設備190上顯示的位于無限距離處的物體時,不存在收斂角度。這樣,可以使觀眾感知 到不是在圖像顯示部件192的位置而是在遠處位置的物體。 以上,描述了在輸入到信號處理設備100的視頻信號是用于顯示位于無限距離處 的物體(比如風景)的信號的情形下,用于產(chǎn)生三維圖像的信號處理方法。接下來,將描述 在輸入到信號處理設備100的視頻信號是用于顯示有限距離處的物體(比如人)的信號的 情形下,用于產(chǎn)生三維圖像的信號處理方法。以下,將描述一種情形,其中從視頻內(nèi)容產(chǎn)生 三維圖像,在該視頻內(nèi)容中人臉被拍攝作為有限距離處的物體。 圖6是示出用于產(chǎn)生三維圖像的信號處理方法的流程圖。圖7是示出在人臉在圖 像顯示設備190上被顯示為物體的情形下,物體和觀眾之間的位置關(guān)系的說明圖。下面將 參考圖6和圖7來描述用于產(chǎn)生三維圖像的信號處理方法。 首先,基于關(guān)于圖像顯示部件192的寬度和水平方向上的像素數(shù)量的信息,在圖 像顯示部件192上顯示的臉部的寬度Wf由物體寬度計算部件130來計算(步驟S102)。例 如,讓我們假設一種情形,其中圖像顯示部件192的寬度為100cm,且水平方向上的像素數(shù) 量為1920。在該情形下,如果臉部部分對應于120像素,則在圖像顯示部件192上顯示的臉 部的寬度Wf為6. 25cm。如前所述,物體寬度計算部件130可通過從視頻信號中提取特征點(例如眼鏡、鼻子、嘴巴等)、并識別臉部區(qū)域來計算人臉的寬度。 在步驟S102中計算在圖像顯示部件192上顯示的臉部的寬度Wf之后,距離計算 部件140使用在圖像顯示部件192和觀眾之間的距離L2來計算在圖像顯示部件192上顯 示的臉部的角度A1。隨著在圖像顯示部件192上顯示的臉部的角度A1的計算,距離計算部 件140計算觀眾和假設在圖像顯示部件192上顯示的臉部所在的位置B之間的距離Ll (步 驟S104)。 當在圖像顯示部件192上顯示的臉部Wf的寬度被確定,且圖像顯示部件192和觀 眾之間的距離L2的信息被進一步確定時,則可以計算在圖像顯示部件192上顯示的臉部的 角度Al 。此外,人臉的大小被大致確定,且可通過物體寬度計算部件130中的臉部識別過程 來識別顯示的臉部所屬的人是成人還是小孩。結(jié)果,可確定假設在圖像顯示部件192上顯 示的臉部所在的位置B。如果位置B被確定了 ,則可以計算圖像顯示部件192和假設臉部所 在的位置B之間的距離L3。因此,還可以計算觀眾和假設圖像顯示部件192上顯示的臉部 所在的位置B之間的距離Ll ( = L2+L3)。 注意到在本發(fā)明中,觀眾和假設圖像顯示部件192顯示的臉部所在的位置B之間 的距離L1的計算方法不限于上述例子。例如,物體的位置信息可能與輸入到信號處理設備 100的視頻信號同步地事先以元數(shù)據(jù)格式提供給信號處理設備IOO,或作為除了視頻信號 以外的附加數(shù)據(jù)來提供。此外,位置信息(例如圖像顯示部件192和假設臉部所在的位置 B之間的距離L3)可由距離計算部件140對提供給信號處理設備100的元數(shù)據(jù)進行分析來 獲得,且可計算觀眾和假設圖像顯示部件192上顯示的臉部所在的位置B之間的距離Ll。
注意,在從輸入到信號處理設備100的視頻信號中識別到多個臉部時,在上面的 步驟S104中可能計算觀眾和與觀眾最近的人之間的距離作為距離Ll。
如果在圖像顯示部件192上顯示的臉部的角度Al以及觀眾和假設臉部所在的位 置B之間的距離Ll在上面的步驟S104中被計算,則使用計算的距離Ll的信息來計算收斂 角度A2 (步驟S106)。收斂角度A2是在觀眾觀看離開觀眾距離Ll的物體(臉部)時左眼 視線和右眼視線之間的角度。 如果收斂角度A2在上面的步驟S106中被獲得,則移位寬度確定部件160使用獲 得的收斂角度A2及圖像顯示部件192和觀眾之間的距離L2的信息來確定右眼的圖像和左 眼的圖像之間的移位寬度Dc(S108)。然后,基于在步驟S108中確定的移位寬度Dc,視頻信 號產(chǎn)生部件170產(chǎn)生右眼的視頻信號和左眼的視頻信號(步驟SllO)。注意,可產(chǎn)生右眼的 視頻信號和左眼的視頻信號,作為將原始視頻信號所顯示的圖像在左右方向上簡單地移位 而得到的圖像,或者可如圖5所示通過裁剪出原始圖像的一部分使得不產(chǎn)生非圖像部分而 產(chǎn)生。 接下來,視頻信號合成部件180合成在上面的步驟S110中產(chǎn)生的用于右眼的視頻 信號和用于左眼的視頻信號(步驟S112)。由視頻信號合成部件180合成的視頻信號被輸 入到圖像顯示設備190,并在圖像顯示部件192上顯示。如果觀眾觀看在圖像顯示部件192 上顯示的圖像,例如,通過一副對右眼和左眼具有不同偏振方向的眼鏡,則觀眾可感知圖像 為三維圖像。 以上,描述了在輸入到信號處理設備100的視頻信號是用于顯示例如人的有限距 離處的物體的信號的情形下,用于產(chǎn)生三維圖像的信號處理方法。
如上所述,根據(jù)本發(fā)明的實施例,當例如風景的位于無限距離處的物體的圖像由 圖像顯示設備190顯示時,根據(jù)圖像顯示部件192的寬度和水平方向上的像素數(shù)量來確定 右眼的圖像和左眼的圖像之間的間隔。通過以這種方式確定右眼的圖像和左眼的圖像之間 的間隔,可以使觀眾將位于無限距離處的物體的圖像感知為具有深度感覺的自然的三維圖像。 此外,當位于有限距離處的物體由圖像顯示設備190顯示時,觀眾到物體的距離 被估算。然后,通過對應于估算距離的合適的收斂角度,確定右眼的圖像和左眼的圖像之間 的間隔。通過以這種方式來確定右眼的圖像和左眼的圖像之間的間隔,可以使觀眾將位于 有限距離處的物體的圖像感知為具有深度感覺的自然的三維圖像。
2-3.修改的例子 接下來,將描述本發(fā)明的實施例的修改的例子。在上述本發(fā)明的實施例中,視頻信 號被輸入到信號處理設備IOO,并且在信號處理設備100中從輸入的視頻信號中產(chǎn)生用于 使觀眾感知到三維圖像的右眼的視頻信號和左眼的視頻信號。在該修改的例子中,將描述 一種情形,其中從靜止圖像例如照片數(shù)據(jù)中產(chǎn)生使觀眾感知到三維圖像的用于右眼的視頻 信號和用于左眼的視頻信號。 通常,在靜止圖像例如照片數(shù)據(jù)中,關(guān)于在拍攝靜態(tài)圖像時設置的焦距、快門速度 和光圈等的信息被記錄為與靜態(tài)圖像相關(guān)的元數(shù)據(jù)。因此,為了從靜態(tài)圖像產(chǎn)生右眼的圖 像和左眼的圖像的信號作為三維圖像,首先,物體寬度計算部件130分析靜止圖像并計算 物體的寬度。然后,距離計算部件140分析記錄的與靜止圖像相關(guān)的元數(shù)據(jù),并估算從觀眾 到靜態(tài)圖像中包含的物體的距離。 如果從觀眾到靜態(tài)圖像中所包含的物體的距離被估算,則收斂角度計算部件150 計算收斂角度,且移位寬度確定部件160基于計算的收斂角度來計算靜止圖像的移位寬 度。然后,視頻信號產(chǎn)生部件170基于確定的移位寬度來產(chǎn)生右眼的信號和左眼的信號,且 視頻信號合成部件180合成所產(chǎn)生的信號。這樣,可以使觀眾將靜止圖像(例如照片)感 知為三維圖像。 上面描述了本發(fā)明的實施例的修改的例子。注意到根據(jù)本發(fā)明的實施例和本實施 例的修改的例子的信號處理設備100的操作可被執(zhí)行,使得中央處理單元(CPU)和其它控 制設備順序地讀取在信號處理設備100中存儲的計算機程序。計算機程序可能在各種類型 的ROM或RAM以及CD-ROM、 DVD-ROM或其它記錄媒介中存儲。 本領(lǐng)域技術(shù)人員應該理解,可依賴于設計需求和其它因素來進行各種修改、組合、 部分組合和替換,只要它們在所附權(quán)利要求書及其等價物的范圍內(nèi)。 本公開包含與在2009年1月21號向日本專利局提交的日本優(yōu)先專利申請JP 2009-11286中公開的相關(guān)的主題,將其全部內(nèi)容通過引用結(jié)合于此。
權(quán)利要求
一種信號處理設備,包括圖像分析部件,其分析輸入圖像的內(nèi)容 距離信息獲取部件,其獲取觀看上面顯示輸入圖像的屏幕的觀眾和該屏幕之間的距離信息;以及立體圖像產(chǎn)生部件,其使用由所述圖像分析部件所分析的所述輸入圖像的分析結(jié)果、由所述距離信息獲取部件所獲取的所述距離信息以及關(guān)于屏幕在水平方向上的規(guī)格的信息,從原始輸入圖像產(chǎn)生立體圖像。
2. 如權(quán)利要求1所述的信息處理設備,其中 所述圖像分析部件包括檢測部件,其檢測輸入圖像中所包含的物體的大小,以及距離計算部件,其從由檢測部件檢測到的大小來計算虛擬空間中的物體位置與觀眾之 間的距離,并且所述立體圖像產(chǎn)生部件使用所述距離計算部件所計算的虛擬空間中的物體位置與觀 眾之間的距離、所述距離信息獲取部件所獲取的距離信息、以及關(guān)于所述屏幕在水平方向 上的規(guī)格的信息,從原始輸入圖像產(chǎn)生立體圖像。
3. 如權(quán)利要求2所述的信號處理設備,其中當在輸入圖像中包含臉部時,所述圖像分析部件檢測臉部的大小,并且 所述立體圖像產(chǎn)生部件使用由所述圖像分析部件所檢測到的臉部大小、和由所述距離 信息獲取部件所獲取的距離信息,從原始輸入圖像產(chǎn)生立體圖像。
4. 如權(quán)利要求2所述的信號處理設備,還包括收斂角度計算部件,其從由所述圖像分析部件所檢測到的物體大小來計算觀眾觀看物 體時視線的收斂角度。
5. 如權(quán)利要求4所述的信號處理設備,還包括移位寬度確定部件,其基于由所述收斂角度計算部件所計算的收斂角度來確定在所述 立體圖像產(chǎn)生部件產(chǎn)生立體圖像時原始輸入圖像的移位寬度。
6. 如權(quán)利要求l所述的信號處理設備,其中當所述圖像分析部件分析輸入圖像是位于無限距離處的風景時,所述立體圖像產(chǎn)生部 件通過將原始輸入圖像移位與觀眾的兩眼之間的間隔相對應的寬度,從原始輸入圖像產(chǎn)生 立體圖像。
7. 如權(quán)利要求l所述的信號處理設備,其中當所述圖像分析部件分析輸入圖像是靜止圖像時,所述圖像分析部件獲取靜止圖像的 照相信息,且所述立體圖像產(chǎn)生部件使用由所述圖像分析部件所獲取的照相信息和由所述 距離信息獲取部件所獲取的距離信息,從原始輸入圖像產(chǎn)生立體圖像。
8. 如權(quán)利要求l所述的信號處理設備,其中所述立體圖像產(chǎn)生部件通過從輸入圖像的一部分中裁剪掉用于右眼的圖像和用于左 眼的圖像,從原始輸入圖像產(chǎn)生立體圖像。
9. 一種圖像顯示設備,包括 圖像顯示部件,其顯示圖像; 圖像分析部件,其分析輸入圖像的內(nèi)容;距離測量部件,其測量在觀看所述圖像顯示部件上顯示的圖像的觀眾和所述圖像顯示 部件的圖像顯示表面之間的距離;以及立體圖像產(chǎn)生部件,其使用由所述圖像分析部件所分析的輸入圖像的分析結(jié)果、由距 離測量部件所測量的距離信息、關(guān)于圖像顯示表面在水平方向上的規(guī)格的信息,從原始輸 入圖像產(chǎn)生要在圖像顯示部件上顯示的立體圖像。
10. —種信號處理方法,包括下列步驟 分析輸入圖像的內(nèi)容;獲取觀看在上面顯示輸入圖像的屏幕的觀眾和該屏幕之間的距離信息;以及 使用在圖像分析步驟中的輸入圖像的分析結(jié)果、在距離信息獲取步驟中獲取的距離信 息以及關(guān)于屏幕在水平方向上的規(guī)格的信息,從原始輸入圖像產(chǎn)生立體圖像。
11. 一種圖像顯示方法,包括下列步驟 分析輸入圖像的內(nèi)容;測量觀看在圖像顯示部件上顯示的圖像的觀眾和該圖像顯示部件的圖像顯示表面之 間的距離;使用在圖像分析步驟中的輸入圖像的分析結(jié)果、在距離測量步驟中測量的距離信息、 以及關(guān)于圖像顯示表面在水平方向上的規(guī)格,從原始輸入圖像產(chǎn)生立體圖像;并且 在所述圖像顯示部件上顯示立體圖像。
12. —種計算機程序,其包括命令計算機執(zhí)行下列步驟的指令 分析輸入圖像的內(nèi)容;獲取觀看在上面顯示輸入圖像的屏幕的觀眾和該屏幕之間的距離信息;以及 使用在圖像分析步驟中的輸入圖像的分析結(jié)果、在距離信息獲取步驟中獲取的距離信 息、以及關(guān)于屏幕在水平方向上的規(guī)格的信息,從原始輸入圖像產(chǎn)生立體圖像。
13. —種計算機程序,其包括命令計算機執(zhí)行下列步驟的指令 分析輸入圖像的內(nèi)容;測量觀看在圖像顯示部件上顯示的圖像的觀眾和圖像顯示部件的圖像顯示表面之間 的距離;使用在圖像分析步驟中的輸入圖像的分析結(jié)果、在距離測量步驟中測量的距離信息、 以及關(guān)于圖像顯示表面在水平方向上的規(guī)格的信息,從原始輸入圖像產(chǎn)生立體圖像;以及 在圖像顯示部件上顯示立體圖像。
全文摘要
提供了一種信號處理設備,包括圖像分析部件,其分析輸入圖像的內(nèi)容;距離信息獲取部件,其獲取觀看上面顯示輸入圖像的屏幕的觀眾與該屏幕之間的距離信息;以及立體圖像產(chǎn)生部件,其使用由圖像分析部件所分析的圖像的分析結(jié)果、由距離信息獲取部件所獲取的距離信息以及關(guān)于屏幕在水平方向上的規(guī)格,從原始輸入圖像產(chǎn)生立體圖像。
文檔編號H04N13/00GK101783967SQ20101000367
公開日2010年7月21日 申請日期2010年1月14日 優(yōu)先權(quán)日2009年1月21日
發(fā)明者鈴木和良 申請人:索尼公司
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