專利名稱：一種景深可調(diào)的立體顯示裝置及其景深調(diào)整方法
技術領域：
本發(fā)明屬于立體顯示技術，尤其涉及景深可調(diào)整的立體顯示裝置以及景深調(diào)整方法。
背景技術：
顯示裝置歷經(jīng)了從黑白顯示到彩色顯示，從球面顯示到目前的平面顯示的發(fā)展。 彩色顯示裝置色彩豐富，完美體現(xiàn)出世界的多姿多彩；平面顯示無失真，能準確將圖像呈現(xiàn)給收看者，這些無疑都是顯示領域的重大進步。然而，上述顯示裝置仍然是二維顯示裝置， 呈現(xiàn)給收看者的是平面圖像，無法使收看者體會到現(xiàn)實世界的立體感，其本質(zhì)因素在于在平面圖像中，立體圖像所包含的景深信息無法體現(xiàn)出來，而收看者在觀看現(xiàn)實世界時，能感受到物體各部分距離人眼的遠近以及物體各部分之間的位置關系等景深信息。為了滿足收看者獲得立體感的愿望，能表示出景深信息的立體顯示裝置，如立體電影、立體電視、立體投影儀等，迅速獲得了發(fā)展。立體顯示裝置的圖像通常是通過模擬人的左眼和右眼的攝像機從兩個不同的角度將場景拍攝記錄下來而獲得的，將這種圖像通過雙通道傳輸至立體顯示裝置，將模擬兩個眼睛的攝像機所拍攝的圖像同時播放，然后收看者利用偏振光、液晶開關眼鏡、紅藍眼鏡或者棱鏡片、光柵等視覺輔助設備，使其左右眼分別看到兩個不同角度記錄的影像，從而產(chǎn)生立體的視覺效果。然而，在攝制過程當中，必須實現(xiàn)兩個攝像頭的同步對焦，同步拍攝，攝制技術復雜，而且影像剪輯要用人工方式，要使觀眾產(chǎn)生持續(xù)穩(wěn)定的立體感，對兩個影像序列的剪輯必須精確到具體的某一幀畫面，稍有誤差就使立體的效果消失，因此，立體影像的后期制作是一項費事費力，耗資巨大的工程。后來，隨著計算機處理能力的極大提高，可以將一幅二維OD)的平面圖像中存在的景深信息提取出來，利用景深信息將二維圖像轉(zhuǎn)化為三維(3D)圖像后，通過顯示終端顯示出來。這種方法成本低廉，便于操作，成為立體顯示的一個重要發(fā)展方向。通過上述2D圖像轉(zhuǎn)化為3D圖像的方法，獲得的往往是一個固定不可調(diào)的景深信息，而不同人在立體感知方面的感覺是不一致的，這就導致固定景深信息的3D圖像在不同人眼中所達到的立體效果仍然不相同，無法滿足不同立體感知程度的人的需求，特別是最近的科學研究表明，至少12%的人在立體視覺方面有某種程度的問題，大約5%的人有嚴重的視覺障礙，致使其立體感知極為困難或者完全不可能感知，就更需要使得2D轉(zhuǎn)3D圖像的景深需要比實際的景深要大很多，才能使這部分人獲得立體感；同樣，對于不同場景和不同顯示內(nèi)容，收看者所需要的立體感不同，可能對于有的場景需要較強的立體感，而對于有的場景則需要較弱的立體感，這樣，目前的轉(zhuǎn)換方法也無法滿足不同收看者的不同需求。另外，不同的立體顯示裝置，如裸眼立體、時分立體顯示、光分立體顯示等，導致立體顯示的立體感也可能不同。因此，需要一種立體顯示裝置，以使得用戶可以根據(jù)自身需要和立體顯示裝置的不同，對3D圖像的景深信息進行調(diào)整，以使不同用戶在使用不同顯示裝置的情況下，都能獲得良好的立體感受。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種景深可調(diào)的立體顯示裝置及景深調(diào)整的方法，旨在解決現(xiàn)有技術中存在的景深不能根據(jù)用戶需求進行調(diào)整的問題。本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的，一種景深可調(diào)的立體顯示裝置，包括輸入單元，處理單元， 輸出單元。輸入單元接收外部輸入的3D視頻信號和景深控制信號；處理單元接收景深控制信號和3D視頻信號，根據(jù)景深控制信號對3D視頻的景深進行調(diào)整；輸出單元輸出景深調(diào)整后的3D視頻信號。該立體顯示裝置中，輸入單元包括控制器和3D視頻輸入單元，控制器接收景深控制信號，3D視頻輸入單元接收3D視頻信號，景深控制信號包括景深變化信息和景深變化量。該立體顯示裝置中，處理單元包括MCU，控制信號獲取單元，左右眼視圖獲取單元， 景深調(diào)整單元?？刂菩盘柅@取單元接收控制器發(fā)出的景深控制信息，獲取對應的景深變化信息以及景深變化量，并根據(jù)景深變化量獲取放大系數(shù)；左右眼視圖獲取單元根據(jù)MCU的控制，從輸入的3D視頻信號中獲取左眼視圖和右眼視圖，發(fā)送至景深調(diào)整單元；景深調(diào)整單元接收放大系數(shù)，放大左右眼視圖，并在MCU控制下，根據(jù)景深變化信息以及景深變化量，截取左右眼視圖。該立體顯示裝置中，左右眼視圖獲取單元包括采樣單元，主存儲器，拆分單元，第一存儲器和第二存儲器。采樣單元從3D視頻信號中截取一幀的數(shù)據(jù)；主存儲器存儲采樣單元截取的數(shù)據(jù)；拆分單元根據(jù)視頻信號中的格式信息，對存在主存儲器中的數(shù)據(jù)進行進行拆分，拆分出左眼視圖和右眼視圖；第一存儲器和第二存儲器，分別存儲拆分出的左眼視圖和右眼視圖。該立體顯示裝置中，MCU針對該幀圖像進行分析，判斷左右眼視圖是顯示凹陷立體效果還是凸出立體效果以及該幀圖像的格式，并根據(jù)格式判斷左右眼視圖分辨率是在水平方向上或是在垂直方向上減半。該立體顯示裝置中，該控制信號接收單元包括控制信號解碼單元和放大系數(shù)解析單元?？刂菩盘柦獯a單元接收控制器輸入的景深控制信號，并在MCU的控制下對控制信號進行解碼，輸出以像素為單位的左右眼視圖的視差dx以及景深增大還是減小的景深變化信息，該視差dx為左右眼視圖上屏后需要調(diào)整的景深變化量；放大系數(shù)解析單元根據(jù)輸入的視差dx、拆分后的左右眼視圖的在水平方向上或是在垂直方向上減半，生成水平放大系數(shù)和垂直放大系數(shù)。當被拆分的左右眼視圖在水平方向上分辨率減半時，水平放大系數(shù) kx和垂直放大系數(shù)ky與dx和W的關系
權利要求
1.一種景深可調(diào)的立體顯示裝置，包括輸入單元，接收外部輸入的3D視頻信號和景深控制信號；處理單元，接收景深控制信號和3D視頻信號，根據(jù)景深控制信號對3D視頻的景深進行調(diào)整；輸出單元，輸出景深調(diào)整后的3D視頻信號。
2.根據(jù)權利要求1所述景深可調(diào)的立體顯示裝置，其特征在于輸入單元包括控制器和3D視頻輸入單元，控制器接收景深控制信號，3D視頻輸入單元接收3D視頻信號，景深控制信號包括景深變化信息和景深變化量。
3.根據(jù)權利要求2所述景深可調(diào)的立體顯示裝置，其特征在于，該處理單元包括MCU；控制信號獲取單元，接收控制器發(fā)出的景深控制信息，獲取對應的景深變化信息以及景深變化量，并根據(jù)景深變化量獲取放大系數(shù)；左右眼視圖獲取單元，根據(jù)MCU的控制，從輸入的3D視頻信號中獲取左眼視圖和右眼視圖，發(fā)送至景深調(diào)整單元；以及景深調(diào)整單元，接收放大系數(shù)，放大左右眼視圖，并在MCU控制下，根據(jù)景深變化信息以及景深變化量，截取左右眼視圖。
4.根據(jù)權利要求3所述景深可調(diào)的立體顯示裝置，其特征在于，該左右眼視圖獲取單元包括采樣單元，從3D視頻信號中截取一幀的數(shù)據(jù)；主存儲器，存儲采樣單元截取的數(shù)據(jù)；拆分單元，根據(jù)視頻信號中的格式信息，對存在主存儲器中的數(shù)據(jù)進行進行拆分，拆分出左眼視圖和右眼視圖。以及第一存儲器和第二存儲器，分別存儲拆分出的左眼視圖和右眼視圖。
5.根據(jù)權利要求4所述景深可調(diào)的立體顯示裝置，其特征在于，MCU針對該幀圖像進行分析，判斷左右眼視圖是顯示凹陷立體效果還是凸出立體效果以及該幀圖像的格式，并根據(jù)格式判斷左右眼視圖分辨率是在水平方向上或是在垂直方向上減半。
6.根據(jù)權利要求5所述景深可調(diào)的立體顯示裝置，其特征在于，該控制信號接收單元包括控制信號解碼單元，接收控制器輸入的景深控制信號，并在MCU的控制下對控制信號進行解碼，輸出以像素為單位的左右眼視圖的視差dx以及景深增大還是減小的景深變化信息，該視差dx為左右眼視圖上屏后需要調(diào)整的景深變化量；和放大系數(shù)解析單元，根據(jù)輸入的視差dx、拆分后的左右眼視圖的在水平方向上或是在垂直方向上減半，生成水平放大系數(shù)和垂直放大系數(shù)。
7.根據(jù)權利要求6所述景深可調(diào)的立體顯示裝置，其特征在于，當被拆分的左右眼視圖在水平方向上分辨率減半時，水平放大系數(shù)kx和垂直放大系數(shù)ky與dx和W的關系
8.根據(jù)權利要求6所述景深可調(diào)的立體顯示裝置，其特征在于當被拆分的左右眼視圖在水平方向上分辨率減半時，kx和ky與dx和W的關系
9.根據(jù)權利要求6所述景深可調(diào)的立體顯示裝置，其特征在于，該景深調(diào)整單元包括圖像放大單元，接收來自放大系數(shù)解析單元的放大系數(shù)以及來自于第一存儲器和第二存儲器存儲的左眼視圖和右眼視圖，并將二視圖按放大系數(shù)進行放大；第三存儲器，存儲經(jīng)圖像放大單元放大的左眼視圖和右眼視圖；截取單元，根據(jù)放大系數(shù)解析單元輸出的視差dx，景深變化量和MCU輸出的立體效果的類型對第三存儲器中被進行截取。
10.根據(jù)權利要求9所述景深可調(diào)的立體顯示裝置，其特征在于，放大后的左眼視圖和右眼視圖分辨率為(W+dx)*H，在凸出立體條件下增大景深時，MCU控制截取單元截取出左眼視圖的后W列H行組成新的左眼視圖，右眼視圖的前W列H行組成新的右眼視圖；在凹陷立體條件增大景深時下，MCU控制截取單元截取出左眼視圖的前W列H行組成新的左眼視圖，右眼視圖的后W列H行組成新的右眼視圖。
11.根據(jù)權利要求9所述景深可調(diào)的立體顯示裝置，其特征在于，放大后的左眼視圖和右眼視圖分辨率為(W+dx)*H，在凹陷立體條件下減小景深時，MCU控制截取單元截取出左眼視圖的后W列H行組成新的左眼視圖，右眼視圖的前W列H行組成新的右眼視圖；在凸出立體條件下減小景深時，MCU控制截取單元截取出左眼視圖的前W列H行組成新的左眼視圖，右眼視圖的后W列H行組成新的右眼視圖。
12.—種景深調(diào)整方法，包括步驟步驟Si，輸入景深調(diào)整信息以及立體視頻信號；步驟S2，獲取立體視頻信號中的左右眼視圖和立體效果類型以及景深調(diào)整信息中的景深變化量，景深變化信息和放大系數(shù)；步驟S3，放大左右眼視圖，并截取視圖；步驟S4，輸出左右眼視圖。
13.根據(jù)權利要求12所述的景深調(diào)整方法，其特征在于，步驟Sl中，輸入的景深調(diào)整信息包含增大景深還是減少景深的景深變化信息，景深的改變是多少等景深變化量；立體視頻信號中包含左眼視圖和右眼視圖。
14.根據(jù)權利要求12所述的景深調(diào)整方法，其特征在于，步驟S2中，左右眼視圖來自于對立體視頻信號中一幀的拆分；景深調(diào)整信息中包含景深變化量，該景深變化量用視差dx 表示，以像素為單位；左右眼視圖在水平方向上分辨率減半時，水平放大系數(shù)kx和垂直放大系數(shù)ky與dx和W的關系、=2x(么+ 1)“ WkY = 1當被拆分的左右眼視圖在水平方向上分辨率減半時，kx和ky與dx和W的關系W為全分辨率下的列像素數(shù)；立體效果類型，根據(jù)左右眼視圖排布來獲取。
15.根據(jù)權利要求12所述的景深調(diào)整方法，其特征在于，步驟S3中，屏幕分辨率為 W*H，放大后的左眼視圖和右眼視圖分辨率都為(W+dx)*H，在凸出立體條件下增大景深時， 通過截取出左眼視圖的后W列H行組成新的左眼視圖，右眼視圖的前W列H行組成新的右眼視圖；在凹陷立體條件增大景深時下，通過截取出左眼視圖的前W列H行組成新的左眼視圖，右眼視圖的后W列H行組成新的右眼視圖；在凹陷立體條件下減小景深時，通過截取出左眼視圖的后W列H行組成新的左眼視圖，右眼視圖的前W列H行組成新的右眼視圖；在凸出立體條件下減小景深時，通過截取出左眼視圖的前W列H行組成新的左眼視圖，右眼視圖的后W列H行組成新的右眼視圖。
全文摘要
本發(fā)明提供一種景深可調(diào)的立體顯示裝置，該裝置包括輸入單元，處理單元和輸出單元。輸入單元接收外部輸入的3D視頻信號和景深控制信號；處理單元接收景深控制信號和3D視頻信號，根據(jù)景深控制信號對3D視頻的景深進行調(diào)整；輸出單元，輸出景深調(diào)整后的3D視頻信號。該裝置接收景深控制信號后，解析出其中的視差信息dx，利用視差信息將3D視頻信號包含的左右眼視圖放大，放大后的視圖在水平方向上的分辨率超出未拆分前3D圖像分辨率dx，然后根據(jù)景深控制信號中的對景深增大還是減小的景深變化信息以及3D圖像的立體效果類型，截取左右眼視圖的不同部分，達到調(diào)整景深的目的。
文檔編號H04N13/00GK102340678SQ20101023297
公開日2012年2月1日 申請日期2010年7月21日 優(yōu)先權日2010年7月21日
發(fā)明者劉永新, 李中梅, 楊福軍, 王凌晨, 謝仁禮, 陳濤 申請人:Tcl集團股份有限公司, 深圳Tcl新技術有限公司