專利名稱：可動(dòng)態(tài)地提供三維音效的顯示系統(tǒng)及相關(guān)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種可提供三維音效的顯示系統(tǒng)及相關(guān)方法，尤指一種可動(dòng)態(tài)地提供三維音效的顯示系統(tǒng)及相關(guān)方法。
背景技術(shù)：
顯示系統(tǒng)在播放圖像時(shí)，可利用單聲道(mono sound)、立體聲(stereophonic sound)或環(huán)繞音效(surround sound)來提供音效。單聲道是以單一通道來重現(xiàn)聲音，通常只用一個(gè)麥克風(fēng)和一個(gè)揚(yáng)聲器，或是將多重聲音信號從同樣路徑送入信號。立體聲通常使用兩個(gè)獨(dú)立通道來重現(xiàn)聲音，通常利用一對以對稱方式配置的揚(yáng)聲器來仿真「屏幕聲道」 (中央、左前方、右前方)發(fā)出的聲音。環(huán)繞音效通常使用多個(gè)獨(dú)立通道來重現(xiàn)聲音，通常利用四組或更多的揚(yáng)聲器來依據(jù)觀看者的位置來提升音效質(zhì)量，亦即提供「環(huán)繞聲道」(左環(huán)繞、右環(huán)繞、背環(huán)繞)來模擬自然環(huán)境下的聽覺感受。三維(three-dimensional，3D)顯示技術(shù)提供了較傳統(tǒng)二維(two-dimensional, 2D)顯示技術(shù)更為栩栩如生的視覺經(jīng)驗(yàn)。在三維顯示系統(tǒng)播放三維圖像的過程中，通常會(huì)使用一對揚(yáng)聲器或耳機(jī)在觀看者附近的特定位置提供三維音效。三維音效又稱做虛擬音效，其使用兩個(gè)獨(dú)立通道來仿真出現(xiàn)在自然環(huán)境中不同位置的聲音源，因此成本低于多重信道的環(huán)繞音效。為了模擬在自然環(huán)境中人類聽覺感受，需要使用一種仿真心理學(xué)聽覺特征(psycho-acoustic cue)的三維定位運(yùn)算法來將原始二維音頻信號轉(zhuǎn)換為相對應(yīng)的三維音頻信號。圖1為現(xiàn)有技術(shù)中顯示系統(tǒng)100的功能框圖。顯示系統(tǒng)100為一種二維/三維兼用系統(tǒng)，其包含二維/三維圖像處理器110、二維/三維音頻處理器120、屏幕130、音效產(chǎn)生裝置140，以及使用者接口 150。二維/三維圖像處理器110可將二維圖像信號Vai轉(zhuǎn)換為三維圖像信號V3D。依據(jù)三維定位運(yùn)算法，二維/三維音頻處理器120可將二維音頻信號A2d 轉(zhuǎn)換為三維音頻信號A3d，例如依據(jù)一種仿真心理學(xué)聽覺特征的三維定位運(yùn)算法。觀看者可利用使用者接口 150來切換二維/三維圖像模式或二維/三維音效模式。在播放三維影片的過程中，觀看者可選擇三維音效模式，此時(shí)音效產(chǎn)生裝置140會(huì)依據(jù)三維音頻信號A3d來提供三維音效；或者，觀看者可選擇二維音效模式，此時(shí)音效產(chǎn)生裝置140會(huì)依據(jù)二維音頻信號A2d來提供二維音效(例如單聲道、立體聲或環(huán)繞音效等)。在現(xiàn)有技術(shù)的顯示系統(tǒng)100中，觀看者可利用使用者接口 150來啟動(dòng)三維音效模式。然而，現(xiàn)有技術(shù)是依據(jù)預(yù)定程序來提供三維音效，提供三維音效的方式和三維圖像信號 V311的三維圖像內(nèi)容并不相關(guān)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種可動(dòng)態(tài)地提供三維音效的顯示系統(tǒng)，其包含圖像處理器，用來將二維圖像信號轉(zhuǎn)換為三維圖像信號，并依據(jù)該三維圖像信號的三維圖像內(nèi)容求出三維運(yùn)算量指數(shù)；音頻處理器，用來依據(jù)三維定位運(yùn)算法和該三維運(yùn)算量指數(shù)來將二維音頻信號轉(zhuǎn)換為三維音頻信號；屏幕，用來依據(jù)該三維圖像信號來顯示圖像；以及音效產(chǎn)生裝置，用來依據(jù)該三維音頻信號來產(chǎn)生音效。本發(fā)明另提供一種可在顯示系統(tǒng)內(nèi)動(dòng)態(tài)地提供三維音效的方法，其包含將二維圖像信號轉(zhuǎn)換為三維圖像信號；求出相關(guān)于該三維圖像信號的三維圖像內(nèi)容的三維運(yùn)算量指數(shù)；以及依據(jù)三維定位運(yùn)算法和該三維運(yùn)算量指數(shù)來將二維音頻信號轉(zhuǎn)換為三維音頻信號。


圖1為現(xiàn)有技術(shù)中三維顯示系統(tǒng)的功能框圖；圖2為本發(fā)明中一種可動(dòng)態(tài)提供三維音效的顯示系統(tǒng)的功能框圖。
具體實(shí)施例方式圖2為本發(fā)明中一種可動(dòng)態(tài)地提供三維音效的顯示系統(tǒng)200的功能框圖。顯示系統(tǒng)200為一種二維/三維兼用系統(tǒng)，其包含二維/三維圖像處理器210、二維/三維音頻處理器220、屏幕230、音效產(chǎn)生裝置對0，以及使用者接口 250。二維/三維圖像處理器210 可將二維圖像信號V2d轉(zhuǎn)換為三維圖像信號V3d，并依據(jù)三維圖像信號V^1的三維圖像內(nèi)容來求出三維運(yùn)算量指數(shù)(3D computat ion power loading indicator) 3DCPLI。三維運(yùn)算量指數(shù)3DCPLI可能相關(guān)于屏幕230上每一區(qū)域欲顯示立體對象的數(shù)量、尺寸或深度。若是相關(guān)于三維圖像信號中特定幀的三維運(yùn)算量指數(shù)3DCPLI越大，代表此特定幀包含越多三維圖像內(nèi)容，例如需要顯示較多或較大的立體對象。換而言之，當(dāng)特定幀具較大三維運(yùn)算量指數(shù)3DCPLI時(shí)，在對此特定幀進(jìn)行二維/三維轉(zhuǎn)換時(shí)會(huì)需要較多運(yùn)算量。依據(jù)三維定位運(yùn)算法和三維運(yùn)算量指數(shù)3DCPLI，本發(fā)明的二維/三維音頻處理器 320可將二維音頻信號A2d轉(zhuǎn)換為三維音頻信號A3D。本發(fā)明可使用依據(jù)一種仿真心理學(xué)聽覺特征的三維定位運(yùn)算法，例如雙耳時(shí)間差(interaural time difference, ITD)、雙耳間強(qiáng)度差(interaural intensity difference, IID)以及頭部相關(guān)傳輸函數(shù)(head-related transfer function，HRTF)。自然環(huán)境任意位置的聲音源至雙耳的傳輸路徑長度不同，因此同時(shí)間發(fā)出的聲波抵達(dá)雙耳的時(shí)間并不相同，此時(shí)間差即為ITD。此外，由于頭部遮蔽效應(yīng)， 聲波抵達(dá)雙耳時(shí)其強(qiáng)度衰減量不同，此強(qiáng)度差異即為IID。HRTF可模擬聲波傳遞至人耳內(nèi)的耳廓，耳道和鼓膜時(shí)其振幅變化和時(shí)間差，讓大腦能根據(jù)經(jīng)驗(yàn)判斷出聲音源的方位和距離。依據(jù)包含這些心理學(xué)聽覺特征的的三維音頻信號A3d，音效產(chǎn)生裝置240在固定位置提供的三維音效會(huì)讓觀看者感受到系由不同位置所發(fā)出的聲音。另一方面，二維/三維音頻處理器320可依據(jù)三維運(yùn)算量指數(shù)3DCPLI來動(dòng)態(tài)地調(diào)制三維音頻信號4d。三維音頻信號A^1中每一幀可能包含不同三維圖像內(nèi)容，因此在格式轉(zhuǎn)換時(shí)所需要的運(yùn)算量亦會(huì)不同。當(dāng)較大的三維運(yùn)算量指數(shù)3DCPLI指出包含較多三維圖像內(nèi)容時(shí)，本發(fā)明可強(qiáng)化三維音頻信號A3do本發(fā)明可依據(jù)三維運(yùn)算量指數(shù)3DCPLI來調(diào)制三維音頻信號A^1的振幅或相位，相較于顯示較少三維圖像內(nèi)容(例如較少或較小的立體對象)之處，在顯示較多三維圖像內(nèi)容(例如較多或較大的立體對象)之處會(huì)強(qiáng)化三維音效。 如此一來，本發(fā)明可提升人類聽覺對移動(dòng)立體對象的感受，進(jìn)而提供更為生動(dòng)的三維環(huán)境。觀看者可利用使用者接口 250來切換二維/三維圖像模式或二維/三維音效模式。在播放三維影片的過程中，觀看者可選擇三維音效模式，此時(shí)音效產(chǎn)生裝置240會(huì)依據(jù)三維音頻信號A^1來提供三維音效，并依據(jù)每一幀包含的三維圖像內(nèi)容來動(dòng)態(tài)地調(diào)制三維音效?；蛘?，觀看者可選擇二維音效模式，此時(shí)音效產(chǎn)生裝置240會(huì)依據(jù)二維音頻信號A2d 來提供二維音效(單聲道、立體聲或環(huán)繞音效等)。使用者接口 250可為顯示于屏幕230上的屏幕顯不(on-screen display, OSD) 0本發(fā)明依據(jù)不同三維圖像內(nèi)容來動(dòng)態(tài)地提供三維音效，因此能提升人類聽覺對移動(dòng)立體對象的感受，進(jìn)而提供更為生動(dòng)的三維環(huán)境。以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，凡依本發(fā)明權(quán)利要求所做的均等變化與修飾，皆應(yīng)屬本發(fā)明的涵蓋范圍。
權(quán)利要求
1.一種可動(dòng)態(tài)地提供三維音效的顯示系統(tǒng)，其包含圖像處理器，用來將二維圖像信號轉(zhuǎn)換為三維圖像信號，并依據(jù)所述三維圖像信號的三維圖像內(nèi)容求出三維運(yùn)算量指數(shù)；音頻處理器，用來依據(jù)三維定位運(yùn)算法和所述三維運(yùn)算量指數(shù)來將二維音頻信號轉(zhuǎn)換為三維音頻信號；屏幕，用來依據(jù)所述三維圖像信號來顯示圖像；以及音效產(chǎn)生裝置，用來依據(jù)所述三維音頻信號來產(chǎn)生音效。
2.如權(quán)利要求1所述的顯示系統(tǒng)，其中所述圖像處理器還用來依據(jù)所述三維運(yùn)算量指數(shù)來調(diào)制所述三維音頻信號的振幅和相位。
3.如權(quán)利要求1所述的顯示系統(tǒng)，其還包含使用者接口，用來讓觀看者選擇二維模式和三維模式，其中在所述二維模式下所述音效產(chǎn)生裝置依據(jù)所述二維音頻信號來產(chǎn)生所述音效，而在所述三維模式下所述音效產(chǎn)生裝置依據(jù)所述三維音頻信號來產(chǎn)生所述音效。
4.如權(quán)利要求3所述的顯示系統(tǒng)，其中所述使用者接口為顯示于所述屏幕上的屏幕顯7J\ ο
5.一種可在顯示系統(tǒng)內(nèi)動(dòng)態(tài)地提供三維音效的方法，其包含 將二維圖像信號轉(zhuǎn)換為三維圖像信號；求出相關(guān)于所述三維圖像信號的三維圖像內(nèi)容的三維運(yùn)算量指數(shù)；以及依據(jù)三維定位運(yùn)算法和所述三維運(yùn)算量指數(shù)來將二維音頻信號轉(zhuǎn)換為三維音頻信號。
6.如權(quán)利要求5所述的方法，其中將所述二維音頻信號轉(zhuǎn)換為所述三維音頻信號包含依據(jù)所述三維運(yùn)算量指數(shù)來調(diào)制所述三維音頻信號的振幅和相位。
7.如權(quán)利要求5所述的方法，其中將所述二維音頻信號轉(zhuǎn)換為所述三維音頻信號所依據(jù)的所述三維定位運(yùn)算法通過仿真心理學(xué)聽覺特征來產(chǎn)生虛擬音效。
8.如權(quán)利要求5所述的方法，其還包含依據(jù)立體對象的尺寸、立體對象的深度，或欲顯示立體對象的數(shù)量來求出所述三維運(yùn)算量指數(shù)。
全文摘要
顯示系統(tǒng)包含圖像處理器、音頻處理器、屏幕，以及音效產(chǎn)生裝置。圖像處理器可將二維圖像信號轉(zhuǎn)換為三維圖像信號，并依據(jù)三維圖像信號的三維圖像內(nèi)容求出三維運(yùn)算量指數(shù)。依據(jù)三維定位運(yùn)算法和三維運(yùn)算量指數(shù)，音頻處理器可將二維音頻信號轉(zhuǎn)換為三維音頻信號。接著再依據(jù)三維圖像信號來在屏幕上顯示圖像，而音效產(chǎn)生裝置可同時(shí)依據(jù)三維音頻信號來動(dòng)態(tài)地提供三維音效。
文檔編號H04S3/00GK102595153SQ20111002158
公開日2012年7月18日 申請日期2011年1月13日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月13日
發(fā)明者劉宣慶, 劉恕民 申請人:承景科技股份有限公司