立體影像的調整裝置及其方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種立體影像的調整裝置及其方法，該調整裝置包含一立體影像顯示器，用以產生一立體影像，該立體影像顯示器發(fā)出一第一光量，且該立體影像具有一影像深度；一亮度估計系統(tǒng)，檢測并估計該第一光量以產生一第一光量值；一可視深度估計系統(tǒng)，依據(jù)該第一光量值定義出一可視的深度范圍；以及一影像處理器，依據(jù)該可視的深度范圍，相應調整該立體影像的該影像深度；其中，當該第一光量值越大時，該可視的深度范圍相應增大。本發(fā)明可在不更動顯示器結構的前提下，以低成本獲得舒適的3D觀影效果。
【專利說明】立體影像的調整裝置及其方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種立體影像的調整裝置及方法。
【背景技術】
[0002]人臉上兩眼的位置是不同的，大約間隔65mm，如圖1所示，真實人眼在觀看同一物件時，左右兩眼會各自進彳丁水晶體60厚度的調整(Accommodation)以調整屈光率而對焦在該物件所在的焦點61上，同時亦進行各自的眼球視角調整(Convergence conflict)以對準該物件。當物件較遠時，兩眼的視角夾角較小，物件越近時兩眼的夾角則越大，兩眼各自接收到的影像再被送給大腦，而形成我們對該物件的立體影像。換言之，真實人眼在建立視覺影像時，左右兩眼的水晶體調整及眼球視角調整是連動的。
[0003]目前的3D顯示技術是通過給予左右眼不同的影像而造成立體效果，換言之，僅是利用雙眼的水平視差而產生立體感，但卻忽略了與水晶體調整連動時的眼球視角調整機制。因此，如圖2所示，當觀看者在觀看3D影像時，雙眼會對焦在屏幕62上，此時水晶體60的曲率其實是被固定的；然而，隨著3D影像移動，人眼仍會反射性地追蹤著立體影像的焦點61而不斷調整眼球視角，此時水晶體60的曲率固定而眼球視角卻不斷移動，違背了人眼正常的視覺反應，從而導致大腦無法順暢地處理這些資訊，使得雙眼視覺不協(xié)調，產生頭痛、眼睛疲倦等感覺，而這就是醫(yī)學上所謂的感知整合-調節(jié)沖突(convergence-accommodation conflict)。這種情況尤其會隨著觀看者與3D顯示屏幕的距離越短而更趨明顯。
[0004]為解決前述感知整合-調節(jié)沖突的問題，現(xiàn)有技術有兩種較為常用的方法。其一是降低立體影像的效果，使雙眼間的視差效果不明顯，以減輕雙眼不適的感覺。然而，此舉雖可減輕人眼感知整合-調節(jié)沖突的感覺，但也失去了觀看立體影像的意義。
[0005]另一種解決感知整合-調節(jié)沖突的方法為改變顯示面板的結構，開發(fā)一種可減輕眼睛疲勞的多焦面(mult1-focal-plane)顯示器,讓觀看者不需刻意使雙眼對焦到某一點或某一平面，得以自由地調整水晶體的曲率，解決看立體電影時雙眼感到不適的情形。但礙于這種多焦面顯示器的生產成本高昂，不符合經(jīng)濟效應，無法被廣泛使用。
[0006]有鑒于此，提供一種可舒適地觀看立體影像的立體影像調整裝置及方法，乃為業(yè)界亟待努力的目標。

【發(fā)明內容】

[0007]本發(fā)明的目的之一，在于提供一種立體影像的調整裝置。
[0008]本發(fā)明的目的之另一，在于提供一種立體影像的調整方法。
[0009]本發(fā)明提出的立體影像的調整裝置，包含一立體影像顯示器、一亮度估計系統(tǒng)、一可視深度估計系統(tǒng)及一影像處理器。其中，立體影像顯示器產生具有一影像深度的一立體影像，并發(fā)出一第一光量。亮度估計系統(tǒng)檢測并估計該第一光量，以產生一第一光量值?？梢暽疃裙烙嬒到y(tǒng)依據(jù)第一光量值定義出一可視的深度范圍。影像處理器則依據(jù)可視的深度范圍，相應調整立體影像的影像深度，當?shù)谝还饬恐翟酱髸r，該可視的深度范圍相應增大。
[0010]本發(fā)明提出的調整立體影像的方法，包括下列步驟:(a)檢測并估計一立體影像顯不器所具有的一第一光量，以產生一第一光量值；(b)依據(jù)第一光量值定義出一可視的深度范圍；以及(C)依據(jù)可視的深度范圍，相應調整立體影像的一影像深度。
[0011]本發(fā)明的有益效果在于，綜上所述，本發(fā)明所揭示的立體影像調整裝置適可通過分別檢測立體影像顯示器所具有的第一光量、觀看環(huán)境所具有的第二光量及觀看者與立體影像顯示器間的觀看距離等資訊，相應調整立體影像的影像深度，使該影像深度始終座落于觀看者兩眼眼球視角的舒適區(qū)域，以輕松地觀看立體影像。如此一來，可在不更動顯示器結構的前提下，以低成本獲得舒適的3D觀影效果。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1為雙眼的水晶體在正常情況下，看遠及看近時的水晶體厚度及眼睛夾角的變化示意圖；
[0013]圖2為雙眼的水 晶體在觀看立體影像時，看遠及看近時的水晶體厚度及眼睛夾角的變化示意圖；
[0014]圖3為本發(fā)明的立體影像調整裝置的實施例示意圖；
[0015]圖4為本發(fā)明的立體影像調整裝置的另一實施例示意圖；
[0016]圖5為本發(fā)明的調整立體影像的方法流程圖；以及
[0017]圖6為本發(fā)明的立體影像調整裝置的方框圖。
[0018]其中，附圖標記說明如下:
[0019]I立體影像調整裝置
[0020]11立體影像顯示器
[0021]12亮度估計系統(tǒng)
[0022]13可視深度估計系統(tǒng)
[0023]14影像處理器
[0024]15距離感知器
[0025]20觀看環(huán)境
[0026]30立體影像
[0027]40觀看者
[0028]500~505 步驟
[0029]60水晶體
[0030]61對焦點
[0031]62 屏幕
[0032]B第一光量
[0033]Dl影像深度
[0034]E環(huán)境光量
[0035]Vl可視的深度范圍
[0036]L觀看距離
[0037]SI光源信號【具體實施方式】
[0038]請參閱圖3，其為本發(fā)明立體影像調整裝置I的結構示意圖。如圖所示，立體影像調整裝置I包括一立體影像顯示器11、一亮度估計系統(tǒng)12、一可視深度估計系統(tǒng)13及一影像處理器14。
[0039]立體影像顯示器11 (譬如一 LED顯示器或一 IXD顯示器)提供影像給觀看者40，以使觀看者40看到立體影像30。其中，立體影像顯示器11發(fā)出一第一光量B，且所產生的立體影像30具有一影像深度Dl。亮度估計系統(tǒng)12檢測并估計立體影像顯示器11所具有的第一光量B，以產生第一光量值BI，可視深度估計系統(tǒng)13適可依據(jù)亮度估計系統(tǒng)12所估計出的第一光量值BI，利用醫(yī)學平均值或實驗統(tǒng)計建出對應的表格等方式，定義出一可視的深度范圍VI。最后，影像處理器14便可依據(jù)可視的深度范圍VI，相應調整立體影像30的影像深度D1。于本實施例中，尚未被調整的立體影像30即可視為一初始立體影像。
[0040]本發(fā)明所提出的立體影像調整裝置I通過檢測立體影像顯示器11所具有的第一光量B，取得第一光量值BI，定義出可視的深度范圍VI，以相應調整立體影像30 (即初始立體影像)的影像深度D1，藉此使被調整后的立體影像30始終位于可視的深度范圍Vl內，來降低感知整合-調節(jié)沖突對人眼的負擔。舉例而言，當亮度估計系統(tǒng)12所取得的第一光量值BI越大時，即可得知觀看者40的瞳孔會主動縮小以降低入光量，此時觀看者40的眼睛可看清楚的景深范圍較廣，亦即可視的深度范圍Vl較廣，因此影像處理器14可增大影像深度D1，讓3D影像的效果越趨明顯；相對的，當?shù)谝还饬恐礏I越小時，可以得知觀看者40的瞳孔會主動放大，此時人眼可看清楚的景深范圍變窄，亦即可視的深度范圍Vl較窄，故影像處理器14需減小影像深度Dl。
[0041]換言之，本發(fā)明的立體影像調整裝置I系通過檢測立體影像顯示器11所具有的第一光量B的第一光量值BI的大小，相應調整3D效果，以避免因感知整合-調節(jié)沖突造成觀看者40的不適。
[0042]如圖4所示，在一較佳實施例中，亮度估計系統(tǒng)12可進一步估計觀看環(huán)境20所具有的環(huán)境光量E,而取得第二光量值B2,使可視深度估計系統(tǒng)13同時依據(jù)第一光量值BI及第二光量值B2，定義出可視的深度范圍VI，以相應調整立體影像30的影像深度D1。
[0043]較佳者，更可設置一距離感知器15檢測觀看者40與立體影像顯示器11間的觀看距離L。距離感知器15可通過發(fā)射一光源信號SI或其他方式，檢測至少一觀看者40與立體影像顯示器11間的觀看距離L，并將觀看距離L提供給影像處理器14，影像處理器14再根據(jù)觀看距離L、第一光量值BI及第二光量值B2進行分析及運算后，相應調整立體影像30的影像深度Dl。
[0044]請接續(xù)參考圖4，距離感知器15鄰設于立體影像顯示器11的上方，以檢測至少一觀看者40與立體影像顯示器11間的觀看距離L，但并不以此為限。換言之，距離感知器15亦可設置于立體影像顯示器11的周遭位置或鄰設于一側，只要距離感知器15通過量測而得到觀看距離L即可。于本實施例中，距離感知器15可以紅外線檢測器或數(shù)字攝影機實現(xiàn)，且距離感知器15較佳與立體影像顯示器11設置于同一平面。當距離感知器15發(fā)射光源信號SI后，光源信號SI將會穿透觀看環(huán)境20并到達觀看者40的所在位置，光源信號SI接著將由觀看者40所反射，而重新為距離感知器15所接收。如此一來，透過量測光源信號SI發(fā)出及反射的時間差，將得以計算觀看者40的所在位置，并估算出其觀看距離L。
[0045]此外，于本領域的技術人員亦可理解，立體影像30的第一光量值BI除根據(jù)立體影像顯示器11的一背光亮度所產生外，亦可由立體影像顯示器11所具有的一畫面數(shù)值或一發(fā)光時間所產生。
[0046]以下將配合圖3的立體影像調整裝置I的結構示意圖，以及圖5的流程圖，說明本發(fā)明提出的立體影像的調整方法。
[0047]首先，請同時參閱圖3及圖5的步驟501，其檢測并估計立體影像顯示器11所具有的一第一光量B,以產生一第一光量值BI。接著,如步驟502所不,依據(jù)第一光量值BI定義出一可視的深度范圍VI。最后，如步驟503所示，依據(jù)可視的深度范圍VI，相應調整立體影像30的一影像深度Dl。
[0048]當?shù)谝还饬恐礏I越高時，影像處理器14將相應調整影像深度D1，使影像深度Dl的效果越趨明顯。反的，當?shù)谝还饬恐礏I越低時，影像處理器14將相應調整影像深度D1，使影像深度Dl的效果越趨微弱。
[0049]較佳者，參照圖4的實施例,根據(jù)環(huán)境光量E產生第二光量值B2,并合并估計第一光量值BI及第二光量值B2以決定可視的深度范圍，完成步驟502。
[0050]圖6為本發(fā)明的立體影像調整裝置一實施例的方框圖，亮度估計系統(tǒng)12根據(jù)第一光量B及環(huán)境光量E產生第一光量值BI及第二光量值B2,并將第一光量值BI及第二光量值B2提供給可視深度估計系統(tǒng)13，可視深度估計系統(tǒng)13同時參考觀看距離L，決定出可視深度范圍Vl，影像處理器14再根據(jù)可視深度范圍Vl對初始立體影像做處理，對其影像深度進行調整，以產生符合可視深度范圍Vl的處理后立體影像。
[0051]需特別說明的是，于前述的實施例中，觀看距離L為協(xié)助影像處理器14對影像深度Dl進行微調的參數(shù)之一，然其對于影像深度Dl的影響，則可依據(jù)醫(yī)學平均值或實驗統(tǒng)計建出對應的表格等方式來界定，于此并不加以限制。
[0052]綜上所述，本發(fā)明所揭示的立體影像調整裝置適可通過分別檢測立體影像顯示器所具有的第一光量、觀看環(huán)境所具有的第二光量及觀看者與立體影像顯示器間的觀看距離等資訊，相應調整立體影像的影像深度，使該影像深度始終座落于觀看者兩眼眼球視角的舒適區(qū)域，以輕松地觀看立體影像。如此一來，可在不更動顯示器結構的前提下，以低成本獲得舒適的3D觀影效果。
[0053]上述的實施例僅用來例舉本發(fā)明的實施態(tài)樣，以及闡釋本發(fā)明的技術特征，并非用來限制本發(fā)明的保護范疇。任何熟悉此技術者可輕易完成的改變或等同性的安排均屬于本發(fā)明所主張的范圍，本發(fā)明的權利保護范圍應以權利要求為準。
【權利要求】
1.一種立體影像的調整裝置，使用于一觀看環(huán)境，包括: 一立體影像顯示器，用以產生一立體影像，該立體影像顯示器發(fā)出一第一光量，且該立體影像具有一影像深度； 一亮度估計系統(tǒng)，檢測并估計該第一光量以產生一第一光量值； 一可視深度估計系統(tǒng)，依據(jù)該第一光量值定義出一可視的深度范圍；以及 一影像處理器，依據(jù)該可視的深度范圍，相應調整該立體影像的該影像深度； 其中，當該第一光量值越大時，該可視的深度范圍相應增大。
2.如權利要求1所述的立體影像調整裝置，其中該亮度估計系統(tǒng)更檢測并估計該該觀看環(huán)境的一環(huán)境光量，以產生一第二光量值，該可視深度估計系統(tǒng)依據(jù)該第一光量值及該第二光量值，定義出該可視的深度范圍。
3.如權利要求2所述的立體影像調整裝置，其中該影像處理器依據(jù)該可視的深度范圍，相應調整該立體影像的該影像深度。
4.如權利要求1所述的立體影像調整裝置，還包括一距離感知器，檢測至少一觀看者與該立體影像顯示器間的觀看距離。
5.如權利要求4所述的立體影像調整裝置，其中該影像處理器根據(jù)該觀看距離以及該可視的深度范圍，相應調整該影像深度。
6.如權利要求4所述的立體影像調整裝置，其中該距離感知器為一紅外線檢測器或一數(shù)字攝影機。
7.如權利要求1所述的立體影像調整裝置，其中該第一光量值根據(jù)該立體影像顯示器的背光亮度產生。
8.如權利要求1所述的立體影像調整裝置，其中該第一光量值由該立體影像顯示器所具有的一畫面數(shù)值或一發(fā)光時間所產生。
9.一種調整立體影像的方法，用以在一觀看環(huán)境下調整一立體影像顯示器，該方法包括下列步驟: (a)檢測并估計該立體影像顯示器所具有的一第一光量，以產生一第一光量值； (b)依據(jù)該第一光量值定義出一可視的深度范圍；以及 (C)依據(jù)該可視的深度范圍，相應調整該立體影像顯示器所產生的一立體影像的一影像深度。
10.如權利要求9所述的方法，其中(a)步驟還包含: 檢測該觀看環(huán)境的一環(huán)境光量，以產生第二光量值。
11.如權利要求10所述的方法，其中(b)步驟還包含: 依據(jù)該第一光量值及該第二光量值，定義出該可視的深度范圍。
12.如權利要求9所述的方法，還包含下列步驟: (d)檢測至少一觀看者與該立體影像顯示器間的觀看距離；以及 (e)根據(jù)該觀看距離相應調整該影像深度。
13.如權利要求9所述的方法，其中(c)步驟還包含: (cl)在該第一光量越高時，增大該可視的深度范圍，使該影像深度的效果增強；以及 (c2)當該第一光量越低時，降低該可視的深度范圍，使該影像深度的效果減弱。
【文檔編號】H04N13/00GK103986924SQ201310058871
【公開日】2014年8月13日 申請日期:2013年2月25日 優(yōu)先權日:2013年2月8日
【發(fā)明者】童旭榮 申請人:瑞昱半導體股份有限公司