專利名稱：立體觀看裝置和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及立體觀看裝置和立體觀看方法，更具體地涉及采用輸入的視頻信號來顯示立體圖像的立體觀看裝置。
以前，曾提出了各種立體觀看裝置，例如在“The Report of The TelevisionInstitute Vol.1.45，No.4，PP.446-452(1991)”所公開的裝置。
在這些立體觀看裝置中，其中對應(yīng)于左眼和右眼的兩個圖像具有視差，它們以每場交替切換這種方式顯示在電視監(jiān)示器上，而該顯示的圖像通過液晶光閥眼鏡觀看，其中左眼光閥和右眼光閥與顯示的圖像同步地打開和關(guān)閉，因此實現(xiàn)立體觀看。
由此，在通過在電視監(jiān)示器上交替顯示對應(yīng)于左眼和右眼的兩個圖像而實現(xiàn)立體觀看的方法中，通常需要記錄或傳輸原先由兩臺電視攝像機攝取的左眼和右眼圖像。因此，其缺點是為了不損壞圖像的時間分辨率就需要兩倍的信息量，如果信息量不增加，因為時間分辨率的劣化，就會出現(xiàn)閃爍以及圖像質(zhì)量的下降。
由此，本發(fā)明的目的是提供一種立體觀看裝置和立體觀看方法，它可獲得滿意的立體圖像，而不增加記錄信息量或傳輸信息量。
通過提供包括如下部分的立體觀看裝置，本發(fā)明的上述目的和其它目的可以達(dá)到，這些部分是分類裝置，用于基于在規(guī)定時空區(qū)域中的多個像素的層狀分布模式來分別分類輸入的視頻信號；預(yù)測分塊裝置，通過對在規(guī)定時空區(qū)域中的多個像素中的每組多個像素分塊輸入的視頻信號，而產(chǎn)生預(yù)測計算的像素數(shù)據(jù)；預(yù)測處理裝置，它事先具有分別對應(yīng)于多個分類的多組預(yù)測系數(shù)，并利用從每個所說預(yù)測系數(shù)組出來的、與基于分類裝置的輸出而獲得的分類結(jié)果對應(yīng)的預(yù)測系數(shù)，而對基于預(yù)測分塊裝置的輸出而獲得的預(yù)測計算像素數(shù)據(jù)進行預(yù)測計算，并因此分別產(chǎn)生用于左眼的視頻信號和用于右眼的視頻信號；以及顯示裝置，基于在預(yù)測處理裝置輸出的基礎(chǔ)上獲得的用于左眼的視頻信號和用于右眼的視頻信號而顯示立體圖像。
此外，本發(fā)明提供一種立體觀看方法，它包括第一步驟，對于在規(guī)定時空區(qū)域中的每組多個像素，基于每個所說像素的層狀分布模式，對輸入視頻信號分別分類；第二步驟，通過對在規(guī)定的時空區(qū)域中的每組多個像素分塊輸入視頻信號，而產(chǎn)生用于預(yù)測計算的像素數(shù)據(jù)；第三步驟，利用從與事先準(zhǔn)備的多個分類分別對應(yīng)的多個預(yù)測系數(shù)組出來的、與基于分類裝置的輸出而獲得的分類結(jié)果對應(yīng)的預(yù)測系數(shù)，而對基于預(yù)測分塊裝置的輸出而獲得的預(yù)測計算像素數(shù)據(jù)進行預(yù)測計算，并因此分別產(chǎn)生用于左眼的視頻信號和用于右眼的視頻信號；第四步驟，基于用于左眼的視頻信號和用于右眼的視頻信號而顯示立體圖像。
因此，按照本發(fā)明，立體圖像可被投射到顯示裝置上，閃爍被消除，還可避免圖像質(zhì)量的下降，這是由于安裝了分類裝置，用于基于在規(guī)定時空區(qū)域中的多個像素的層狀分布模式來分別分類輸入的視頻信號；預(yù)測分塊裝置，通過對在規(guī)定時空區(qū)域中的多個像素中的每組多個像素分塊輸入的視頻信號，而產(chǎn)生預(yù)測計算的像素數(shù)據(jù)；預(yù)測處理裝置，它事先具有分別對應(yīng)于多個分類的多組預(yù)測系數(shù)，并利用從每個所說預(yù)測系數(shù)組出來的、與基于分類裝置的輸出而獲得的分類結(jié)果對應(yīng)的預(yù)測系數(shù)，而對基于預(yù)測分塊裝置的輸出而獲得的預(yù)測計算像素數(shù)據(jù)進行預(yù)測計算，并因此分別產(chǎn)生用于左眼的視頻信號和用于右眼的視頻信號；以及顯示裝置，基于在預(yù)測處理裝置輸出的基礎(chǔ)上獲得的用于左眼的視頻信號和用于右眼的視頻信號而顯示立體圖像。
此外，按照本發(fā)明，之所以能消除閃爍并避免圖像質(zhì)量的下降，是由于這樣的事實對于在規(guī)定時空區(qū)域中的每組多個像素，基于每個所說像素的層狀分布模式，對輸入視頻信號分別分類；通過對在規(guī)定的時空區(qū)域中的每組多個像素分塊輸入視頻信號，而產(chǎn)生用于預(yù)測計算的像素數(shù)據(jù)；然后利用從與事先準(zhǔn)備的多個分類分別對應(yīng)的多個預(yù)測系數(shù)組出來的、與基于分類裝置的輸出而獲得的分類結(jié)果對應(yīng)的預(yù)測系數(shù)，而對基于預(yù)測分塊裝置的輸出而獲得的預(yù)測計算像素數(shù)據(jù)進行預(yù)測計算，并因此分別產(chǎn)生用于左眼的視頻信號和用于右眼的視頻信號；最后基于用于左眼的視頻信號和用于右眼的視頻信號而顯示立體圖像。
通過下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的最佳實施例進行詳細(xì)描述，本發(fā)明的上述特點、原理和應(yīng)用將更清楚，附圖中相同的部件用相同的標(biāo)號或字符表示。
附圖中

圖1是按照本發(fā)明實施例的立體觀看裝置結(jié)構(gòu)的方框圖2A和2B是說明用于分類的分塊的示意圖；圖3是說明由預(yù)測分塊電路形成的預(yù)測分塊的示意圖；圖4是預(yù)測處理電路結(jié)構(gòu)的方框圖；圖5是說明用于學(xué)習(xí)的視頻信號的示意圖；圖6是系數(shù)學(xué)習(xí)電路結(jié)構(gòu)的方框圖；圖7是最小二乘方法的計算電路結(jié)構(gòu)的方框圖；圖8是說明構(gòu)成乘法器陣列結(jié)構(gòu)的示意圖；圖9是說明圖8的乘法器陣列詳細(xì)構(gòu)成的示意圖；圖10圖示加法存貯器結(jié)構(gòu)的示意圖；和圖11A和11B是本發(fā)明另一實施例的用于分類的分塊的示意圖。
下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明的最佳實施例進行描述。
在圖1中，標(biāo)號1整體表示立體觀看裝置。從單一輸入的電視信號S1中產(chǎn)生具有視差的用于左眼的視頻信號(以后稱為左眼視頻信號)S2L和用于右眼的視頻信號(以后稱為右眼視頻信號)S2R?；诿孔笱垡曨l信號S2L和右眼視頻信號S2R的圖像被顯示在顯示裝置2上。
在這種情況下，通過模數(shù)轉(zhuǎn)換電路(A/D)3，立體觀看裝置1以13.5MHz的取樣頻率將接收的輸入電視信號S1轉(zhuǎn)換成電視數(shù)據(jù)D1。該電視數(shù)據(jù)D1直接加到用于分類的分塊電路4，也通過延遲電路5加到用于分類的分塊電路4。在這種接連中，基于通過規(guī)定取樣頻率取樣而形成的電視數(shù)據(jù)D1的圖像尺寸成為每幀約720水平像素×480垂直行。
為了基于在規(guī)定像素周圍的小區(qū)域中的圖像部分的圖像內(nèi)容的特征而找到分類碼，用于分類的分塊電路4通過時空方面上對每個像素的周圍像素進行分塊。結(jié)果用于分類的分塊電路4收集由像素數(shù)據(jù)組成的分塊的像素數(shù)據(jù)D2。這些像素在這樣的三維區(qū)域中，其中心位于注意點的像素上，它們從時空上(即注意點所在的幀和覆蓋先前和以后幀的鄰近區(qū)域)被看成一個塊。然后像素數(shù)據(jù)D2被送到分類電路6。
圖2A顯示了分類塊的例子。用于分類的分塊電路4選擇位于第一幀斜上部分和斜下部分的兩個點F11和F12，在第二幀的該掃描行上的鄰近兩個點F21和F22，位于第三幀斜上部分和斜下部分的兩個像素F31和F32，作為周圍像素，來預(yù)測在第二幀的規(guī)定注意點F2X，然后將各個像素的像素數(shù)據(jù)作為分塊的像素數(shù)據(jù)D2輸出到分類電路6。
圖2B顯示了注意點F2Y的分類塊，該點鄰近于注意點F2X(圖2A)并正好在第二幀下面。用于分類的分塊電路4收集下列像素成一塊位于第一幀正面的單個像素F10，第二幀內(nèi)位于斜上部分的兩個像素F21和F22，以及第二幀內(nèi)位于斜下部分的兩個像素F23和F24，以及位于第三幀正面的單個像素F30，然后將各個像素的像素數(shù)據(jù)作為分塊的像素數(shù)據(jù)D2輸出到分類電路6。
此后，用于分類的分塊電路4對整個屏幕以類似方式進行這樣的分塊處理(即對第二幀中的注意點F2X和F2Y進行的上述處理)。
以比如自適應(yīng)動態(tài)范圍碼(ADRC)壓縮處理方式，分類電路6展示用于分類的分塊電路4給出的每個分塊的像素數(shù)據(jù)D2，并因此執(zhí)行基于就分塊的像素數(shù)據(jù)D2的層狀分布模式的分類。分類的結(jié)果被作為索引數(shù)據(jù)INDEX輸出，它是分類標(biāo)識號。對于分類電路6中使用的ADRC壓縮處理，如果塊的區(qū)域被限制到圖2A和2B所示的微小時空，各個像素數(shù)據(jù)之間具有很強的相關(guān)性。像素數(shù)據(jù)被壓縮在由每塊的最小值和最大值表示的動態(tài)范圍內(nèi)，因此可實現(xiàn)高壓縮。很清楚采用上述壓縮方法每個像素的像素數(shù)據(jù)的層狀分布模式具有簡單的分布。
這種特征可理解為例如，亮度的分配在塊中具有上凸分布(即在塊中具有峰值)、或具有向下凸(即在塊中具有底谷)分布，或具有無亮度峰值或低谷的平坦分布的層狀分布模式。
基于分類塊中的層狀分布模式，分類電路6給每個模式分配一個分類碼，以產(chǎn)生索引數(shù)據(jù)INDEX。
立體觀看裝置1將從模數(shù)轉(zhuǎn)換電路5輸出的電視數(shù)據(jù)D1直接加到延遲電路7，也通過延遲電路5將它加到延遲電路7。電視數(shù)據(jù)D1由延遲電路7延遲所說分類電路6進行分類處理所需的時間，然后將它提供到左眼的分類適配處理部分8的預(yù)測分塊電路9，并提供到右眼的分類適配處理部分10的預(yù)測分塊電路11。
預(yù)測分塊電路9和11將其中心位于在用于分類的分塊電路4中所用注意點的規(guī)定的時空區(qū)域中的每個像素的像素數(shù)據(jù)，作為預(yù)測計算的像素數(shù)據(jù)D3和D4，分別提供到預(yù)測處理電路12和13。在此，由預(yù)測分塊電路9和11形成的塊比由用于分類的分塊電路4形成的塊要大，由此增強了注意點的像素數(shù)據(jù)的預(yù)測精度。此外，如圖3所示，對于預(yù)測分塊電路11中的塊區(qū)域AR2，在預(yù)測分塊電路9中的塊區(qū)域AR1被排列到偏向左邊對應(yīng)于幾個像素的量。偏移量按照要產(chǎn)生的左眼圖像和右眼圖像之間的視差來選擇。
在此，如圖4所示，預(yù)測處理電路12(和13)解碼從索引解碼電路20的分類電路6給出的索引數(shù)據(jù)INDEX，以產(chǎn)生系數(shù)設(shè)置的存貯器地址信號S3，因此訪問系統(tǒng)設(shè)置的存貯器M1，M2…MK中的一個(它們存貯了對應(yīng)于由索引數(shù)據(jù)INDEX表示的像素塊的層狀分布模式的多個系數(shù)組W1，W2，…Wn)，并借此將系數(shù)數(shù)據(jù)W1，W2，…Wn的單個組分別讀到系數(shù)寄存器21A1，21A2，…21An。
讀入到系數(shù)寄存器21A1，21A2，…21An的系數(shù)數(shù)據(jù)WI，W2，…Wn在乘法器22A1，22A2，…22An中乘以由預(yù)測分塊電路9(和11)傳遞來的預(yù)測計算的像素數(shù)據(jù)D3(和D4)的數(shù)據(jù)x1，x2，…xn，相乘的結(jié)果在加法器23中相加，然后相加的結(jié)果作為左眼的圖像數(shù)據(jù)D5L(和右眼的圖像數(shù)據(jù)D5R)從預(yù)測處理電路12(和13)輸出。
在這種情況下，左眼的圖像數(shù)據(jù)D5L和右眼的圖像數(shù)據(jù)D5R以13.5MHz的像素時鐘分別從預(yù)測處理電路12和13輸出，分別基于左眼圖像數(shù)據(jù)D5L和右眼圖像數(shù)據(jù)D5R的圖像尺寸約為每幀720水平像素×480垂直行。以這種方法，左眼圖像數(shù)據(jù)D5L和右眼圖像數(shù)據(jù)D5R的信息量增加到輸出的電視信號S1的信息量的兩倍，因此可避免時間分辨度和空間分辨度下降。
左眼圖像數(shù)據(jù)D5L和右眼圖像數(shù)據(jù)D5R被分別寫入到幀存貯器(FM)31和32。
立體觀看裝置1然后提供輸入的電視信號S1到同步提取電路33，同步提取電路33從輸入的電視信號S1中提取垂直同步信號V和水平同步信號H，并將它送到定時控制器34。
基于輸入的垂直同步信號V和水平同步信號H，定時控制器34產(chǎn)生讀時鐘信號S5，同時提供該讀時鐘信號S5到幀存貯器31和32。
這樣，響應(yīng)于讀時鐘信號S5輸入的定時，與電視信號S1同步的方式，幀存貯器31和32分別讀取左眼圖像數(shù)據(jù)D5L和右眼圖像數(shù)據(jù)D5R。
左眼圖像數(shù)據(jù)D5L和右眼圖像數(shù)據(jù)D5R由數(shù)模轉(zhuǎn)換電路(D/A)35和36分別轉(zhuǎn)換成左眼視頻信號S2L和右眼視頻信號S2R，然后被提供到顯示裝置2。
在這種情況下，顯示裝置2由分別對應(yīng)于左眼和右眼的兩個液晶顯示器組成，因此可安裝在頭上，比如帽舌樣(visortron)，因此當(dāng)人們戴上顯示裝置2時，他就可欣賞到立體圖像了。
通過學(xué)習(xí)事先獲得分別存貯在預(yù)測處理電路12(和13)的系數(shù)設(shè)置存貯器M1，M2，…MK中的每組系數(shù)數(shù)據(jù)W1，W2，…Wn。
在這種情況下，如圖5所示，在學(xué)習(xí)中，左眼電視攝像機40L和右眼電視攝像機40R分別位于對應(yīng)于左眼和右眼的位置，對應(yīng)于原始電視攝像機的中央電視攝像機40C位于左眼電視攝像機40L和右眼電視攝像機40R之間，它們同時拍攝標(biāo)準(zhǔn)物體41而獲得左眼視頻信號，右眼視頻信號和中央視頻信號被首先使用。
事實上，由左眼電視攝像機40L，右眼電視攝像機40R和中央電視攝像機40C獲得的左眼視頻信號和右眼視頻信號和中央視頻信號被用于系數(shù)學(xué)習(xí)電路50，其結(jié)構(gòu)如圖6所示，它與圖1相應(yīng)的部分具有與圖1相同的標(biāo)號。
在這種情況下，用與立體觀看裝置1(圖1)情況相同的時鐘頻率(在該實施例中為13.5MHz)，在模數(shù)轉(zhuǎn)換電路3中，系數(shù)學(xué)習(xí)電路50將從中央電視攝像機40C獲得的中央視頻信號S10C轉(zhuǎn)換成中央圖像數(shù)據(jù)D10C，然后將該中央圖像數(shù)據(jù)D10C以與立體觀看裝置1相同的方式提供到用于分類的分塊電路4。
用于分類的分塊電路4獲取以同于立體觀看裝置1的方式從中央圖像數(shù)據(jù)D10C提取的像素，并以同于用于分類的分塊電路4的分塊操作的方式，用存在于以注意點為中心的時空區(qū)域內(nèi)的像素形成一個塊，然后將由該塊中每個像素的像素數(shù)據(jù)組成的分塊像素數(shù)據(jù)D11提供到分類電路6。
分類電路6通過對該塊中像素進行的ADRC壓縮處理執(zhí)行基于層狀分布模式的分類，分類電路6提供代表分類結(jié)果的分類碼號的索引數(shù)據(jù)INDEX1到學(xué)習(xí)電路51和52。
此外，以同于立體觀看裝置1中的方式，系數(shù)學(xué)習(xí)電路50將從模數(shù)轉(zhuǎn)換電路3輸出的中央圖像數(shù)據(jù)D10C提供到預(yù)測分塊電路9和預(yù)測分塊電路11。預(yù)測分塊電路9和11將規(guī)定的時空區(qū)域中每個像素的像素數(shù)據(jù)作為分塊的像素數(shù)據(jù)D12分別提供到學(xué)習(xí)電路51和52，該規(guī)定的時空區(qū)域的中心是用于分類的分塊電路4所用的注意點。
另外，由左眼電視攝像機40L獲得的左眼視頻信號S10L由模數(shù)轉(zhuǎn)換電路53轉(zhuǎn)換成左眼圖像數(shù)據(jù)D13L，然后通過延遲電路54提供到學(xué)習(xí)電路51。而由右眼電視攝像機40R獲得的右眼視頻信號S10R由模數(shù)轉(zhuǎn)換電路55轉(zhuǎn)換成右眼圖像數(shù)據(jù)D13R，然后通過延遲電路56提供到學(xué)習(xí)電路52。
通過使用最小二乘方法的計算電路和將左眼圖像數(shù)據(jù)D13L用作為教學(xué)數(shù)據(jù)的學(xué)習(xí)，學(xué)習(xí)電路51為由索引數(shù)據(jù)INDEX1代表的每個分類獲得系數(shù)數(shù)據(jù)W1，W2，…Wn，它們用來與作為分塊的像素數(shù)據(jù)D12而提供的像素數(shù)據(jù)相乘，因此，輸出左眼的每組系數(shù)數(shù)據(jù)W1，W2，…Wn，并使每組這種數(shù)據(jù)存貯在各個相應(yīng)的系數(shù)設(shè)置存貯器M1，M2，…MK(圖4)中。
以類似方式，通過使用最小二乘方法的計算電路和將右眼圖像數(shù)據(jù)D13R用作為教學(xué)數(shù)據(jù)的學(xué)習(xí)，學(xué)習(xí)電路52為由索引數(shù)據(jù)1NDEX1代表的每個分類獲得系數(shù)數(shù)據(jù)W1，W2，…Wn，它們用來與作為分塊的像素數(shù)據(jù)D12而提供的像素數(shù)據(jù)相乘，因此，輸出右眼的每組系數(shù)數(shù)據(jù)W1，W2，…Wn，并使每組這種數(shù)據(jù)存貯在各個相應(yīng)的系數(shù)設(shè)置存貯器M1，M2，…MK(圖4)中。
在這種連接中，基于由同步提取電路33提取的中央視頻信號S10C的垂直同步信號V1和水平同步信號H1，定時控制器34產(chǎn)生用于調(diào)整比如用于分類的分塊電路4和預(yù)測分塊電路9和11之間分塊定時的定時控制信號。
在這點上，將解釋在最小二乘方法的計算電路中計算每組系數(shù)數(shù)據(jù)W1，W2，…Wn的方法。在這種情況下，按照下述理論模型，利用最小二乘方法，最小二乘方法的計算電路找到下述兩者的相互關(guān)系，即由分塊的像素數(shù)據(jù)D12代表的多個像素值(下面稱為中央像素值)和由左眼圖像數(shù)據(jù)D13L(和右眼圖像數(shù)據(jù)D13R)代表的注意點像素值(左眼像素值和右眼像素值)之間的關(guān)系。
首先，假設(shè)中央像素值Xmn(其中，m＝1，2，…m，n＝1，2，…n)與左眼像素值＝δym(m＝1，2，…m)之間具有線性一階表達(dá)式組合關(guān)系，系數(shù)為Wn(n＝1，2，…n)，如下面的等式(1)XW＝Y(jié) ……(1)其中有下述等式(2)X=x11x12...x1nx21x22...x2n............xm1xm2...xmn,W=w1w2...wn,Y=δy1δy2...δym......(2)]]>為了利用未知系數(shù)Wi(i＝1，2，…n)根據(jù)表達(dá)式(1)求解待解方程式，考慮下列余數(shù)方程XW＝Y(jié)+E ……(3)并且找出對應(yīng)于殘差em(m＝1，2，…m)的未知的系數(shù)Wi(i＝i，2，…n)，殘差由下述等式(4)表示E=e1e2...em.........(4)]]>這僅僅需要找出使下述表達(dá)式(5)最小的條件Σi=1me12=e12+e22+...+em2......(5)]]>系數(shù)Wi(i＝i，2，…n)滿足下述表達(dá)式(6)
這樣，對表達(dá)式(3)中的未知的系數(shù)Wi(i＝i，2，…n)取偏分，給出了下述表達(dá)式(7)
因此，將表達(dá)式(7)代入表達(dá)式(6)，并將i＝i，2，…n代入表達(dá)式(6)，產(chǎn)生了下述條件表達(dá)式(8)Σi=1neixi1=0,Σi=1neixi2=0,.......,Σi=1neixim=0..........(8)]]>然后由表達(dá)式(3)和表達(dá)式(8)獲得了下述的表達(dá)式的正規(guī)方程式(9)
在此，因為表達(dá)式(9)為聯(lián)立方程式，具有“n”個未知數(shù)，最可能的系數(shù)值Wi(i＝i，2，…n)可從該聯(lián)立方程式中獲得；正確地說，如果矩陣用表達(dá)式(9)中的未知數(shù)Wi相乘，即下述的表達(dá)式(10)是正則的，它能求出未知的系數(shù)Wi。事實上，用Gauss-Jordan消除法(消去法)來解出該聯(lián)立方程式。(Σj=1mxjkxjl)]]>其中，(k＝1，2，…，n l＝1，2，…，n)……(10)在此，如圖7所示，基于該理論模型，學(xué)習(xí)電路51(和52)的最小二乘方法計算電路51A(和52A)具有乘法陣列61，以執(zhí)行XjnXjn(j＝1，2，…n，n＝1，2，…n)與表達(dá)式(9)中Xjn δyj(j＝1，2，…n，n＝1，2，…n)相乘，該計算的結(jié)果，即XjnXjn(j＝1，2，…n，n＝1，2，…n)與Xjn δyj(j＝1，2，…n，n＝1，2，…n)相乘的結(jié)果被加到加法存貯器62。表達(dá)式(9)中的每個聯(lián)立方程式的每一項被記錄在加法存貯器62中；在后面的系數(shù)計算電路63中采用Gauss-Jordan消除法(消去法)解出從加法存貯器62給出的聯(lián)立方程式，就可獲得系數(shù)Wi(i＝1，2，…n)，這樣系數(shù)數(shù)據(jù)W1，W2，…Wn從系數(shù)計算電路63發(fā)出。
在這種情況下，如圖8所示，最小二乘法計算電路51A(和52A)的乘法器陣列61對應(yīng)于表達(dá)式(9)的項XjnXjn(j＝1，2，…n，n＝1，2，…n)的斜右半部分的項，并分別只提供有圖9所示結(jié)構(gòu)的乘法器61A，因此，結(jié)構(gòu)被簡化。在這種連接中，右上項在表達(dá)式(9)的正規(guī)方程組中轉(zhuǎn)置，變成與左下項相同，因此，只對乘法器61A提供對應(yīng)于右上項的數(shù)據(jù)。
此外，如圖10所示，加法存貯器62包括加法器陣列65和由分類號指定的存貯器(或寄存器)陣列66A、66B、…66K。就存貯器陣列66A、66B、…66K來說，當(dāng)從分類電路6提供的索引數(shù)據(jù)INDEX1被給予它時，響應(yīng)于通過在索引解碼電路67中解碼索引數(shù)據(jù)INDEX1而獲得的地址信號S20，而指定一個存貯器陣列66A、66B、…或66K，然后指定的存貯器陣列66A、66B、…或66K的存貯值被反饋到加法器62。此時用加法器陣列62獲得的相加結(jié)果再被存貯在相應(yīng)的存貯器陣列66A、66B、…或66K中。
當(dāng)已經(jīng)完成的分類由索引數(shù)據(jù)INDEX1指定時，基于表達(dá)式(9)的正規(guī)方程式從與之對應(yīng)的存貯區(qū)域中讀出，通過系數(shù)計算電路63中的計算找到了系數(shù)Wi(i＝1，2，…，n)，因此，系數(shù)數(shù)據(jù)W1，W2，…，Wn從系數(shù)計算電路63中發(fā)出并存貯在由預(yù)測處理電路12(和13，圖1)的ROM組成的系數(shù)設(shè)置存貯器M1，M2，…MK中。
在上述結(jié)構(gòu)中，當(dāng)包括廣播信號等的輸入的電視信號S1輸入時，立體觀看裝置1對每個注意點分類輸入的電視信號S1，并利用與分類結(jié)果對應(yīng)的右眼預(yù)測系數(shù)數(shù)據(jù)W1，W2，…，Wn和左眼的預(yù)測系數(shù)數(shù)據(jù)W1，W2，…，Wn，對分別基于電視信號S1的預(yù)測計算的像素數(shù)據(jù)D3和D4進行預(yù)測計算，以產(chǎn)生左眼圖像數(shù)據(jù)D5L和右眼圖像數(shù)據(jù)D5R。結(jié)果，它能產(chǎn)生左眼圖像數(shù)據(jù)D5L和右眼圖像數(shù)據(jù)D5R，而不損壞時間分辨率，甚至傳輸或記錄的信息量也不增加。
此外，立體觀看裝置1使顯示裝置2以同步于輸入電視信號S1的方式來顯示左眼圖像數(shù)據(jù)D5L和右眼圖像數(shù)據(jù)D5R。因此，觀看者可在顯示裝置2上欣賞到無閃爍的立體圖像。
按照上述結(jié)構(gòu)，響應(yīng)于由其中心位于每個注意點的時空區(qū)域內(nèi)的像素形成的層狀分布模式，分類電路6首先對輸入電視信號S1進行分類，基于該分類結(jié)果產(chǎn)生索引數(shù)據(jù)INDEX。另外，通過對在其中心位于上述注意點的規(guī)定時空區(qū)域中的每個像素分塊輸入的電視信號S1，預(yù)測分塊電路9和11產(chǎn)生用于預(yù)測計算的圖像數(shù)據(jù)D3和D4。預(yù)測處理電路12和13事先具有與各個分類對應(yīng)的預(yù)測系數(shù)組，利用這些預(yù)測系數(shù)組中的與索引數(shù)據(jù)INDEX對應(yīng)的預(yù)測系數(shù)，預(yù)測處理電路分別處理對預(yù)測計算的像素數(shù)據(jù)D3和D4的預(yù)測計算，從而產(chǎn)生左眼圖像數(shù)據(jù)D5L和右眼圖像數(shù)據(jù)D5R。然后，基于左眼圖像數(shù)據(jù)D5L和右眼圖像數(shù)據(jù)D5R，提供了用于投射立體圖像的顯示裝置2，由此立體圖像可被投射在顯示裝置2上，閃爍被限制，又防止了圖像質(zhì)量的下降。另外在不增加記錄信息量或傳輸信息量的情況下，可獲得滿意的立體觀看圖像。
在上述的實施例的描述中，基于層狀分布模式，作為對在其中心位于注意點的規(guī)定的時空區(qū)域中的每個像素進行分類的方法，采用了ADRC?？墒?，本發(fā)明不限制于此，它可采用各種壓縮方法，比如離散余弦變換(DCT)，差分量化(DPCM)，以及BTC(Block Truncation Coding塊截尾編碼)。
此外，在上述實施例的描述中，使用了ROM作為存貯預(yù)測系數(shù)的存貯裝置。然而，可用RAM(隨機存取存貯器)或SRAM來代替。
另外，在上述實施例中，所描述的情況是，模數(shù)轉(zhuǎn)換電路3、53和55以取樣頻率為13.5MHz執(zhí)行轉(zhuǎn)換操作。但本發(fā)明并不限制于此，如果需要的話，該時鐘頻率可改變?yōu)楸热?4.3MHz。
而且，在上述的實施例中，所描述的情況是，在左眼和右眼分類適配處理電路8和10中的分類適配處理是由硬件實現(xiàn)的?？墒潜景l(fā)明并不限制于此，它可用軟件來實現(xiàn)，比如數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)被放入計算機中。
再有，在上述的實施例中，所描述的情況是，基于從輸入的電視信號S1產(chǎn)生的左眼視頻信號S2L和右眼視頻信號S2R，立體圖像被顯示在顯示裝置2上?？墒牵景l(fā)明并不限制于此，而是在下述情況下也能達(dá)到相同的效果，即從輸入的電視信號S1產(chǎn)生的左眼視頻信號S2L和右眼視頻信號S2R曾經(jīng)記錄在記錄裝置內(nèi)并隨后從記錄裝置重放，以便提供到顯示裝置2。
還有，在上述的實施例中，所描述的情況是，在用于分類的分塊電路4上對鉆石形小區(qū)域而進行電視數(shù)據(jù)D1的用于分類的分塊，如圖2A和2B所示?？墒牵景l(fā)明并不限制于此，而是可對矩形小塊進行分類的分塊，如圖11A和11B所示。
結(jié)合最佳實施例已經(jīng)對本發(fā)明的進行了描述，但對本領(lǐng)域技術(shù)人員來說，顯而易見的是由所附權(quán)利要求覆蓋的各種變化和修改均落入本發(fā)明的實質(zhì)和范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種基于輸入的視頻信號來顯示立體圖像的立體觀看裝置，所說裝置包括分類裝置，用于基于在規(guī)定時空區(qū)域中的多個像素的層狀分布模式來分別分類所說輸入的視頻信號；預(yù)測分塊裝置，通過對在規(guī)定時空區(qū)域中的多個像素中的每組多個像素分塊所說輸入的視頻信號，而產(chǎn)生預(yù)測計算的像素數(shù)據(jù)；預(yù)測處理裝置，它事先具有分別對應(yīng)于多個分類的多組預(yù)測系數(shù)，并利用從每個所說預(yù)測系數(shù)組出來的、與基于所說分類裝置的輸出而獲得的分類結(jié)果對應(yīng)的所說預(yù)測系數(shù)，而對基于所說預(yù)測分塊裝置的輸出而獲得的所說預(yù)測計算像素數(shù)據(jù)進行預(yù)測計算，并因此分別產(chǎn)生用于左眼的視頻信號和用于右眼的視頻信號；以及顯示裝置，基于在所說預(yù)測處理裝置輸出的基礎(chǔ)上獲得的所說用于左眼的視頻信號和所說用于右眼的視頻信號而顯示所說立體圖像。
2.按照權(quán)利要求1的立體觀看裝置，其中所說預(yù)測處理裝置包括用于左眼的預(yù)測系數(shù)存貯裝置，它存貯與各個分類對應(yīng)的事先由學(xué)習(xí)獲得的用于左眼的預(yù)測系數(shù)；用于右眼的預(yù)測系數(shù)存貯裝置，它存貯與各個分類對應(yīng)的事先由學(xué)習(xí)獲得的用于右眼的預(yù)測系數(shù)；用于左眼的計算裝置，響應(yīng)基于所說分類裝置的輸出獲得的分類結(jié)果，它使用從所說用于左眼的預(yù)測系數(shù)存貯裝置輸出的所說預(yù)測系數(shù)，也使用基于所說預(yù)測分塊裝置的輸出而獲得的所說預(yù)測計算像素數(shù)據(jù)，通過執(zhí)行基于線性一階組合表達(dá)式的計算來產(chǎn)生所說左眼視頻信號；和用于右眼的計算裝置，響應(yīng)基于所說分類裝置的輸出獲得的分類結(jié)果，它使用從所說用于右眼的預(yù)測系數(shù)存貯裝置輸出的所說預(yù)測系數(shù)，也使用基于所說預(yù)測分塊裝置的輸出而獲得的所說預(yù)測計算像素數(shù)據(jù)，通過執(zhí)行基于線性一階組合表達(dá)式的計算來產(chǎn)生所說右眼視頻信號。
3.按照權(quán)利要求1的立體觀看裝置，其中，所說預(yù)測系數(shù)如此獲得由放置在相互之間具有視差的規(guī)定位置上的中央圖像輸入單元、左眼圖像輸入單元和右眼圖像輸入單元分別獲得的中央視頻信號、左眼視頻信號和右眼視頻信號中，以所說分類裝置所采用的相同方法對從中央圖像輸入單元獲得的中央視頻信號分類。對于每個所說分類，從所說左眼圖像輸入單元獲得的所說左眼視頻信號和從所說右眼圖像輸入單元獲得的所說右眼視頻信號被認(rèn)為是教學(xué)數(shù)據(jù)，該教學(xué)數(shù)據(jù)用所說中央視頻信號和多個系數(shù)的線性一階組合表達(dá)式表示；和每個所說系數(shù)由使用最小二乘法的學(xué)習(xí)獲得。
4.按照權(quán)利要求1的立體觀看裝置，其中所說顯示裝置由分別顯示所說左眼視頻信號和所說右眼視頻信號的頭戴型液晶顯示器組成。
5.一種基于輸入的視頻信號來顯示立體圖像的立體觀看方法，所說方法包括第一步驟，基于在規(guī)定時空區(qū)域中的多個像素的層狀分布模式，對所說輸入視頻信號分別分類；第二步驟，通過對在規(guī)定的時空區(qū)域中的每組多個像素分塊所說輸入的視頻信號，而產(chǎn)生用于預(yù)測計算的像素數(shù)據(jù)；第三步驟，利用從事先準(zhǔn)備的與多個分類分別對應(yīng)的多個預(yù)測系數(shù)組出來的、與基于所說分類裝置的輸出而獲得的分類結(jié)果對應(yīng)的所說預(yù)測系數(shù)，而對基于所說預(yù)測分塊裝置的輸出而獲得的所說預(yù)測計算像素數(shù)據(jù)進行預(yù)測計算，并因此分別產(chǎn)生用于左眼的視頻信號和用于右眼的視頻信號；和第四步驟，基于所說用于左眼的視頻信號和所說用于右眼的視頻信號而顯示所說立體圖像。
6.按照權(quán)利要求5的立體觀看方法，其中在所說第三步驟中，響應(yīng)于基于所說分類裝置的輸出而獲得的分類結(jié)果，使用從所說左眼預(yù)測系數(shù)存貯裝置輸出的所說預(yù)測系數(shù)，該左眼預(yù)測系數(shù)存貯裝置存貯通過學(xué)習(xí)而事先獲得的并與各個分類對應(yīng)的左眼預(yù)測系數(shù)，還使用基于所說預(yù)測分塊裝置的輸出而獲得的所說預(yù)測計算的像素數(shù)據(jù)，通過基于線性一階組合表達(dá)式的計算來產(chǎn)生所說的左眼視頻信號；和響應(yīng)于基于所說分類裝置的輸出而獲得的分類結(jié)果，使用從所說右眼預(yù)測系數(shù)存貯裝置輸出的所說預(yù)測系數(shù)，該右眼預(yù)測系數(shù)存貯裝置存貯通過學(xué)習(xí)而事先獲得的并與各個分類對應(yīng)的右眼預(yù)測系數(shù)，還使用基于所說預(yù)測分塊裝置的輸出而獲得的所說預(yù)測計算的像素數(shù)據(jù)，通過基于線性一階組合表達(dá)式的計算來產(chǎn)生所說的右眼視頻信號。
7.按照權(quán)利要求5的立體觀看方法，其中所說預(yù)測系數(shù)如此獲得由放置在相互之間具有視差的規(guī)定位置上的中央圖像輸入單元、左眼圖像輸入單元和右眼圖像輸入單元分別獲得的中央視頻信號、左眼視頻信號和右眼視頻信號中，以所說分類裝置所采用的相同方法對從中央圖像輸入單元獲得的中央視頻信號分類。對于每個所說分類，從所說左眼圖像輸入單元獲得的所說左眼視頻信號和從所說右眼圖像輸入單元獲得的所說右眼視頻信號被認(rèn)為是教學(xué)數(shù)據(jù)，該教學(xué)數(shù)據(jù)用所說中央視頻信號和多個系數(shù)的線性一階組合表達(dá)式表示；和每個所說系數(shù)由使用最小二乘法的學(xué)習(xí)獲得。
8.按照權(quán)利要求5的立體觀看方法，其中所說顯示裝置由分別顯示所說左眼視頻信號和所說右眼視頻信號的頭戴型液晶顯示器組成。
全文摘要
一種立體觀看裝置和方法,可獲得滿意的立體圖像而不增加記錄或傳輸信息量。它根據(jù)其中心位于每個注意點的規(guī)定時空區(qū)域中的每組多個像素的層狀分布模式對輸入視頻信號分別分類,然后分別分塊輸入視頻信號,產(chǎn)生預(yù)測計算的像素數(shù)據(jù),再利用與分類結(jié)果對應(yīng)的預(yù)定預(yù)測系數(shù),對上述像素數(shù)據(jù)進行預(yù)測計算以產(chǎn)生左眼和右眼視頻信號,進而顯示立體圖像。這樣不僅限制了投射到顯示裝置上立體圖像中的閃爍也防止了圖像質(zhì)量的下降。
文檔編號H04N13/04GK1169641SQ9711122
公開日1998年1月7日 申請日期1997年4月5日 優(yōu)先權(quán)日1996年4月5日
發(fā)明者中屋秀雄, 近藤哲二郎 申請人:索尼公司