CN101164348A - 用于二维和三维图像同时显示的具有混合模式的自动立体效果显示器 - Google Patents

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Abstract

一种自动立体效果显示器(104)可在混合模式中运行，以在空间上将屏幕分别分成二维和三维区域(S332、S336)。因此，可沿着图像以二维显示三维图像的元数据(260)，且可从不同的视点看到三维图像的元数据(260)。

Description

用于二维和三维图像同时显示的具有混合模式的自动立体效果显示器
技术领域
本发明涉及立体显示器，尤其涉及立体效果显示器(stereoscopicdisplay)的运行模式。
背景技术
有许多通常采集三维(3D)数据并将该三维数据显示给临床医生以用于诊断的医疗成像形式。
不过，通常使用2D监视器来显示诊断图像。2D容量适于与图像同时显示在显示屏上的某些图形、测量结果或其它元数据。然而，就这种图像而言，使用者必须用三维来解释该2D显示。这在有些时候可能是困难的，并且容易出错。理解呈现在2D监视器上的3D图像的特殊的取向是困难的，这可能会导致误诊。
新近开发的立体监视器可以3D方式显示3D数据，但是，若使用者的头部相对于显示器偏离特定的距离和取向，就可能出现视觉假象。不过，通过采用舒适的位置并且在观察期间保持该位置来解决这种问题。
在中断期间，若临床医生扫视屏幕，那么屏上信息的可视性可受到损害，且这种信息包括元数据。然而，这种元数据可能是并不适合于3D重现的类型，即，患者的名字和图像的类型等。在同一个文件中，医学数字成像与通信标准(DICOM)将图像和标题信息结合在一起，这种标题信息包括患者的名字和扫描的类型等。因此，虽然诊断图像的检查人员可能仅希望看到患者是谁，但由于尝试和错误的原因，检查人员会在重新发现会重新获得“甜点”的近似的设置和头部位置时感到不便。
因此，需要从在3D显示器上显示3D医学诊断图像的优点中受益，而并无同时展示适于以2D观察的屏上元数据所带来的缺点。优选这种3D显示器具有自动立体效果，如前面所提及的现有技术中的3D显示器，以避免护目镜的使用。护目镜戴起来不方便、使使用者通过视频电缆连接到医疗设备并限制使用者对周围的观察。而且，采用基于护目镜的方法观察2D数据不太理想。
发明内容
前面所提及的现有技术中的缺点由本创造性显示器克服，这种显示器可用于在空间上将图像分成2D和3D区域。
简而言之，包括立体效果显示器的设备也包括从显示器的至少两种运行模式中进行选择的处理器。特别地，从三维模式和混合模式中进行选择，这种混合模式在空间上将所显示的图像分成同时分别以二维和三维显示的区域。
附图说明
将借助于下面所列的附图对本说明书所公开的本发明的细节进行描述，在这些图中：
图1是示出了根据本发明的包括以3D模式的显示面板的设备的概念图；
图2是示出了根据本发明的包括以混合模式的显示面板的设备的概念图；以及
图3是根据本发明的用于输入图像的过程的流程图。
具体实施方式
详细参看附图并首先参看图1，在这些图中，相同的参考数字识别类似的或相同的要素，图1示出了示范性结构的总体视图，这种结构用于根据本发明的显示设备100。图1尤其涉及显示设备100的3D模式，且仅用于示范而不是进行限制。
显示设备100包括立体效果显示器104和处理器108。立体效果显示器104具有自动立体效果，但本发明的设计范围并不仅限于此。自动立体效果显示器提供立体效果图像，并不使用显示器与观察人员的眼睛112、116之间的护目镜或任何干预光学装置可看到这种立体效果图像。
显示器104具有光调制面板120、视差面板124和背光108。面板120、124和背光由数据与控制母线132连接到处理器108。面板120、124均以液晶显示器(LCD)的形式实现。
为了图示的简便，图1将光调制面板120示出为仅具有十个像素，每个像素由来自各自的眼睛112、116的视线(LOS)识别。为了避免图示的混乱，在识别像素时，下面将参考各自LOS的参考数字。因此，左眼112具有像素136-1、136-2、136-3、136-4和136-5的LOS；类似地，右眼116具有像素140-1、140-2、140-3、140-4和140-5的LOS。由于面板120、124均垂直于图1的表面伸出，所以这十个像素仅表示体现在光调制面板120中的多排像素中的一个。而且，光调制面板120的任何排通常会具有大大多于所示出的十个像素的像素。光调制面板120的前视图表示如3D诊断图像，这种前视图出现在图1的底部。
通过视差面板124对由背光128所提供的照明的影响来实现将像素136-1...136-5和140-1...140-5分成可分别看到的两组，即一个组由左眼112看到，另一个组由右眼116看到。背光128通常可以是荧光灯泡，并且可包括跨过视差面板124平行排列的几个灯泡。简而言之，左眼112看不到如140-4，因为视差面板124阻挡来自该背光的光，这种光可以以其它方式照明视线136-1与136-2中间的LOS中的像素。实际上，该中间LOS对于左眼112来讲并不存在，因此，并未在图1中示出。这种眼睛112、116之间的分歧方法将在下面的描述中进行进一步的解释。
以LCD实现的视差面板124提供垂直带或柱144-1...144-5，这些垂直带144-1...144-5的像素(未示出)中的每一个可以操作，以在透明度方面进行变化。垂直带144-1...144-5的数量通常多于5并包括视差挡板148。可使每个垂直带144-1...144-5之间的区域永久性地透明，或者用总是透明的材料如光亮玻璃或塑料单独实现每个垂直带144-1...144-5之间的区域。或者垂直带144-1...144-5可经常性地进行侧向相位移动，且具有光调制像素的对应的连续再分配，以保持视差效果，这在下面进行描述。
LOS136-1用于左眼112，因为来自背光128的光穿透垂直带144-1与144-2之间的透明区域，以将与该LOS成直线的像素136-1照明。相反，正如前面所提及的那样，左眼112并能够看到像素144-4，因为视差挡板148的垂直带144-2阻挡到左眼的可以以其它方式将与该LOS成直线的像素照明的光。类似的原理适用于像素136-1...136-5和140-1...140-5中的每一个。
立体效果视觉要求每只眼睛看到类似的图像，但根据不同的视点发生变化。思维将两个图像混和以提供3D视图的深度特征的视觉外观。因此，处理器108运行两组像素，以分别向眼睛112、116提供略有差别的景象。
图2示出了以混合模式而不是以3D模式运行的相同的设备100。在混合模式中，将进行显示的图像在空间上分成区域，以2D模式显示这些区域中的至少一个，并且以3D模式显示这些区域中的至少另外一个。也可采用2D模式，在这种模式中，在屏幕上显示的图像完全以2D形式。
值得注意的是，在图2中，垂直带144-2的部分250已切换到透明。特别地，已将包括部分250的垂直带的每个像素制成透明的。这就允许2D区域260形式部分250在何种位置。光调制面板120的对应的像素由2D数据而不是3D数据驱动。正如前面结合光调制面板的像素所讨论的那样，将3D数据布置成由眼睛112、116一个像素一个像素地进行替代。相反，将2D数据组织成表示单一图像的连续像素。
可对2D区域260的尺寸和位置进行动态重新构造。背光，出于部分250的透明度的原因，2D区域260更亮。因此，若输入元数据的格式均匀，那么2D区域可以是固定的，而且可在如屏幕的内部上使用偏光镜或其它膜，以衰减光的强度，并因此而补偿额外的亮度。
图3示出了显示过程300的一个实例，该显示过程30应用于由显示设备100接收的图像(步骤S304)。假定这种图像是静止图像，但这种图像也可以是视频或图形图像。这种图像可从用于医学受治疗者的成像设备的搜集实时到达，或者可从以前的存储中恢复。若这种图像是DICOM文件的一部分，那么这种图像就包括图像数据并伴有标题，这种标题包含元数据，如图像数据的图像形式和切片厚度等。若图像并不包括要显示的元数据(步骤S308)，那么处理器108确定图像数据的维数，即2D或3D(步骤S312)。图像数据(或元数据)的维数通常是可通过利用预定的标准确定的特征。这种维数源自如文件中的信息，或者可在对图像数据(或元数据)的像素格式进行检查时确定(步骤S316)。另一方面，若输入图像包括用于显示的元数据，那么就确定用于图像数据和即将要显示的元数据的维数(步骤S328)。若图像数据和元数据的维数无差异(步骤S332)，那么确定图像是2D还是3D图像(步骤S316)。若图像是2D图像(步骤S324)，那么将视差面板124制成完全透明。若图像是3D图像，那么视差挡板148是不透明的(步骤S320)。不过，若图像数据的维数与元数据的维数不同，那么，将图像在空间上分成用于显示的不同维数的区域(步骤S336)。因此，将显示器的一个或多个区域分配给进行显示的元数据的各自的一个或多个部分。将对应的垂直带144-1...144-5的一个或多个部分250制成透明的，以允许光调制面板120的已分配区域由背光128以常规的2D方式不受阻碍地照明。然后利用根据前面的考虑预先设置的视差挡板148，将图像显示在自动立体效果显示器上(步骤S340)。若运行模式由于如元数据的消除显示的原因而从混合模式切换到3D模式，那么就减少一个或多个部分250。
作为选择，一旦确定了用于输入图像数据或元数据的维数，那么就可以变换这种维数，即2D到3D或3D到2D。可将3D元数据制成2D，以易于从各种视点的可读性。
可以用任何组合硬件、软件或固件来实现显示过程300。
在参考前面的2D和3D数据时，暗指从立体效果显示观点的维数。对可以显示的数据的维数无其它形式的任何限制。
正如前面所表明的那样，可以以3D用更大的精度形式图像，尤其是医学诊断图像，而保持用于以2D表示的元数据的各种视点的灵活性。
虽然已示出、描述和指出了应用于本发明的优选实施例的本发明的基本新颖性特征，但将会理解，本领域中熟练的技术人员可进行所示出的设备及其操作的省略、替代和改变，而并不背离本发明的精神。例如，明确地旨在以基本上相同的方式执行基本上相同的功能以实现相同的结果的要素和、或方法步骤的所有组合均在本发明的范围之内。而且，应认识到，结合所公开的本发明的任何形式或实施方式示出的和、或描述的结构和、或要素和、或方法步骤可作为设计选择的总体内容结合在所公开、描述或提出的其它任何形式或实施方式中。因此，本发明旨在仅由所附的权利要求书所指明的范围限制。

Claims (21)

1.一种设备(100)，包括：
立体效果显示器(104)；以及
处理器(108)，所述处理器(108)构造成用于从所述显示器的至少两种运行模式尤其是三维模式(S320)和混合模式(S332)中进行选择，所述混合模式在空间上将所显示的图像分成同时分别以二维和三维在所述立体效果显示器(120)上显示的区域。
2.如权利要求1所述的设备，其特征在于：所述显示器构造成以自动立体效果显示(104)。
3.如权利要求1所述的设备，其特征在于：所述显示器具有视差挡板(148)，所述视差挡板(148)包括垂直带(144-2)，所述显示器构造成在所述混合模式期间使所述带中的至少一个的部分(250)呈透明的。
4.如权利要求3所述的设备，其特征在于：所述显示器构造成：如果所述运行模式从混合模式切换到三维模式(260)以及在所述运行模式从混合模式切换到三维模式(260)时，降低所述部分的透明度。
5.如权利要求3所述的设备，其特征在于：所述监视器包括背光(128)、光调制面板(120)和干预视差面板(124)，所述干预视差面板(124)体现所述视差挡板。
6.如权利要求3所述的设备，其特征在于：所述显示器构造成使多个所述带(140-1...140-5)的各自的部分(250)呈透明的，因此而在混合模式中形成以二维显示(260)的所述这些区域的区域。
7.如权利要求1所述的设备，其特征在于：所述处理器构造成基于用于显示(S312、S328)的输入数据的特征而进行选择。
8.如权利要求7所述的设备，其特征在于：所述图像包括图像数据和所述图像数据的元数据，所述处理器构造成用于确定所述图像数据是否为三维和所述元数据是否为三维(S328)，所述处理器还构造成用于在所述图像数据和所述元数据均被确定为三维时选择所述三维模式(S320)，并用于在所述图像数据和所述元数据中的一个为三维且所述图像数据和所述元数据中的另一个为非三维时选择所述混合模式(S332)。
9.如权利要求8所述的设备，其特征在于：所述处理器构造成在所述图像数据和所述元数据均为二维时选择二维模式(S324)。
10.如权利要求7所述的设备，其特征在于：所述处理器构造成用于在屏幕上显示图像数据和所述图像数据的元数据，并且还构造成将预定的标准应用于所述元数据，以检测所述特征并在所述应用的结果的基础上进行所述选择(S316、S328、S332)。
11.如权利要求7所述的设备，其特征在于：所述处理器构造成用于在屏幕上显示图像数据和所述图像数据的元数据，并且还构造成将预定的标准应用于所述元数据，以检测所述特征并在所述应用的结果的基础上进行在所述区域之间的划分(S336)。
12.如权利要求1所述的设备，其特征在于：所述处理器还构造成基于将预定标准应用于与用于显示的输入图像数据一起到达的元数据(S320、S324、S332)的结果，将二维数或三维数分配给所述区域的各自的一个。
13.一种用于立体效果显示的方法，包括：
提供用于在立体效果监视器上显示的图像(S304)；
从所述显示器的至少两种运行模式尤其是三维模式(S320)和混合模式(S332)中进行选择；
若选择所述混合模式，在空间上将所述图像分成同时分别以二维和三维在所述监视器上显示的区域(S336、S340)。
14.如权利要求13所述的方法，包括：
通过处理器确定要在所述监视器上显示(S328)的数据的特征；
通过所述处理器在所述确定(S332)的结果的基础上选择混合模式；以及
进行所述划分(S336)。
15.如权利要求13所述的方法，包括：
接收即将要在所述监视器上显示(S328)的数据，所述数据包括图像数据和用于所述图像数据的元数据(S304、S308)；
将预定的标准应用于所述元数据，以达到结果(S312、S328)；以及
在所述结果的基础上进行选择(S316、S332)。
16.如权利要求13所述的方法，其特征在于：所述数据包括用于在所述监视器(120)上显示的三维诊断医学图像数据。
17.如权利要求13所述的方法，其特征在于：所述监视器包括自动立体效果显示监视器(104)。
18.如权利要求13所述的方法，其特征在于：所述提供步骤提供了具有垂直带(144-2)的视差挡板(148)，所述混合模式的选择引起所述带中的至少一个的部分(250)变得透明。
19.如权利要求18所述的方法，包括使多个所述带(140-1...140-5)的各自的部分(250)呈透明的，因此而在混合模式中形成以二维显示(260)的所述这些区域的区域。
20.如权利要求18所述的方法，包括：如果所述运行模式从混合模式切换到三维模式(260)以及在所述运行模式从混合模式切换到三维模式(260)时，降低所述部分的透明度。
21.一种用于立体效果显示器(104)的计算机软件产品，所述产品嵌入由处理器(108)可读的媒介中，所述产品包括可执行以进行以下行为的指令：
提供用于在立体效果监视器上显示的图像(S304)；
从所述显示器的至少两种运行模式尤其是三维模式(S320)和混合模式(S332)中进行选择；以及
若选择所述混合模式，在空间上将所述图像分成同时分别以二维和三维在所述监视器上显示的区域(S336)。
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