CN102447919A

CN102447919A - 三维视频图像调整方法及装置

Info

Publication number: CN102447919A
Application number: CN2010105128821A
Authority: CN
Inventors: 苏镇港; 陈信宇
Original assignee: Acer Inc
Current assignee: Acer Inc
Priority date: 2010-10-08
Filing date: 2010-10-08
Publication date: 2012-05-09

Abstract

一种三维视频图像调整方法及装置，该方法包括：接收一三维视频，其中该三维视频包括多个帧画面，各帧画面分别包括多个图像区块；由同一图像区块在该多个帧画面中出现的位置，计算该图像区块的位移量，并由该多个帧画面的该多个图像区块的位移量，计算该三维视频的图像复杂度；当该三维视频的图像复杂度超过一预设值时，将该三维视频以二维模式显示；以及当该三维视频的图像复杂度低于该预设值时，将该三维视频以三维模式显示。本发明可带给三维图像的观赏者更舒适的观影感受。

Description

三维视频图像调整方法及装置

技术领域

本发明涉及三维图像技术，更涉及一种能够避免三维图像造成观赏者不适的三维视频图像调整方法及装置。

背景技术

人眼的双眼视差(binocular parallax)是让人产生深度知觉(depthperception)的主要原因，而目前的三维(3D)显示技术即是利用此一原理达成。

图1A及图1B为双眼视差的示意图。当人眼的焦距落在屏幕上的P2点时，称为零视差；当焦距落在屏幕后方的P1点时，称为正视差；而当焦距落在屏幕前方的P3点时，称为负视差。正视差与负视差会分别让人产生图像内凹或图像外凸的深度知觉。图2为三维显示技术的示意图。目前的三维显示技术中，首先可依据一原始的二维画面(如图2上)而产生图像内容大致相同的一左眼画面(如图2左下)及一右眼画面(如图2右下)，但将画面中部分物件(如图中三角形体)偏移原位。图2中的显示方式将左眼画面中的三角形体往正方形体的右方偏移，并将关联于该左眼画面的右眼画面中的三角形体往正方形体的左方偏移，此举即可使图像在人眼中产生负视差，而让人有三角形体较正方形体更为接近自己的感受。正视差的显示方式亦可以此类推。

尽管三维显示技术带给观赏者身历其境的视觉感受，但若播放影片时一味采用三维画面，仍易使观赏者产生晕眩等不适感，反而妨碍了观影品质。因此，需要一种能够将三维视频的图像进行适当地调整的新方法。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种三维视频图像调整方法，包括：接收一三维视频，其中该三维视频包括多个帧画面，各帧画面分别包括多个图像区块；由同一图像区块在所述多个帧画面中出现的位置，计算该图像区块的位移量，并由所述多个帧画面的所述多个图像区块的位移量，计算该三维视频的图像复杂度；当该三维视频的图像复杂度超过一预设值时，将该三维视频以二维模式显示；以及当该三维视频的图像复杂度低于该预设值时，将该三维视频以三维模式显示。

本发明另提供一种三维视频图像调整方法，包括：接收一三维视频，其中该三维视频包括多个帧画面，各帧画面分别包括多个图像区块；依据该三维视频中关联的一左眼画面及一右眼画面，分析取得该左眼画面及该右眼画面的双眼视差(binocular parallax)值由同一图像区块在所述多个帧画面中出现的位置，计算所述图像区块的位移量，并由所述多个帧画面的所述多个图像区块的位移量，计算该三维视频的图像复杂度；当该三维视频的图像复杂度超过一预设值时，将该三维视频以二维模式显示，其中该三维模式是依据该三维视频的图像复杂度调整该三维视频的各帧画面的各图像区块的双眼视差值；以及当该三维视频的图像复杂度低于该预设值时，将该三维视频并以三维模式显示，其中该二维模式是将该三维视频的各帧画面的各图像区块的双眼视差值归零，进一步调整该三维视频的各帧画面中各图像区块的景深清晰度。

本发明另提供一种三维视频图像调整装置，包括：一图像接收单元，用以接收一三维视频，其中该三维视频包括多个帧画面，各帧画面分别包括多个图像区块；一图像复杂度计算单元，耦接至该图像接收单元，用以由同一图像区块在所述多个帧画面中出现的位置，计算所述图像区块的位移量，并由所述多个帧画面的所述多个图像区块的位移量，计算该三维视频的图像复杂度；一二维显示单元，耦接至图像复杂度计算单元，用以当该三维视频的图像复杂度超过一预设值时，将该三维视频以二维模式显示；以及一三维显示单元，耦接至图像复杂度计算单元，用以当该三维视频的图像复杂度低于该预设值时，将该三维视频以三维模式显示。

本发明主要的目的在提供一种能够将三维视频的图像进行适当地调整，以避免观赏者产生晕眩等不适感的方法及装置。

本发明可带给三维图像的观赏者更舒适的观影感受。

附图说明

图1A为双眼视差的示意图。

图1B为双眼视差的示意图。

图2为三维显示技术的示意图。

图3为依据本发明一实施例的三维视频图像调整方法流程图。

图4为一实施例中三维视频的图像结构图。

图5为将一图像区块以水平方向与左眼画面进行扫描比对的示意图。

图6A为一原始图像。

图6B为对应图6A原始图像的的z平面图。

图7为本发明在二维模式下调整景深清晰度的方法流程图。

图8A为将双眼视差值以线性反比于图像复杂度的方式进行调整的示意图。

图8B是以S形曲线取代图8A的直线而将双眼视差值以非线性反比于图像复杂度的方式进行调整的示意图。

图9为依据本发明一实施例的三维视频图像调整装置的示意图。

其中，附图标记说明如下：

(n-1)_L、(n-1)_R、n_L、n_R、(n+1)_L、(n+1)_R～画面；

900～三维视频图像调整装置；

910～图像接收单元；

920～图像复杂度计算单元；

930～二维显示单元；

940～三维显示单元。

具体实施方式

下文为介绍本发明的最佳实施例。各实施例用以说明本发明的原理，但非用以限制本发明。本发明的范围当以随附的权利要求项为准。

为了带给三维图像的观赏者更舒适的观影感受，本发明提供一种新的三维视频图像调整方法，其目的在当三维视频的画面过度纷乱时，降低该三维视频所营造的立体感，甚至在必要时将三维视频转换成二维视频，并在当三维视频的画面过度平静时，强化该三维视频的立体感。

图3为依据本发明一实施例的三维视频图像调整方法流程图。本发明的三维视频图像调整方法300包括步骤S310至S350，分别说明于下：

在步骤S310中，首先接收一三维视频。图4为一实施例中三维视频的图像结构图，其中，三维视频包括连续的多个帧画面(例如(n-1)_L、(n-1)_R、n_L、n_R、(n+1)_L、(n+1)_R)，其中符号_L与_R分别表示关联的一左眼画面及一右眼画面。各帧画面又包括多个图像区块，下文将再详述。

在步骤S320中，本发明可依据该三维视频中关联的左眼画面及右眼画面(例如画面n_L与n_R)，分析取得该帧画面的各图像区块的双眼视差(binocular parallax)值。在一实施例中，分析取得双眼视差值的方法可采用图像关联(image correlation)技术。举例而言，可将左眼画面n_L切割成多个3×3像素的图像区块，并将每一个图像区块以水平方向与右眼画面n_R进行扫描比对(如图5所示)，并在找到相同的图像区块时停止扫描。扫描时，图像区块由原点移动至终点的水平的移动距离y即可被定义为该图像区块的“双眼视差值”。在此实施例中，当双眼视差值y＝0即表示该图像区块为零视差，该图像区块成像于屏幕上；当双眼视差值y＞0即表示该图像区块为正视差，该图像区块成像于屏幕后方；而当双眼视差值y＜0即表示该图像区块为负视差，该图像区块成像于屏幕前方。为了方便理解，可将一帧画面中所有图像区块的双眼视差值集合并予以正规化，以产生可表达图像外凸或内凹的z平面图，如图6A及图6B所示。图6A为一原始图像图，而图6B则为对应该原始图像、并以灰阶0～255表示的z平面图，其中，具有灰阶值128的图像区块为零视差，而灰阶值大于及小于128的图像区块的双眼视差值则分别表示图像区块为负视差与正视差。

在步骤S330中，本发明可由同一图像区块在该多个帧画面中出现的位置，计算该图像区块的位移量，并由该多个帧画面的该多个图像区块的位移量，计算该三维视频的图像复杂度。在一实施例中，计算各图像区块的位移量的方法亦可采用上述图像关联技术。值得注意的是，上述计算“双眼视差值”的方法，是将属于同一时间而彼此关联的左、右眼画面(例如n_L与n_R)相互比对(由于左、右眼画面常采循序播放，因此实际上两关联的左、右眼画面播放的时间仍稍有间隔)；但此处计算“位移量”是将邻近但不同时间点上的两帧画面相互比对，目的在衡量画面中一图像区块的动态。举例而言，可将一时间点上左眼画面n_L中一图像区块，与下个时间点上左眼画面(n+1)_L中相邻近的区域进行扫描比对，当发现相同或相似的图像区块时，即可计算其中该图像区块的位移量m。虽然上述实施例以相邻时间点的两画面(n_L、(n+1)_L)为例，但本发明不必以此为限。在取得各图像区块的位移量m后，举例而言，可将一定时间长度的三维视频中所有画面的所有的图像区块的位移量进行加总或取平均，进而计算得到该段三维视频整体图像复杂度。本领域技术人员可采用各种演算方式进行计算，在此不再赘述。

之后，本发明的流程进一步将该三维视频的图像复杂度与一预设值进行比较，以判断应该采取何种模式显示该三维视频。在步骤S340中，当该三维视频的图像复杂度超过该预设值时，将该三维视频以二维模式显示；而在步骤S350中，当该三维视频的图像复杂度低于该预设值时，将该三维视频以三维模式显示。详细地说，本发明在当三维视频中出现过度变动的情形时，会将原本的三维图像“二维化”以避免观赏者不适，并在当三维视频画面接近静止时，继续采用三维图像显示，以保留三维效果带来的观影乐趣。所谓的“二维模式”(或称为“二维化”)，举例而言，是将该三维视频中各帧画面的各图像区块的双眼视差值归零，亦即将左眼画面与右眼画面调整成完全相同。本领域技术人员可依据经验或喜好自由设定该预设值的大小，以达到最舒适的观影品质。

然而，在步骤S340的二维模式中，若仅单纯使复杂的画面二维化，将使画面过于单调而失去观影乐趣，也可能会使切换模式前后的画面彼此不协调。因此，本发明的二维模式将进一步调整三维视频中各帧画面的各图像区块的景深清晰度(definition of depth)。值得注意的是，前述的“深度知觉(depthperception)”是利用双眼视差的原理而达成，是一种三维图像显示技术，而此处的“景深清晰度”是将二维画面的前、中、后景的清晰度进行不同程度的锐利化或模糊化，虽然也会产生些许立体感，但此方法仍为一种二维图像显示技术。

图7为本发明在二维模式下调整景深清晰度的方法流程图。该调整景深清晰度的方法700包括：在步骤S702中，将分析取得的各帧画面的所有图像区块的双眼视差值y取平均而得到一平均双眼视差值y_av；在步骤S704中，将该帧画面中双眼视差值低于该平均双眼视差值y_av的图像区块的景深清晰度调高；以及在步骤S706中，将该帧画面中双眼视差值高于该平均双眼视差值y_av的图像区块的景深清晰度调低。从求取的平均双眼视差值y_av即可分辨该帧画面中何处应为前景而何处应为后景。通过步骤S704及S706分别将前景区“锐利化”以及将后景区“模糊化”的过程，即可使观赏者得到前后景分明的二维图像。

虽然本发明在进入流程S350之后仍会将三维视频以三维模式显示，但此处的三维显示方式也与先前技术不同。本发明在三维模式下，会依据该三维视频的图像复杂度，对该三维视频的各帧画面的各图像区块的双眼视差值做进一步的调整，其调整的原则主要是将上述双眼视差值的调整量与该三维视频的图像复杂度保持反比关系。图8A为将双眼视差值以线性反比于图像复杂度的方式进行调整的示意图；图8B是以S形曲线取代图8A的直线而将双眼视差值以非线性反比于图像复杂度的方式进行调整的示意图。两种方法皆是在画面复杂度超过一特定值时(如图中的C点的右部)，同时将正视差及负视差的幅度调小，并在画面复杂度低于该特定值时(如图中的C点的左部)，同时将正视差及负视差的幅度调大。此步骤的目的在于弹性调整三维视频所造成的深度知觉。换言之，当画面纷乱时，本发明可用以减少画面立体感带给观赏者的不适，而当画面相对平静时，本发明又可增加画面立体感以加强观影乐趣。值得注意的是，当本发明的方法在侦得画面复杂度超过前述预设值(如图中的D)时，会将关联的左右眼画面的双眼视差值归零(即“二维化”)，如前文所述。本领域普通技术人员可依照本发明所公开的技术，采用适当的演算法调整三维视频中各图像区块的双眼视差值，本发明不必以上述实施例为限。

除了上述的三维视频图像调整方法之外，本发明另提供一种三维视频图像调整装置，以进行前述图像调整功能。图9为依据本发明一实施例的三维视频图像调整装置900的示意图。本发明的图像调整装置900包括：一图像接收单元910，用以接收一三维视频，其中该三维视频包括多个帧画面，各帧画面分别包括多个图像区块；一图像复杂度计算单元920，耦接至该图像接收单元910，用以由同一图像区块在该多个帧画面中出现的位置，计算该图像区块的位移量，并由该多个帧画面的该多个图像区块的位移量，计算该三维视频的图像复杂度；一二维显示单元930，耦接至图像复杂度计算单元920，用以当该三维视频的图像复杂度超过一预设值时，将该三维视频以二维模式显示；以及一三维显示单元940，耦接至图像复杂度计算单元920，用以当该三维视频的图像复杂度低于该预设值时，将该三维视频以三维模式显示。由于本发明的三维视频图像调整装置900具有对应前述三维视频图像调整方法的功能，本领域技术人员可参照前述实施例而了解该三维视频图像调整装置900所能达成的效果，故在此不再赘述。

本发明虽以较佳实施例公开如上，然其并非用以限定本发明的范围，任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可做些许的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视随附的权利要求所界定的保护范围为准。

Claims

1.一种三维视频图像调整方法，包括：

接收一三维视频，其中该三维视频包括多个帧画面，各帧画面分别包括多个图像区块；

由同一图像区块在所述多个帧画面中出现的位置，计算所述图像区块的位移量，并由所述多个帧画面的所述多个图像区块的位移量，计算该三维视频的图像复杂度；

当该三维视频的图像复杂度超过一预设值时，将该三维视频以二维模式显示；以及

当该三维视频的图像复杂度低于该预设值时，将该三维视频以三维模式显示。

2.如权利要求1所述的三维视频图像调整方法，还包括：

依据该三维视频中关联的一左眼画面及一右眼画面，分析取得该左眼画面及该右眼画面的双眼视差值。

3.如权利要求2所述的三维视频图像调整方法，其中该二维模式是将该三维视频的各帧画面的各图像区块的双眼视差值归零。

4.如权利要求3所述的三维视频图像调整方法，其中该二维模式更进一步调整该三维视频的各帧画面中各图像区块的景深清晰度。

5.如权利要求4所述的三维视频图像调整方法，其中在该二维模式下调整景深清晰度的方法包括：

将分析取得的各帧画面的所有图像区块的双眼视差值取平均而得到一平均双眼视差值；

将所述帧画面中双眼视差值低于该平均双眼视差值的图像区块的景深清晰度调高；以及

将所述帧画面中双眼视差值高于该平均双眼视差值的图像区块的景深清晰度调低。

6.如权利要求2所述的三维视频图像调整方法，其中该三维模式是依据该三维视频的图像复杂度调整该三维视频的各帧画面的各图像区块的双眼视差值。

7.一种三维视频图像调整方法，包括：

依据该三维视频中关联的一左眼画面及一右眼画面，分析取得该左眼画面及该右眼画面的双眼视差值

当该三维视频的图像复杂度超过一预设值时，将该三维视频以二维模式显示，其中该三维模式是依据该三维视频的图像复杂度调整该三维视频的各帧画面的各图像区块的双眼视差值；以及

当该三维视频的图像复杂度低于该预设值时，将该三维视频并以三维模式显示，其中该二维模式是将该三维视频的各帧画面的各图像区块的双眼视差值归零，进一步调整该三维视频的各帧画面中各图像区块的景深清晰度。

8.如权利要求7所述的三维视频图像调整方法，其中在该二维模式下调整景深清晰度的方法包括：

9.一种三维视频图像调整装置，包括：

一图像接收单元，用以接收一三维视频，其中该三维视频包括多个帧画面，各帧画面分别包括多个图像区块；

一图像复杂度计算单元，耦接至该图像接收单元，用以由同一图像区块在所述多个帧画面中出现的位置，计算所述图像区块的位移量，并由所述多个帧画面的所述多个图像区块的位移量，计算该三维视频的图像复杂度；

一二维显示单元，耦接至图像复杂度计算单元，用以当该三维视频的图像复杂度超过一预设值时，将该三维视频以二维模式显示；以及

一三维显示单元，耦接至图像复杂度计算单元，用以当该三维视频的图像复杂度低于该预设值时，将该三维视频以三维模式显示。

10.如权利要求9的三维视频图像调整装置，其中该图像复杂度计算单元更依据该三维视频中关联的一左眼画面及一右眼画面，分析取得该左眼画面及该右眼画面的双眼视差值。

11.如权利要求10的三维视频图像调整装置，其中该二维显示单元在二维模式下用以将该三维视频的各帧画面的各图像区块的双眼视差值归零。

12.如权利要求11的三维视频图像调整装置，其中该二维显示单元在二维模式下更用以进一步调整该三维视频的各帧画面中各图像区块的景深清晰度。

13.如权利要求12的三维视频图像调整装置，其中该二维显示单元在二维模式下调整景深清晰度的方法包括：将分析取得的各帧画面的所有图像区块的双眼视差值取平均而得到一平均双眼视差值；将所述帧画面中双眼视差值低于该平均双眼视差值的图像区块的景深清晰度调高；以及将所述帧画面中双眼视差值高于该平均双眼视差值的图像区块的景深清晰度调低。

14.如权利要求12的三维视频图像调整装置，其中该三显示单元在三维模式下更用以依据该三维视频的图像复杂度调整该三维视频的各帧画面的各图像区块的双眼视差值。