CN106063260A - 视频处理器、视频处理器的工作方法 - Google Patents

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Abstract

视频处理器具有：判定部(12)，其对输入图像信号是2D/3D图像信号中的哪个进行判定；LR合成部(15)，其在判定为是3D图像信号的情况下，合成左右图像信号而作为合成图像信号输出，在判定为是2D图像信号的情况下，将2D图像信号嵌入于左右图像信号中的一方而作为合成图像信号输出；以及图像处理部(16)，其以3D图像信号的时钟的两倍以上的图像处理时钟对合成图像信号进行图像处理。

Description

视频处理器、视频处理器的工作方法
技术领域
本发明涉及对包含左图像信号和右图像信号在内的3D图像信号进行图像处理的视频处理器、视频处理器的工作方法。
背景技术
近年来，提出了能够进行立体观察的3D内窥镜并实现了产品化。参照图6来说明对包含这样的3D内窥镜所取得的左图像信号和右图像信号在内的3D图像信号进行处理的视频处理器的一个结构例。
图6是示出现有的用于显示3D图像信号的视频处理器的结构例的框图。
在图6所示的结构例中，通过一个2D视频处理器90L对3D内窥镜所取得的左图像信号L进行处理，通过另一个2D视频处理器90R对右图像信号R进行处理，通过3D合成部99对处理后的左图像信号和右图像信号进行合成，由此，进行3D显示。
由于3D图像信号基本上是以高清晰度画质(HD：High Definition)拍摄的，因此，左图像信号L和右图像信号R以HD时钟(例如74MHz)被输入。对所输入的左图像信号L进行图像处理的2D视频处理器90L和对所输入的右图像信号R进行图像处理的2D视频处理器90R的内部结构没有差异，是能够处理高清晰度画质(HD)的2D图像信号的一般的视频处理器的结构。
即，2D视频处理器90L、90R具有：连接部91，其用于连接内窥镜；时钟转变部92，其将图像信号的时钟转换为用于进行图像处理等的时钟；图像处理部93，其进行图像处理；HD分辨率转换部94，其用于将图像信号的分辨率转换为HD图像信号的分辨率；时钟转变部95，其用于将图像信号的时钟转换为标准画质(SD：Standard Definition)时钟(例如13.5MHz)；SD分辨率转换部96，其用于将图像信号的分辨率转换为SD图像信号的分辨率；HD增强部97，其用于对HD图像信号进行增强处理；以及SD增强部98，其用于对SD图像信号进行增强处理。
这样的2D视频处理器90L或90R在单独工作时，与2D的HD内窥镜连接并被输入2D-HD图像信号、或者与SD内窥镜(SD内窥镜基本上仅是2D用)连接并被输入SD图像信号。2D视频处理器90L或90R以HD时钟进行图像处理部93的图像处理以使得能够与HD图像信号对应。因此，时钟转变部92在输入了SD图像信号的情况下进行从SD时钟向HD时钟的转变，但在输入了HD图像信号的情况下不进行特别的时钟转变。由图像处理部93进行了图像处理后的图像信号在被作为HD图像信号输出给HD监视器的情况下，通过HD分辨率转换部94和HD增强部97进行处理，另一方面，在被作为SD图像信号输出给SD监视器的情况下，通过时钟转变部95进行向SD时钟的转变之后，通过SD分辨率转换部96和SD增强部98进行处理。这里，2D视频处理器90L或90R不论输入图像信号是2D-HD图像信号和SD图像信号中的哪个，都能够实现向HD监视器的HD图像信号输出和向SD监视器的SD图像信号输出这双方。
并且，在组合了2D视频处理器90L、90R并连接3D-HD内窥镜进行3D-HD图像信号的处理的情况下，在通过2D视频处理器90L对左图像信号进行了处理并通过2D视频处理器90R对右图像信号R进行了处理后，通过3D合成部99对2D视频处理器90L的HD增强部97所输出的左图像信号L和2D视频处理器90R的HD增强部97所输出的右图像信号R进行3D合成，由此，能够在3D-HD监视器上对3D图像信号进行显示。并且，即使在输入了3D-HD图像信号的情况下，如果将来自一方的HD增强部97的输出与HD监视器连接，则也能够将左图像信号L或右图像信号R的一方作为2D的HD图像信号进行观察，如果将来自一方的SD增强部98的输出与SD监视器连接，则也能够将左图像信号L或右图像信号R的一方作为2D的SD图像信号进行观察。
然而，在上述那样的现有的结构中，为了显示3D图像信号，需要两台能够处理HD图像信号的2D视频处理器，而且还需要用于对由两台2D视频处理器处理后的左图像信号L和右图像信号R进行3D合成的装置，因此，***的规模较大，价格变高。
本发明是鉴于上述情况而完成的，其目的在于，提供能够对2D图像信号和3D图像信号这双方进行处理的价格低廉的视频处理器和视频处理器的工作方法。
发明内容
用于解决课题的手段
本发明的某个方式的视频处理器具有：判定部，其对所输入的图像信号是包含左图像信号和右图像信号在内的3D图像信号还是2D图像信号进行判定；图像信号合成部，其在所述判定部判定为是所述3D图像信号的情况下，合成所述左图像信号和所述右图像信号而作为合成图像信号输出，在所述判定部判定为是所述2D图像信号的情况下，将该2D图像信号嵌入所述左图像信号和所述右图像信号中的一方而作为合成图像信号输出；以及图像处理部，其以所述3D图像信号的时钟的两倍以上的图像处理时钟对所述合成图像信号进行图像处理。
在本发明的某个方式的视频处理器的工作方法中，判定部对所输入的图像信号是包含左图像信号和右图像信号在内的3D图像信号还是2D图像信号进行判定，图像信号合成部在所述判定部判定为是所述3D图像信号的情况下，合成所述左图像信号和所述右图像信号而作为合成图像信号输出，在所述判定部判定为是所述2D图像信号的情况下，将该2D图像信号嵌入于所述左图像信号和所述右图像信号中的一方而作为合成图像信号输出，图像处理部以所述3D图像信号的时钟的两倍以上的图像处理时钟对所述合成图像信号进行图像处理。
附图说明
图1是示出本发明的实施方式1中的内窥镜***的结构的框图。
图2是示出上述实施方式1中的视频处理器的结构的框图。
图3是示出在上述实施方式1中LR合成部所合成的图像信号的例子的图。
图4是示出本发明的实施方式2中的视频处理器的结构的框图。
图5是示出在上述实施方式2中HD分辨率转换部所输出的HD图像信号的例子的图。
图6是示出现有的用于显示3D图像信号的视频处理器的结构例的框图。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。
[实施方式1]
图1至图3是示出本发明的实施方式1的图，图1是示出内窥镜***的结构的框图。
该内窥镜***具有进行图像处理的视频处理器1。
该视频处理器1能够选择性地与拍摄标准画质(SD：Standard Definition)的图像信号(SD图像信号)的SD内窥镜2、拍摄2D的高清晰度画质(HD：High Definition)图像信号(HD图像信号)的HD内窥镜3以及拍摄3D的HD图像信号(由左图像信号L和右图像信号R构成的3D-HD图像信号)的3D-HD内窥镜4连接。这里，SD图像信号仅是2D的，因此是2D-SD图像信号，HD图像信号是指2D-HD图像信号。
并且，显示SD图像信号的SD监视器5、显示HD的2D图像信号的HD监视器6以及显示3D-HD图像信号的3D-HD监视器7能够与视频处理器1连接。另外，如果能够切换2D显示和3D显示，则也可以兼用作HD监视器6和3D-HD监视器7。并且，SD监视器5和HD监视器6也能够同时与视频处理器1连接。
接着，图2是示出视频处理器1的结构的框图。
视频处理器1具有连接部11、判定部12、时钟转变部13、时钟转变部14、LR合成部15、图像处理部16、图像信号分割部17、时钟转变部18、时钟转变部19、HD分辨率转换部21、HD/SD分辨率转换部22、HD增强部23以及HD/SD增强部24。
连接部11选择性地与SD内窥镜2、HD内窥镜3或者3D-HD内窥镜4连接。
判定部12对与连接部11连接的内窥镜是SD内窥镜2、HD内窥镜3以及3D-HD内窥镜4中的哪个(因此，所输入的图像信号是包含左图像信号L和右图像信号R在内的3D图像信号还是2D图像信号)进行判定，并输出2D连接(更详细而言，SD连接或HD连接)或3D连接(3D-HD连接)的判定结果。
时钟转变部13将经由连接部11输入的图像信号的时钟转换为用于进行图像处理等的时钟。这里，假设SD图像信号的时钟是例如13.5MHz，HD图像信号的时钟不论2D图像信号、左图像信号L、右图像信号R中的哪个图像信号都是例如74MHz。与此相对，本实施方式中的图像处理部16以74MHz两倍的148MHz的图像处理时钟进行工作使得能够对左图像信号L和右图像信号R这双方进行处理(因此，能够对像素数比左图像信号L和右图像信号R合起来少的SD图像信号和2D的HD图像信号中的任意图像信号进行处理)。因此，不论所输入的图像信号是SD图像信号、2D的HD图像信号以及左图像信号L中的哪个，时钟转变部13都将时钟转换为图像处理时钟(例如148MHz)。
时钟转变部14基本上发挥与时钟转变部13相同的功能，但是，3D图像信号是LR两通道输入，而2D图像信号是一通道输入。因此，如果假设2D图像信号的时钟转变由时钟转变部13进行，则该时钟转变部14仅在输入了右图像信号R时将右图像信号R的时钟转换为图像处理时钟(例如148MHz)。
LR合成部15在判定部12的判定结果是3D连接时(即，所输入的图像信号是3D图像信号时)，合成左图像信号L和右图像信号R而作为合成图像信号(这里是LR合成图像信号)输出。这里，图3是示出LR合成部15所合成的图像信号的例子的图。在该图3所示的例子中，LR合成部15根据1920×1080i的左图像信号L和1920×1080i的右图像信号R制成4400×1125i(帧速：59.94Hz)或5280×1125i(帧速：50Hz)的所谓并列(side by side)方式的LR合成图像信号(但是，当然也可以使用其他方式制成LR合成图像信号)。
另一方面，LR合成部15在判定部12的判定结果是2D连接时(即，所输入的图像信号是2D图像信号(SD图像信号或2D的HD图像信号)时)，通过将所输入的2D图像信号嵌入左图像信号L和右图像信号R中的一方(例如，与图3中的左图像信号L相当的位置)来制成合成图像信号。
图像处理部16以3D图像信号的时钟的两倍以上的图像处理时钟(例如148MHz)对LR合成部15所输出的合成图像信号进行图像处理。该图像处理适当包含光学黑相减处理、白平衡处理、同时化处理、去噪处理、边缘强调处理、伽马转换处理等一般的图像处理。
图像信号分割部17将进行了图像处理后的合成图像信号分割为左图像信号L和右图像信号R。
即，图像信号分割部17在判定部12的判定结果是3D连接时，将通过图像处理部16进行图像处理后的LR合成图像信号分割为左图像信号L和右图像信号R，分别将左图像信号L输出给时钟转变部18，将右图像信号R输出给时钟转变部19。
并且，图像信号分割部17在判定部12的判定结果是2D连接时，将通过图像处理部16进行了图像处理后的合成图像信号分割为左图像信号L和右图像信号R，将包含SD图像信号或2D的HD图像信号在内的左图像信号L输出给时钟转变部18和时钟转变部19。此时，输出给时钟转变部18的左图像信号L在后段作为HD图像信号被输出，输出给时钟转变部19的左图像信号L在后段作为SD图像信号被输出。
时钟转变部18将从图像信号分割部17接收到的图像信号的时钟从图像处理时钟(例如148MHz)转换为HD时钟(例如74MHz)。
另一方面，时钟转变部19在判定部12的判定结果是3D连接时，将从图像信号分割部17接收到的图像信号的图像处理时钟(例如148MHz)转换为HD时钟(例如74MHz)，在判定部12的判定结果是2D连接时，将该图像处理时钟(例如148MHz)转换为SD时钟(例如13.5MHz)。
HD分辨率转换部21将图像信号的分辨率转换为作为输出监视器的HD监视器6或3D-HD监视器7的显示分辨率。在HD图像信号中存在例如全分辨率和比全分辨率低的分辨率等多种分辨率。因此，该HD分辨率转换部21不仅在输入图像信号是SD图像信号的情况下进行分辨率转换，也在输入图像信号是HD图像信号的情况下根据需要进行分辨率转换。
这样，时钟转变部18和HD分辨率转换部21构成如下的高清晰度转换部：对被图像信号分割部17分割后的左图像信号L和右图像信号R中的一方或者嵌入于该一方(例如，左图像信号L)的2D图像信号进行向3D图像信号的时钟的高清晰度图像信号的分辨率转换。
HD/SD分辨率转换部22在判定部12的判定结果是3D连接时，将图像信号的分辨率转换为作为输出监视器的3D-HD监视器7的显示分辨率，在判定部12的判定结果是2D连接时，将图像信号的分辨率转换为作为输出监视器的SD监视器5的显示分辨率。
这样，时钟转变部19和HD/SD分辨率转换部22构成如下的标准画质转换部：在判定部12判定为是3D图像信号的情况下，对被图像信号分割部17分割后的左图像信号L和右图像信号R中的另一方进行向3D图像信号的时钟的高清晰度图像信号的分辨率转换，在判定部12判定为是2D图像信号的情况下，对嵌入于一方(例如，左图像信号L)的2D图像信号进行向标准画质图像的时钟的该标准画质图像的分辨率转换。
HD增强部23对HD分辨率转换部21所输出的HD图像信号进行HD用的增强处理。
HD/SD增强部24在判定部12的判定结果是3D连接时，对从HD/SD分辨率转换部22输出的HD图像信号进行HD用的增强处理，在判定部12的判定结果是2D连接时，对从HD/SD分辨率转换部22输出的SD图像信号进行SD用的增强处理。
根据上述那样的结构的视频处理器1，来自HD增强部23的输出和来自HD/SD增强部24的输出的组合在3D连接时为(左图像信号L、右图像信号R)，在2D连接时为(HD图像信号、SD图像信号)。
在图6所示的现有的结构中，为了显示3D图像信号而需要左图像信号L用和右图像信号R用这两个图像处理部93，与此相对，根据这样的实施方式1，能够仅使用一个图像处理部16进行处理，简化了结构，从而能够以低廉的价格提供对2D图像信号和3D图像信号这双方进行处理的视频处理器。
而且，在图6所示的现有的结构中需要两台视频处理器，与此相对，根据本实施方式，使用一台视频处理器即可，因此，简化了内窥镜***的结构，还能够降低***整体的价格。
并且，由于在图6所示的现有的结构中具有两个来自HD增强部97的输出和两个来自SD增强部98的输出共计四个***的输出，因此，在连接了SD内窥镜2、HD内窥镜3、3D-HD内窥镜4中的任意内窥镜时，都有可能成为哪个输出***没有被使用的状态。例如，在连接了3D-HD内窥镜4时，两个SD增强部98的输出***没有被使用，在连接了SD内窥镜2或HD内窥镜3时，一个HD增强部97的输出***和一个SD增强部98的输出***没有被使用等。与此相对，根据本实施方式的结构，能够降低这种输出***的浪费。
此外，在图6所示的现有的结构中，由于在连接SD内窥镜2或HD内窥镜3时，不需要两个2D视频处理器90L、90R中的一方，而且也不需要连接3D合成部99，因此，在连接3D-HD内窥镜4时和连接SD内窥镜2或HD内窥镜3时，需要变更***整体的连接。与此相对，根据本实施方式的结构，能够减轻这样的连接变更的麻烦。
[实施方式2]
图4和图5示出了本发明的实施方式2，图4是示出视频处理器1的结构的框图。
在该实施方式2中，通过对与上述实施方式1相同的部分标注同一标号等而适当地省略说明，主要仅对不同的点进行说明。
在上述实施方式1中，在输入图像信号是2D-HD图像信号和3D-HD图像信号中的任意的情况下，都在图像处理后从处理时钟(例如148MHz)转换为HD时钟(例如74MHz)并输出，但本实施方式是直接在处理时钟的状态下进行输出的实施方式。
图4所示的视频处理器1具有连接部11、判定部12、时钟转变部13、时钟转变部14、LR合成部15、图像处理部16、L/R提取部35、时钟转变部36、HD分辨率转换部31、SD分辨率转换部32、HD增强部33以及SD增强部34。
这里，连接部11、判定部12、时钟转变部13、时钟转变部14、LR合成部15、图像处理部16的各结构与上述实施方式1基本相同。
L/R提取部35是如下的图像信号提取部：在判定部12判定为是3D图像信号的情况下，从进行了图像处理后的LR合成图像信号中提取左图像信号L或右图像信号R，在判定部12判定为是2D图像信号的情况下，提取被嵌入了2D图像信号并进行了图像处理的一方(例如，左图像信号L)。
即，L/R提取部35在判定部12的判定结果是3D连接时(连接了3D-HD内窥镜4时)，从图像处理部16所输出的合成图像信号中提取左图像信号L和右图像信号R中的一方(例如，左图像信号L)，在判定部12的判定结果是2D连接时(连接了SD内窥镜2或HD内窥镜3时)，从该合成图像信号中提取嵌入了2D图像信号的左图像信号L。
时钟转变部36将L/R提取部35所提取的图像信号的时钟从图像处理时钟(例如148MHz)转换为SD时钟(例如13.5MHz)。
HD分辨率转换部31是如下的高清晰度转换部：对进行了图像处理后的LR合成图像信号或嵌入于一方(例如，左图像信号L)并进行了图像处理后的2D图像信号进行向图像处理时钟的高清晰度图像信号的分辨率转换。
即，HD分辨率转换部31以图像处理时钟(例如148MHz)将图像处理部16所输出的LR合成图像信号或嵌入于左图像信号L的2D图像信号的分辨率转换为作为输出监视器的HD监视器6或3D-HD监视器7的显示分辨率。
这里，在3D连接时，HD分辨率转换部31所输出的LR合成图像信号是例如图3所示那样的4400×1125i(帧速：59.94Hz)或者5280×1125i(帧速：50Hz)的所谓的并列方式的LR合成图像信号，内部所包含的左图像信号L和右图像信号R都是1920×1080i的图像信号。
与此相对，在2D连接时，HD分辨率转换部31所输出的HD图像信号是例如图5所示那样的2200×1125p(帧速：59.94Hz)或2640×1125p(帧速：50Hz)中的1920×1080p的逐行扫描图像信号。这里，图5是示出HD分辨率转换部31所输出的HD图像信号的例子的图。因此，在本实施方式中，假定HD监视器6是逐行扫描方式的监视器(另外，在HD监视器6是隔行扫描方式的监视器的情况下，转换为隔行扫描图像信号并输出)。
SD分辨率转换部32将时钟转变部36所输出的图像信号的分辨率转换为作为输出监视器的SD监视器5的显示分辨率。
这样，时钟转变部36和SD分辨率转换部32构成如下的标准画质转换部：对L/R提取部35所提取的左图像信号L或右图像信号R、或者对嵌入于一方(例如，左图像信号L)的2D图像信号进行向标准画质图像的时钟的该标准画质图像的分辨率转换。
HD增强部33对HD分辨率转换部31所输出的HD图像信号进行HD用的增强处理。
SD增强部34对SD分辨率转换部32所输出的SD图像信号进行SD用的增强处理。
根据上述那样的结构的视频处理器1，来自HD增强部33的输出和来自SD增强部34的输出的组合在3D连接时为(LR合成图像信号、SD图像信号)，在2D连接时为(HD图像信号、SD图像信号)。
另外，在上述实施方式1中，假定所输入的HD图像信号是例如1920×1080i，但在本实施方式的结构中，由于所输出的HD图像信号是例如1920×1080p的图像信号，因此，对于所输入的HD图像信号，也能够接受1920×1080p。
这里，在所输入的HD图像信号是1920×1080p的情况下，由于输入时钟是148MHz，因此，时钟转变部13和时钟转变部14不进行特别的时钟转换，LR合成部15直接输出所输入的HD图像信号而不进行特殊的合成，图像处理部16进行与逐行扫描图像对应的处理。
根据这样的实施方式2，实现与上述实施方式1基本相同的效果，并且，即使在3D连接时，不仅能够输出3D图像信号还能够输出SD图像信号。
并且，即使对于2D的HD图像信号，也能够输入1920×1080p的图像信号进行处理并输出，能够进一步提高画质。
另外，在上述内容中主要对视频处理器进行了说明，但也可以是使视频处理器像上述那样工作的视频处理器的工作方法，还可以是用于使计算机执行该视频处理器的工作方法的控制程序、记录该控制程序且计算机能够进行读取的非暂时性记录介质等。
并且，本发明不直接限于上述实施方式，在实施阶段能够在不脱离其主旨的范围内对结构要素进行变形并实现具体化。并且，通过上述实施方式所公开的多个结构要素的适当组合，能够形成各种发明方式。例如，也可以从实施方式所示的所有结构要素中删除几个结构要素。而且，也可以适当组合不同的实施方式中的结构要素。这样，当然能够在不脱离发明的主旨的范围内进行各种变形和应用。
本申请是以2014年5月8日在日本申请的日本特愿2014-097062号为优先权主张的基础进行申请的，上述公开内容被引用于本申请说明书、权利要求书以及附图。

Claims (5)

1.一种视频处理器，其特征在于，该视频处理器具有：
判定部，其对所输入的图像信号是包含左图像信号和右图像信号在内的3D图像信号还是2D图像信号进行判定；
图像信号合成部，其在所述判定部判定为是所述3D图像信号的情况下，合成所述左图像信号和所述右图像信号而作为合成图像信号输出，在所述判定部判定为是所述2D图像信号的情况下，将该2D图像信号嵌入所述左图像信号和所述右图像信号中的一方而作为合成图像信号输出；以及
图像处理部，其以所述3D图像信号的时钟的两倍以上的图像处理时钟对所述合成图像信号进行图像处理。
2.根据权利要求1所述的视频处理器，其特征在于，
该视频处理器还具有：
图像信号分割部，其将进行了所述图像处理后的所述合成图像信号分割为所述左图像信号和所述右图像信号；
高清晰度转换部，其对被所述图像信号分割部分割而成的所述左图像信号和所述右图像信号中的所述一方或嵌入于该一方的所述2D图像信号进行向所述3D图像信号的时钟的高清晰度图像信号的分辨率转换；以及
标准画质转换部，其在所述判定部判定为是所述3D图像信号的情况下，对被所述图像信号分割部分割而成的所述左图像信号和所述右图像信号中的另一方进行向所述3D图像信号的时钟的所述高清晰度图像信号的分辨率转换，在所述判定部判定为是所述2D图像信号的情况下，对嵌入于所述一方的所述2D图像信号进行向标准画质图像的时钟的所述标准画质图像的分辨率转换。
3.根据权利要求1所述的视频处理器，其特征在于，
该视频处理器还具有：
高清晰度转换部，其对进行了所述图像处理后的所述合成图像信号或者嵌入于所述一方并进行了所述图像处理后的所述2D图像信号进行向所述图像处理时钟的所述高清晰度图像信号的分辨率转换；
图像信号提取部，其在所述判定部判定为是所述2D图像信号的情况下，提取被嵌入了所述2D图像信号并进行了所述图像处理后的所述一方；以及
标准画质转换部，其对嵌入于所述一方的所述2D图像信号进行向所述标准画质图像的时钟的所述标准画质图像的分辨率转换。
4.根据权利要求3所述的视频处理器，其特征在于，
所述图像信号提取部在所述判定部判定为是所述3D图像信号的情况下，从进行了所述图像处理后的所述合成图像信号中提取所述左图像信号或所述右图像信号，
所述标准画质转换部对所述图像信号提取部所提取的所述左图像信号或所述右图像信号进行向所述标准画质图像的时钟的所述标准画质图像的分辨率转换。
5.一种视频处理器的工作方法，其特征在于，
判定部对所输入的图像信号是包含左图像信号和右图像信号在内的3D图像信号还是2D图像信号进行判定，
图像信号合成部在所述判定部判定为是所述3D图像信号的情况下，合成所述左图像信号和所述右图像信号而作为合成图像信号输出，在所述判定部判定为是所述2D图像信号的情况下，将该2D图像信号嵌入于所述左图像信号和所述右图像信号中的一方而作为合成图像信号输出，
图像处理部以所述3D图像信号的时钟的两倍以上的图像处理时钟对所述合成图像信号进行图像处理。
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