TWI430257B - 多層景深立體顯示器影像處理方法 - Google Patents

Description

多層景深立體顯示器影像處理方法

本發明係關於影像處理技術，特別是指一種將影像分成前後景，分別給前後兩片面板顯示，藉由面板前後距離而呈現立體感，並同時提供訊號給前後面板，以達到同步顯示的多層景深立體顯示器的影像處理方法。

顯示器一直以來是和人們接觸最頻繁的電子用品，而顯示器的進步也代表著人類在追求更真實的視覺享受。從早期的黑白電視到彩色電視，到現在的高畫質電視，無一不是追求著更自然、逼真的影像品質。而3D(Three Dimension)立體顯示器的發展也提供了人們更進一步的視覺感官，除了一般的影像與色彩外，更提供了立體空間的感受。人類的大腦可以利用兩眼視差(Binocular parallax)，來判斷物體的距離感。而這些立體感覺可提供人類在判讀影像資訊時更高的可靠性，因此，隨著顯示技術的蓬勃發展，立體影像顯示器的應用也越來越多元化。

一般而言，立體顯示器必須具有兩眼視差(Binocular parallax)及移動視差(Motion parallax)的特性。所謂的兩眼視差是指觀賞者的左眼及右眼有在水平方向約6.5公分的位移(歐美人士的統計結果)，故在觀看物體時，由於觀看角度略有不同，因此，所接收的影像內容也略有差異。而移動視差則是指觀賞者的眼睛位置移動時，由於觀賞角度也隨之改變，眼睛所接收的內容也有所不同。所以若我們要接受到立體的影像，也就是我們要如何讓左眼與右眼分別只接受到有些微差異的個別影像。

請參考圖1a及圖1b，係分別表示習知以前後兩片面板播放亮度相異影像，於深度方向融合及連續性深度變化的示意圖。藉由前面板(鄰近觀察者，D1)與後面板(遠離觀察者，D2)之間的距離以及分別在前、後面板上的二影像具有不同輝度，藉由兩眼視差，以使觀察者對影像產生立體感。而日本NTT即以此原理提出一種利用兩個重疊的液晶面板，在兩個面板顯示大小相同的影像，利用物體離觀賞者的遠近距離不同，會有陰暗及顏色上的差別，進而將前後物體影像重疊在一起，讓觀賞者產生立體感；然而，其缺點是前、後面板的對位困難，且因為是由兩個二維影像重疊的結果，所以只有在正視方向觀賞，立體效果較佳，其餘觀賞角度則不易顯出立體效果。

請參考圖2a及圖2b，係分別表示習知第一及第二影像處理方法之示意圖。而針對上述兩片(或是多片)面板的影像處理方面，必須提供給各面板相對應的影像訊號，一般所使用的方法(Pure Depth Limited所揭露之技術)為利用雙輸出的顯示卡(如圖2a所示之第一影像處理方法)以及利用兩台電腦或播放裝置(如圖2b所示之第二影像處理方法)。

第一影像處理方法係電腦C1必須搭配特殊的軟體S1，才能使顯示卡B1同時輸出對應的影像訊號給前、後面板D1、D2，以達到同步輸出的效果。而第二影像處理方法在操作上係需要兩台電腦C1、C2或是播放器(圖未示)，並利用其他溝通介面(圖未示)或另一台負責控制的操作電腦(Console，C3)來命令者兩台電腦C1、C2同時播映。

然而，上述兩種影像處理方法均需要特殊規格的電腦來作影像輸出的同步控制，否則難以使提供給前、後面板的訊號達到同步，更無法提供給一般家庭使用的播放裝置(如DVD、Cable TV、PS3等)使用。

基於上述問題，發明人提出了一種新的多層景深立體顯示器影像處理方法，以克服現有技術的缺陷。

本發明目的在於提供一種影像處理技術，分別提供給前後兩片面板顯示，藉由前、後面板間的距離以產生立體感，並將數入的影像訊號進行處理，同時分配給前、後面板，以提供使用者接續任何影像輸出裝置，達到前後面板同步輸出的影像處理方法。

本發明的另一目的，係在於可提供任何播放裝置使用。

本發明的再一目的，係在於處理流程簡單迅速，不需增加電路成本。

本發明的再一目的，係在於可同時輸出3D立體影像及2D影像。

為了實現上述目的，本發明提供了一種多層景深立體顯示器影像處理方法，該立體顯示器係至少具有一前面板及一後面板，該方法包含：

取得一前景信號與一後景信號，在一預定方向將該前景信號與該後景信號壓縮成一半的解析度，再將具有一半解析度的該前景信號及該後景信號重新合成一輸入影像，而具有一半解析度的該前景信號及該後景信號係分別顯示在該輸入影像的一第一邊側及一第二邊側，且再將該輸入影像的一半解析度的該後景信號朝另一邊側反置，而藉由一線資料儲存器儲存該前景信號及該後景信號的各掃描線資料；

將該輸入影像輸入至一顯示裝置，並利用該顯示裝置的一處理電路同時進行順向讀取畫素資料並將一順向畫素資料提供給該前面板，及逆向讀取畫素資料並將一逆向畫素資料提供給該後面板；以及

藉由該顯示裝置的該處理電路將該前、後面板的第一邊側朝該預定方向放大為一全螢幕畫面，以輸出一全畫面3D立體影像。

較佳者，該預定方向為水平方向，該第一邊側與該第二邊側係分別為一左邊側及一右邊側，且該輸入影像的該後景信號係進行左右反置。

較佳者，該後面板所接收的信號為全畫面的左右反置，且該前面板及該後面板左邊側之該前、後景信號係疊合成一半畫面3D立體影像。

較佳者，該預定方向為垂直方向，該第一邊側與該第二邊側係分別為一上邊側及一上邊側，且該輸入影像的該後景信號係進行上下反置。

本發明更提供了一種多層景深立體顯示器影像處理方法，該立體顯示器係至少具有一前面板及一後面板，該方法包含：

取得一前景信號與一後景信號，在一預定方向將該前景信號與該後景信號壓縮成一半的解析度，再將具有一半解析度的該前景信號及該後景信號重新合成一輸入影像，而具有一半解析度的該前景信號及該後景信號係分別顯示在該輸入影像的一第一邊側及一第二邊側，且再將該輸入影像的一半解析度的該後景信號朝另一邊側反置，而藉由一線資料儲存器儲存該前景信號及該後景信號的各掃描線資料；

將該輸入影像輸入至一顯示裝置，並利用該顯示裝置的一處理電路同時進行順向讀取畫素資料並將一順向畫素資料提供給該前面板，及逆向讀取畫素資料並將一逆向畫素資料提供給該後面板；以及

藉由該顯示裝置的該處理電路，將該前、後面板之該第一邊側的畫素資料相加並放置到該後面板的該第二邊側，同時使該前面板的該第二邊側形成一全穿透畫面。

較佳者，該全穿透畫面係為全黑畫面或是全白畫面。

雖然本發明使用了幾個較佳實施例進行解釋，但是下列圖式及具體實施方式僅僅是本發明的較佳實施例；應說明的是，下面所揭示的具體實施方式僅僅是本發明的例子，並不表示本發明限於下列圖式及具體實施方式。

在下文中，將具體地描述本發明之方法的實施例。

請參考圖3，係表示本發明一第一實施例的方塊圖。本實施例係可使觀察者直接觀察到3D立體影像，其方法包括：

步驟SA1：取得前景信號FS與後景信號BS，在預定方向將前景信號FS與後景信號BS壓縮成一半的解析度，再將具有一半解析度的前景信號FS及後景信號BS重新合成一輸入影像I1，而前景信號FS及後景信號BS係分別顯示在輸入影像I1的第一邊側及第二邊側，且再將輸入影像I1的後景信號BS朝另一邊側反置，而藉由一線資料儲存器R1儲存前景信號FS及後景信號BS的各掃描線資料；

步驟SA2：將輸入影像I1輸入至顯示裝置(圖未示)，並利用播放裝置的處理電路FPGA(如圖4b所示)同時進行讀取順向畫素資料並將順向畫素資料提供給前面板(步驟SA21)，及讀取逆向畫素資料並將逆向畫素資料提供給後面板(步驟SA22)；

步驟SA3：藉由顯示裝置的處理電路將前、後面板D1、D2的第一邊側朝步驟SA1的預定方向放大為全螢幕畫面，以輸出全畫面3D立體影像I3。

在步驟SA1中，預定方向為水平方向者，則第一邊側與第二邊側係分別為左邊側及右邊側(如圖4a所示，本實施例以此為例說明)，且係將輸入影像I1的後景信號BS進行左右反置，而本實施例係以前景信號FS在左邊側，後景信號BS在右邊側進行說明；另外，當預定方向為垂直方向者，則第一邊側及第二邊側係分別為上邊側及下邊側，且係將輸入影像I1的後景信號BS進行上下反置(圖未示)。

在步驟SA2中，後面板D2所接收的信號為全畫面的左右反置，且前面板D1及後面板D2左邊側之前、後景信號(畫面)FS、BS係已疊合成半畫面3D立體影像(如圖4b所示)。

在步驟SA3中，藉由朝水平方向放大在前、後面板D1、D2左邊側的前、後景信號(畫面)FS、BS，而形成全畫面的3D立體影像I3輸出(如圖4c所示)。

請參考圖5，係表示本發明第二實施例的方塊圖。本實施例係可同時使觀察者觀察到3D立體影像及2D影像，其方法之前二步驟與前第一實施例相同，其差異在於：

步驟SB3：藉由播放裝置的處理電路FPGA(如圖4b所示)，將前、後面板Dl、D2第一邊側的畫素資料相加並放置到後面板D2的第二邊側，同時使前面板D1的第二邊側形成全穿透畫面T。

在步驟SB3中，對觀察者而言，在前、後面板D1、D2所形成的全畫面影像之左邊側(第一邊側)係可看到半畫面3D立體影像I4，而右邊側(第二邊側)即可看到半畫面2D影像I5(如圖6所示)，其中，全穿透畫面可為全黑或是全白，而本實施例係以全黑為例。

因此，藉由上述的方法，可以達到下述優點：

1.達到前、後面板同步顯示功效；

2.可提供任何影像播放裝置使用；

3.影像處理流程簡單，且無需增加電路成本；

4.可同時輸出3D立體影像及2D影像，便於比對。

雖然本發明以相關的較佳實施例進行解釋，但是這並不構成對本發明的限制。應說明的是，本領域的技術人員根據本發明的思想能夠構造出很多其他類似實施例，這些均在本發明的保護範圍之中。

B1．．．顯示卡

BS．．．後景信號

C1．．．電腦

C2．．．電腦

C3．．．操作電腦

D1．．．前面板

D2．．．後面板

FPGA．．．處理電路

FS．．．前景信號

I1．．．輸入影像

I3．．．全畫面3D立體影像

I4．．．半畫面3D立體影像

I5．．．半畫面2D影像

R1．．．線資料儲存器

S1．．．軟體

T．．．全穿透畫面

圖1a　係表示習知以前、後兩片面板播放亮度相異影像，於深度方向融合的示意圖；

圖1b　係表示習知以前、後兩片面板播放亮度相異影像，於連續性深度變化的示意圖；

圖2a　係表示習知第一影像處理方法之示意圖；

圖2b　係表示習知第二影像處理方法之示意圖；

圖3　係表示本發明一第一實施例的方塊圖；

圖4a　係表示本發明第一實施例中步驟SA1之示意圖；

圖4b　係表示本發明第一實施例中步驟SA2之示意圖；

圖4c　係表示本發明第一實施例中步驟SA3之示意圖；

圖5　係表示本發明第二實施例的方塊圖；以及

圖6　係表示本發明第二實施例中步驟SB3之示意圖。

I1．．．輸入影像

I3．．．全畫面3D立體影像

R1．．．線資料儲存器

Claims (7)

1. 一種多層景深立體顯示器影像處理方法，該立體顯示器係至少具有一前面板及一後面板，該方法包含：將一輸入影像分成一前景信號與一後景信號，在一預定方向將該前景信號與該後景信號壓縮成一半的解析度，再將具有一半解析度的該前景信號及該後景信號重新合成一中繼影像，而具有一半解析度的該前景信號及該後景信號係分別顯示在該中繼影像的一第一邊側及一第二邊側，且再將該中繼影像的一半解析度的該後景信號朝另一邊側反置，而藉由一線資料儲存器儲存該前景信號及該後景信號的各掃描線資料；將該中繼影像輸入至一播放裝置，並利用該播放裝置的一處理電路同時進行順向讀取畫素資料並將一順向畫素資料提供給該前面板，及逆向讀取畫素資料並將一逆向畫素資料提供給該後面板；以及藉由該播放裝置的該處理電路將該前、後面板的第一邊側朝該預定方向放大為一全螢幕畫面，以輸出一全畫面3D立體影像；其中該預定方向為垂直方向，該第一邊側與該第二邊側係分別為一上邊側及一下邊側，且該中繼影像的該後景信號係進行上下反置。
2. 一種多層景深立體顯示器影像處理方法，該立體顯示器係至少具有一前面板及一後面板，該方法包含： 取得一前景信號與一後景信號，在一預定方向將該前景信號與該後景信號壓縮成一半的解析度，再將具有一半解析度的該前景信號及該後景信號重新合成一輸入影像，而具有一半解析度的該前景信號及該後景信號係分別顯示在該輸入影像的一第一邊側及一第二邊側，且再將該輸入影像的一半解析度的該後景信號朝另一邊側反置，而藉由一線資料儲存器儲存該前景信號及該後景信號的各掃描線資料；將該輸入影像輸入至一顯示裝置，並利用該顯示裝置的一處理電路同時進行順向讀取畫素資料並將一順向畫素資料提供給該前面板，及逆向讀取畫素資料並將一逆向畫素資料提供給該後面板；以及藉由該顯示裝置的該處理電路，將該前、後面板之該第一邊側的畫素資料相加並放置到該後面板的該第二邊側，同時使該前面板的該第二邊側形成一全穿透畫面。
3. 依據申請專利範圍第2項所述的影像處理方法，其中，該預定方向為水平方向，該第一邊側與該第二邊側係分別為一左邊側及一右邊側，且該輸入影像的該後景信號係進行左右反置。
4. 依據申請專利範圍第2項所述的影像處理方法，其中，該全穿透畫面係為全黑畫面或是全白畫面。
5. 依據申請專利範圍第3項所述的影像處理方法，其中，在該前、後面板所形成的一全畫面影像之該左邊側係輸出一3D立體影像，而該右邊側係輸出一2D影像。
6. 依據申請專利範圍第3項所述的影像處理方法，其中，該第一邊側係形成一3D影像，該第二邊側係輸出一2D影像。
7. 依據申請專利範圍第5項所述的影像處理方法，其中，該全穿透畫面係為全黑畫面。