圖像數(shù)據(jù)處理方法以及使用其的立體圖像顯示器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種圖像數(shù)據(jù)處理方法及使用它的立體圖像顯示器，所述方法包括：從輸入圖像提取深度圖；基于深度圖的灰度級將輸入圖像分成前景區(qū)和后景區(qū)；和調(diào)制輸入圖像的最大深度值使其變小和調(diào)制深度圖的灰色灰度級段的深度值之間的差使其大于輸入圖像前景區(qū)和后景區(qū)深度值之間的差。
【專利說明】圖像數(shù)據(jù)處理方法以及使用其的立體圖像顯示器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種圖像數(shù)據(jù)處理方法以及使用其的立體圖像顯示器。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著將立體圖像再現(xiàn)技術(shù)應(yīng)用到諸如電視和顯示器/監(jiān)視器的顯示裝置，現(xiàn)已是人們即使在家里也能觀看3D立體圖像的年代。立體圖像顯示器可分為眼鏡型和非眼鏡型。在眼鏡型中，每一個都具有不同偏振方向的左側(cè)和右側(cè)視差圖像被顯示在直視型的顯示器或投影儀上，且使用偏振眼鏡或者液晶快門眼鏡顯示立體圖像。在非眼鏡類型中，將光學(xué)部件如視差隔柵和雙凸透鏡安裝在顯示屏幕前方以將左側(cè)和右側(cè)的視差圖像的光軸分開。
[0003]允許人們感知到立體效果即深度線索的視覺因素可包括生理因素和經(jīng)驗因素。生理因素包括調(diào)節(jié)、聚焦、雙眼視差等。
[0004]經(jīng)驗因素包括單眼移動視差、視網(wǎng)膜圖像尺寸、線性透視、面透視、交疊、對比度、紋理梯度等。經(jīng)驗因素允許人們通過由經(jīng)驗獲得的透視感如對物體之間尺寸差別的透視感知、對物體之間交疊的透視感知、對物體之間亮度差別的透視感知和對物體之間清晰度差別的透視感知來感覺立體效果。例如，在獲知透視感知之后，當(dāng)看到較大物體和較小物體時，人腦會感覺較大物體較近，當(dāng)看到兩個交疊物體時會感覺較前面的物體較近，而當(dāng)每次看到亮物體和暗物體時會感覺亮物體較近。而且,當(dāng)看到清晰物體和模糊物體時,具有獲知透視的人腦會感覺清晰物體較近。
[0005]當(dāng)觀眾觀看由立體圖像顯示器再現(xiàn)的3D立體圖像時，觀眾會感覺到非常疲勞且會惡心或頭痛，這主要是由于生理因素。這些癥狀是由于觀眾看到的物體(或者對象)圖像位置與聚焦距離不同。
[0006]當(dāng)觀眾看到對象時，眼睛聚焦到一點(被稱作焦點)。會聚角度Θ根據(jù)觀眾眼睛到對象的距離而變化。如圖1中所示，會聚角度Θ是當(dāng)觀眾看見對象時，在眼睛和對象之間形成的角度。觀眾眼睛到對象的距離越遠(yuǎn)，會聚角度Θ就越??；當(dāng)觀眾看到很遠(yuǎn)距離處的對象時，聚角度Θ接近0°。
[0007]對于觀眾經(jīng)由眼睛在實際位置感覺到的物體，會聚位置與調(diào)節(jié)位置一致，如圖1中的(a)中所示。由此，通過會聚感覺的距離和通過調(diào)節(jié)感覺的距離相等。因此，在實際位置中，觀眾會感覺到立體效果而不會有疲勞感。相反，如圖1的(b)所示，當(dāng)由兩眼視差分開的左眼圖像和右眼圖像被顯示在立體圖像顯示器的顯示面板PNL上時，調(diào)節(jié)位置在顯示面板PNL的屏幕上，而根據(jù)3D輸入圖像深度信息，物體圖像被定位在顯示面板PNL屏幕的前方或者后方。結(jié)果，眼睛的聚焦距離LI與形成物體圖像的距離L2不一致。由于眼睛的聚焦距離LI與形成物體圖像的距離L2不相符，因此觀看立體圖像顯示器的觀眾感覺到疲勞。尤其是，當(dāng)觀看在立體圖像顯示器上顯示的立體移動圖像時以及當(dāng)會聚角度很大時，對于每一個場景，距離LI和L2之間的差都是變化的，因此觀眾感覺到更加疲勞。

【發(fā)明內(nèi)容】
[0008]本發(fā)明致力于提供一種能夠減少觀眾疲勞而又不會損失3D圖像的深度效果的圖像數(shù)據(jù)處理方法，以及使用該方法的立體圖像顯示器。
[0009]根據(jù)本發(fā)明的圖像數(shù)據(jù)處理方法包括:自輸入圖像提取深度圖(cbpthmap);基于深度圖的灰度級將輸入圖像分成前景區(qū)和后景區(qū)；和調(diào)制輸入圖像的最大深度值使其變小和調(diào)制深度圖灰度級段的深度值之間的差使其大于輸入圖像前景區(qū)和后景區(qū)之間的深度值差。
[0010]根據(jù)本發(fā)明的立體圖像顯示器包括:深度圖提取器，用于自輸入圖像提取深度圖；圖像分離器，用于基于深度圖的灰度級將輸入圖像分為前景區(qū)和后景區(qū)；和深度調(diào)制器，用于調(diào)制輸入圖像的最大深度值使其變小和調(diào)制深度圖灰度級片段的深度值差使其大于輸入圖像前景區(qū)和后景區(qū)深度值之間的差。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]附圖提供對本發(fā)明的進(jìn)一步理解并且并入說明書而組成說明書的一部分。所述附圖示出本發(fā)明的實施方式，并且與說明書文字一起用于解釋本發(fā)明的原理。附圖中:
[0012]圖1示出在立體圖像顯示器中觀眾疲勞的誘因；
[0013]圖2示出根據(jù)本發(fā)明第一示范性實施例的立體圖像顯示器的圖像數(shù)據(jù)處理方法的流程圖；
[0014]圖3示出根據(jù)本發(fā)明第二示范性實施例的立體圖像顯示器的圖像數(shù)據(jù)處理方法的流程圖；
[0015]圖4示出根據(jù)本發(fā)明第三示范性實施例的立體圖像顯示器的圖像數(shù)據(jù)處理方法的流程圖；
[0016]圖5示出自3D輸入圖像提取的深度圖的實例；
[0017]圖6示出典型線性深度處理方法的視圖；
[0018]圖7a至7e示出在本發(fā)明圖像數(shù)據(jù)處理方法中采用的深度調(diào)制方法視圖。
[0019]圖8示出增加前景區(qū)和后景區(qū)之間的深度值差的深度調(diào)制效果圖；
[0020]圖9示出3D圖像的顯示位置和觀眾的聚焦位置如何變得彼此相似以及會聚角度如何變小的視圖。
[0021]圖10示出在根據(jù)本發(fā)明示范性實施例的立體圖像顯示器中顯示面板驅(qū)動器和3D濾波驅(qū)動器的框圖。
[0022]圖11示出圖10中所示的3D圖像數(shù)據(jù)處理器的第一示范性實施例的框圖；
[0023]圖12示出圖10中所示3D圖像數(shù)據(jù)處理器的第二示范性實施例的框圖。
[0024]圖13示出圖10中所示3D圖像數(shù)據(jù)處理器的第三示范性實施例的框圖。
[0025]圖14示出雙凸透鏡膜或者可轉(zhuǎn)換透鏡的截面圖；
[0026]圖15示出視差隔柵或者可轉(zhuǎn)換隔柵的截面圖；
[0027]圖16示出偏振眼鏡型立體圖像顯示器的視圖；和
[0028]圖17示出快門眼鏡型立體圖像顯示器的視圖。
【具體實施方式】
[0029]以下，將參考附圖描述本發(fā)明的示范性實施例。貫穿說明書，相同參考數(shù)字表示基本相同部件。在以下描述中，如果決定與本發(fā)明相關(guān)的公知功能或者結(jié)構(gòu)的具體描述會模糊本發(fā)明的主題，則省略該具體描述。
[0030]在描述本發(fā)明實施例之前，將限定本文所使用的術(shù)語。
[0031]本發(fā)明的立體圖像顯示器可實施為平板顯示器如液晶顯示器(IXD)、場發(fā)射顯示器(FED)、等離子體顯示面板(PDP)、有機(jī)發(fā)光二極管(OLED)和電泳EPD。該立體圖像顯示器可實施為非眼鏡型立體圖像顯示器或者眼鏡型立體圖像顯示器，并在2D模式下顯示2D圖像數(shù)據(jù)和在3D模式下顯示3D圖像數(shù)據(jù)。3D濾波器可結(jié)合到立體圖像顯示器的顯示面板上。眼鏡型立體圖像顯示器可實施為偏振眼鏡型或者快門眼鏡型。
[0032]3D濾波器是將觀眾左眼看到的子像素與觀眾右眼看到的子像素分開的光學(xué)部件。在非眼鏡型立體圖像顯示器中，3D濾波器可以是光學(xué)部件如視差隔柵或者雙凸透鏡，在眼鏡型立體圖像顯示器中其可以是相位延遲器或者有源延遲器。視差隔柵和雙凸透鏡可分別實施為可轉(zhuǎn)換的隔柵和可轉(zhuǎn)換的透鏡，它們可通過使用液晶面板進(jìn)行電性控制。本 申請人:在美國專利申請13/077565和美國專利申請13/325272等中提出了可轉(zhuǎn)換的隔柵和可轉(zhuǎn)換的透鏡。
[0033]目標(biāo)區(qū)域(ROI)也公被稱為目標(biāo)或顯著物體(001)，其是在立體圖像屏幕上觀眾最感興趣的物體。
[0034]通過3D圖像數(shù)據(jù)分析提取深度圖。可使用任何深度圖提取算法，只要其是公知的即可。在深度圖中，3D圖像每個像素的數(shù)據(jù)深度值都可由灰度級表示。可通過改變深度圖中的灰度級來調(diào)制深度值。在本發(fā)明中，基于深度圖的灰度級，將I個屏幕(或者場景)分成用于每一幀周期的前景區(qū)和后景區(qū)。前景區(qū)的深度值是主要屬于深度圖中白色灰度級部分的灰度級。白色灰度級部分的深度值包括作為最大灰度級值的白色灰度級，以及在白色灰度級附近的明亮灰度級。后景區(qū)的深度值是主要屬于深度圖中黑色灰度級部分的灰度級。黑色灰度級部分包括作為最低灰度級的黑色灰度級，以及黑色灰度級附近的暗色灰度級。目標(biāo)區(qū)域主要屬于前景區(qū)。在深度圖中，灰度級部分包括由白色灰度級部分和黑色灰度級部分之間的灰度級值構(gòu)成的圖像的深度值?；疑叶燃壊糠謱?yīng)于前景區(qū)和后景區(qū)之間的深度值。
[0035]可根據(jù)顯示器件的面板特性和驅(qū)動特性從實驗方面確定白色灰度級部分、黑色灰度級部分和灰色灰度級部分。白色灰度級部分、黑色灰度級部分和灰色灰度級部分的斜率、長度等可固定為基于3D圖像疲勞測試結(jié)果優(yōu)化的值，其根據(jù)顯示器件的模型而不同。而且，其可根據(jù)3D圖像的程序種類、特性或者平均亮度變化。例如，白色灰度級部分、黑色灰度級部分和灰色灰度級部分的斜率、長度等可根據(jù)程序種類如新聞、運(yùn)動、電影、戲劇等而變化，以及可將白色灰度級部分、黑色灰度級部分和灰色灰度級部分在靜止圖像或者移動圖像中設(shè)置成不同長度。
[0036]圖2示出根據(jù)本發(fā)明第一示范性實施例的立體圖像顯示器的圖像數(shù)據(jù)處理方法的流程圖。
[0037]參考圖2，在本發(fā)明的圖像數(shù)據(jù)處理方法中，當(dāng)接收到3D圖像數(shù)據(jù)時，使用公知的深度提取算法從3D圖像數(shù)據(jù)提取原始深度圖(S21至S23)。在本發(fā)明中，可使用公知的2D-3D轉(zhuǎn)換算法將2D圖像轉(zhuǎn)換成3D圖像并從3D圖像提取深度圖。
[0038]接下來，在本發(fā)明的圖像數(shù)據(jù)處理方法中，使用圖7a至7e中示出的深度調(diào)制方法來調(diào)制原始深度圖的深度值。在本發(fā)明的深度調(diào)制方法中，基于圖7a至7e中示出的深度調(diào)制曲線，將原始深度圖的最大深度值降低至低于輸入值的值，和增加前景區(qū)和后景區(qū)之間深度值的差(S24)。在圖7a至7e中，最大深度值的調(diào)節(jié)寬度、斜率、灰度級部分的范圍等可根據(jù)顯示模型的形式或者根據(jù)3D圖像而不同。
[0039]可通過用與曲線斜率成比例的加權(quán)值來倍增原始深度圖的深度值，實施圖7a至7e中示出的深度調(diào)制曲線，或者通過查閱表來實施。當(dāng)將原始深度圖的輸入深度值輸入到查閱表中時，選擇與輸入深度值對應(yīng)的調(diào)制值(輸出深度值)并輸出。
[0040]在本發(fā)明的圖像數(shù)據(jù)處理方法中，以與現(xiàn)有技術(shù)相同的方式處理2D模式中的圖像輸入，且將其輸入到顯示面板驅(qū)動器(S25 )。
[0041]在本發(fā)明中，調(diào)制最大深度值以減小Δ D，如圖7a至7e中所不，以使3D圖像的顯示位置和觀眾的聚焦位置彼此相似。可以通過增加前景區(qū)和后景區(qū)之間的深度值差，即灰色灰度級部分GD的深度值，來保持整個圖像中的深度感。
[0042]圖3示出根據(jù)本發(fā)明第二示范性實施例的立體圖像顯示器圖像數(shù)據(jù)處理方法的流程圖。
[0043]參考圖3，在本發(fā)明的圖像數(shù)據(jù)處理方法中，當(dāng)接收到3D圖像數(shù)據(jù)時，從3D圖像數(shù)據(jù)提取深度圖(S31至S33)。在本發(fā)明中，可以使用公知的2D-3D轉(zhuǎn)換算法將2D圖像轉(zhuǎn)換成3D圖像并從3D圖像提取深度圖。
[0044]在本發(fā)明的圖像數(shù)據(jù)處理方法中，基于深度圖的灰度級值來提取前景區(qū)和后景區(qū)(S34)。接下來，在本發(fā)明的圖像數(shù)據(jù)處理方法中，使用圖7a至7e中示出的深度調(diào)制方法來降低最大深度值和增加前景區(qū)和后景區(qū)之間深度值差(S35)。結(jié)果，當(dāng)在立體圖像顯示器上重現(xiàn)3D立體圖像時，本發(fā)明的圖像數(shù)據(jù)處理方法能減少觀眾疲勞而不損失3D圖像的深度效果。
[0045]接下來，在本發(fā)明的圖像數(shù)據(jù)處理方法中，強(qiáng)調(diào)前景圖像的像素數(shù)據(jù)清晰度，以增加前景圖像的清晰度，或者模糊后景圖像的像素數(shù)據(jù)以降低后景圖像的清晰度(S36)。如此，增加了前景圖像清晰度或者降低了后景圖像清晰度，觀眾可以感覺到自然的立體效果而不會由于清晰度差異導(dǎo)致疲勞。在步驟S36中，本發(fā)明的圖像數(shù)據(jù)處理方法能增加前景圖像的清晰度和降低后景圖像的清晰度?？墒褂萌魏吻逦葟?qiáng)調(diào)算法或者模糊算法，只要其是公知的即可。
[0046]在本發(fā)明的圖像數(shù)據(jù)處理方法中，以與現(xiàn)有技術(shù)相同的方式處理2D模式中的圖像輸入，并將其輸入到顯示面板驅(qū)動器(S37 )。
[0047]圖4示出根據(jù)本發(fā)明第三示范性實施例的立體圖像顯示器的圖像數(shù)據(jù)處理方法的流程圖。
[0048]參考圖4，在本發(fā)明的圖像數(shù)據(jù)處理方法中，分析3D圖像以確定3D圖像是移動圖像還是靜止圖像(S41至S44)?？墒褂萌魏螆D像分析方法只要其是公知的即可。例如，在本發(fā)明的圖像數(shù)據(jù)處理方法中，對各幀像素數(shù)據(jù)進(jìn)行對比以基于差異來檢測3D圖像的移動，或者計算已經(jīng)確定的3D圖像移動的運(yùn)動矢量。接下來，在本發(fā)明的圖像數(shù)據(jù)處理方法中，如果3D圖像數(shù)據(jù)是移動圖像數(shù)據(jù)，則從3D圖像數(shù)據(jù)提取深度圖(S45)。
[0049]在本發(fā)明的圖像數(shù)據(jù)處理方法中，以與第二示范性實施例相同的方式調(diào)制深度值，之后增加前景區(qū)的清晰度和降低后景區(qū)的清晰度(S46至S48)。利用該方法，通過增加目標(biāo)區(qū)域集中的前景圖像的清晰度，或者降低后景圖像的清晰度，觀眾能在移動圖像中感覺到自然的立體效果。
[0050]當(dāng)觀眾觀看到靜止圖像時，在看到目標(biāo)區(qū)域(ROI)中的主要物體之后，他們將會很好地觀看到前景和后景區(qū)的圖像。因此，就靜止圖像畫面質(zhì)量而言，重要的是在整個圖像上獲得清晰度的平衡。因此，在本發(fā)明的圖像數(shù)據(jù)處理方法中，如果在步驟S44中檢測到當(dāng)前輸入3D圖像為靜止圖像，則將當(dāng)前輸入3D圖像深度信息保持為輸入深度值(S49)。
[0051]在本發(fā)明的圖像數(shù)據(jù)處理方法中，以與現(xiàn)有技術(shù)相同的方式處理2D模式的圖像輸入，且將其輸入到顯示面板驅(qū)動器(S50 )。
[0052]圖5示出從3D輸入圖像提取深度圖的實例的視圖。
[0053]參考圖5，一旦從原始3D圖像提取原始深度圖，就由深度圖中的灰度級表示深度值。在深度圖中，白色灰度級部分對應(yīng)于前景區(qū)。灰色灰度級部分對應(yīng)于前景區(qū)和后景區(qū)之間的邊界。黑色灰度級部分對應(yīng)于目標(biāo)區(qū)域后面的后景區(qū)。
[0054]圖6示出典型線性深度處理方法的視圖。圖7a至7e示出在本發(fā)明的圖像數(shù)據(jù)處理方法中采用的深度調(diào)制方法的視圖。
[0055]通常，除非調(diào)制了原始3D圖像的深度值，否則輸入深度值和輸出深度值就如圖6中所示。相反，在本發(fā)明中，基于圖7a至7e中所示的深度調(diào)制曲線，將最大深度值調(diào)制為小于輸入值，并調(diào)整3D圖像的顯示位置和觀眾的聚焦位置使其彼此更接近，如圖9中所示。而且，在本發(fā)明中，基于圖7a至7e中所示的深度調(diào)制曲線，調(diào)制在前景區(qū)和后景區(qū)之間的深度值的差(或距離)使其變得更大，從而增加前景區(qū)和后景區(qū)中深度效果。因此，本發(fā)明能減少觀眾疲勞而不損失3D圖像的深度效果。
[0056]圖7a至7e中所示的深度調(diào)制曲線包括具有相對小斜率的第一彎曲段、具有相對大斜率的第二彎曲段和具有相對小斜率的第三彎曲段。第二彎曲段在第一彎曲段和第三彎曲段之間，連接到第一彎曲段的終點和第三彎曲段的起點。圖7a示出了在第一和第二彎曲段具有較小斜率和在第二彎曲段具有較大斜率的非線性深度調(diào)制曲線。圖7b至7e示出了在第一和第二曲線段具有較小斜率的分段線性深度調(diào)制曲線。
[0057]第一彎曲段是連接原始圖像深度圖的黑色灰度級部分中的深度值(在X軸上的輸入深度值)和與該深度值對應(yīng)的調(diào)制值(y軸上的輸出深度值)之間的交叉點的曲線。第二彎曲段是連接原始圖像深度圖的灰色灰度級部分中的深度值(X軸上的輸入深度值)和與該深度值對應(yīng)的調(diào)制值(y軸上的輸出深度值)之間的交叉點的曲線。第三彎曲段是連接原始圖像深度圖的白色灰度級部分中的深度值(X軸上的輸入深度值)和與該深度值對應(yīng)的調(diào)制值(y軸上的輸出深度值)之間的交叉點的曲線。在圖7a至7e中，“WD”表示白色灰度級部分中的輸入深度值，“GD”表示灰色灰度級部分中的輸入深度值，和“BD”表示黑色灰度級部分中的輸入深度值。白色灰度級部分WD、黑色灰度級部分BD和灰色灰度級部分GD中每一個的斜率和長度都可固定為基于3D圖像疲勞測試結(jié)果優(yōu)化的值，或者可根據(jù)3D圖像的程序種類、特性或者平均亮度變化，如圖7b至7e中所示。
[0058]圖8示出深度調(diào)制效果的視圖，其增加了前景區(qū)和后景區(qū)之間的深度值的差。圖9示出3D圖像的顯示位置和觀眾的聚焦位置如何變得彼此相似和會聚角度如何變得較小的視圖。
[0059]參考圖8和圖9，根據(jù)本發(fā)明的深度調(diào)制方法，調(diào)制前景區(qū)和后景區(qū)深度值之間的差D’以使其大于輸入值D，從而在前景區(qū)和后景區(qū)中給出更強(qiáng)的深度感知。
[0060]根據(jù)本發(fā)明的深度調(diào)制方法，降低最大深度值以使物體圖像(0，O’)之間的距離從A增加至A’，從而將會聚角度減小至Θ ’。而且，根據(jù)本發(fā)明的深度調(diào)制方法，減小最大深度值以降低兩只眼睛的聚焦距離B和形成物體圖像的距離A’之間的差，且將兩只眼睛聚焦位置處的左眼圖像和右眼圖像之間的距離從C減小至C’。結(jié)果，根據(jù)本發(fā)明的圖像數(shù)據(jù)處理方法，能減少觀眾疲勞而不損失立體圖像顯示器中3D圖像的深度效果。
[0061]圖10示出根據(jù)本發(fā)明示范性實施例在立體圖像顯示器中的顯示面板驅(qū)動器和3D濾波驅(qū)動器的框圖。圖14示出雙凸透鏡膜或者可轉(zhuǎn)換透鏡的截面圖。圖15示出視差隔柵或者可轉(zhuǎn)換隔柵的截面圖。圖16示出偏振眼鏡型立體圖像顯示器的視圖。圖17示出快門眼鏡型立體圖像顯示器的視圖。
[0062]將本發(fā)明的立體圖像顯示器實施為圖14和圖15中所示的非眼鏡型立體圖像顯示器件或者圖16和圖17中所示的眼鏡型立體圖像顯示器。
[0063]參考圖10，本發(fā)明的立體圖像顯示器包括顯示面板100，結(jié)合到顯示面板100的3D濾波器200、顯示面板驅(qū)動器、3D濾波驅(qū)動器210、時序控制器101和3D圖像數(shù)據(jù)處理器130。
[0064]顯示面板10包括像素陣列，其中數(shù)據(jù)線105和掃描線(或柵線)106彼此交叉且像素被設(shè)置成矩陣形式。像素陣列在2D模式顯示2D圖像和在3D模式顯示左眼圖像和右眼圖像。
[0065]3D濾波器200可實施為以下任一種:如圖14中所示的雙凸透鏡或者可轉(zhuǎn)換透鏡LENTI，如圖15中所示的視差隔柵或者可轉(zhuǎn)換隔柵BAR，和如圖16中所示的相位延遲器PR或者有源延遲器。如果3D濾波器00實施為相位延遲器PR，則觀眾必須佩戴偏振眼鏡PG以觀看3D圖像，如圖16中所示?？赊D(zhuǎn)換透鏡ELNTI和可轉(zhuǎn)換隔柵BAR包括雙向制冷(birefringerant)介質(zhì)如液晶，且受3D濾波驅(qū)動器210電驅(qū)動以將從左眼子像素發(fā)出的光路徑和從右眼子像素發(fā)出的光路徑分開。有源延遲器包括制冷介質(zhì)如液晶，且受3D濾波驅(qū)動器210電驅(qū)動以調(diào)制以幀劃分時間的左眼和右眼圖像從而具有不同偏振特性。如果將3D濾波器200實施為不能被電控制的光學(xué)部件例如視差隔柵、雙凸透鏡膜和相位延遲器PR，則不需要3D濾波驅(qū)動器210。
[0066]顯示面板驅(qū)動器包括用于將2D和3D圖像的數(shù)據(jù)電壓提供至顯示面板100的數(shù)據(jù)線105的數(shù)據(jù)驅(qū)動電路102，和用于將掃描脈沖(或者柵脈沖)順序提供給顯示面板100的掃描線106的掃描驅(qū)動電路103。
[0067]數(shù)據(jù)驅(qū)動電路102將自時序控制器101輸入的數(shù)字視頻數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成模擬伽馬電壓以產(chǎn)生數(shù)據(jù)電壓，和將數(shù)據(jù)電壓提供給顯示面板100的數(shù)據(jù)線105。在液晶顯示器的情況下，在時序控制器101的控制下，數(shù)據(jù)驅(qū)動電路102能使提供給數(shù)據(jù)線105的數(shù)據(jù)電壓的極性反轉(zhuǎn)。在時序控制器101的控制下，掃描驅(qū)動電路103將與被提供至數(shù)據(jù)線105的數(shù)據(jù)電壓同步的掃描脈沖提供給掃描線106，并且順序切換掃描脈沖。
[0068]在時序控制器101的控制下，在3D模式下驅(qū)動3D濾波驅(qū)動器210。3D濾波控制器210與在顯示面板100像素陣列中寫入的3D圖像數(shù)據(jù)同步地驅(qū)動可轉(zhuǎn)換透鏡LENT1、可轉(zhuǎn)換隔柵BAR或者有源延遲器。
[0069]時序控制器101將自主系統(tǒng)110輸入的2D/3D輸入圖像的數(shù)字視頻數(shù)據(jù)RGB提供給數(shù)據(jù)驅(qū)動電路102。而且，時序控制器101與2D/3D輸入圖像的數(shù)字視頻數(shù)據(jù)同步地接收自主系統(tǒng)110輸入的時序信號如垂直同步信號、水平同步信號、數(shù)據(jù)使能信號和主時鐘，并產(chǎn)生時序控制信號DDC、⑶C和SBC，用于通過使用時序信號來控制顯示面板驅(qū)動器102和103以及3D濾波驅(qū)動器210的操作時序和控制這些驅(qū)動器的操作時序以彼此同步。
[0070]時序控制器101能以通過用輸入圖像幀頻乘以N Hz (N是等于或者大于2的正整數(shù))獲得的幀速率來控制顯示面板驅(qū)動器102和103以及3D濾波驅(qū)動器210的操作頻率。對于NTSC (全國電視標(biāo)準(zhǔn)委員會)，輸入圖像的幀頻是60Hz，而對于PAL (逐行倒相制式)是50Hz。
[0071]可將3D數(shù)據(jù)校準(zhǔn)器120安裝在主系統(tǒng)110和3D圖像數(shù)據(jù)處理器130之間。3D數(shù)據(jù)校準(zhǔn)器120根據(jù)立體圖像顯示方法，在3D模式下重新校準(zhǔn)自主系統(tǒng)110輸入的3D圖像的左眼圖像數(shù)據(jù)和右眼圖像數(shù)據(jù)，并將其提供至3D圖像數(shù)據(jù)處理器130。當(dāng)在3D模式下輸入2D圖像數(shù)據(jù)時，3D數(shù)據(jù)校準(zhǔn)器120可執(zhí)行預(yù)設(shè)的2D-3D圖像轉(zhuǎn)換算法以由2D圖像數(shù)據(jù)產(chǎn)生左眼圖像數(shù)據(jù)和右眼圖像數(shù)據(jù)并將該數(shù)據(jù)提供給3D圖像數(shù)據(jù)處理器130。
[0072]3D圖像數(shù)據(jù)處理器130在3D模式下執(zhí)行圖2_4中所示的圖像數(shù)據(jù)處理方法，以將具有經(jīng)調(diào)制的深度信息的3D圖像的左眼圖像數(shù)據(jù)和右眼圖像數(shù)據(jù)提供給時序控制器101。為了實施圖2中所示的圖像數(shù)據(jù)處理方法，如圖11中所示，3D圖像數(shù)據(jù)處理器130包括用于從3D圖像數(shù)據(jù)提取深度圖的深度圖提取器301，用于基于深度圖的灰度級將輸入圖像分成前景區(qū)和后景區(qū)的圖像分離器302，和用于調(diào)制輸入圖像深度值的深度調(diào)制器303。如圖7a至7e中所示，深度調(diào)制器303調(diào)制最大深度值使其小于輸入圖像的最大深度值，并調(diào)制灰度級部分中深度值之間的差使其大于輸入圖像前景區(qū)和后景區(qū)深度值之間的差。為了實施圖3和圖4中所示的圖像數(shù)據(jù)處理方法，如圖12和13中所示，3D圖像數(shù)據(jù)處理器130可進(jìn)一步包括:用于分析3D圖像數(shù)據(jù)以確定3D圖像數(shù)據(jù)是移動圖像數(shù)據(jù)還是靜止圖像數(shù)據(jù)的圖像分析器305 ;和用于當(dāng)3D圖像數(shù)據(jù)是移動圖像數(shù)據(jù)時，通過強(qiáng)調(diào)前景區(qū)中數(shù)據(jù)清晰度來增加清晰度或者模糊后景區(qū)中數(shù)據(jù)來降低清晰度的清晰度調(diào)節(jié)器304。清晰度調(diào)節(jié)器304可使用公知的銳化濾波器作為用于通過強(qiáng)調(diào)清晰度來增加清晰度的裝置，和使用公知的平滑濾波器作為用于通過模糊來降低清晰度的裝置。銳化濾波器的實例包括拉普拉斯濾波器。平滑濾波器的實例包括平均值濾波器、低通濾波器和中值濾波器。
[0073]可將主系統(tǒng)110實施為以下任一種:導(dǎo)航系統(tǒng)、機(jī)頂盒、DVD播放器、藍(lán)光播放器、個人計算機(jī)(PC)、家庭影院系統(tǒng)、廣播接收器和電話系統(tǒng)。主系統(tǒng)110使用轉(zhuǎn)換器將2D/3D輸入圖像的數(shù)字視頻數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成適合于顯示面板PNL 100的分辨率的格式，并將該數(shù)據(jù)與時序信號一起傳送給時序控制器101。
[0074]主系統(tǒng)110在2D模式下將2D圖像提供給時序控制器101，并在3D模式下將3D或者2D圖像數(shù)據(jù)提供給3D數(shù)據(jù)校準(zhǔn)器120。主系統(tǒng)110可響應(yīng)于經(jīng)由用戶接口(未示出)輸入的用戶數(shù)據(jù)，將模式信號傳送給時序控制器從而能夠在2D模式操作和3D模式操作之間切換?？蓪⒂脩艚涌趯嵤檩o助鍵盤、鍵盤、鼠標(biāo)、屏幕上顯示器(0SD)、遠(yuǎn)程控制器、圖形用戶接口(⑶I)、觸摸用戶接口(UI)、觸摸屏、聲音識別UE或者3D UI。用戶可通過用戶接口在2D模式和3D模式之間選擇，并在3D模式下選擇2D-3D圖像轉(zhuǎn)換。
[0075]同時，快門眼鏡型立體圖像顯示器需要與在顯示面板100中寫入的左眼圖像數(shù)據(jù)和右眼圖像數(shù)據(jù)同步地打開/關(guān)閉的快門眼鏡SG。這種情況下，主系統(tǒng)110或者時序控制器101可將快門控制信號傳送給快門眼鏡SG以通過有線/無線接口電性控制快門眼鏡的左眼快門和右眼快門并將其打開或關(guān)閉。在快門眼鏡型立體圖像顯示器中，不需要結(jié)合到顯示面板100的3D濾波器200和3D濾波驅(qū)動器210。
[0076]在圖16中，相位延遲器PR包括面對顯示面板PNL的像素陣列偶數(shù)線的第一延遲器PRl和面對顯示面板PNL像素陣列奇數(shù)線的第二延遲器PR2。將用于顯示左眼圖像的像素設(shè)置在像素陣列的偶數(shù)線中，和用于顯示右眼圖像的像素設(shè)置在像素陣列的奇數(shù)線上。偏振眼鏡PG的左眼偏振濾波器僅允許設(shè)置在像素陣列偶數(shù)線中的像素所發(fā)光中的第一偏振光通過。偏振眼鏡PG的右眼偏振濾波器僅允許設(shè)置在像素陣列奇數(shù)線中的像素所發(fā)光中的第二偏振光通過。因此，觀眾通過左眼偏振濾波器僅看到顯示左眼圖像的像素，和通過右眼偏振濾波器僅看到顯示右眼圖像的像素，從而通過雙眼視差感覺到立體效果。
[0077]在偶數(shù)幀周期F(n)期間，將左眼圖像數(shù)據(jù)RGBL寫入到圖17中所示的快門眼鏡型立體圖像顯示器的顯示面板PNL中。與在顯示面板PNL上顯示的左眼圖像數(shù)據(jù)RGBL同步地電性控制快門眼鏡ST的左眼透鏡STL以在偶數(shù)幀周期F(n)期間打開，和在奇數(shù)幀周期F(n+1)期間關(guān)閉。在奇數(shù)幀周期F(n+1)期間，將右眼圖像數(shù)據(jù)RGBR寫入到顯示面板PNL中。與在顯示面板PNL上顯示的右眼圖像數(shù)據(jù)RGBR同步地電性控制快門眼鏡ST的右眼透鏡STR以在奇數(shù)幀周期F(n+1)期間打開，和在偶數(shù)幀周期F(n)期間關(guān)閉。
[0078]如上所述，在本發(fā)明中，將3D圖像分成前景區(qū)和后景區(qū)，降低了 3D圖像的最大深度值以小于輸入值，并增加了前景區(qū)和后景區(qū)之間深度差。結(jié)果，通過使得3D圖像的顯示位置和觀眾的聚焦位置彼此相似和降低會聚角度，本發(fā)明能降低觀眾疲勞并保持深度感。
[0079]盡管已經(jīng)參考多個說明性實施例描述了各實施例，但是應(yīng)當(dāng)理解，在本發(fā)明原理的精神和范圍內(nèi)，本領(lǐng)域技術(shù)人員可設(shè)計出多種其他修改和實施例。更特別地，在本說明書、附圖和所附權(quán)利要求范圍內(nèi)的主題組合配置的部件部分和/或結(jié)構(gòu)的各種變化和修改都是可以的。除了部件部分和/或結(jié)構(gòu)的變化和修改之外，替換方式的使用對本領(lǐng)域技術(shù)人員也是顯而易見的。
【權(quán)利要求】
1.一種圖像數(shù)據(jù)處理方法，包括: 從輸入圖像提取深度圖； 基于深度圖的灰度級，將輸入圖像分為前景區(qū)和后景區(qū)；和 將輸入圖像的最大深度值調(diào)制為更小，和將深度圖中灰色灰度級段的深度值之間的差調(diào)制為大于輸入圖像前景區(qū)和后景區(qū)深度值之間的差。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中前景區(qū)的深度值是與深度圖中白色灰度級部分對應(yīng)的圖像的深度值，和 后景區(qū)的深度值是與深度圖中黑色灰度級部分對應(yīng)的圖像的深度值， 其中灰色灰度級部分包括由白色灰度級部分和黑色灰度級部分之間的灰度級值構(gòu)成的圖像的深度值。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，還包括:強(qiáng)調(diào)前景圖像的像素數(shù)據(jù)的清晰度以增加前景圖像的清晰度或者模糊后景圖像的像素數(shù)據(jù)以降低后景圖像的清晰度。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，還包括: 分析輸入圖像以確定輸入圖像是移動圖像還是靜止圖像； 如果輸入圖像是移動圖像，則強(qiáng)調(diào)前景圖像的像素數(shù)據(jù)的清晰度以增加前景圖像的清晰度，或者模糊后景圖像的像素數(shù)據(jù)以降低后景圖像的清晰度；和 如果輸入圖像是靜止圖像，則將輸入圖像的深度信息保持為輸入深度值。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，還包括: 分析輸入圖像以確定輸入圖像是移動圖像還是靜止圖像； 如果輸入圖像是移動圖像，則強(qiáng)調(diào)前景圖像的像素數(shù)據(jù)的清晰度以增加前景圖像的清晰度，或者模糊后景圖像的像素數(shù)據(jù)以降低后景圖像的清晰度；和 如果輸入圖像是靜止圖像，則將輸入圖像的深度信息保持為輸入深度值。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，在將輸入圖像最大深度值調(diào)制為更小和將深度圖中灰色灰度級段的深度值之間的差調(diào)制為大于輸入圖像的前景區(qū)和后景區(qū)的深度值之間的差時， 基于被分成用于調(diào)制前景區(qū)深度值的第一彎曲段、用于調(diào)制灰色灰度級部分深度值的第二彎曲段和用于調(diào)制后景區(qū)深度值的第三彎曲段的深度調(diào)制曲線，調(diào)制深度值， 深度調(diào)制曲線對于其上限定了輸入深度值的X軸和其上限定了輸出深度值的y軸之間的每個段都具有不同斜率，和 第二彎曲段的斜率大于第一和第三彎曲段中每一個的斜率。
7.如權(quán)利要求6所述的方法，其中，在將輸入圖像最大深度值調(diào)制為更小和將深度圖中灰色灰度級段的深度值之間的差調(diào)制為大于輸入圖像的前景區(qū)和后景區(qū)的深度值之間的差時， 通過與曲線斜率成比例的加權(quán)值來倍增深度值。
8.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，在將輸入圖像的最大深度值調(diào)制為更小和將深度圖中灰色灰度級段的深度值之間的差調(diào)制為大于輸入圖像的前景區(qū)和后景區(qū)的深度值之間的差時， 基于存儲有被分成用于調(diào)制前景區(qū)深度值的第一彎曲段、用于調(diào)制灰色灰度級部分深度值的第二彎曲段和用于調(diào)制后景區(qū)深度值的第三彎曲段的深度調(diào)制曲線的查閱表，調(diào)制深度值， 深度調(diào)制曲線對于其上限定了輸入深度值的X軸和其上限定了輸出深度值的y軸之間的每個段都具有不同斜率，和 第二彎曲段的斜率大于第一和第三彎曲段中每一個的斜率。
9.一種立體圖像顯示器，包括: 深度圖提取器，用于從輸入圖像提取深度圖； 圖像分離器，用于基于深度圖的灰度級將輸入圖像分為前景區(qū)和后景區(qū)；和深度調(diào)制器，用于將輸入圖像的最大深度值調(diào)制為更小和將深度圖中灰色灰度級段的深度值之間的差調(diào)制為大于輸入圖像的前景區(qū)和后景區(qū)的深度值之間的差。
10.如權(quán)利要求9所述的立體圖像顯示器，其中前景區(qū)深度值是與深度圖中白色灰度級部分對應(yīng)的圖像的深度值，和 后景區(qū)的深度值是與深度圖中黑色灰度級部分對應(yīng)的圖像的深度值， 其中灰色灰度級部分包括由白色灰度級部分和黑色灰度級部分之間的灰度級值構(gòu)成的圖像的深度值。
11.如權(quán)利要求9所述的立體圖像顯示器，還包括清晰度調(diào)節(jié)器，用于強(qiáng)調(diào)前景圖像的像素數(shù)據(jù)清晰度以增加前景圖像的清晰度或者模糊后景圖像像素數(shù)據(jù)以降低后景圖像清晰度。
12.如權(quán)利要求9所述的立體圖像顯示器，還包括: 圖像分析器，用于分析輸入圖像以確定輸入圖像是移動圖像還是靜止圖像； 清晰度調(diào)節(jié)器，如果輸入圖像是移動圖像，則強(qiáng)調(diào)前景圖像的像素數(shù)據(jù)清晰度以增加前景圖像清晰度，或者模糊后景圖像像素數(shù)據(jù)以降低后景圖像清晰度， 其中如果輸入圖像是靜止圖像，則將輸入圖像的深度信息保持為輸入深度值。
13.如權(quán)利要求9所述的立體圖像顯示器，其中深度調(diào)制器基于被分成用于調(diào)制前景區(qū)深度值的第一彎曲段、用于調(diào)制灰色灰度級部分深度值的第二彎曲段和用于調(diào)制后景區(qū)深度值的第三彎曲段的深度調(diào)制曲線，調(diào)制深度值， 深度調(diào)制曲線對于其上限定了輸入深度值的X軸和其上限定了輸出深度值的y軸之間的每個段都具有不同斜率，和 第二彎曲段的斜率大于第一和第三彎曲段中每一個的斜率。
14.如權(quán)利要求13所述的立體圖像顯示器，其中深度調(diào)制器通過與曲線斜率成比例的加權(quán)值來倍增深度值。
15.如權(quán)利要求9所述的立體圖像顯示器，其中深度調(diào)制器基于存儲有被分成用于調(diào)制前景區(qū)深度值的第一彎曲段、用于調(diào)制灰色灰度級部分深度值的第二彎曲段和用于調(diào)制后景區(qū)深度值的第三彎曲段的深度調(diào)制曲線的查閱表，調(diào)制深度值， 深度調(diào)制曲線對于其上限定了輸入深度值的X軸和其上限定了輸出深度值的y軸之間的每個段都具有不同斜率，和 第二彎曲段的斜率大于第一和第三彎曲段中每一個的斜率。
【文檔編號】H04N13/00GK103581640SQ201210558722
【公開日】2014年2月12日 申請日期:2012年12月20日 優(yōu)先權(quán)日:2012年7月31日
【發(fā)明者】安忠煥, 樸明秀, 秦景丫 申請人:樂金顯示有限公司