[发明专利]生成图像内包裹图形对象的三维图像的方法、相关显示设备

说明书

技术领域

本发明涉及用于在能够显示三维图像的屏幕上显示三维（3D）文件的方法以及用于根据所述方法生成显示信号的设备。

背景技术

目前视频处理中有几种方法用于重建立体感，例如有立体视法。在立体视法中，用两个不同的摄像机或两个不同的静态相机从相对于彼此横向偏移的两个不同视点记录同一个场景的两个视图。对于3D观看的观众，这两个视图，被称为相同的场景的右和左视图显示在显示设备的同一屏幕上，使用PDP（等离子体显示面板）或LCD（液晶显示器）类型的屏幕或视频投影屏幕。观众通常佩戴适于向每只眼睛传输与之对应的视图的眼镜。

在这样的屏幕上显示的3D图像的立体感直接依赖于左和右图像的视差，即将代表所记录的场景中相同对象元素的两个像素分开的距离（例如可用像素的数目度量），一个像素旨在由左眼感知而另一个旨在由右眼感知。这些像素代表在显示设备层面相同的视频信息，即它们代表所记录场景的相同的对象元素。

与3D图像的对象元素相关联的视差值对应于电影或视频的左图像和右图像中这些元素在水平轴线上的位置偏差。视差特别地依赖于所记录的场景和记录相机之间的对象距离以及左和右相机之间的距离。一般情况下，例如这两个相机相隔的距离至少等于6.5厘米，因为该距离对应于人的眼睛分离的平均距离。

如果一个对象位于另一个对象后面，该对象位于另一对象后面的部分对一只眼睛是隐藏的，尽管它对另一只眼睛可能是可见的，因为取决于是由一只眼还是另一只眼观察，放在另一对象前面的对象并不遮挡同样的部分。这种被称为“遮挡”的现象还使大脑推断一个对象位于另一个对象后面并且由此处在不同的深度。根据3D场景的视觉角度，一个对象可能被也可能不被其前方的对象遮挡。由此在3D中，被遮挡的对象比遮挡对象具有更大的深度（被感知为位于后面）。在两维（2D）图像中，无论从哪个角度观看该图像的对象，两只眼睛感知到相同的图像，保留了可能的遮挡并且2D图像不能给观众深度的立体感知。

三维序列通常包含感知为屏幕后的特定对象中不同深度上的对象和感知为屏幕前的其他对象。为了显示图形对象，尤其是使用OSD（屏上显示）电路叠加（superimposed）在屏幕上显示的图像上，其中该图形对象代表如显示设备的参数配置菜单、标志，计分面板或文本信息的多种元素，图形对象必须优选地以使得它出现在所述图像的前面的方式插入。从而将视差应用于该图形对象使得它被感知在前景中。但那样由于观众的眼睛从3D场景转换到该图形对象需要一定的收敛时间，文本和图形对象的可读性降低。这将导致在视觉不适和眼疲劳。

此问题的第一解决方案在于以低视差应用于这些图形对象，也就是说，在于将它们在屏幕级别插入。如果现在考虑遮挡问题，插入在显示图像中的图形对象有被所显示的3D图像的对象遮挡的风险并且只会出现一部分。视觉显示由此引起感知上的高度不适，因为位于这些对象后面的图形对象有被它们遮挡的风险。

飞利浦公司的专利申请WO2008/038205讨论了一种将图形对象放置在3D场景的对象前方的方法。感知为距离观众最远的场景的部分（在此专利申请中称为“第一子范围”）专用于视频，而更接近观众的第二部分（第二子范围）专用于图形。其结果是，视频可以不再遮挡图形数据，因为由此将场景的一部分分配给他们，图形对象总是放置在前景中。这个方法可以解决由视频导致的可能的图形遮挡问题，但以整个视频的深度范围的降低为代价。

发明内容

本发明提出了插入图形对象的另一种方法，在保持一个良好的视觉舒适度的同时尽可能避免对视频文件深度的限制。

本发明的目的在于一种用于生成三维图像信号的方法，该方法包括在三维图像信号中插入图形对象的步骤，该方法的特征在于，它还包括：

确定由所插入的图形对象周围的轮廓所限定的内插区域的步骤，所述内插区域具有确定的厚度，

处理位于内插区域上的像素的步骤，所述像素的深度从要插入的图形元素的轮廓的外边缘到轮廓的内边缘一点一点地增加，该轮廓的内边缘上的像素的放置深度大于插入对象的深度。

通过保持位于插入对象周围的3D场景中对象的深度变化，用户连续感知插入的对象周围的深度，同时很容易看到插入的图形对象并且同时最大限度地减少视觉上的不适。