[发明专利]立体视觉图像的自动转换以便允许同时进行图像的立体视觉和平面视觉显示

说明书

技术领域

本发明涉及用于呈现3D效果的图像处理和显示系统，更具体地说，涉及包括2D/3D兼容模式自动转换的方法和设备。

背景技术

本发明涉及用来获得成对的具有适应的深度等级的立体视图的视频处理。这适用于任何能够呈现3D的显示视频、电视或电影技术。

用于实现本发明的显示设备一般都能够显示要显示的每个3D图像的至少两个不同的视图，一个视图用于观众每只眼睛。按照本身已知的方式，人类视觉系统利用这两个视图之间的空间差异（立体视觉信息）来提供深度感（depth perception）。

目前已经有多种用于呈现3D内容的技术，其中每个3D图像都由两个不同的视图组成。

最流行的技术是大家所熟知的彩色立体图技术（anaglyph technology），其中三分量RGB显示中的一个或两个分量用来显示第一视图，其他分量用来显示第二视图。借助于滤色镜，第一视图施加到左眼，第二视图施加到右眼。这种技术不需要专用的显示设备，但是，这种技术的一个主要缺点是会改变颜色。

其他的需要主动式或被动式眼镜的立体视觉显示技术也可用来显示3D图像。在此情形中，必须对用于右眼和左眼的信息进行复用：

·这种复用可以是时间上，这是由于其用于需要主动式眼镜的顺序系统。这些主动式眼镜以类似于与视频帧速率同步的快门的方式工作。这种系统需要较高的视频帧速率以避免闪烁。它们尤其可以与那些使用DLP或具有等离子和LCD显示设备的数字影院系统一起工作，这是它们由于具有较高帧速率性能。

·这种复用可以是光谱上的。提供给右眼和左眼的信息具有不同的光谱。借助于分色或有色滤光片，被动式眼镜选择将被提供给每只眼睛的部分光谱，如数字影院中的杜比3D系统。

·这种复用可以是空间上的。一些大尺寸的3D LCD显示器设备都是基于这样的空间复用。要被每只眼睛感知的视频线具有不同的偏振并且是交织的。显示设备将不同的偏振应用于奇数行和偶数行。借助于偏振的被动式眼镜，针对每只眼睛对这些不同的偏振进行滤波。

使用例如双凸透镜的自动立体视觉或多视图显示设备上不要求用户佩戴眼镜，并在用于家庭和专业娱乐的场合中变得更可用。许多这样的显示设备运行在“2D+深度”格式上。在此格式中，显示设备组合2D视频和深度信息来创建3D效果。

借助于单眼深度暗示（cue）（如，遮蔽、透视、阴影……），并还借助于被称为双眼视差的双眼暗示，可以获得深度感。下面关于图1的描述解释了3D效果如何被这种生理深度暗示感知。

·当观看者的两只眼睛（或摄像机）汇聚在同一对象A上时，使得该对象出现在这些眼睛的每一个视网膜的中心，更远处的物体B（或更近的C）将在每个视网膜的不同位置处产生同一对象的2个图像。这2个位置之间的差异提供深度暗示。

·当该差异很小时，即当B或C与A足够近时，大脑将这2个位置融合成一个位置。

·当在视网膜上分析时，这种现象被称为视差（disparity）。

在图2中，我们示出了感知深度与立体图像对的左眼和右眼图像之间被称为视差别（parallax）的物之间的关系。

Z_P：感知深度（米）

P：左眼和右眼图像之间的视差别

d：传输的视差信息

t_e：眼间距离（米）

Z_S：从观看者到屏幕的距离（米）

W_S：屏幕宽度（米）

N_col：列数（像素）

我们看到，屏幕上的视差别等级（对象在右眼和左眼之间x位置的差异）将呈现深度信息。当然，到屏幕的距离也将是最终的深度感的一部分。

感知的深度、视差别和到屏幕的距离之间的关系表示如下：