专利名称：一种景深可调的立体显示装置及其景深调整方法
技术领域：
本发明属于立体显示技术，尤其涉及景深可调整的立体显示装置以及景深调整方法。
背景技术：
显示装置历经了从黑白显示到彩色显示，从球面显示到目前的平面显示的发展。 彩色显示装置色彩丰富，完美体现出世界的多姿多彩；平面显示无失真，能准确将图像呈现给收看者，这些无疑都是显示领域的重大进步。然而，上述显示装置仍然是二维显示装置， 呈现给收看者的是平面图像，无法使收看者体会到现实世界的立体感，其本质因素在于在平面图像中，立体图像所包含的景深信息无法体现出来，而收看者在观看现实世界时，能感受到物体各部分距离人眼的远近以及物体各部分之间的位置关系等景深信息。为了满足收看者获得立体感的愿望，能表示出景深信息的立体显示装置，如立体电影、立体电视、立体投影仪等，迅速获得了发展。立体显示装置的图像通常是通过模拟人的左眼和右眼的摄像机从两个不同的角度将场景拍摄记录下来而获得的，将这种图像通过双通道传输至立体显示装置，将模拟两个眼睛的摄像机所拍摄的图像同时播放，然后收看者利用偏振光、液晶开关眼镜、红蓝眼镜或者棱镜片、光栅等视觉辅助设备，使其左右眼分别看到两个不同角度记录的影像，从而产生立体的视觉效果。然而，在摄制过程当中，必须实现两个摄像头的同步对焦，同步拍摄，摄制技术复杂，而且影像剪辑要用人工方式，要使观众产生持续稳定的立体感，对两个影像序列的剪辑必须精确到具体的某一帧画面，稍有误差就使立体的效果消失，因此，立体影像的后期制作是一项费事费力，耗资巨大的工程。后来，随着计算机处理能力的极大提高，可以将一幅二维OD)的平面图像中存在的景深信息提取出来，利用景深信息将二维图像转化为三维(3D)图像后，通过显示终端显示出来。这种方法成本低廉，便于操作，成为立体显示的一个重要发展方向。通过上述2D图像转化为3D图像的方法，获得的往往是一个固定不可调的景深信息，而不同人在立体感知方面的感觉是不一致的，这就导致固定景深信息的3D图像在不同人眼中所达到的立体效果仍然不相同，无法满足不同立体感知程度的人的需求，特别是最近的科学研究表明，至少12%的人在立体视觉方面有某种程度的问题，大约5%的人有严重的视觉障碍，致使其立体感知极为困难或者完全不可能感知，就更需要使得2D转3D图像的景深需要比实际的景深要大很多，才能使这部分人获得立体感；同样，对于不同场景和不同显示内容，收看者所需要的立体感不同，可能对于有的场景需要较强的立体感，而对于有的场景则需要较弱的立体感，这样，目前的转换方法也无法满足不同收看者的不同需求。另外，不同的立体显示装置，如裸眼立体、时分立体显示、光分立体显示等，导致立体显示的立体感也可能不同。因此，需要一种立体显示装置，以使得用户可以根据自身需要和立体显示装置的不同，对3D图像的景深信息进行调整，以使不同用户在使用不同显示装置的情况下，都能获得良好的立体感受。
发明内容
本发明的目的在于提供一种景深可调的立体显示装置及景深调整的方法，旨在解决现有技术中存在的景深不能根据用户需求进行调整的问题。本发明是这样实现的，一种景深可调的立体显示装置，包括输入单元，处理单元， 输出单元。输入单元接收外部输入的3D视频信号和景深控制信号；处理单元接收景深控制信号和3D视频信号，根据景深控制信号对3D视频的景深进行调整；输出单元输出景深调整后的3D视频信号。该立体显示装置中，输入单元包括控制器和3D视频输入单元，控制器接收景深控制信号，3D视频输入单元接收3D视频信号，景深控制信号包括景深变化信息和景深变化量。该立体显示装置中，处理单元包括MCU，控制信号获取单元，左右眼视图获取单元， 景深调整单元。控制信号获取单元接收控制器发出的景深控制信息，获取对应的景深变化信息以及景深变化量，并根据景深变化量获取放大系数；左右眼视图获取单元根据MCU的控制，从输入的3D视频信号中获取左眼视图和右眼视图，发送至景深调整单元；景深调整单元接收放大系数，放大左右眼视图，并在MCU控制下，根据景深变化信息以及景深变化量，截取左右眼视图。该立体显示装置中，左右眼视图获取单元包括采样单元，主存储器，拆分单元，第一存储器和第二存储器。采样单元从3D视频信号中截取一帧的数据；主存储器存储采样单元截取的数据；拆分单元根据视频信号中的格式信息，对存在主存储器中的数据进行进行拆分，拆分出左眼视图和右眼视图；第一存储器和第二存储器，分别存储拆分出的左眼视图和右眼视图。该立体显示装置中，MCU针对该帧图像进行分析，判断左右眼视图是显示凹陷立体效果还是凸出立体效果以及该帧图像的格式，并根据格式判断左右眼视图分辨率是在水平方向上或是在垂直方向上减半。该立体显示装置中，该控制信号接收单元包括控制信号解码单元和放大系数解析单元。控制信号解码单元接收控制器输入的景深控制信号，并在MCU的控制下对控制信号进行解码，输出以像素为单位的左右眼视图的视差dx以及景深增大还是减小的景深变化信息，该视差dx为左右眼视图上屏后需要调整的景深变化量；放大系数解析单元根据输入的视差dx、拆分后的左右眼视图的在水平方向上或是在垂直方向上减半，生成水平放大系数和垂直放大系数。当被拆分的左右眼视图在水平方向上分辨率减半时，水平放大系数 kx和垂直放大系数ky与dx和W的关系
权利要求
1.一种景深可调的立体显示装置，包括输入单元，接收外部输入的3D视频信号和景深控制信号；处理单元，接收景深控制信号和3D视频信号，根据景深控制信号对3D视频的景深进行调整；输出单元，输出景深调整后的3D视频信号。
2.根据权利要求1所述景深可调的立体显示装置，其特征在于输入单元包括控制器和3D视频输入单元，控制器接收景深控制信号，3D视频输入单元接收3D视频信号，景深控制信号包括景深变化信息和景深变化量。
3.根据权利要求2所述景深可调的立体显示装置，其特征在于，该处理单元包括MCU；控制信号获取单元，接收控制器发出的景深控制信息，获取对应的景深变化信息以及景深变化量，并根据景深变化量获取放大系数；左右眼视图获取单元，根据MCU的控制，从输入的3D视频信号中获取左眼视图和右眼视图，发送至景深调整单元；以及景深调整单元，接收放大系数，放大左右眼视图，并在MCU控制下，根据景深变化信息以及景深变化量，截取左右眼视图。
4.根据权利要求3所述景深可调的立体显示装置，其特征在于，该左右眼视图获取单元包括采样单元，从3D视频信号中截取一帧的数据；主存储器，存储采样单元截取的数据；拆分单元，根据视频信号中的格式信息，对存在主存储器中的数据进行进行拆分，拆分出左眼视图和右眼视图。以及第一存储器和第二存储器，分别存储拆分出的左眼视图和右眼视图。
5.根据权利要求4所述景深可调的立体显示装置，其特征在于，MCU针对该帧图像进行分析，判断左右眼视图是显示凹陷立体效果还是凸出立体效果以及该帧图像的格式，并根据格式判断左右眼视图分辨率是在水平方向上或是在垂直方向上减半。
6.根据权利要求5所述景深可调的立体显示装置，其特征在于，该控制信号接收单元包括控制信号解码单元，接收控制器输入的景深控制信号，并在MCU的控制下对控制信号进行解码，输出以像素为单位的左右眼视图的视差dx以及景深增大还是减小的景深变化信息，该视差dx为左右眼视图上屏后需要调整的景深变化量；和放大系数解析单元，根据输入的视差dx、拆分后的左右眼视图的在水平方向上或是在垂直方向上减半，生成水平放大系数和垂直放大系数。
7.根据权利要求6所述景深可调的立体显示装置，其特征在于，当被拆分的左右眼视图在水平方向上分辨率减半时，水平放大系数kx和垂直放大系数ky与dx和W的关系
8.根据权利要求6所述景深可调的立体显示装置，其特征在于当被拆分的左右眼视图在水平方向上分辨率减半时，kx和ky与dx和W的关系
9.根据权利要求6所述景深可调的立体显示装置，其特征在于，该景深调整单元包括图像放大单元，接收来自放大系数解析单元的放大系数以及来自于第一存储器和第二存储器存储的左眼视图和右眼视图，并将二视图按放大系数进行放大；第三存储器，存储经图像放大单元放大的左眼视图和右眼视图；截取单元，根据放大系数解析单元输出的视差dx，景深变化量和MCU输出的立体效果的类型对第三存储器中被进行截取。
10.根据权利要求9所述景深可调的立体显示装置，其特征在于，放大后的左眼视图和右眼视图分辨率为(W+dx)*H，在凸出立体条件下增大景深时，MCU控制截取单元截取出左眼视图的后W列H行组成新的左眼视图，右眼视图的前W列H行组成新的右眼视图；在凹陷立体条件增大景深时下，MCU控制截取单元截取出左眼视图的前W列H行组成新的左眼视图，右眼视图的后W列H行组成新的右眼视图。
11.根据权利要求9所述景深可调的立体显示装置，其特征在于，放大后的左眼视图和右眼视图分辨率为(W+dx)*H，在凹陷立体条件下减小景深时，MCU控制截取单元截取出左眼视图的后W列H行组成新的左眼视图，右眼视图的前W列H行组成新的右眼视图；在凸出立体条件下减小景深时，MCU控制截取单元截取出左眼视图的前W列H行组成新的左眼视图，右眼视图的后W列H行组成新的右眼视图。
12.—种景深调整方法，包括步骤步骤Si，输入景深调整信息以及立体视频信号；步骤S2，获取立体视频信号中的左右眼视图和立体效果类型以及景深调整信息中的景深变化量，景深变化信息和放大系数；步骤S3，放大左右眼视图，并截取视图；步骤S4，输出左右眼视图。
13.根据权利要求12所述的景深调整方法，其特征在于，步骤Sl中，输入的景深调整信息包含增大景深还是减少景深的景深变化信息，景深的改变是多少等景深变化量；立体视频信号中包含左眼视图和右眼视图。
14.根据权利要求12所述的景深调整方法，其特征在于，步骤S2中，左右眼视图来自于对立体视频信号中一帧的拆分；景深调整信息中包含景深变化量，该景深变化量用视差dx 表示，以像素为单位；左右眼视图在水平方向上分辨率减半时，水平放大系数kx和垂直放大系数ky与dx和W的关系、=2x(么+ 1)“ WkY = 1当被拆分的左右眼视图在水平方向上分辨率减半时，kx和ky与dx和W的关系W为全分辨率下的列像素数；立体效果类型，根据左右眼视图排布来获取。
15.根据权利要求12所述的景深调整方法，其特征在于，步骤S3中，屏幕分辨率为 W*H，放大后的左眼视图和右眼视图分辨率都为(W+dx)*H，在凸出立体条件下增大景深时， 通过截取出左眼视图的后W列H行组成新的左眼视图，右眼视图的前W列H行组成新的右眼视图；在凹陷立体条件增大景深时下，通过截取出左眼视图的前W列H行组成新的左眼视图，右眼视图的后W列H行组成新的右眼视图；在凹陷立体条件下减小景深时，通过截取出左眼视图的后W列H行组成新的左眼视图，右眼视图的前W列H行组成新的右眼视图；在凸出立体条件下减小景深时，通过截取出左眼视图的前W列H行组成新的左眼视图，右眼视图的后W列H行组成新的右眼视图。
全文摘要
本发明提供一种景深可调的立体显示装置，该装置包括输入单元，处理单元和输出单元。输入单元接收外部输入的3D视频信号和景深控制信号；处理单元接收景深控制信号和3D视频信号，根据景深控制信号对3D视频的景深进行调整；输出单元，输出景深调整后的3D视频信号。该装置接收景深控制信号后，解析出其中的视差信息dx，利用视差信息将3D视频信号包含的左右眼视图放大，放大后的视图在水平方向上的分辨率超出未拆分前3D图像分辨率dx，然后根据景深控制信号中的对景深增大还是减小的景深变化信息以及3D图像的立体效果类型，截取左右眼视图的不同部分，达到调整景深的目的。
文档编号H04N13/00GK102340678SQ20101023297
公开日2012年2月1日 申请日期2010年7月21日 优先权日2010年7月21日
发明者刘永新, 李中梅, 杨福军, 王凌晨, 谢仁礼, 陈涛 申请人:Tcl集团股份有限公司, 深圳Tcl新技术有限公司