图像信号处理设备和方法、三维图像显示设备、传送/显示系统的制作方法

专利名称：图像信号处理设备和方法、三维图像显示设备、传送/显示系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及在显示三维图像时使用的图像信号处理设备和图像信号处理方法，并 涉及各自具有该图像信号处理设备的三维图像显示设备和三维图像传送/显示系统。
背景技术：
过去已经提议了各种类型的三维图像显示系统。作为这些系统之一给出了使用水 平视差图像的场序式(field-sequential)(时间分割)三维图像显示系统(例如，参见日 本专利申请公布No. 2000-258697)。在这种类型的三维图像显示系统中，三维图像是通过以时间分割方式交替显示左 眼图像和右眼图像来实现的。观看者使用与左右眼的各个图像相同步地执行切换操作的快 门眼镜型遮断设备，从而可以观看三维图像。

发明内容
在这种场序式三维图像显示系统中，在对包括从广播台等接收到的隔行 (interlace)信号的图像信号执行去隔行(deinterlace)时，过去尚未使用过利用下拉 (pulldown)逆转换的去隔行。下拉转换意指将逐行(progressive)信号转换为隔行信号的 PI (逐行/隔行)转换。具体而言，例如，原始图像向偶数场和奇数场的两个隔行信号(图 像)的转换称为2-2下拉转换。另外，例如，原始图像向包括两个或三个交替图像的隔行信 号的转换称为2-3 (或3-2)下拉转换。这种下拉转换使能了向NTSC(国家电视标准委员 会)、PAL(逐行倒相)、高保真电视等的隔行信号的转换。相反，将隔行信号转换为原始逐 行信号的去隔行称为下拉逆转换。下拉逆转换是用于提高近年来的固定像素液晶电视等的 图像质量的必不可少的处理。在使用水平视差图像的场序式(时间分割)三维图像显示系统中，考虑了针对用 于左眼的图像信号和用于右眼的图像信号的每一个来独立地执行利用下拉逆转换的去隔 行。但是，由于左眼图像和右眼图像具有视差并因而彼此不同，所以在去隔行时给出的下拉 检测结果不一定在用于左右眼的各个图像信号之间相同。具体而言，应用于左右眼的各个 图像信号的去隔行可被分离成使用下拉逆转换的处理和不使用下拉逆转换的处理(例如， 针对视频信号的去隔行)。在这种情况下，图像质量在左眼图像和右眼图像之间变为不同， 从而导致对三维图像的观看者产生压力(导致增大了图像质量不舒适的感受)。希望提供一种图像信号处理设备、图像信号处理方法、三维图像显示设备和三维 图像传送/显示系统，在它们的每一个中可在观看三维图像期间降低图像质量方面的不舒 适感受。根据本发明一个实施例的图像信号处理设备包括判断部件，针对每一场对作为 隔行信号的第一输入图像信号或者作为隔行信号的第二输入图像信号或者两者执行判断， 第二输入图像信号与第一输入图像信号具有水平视差，所述判断涉及输入图像信号是源自视频信号的隔行信号还是源自经下拉转换的影片信号(film signal)的隔行信号；去隔行部件，针对每一场通过使用针对视频信号的插值或者针对影片信号的下拉逆转换来对第一 输入图像信号和第二输入图像信号的每一个执行去隔行，从而生成作为逐行信号的第一输 出图像信号和作为逐行信号的第二输出图像信号，第二输出图像信号与第一输出图像信号 具有水平视差；以及同步控制部件，基于判断部件的判断结果对去隔行部件执行同步控制， 以使得针对每一场被彼此同步的、应用于第一输入图像信号的去隔行和应用于第二输入图 像信号的去隔行具有相同类型。根据本发明一个实施例的图像信号处理方法包括以下步骤针对每一场对作为隔 行信号的第一输入图像信号或者作为隔行信号的第二输入图像信号或者两者执行判断，第 二输入图像信号与第一输入图像信号具有水平视差，所述判断涉及输入图像信号是源自视 频信号的隔行信号还是源自经下拉转换的影片信号的隔行信号；针对每一场通过使用针对 视频信号的插值或者针对影片信号的下拉逆转换来对第一输入图像信号和第二输入图像 信号的每一个执行去隔行，从而生成作为逐行信号的第一输出图像信号和作为逐行信号的 第二输出图像信号，第二输出图像信号与第一输出图像信号具有水平视差；以及基于在执 行判断的步骤中的判断结果在执行去隔行的步骤中执行同步控制，以使得针对每一场被彼 此同步的、应用于第一输入图像信号的去隔行和应用于第二输入图像信号的去隔行具有相 同类型。根据本发明一个实施例的三维图像显示设备包括所述判断部件、所述去隔行部 件、所述同步控制部件和一显示部件，显示部件以时间分割方式交替显示基于第一输出图 像信号的左眼图像和基于第二输出图像信号的右眼图像。根据本发明一个实施例的三维图像传送/显示系统包括发送设备，发送作为隔 行信号的第一输入图像信号或者作为隔行信号的第二输入图像信号，第二输入图像信号与 第一输入图像信号具有水平视差；和三维图像显示设备，接收从发送设备发送的第一和第 二输入图像信号，并基于第一和第二输入图像信号执行三维图像显示；其中，发送设备具有 并串转换部件，该并串转换部件以时间分割方式将第一和第二输入图像信号发送到三维图 像显示设备。在根据本发明实施例的图像信号处理设备、图像信号处理方法、三维图像显示设 备和三维图像传送/显示系统中，判断是针对每一场对第一输入图像或第二输入图像信号 或者两者执行的，判断涉及输入图像信号是源自视频信号还是源自经下拉转换的影片信号 的隔行信号。另外，去隔行是针对每一场通过使用针对视频信号的插值或者针对影片信号 的下拉逆转换来对第一和第二输入图像信号的每一个执行的，从而生成第一输出图像信号 和第二输出图像信号。对去隔行的同步控制被基于以上判断结果来执行，以使得针对每一 场被彼此同步的、应用于第一输入图像信号的去隔行和应用于第二输入图像信号的去隔行 具有相同类型。因此，减小(优选地避免)了基于第一输出图像信号的左眼图像和基于第 二输出图像信号的右眼图像之间的图像质量差异。根据本发明实施例的图像信号处理设备、图像信号处理方法、三维图像显示设备 和三维图像传送/显示系统，对第一输入图像信号或第二输入图像信号或者两者执行判 断，基于以上判断结果执行对去隔行的同步控制，以使得针对每一场被彼此同步的、应用于 第一输入图像信号的去隔行和应用于第二输入图像信号的去隔行具有相同类型。因此，可以减小或者避免基于第一输出图像信号的左眼图像和基于第二输出图像信号的右眼图像 之间的图像质量差异，从而可以降低在观看三维图像期间在图像质量方面的不舒适感受。本发明的其它和进一步的目的、特征和优点将从以下描述中更完整呈现。


图1是图示出根据本发明一实施例的三维图像传送/显示系统的配置的功能框 图。图2是图示出在图1所示的三维图像传送/显示系统中在传送视频信号期间对图 像信号的处理流程的示例的时序图。图3A至3C是用于图示出应用于视频信号的去隔行的概况的示意图。图4是用于图示出应用于视频信号的去隔行的概况的另一示意图。图5是图示出在图1所示的三维图像传送/显示系统中在传送影片信号期间对图 像信号的处理流程的示例的时序图。图6是用于图示出应用于影片信号的下拉处理和去隔行(下拉逆转换)的示例的 示意图。图7是用于图示出应用于影片信号的下拉处理和去隔行(下拉逆转换)的另一示 例的示意图。图8A和8B是用于图示出图1所示的三维图像传送/显示系统的三维图像显示操 作的示意图。图9是图示出根据对比示例的三维图像传送/显示系统的配置的功能框图。图10是用于图示出根据对比示例的L图像和R图像的去隔行的时序图。图11是图示出图1所示的三维图像传送/显示系统的同步控制处理和去隔行的 示例的流程图。图12是图示出图1所示的三维图像传送/显示系统的同步控制处理和去隔行的 另一示例的流程图。图13是用于图示出图11和12所示的L图像和R图像的去隔行的时序图。图14是图示出根据本发明的修改例1的三维图像传送/显示系统的配置的功能 框图。图15是图示出根据本发明的修改例2的三维图像传送/显示系统的配置的功能 框图。图16是图示出根据修改例1的同步控制处理和去隔行的流程图。图17是图示出根据修改例2的同步控制处理和去隔行的流程图。图18是用于图示出根据修改例1和2的L图像和R图像的去隔行的时序图。
具体实施方式
下文中，将参考附图详细描述本发明的优选实施例。描述是按如下顺序进行的。1.实施例(在去隔行中使用同步控制处理的情况)2.修改例(修改例1和2 ；用于L和R的下拉检测处理之一被另一个替代的情况)1.实施例
三维图像传送/显示系统的一般配置示例图1示出了根据本发明一实施例的三维图像传送/显示系统1的功能块配置。该 三维图像传送/显示系统1执行三维图像的生成、传送和显示，并且具有作为执行三维图像 的生成和发送的部件的发送设备2和作为执行三维图像的显示的部件的三维图像显示系 统3。三维图像显示系统3是场序式(时序)三维图像显示系统，并且具有根据本发明一实 施例的三维图像显示设备(显示设备4)和快门眼镜5。由于根据本发明一实施例的图像信 号处理方法是在显示设备4中实现的，所以以下一起描述该方法。发送设备2发送设备2生成与三维图像相对应的传送信号DOi，并将该信号传送到显 示设备4，并且具有成像部件21L和21R、影片信号源22、下拉处理部件23和并串 (parallel-serial)转换部件 24。成像部件21L拍摄对象(未图示)的图像，从而生成视频信号VLi，该视频信号VLi 包括作为三维图像的左眼图像信号的隔行信号。成像部件21R拍摄对象的图像，从而生成 视频信号VRi，该视频信号VRi包括作为三维图像的右眼图像信号的隔行信号。即，成像部 件21L和21R例如各自包括隔行相机。所生成的视频信号VLi和VRi是其间具有水平视差 的图像信号。 影片信号源22输出影片信号FLp和FRp，影片信号FLp和FRp分别包括作为用于 左眼和右眼的图像信号的逐行信号。影片信号FLp和FRp是其间具有水平视差的图像信号。 这种影片信号源22例如包括胶片相机、逐行输出摄像机和CG(计算机图形)图像。下拉处理部件23对从影片信号源22输入的各个影片信号FLp和FRp执行下拉转 换，从而输出分别包括作为用于左眼和右眼的图像信号的隔行信号的影片信号FLi和FRi。 这种下拉转换例如包括将24P素材(24 (帧/秒)逐行信号)转换为601 (60 (场/秒)隔行 信号)的2-3 (或3-2)下拉转换。其它示例包括将30P素材转换为601的2_2下拉转换、 将25P素材转换为501的2-2下拉转换、将12P素材转换为601的4_6下拉转换、以及将8P 素材转换为601的7-8下拉转换。在此实施例中，基本上将在执行2-3下拉转换的情况下 进行以下描述。并串转换部件24将传送数据DOi发送到显示设备4，该传送数据是时间上并行地 从成像部件21L和21R输入的视频信号VLi和VRi、或者时间上并行地从下拉处理部件23 输入的影片信号FLi和FRi。在这种发送中，并串转换部件24允许用于左眼的视频信号VLi 或影片信号FLi、以及用于右眼的视频信号VRi或影片信号FRi在时间上成串(串行)(执 行并串转换)，从而生成传送数据DOi。显示设备4显示设备4接收从发送设备2传送来的传送数据DOi，并基于该传送信号DOi执行 三维图像显示。显示设备4具有串并(serial-parallel)转换部件41、下拉检测部件42L 和42R、同步控制部件43、去隔行部件44L和44R、显示控制部件45和显示部件46。串并转换部件41接收从发送设备2传送来的传送数据DOi，并对该传送数据DOi 执行串并转换。串并转换部件41具有串并分离部件411，场存储器412L、413L和414L，以 及场存储器412R、413R和414R。串并分离部件411接收从发送设备2传送来的传送数据DOi，并将该传送数据DOi分离成用于左眼的图像信号DlLi和用于右眼的图像信号DIRi。图像信号DlLi和DlRi的每一个是包括视频信号或影片信号的隔行信号。在这种分离操作中，由于传送数据DOi必 然已被编码成串行信号，所以串并分离部件411基于该信号的信息对该数据进行解码以执 行分离。场存储器412L、413L和414L按需存储用于左眼的视频信号DILi，并且场存储器 412R、413R和414R按需存储用于右眼的视频信号DIRi。这里，假设后面将描述的去隔行部 件44L和44R使用2-3下拉逆转换来执行去隔行的情况，则假设将为左眼和右眼的每一个 提供针对三场的场存储器。当使用例如5-5下拉逆转换或7-8下拉逆转换来执行去隔行时， 需要提供更多场存储器。当前场(最新场；以下同样适用)的图像信号被从场存储器412L 和412R的每一个输出。前一场(过去1)的图像信号被从场存储器413L和413R的每一个 输出，并且前一场之前一场(过去2)的图像信号被从场存储器414L和414R的每一个输出。下拉检测部件42L基于从场存储器412L、413L和414L输出的用于左眼的当前、过 去1、过去2的图像信号的每一个来执行预定的下拉检测处理，并将检测结果信号几输出到 同步控制部件43。下拉检测部件42R基于从场存储器412R、413R和414R输出的用于右眼 的当前、过去1、过去2的图像信号的每一个来执行预定的下拉检测处理，并将检测结果信 号JR输出到同步控制部件43。具体而言，下拉检测部件42L或42R从这些场的每一个的图 像信号检测3-2下拉、2-2下拉等，从而检测作为处理对象的场是否源自影片图像。换而言 之，下拉检测部件逐场地执行以下判断处理作为处理对象的图像信号是包括视频信号的 隔行信号还是包括经下拉转换的影片信号的隔行信号。在这种检测处理(判断处理)中， 在通过下拉转换而转换为隔行信号的信号区域中的场的情况下，由于源自同一帧的场必然 作为相邻场存在，所以检测处理是通过使用相邻场来执行的。具体而言，例如，基于场间运 动(场间相关)的存在性来检测场序列，从而可以检测出3-2下拉、2-2下拉等。去隔行部件44L通过使用从场存储器412L、413L和414L输出的用于左眼的当前、 过去1和过去2的图像信号的每一个来逐场地对用于右眼的图像信号执行去隔行。去隔行 部件44R通过使用从场存储器412R、413R和414R输出的用于右眼的当前、过去1和过去2 的图像信号的每一个来逐场地对用于左眼的图像信号执行去隔行。具体而言，去隔行部件 44L和44R使用针对视频信号的插值处理或者针对影片信号的下拉逆转换来执行去隔行， 以分别生成作为用于左眼和右眼的逐行信号的图像信号D2Lp和D2Rp。当各个去隔行部件使用针对视频信号的插值处理来执行去隔行时，该部件基于预 定的运动检测结果来执行场间插值处理或者场内插值处理，从而生成逐行信号。具体而言， 当图像为静止的时，去隔行部件执行将前后像素的平均值设定为新像素的场间插值，并从 而形成新的扫描线。当图像为运动的时，去隔行部件执行将上下像素的平均值设定为新像 素的场间插值，并从而形成新的扫描线。与之不同，当各个去隔行部件使用针对影片信号的 下拉逆转换来执行去隔行时，由于源自同一帧的场必然作为相邻场存在，所以该部件通过 使用相邻场来生成逐行信号。同步控制部件43执行同步控制以使得由去隔行部件44L使用的用于左眼的去隔 行和由去隔行部件44R使用的用于右眼的去隔行以场为单位彼此同步，从而相同类型的处 理被使用。具体而言，基于从下拉检测部件42L和42R输出的检测结果信号几和JR，同步 控制部件执行同步控制以使得针对左眼和右眼的每一个执行相同类型的去隔行(针对视频信号的插值处理或者针对影片信号的下拉逆转换)。这种同步控制是通过分别向去隔行 部件44L和44R输出同步控制信号SL和SR来实现的。同步控制部件43的细节操作将在 后面描述。显示控制部件45将用于显示控制的信号输出到显示部件46。显示控制部件45 与用于左眼和右眼的每一个的图像的显示定时相同步地将快门定时控制信号(控制信号 CTL)输出到后面将描述的快门眼镜5。虽然控制信号CTL在此被示出为诸如红外信号之类 的无线电信号，但是控制信号可以是有线信号。显示部件46以时间分割方式交替显示基于从去隔行部件44L输出的图像信号 D2Lp的左眼图像和基于从去隔行部件44R输出的图像信号D2Rp的右眼图像。即，显示部 件46执行用于三维图像显示的场序式显示。作为这种显示部件46，例如，可以使用诸如 LCD (液晶显示器)、PDP (等离子显示面板)和有机EL (电致发光)显示器之类的各种显示快门眼镜5
快门眼镜5由显示设备4的观看者(图1中未图示)使用以便能够观看三维图像， 并且包括左眼透镜5L和右眼透镜5R。左眼透镜5L和右眼透镜5R各自具有诸如液晶快门之类的遮光快门。遮光快门的 遮光功能被从显示控制部件45提供来的控制信号CTL可选地控制为有效或无效。显示设备4对应于本发明的“三维图像显示设备”的具体示例。下拉检测部件42L 和42R、去隔行部件44L和44R、以及同步控制部件43总地对应于本发明的“图像信号处理 设备”的具体示例。下拉检测部件42L和42R对应于本发明的“判断部件”的具体示例。视 频信号VLi或影片信号FLi和图像信号DlLi各自对应于本发明的“第一输入图像信号”的 具体示例。视频信号VRi或影片信号FRi和图像信号DlRi各自对应于本发明的“第二输入 图像信号”的具体示例。图像信号D2Lp对应于本发明的“第一输出图像信号”的具体示例， 并且图像信号D2Rp对应于本发明的“第二输出图像信号”的具体示例。三维图像显示系统的操作和效果接下来，将描述此实施例的三维图像传送/显示系统1的操作和效果。首先，参考图1至图8A和8B描述三维图像传送/显示系统1的基本操作。在传送视频信号的情况下的处理流程图2是图示出在三维图像传送/显示系统1中传送视频信号时图像信号的处理流 程的示例的时序图。图2的部分(C)和部分⑶分别图示了从成像部件21L和21R输出的 视频信号VLi和VRi，并且图2的部分(E)图示了从发送设备2传送到显示设备4的传送信 号DOi。图2的部分(F)和部分(G)分别图示了从串并分离部件411输出的图像信号DlLi 和DIRi，并且图2的部分(H)和⑴分别图示了从去隔行部件44L和44R输出的图像信号 D2Lp和D2Rp。用于参考，图2的部分(A)和部分(B)分别假设地图示了用于左眼和右眼的 视频信号VLp和VRp，视频信号VLp和VRp是作为视频信号VLi和VRi的源的逐行信号。在 图中，“Li”至“L4”和“R1”至“R4”分别示出了针对左眼和右眼的彼此不同帧的视频信号。 在后面描述的图2和5中，各个信号的绝对时间轴并不彼此对应。在这种情况下，在三维图像传送/显示系统1中，当发送设备2中的成像部件21L 和21R拍摄对象(未图示)的图像时，视频信号VLi和VRi分别被生成。然后，并串转换部件24对视频信号VLi和VRi执行并串转换，从而生成传送信号DOi。因此，用于左眼的视频信号VLi和用于右眼的视频信号VRi被以时间分割方式发送到显示设备4中的串并分离部 件 411。在这种处理中，并串转换部件24在沿时间轴接连地排列第一和第二场的各个视 频信号的情况下，以时间分割方式交替发送用于左眼的视频信号VLi和用于右眼的视频信 号VRi。具体而言，传送数据DOi (图2的部分(E))被以“Li-第一隔行”、“Li-第二隔行”、 "Rl-第一隔行”、“R1-第二隔行”、“L2-第一隔行”、“L2-第二隔行”等等的顺序来传送。这 是因为在第一和第二场之间的采样位置中垂直地存在相差，所以用于左眼的场信号和用于 右眼的场信号很难被交替传送。接下来，显示设备4中的串并分离部件411接收从发送设备2中的并串转换部件 24传送的传送数据DOi，并对该数据执行串并转换，然后分别将用于左眼和右眼的图像信 号提供给场存储器412L和412R等。接下来，下拉检测部件42L和42R的每一个使用从场存储器412L和412R等提供 的三个场的图像信号来检测作为处理对象的场是否源自影片图像。这里，作为处理对象的 场被确定为并非源自影片图像(对应于包括视频信号的隔行信号)。去隔行部件44L和44R使用针对视频信号的插值处理来执行去隔行，例如如图3A 至3C和图4所示，从而生成包括逐行信号的图像信号D2Lp或D2Rp。这里，图3A至3C图示 了扫描线结构，其中，图3A图示了隔行信号，图3B图示了逐行信号，并且图3C图示了通过 扫描线的插值处理而从隔行信号转换得到的逐行信号。在图3A至3C中，“圆圈”示出了扫 描线，“十字形”示出了所插值的扫描线。在图中，纵向示出了画面上的垂直方向V，而横向 示出了时间方向t。如图3A所示，隔行信号包括通过在时间方向t和垂直方向V两者上都移位一个 帧而形成的两场。另一方面，如图3B所示，逐行信号在扫描线结构中不具有移位。如图3C 所示，在经隔行地疏化(thinning)的区域中的扫描线被利用周围扫描线来插值，从而隔行 信号被转换为逐行信号。具体而言，如图4所示，当图像为静止的时，执行场间插值，其中， 示出前后场中的像素的信号PA和PB的平均值被设定为示出由十字形指示的新像素的信号 PQ，从而形成新扫描线。另一方面，当图像为运动的时，执行场内插值，其中，示出上下像素 的信号PC和PD的平均值被设定为示出由十字形指示的新像素的信号PQ，从而形成新扫描 线。在传送影片信号的情况下的处理流程图5是图示出在三维图像传送/显示系统1中传送影片信号期间对图像信号的处 理流程的示例的时序图。这里，在基于24P素材的影片图像执行2-3下拉转换和2-3下拉 逆转换的情况下进行描述。图5的部分(A)和部分(B)图示了从影片信号源22输出的影 片信号FLp和FRp，图5的部分(C)和部分(D)图示了从下拉处理部件23输出的影片信号 FLi和FRi，并且图5的部分(E)图示了从发送设备2传送到显示设备4的传送信号DOi。 图5的部分(F)和部分(G)图示了从串并分离部件411输出的图像信号DlLi和DIRi，并且 图5的部分(H)和部分⑴图示了从去隔行部件44L和44R输出的图像信号D2Lp和D2Rp。 在图中，“LA”至“LD”和“RA”至“RD”分别示出了用于左眼和右眼的彼此不同帧的影片信 号。其中，“LB”被示出为灰色作为供描述的影像。
在这种情况下，在三维图像传送/显示系统1中，发送设备2中的下拉处理部件23 对从影片信号源22输入的各个影片信号FLp和FRp执行2_3下拉转换，从而生成影片信号 FLi和FRi。具体而言，基于24P素材的影片信号FLp和FRp生成了 601素材的影片信号 FLi和FRi。并串转换部件24对这种影片信号FLi和FRi执行并串转换，从而生成传送数 据DOi。这样，用于左眼的影片信号FLi和用于右眼的影片信号FRi被以时间分割方式发送 到显示设备4中的串并分离部件411。在这种处理中，如同在视频信号的情况下一样，并串转换部件24在沿时间轴接连 地排列第一和第二场的各个影片信号的情况下，以时间分割方式交替发送用于左眼的影 片信号FLi和用于右眼的影片信号FRi。具体而言，传送数据DOi (图5的部分(E))被以 “LA-第一隔行”、“LA-第二隔行”、“RA-第一隔行”、“RA-第二隔行”、“LB-第一隔行”、“LB-第 二隔行”等等的顺序来传送。但是，由于传送数据DOi在这里包括通过2-3下拉转换而生 成的隔行信号，所以不一定形成同一原始帧的一组图像信号。例如，数据被按“LB-第一隔 行”、“LB-第二隔行”、-,"LB-第一隔行”和“LC-第二隔行”的顺序来传送，如图中用灰色 示出的。接下来，如同在视频信号的情况下一样，显示设备4中的串并分离部件411接收传 送数据DOi，并对该数据执行串并转换，然后分别将用于左眼和右眼的图像信号提供给场存 储器412L和412R等。然后，下拉检测部件42L和42R的每一个检测作为处理对象的场是 否源自影片图像。这里，作为处理对象的场被确定为源自影片图像(包括影片信号的隔行 信号)。
去隔行部件44L和44R使用针对影片信号的下拉逆转换来执行去隔行，例如如图 6或7所示，从而生成包括逐行信号的图像信号D2Lp或D2Rp。具体而言，在图6中，去隔行部件分别对24P素材的图像信号FLp和FRp执行2_3 下拉转换处理，从而分别生成601素材的图像信号FLi和FRi。并且，去隔行部件分别对601 素材的图像信号FLi和FRi执行2-3下拉逆转换，从而分别生成60P素材的图像信号D2Lp 和D2Rp。在图中，“A”至“D ”指示出帧信号，“ a”至“ d”和“ a’ ”至“ d’ ”指示出场信号，并 且标记“’”用来区分奇数(第一)场和偶数(第二)场。与之不同，在图7中，去隔行部件分别对30P素材的图像信号FLp和FRp执行2_2 下拉转换处理，从而分别生成601素材的图像信号FLi和FRi。并且，去隔行部件分别对601 素材的图像信号FLi和FRi执行2-2下拉逆转换，从而分别生成60P素材的图像信号D2Lp 禾口 D2Rp。三维图像显示操作接下来，在如图2至4所示的视频信号的情况和如图5至7所示的影片信号的情 况二者中，由去隔行部件44L和44R生成的图像信号D2Lp和D2Rp都被提供给显示部件46。 显示部件46根据从显示控制部件45输出的显示控制信号，基于图像信号D2Lp和D2Rp执 行显示操作。具体而言，基于图像信号D2Lp的左眼图像(参见图8A的“L”)和基于图像 信号D2Rp的右眼图像(参见图8B的“R”)被以时间分割方式交替显示(场序式显示被执 行)。例如，如图8A所示，在用于左眼的图像显示的情况下，观看者6所使用的快门眼镜 5被根据控制信号CTL来操作，以使得右眼透镜5R的遮光功能有效，并且左眼透镜5L的遮光功能无效。与之不同，例如，如图8B所示，在用于右眼的图像显示的情况下，快门眼镜5被根据控制信号CTL来操作，以使得左眼透镜5L的遮光功能有效，并且右眼透镜5R的遮光 功能无效。这种状态被交替重复，从而观看者6可以观看三维图像。使用同步控制处理的去隔行接下来，将参考图9至13以及图1至图8A和8B，与对比示例相比较来详细描述作 为本发明的特征之一的使用同步控制处理的去隔行。首先，将描述在图2至4所描述的针对视频信号的去隔行和图5至7所描述的针 对影片信号的使用下拉逆转换的去隔行之间、由所生成的图像信号D2L和D2R产生的显示
图像质量差异。在如图2至4所示的针对视频信号的去隔行中，当图像为运动的时，示出上下像素 的信号PC和PD的平均值被设定为示出由十字形指示的新像素的信号PQ，从而形成新扫描 线，如前所述。因此，当图像是静止的时，可以获得低混叠(aliasing)和高分辨率的良好的 转换后图像质量。但是，当图像为运动的时，形成了高混叠和低分辨率的不良的转换后图像质量。另一方面，在如图5至7所示的针对影片信号的使用下拉逆转换的去隔行中，例 如，在2-3下拉的情况下，原本同一帧的图像被分成2或3场。因此，如果诸如2-3模式或 2-2模式之类的下拉序列已知，则无论图像为静止还是运动都可通过在从同一帧生成的相 邻场之间执行场插值处理而将隔行信号转换为逐行信号。这里，场插值处理是前一场信号 PA或后一场信号PB被设定为示出新像素的信号PQ的处理，从而如同图4所示的场间插值 处理一样形成了新扫描线，尽管插值方法并不相同。因此，针对影片信号的这种使用下拉逆 转换的去隔行可以提供低混叠和高分辨率的良好的转换后图像质量。在本实施例的三维图像传送/显示系统1中，传送数据DOi被以如下方式传送用 于左眼的影片信号FLi和用于右眼的影片信号FRi如前所述被以时间分割方式交替传送。 因此，当下拉检测部件42L和42R的每一个通过使用图像相关来判断作为处理对象的场是 否源自影片图像时，在用于左眼和右眼的图像信号之间不可避免地发生了检测处理(判断 处理)定时的偏移。由于这个原因，在根据如图9所示的对比示例的三维图像传送/显示系统101中 (在三维图像显示系统103和显示设备104中未提供同步控制部件43)出现了以下问题。具体而言，在根据对比示例的三维图像传送/显示系统101中，去隔行部件44L和 44R针对用于左眼和右眼的图像信号的每一个独立地执行使用下拉逆转换的去隔行。但是， 由于左眼图像和右眼图像具有视差并因此具有不同图像，所以去隔行中的下拉检测结果在 左眼图像信号和右眼图像信号之间不必然相同。即，应用于左眼和右眼的图像信号的去隔 行可能不便地被划分为使用了下拉逆转换的处理和未使用下拉逆转换的处理(例如，针对 视频信号的去隔行)。具体而言，例如，如图10所示，可能出现如下一时段其中，在L(左眼)图像和 R(右眼)图像之间执行了不同类型的去隔行。这里，例如，定时tlOl至定时tl02的时段 AtlOl和定时tl03至定时tl04的时段Atl02分别对应于这种时段。在这种情况下，左 眼图像和右眼图像之间的质量不同，导致对三维图像的观看者产生压力(导致增大的对图 像质量的不舒适感受)。在图中，“V”指示出基于视频信号执行L或R图像显示的时段，而“F”指示出基于影片信号执行L或R图像显示的时段，并且这在下面同样适用。另外，虽然 这里视频信号以L图像和R图像的顺序改变到影片信号，并且影片信号以相同顺序改变到 视频信号，但是R图像和L图像的相反顺序也是可接受的，并且这在下面同样适用。另一方面，在本实施例的三维图像传送/显示系统1中，同步控制部件43基于从 下拉检测部件42L和42R输出的检测结果信号JL和JR，对去隔行部件44L和44R执行同步 控制。具体而言，同步控制部件43执行同步控制以使得去隔行部件44L所使用的针对左眼 的去隔行和去隔行部件44R所使用的针对右眼的去隔行以场为单位被彼此同步，从而得以 使用相同类型的处理。这里所描述的相同类型的去隔行指的是针对视频信号的使用插值处 理的去隔行或者针对影片信号的使用下拉逆转换的去隔行。更具体而言，同步控制部件43以及去隔行部件44L和44R执行同步控制处理以及 去隔行，例如如图11或12所示。这种同步控制处理在从视频信号(V)到影片信号(F)的 切换定时(第一定时)和从影片信号到视频信号的切换定时(第二定时)处都被执行。在如图11所示的同步控制处理和去隔行中，首先，同步控制部件43判断来自下拉 检测部件42L和42R的检测结果信号几和JR的每一个是否指示出“影片信号”的判断结 果(步骤Sll)。然后，仅当检测结果信号几和JR的每一个指示出“影片信号”的判断结果 (步骤Sll 是)时，同步控制部件43才针对Lch (用于左眼)和Rch (用于右眼)的每一个 执行使用下拉逆转换的去隔行(步骤S12)。与之不同，在另一判断结果(步骤Sll 否)的 情况下，同步控制部件43针对Lch和Rch的每一个执行针对视频信号的使用插值处理的去 隔行(步骤S13)。 另一方面，在图12所示的同步控制处理和去隔行中，首先，同步控制部件43判断 来自下拉检测部件42L和42R的检测结果信号几和JR的至少一个是否指示出“影片信号” 的判断结果(步骤S21)。然后，当检测结果信号几和JR的至少一个指示出“影片信号”的 判断结果(步骤S21 是)时，同步控制部件43针对Lch和Rch的每一个执行使用下拉逆 转换的去隔行(步骤S22)。与之不同，仅当检测结果信号几和JR的每一个指示出“视频 信号”的判断结果(步骤S21 否)时，同步控制部件43才针对Lch和Rch的每一个执行针 对视频信号的使用插值处理的去隔行(步骤S23)。在本实施例中，例如如图13所示，根据同步控制处理和去隔行，执行了针对左眼 和右眼的每一个的去隔行。在图13的部分(C)和部分(D)中，“V”指示出执行了针对视频 信号的去隔行的时段，而“F”指示出执行了针对影片信号的使用下拉逆转换的去隔行，并且 这在下面同样适用。在本实施例中，由去隔行部件44L使用的针对左眼的去隔行和由去隔行部件44R 使用的针对右眼的去隔行以场为单位被彼此同步，从而得以使用相同类型的处理。具体而 言，与图10所示的对比示例不同，即使在定时tl到t2的时段和定时t3到定时t4的时段 (在L图像和R图像之间出现检测处理(判断处理)定时偏移的时段)中，也针对Lch和 Rch的每一个执行相同类型的去隔行。因此，减小了(优选地避免了)显示部件46所显示 的左眼图像和右眼图像之间的图像质量差异。如前所述，在本实施例中，下拉检测部件42L和42R分别针对左眼和右眼执行下拉 检测处理，并且同步控制部件43基于检测结果信号几和JR对去隔行部件44L和44R执行 同步控制，以使得由去隔行部件44L使用的针对左眼的去隔行和由去隔行部件44R使用的针对右眼的去隔行以场为单位被彼此同步，从而得以使用相同类型的处理。因此，可以减小 或避免显示部件46所显示的左眼图像和右眼图像之间的图像质量差异。因而，在观看三维 图像期间可以减小图像质量方面的不舒适感受，并因此可以提供高质量的三维图像。例如，在执行如图11所示的同步控制处理和去隔行的情况下，仅当检测结果信号 JL和JR的每一个都指示出“影片信号”的判断结果时，同步控制部件43才针对Lch和Rch 的每一个执行使用下拉逆转换的去隔行，因此，与图12所示的情况相比减少了错误判断， 并且因此可以获得更高质量的图像。此外，当执行如图11或12所示的同步控制处理和去隔行时，与下面的修改例1和 2相比进行的是严格判断，并因此可以执行导致较小压力的去隔行。2.修改例(修改例1和2)接下来，将描述本发明实施例的修改例。利用相同参考数字或符号来标记与该实 施例相同的组件，并适当地省略对它们的描述。图14示出了根据本发明实施例的修改例1的三维图像传送/显示系统IA的功能 框图，并且图15示出了根据本发明实施例的修改例2的三维图像传送/显示系统IB的功 能框图。在三维图像传送/显示系统IA或IB中，三维图像显示系统3A或3B中的显示设 备4A或4B具有取代同步控制部件43的同步控制部件43A或43B，并且不具有下拉检测部 件42L和42R之一。 具体而言，在根据修改例1的三维图像传送/显示系统IA中，显示设备4A不具有 实施例中的下拉检测部件42R，而仅具有下拉检测部件42L。同步控制部件43A仅基于来自 下拉检测部件42L的检测结果信号几对去隔行部件44L和44R两者执行同步控制处理。更具体而言，同步控制部件43A以及去隔行部件44L和44R执行例如如图16所示 的同步控制处理和去隔行。具体而言，首先，同步控制部件43A判断来自下拉检测部件42L 的检测结果信号几是否指示出“影片信号”的判断结果(步骤S31)。然后，当检测结果信 号几指示出“影片信号”的判断结果(步骤S31 是)时，同步控制部件43A针对Lch和Rch 的每一个执行使用下拉逆转换的去隔行(步骤S32)。与之不同，当检测结果信号几指示出 “视频信号”的判断结果(步骤S31 否)时，同步控制部件43A针对Lch和Rch的每一个执 行针对视频信号的使用插值处理的去隔行(步骤S33)。另一方面，在根据修改例2的三维图像传送/显示系统IB中，显示设备4B不具有 实施例中的下拉检测部件42L，而仅具有下拉检测部件42R。同步控制部件43B仅基于来自 下拉检测部件42R的检测结果信号JR，对去隔行部件44L和44R两者执行同步控制处理。更具体而言，同步控制部件43B以及去隔行部件44L和44R执行例如如图17所示 的同步控制处理和去隔行。具体而言，首先，同步控制部件43B判断来自下拉检测部件42R 的检测结果信号JR是否指示出“影片信号”的判断结果(步骤S41)。然后，当检测结果信 号JR指示出“影片信号”的判断结果(步骤S41 是)时，同步控制部件43B针对Lch和Rch 的每一个执行使用下拉逆转换的去隔行(步骤S42)。与之不同，当检测结果信号JR指示出 “视频信号”的判断结果(步骤S41 否)时，同步控制部件43B针对Lch和Rch的每一个执 行针对视频信号的使用插值处理的去隔行(步骤S43)。在修改例1和2中，例如如图18所示，根据同步控制处理和去隔行，执行了针对左 眼和右眼的每一个的去隔行。具体而言，即使在定时tl到定时t2的时段或者定时t3到定时t4的时段(在L图像和R图像之间出现检测处理(判断处理)定时偏移的时段)中，也针对Lch和Rch的每一个执行相同类型的去隔行。以这种方式，即使在修改例1和2中，通过与实施例相同的操作也可获得相同优 点。具体而言，由于可以减小或避免左眼图像和右眼图像之间的图像质量差异，所以可以降 低观看三维图像期间的图像质量方面的不舒适感受，并因此可以提供高质量的三维图像。 另外，在修改例中，可以去除下拉检测部件42L和42R之一，这与实施例相比可以简化系统 配置，从而降低了成本。在修改例中，由于对于每个去隔行使用了针对左眼和右眼的判断结果之一，所以 可能优选的是将下拉检测中的判断标准设定为相当严格，以便防止错误检测。并且，当如同实施例中那样提供了下拉检测部件42L和42R两者时，对于每个去隔 行可以仅使用针对左眼和右眼的判断结果之一。虽然在上文中已结合实施例和修改例描述了本发明，但是本发明不限于该实施例 等，并且可被进行各种修改或变更。例如，可在从视频信号到影片信号的切换定时以及在从影片信号到视频信号的切 换定时可选地改变同步控制方法。即，在如图11、12、16和17所示的多种类型的同步控制 处理中，在从视频信号到影片信号的切换定时处的同步控制处理类型可以不同于从影片信 号到视频信号的切换定时处的同步控制处理类型。虽然，以2-3下拉和2-2下拉作为示例描述了实施例等，但是本发明可用于其它类 型的下拉。此外，虽然在三维图像传送/显示系统和三维图像显示系统各自包括快门眼镜的 情况下描述了实施例等，但是这些系统可以不包括快门眼镜。另外，虽然在用于三维图像传送/显示系统的显示设备上描述了实施例等，但是 针对用于除三维图像传送/显示系统以外的系统的显示设备，也可使用本发明。另外，在实施例等中描述的一系列处理可通过硬件和软件的任一个来执行。当该 一系列处理通过软件执行时，构成软件的程序被安装在通用计算机等中。这种程序可被预 先记录在包含在计算机中的记录介质中。本申请包含与在2009年3月19日向日本专利局提交的日本在先专利申请JP 2009-068971所公开的主题相关的主题，该申请的全部内容通过引用而结合于此。本领域技术人员应当了解，在所附权利要求或其等同物的范围内，可根据设计要 求和其它因素进行各种修改、组合、子组合和变更。
权利要求
一种图像信号处理设备，包括判断部件，针对每一场对作为隔行信号的第一输入图像信号或者作为隔行信号的第二输入图像信号或者两者执行判断，所述第二输入图像信号与所述第一输入图像信号具有水平视差，所述判断涉及输入图像信号是源自视频信号的隔行信号还是源自经下拉转换的影片信号的隔行信号；去隔行部件，针对每一场通过使用针对视频信号的插值或者针对影片信号的下拉逆转换来对所述第一输入图像信号和所述第二输入图像信号的每一个执行去隔行，从而生成作为逐行信号的第一输出图像信号和作为逐行信号的第二输出图像信号，所述第二输出图像信号与所述第一输出图像信号具有水平视差；以及同步控制部件，基于所述判断部件的判断结果对所述去隔行部件执行同步控制，以使得针对每一场被彼此同步的、应用于所述第一输入图像信号的去隔行和应用于所述第二输入图像信号的去隔行具有相同类型。
2.根据权利要求1所述的图像信号处理设备，其中所述判断部件针对所述第一输入图像信号和所述第二输入图像信号的每一个独立地 执行判断，并且所述同步控制部件执行同步控制以使得，仅当所述第一输入图像信号和所述第二输入图像信号两者都被判断为是源自经下拉 转换的影片信号的隔行信号时，通过使用下拉逆转换的去隔行才被应用于所述第一输入图 像信号和所述第二输入图像信号两者，并且当得到另外的判断时，通过使用插值的去隔行被应用于所述第一输入图像信号和所述 第二输入图像信号两者。
3.根据权利要求1所述的图像信号处理设备，其中所述判断部件针对所述第一输入图像信号和所述第二输入图像信号的每一个独立地 执行判断，并且所述同步控制部件执行同步控制以使得，当所述第一输入图像信号或者所述第二输入图像信号或者两者被判断为是源自经下 拉转换的影片信号的隔行信号时，通过使用下拉逆转换的去隔行被应用于所述第一输入图 像信号和所述第二输入图像信号两者，并且仅当所述第一输入图像信号和所述第二输入图像信号两者都被判断为是源自视频信 号的隔行信号时，通过使用插值的去隔行才被应用于所述第一输入图像信号和所述第二输 入图像信号两者。
4.根据权利要求1所述的图像信号处理设备，其中，所述判断部件仅针对所述第一输入图像信号和所述第二输入图像信号中的一个 输入图像信号执行判断，并且所述同步控制部件执行同步控制以使得，当所述一个输入图像信号被判断为是源自经下拉转换的影片信号的隔行信号时，通过 使用下拉逆转换的去隔行被应用于所述第一输入图像信号和所述第二输入图像信号两者， 并且当所述一个输入图像信号被判断为是源自视频信号的隔行信号时，通过使用插值的去隔行被应用于所述第一输入图像信号和所述第二输入图像信号两者。
5.根据权利要求1所述的图像信号处理设备，其中所述同步控制部件在第一定时和第二定时两者处对所述第一输入图像信号和所述第 二输入图像信号的每一个执行同步控制，所述第一定时对应于从源自视频信号的隔行信号到源自经下拉转换的影片信号的隔 行信号的切换定时，并且所述第二定时对应于从源自经下拉转换的影片信号的隔行信号到源自视频信号的隔 行信号的切换定时。
6.根据权利要求5所述的图像信号处理设备，其中，所述同步控制部件被配置为在所 述第一定时处和所述第二定时处在所述同步控制之下可选地改变去隔行的类型。
7.根据权利要求1所述的图像信号处理设备，其中，源自经下拉转换的影片信号的隔 行信号是通过对24P、25P、30P、12P或8P的逐行信号进行下拉转换而获得的。
8.一种三维图像显示设备，包括判断部件，针对每一场对作为隔行信号的第一输入图像信号或者作为隔行信号的第二 输入图像信号或者两者执行判断，所述第二输入图像信号与所述第一输入图像信号具有水 平视差，所述判断涉及输入图像信号是源自视频信号的隔行信号还是源自经下拉转换的影 片信号的隔行信号；去隔行部件，针对每一场通过使用针对视频信号的插值或者针对影片信号的下拉逆转 换来对所述第一输入图像信号和所述第二输入图像信号的每一个执行去隔行，从而生成作 为逐行信号的第一输出图像信号和作为逐行信号的第二输出图像信号，所述第二输出图像 信号与所述第一输出图像信号具有水平视差；同步控制部件，基于所述判断部件的判断结果对所述去隔行部件执行同步控制，以使 得针对每一场被彼此同步的、应用于所述第一输入图像信号的去隔行和应用于所述第二输 入图像信号的去隔行具有相同类型；以及显示部件，以时间分割方式交替显示基于所述第一输出图像信号的左眼图像和基于所 述第二输出图像信号的右眼图像。
9.一种三维图像传送/显示系统，包括发送设备，发送作为隔行信号的第一输入图像信号或者作为隔行信号的第二输入图像 信号，所述第二输入图像信号与所述第一输入图像信号具有水平视差；和三维图像显示设备，接收从所述发送设备发送的所述第一输入图像信号和所述第二输 入图像信号，并基于所述第一输入图像信号和所述第二输入图像信号执行三维图像显示；其中，所述发送设备具有并串转换部件，该并串转换部件以时间分割方式将所述第一 输入图像信号和所述第二输入图像信号发送到所述三维图像显示设备，并且 所述三维图像显示设备具有串并转换部件，将从所述发送设备接收的输入图像信号分成所述第一输入图像信号和 所述第二输入图像信号，判断部件，针对每一场对从所述串并转换部件提供的第一输入图像信号或者第二输入 图像信号或者两者执行判断，所述判断涉及输入图像信号是源自视频信号的隔行信号还是 源自经下拉转换的影片信号的隔行信号；去隔行部件，针对每一场通过使用针对视频信号的插值或者针对影片信号的下拉逆转 换来对从所述串并转换部件提供的所述第一输入图像信号和所述第二输入图像信号的每 一个执行去隔行，从而生成作为逐行信号的第一输出图像信号和作为逐行信号的第二输出 图像信号，所述第二输出图像信号与所述第一输出图像信号具有水平视差；以及同步控制部件，基于所述判断部件的判断结果对所述去隔行部件执行同步控制，以使 得针对每一场被彼此同步的、应用于所述第一输入图像信号的去隔行和应用于所述第二输 入图像信号的去隔行具有相同类型，以及显示部件，以时间分割方式交替显示基于所述第一输出图像信号的左眼图像和基于所 述第二输出图像信号的右眼图像。
10.根据权利要求9所述的三维图像传送/显示系统，其中，所述并串转换部件在针对 所述第一输入图像信号和所述第二输入图像信号的每一个沿时间轴接连地排列第一场图 像信号和第二场图像信号的同时，以时间分割方式交替发送所述第一输入图像信号和所述 第二输入图像信号。
11.一种图像信号处理方法，包括以下步骤针对每一场对作为隔行信号的第一输入图像信号或者作为隔行信号的第二输入图像 信号或者两者执行判断，所述第二输入图像信号与所述第一输入图像信号具有水平视差， 所述判断涉及输入图像信号是源自视频信号的隔行信号还是源自经下拉转换的影片信号 的隔行信号；针对每一场通过使用针对视频信号的插值或者针对影片信号的下拉逆转换来对所述 第一输入图像信号和所述第二输入图像信号的每一个执行去隔行，从而生成作为逐行信号 的第一输出图像信号和作为逐行信号的第二输出图像信号，所述第二输出图像信号与所述 第一输出图像信号具有水平视差；以及基于在执行判断的步骤中的判断结果在执行去隔行的步骤中执行同步控制，以使得针 对每一场被彼此同步的、应用于所述第一输入图像信号的去隔行和应用于所述第二输入图 像信号的去隔行具有相同类型。
全文摘要
本发明提供了图像信号处理设备和方法、三维图像显示设备、传送/显示系统。图像信号处理设备提高了三维图像的质量。该设备包括判断部件、去隔行部件和同步控制部件。判断部件判断其间具有水平视差的第一和/或第二输入图像信号是源自视频信号还是源自经下拉转换的影片信号的隔行信号。去隔行部件通过针对视频信号的插值或者针对影片信号的下拉逆转换对第一和第二输入图像信号的每一个执行去隔行，并生成作为逐行信号的其间具有水平视差的第一和第二输出图像信号。同步控制部件基于判断部件的结果同步地控制去隔行，以使得针对每一场被彼此同步的、对第一和第二输入图像信号的去隔行处理具有相同类型。
文档编号H04N7/01GK101841685SQ20101013406
公开日2010年9月22日 申请日期2010年3月12日 优先权日2009年3月19日
发明者田中铁朗 申请人:索尼公司