专利名称：应用于3d图像显示的分辨率补偿装置、3d电视机及方法
技术领域：
本发明涉及图像处理领域，特别是涉及一种应用于3D图像显示的分辨率补偿装 置、3D电视机及方法。
背景技术：
3D(3DimenSi0nS，3维)电视，就是通过在液晶面板上加上特殊的精密柱面透镜 屏，经过编码处理的3D视频影像处理独立送入人的左右眼，从而令用户无需借助立体眼镜 即可裸眼体验立体感觉，同时能兼容2D画面。
应用偏光式3D技术(也称为偏振式3D技术)的电视机称为偏光式3D电视机。偏 光式3D技术属于被动式3D技术，对输出设备的亮度要求很高。偏光式3D技术主要利用光 线有“振动方向”的原理来分解原始图像，先通过把一副原始图像分为垂直向偏振光和水平 向偏振光的两组画面，然后在3D眼镜的左右两个镜片分别采用不同偏振方向的偏光镜片， 就使得用户的左右眼看到不同光线来源的流畅画面，再经过大脑合成立体影像，以此产生 3D视觉效果。
在实现本发明过程中，发明人发现现有技术中至少存在如下问题现有技术的偏 光式3D系统最为常用的是RealD 3D系统，但是现有技术中的偏光式3D系统由于需要进行 分帧处理，会使水平向偏振光的分辨率降低一半，用户在戴上眼镜观看偏光式3D电视机时 分辨率会有明显的降低，进而影响用户的观看体验。
因此，目前需要本领域技术人员迫切解决的一个技术问题就是如何能够提出一 种分辨率补偿方法，用以解决现有技术中偏光式3D电视机的画质较低的问题。发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供应用于3D图像显示的分辨率补偿装置、3D电 视机及方法，用以解决现有技术中偏光式3D电视机的分辨率较低的问题，使得偏光式3D电 视机的分辨率能够大幅提升，从而提高偏光式3D电视机的画质，进而能够提升用户观看体验。
为解决上述技术问题，本发明实施例提供了如下技术方案
一方面，提供了一种应用于3D图像显示的分辨率补偿装置，包括
获取模块，用于按照时间帧顺序获取观测低分辨率LR图像组；
设置模块，用于将所述观测LR图像组中的第一幅观测LR图像作为当前待补偿图 像；
分辨率补偿模块，用于采用超分辨率算法对所述当前待补偿图像进行分辨率补 mte ο
另一方面，提供了一种3D电视机，包括前述的分辨率补偿装置，所述分辨率补偿 装置设置于所述3D电视机的视频输入与传输模块和偏光式3D显示模块之间。
再一方面，提供了一种应用于3D图像显示的分辨率补偿方法，包括4
按照时间帧顺序获取观测低分辨率LR图像组；
将所述观测LR图像组中的第一幅图像作为当前待补偿图像；
采用超分辨率算法对所述当前待补偿图像进行分辨率补偿。
与现有技术相比，上述技术方案中的一个技术方案具有如下优点或有益效果在 本发明实施例中，因为分辨率补偿装置采用了超分辨率算法对低分辨率的待补偿图像进行 了分辨率补偿，所以得到的补偿图像的分辨率得到了提升，从而能够使用户观看补偿后的 高分辨率图像组成的电视节目时，可以提升画质和用户的观看体现。可以理解的是，上述技 术效果仅仅是实施例的效果，而不是本发明所有的全部效果。
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现 有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本 发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可 以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明的应用于3D图像显示的分辨率补偿装置实施例1的结构示意图2是本发明的应用于3D图像显示的分辨率补偿装置实施例2的结构示意图3是本发明装置实施例2中反投影模块205的结构示意图4是在实际应用中将偏移量的小数部分叠加到初始HR图像的四个像素的原理 示意图5是本发明的3D电视机实施例的结构示意图6是本发明的应用于3D图像显示的分辨率补偿方法实施例1的流程图7是本发明的应用于3D图像显示的分辨率补偿方法实施例2的流程图8是本发明方法实施例2中步骤708的流程图。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实 施方式对本发明作进一步详细的说明。
为了改善偏光式3D电视机的画质降低的现象，同时也无需对配套的3D眼镜进行 改进，本发明的主要思想之一包括，在偏光式3D电视机的视频信号传输电路进行了改进， 在视频解码及数字信号处理电路与图像调整电路之间考虑增加一个分辨率补偿模块，以实 现在视频流播放之前提升画质的功能。具体实现时可以考虑在原始图像进行3D处理之前 首先对其按照内插因子f进行分辨率补偿，使原始图像的分辨率提高到f*f倍，进行分辨率 补偿之后的图像再进行偏光3D分帧输出时，用户观看到的图像分辨率会等于或高于原始 图像的分辨率，从而提升了用户的观看体验。
在对原始图像进行分辨率补偿时可以采用超分辨率算法，即是利用已有的一帧 或多帧低分辨率(Low Resolution, LR)图像通过一定的算法来重建一幅清晰的高分辨率 (High Resolution, HR)图像，根据重建过程中设置的内插因子f，重建后的超分辨率图像分 辨率将为原始图像的f*f倍。采用超分辨率的算法进行分辨率补偿时，原偏光式3D电视的 液晶屏及3D眼镜，或者其他辅助观看设备都无需更改，而只需在视频信号传输电路中增添一个分辨率补偿装置，即可解决现有技术中偏光式3D电视机的分辨率较低的问题，使得偏 光式3D电视机的分辨率能够大幅提升，进而提升画质和用户的观看体验。
参考图1，示出了本发明的一种应用于3D图像显示的分辨率补偿装置实施例1的 流程图，可以包括以下模块
获取模块101，用于按照时间帧顺序获取观测低分辨率LR图像组。
分辨率补偿装置中的获取模块101用于从偏光式3D电视机中的视频解码及数字 信号处理电路传输的视频流中获取观测LR图像组。需要说明的是，获取模块101需要按照 时间帧顺序依次获取多幅图像作为观测LR图像组，这里说的时间帧顺序是按照时间从前 到后的顺序，即是视频流在该偏光式3D电视机中的播放顺序，而这里的观测LR图像组中的 观测LR图像的个数一般可以取四个，当然，本领域技术人员也可以根据实际需求选取不同 个数的观测LR图像来组成观测LR图像组。
设置模块102，用于将所述观测LR图像组中的第一幅图像作为当前待补偿图像。
当获取到有时间顺序的观测LR图像组时，需要由设置模块102将第一幅图像作为 当前待补偿图像，即是将最靠前或者最先播放的那幅图像作为当前待补偿图像，而该观测 LR图像组中的其他观测LR图像则作为参考图像。
分辨率补偿模块103，用于采用超分辨率算法对所述当前待补偿图像进行分辨率 补偿。
分辨率补偿模块利用超分辨率算法就可以对当前待补偿图像进行分辨率补偿，进 行分辨率补偿后的最终补偿图像的分辨率比原始图像大大提高，从而提升了用户的观看体 验。本实施例中所述的分辨率补偿是指利用一幅或多幅低分辨率图像运用超分辨率算法来 获得一幅高清晰的图像。具体在实际应用中，所述分辨率补偿模块103可以采用基于迭代 反投影的超分辨率算法对所述当前待补偿图像进行分辨率补偿。在本实施例中，通过在偏 光式3D电视机的视频流在进入图像调整电路之前，就对观测LR图像组中的第一幅待补偿 图像进行补偿，可以得到第一幅待补偿图像对应的高分辨率HR图像，而该HR图像的分辨率 比原始LR图像提升了若干倍，进而在偏光式3D电视机的3D显示屏上显示该HR图像组成 的视频流时，可以提升原始图像的分辨率进而提升画质，从而使得视频流在播放过程中能 够提升用户的观看体验。
需要说明的是，本实施例介绍的只是对第一幅图像的补偿过程，如果需要对第二 幅图像进行分辨率补偿，则需要以第二幅图像为下一个观测LR图像组的待补偿图像来获 取新的观测LR图像组进行分辨率补偿，即是执行一次本实施例的方法可获得观测LR图像 组中的一幅图像的最终补偿图像。
因为在实际中超分辨率算法的种类很多，例如迭代反投影算法(Iterated Back !Projection)、双三次立方插值(Bicubic)算法、POCS 凸集投影法、PapoullisGerchberg 算 法以及正则化卷积算法等。为了方便本领域技术人员的理解，下面就先以双三次立方插值 和凸集投影法为例，简单的介绍下这两种算法应用于3D图像显示的原理。
对于双三次立方插值算法来讲，双三次立方插值是立方插值(Cubic)的二维形 式，是对图像中已知的临近16个点进行插值的算法。Cubic插值是一维形式的插值方法，以 插值方向为对列方向进行插值为例，对于cubic插值公式f (χ) = ax3+bx2+cx+d来说，自变 量为该列的纵坐标，函数值为该像素点的亮度值。若有临近的四个点函数值已知，则在这四个点之间，若要对某一坐标位置进行插值，可以通过该三次多项式来求得。
而双三次立方插值是Cubic插值的二维形式，是对已知的临近16个点进行插值的算法。以在一个二维网格进行插值为例，可以使用立方插值公式来构建双三次立方插值公式，立方插值公式如下所示
权利要求
1.一种应用于3D图像显示的分辨率补偿装置，其特征在于，包括 获取模块，用于按照时间帧顺序获取观测低分辨率LR图像组；设置模块，用于将所述观测LR图像组中的第一幅观测LR图像作为当前待补偿图像； 分辨率补偿模块，用于采用超分辨率算法对所述当前待补偿图像进行分辨率补偿。
2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述分辨率补偿模块用于采用基于迭代反 投影的超分辨率算法对所述当前待补偿图像进行分辨率补偿。
3.如权利要求2所述的装置，其特征在于，所述分辨率补偿模块包括计算子像素位移量模块，用于计算参考图像与所述当前待补偿图像的子像素位移量; 所述参考图像为观测LR图像组中除了所述当前待补偿图像之外的其他观测LR图像；双线性插值处理模块，用于对所述当前待补偿图像进行双线性插值处理，以得到与所 述当前待补偿图像对应的初始高分辨率HR图像；降质处理模块，用于依据所述子像素位移量和预设的内插因子对所述初始HR图像进 行降质处理，以得到与所述观测LR图像组对应的模拟LR图像组；第一判断模块，用于判断所述观测LR图像组与模拟LR图像组的误差值是否小于预设 门限值，如果是，则将所述初始HR图像作为当前待补偿图像的最终补偿图像；如果否，则触 发反投影模块；反投影模块，用于将观测LR图像与对应的模拟LR图像的差值图像反投影到所述初始 HR图像上，并触发第二判断模块；第二判断模块用于判断当前迭代次数是否大于预设的最大迭代次数，如果是，则将经 过反投影处理的初始HR图像作为当前待补偿图像的最终补偿图像；如果否，则触发所述降 质处理模块。
4.如权利要求3所述的装置，其特征在于，所述反投影模块包括计算子模块，用于计算所述观测LR图像与对应的模拟LR图像的差值图像； 内插处理子模块，用于依据预设的内插因子将所述差值图像进行内插处理； 叠加子模块，用于将经过内插处理的差值图像叠加到所述初始HR图像上。
5.如权利要求3或4所述的装置，其特征在于，所述双线性插值处理模块用于利用如下 公式对所述当前待补偿图像进行双线性插值处理f(x, y) = [f(l,0)-f(0,0)]x+[f(0,l)-f(0,0)]y+[f(l,l)+f(0,0)-f(0,l)-f (1,0)] xy+f(0,0)。
6.一种3D电视机，其特征在于，包括如权利要求1-5任一项所述的分辨率补偿装置， 所述分辨率补偿装置设置于所述3D电视机的视频输入与传输模块和偏光式3D显示模块之 间。
7.一种应用于3D图像显示的分辨率补偿方法，其特征在于，包括 按照时间帧顺序获取观测低分辨率LR图像组；将所述观测LR图像组中的第一幅图像作为当前待补偿图像； 采用超分辨率算法对所述当前待补偿图像进行分辨率补偿。
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述超分辨率算法为基于迭代反投影的超 分辨率算法。
9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述采用基于迭代反投影的超分辨率算法对所述当前待补偿图像进行分辨率补偿，包括计算参考图像与所述当前待补偿图像的子像素位移量；所述参考图像为观测LR图像 组中除了所述当前待补偿图像之外的其他LR图像；对所述当前待补偿图像进行双线性插值处理，以得到与所述当前待补偿图像对应的初 始高分辨率HR图像；依据所述子像素位移量和预设的内插因子对所述初始HR图像进行降质处理，以得到 与所述观测LR图像组对应的模拟LR图像组；判断所述观测LR图像组与模拟LR图像组的误差值是否小于预设门限值，如果是，则将 所述初始HR图像作为当前待补偿图像的最终补偿图像；如果否，则将观测LR图像与对应的 模拟LR图像的差值图像反投影到所述初始HR图像上；并在当前迭代次数大于预设的最大 迭代次数时，将经过反投影处理的初始HR图像作为当前待补偿图像的最终补偿图像；或者 在当前迭代次数不大于预设的最大迭代次数时，执行所述依据所述子像素位移量和预设的 内插因子对所述初始HR图像进行降质处理的步骤。
10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述将观测LR图像与对应的模拟LR图像 的差值图像反投影到所述初始HR图像，包括计算所述观测LR图像与对应的模拟LR图像的差值图像；依据预设的内插因子将所述差值图像进行内插处理；将经过内插处理的差值图像叠加到所述初始HR图像上。
11.如权利要求9或10所述的方法，其特征在于，所述对所述当前待补偿图像进行双线 性插值处理，为利用如下公式对所述当前待补偿图像进行双线性插值处理f(x, y) = [f(l,0)-f(0,0)]x+[f(0,l)-f(0,0)]y+[f(l,l)+f(0,0)-f(0,l)-f (1,0)] xy+f(0,0)。
全文摘要
本发明提供了应用于3D图像显示的分辨率补偿装置、3D电视机及方法，所述装置包括获取模块，用于按照时间帧顺序获取观测低分辨率LR图像组；设置模块，用于将所述观测LR图像组中的第一幅图像作为当前待补偿图像；分辨率补偿模块，用于采用超分辨率算法对所述当前待补偿图像进行分辨率补偿。采用本发明实施例公开的分辨率补偿装置、3D电视机及方法，得到的补偿图像的分辨率进一步得到了提升，从而能够使用户观看补偿后的高分辨率图像组成的电视节目时，可以提升用户的观看体验。
文档编号H04N7/01GK102036095SQ20101062069
公开日2011年4月27日 申请日期2010年12月31日 优先权日2010年12月31日
发明者张磊 申请人:青岛海信信芯科技有限公司