专利名称：立体图像系统及其控制方法
技术领域：
本发明涉及一种立体图像系统及其控制方法，特别涉及一种可根据显示画面以及环境光源的亮度变化来调整背光源以及快门眼镜的立体图像系统及其控制方法。
背景技术：
随着科技的进步，使用者所追求的不再只是高画质图像，而是具立体感且更真实感的图像显示。目前立体图像显示的技术主要可分为两种，亦即，一种需要视频输出装置一并搭配眼镜(例如红蓝眼镜、偏光眼镜或快门眼镜)使用，而另一种则仅需要视频输出装置 而无需搭配任何眼镜。针对快门眼镜而言，其目前已广泛地被使用来让使用者观看视频输出装置所呈现的立体图像，快门眼镜会具有两片镜片，并经由镜片开启与镜片关闭的适当切换而允许使用者的左眼观看到左眼图像以及使用者的右眼观看到右眼图像，如此以达到使左眼与右眼分别看到不同的图像画面的效果。然而人眼是通过锥状细胞(cone cells)与杆状细胞(rod cells)的调节来感应环境的颜色与明暗程度。锥状细胞与杆状细胞分别负责人眼的明视觉(photopic vision)与暗视觉(scotopic vision),而明视觉与暗视觉切换的过程称为暗适应与明适应。由于在明适应与暗适应的过程中，人眼无法正确地对焦，因此所看见的画面是模糊不清的，甚至可能会短暂地失去视觉。一般而言，通过快门眼镜观看立体图像的明暗变化所造成的影响可分为连续性对比与同步性对比两种。连续性对比是观看同一画面在不同时间点中画面的明暗变化，其可造成视觉暂留或是互补色效应等现象。同步性对比因为环境光源与观赏画面的交互关系，其可造成人眼辨识颜色与灰阶的错觉。不论是连续性对比或同步性对比皆会使人眼一直处于明视觉与暗视觉快速切换的状态，不仅增加眼睛的疲劳程度，并且在长时间观赏下容易广生晕眩等后遗症。因此，如何改善观看立体图像的舒适度，实为此一领域的重要课题之一。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种可根据显示画面以及环境光源的亮度变化来调整背光源以及快门眼镜的立体图像系统及其控制方法，以解决观看立体图像舒适度的问题。为解决上述技术问题，本发明的技术方案如下本发明是揭不一种立体图像系统，包括有一背光源；一,决门眼镜，包括有一第一镜片以及一第二镜片，其中该第一、第二镜片的一是用以观看左眼图像，以及该第一、第二镜片的另一是用以观看右眼图像；一计算单元，用来计算一立体图像信号中的两相邻图框的一亮度数据以产生一计算结果；一背光控制单元，耦接于该计算单元，用来根据该计算结果输出一背光控制信号以控制该背光源的亮度；以及一快门眼镜控制单元，耦接于该背光控制单元，用来根据该背光控制信号输出一第一控制信号与一第二控制信号以分别控制该立体图像系统的一第一镜片与一第二镜片于开启状态与关闭状态之间进行切换。本发明是另揭示一种立体图像系统的控制方法，包括有计算一立体图像信号中的两相邻图框的一亮度数据以产生一计算结果；根据该计算结果输出一背光控制信号以控制该立体图像系统的一背光源的亮度；以及根据该背光控制信号输出一第一控制信号与一第二控制信号以分别控制该立体图像系统的一第一镜片与一第二镜片于开启状态与关闭状态之间进行切换，其中该第一、第二镜片的一是用以观看左眼图像，以及该第一、第二镜片的另一是用以观看右眼图像。本发明的优点为本发明提供一种可根据显示画面以及环境光源的亮度变化来调整背光源以及快门眼镜的立体图像系统及其控制方法，其可通过计算立体图像信号的亮度数据调整背光源以及快门眼镜，减少明暗变化的对比，提升观看立体图像的舒适度。
图I为本发明显示一立体图像系统的第一实施例的示意图。
图2为立体图像系统的相关信号波形的一范例的示意图。图3为本发明显示一立体图像系统的第二实施例的示意图。图4为立体图像系统的相关信号波形的一范例的示意5为本发明一立体图像系统控制方法的一范例的流程图。图6为本发明一立体图像系统控制方法的另一范例的流程图。其中，附图标记说明如下100,300 立体图像系统110计算单元120背光控制单元130,330 快门眼镜控制单元122背光源132快门眼镜1322第一镜片1324第二镜片BL_CTRL 背光控制信号ST1_TRL 第一控制信号ST2_CTRL 第二控制信号SIG立体图像信号340 亮度检测单元
具体实施例方式请参考图1，图I为本发明显示一立体图像系统100的第一实施例的示意图。立体图像系统100包括有(但不局限于)一计算单元110、一背光控制单元120、一快门眼镜控制单兀130、一背光源122以及一1决门眼镜132。快门眼镜132包括有一第一镜片1322与一第二镜片1324，计算单元110计算一立体图像信号SIG中的两相邻图框(FRAME)(亦即连续两张对应于相同镜片的图框)的一亮度数据以产生一计算结果RST，背光控制单元120耦接于计算单元110，用来根据计算结果RST输出一背光控制信号BL_CTRL以控制背光源122的亮度，快门眼镜控制单元130耦接于该背光控制单元120，用来根据背光控制信号BL_CTRL输出一第一控制信号ST1_CTRL与一第二控制信号ST2_CTRL以分别控制第一镜片1322与第二镜片1324于开启状态与关闭状态之间进行切换，该第一、第二镜片的一是用以观看左眼图像，以及该第一、第二镜片的另一是用以观看右眼图像。本实施例中，快门眼镜132可以有线或无线的方式连接于立体图像系统100，本领域技术人员可根据以上修饰或变化，但不以此为限，另外，背光源122可以是发光二极管(Light Emitting Diode,LED)、冷阴极管(Cold Cathode Fluorescent Lamp, CCFL)等光源产生装置,但此并非本发明的限制条件。请注意，快门眼镜控制单元130是根据背光控制信号BL_CTRL输出一第一控制信号ST1_CTRL与一第二控制信号ST2_CTRL，例如，于背光控制信号BL_CTRL由一关闭状态转换至一开启状态前，快门眼镜控制单元130控制第一控制信号ST1_CTRL由一开启状态转换至一关闭状态且第二控制信号ST2_CTRL由一关闭状态转换至一开启状态，并且于背光控制信号BL_CTRL由该开启状态转换至该关闭状态后以及由该关闭状态再次转换至该开启状态前，控制第一控制信号ST1_CTRL由该关闭状态转换至该开启状态且第二控制信号ST2_CTRL由该开启状态转换至该关闭状态，换句话说，第一控制信号ST1_CTRL与第二控制 信号ST2_CTRL进行开启状态与关闭状态的切换，皆需要在背光控制信号BL_CTRL处于关闭状态时完成，以避免有残影(crosstalk)的现象产生。详细来说，计算单元110可计算出立体图像信号SIG中每一个图框的一最高亮度、一最小亮度以及一平均亮度，并且根据该平均亮度计算出该两相邻图框的一平均亮度变化，并且将该平均亮度变化以及分别对应于该两相邻图框的最高亮度与最小亮度来产生计算结果RST，当计算结果RST指示该两相邻图框的一相对亮度变化量大于一预设值时，背光控制单元120是根据计算结果RST来调整背光控制信号BL_CTRL中对应于该两相邻图框的多个开启状态的时间，更近一步地说，当该相对亮度变化量指示该两相邻图框由暗转亮时，该背光控制单元120便缩短该多个开启状态的时间，反过来说，当该相对亮度变化量指示该两相邻图框由亮转暗时，该背光控制单元120便延长该多个开启状态的时间，以减少连续性对比所引起的视觉疲劳。值得注意的是，调整开启状态的时间仅为本实施例中的一参考作法，其精神在于调整背光源122的亮度，本领域技术人员当可据以修饰或变化，如调整开启状态的电压等，本发明并不以此为限。接下来举例说明立体图像系统100如何调整背光源122的亮度的相关运作。请参考图2,图2为立体图像系统100的相关/[目号波形的一范例的不意图。如图2所不，当该两相邻图框由暗转亮时，背光控制单元120缩短背光控制信号BL_CTRL中对应于该两相邻图框的该多个开启状态的时间以产生背光控制信号BL_CTRL’。例如，背光控制信号BL_CTRL于时间点Tl，T3，T5，T7等时由一关闭状态转换至一开启状态，以及于相对应的时间点T2，T4, T6，T8等时由该开启状态转换至该关闭状态，背光控制单元120背光控制信号BL_CTRL由该开启状态转换至该关闭状态的相对应的时间点T2，T4，T6，T8调整为时间点T2’，T4’，T6’，T8’，也就是说，背光控制信号BL_CTRL’于时间点Tl，T3，T5，T7等时由一关闭状态转换至一开启状态，以及于相对应的时间点T2’，T4’，T6’，T8’等时由该开启状态转换至该关闭状态。由图2可知，背光控制信号BL_CTRL’相比较于背光控制信号BL_CTRL处于开启状态的时间较短，亦即背光源122的亮度较低，因此可以有效地补偿该两相邻图框由暗转亮所带来的影响，亦即减少同步性对比所造成的影响，进而减轻眼睛的负担，增加观赏立体图像的舒适感。需注意的是，第一控制信号ST1_CTRL与该第二控制信号ST2_CTRL进行开启状态与关闭状态的切换的区段A，B，C，D分别位于时间点Tl，T3，T5，T7之前，以及时间点T2，T4，T6，T8与时间点T2’，T4’，T6’，T8’之后，亦即无论是缩短或是延长开启状态的时间，第一控制信号ST1_CTRL与第二控制信号ST2_CTRL进行开启状态与关闭状态的切换皆需要在背光控制信号BL_CTRL处于关闭状态时完成，以避免有残影的现象产生。请注意，依据上述背光控制单元120缩短背光控制信号BL_CTRL来产生背光控制信号BL_CTRL’的教导，本领域技术人员便能推导出当该相对亮度变化量指示该两相邻图框由亮转暗时，背光控制单元120如何便延长该多个开启状态的时间，为简洁起见，在此不再赘述。请参考图3，图3为本发明显示一立体图像系统300的第二实施例的示意图。图I的立体图像系统100的架构与图3的立体图像系统300类似，两者不同之处在于立体图像 系统300另包括有一亮度检测单元340，亮度检测单元340耦接于快门眼镜控制单元330，用来检测环境光源的一亮度以产生一检测结果LUM，快门眼镜控制单元130是根据检测结果LUM来输出该第一控制信号ST1_CTRL与该第二控制信号ST2_CTRL，当检测结果LUM指示该环境光源与该立体图像的亮度的变化量大于一预设值时，快门眼镜控制单元130增加第一控制信号ST1_CTRL与第二控制信号ST2_CTRL的一开启状态的时间。接下来再举一个例说明立体图像系统300如何调整快门眼镜132的相关运作。请参考图4,图4为立体图像系统300的相关"[目号波形的一范例的不意图。如图4所不，売度检测单元340检测环境光源的一亮度以产生检测结果LUM，当检测结果LUM指示该亮度大于一预设值时，快门眼镜控制单元330增加第一控制信号ST1_CTRL与第二控制信号ST2_CTRL的该开启状态的时间，以分别产生第一控制信号ST1_CTRL’与第二控制信号ST2_CTRL’，由图4可知，区段E’，F’，G’分别大于经过立体图像系统300调整过后所对应的区段E，F，G，也就是说，相较于第一控制信号ST1_CTRL与第二控制信号ST2_CTRL，第一控制信号ST1_CTRL’与第二控制信号ST2_CTRL’同时处于开启状态的时间较长，因此可以增加眼睛适应环境光源的时间，减少环境光源过亮所带来的不适。需注意的是，无论是区段E，F，G或是区段E’，F’，G’接需要分别位于时间点Tl，T3，T5，T7之前，以及时间点T2，T4，T6，T8之后，亦即位于背光控制信号BL_CTRL的关闭状态的区段中，以避免残影的出现。立体图像系统100的运作方式可进一步归纳为一立体图像系统的控制方法流程，如图5所示，其包括(但不局限于)以下的步骤(请注意，假若可获得实质上相同的结果，则这些步骤并不一定要遵照图5所示的执行次序来执行)步骤S500:开始。步骤S510 :计算一立体图像信号SIG中的两相邻图框FRAME的一亮度数据以产生一计算结果RST。步骤S520 :根据该计算结果输出一背光控制信号BL_CTRL以控制该立体图像系统的一背光源122的亮度。步骤S530 :根据背光控制信号BL_CTRL输出一第一控制信号ST1_CTRL与一第二控制信号ST2_CTRL以分别控制该立体图像系统的一第一镜片1322与一第二镜片1324于开启状态与关闭状态之间进行切换。步骤S540:结束。图5中的立体图像系统的控制方法流程的各步骤是为立体图像系统100的各元件的运作方式，详细说明及变化可参考前述，于此不赘述。立体图像系统300的工作方式可进一步归纳为一立体图像系统的控制方法流程，如图6所示，其包括(但不局限于)以下的步骤(请注意，假若可获得实质上相同的结果，则这些步骤并不一定要遵照图6所示的执行次序来执行)步骤S600:开始。步骤S610 :计算一立体图像信号SIG中的两相邻图框FRAME的一亮度数据以产生一计算结果RST。 步骤S620 :根据该计算结果输出一背光控制信号BL_CTRL以控制该立体图像系统的一背光源122的亮度。步骤S630 :检测环境光源的一亮度以产生一检测结果LUM0步骤S640 :根据背光控制信号BL_CTRL与检测结果LUM输出一第一控制信号ST1_CTRL与一第二控制信号ST2_CTRL以分别控制该立体图像系统的一第一镜片1322与一第二镜片1324于开启状态与关闭状态之间进行切换。步骤S650:结束。图6中的立体图像系统的控制方法流程的各步骤是为立体图像系统300的各元件的工作方式，详细说明及变化可参考前述，于此不赘述。上述各流程的步骤仅为本发明所举可行的实施例，并非限制本发明的限制条件，且在不违背本发明的精神的情况下，该些方法可另包括其他的中间步骤或者可将几个步骤合并成单一步骤，以做适当的变化。由上可知，本发明提供一种可根据亮度变化调整背光源以及快门眼镜的立体图像系统及其控制方法，通过增加眼睛适应环境光源的时间，以及减少立体图像中连续性对比所造成的影响，来降低眼睛疲劳的程度，以避免晕眩等后遗症的发生，进而提升使用者观看立体图像的舒适度。以上所述仅为本发明的优选实施例，凡依本发明权利要求所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。
权利要求
1.一种立体图像系统，包括有 一背光源； 一,决门眼镜，包括有一第一镜片以及一第二镜片，其中该第一、第二镜片的一是用以观看左眼图像，以及该第一、第二镜片的另一是用以观看右眼图像； 一计算单元，用来计算一立体图像信号中的两相邻图框的一亮度数据以产生一计算结果; 一背光控制单元，耦接于该计算单元，用来根据该计算结果输出一背光控制信号以控制该背光源的亮度；以及 一快门眼镜控制单元，耦接于该背光控制单元，用来根据该背光控制信号输出一第一控制信号与一第二控制信号以分别控制该立体图像系统的一第一镜片与一第二镜片于开启状态与关闭状态之间进行切换。
2.如权利要求I项所述的立体图像系统，其特征为，在该背光控制信号由一关闭状态转换至一开启状态前，该快门眼镜控制单元控制该第一控制信号由一开启状态转换至一关闭状态以及该第二控制信号由一关闭状态转换至一开启状态，并且于该背光控制信号由该开启状态转换至该关闭状态后以及由该关闭状态再次转换至该开启状态前，控制该第一控制信号由该关闭状态转换至该开启状态且该第二控制信号由该开启状态转换至该关闭状态。
3.如权利要求I项所述的立体图像系统，其特征为，当该计算结果指示该两相邻图框的一相对亮度变化量大于一预设值时，该背光控制单元是根据该计算结果来调整该背光控制信号中对应于该两相邻图框的多个开启状态的电压。
4.如权利要求I项所述的立体图像系统，其特征为，当该计算结果指示该两相邻图框的一相对亮度变化量大于一预设值时，该背光控制单元是根据该计算结果来调整该背光控制信号中对应于该两相邻图框的多个开启状态的时间，其中当该相对亮度变化量指示该两相邻图框由暗转亮时，该背光控制单元是缩短该多个开启状态的时间。
5.如权利要求I项所述的立体图像系统，其特征为，还包括有 一亮度检测单元，耦接于该快门眼镜控制单元，用来检测环境光源的一亮度以产生一检测结果，其中该快门眼镜控制单元是另根据该检测结果来输出该第一控制信号与该第二控制信号； 其中当该检测结果指示该亮度大于一预设值时，该快门眼镜控制单元增加该第一控制信号与该第二控制信号的一开启状态的时间。
6.如权利要求I项所述的立体图像系统，其特征为，该亮度数据是为该图框的一最高亮度、一最小亮度以及一平均亮度。
7.一种立体图像系统的控制方法，包括有 计算一立体图像信号中的两相邻图框的一亮度数据以产生一计算结果； 根据该计算结果输出一背光控制信号以控制该立体图像系统的一背光源的亮度；以及 根据该背光控制信号输出一第一控制信号与一第二控制信号以分别控制该立体图像系统的一第一镜片与一第二镜片于开启状态与关闭状态之间进行切换，其中该第一、第二镜片的一是用以观看左眼图像，以及该第一、第二镜片的另一是用以观看右眼图像。
8.如权利要求7项所述的方法，其特征为，根据该背光控制信号输出该第一控制信号与该第二控制信号以分别控制该立体图像系统的该第一镜片与该第二镜片于开启状态与关闭状态之间进行切换的步骤包括有 在该背光控制信号由一关闭状态转换至一开启状态前，控制该第一控制信号由一开启状态转换至一关闭状态且该第二控制信号由一关闭状态转换至一开启状态，并且于该背光控制信号由该开启状态转换至该关闭状态后以及由该关闭状态再次转换至该开启状态前，控制该第一控制信号由该关闭状态转换至该开启状态且该第二控制信号由该开启状态转换至该关闭状态。
9.如权利要求7项所述的方法，其特征为，当该计算结果指示该两相邻图框的一相对亮度变化量大于一预设值时，根据该计算结果来调整该背光控制信号中对应于该两相邻图框的多个开启状态的电压。
10.如权利要求7项所述的方法，其特征为，当该计算结果指示该两相邻图框的一相对亮度变化量大于一预设值时，根据该计算结果来调整该背光控制信号中对应于该两相邻图框的多个开启状态的时间。
11.如权利要求10项所述的方法，其特征为，当该相对亮度变化量指示该两相邻图框由暗转亮时，是缩短该多个开启状态的时间。
12.如权利要求7项所述的方法，其特征为，还包括有 检测环境光源的一亮度以产生一检测结果；以及 另根据该检测结果来输出该第一控制信号与该第二控制信号； 其中当该检测结果指示该亮度大于一预设值时，增加该第一控制信号与该第二控制信号的一开启状态的时间。
13.如权利要求7项所述的方法，其特征为，该亮度数据是为该图框的一最高亮度、一最小亮度以及一平均亮度。
全文摘要
本发明公开了立体图像系统包括有背光源；快门眼镜，包括有第一镜片及第二镜片，其中第一、第二镜片的一用来观看左眼图像，第一、第二镜片的另一用来观看右眼图像；计算单元，用来计算立体图像信号中的两相邻图框的亮度数据以产生计算结果；一背光控制单元，用来根据该计算结果输出背光控制信号以控制背光源的亮度；以及一快门眼镜控制单元，耦接于该背光控制单元，用来根据背光控制信号输出第一控制信号与第二控制信号以分别控制快门眼镜的第一镜片与第二镜片于开启状态与关闭状态之间进行切换。
文档编号H04N13/00GK102833557SQ20111016574
公开日2012年12月19日 申请日期2011年6月16日 优先权日2011年6月16日
发明者黄士挺, 李建纬 申请人:宏碁股份有限公司