专利名称：一种2d图像转3d图像的方法
技术领域：
本发明属于立体显示技术领域，尤其涉及一种2D图像转3D图像的方法。
背景技术：
电视技术的发展正在经历2D显示技术向3D显示技术的快速转变。越来越多的平板显示屏的供应商致力于推出各种3D电视屏，从120Hz、240Hz左右眼图像的分时显示技术到60Hz、120Hz的偏光显示技术。随着3D电视规模化的生产，成本也进一步下降到与普通电视相差无几的程度，3D显示技术也必将成为电视的标准配置。由于3D图像内容在最近相当长的时间会非常匮乏，3D片源的拍摄也是远水不解近渴，而现有的2D优秀片源却比比皆是，将2D片源转成3D格式的片源无疑是一条捷径。目前，业界研究的可供3D电视采用的2D图像转3D图像算法种类众多有基于色彩学，将物体 边缘突出部分高亮显示，凹下去部分暗淡显示，使人眼产生视觉上的错觉形成3D效果；也有基于提取图像的深度信息，动态的将2D图像的不同区域进行远景和近景的区分，通过位移合成左右眼图像。从3D效果、稳定性、正确性等方面来评估现有的2D图像转3D图像算法，每种都有自己的优势，也有自己的不足。目前业界掌握将2D图像转3D图像技术商用的厂家屈指可数，然而，无论采用上述哪种技术，都需要通过专用的视频处理芯片将2D图像转化成3D图像。这样导致该3D电视的硬件成本增加，产品开发周期长。
发明内容
本发明的目的在于提供一种2D图像转3D图像的方法，旨在解决现有技术中存在的2D图像转3D图像转换方法成本高，产品开发周期长的问题。问题。本发明是这样实现的，一种2D图像转3D图像的方法，该方法包括以下步骤提供一图像处理系统，该图像处理系统包括第一信号处理模块和第二信号处理模块；该第一信号处理模块和该第二信号处理模块同时捕获同一信号源的有效区域，该第一信号处理模块和该第二信号处理模块捕获的有效区域存在视差；分别逐行处理该第一、第二信号处理模块所捕获的信号；及交织经该第一、第二信号处理模块逐行处理的信号并送入显示器进行显不O该图像处理系统还包括MCU处理单元、第一信号捕获模块及第二信号捕获模块，该MCU处理单元控制该第一、第二信号捕获模块同时捕获同一信号源的有效区域。该图像处理系统还包括第一、第二前级缩放模块，分别对应缩放该第一、第二信号捕获模块所捕获的信号以形成适合后续处理的信号格式。该图像处理系统还包括第一、第二逐行处理模块，该第一、第二逐行处理模块分别对应处理来自该第一、第二前级缩放模块的信号，将第一前级缩放模块的信号的第一行作为显示屏显示图像的第一行，第二前级缩放模块的信号的第一行作为显示图像的第二行，第一前级缩放模块的信号的第二行作为显示图像的第三行，第二前级缩放模块的信号的第二行作为显示图像的第四行，依次处理直到第一、第二前级缩放模块一帧图像信号的最后一行。该图像处理系统还包括第一、第二后级缩放模块，该第一、第二后级缩放模块分别将来自该第一、第二逐行处理模块的信号缩放成适合显示屏分辨率显示的格式图像。该图像处理系统还包括信号叠加模块，在信号交织步骤中利用该信号叠加模块将该第一、第二后级缩放模块的信号交织并输出到显示器显示。该信号源为逐行信号源。该信号源为隔行信号源，在步骤捕获同一信号源过程中，捕获的是隔行信号源的 奇场信号或偶场信号。本发明的2D图像转3D图像的方法，利用第一信号处理模块和第二信号处理模块，分别对应捕获同一信号源的有效区域，并进行前级缩放，逐行，后级缩放及叠加交织处理，该方法无需增加新的硬件，利用现有2D电视硬件即可完成2D图像转3D图像，硬件成本低，产品开发周期短。
图I是本发明2D图像转3D图像内部信号处理系统示意图；图2是图I是第一、第二信号捕获模块捕获的同一信源具有位移视差信息的示意图；图3是本发明的逐行信号2D图像转3D图像方法的示意图；图4是本发明的隔行信号2D图像转3D图像一种方法的示意图；图5是本发明的隔行信号2D图像转3D图像另一种方法的示意图。
具体实施例方式为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。请参阅图1，图I是本发明2D图像转3D图像内部信号处理系统示意图。该图像处理系统I包括处理模块2和显示屏3。该处理模块2接收并处理外部视频信号，该外部视频信号包括电视广播信号以及电脑、DVD、USB播放器等传输过来的所有模拟或数字视频信号。该显示屏3用来显示经过该处理模块2处理后的信号图像。该处理模块2包括第一信号处理模块11、第二信号处理模块12、信号叠加模块13、MCU处理单元14及存储器15。该MCU处理单元14控制该第一信号处理模块11和第二信号处理模块12接收来自同一外部信号源的信号。同时该MCU处理单元14控制该第一信号处理模块11和第二信号处理模块12内部的处理模块来进行工作。该第一信号处理模块11包括第一信号捕获模块110、第一前级缩放模块112、第一逐行处理模块114及第一后级处理模块116。该第一信号捕获模块110在该MCU处理单元14的控制下捕获输入到该第一信号处理模块11的信号的有效区域，包括信号捕获区域和位置的选取。捕捉到的有效区域数据存放在该存储器15中。该第一前级缩放模块112对输入的各种分辨率的信号进行选择性缩放成少数几种格式的分辨率以便于后端的第一逐行处理模块114进行逐行算法处理。该第一后级缩放模块116将该第一逐行处理模块114处理后的信号进行水平缩放成可以匹配该显示屏3的屏幕分辨率的图像。同样，该第二信号处理模块12包括第二信号捕获模块120、第二前级缩放模块122、第二逐行处理模块124及第二后级缩放模块126。该第二信号处理模块12在该MCU处理单元14的控制下接收同一外部信号源，该第二信号捕获模块120在该MCU处理单元14的控制下捕获输入到该第二信号处理模块12的信号的有效区域，包括信号捕获区域和位置的选取。捕捉到的有效区域数据也存放在该存储器15中。该第二前级缩放模块122对输入的各种分辨率的信号进行选择性缩放成少数几种格式的分辨率以便于后端的第二逐行处理模块124进行逐行算法处理。该第二后级缩放模块126将该第二逐行处理模块124处理后的信号进行水平缩放成可以匹配该显示屏2的屏幕分辨率的图像。该外部信号源被该第一信号处理模块11和该第二信号处理模块12同时处理后，再输入到该信号叠加模块13中，将第一信号处理模块11输出的第一信号图像和第二信号处理模块12输出的第二信号图像进行垂直方向叠加和同步，以形成将第一、第二信号捕获模块110、120捕获的画面一行又一行的交替输出来显示。其中，该第一信号处理模块11输出的信号作为左眼画面内容；该第二信号处理模块12输出的信号作为右眼画面内容。该显·示屏3显示该处理模块2输出的视频信号，垂直方向交替显示一行转换成3D视频的左眼图像内容，一行转换成3D视频的右眼图像内容。请同时参阅图2，图2是第一、第二信号捕获模块捕获的同一信号源具有位移视差信息的示意图。该第一捕获模块110将外部视频信号A整体捕获入该存储器15中，然后读取该存储器15中的水平位移上的不同区域。该外部视频信号A表示该信号源的当前2D图像的整体内容，该视频信号Al及A2是被读取用来显示的有效图像区域，被用来显示的有效图像区域可以通过设置不同的偏移值LI、L2得到具有不同水平位移的图像。在第一、第二信号处理模块11、12中获取了具有不同水平位移的图像，分别可作为虚拟3D图像的左眼图像和右眼图像。下面结合具体的例子说明本发明的逐行及隔行2D图像转3D图像方法的示意图。请同时参阅图3，图3是本发明的逐行信号2D图像转3D图像方法的示意图。假定该显示屏3的分辨率为1920*1080，以720P(有效分辨率为1280*720)信号的2D图像转3D图像为例。外部720P信号源101经过该MCU处理单元14选通分别输入给该第一、第二处理模块11、12，该第一、第二处理模块11、12分别同时捕获该同一信号源101，即分别经过步骤102第一通道信号捕获和第二通道信号捕获103。依据图2所示方法将该第一信号处理模块11捕获到图像内容当作左眼画面内容，将第二信号处理模块12捕获到图像内容当作右眼画面内容；经过该第一、第二前级缩放模块112、122时，即分别经过步骤104第一通道信号前级缩放及第二通道信号前级缩放105处理的过程，将对应的信号缩成1280*540 (垂直方向为屏垂直分辨率的一半)；该第一逐行处理模块114将该第一信号捕获模块110捕获的信号区域中的第一行作为输出时的第一行，该第二逐行处理模块124将该第二信号捕获模块120捕获的信号区域的第一行作为输出的第二行，该第一逐行处理模块114将该第一信号捕获模块110捕获的信号区域中的第二行作为输出时的第三行，该第二逐行处理模块124将该第二信号捕获模块120捕获的信号区域的第二行作为输出的第四行，以此类推，直至分别取尽该第一信号捕获模块110和第二信号捕获模块120所捕获信号的所有行，即步骤106 ;分别经过该第一、第二后级缩放模块116、126在水平方向上放大成1920*1080的满屏画面，参见步骤107 ;再经过该信号叠加模块13可以将来自第一信号处理模块11的行数据和第二信号处理模块12的行数据同步输出给该显示屏3显示。2D图像转3D图像，可通过如下函数(I)将逐行信号合并成按行交替显示的3D画面；(l)MApi_VerDeinterlace_MainPipSignal (bBool bMainFirst)描述将捕获到存储器中的第一信号处理模块中的信号和第二信号处理模块中的信号合并在一起交织逐行处理，最终输出的是一行第一信号处理模块和第二信号处理模块的顺序交替的信号，一行第二信号处理模块和第一信号处理模块的顺序交替的信号。
bMainFirst =TURE第一信号处理模块11和第二信号处理模块12画面交替合并逐行输出时，第一信号处理模块11被选定的用来做逐行的区域中的第一行作为输出时的第一行，第二信号处理模块12中的第一行作为输出的第二行；第一信号处理模块11中的第二行作为输出时的第三行，第二信号处理模块12中的第二行作为输出的第四行；以此类推，直至取尽第一、第二信号处理模块11、12中的信号中用来做逐行处理的行。bMainFirst =FALSE第一信号处理模块11和第二信号处理模块12画面交替合并逐行输出时，第二信号处理模块12被选定的用来做逐行的区域中的第一行作为输出时的第一行，第一信号处理模块11中的第一行作为输出的第二行；第二信号处理模块12中的第二行作为输出时的第三行，第一信号处理模块11中的第二行作为输出的第四行；以此类推，直至取尽第一、第二信号处理模块11、12中的信号中用来做逐行处理的行。请同时参阅图4，图4是本发明的隔行信号2D图像转3D图像一种方法的示意图。假定该显示屏3的分辨率为1920*1080，以576i (有效分辨率为720*288/场)信号的2D图像转3D图像为例。外部576i信号以连续的奇场和偶场信号经过该MCU处理单元14选通输入到该第一、第二信号处理模块11、12,该第一、第二信号捕获模块110、120分别同时捕获同一信号源，在本实施例中为奇场信号201，依据图2所示方法将第一信号捕获模块110捕获到的图像内容当作左眼画面内容，将第二信号捕获模块120捕获到的图像内容当作右眼画面内容，即分别经过步骤202第一通道信号捕获及步骤203第二通道信号捕获；该隔行信号的奇场信号201经过前级缩放模块时，将会直通，即步骤204，不需再经过前级的缩放处理；步骤205，该第一逐行处理模块114将奇场信号的被捕获区域中的第一行作为输出时的第一行，该第二逐行处理模块124将奇场信号的的第一行作为输出的第二行，该第一逐行处理模块114将奇场信号的第二行作为输出时的第三行,该第二逐行处理模块124将奇场信号的第二行作为输出的第四行，以此类推，直至取尽两处理模块奇场信号被捕获的信号的所有行；分别经过第一、第二后级缩放模块116、126在水平方向上放大成如768*576行的满屏画面，即步骤206 ;经过信号叠加模块13可以将来自二处理模块的行数据叠加以形成一帧分辨率为720*576的一行接一行的奇场画面交织的图像并同步输出给屏显示。在将2D图像转3D图像可以利用下述函数(2)进行转换处理(2) MApi_VerDeinterlace2_MainPipSignal (bBool bMainFirst)描述将捕获到存储器中的第一、第二信号处理模块的信号合并在一起逐行，最终将第一、第二信号处理模块的信号相邻的奇场信号，通过插行后变成一帧全是奇场内容的图像。bMainFirst=TURE 第一信号处理模块11和第二信号处理模块12画面交替合并逐行输出时，第一信号处理模块11中被选定的用来做逐行的区域中的奇场信号201的第一行作为输出时的第一行，第二信号处理模块12的奇场信号201的第一行作为输出的第二行；第一信号处理模块11中的奇场信号的第二行作为输出时的第三行，第二信号处理模块12中的奇场信号201的第二行作为输出的第四行；以此类推，直至取尽第一、第二信号处理模块11、12中信号被选中用来做逐行处理的奇场信号的行，以形成ー帧图像。bMainFirst=FALSE第一信号处理模块11和第二信号处理模块12画面交替合并逐行输出时，第二信号处理模块12中被选定的用来做逐行的区域中的奇场信号201的第一行作为输出时的第一行，第一信号处理模块11的奇场信号201的第一行作为输出的第二行；第二信号处理模块12中的奇场信号201的第二行作为输出时的第三行，第一信号处理模块11中的奇场信号201的第二行作为输出的第四行；以此类推，直至取尽第一、第二信号处理模块11、12中信号被选中用来做逐行处理的奇场信号的行，以形成ー帧图像。请同时參阅图5，图5是本发明的隔行信号2D图像转3D图像另ー种方法的示意图。该转换方法和图4所示转换方法基本相同，不同之处在干，所示外部信号源是利用隔行信号源的偶场信号301。后续处理过程与隔行信号源的奇场信号201处理过程类似，在此不 再赘述。无论是逐行原始信号还是隔行原始信号，经过上述的2D转3D的方法都可以将该第一信号处理模块11的信号当作左眼图像，第二信号处理模块12当作右眼图像。从而将2D图像信号，经过该第一、第二信号处理模块11、12处理组合后再通过该信号叠加模块13的最終交织输出具有3D图像信息的左眼图像和右眼图像到电视屏幕，用户可以通过偏光眼镜，使左眼只看到左眼信号行，右眼只看到右眼信号的行。最终经过大脑合成后，就会感觉到3D的图像。本发明2D图像转3D图像的方法利用现有的硬件资源，不增加硬件成本，在这方面相较于目前使用专门的2D转3D图像处理芯片进行2D图像转3D图像的方法，能节省5 10美元，缩短产品开发开发周期约I个月。以上该仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种2D图像转3D图像的方法，该方法包括以下步骤提供一图像处理系统，该图像处理系统包括第一信号处理模块和第二信号处理模块； 该第一信号处理模块和该第二信号处理模块同时捕获同一信号源的有效区域，该第一信号处理模块和该第二信号处理模块捕获的有效区域存在视差； 分别逐行处理该第一、第二信号处理模块所捕获的信号；及 交织经该第一、第二信号处理模块逐行处理的信号并送入显示器进行显示。
2.根据权利要求I所述的2D图像转3D图像的方法，其特征在于，该图像处理系统还包括MCU处理单元、第一信号捕获模块及第二信号捕获模块，该MCU处理单元控制该第一、第二信号捕获模块同时捕获同一信号源的有效区域。
3.根据权利要求2所述的2D图像转3D图像的方法，其特征在于，该图像处理系统还包括第一、第二前级缩放模块，分别对应缩放该第一、第二信号捕获模块所捕获的信号以形成适合后续处理的信号格式。
4.根据权利要求3所述的2D图像转3D图像的方法，其特征在于，该图像处理系统还包括第一、第二逐行处理模块，该第一、第二逐行处理模块分别对应处理来自该第一、第二前级缩放模块的信号，将第一前级缩放模块的信号的第一行作为显示屏显示图像的第一行，第二前级缩放模块的信号的第一行作为显示图像的第二行，第一前级缩放模块的信号的第二行作为显示图像的第三行，第二前级缩放模块的信号的第二行作为显示图像的第四行，依次处理直到第一、第二前级缩放模块一帧图像信号的最后一行。
5.权利要求4所述的2D图像转3D图像的方法，其特征在于，该图像处理系统还包括第一、第二后级缩放模块，该第一、第二后级缩放模块分别将来自该第一、第二逐行处理模块的信号缩放成适合显示屏分辨率显示的格式图像。
6.根据权利要求5所述的2D图像转3D图像的方法，其特征在于，该图像处理系统还包括信号叠加模块，在信号交织步骤中利用该信号叠加模块将该第一、第二后级缩放模块的信号交织并输出到显示器显示。
7.根据权利要求I所述的2D图像转3D图像的方法，其特征在于，该信号源为逐行信号源。
8.根据权利要求I所述的2D图像转3D图像的方法，其特征在于，该信号源为隔行信号源。
9.根据权利要求8所述的2D图像转3D图像的方法，其特征在于，在步骤捕获同一信号源过程中，捕获的是隔行信号源的奇场信号。
10.根据权利要求8所述的2D图像转3D图像的方法，其特征在于，在步骤捕获同一信号源过程中，捕获的是隔行信号源的偶场信号。
全文摘要
本发明适用于3D显示技术领域，提供了一种2D图像转3D图像的方法。该方法包括如下步骤提供一图像处理系统，该图像处理系统包括第一信号处理模块和第二信号处理模块；该第一信号处理模块和该第二信号处理模块同时捕捉同一信号源的有效区域；分别逐行处理该第一、第二信号处理模块所捕获的信号；交织经该第一、第二信号处理模块逐行处理的信号并送入显示器进行显示。该方法无需增加新的硬件，利用现有2D电视硬件即可完成2D图像转3D图像，硬件成本低，产品开发周期短。
文档编号H04N13/04GK102843565SQ20121030932
公开日2012年12月26日 申请日期2012年8月28日 优先权日2012年8月28日
发明者杨福军, 王凌晨 申请人:深圳Tcl新技术有限公司