一种三维图像的处理装置及处理系统的制作方法

本发明涉及显示技术领域，尤指一种三维图像的处理装置及处理系统。

背景技术：

三维(3Dimension,3D)图像显示与二维(2Dimension,2D)图像显示相比，具有画面立体逼真的特点，可使图像不局限于屏幕平面，可大大提高观看者的视觉体验。

目前，3D图像的存储格式主要包括以下五种：帧封装格式、左右格式、上下格式、逐行扫描格式和双输入格式；其中，帧封装格式为在每帧图像中包含了两幅画面，即左眼图像和右眼图像，并且左眼图像和右眼图像在每帧图像中交替排列，在图像信号传送至显示设备后，由显示设备识别信号并进行处理和播放；左右格式与上下格式相似，是将左眼图像和右眼图像在水平方向或垂直方向上压缩至一半的宽度，再组合成为一个整幅图像进行传输；逐行扫描格式是以像素行为单位，按照奇数行为左眼图像偶数行为右眼图像，或奇数行为右眼图像偶数行为左眼图像的方式进行交织的视频图像；双输入格式与上述四种格式不同的是，上述四种格式均是通过一个接口输入图像信号，双输入格式则是通过两个接口分别输入左眼图像信号和右眼图像信号，无需压缩。

然而，对于现有的3D图像显示系统来讲，并不能完全支持上述五种存储格式，即支持的3D图像存储格式较为单一，并且支持的3D图像分辨率和扫描频率较少，在显示过程中很容易造成图像数据损失；基于此，如何解决上述这些问题，实现超高清、无损失的3D图像显示，成为了本领域技术人员亟待解决的技术问题。

技术实现要素：

本发明实施例提供一种三维图像的处理装置及处理系统，用以解决现有技术中如何实现对现有五种存储格式的3D图像信号的输入，并且实现超高清、无损失的3D图像显示。

本发明实施例提供了一种三维图像的处理装置，包括：接收模块、像素处理模块、以及输出模块；其中，

所述接收模块，用于接收具有不同存储格式且具有不同扫描频率的高清或全高清的三维图像信号，将接收到的所述三维图像信号进行处理，得到左眼图像信号和右眼图像信号；

所述像素处理模块，用于对所述左眼图像信号和所述右眼图像信号分别进行像素拉伸处理；

所述输出模块，用于对所述像素处理模块输出的所述左眼图像信号和所述右眼图像信号进行交织处理，得到具有逐行扫描存储格式的超高清三维图像信号，并将所述超高清三维图像信号输出至连接的相应接口。

在一种可能的实施方式中，在本发明实施例提供的上述处理装置中，所述接收模块，具体包括：

接收电路，用于接收具有不同存储格式且具有不同扫描频率的高清或全高清的三维图像信号，并将所述三维图像信号转换成具有统一格式的三维图像信号；

提取电路，用于将具有统一格式的三维图像信号进行解交织处理，得到左眼图像信号和右眼图像信号；

左眼预处理电路，用于将所述提取电路输出的左眼图像信号做相应比例的像素拉伸和倍频处理，得到全高清的左眼图像信号；

右眼预处理电路，用于将所述提取电路输出的右眼图像信号做相应比例的像素拉伸和倍频处理，得到全高清的右眼图像信号。

在一种可能的实施方式中，在本发明实施例提供的上述处理装置中，所述左眼预处理电路，具体包括：

第一左眼像素预处理单元，用于将所述提取电路输出的左眼图像信号做相应比例的像素拉伸处理，得到全高清的左眼图像信号；

第一左眼频率预处理单元，用于将所述第一左眼像素预处理单元输出的全高清的左眼图像信号做相应比例的倍频处理；

所述右眼预处理电路，具体包括：

第一右眼像素预处理单元，用于将所述提取电路输出的右眼图像信号做相应比例的像素拉伸处理，得到全高清的右眼图像信号；

第一右眼频率预处理单元，用于将所述第一右眼像素预处理单元输出的全高清的右眼图像信号做相应比例的倍频处理。

在一种可能的实施方式中，在本发明实施例提供的上述处理装置中，所述左眼预处理电路，具体包括：

第二左眼频率预处理单元，用于将所述提取电路输出的左眼图像信号做相应比例的倍频处理；

第二左眼像素预处理单元，用于将所述第二左眼频率预处理单元输出的左眼图像信号做相应比例的像素拉伸处理，得到全高清的左眼图像信号；

所述右眼预处理电路，具体包括：

第二右眼频率预处理单元，用于将所述提取电路输出的右眼图像信号做相应比例的倍频处理；

第二右眼像素预处理单元，用于将所述第二右眼频率预处理单元输出的右眼图像信号做相应比例的像素拉伸处理，得到全高清的右眼图像信号。

在一种可能的实施方式中，在本发明实施例提供的上述处理装置中，还包括：

图像交换电路，用于将所述像素处理模块输出的左眼图像信号和右眼图像信号进行图像交换处理。

在一种可能的实施方式中，在本发明实施例提供的上述处理装置中，还包括：

视差模拟电路，用于将所述图像交换电路输出的左眼图像信号和右眼图像信号分别进行景深调整处理。

在一种可能的实施方式中，在本发明实施例提供的上述处理装置中，还包括：

镜像处理电路，用于将所述视差模拟电路输出的左眼图像信号和右眼图像信号分别进行水平镜像处理和垂直镜像处理。

在一种可能的实施方式中，在本发明实施例提供的上述处理装置中，还包括：

切换电路，用于在所述镜像处理电路输出的左眼图像信号和右眼图像信号输出至所述输出模块之前，将所述左眼图像信号和所述右眼图像信号进行二维图像与三维图像之间的切换处理。

在一种可能的实施方式中，在本发明实施例提供的上述处理装置中，还包括：

画质处理电路，用于将所述像素处理模块输出的左眼图像信号和右眼图像信号分别进行颜色和亮度的调整。

本发明实施例还提供了一种三维图像的处理系统，包括本发明实施例提供的上述处理装置。

本发明有益效果如下：

本发明实施例提供的一种三维图像的处理装置及处理系统，该处理装置包括：接收模块、像素处理模块、以及输出模块；其中，接收模块，用于接收具有不同存储格式且具有不同扫描频率的高清或全高清的三维图像信号，将接收到的三维图像信号进行处理，得到左眼图像信号和右眼图像信号；像素处理模块，用于对左眼图像信号和右眼图像信号分别进行像素拉伸处理；输出模块，用于对像素处理模块输出的左眼图像信号和右眼图像信号进行交织处理，得到具有逐行扫描存储格式的超高清三维图像信号，并将超高清三维图像信号输出至连接的相应接口。因此，该处理装置通过接收模块可以实现对现有的五种存储格式的三维图像信号的输入，完全克服了现有处理装置支持三维图像信号的存储格式单一的缺点；同时，也克服了现有处理装置中支持的分辨率少和扫描频率少的缺点；另外，通过该装置还实现了超高清三维图像的显示，且在三维图像信号的处理过程中没有图像数据的损失，还较大地提高了图像显示的分辨率，为三维图像信号的处理和三维图像的显示提供了参考和帮助。

附图说明

图1为本发明实施例中提供的一种三维图像的处理装置的结构示意图之一；

图2为本发明实施例中提供的一种三维图像的处理装置的结构示意图之二；

图3a至图3e分别为本发明实施例中提供的接收模块对具有不同存储格式的三维图像的处理过程的示意图。

具体实施方式

下面将结合附图，对本发明实施例提供的一种三维图像的处理装置及处理系统的具体实施方式进行详细地说明。需要说明的是，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例提供了一种三维图像的处理装置，如图1所示，可以包括：接收模块100、像素处理模块200、以及输出模块300；其中，

接收模块100，用于接收具有不同存储格式且具有不同扫描频率的高清或全高清的三维图像信号，将接收到的三维图像信号进行处理，得到左眼图像信号和右眼图像信号；

像素处理模块200，用于对左眼图像信号和右眼图像信号分别进行像素拉伸处理；

输出模块300，用于对像素处理模块200输出的左眼图像信号和右眼图像信号进行交织处理，得到具有逐行扫描存储格式的超高清三维图像信号，并将超高清三维图像信号输出至连接的相应接口。

本发明实施例提供的上述处理装置，通过接收模块100可以实现对现有的五种存储格式的三维图像信号的输入，完全克服了现有处理装置支持三维图像信号的存储格式单一的缺点；同时，也克服了现有处理装置中支持的分辨率少和扫描频率少的缺点；另外，通过该装置还实现了超高清三维图像的显示，且在三维图像信号的处理过程中没有图像数据的损失，还较大地提高了图像显示的分辨率，为三维图像信号的处理和三维图像的显示提供了参考和帮助。

需要说明的是，在本发明实施例提供的上述处理装置中，涉及到的高清三维图像的分辨率为1280×720，全高清三维图像的分辨率为1920×1080，而超高清三维图像的分辨率则为3840×2160，因此，超高清三维图像通常被为4K图像，其分辨率是全高清三维图像的4倍，是高清三维图像的9倍，可以完美的展现图像画面的细节，增加观看者的视觉感受；并且，本发明实施例提供的上述处理装置，是基于现场可编辑门阵列(Field-Programmable Gate Array,FPGA)技术用于实现信息的处理。

在具体实施时，为了能够将接收到的三维图像信号处理成左眼图像信号和右眼图像信号，在本发明实施例提供的上述处理装置中，如图2所示，接收模块100，可以具体包括：

接收电路110，用于接收具有不同存储格式且具有不同扫描频率的高清或全高清的三维图像信号，并将三维图像信号转换成具有统一格式的三维图像信号；

提取电路120，用于将具有统一格式的三维图像信号进行解交织处理，得到左眼图像信号和右眼图像信号；

左眼预处理电路130，用于将提取电路120输出的左眼图像信号做相应比例的像素拉伸和倍频处理，得到全高清的左眼图像信号；

右眼预处理电路140，用于将提取电路120输出的右眼图像信号做相应比例的像素拉伸和倍频处理，得到全高清的右眼图像信号。

具体地，在接收电路110接收具有不同存储格式且具有不同扫描频率的高清或全高清的三维图像信号时，可以是从三维播放器中接收三维图像信号，还可以是从显示器中的处理芯片接收三维图像信号，在此不作限定；另外，接收三维图像信号的接口有多种，如数字视频接口(Digital Visual Interface,DVI)、版本为1.4的高清晰度多媒体接口(High Definition Multimedia Interface,HDMI1.4)、数字分量串行接口(Serial Digital Interface,SDI)、高清数字显示接口(V-by-One)、低电压差分信号(Low-Voltage Differential Signaling,LVDS)等，且每种接口可以接收不同存储格式的三维图像信号。

进一步地，在接收到三维图像信号之后，采用现有的格式转换技术将具有不同存储格式的三维图像信号进行格式转换，得到具有统一格式的三维图像信号，以便于后续对三维图像信号做进一步处理；由于该格式转换技术为现有技术，故在此不作赘述。

进一步地，在提取电路120中，在对具有统一格式的三维图像信号进行解交织处理时，可以采用现有的解交织技术，当然，还可以视具体情况采用自定义的解交织技术，以得到左眼图像信号和右眼图像信号，在此不作限定。

具体地，为了能够实现分别对左眼图像信号和右眼图像信号进行像素处理和倍频处理，在本发明实施例提供的上述处理装置中，左眼预处理电路130，可以具体包括：

第一左眼像素预处理单元，用于将提取电路120输出的左眼图像信号做相应比例的像素拉伸处理，得到全高清的左眼图像信号；

第一左眼频率预处理单元，用于将第一左眼像素预处理单元输出的全高清的左眼图像信号做相应比例的倍频处理；

同时，右眼预处理电路140，可以具体包括：

第一右眼像素预处理单元，用于将提取电路120输出的右眼图像信号做相应比例的像素拉伸处理，得到全高清的右眼图像信号；

第一右眼频率预处理单元，用于将第一右眼像素预处理单元输出的全高清的右眼图像信号做相应比例的倍频处理。

当然，对左眼图像信号进行的倍频处理过程并不限于在像素拉伸处理过程之后，还可以将像素拉伸处理过程置于倍频处理过程之前；具体地，左眼预处理电路130，可以具体包括：

第二左眼频率预处理单元，用于将提取电路120输出的左眼图像信号做相应比例的倍频处理；

第二左眼像素预处理单元，用于将第二左眼频率预处理单元输出的左眼图像信号做相应比例的像素拉伸处理，得到全高清的左眼图像信号；

同时，对右眼图像信号进行的的倍频处理过程和像素拉伸处理过程也可以互换顺序；具体地，右眼预处理电路140，可以具体包括：

第二右眼频率预处理单元，用于将提取电路120输出的右眼图像信号做相应比例的倍频处理；

第二右眼像素预处理单元，用于将第二右眼频率预处理单元输出的右眼图像信号做相应比例的像素拉伸处理，得到全高清的右眼图像信号。

具体地，除了双输入存储格式和帧封装存储格式的三维图像信号之外，不管接收电路110接收的三维图像信号是全高清还是高清，在进行解交织后得到的左眼图像信号和右眼图像信号的像素均会下降一半，且左眼图像信号和右眼图像信号的像素一般会相等；因此，为了得到全高清的左眼图像信号和右眼图像信号，需要分别对左眼图像信号和右眼图像信号进行像素拉伸处理，提高分辨率，使左眼图像信号和右眼图像信号的分辨率均达到全高清级别；例如，当左右存储格式的三维图像信号为全高清时，即分辨率为1920×1080，当对其解交织处理后得到的左眼图像信号和右眼图像信号的分辨率均为960×1080，所以需要分别对左眼图像信号和右眼图像信号进行水平2倍的像素拉伸，得到分辨率均为1920×1080的左眼图像信号和右眼图像信号。

另外，接收电路110接收的三维图像信号的扫描频率可以是多种的，如24P、25P、30P、50P、60P、120P等，其中，以60P为例，60表示每秒扫描60幅画面，P表示为逐行扫描方式；在本发明实施例提供的上述处理装置中，通过对左眼图像信号和右眼图像信号分别进行相应比例的倍频处理，使左眼图像信号和右眼图像信号的扫描频率均能够达到60P以上；但需要指出的是，在解交织处理前后，左眼图像信号和右眼图像信号的扫描频率依然与解交织处理前的三维图像信号的扫描频率相同；因此，该处理装置实现了对多种扫描频率的三维图像处理，使视频图像具有非常完美的连贯性，提高观看者的视觉体验。

具体地，以图3a至图3e所示的对具有不同存储格式的全高清三维图像信号进行处理得到全高清的左眼图像信号和右眼图像信号为例，这里没有给出格式转换的过程；其中，图3a至图3e中具有网格填充的方块表示左眼图像，没有任何填充的方块表示右眼图像；如图3a所示，给出的是左右存储格式的三维图像信号，其分辨率为1920×1080，扫描频率为30P，经过解交织处理后，得到左眼图像信号和右眼图像信号的分辨率均为960×1080，扫描频率依然为30P，之后对左眼图像信号和右眼图像信号分别进行水平2倍的像素拉伸，之后再对左眼图像信号和右眼图像信号分别进行2倍的倍频处理，最后得到60P全高清的左眼图像信号和右眼图像信号。

具体地，图3b给出的是对具有逐行扫描存储格式的全高清三维图像信号进行处理得到全高清的左眼图像信号和右眼图像信号的过程，以及图3d给出的是对具有上下存储格式的的全高清三维图像信号进行处理得到全高清的左眼图像信号和右眼图像信号的过程，两种存储格式的全高清三维图像信号的扫描频率均为30P，分辨率均为1920×1080；其中，图3b和图3d给出的两种存储格式的全高清三维图像信号在进行解交织处理后，得到的左眼图像信号和右眼图像信号的分辨率均在垂直方向减小了一半，因此，需要对左眼图像信号和右眼图像信号分别进行垂直2倍的像素拉伸，之后再对左眼图像信号和右眼图像信号分别进行2倍的倍频处理，最后得到60P全高清的左眼图像信号和右眼图像信号。

具体地，图3c给出的是具有双输入存储格式的全高清三维图像信号进行处理得到全高清的左眼图像信号和右眼图像信号的过程，以及图3e给出的是对具有帧封装存储格式的全高清三维图像信号进行处理得到全高清的左眼图像信号和右眼图像信号的过程，两种存储格式的全高清三维图像信号的分辨率均为1920×1080，且双输入存储格式的全高清三维图像信号的扫描频率为30P，帧封装存储格式的的全高清三维图像信号的扫描频率为50P；因此，在对两种存储格式的全高清三维图像信号进行解交织处理后，得到的左眼图像信号和右眼图像信号的分辨率和扫描频率与原三维图像信号的分辨率和扫描频率均一致，即解交织前后分辨率和扫描频率均未发生变化，因此，对左眼图像信号和右眼图像信号无需再进行像素拉伸处理，只需要对双输入存储格式的左眼图像信号和右眼图像信号分别进行2倍的倍频处理，以及对帧封装存储格式的左眼图像信号和右眼图像信号进行1.2倍的倍频处理，即可得到60P全高清的左眼图像信号和右眼图像信号。

在具体实施时，在输出模块300对左眼图像信号和右眼图像信号进行交织处理时，该交织过程按照像素行为单位进行，其中，以奇数行为左眼图像信号，偶数行为右眼图像信号依次进行交织；或，以奇数行为右眼图像信号，偶数行为左眼图像信号依次进行交织，最后得到具有逐行扫描存储格式的超高清三维图像信号。

进一步地，在输出模块300完成左眼图像信号和右眼图像信号的交织处理后，得到具有逐行扫描存储格式的超高清三维图像信号，并将超高清三维图像信号输出至连接的相应接口，该相应接口与偏光式的超高清三维显示器相连，最后实现超高清三维图像的显示；当然，该相应接口也可以是多种，如版本为1.2的高清数字显示接口(Display Port,DP1.2)、版本为2.0的高清晰度多媒体接口(High Definition Multimedia Interface,HDMI 2.0)、高清数字显示接口(V-by-One)等；同时与相应接口连接的并不限于偏光式的超高清三维显示器，还可以是显示器中的处理芯片，在此不作限定。

在具体实施时，为了能够实现左眼图像与右眼图像之间的交换处理，在本发明实施例提供的上述处理装置中，如图2所示，还可以包括：

图像交换电路410，用于将像素处理模块200输出的左眼图像信号和右眼图像信号进行图像交换处理。

具体地，为了能够实现对左眼图像信号与右眼图像信号的景深调整，在本发明实施例提供的上述处理装置中，如图2所示，还可以包括：

视差模拟电路420，用于将图像交换电路410输出的左眼图像信号和右眼图像信号分别进行景深调整处理。

具体地，为了能够实现对左眼图像信号与右眼图像信号的镜像处理，在本发明实施例提供的上述处理装置中，如图2所示，还可以包括：

镜像处理电路430，用于将视差模拟电路420输出的左眼图像信号和右眼图像信号分别进行水平镜像处理和垂直镜像处理。

具体地，为了能够实现二维图像与三维图像之间的切换，在本发明实施例提供的上述处理装置中，如图2所示，还可以包括：

切换电路440，用于在镜像处理电路430输出的左眼图像信号和右眼图像信号输出至输出模块300之前，将左眼图像信号和右眼图像信号进行二维图像与三维图像之间的切换处理。

具体地，在图2所示的处理装置中，图像交换电路410、视差模拟电路420、镜像处理电路430、以及切换电路440，均属于该装置的辅助功能，使得该处理装置具有多种辅助功能，能够实现多种图像操作，提高三维图像的画面质量；当然，上述四个辅助功能电路的工作顺序并不限于上述排列顺序，这四种电路的工作顺序可以进行前后调换。

在具体实施时，为了能够实现对左眼图像信号与右眼图像信号的画质处理，在本发明实施例提供的上述处理装置中，如图2所示，还可以包括：

画质处理电路450，用于将像素处理模块200输出的左眼图像信号和右眼图像信号分别进行颜色和亮度的调整。

具体地，在对三维图像信号的实际处理过程中，画质处理电路450的位置是不固定的，可以如图2所示置于像素处理模块200与输出模块300之间，还可以置于像素处理模块200与图像交换电路410之间；当然，还可以置于像素处理模块200之前，或置于图像交换电路410、视差模拟电路420、镜像处理电路430、以及切换电路440之间的任何位置，只要能够保证左眼图像信号和右眼图像信号在进入至输出模块300之前，完成对左眼图像信号和右眼图像信号的画质处理即可，在此不作限定。

具体地，在对像素处理模块200输出的左眼图像信号和右眼图像信号分别进行颜色调整时，包括颜色空间旋转(Color Tint)调整和颜色增益(Color Gain)调整；在对左眼图像信号和右眼图像信号分别进行亮度调整时，包括对比度(Contrast)调整、驱动增益(Drive Gain)调整、以及伽玛GAMMA曲线调整，以使显示画面的画质达到最佳，提高观看者视觉体验。当然，不管是颜色调整还是亮度调整，均是采用现有技术中的调整方式进行，故在此不作赘述。

基于同一发明构思，本发明实施例还提供了一种三维图像的处理系统，可以包括本发明实施例提供的上述处理装置，因该处理系统的实现原理与前述处理装置相似，故该处理系统的实施例可参见上述处理装置的实施例，在此不作赘述。

具体地，该处理系统可以置于显示器的外部，通过外部接线相连，还可以置于显示器的内部，作为显示器的一部分，以实现超高清三维图像的显示，提高观看者的视觉体验。

本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器和光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。

本发明实施例提供了一种三维图像的处理装置及处理系统，该处理装置包括：接收模块、像素处理模块、以及输出模块；其中，接收模块，用于接收具有不同存储格式且具有不同扫描频率的高清或全高清的三维图像信号，将接收到的三维图像信号进行处理，得到左眼图像信号和右眼图像信号；像素处理模块，用于对左眼图像信号和右眼图像信号分别进行像素拉伸处理；输出模块，用于对像素处理模块输出的左眼图像信号和右眼图像信号进行交织处理，得到具有逐行扫描存储格式的超高清三维图像信号，并将超高清三维图像信号输出至连接的相应接口。因此，该处理装置通过接收模块可以实现对现有的五种存储格式的三维图像信号的输入，完全克服了现有处理装置支持三维图像信号的存储格式单一的缺点；同时，也克服了现有处理装置中支持的分辨率少和扫描频率少的缺点；另外，通过该装置还实现了超高清三维图像的显示，且在三维图像信号的处理过程中没有图像数据的损失，还较大地提高了图像显示的分辨率，为三维图像信号的处理和三维图像的显示提供了参考和帮助。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。