[发明专利]三维图像处理方法及实施该方法的便携式三维显示设备

说明书

优先权

本申请要求于2011年5月9日在韩国知识产权局提交并获得序列号为10-2011-0043507的韩国专利申请的优先权，其全部公开内容通过引用合并于此。

技术领域

本发明涉及图像处理方法和设备。具体地讲，本发明涉及三维(3D)显示设备和方法。

背景技术

人类视觉系统能够通过使用多种深度线索来发现事物的相对位置。这些深度线索包括如调节、会聚、双目视差、运动视差等之类的生理因素，以及如直线距离、阴影、阴影距离、被其他物体遮挡、纹理等级、色彩等之类的心理因素。在生理深度线索中，调节是出于使得眼睛聚焦在指定位置上的目的而改变晶状体的聚焦范围。调节的功能和会聚一起进行。同时，会聚是在一个人凝视距离他有限距离的目标点时，通过向内移动使得他的眼睛聚集到目标点。双目视差源自这样的事实，左眼和右眼被设置为响应分别的图像，这是因为它们彼此相隔约为65mm，这意味着当观看三维景象时入射到左眼视网膜和右眼视网膜上的图像之间的差异。双目视差的这个功能作为人类视觉系统中用于深度感知或立体视觉的关键深度线索。

通过利用人类视觉系统这样的认知机制来设计三维显示设备以显示三维图像。在已经提出的各种类型的三维图像显示模式中，从技术还原和三维显示能力的角度看来，在这篇专利申请被提交时立体模式可以被视为是卓越的。在立体三维显示系统中，可以利用双目视差通过模拟来实现深度认知或立体视觉，这是通过使左眼和右眼接收由像人眼一样间隔约64mm的两台图像传感器独立采集的两幅图像这一方式来实现的。

这里，有必要通过控制形成一对立体图像的两幅图像(即，左图像和右图像)被准确地发送至用户的左眼和右眼来排除干扰。存在几种控制干扰的方法，例如偏光类型(也叫做被动式眼镜类型或图案相位差膜(film patterned retarder，FPR)类型)，其中一个相位调制板被安装在显示面板上以从左图像和右图像产生正交极化并且经过嵌入在用户眼镜中的极化滤波片将左图像和右图像分别入射到用户的左眼和右眼上；主动式眼镜类型(也称为快门眼镜类型)，其中左图像和右图像被交替地施加于显示面板，并且用户的主动式眼镜操作为交替地开启其左快门和右快门；双凸透镜状类型，其中采用双凸透镜状的透镜来控制光路径；视差格栅类型，其中电子生成的视差格栅对部分屏幕进行操作，然后左图像和右图像被分别入射到用户的左眼和右眼上。

在应用的时候，虽然通常已知的立体三维显示系统的最广泛应用的情况涉及电视机设备，但是还有许多技术方法将立体三维显示应用到个人电脑(PC)、智能电话、以及诸如平板计算机之类的数据处理单元的监示器中。一般通过诸如多媒体播放器之类的应用程序来进行对数据处理单元中的三维图像信号的管理。相对于二维图像播放中简单地对原始图像信号进行解码、改变其格式然后播放经过解码和格式化的原始图像信号，播放三维图像可能导致运行负担的增加，这是因为必须要对三维图像信号进行解码并且混合左图像和右图像。

诸如台式计算机或者笔记本计算机之类的数据处理设备通过应用程序很容易处理三维图像信号，这是因为它们自身的微处理器拥有足够的运行能力。与之相反，考虑到功率消耗和散热而采用嵌入式低速处理器的便携式设备(诸如智能电话或平板计算机)，比不上高性能的计算机，不足以处理三维图像信号。因此，目前对于便携式设备来说通过应用程序播放三维图像时不可避免地会导致低帧速率或者低比特率、或者低分辨率。尤其是类似采用安卓(android)平台的系统，如果应用程序由诸如Dalvic之类的虚拟机运行的二进制代码组成，而不是由诸如C或者C++之类的本机代码组成，则应用程序的运行速度降低很大。另外，在仅仅通过应用程序播放三维图像时，因为应用程序体量变大，所以需要很长的启动时间。

考虑到这些限制，一些类型的便携式设备除了嵌入式处理器之外，还通过在其上附加用于三维图像信号处理的芯片组来播放三维图像。对于这项功能，安卓平台被配置为通过硬件抽象层(HardwareAbstraction Layer，HAL)的方式由外部硬件来实现硬件加速和图像处理。但是，这样的附加芯片组会导致生产成本和价格，同时在设备的印刷电路板的增加了占用的面积。

发明内容

本发明的各方面至少用于解决上述问题和/或者缺陷，以及至少提供如下描述的优点。相应地，本发明的一个方面在于提供一种用于高速处理立体图像信号的方法，同时减少基于移动应用平台的便携式三维播放设备中除了处理器之外的额外的硬件元件。