[发明专利]图像数据处理方法以及使用其的立体图像显示器

说明书

技术领域

本发明涉及一种图像数据处理方法以及使用其的立体图像显示器。

背景技术

随着将立体图像再现技术应用到诸如电视和显示器/监视器的显示装置，现已是人们即使在家里也能观看3D立体图像的年代。立体图像显示器可分为眼镜型和非眼镜型。在眼镜型中，每一个都具有不同偏振方向的左侧和右侧视差图像被显示在直视型的显示器或投影仪上，且使用偏振眼镜或者液晶快门眼镜显示立体图像。在非眼镜类型中，将光学部件如视差隔栅和双凸透镜安装在显示屏幕前方以将左侧和右侧的视差图像的光轴分开。

允许人们感知到立体效果即深度线索的视觉因素可包括生理因素和经验因素。生理因素包括调节、聚焦、双眼视差等。

经验因素包括单眼移动视差、视网膜图像尺寸、线性透视、面透视、交叠、对比度、纹理梯度等。经验因素允许人们通过由经验获得的透视感如对物体之间尺寸差别的透视感知、对物体之间交叠的透视感知、对物体之间亮度差别的透视感知和对物体之间清晰度差别的透视感知来感觉立体效果。例如，在获知透视感知之后，当看到较大物体和较小物体时，人脑会感觉较大物体较近，当看到两个交叠物体时会感觉较前面的物体较近，而当每次看到亮物体和暗物体时会感觉亮物体较近。而且，当看到清晰物体和模糊物体时，具有获知透视的人脑会感觉清晰物体较近。

当观众观看由立体图像显示器再现的3D立体图像时，观众会感觉到非常疲劳且会恶心或头痛，这主要是由于生理因素。这些症状是由于观众看到的物体（或者对象）图像位置与聚焦距离不同。

当观众看到对象时，眼睛聚焦到一点（被称作焦点）。会聚角度θ根据观众眼睛到对象的距离而变化。如图1中所示，会聚角度θ是当观众看见对象时，在眼睛和对象之间形成的角度。观众眼睛到对象的距离越远，会聚角度θ就越小；当观众看到很远距离处的对象时，聚角度θ接近0°。

对于观众经由眼睛在实际位置感觉到的物体，会聚位置与调节位置一致，如图1中的（a）中所示。由此，通过会聚感觉的距离和通过调节感觉的距离相等。因此，在实际位置中，观众会感觉到立体效果而不会有疲劳感。相反，如图1的（b）所示，当由两眼视差分开的左眼图像和右眼图像被显示在立体图像显示器的显示面板PNL上时，调节位置在显示面板PNL的屏幕上，而根据3D输入图像深度信息，物体图像被定位在显示面板PNL屏幕的前方或者后方。结果，眼睛的聚焦距离L1与形成物体图像的距离L2不一致。由于眼睛的聚焦距离L1与形成物体图像的距离L2不相符，因此观看立体图像显示器的观众感觉到疲劳。尤其是，当观看在立体图像显示器上显示的立体移动图像时以及当会聚角度很大时，对于每一个场景，距离L1和L2之间的差都是变化的，因此观众感觉到更加疲劳。

发明内容

本发明致力于提供一种能够减少观众疲劳而又不会损失3D图像的深度效果的图像数据处理方法，以及使用该方法的立体图像显示器。

根据本发明的图像数据处理方法包括：自输入图像提取深度图（depthmap）；基于深度图的灰度级将输入图像分成前景区和后景区；和调制输入图像的最大深度值使其变小和调制深度图灰度级段的深度值之间的差使其大于输入图像前景区和后景区之间的深度值差。

根据本发明的立体图像显示器包括：深度图提取器，用于自输入图像提取深度图；图像分离器，用于基于深度图的灰度级将输入图像分为前景区和后景区；和深度调制器，用于调制输入图像的最大深度值使其变小和调制深度图灰度级片段的深度值差使其大于输入图像前景区和后景区深度值之间的差。

附图说明

附图提供对本发明的进一步理解并且并入说明书而组成说明书的一部分。所述附图示出本发明的实施方式，并且与说明书文字一起用于解释本发明的原理。附图中：

图1示出在立体图像显示器中观众疲劳的诱因；

图2示出根据本发明第一示范性实施例的立体图像显示器的图像数据处理方法的流程图；

图3示出根据本发明第二示范性实施例的立体图像显示器的图像数据处理方法的流程图；

图4示出根据本发明第三示范性实施例的立体图像显示器的图像数据处理方法的流程图；

图5示出自3D输入图像提取的深度图的实例；

图6示出典型线性深度处理方法的视图；

图7a至7e示出在本发明图像数据处理方法中采用的深度调制方法视图。

图8示出增加前景区和后景区之间的深度值差的深度调制效果图；

图9示出3D图像的显示位置和观众的聚焦位置如何变得彼此相似以及会聚角度如何变小的视图。