專利名稱：一種立體圖像處理設備及方法
技術領域：
本發明涉及立體圖像顯示技術領域，尤其涉及一種立體圖像處理設備及方法。
背景技術：
目前的3D顯示系統有兩種主流的實現方式，包括戴眼鏡的3D顯示系統和不戴眼鏡的3D顯示系統。在不戴眼鏡的3D顯示系統中，除了傳統平面顯示裝置中存在的基本顯示部件，還存在對光線的傳播方向進行控制的光學部件。所以，在不戴眼鏡的3D顯示系統中，除了有顯示內容的傳輸，還要有光學部件控制內容的傳輸。現有的顯示內容傳輸協議有很多，包括VGA(視頻圖形陣列)、LVDS(低壓差分信號)、HDMI (高清晰度多媒體接口)和DisplayPort (顯示接口)等，其中有些傳輸的是單純的顯示內容(VGA和LVDS)，有些包含了音頻或其他內容(HDMI和DisplayPort)。現有的光學部件控制內容的傳輸，大多采用旁路控制的方法，在顯示內容傳輸信號之外增加一組信號來傳輸，其連接方式如圖1所示，這種方式的缺點有以下兩點第一，在立體圖像顯示設備與立體圖像處理設備間需要增加額外的信號連接線， 提高了系統實現的復雜度，降低了可靠性；第二，由于不同傳輸協議的延遲時間不同，顯示內容和光學控制內容的傳輸時間可能不一致，造成的后果是顯示內容和光學控制的動作可能會不同步，在觀察者的角度，不但無法得到正確的三維圖像，還有可能得到混亂的二維和三維圖像。
發明內容
本發明要解決的技術問題是提供一種一種立體圖像處理設備及方法，可以避免在立體圖像顯示的過程中發生畫面模糊、成像質量差的問題
為解決上述技術問題，本發明的一種立體圖像處理設備，用于根據圖像顯示信號采用的傳輸協議，將圖像顯示信號的驅動信號寫入圖像顯示信號，并將圖像顯示信號和驅動信號傳輸給立體顯示設備。進一步地，立體圖像處理設備是將驅動信號寫入圖像顯示信號的以下一種或多種數據位中，包括空閑位、保留位和非顯要指示位。進一步地，立體圖像處理設備在圖像顯示信號采用對位低壓差分信號(LVDS)傳輸協議時，將驅動信號寫入圖像顯示信號的保留位，傳輸驅動信號。進一步地，立體圖像處理設備在圖像顯示信號采用18位LVDS傳輸協議時，將圖像顯示信號中的紅色或藍色分量數據中的最低位作為非顯要指示位，將驅動信號寫入圖像顯示信號的紅色或藍色分量數據中的最低位，傳輸驅動信號。進一步地，立體圖像處理設備在圖像顯示信號采用高清晰度多媒體接口(HDMI) 傳輸協議時，將驅動信號寫入圖像顯示信號的數據島中，傳輸驅動信號。進一步地，立體圖像處理設備在圖像顯示信號采用顯示接口(DisplayPort)傳輸
3協議時，將驅動信號寫入圖像顯示信號的空閑位中，傳輸驅動信號。進一步地，一種立體圖像處理方法，包括立體圖像處理設備根據圖像顯示信號采用的傳輸協議，將圖像顯示信號的驅動信號寫入圖像顯示信號，并將圖像顯示信號和驅動信號傳輸給立體顯示設備。進一步地，立體圖像處理設備是將驅動信號寫入圖像顯示信號的以下一種或多種數據位中，包括空閑位、保留位和非顯要指示位。進一步地，立體圖像處理設備在圖像顯示信號采用M位低壓差分信號(LVDS)傳輸協議時，將驅動信號寫入圖像顯示信號的保留位，傳輸驅動信號。進一步地，立體圖像處理設備在圖像顯示信號采用18位LVDS傳輸協議時，將圖像顯示信號中的紅色或藍色分量數據中的最低位作為非顯要指示位，將驅動信號寫入圖像顯示信號的紅色或藍色分量數據中的最低位，傳輸驅動信號。進一步地，立體圖像處理設備在圖像顯示信號采用高清晰度多媒體接口(HDMI) 傳輸協議時，將驅動信號寫入圖像顯示信號的數據島中，傳輸驅動信號。進一步地，立體圖像處理設備在圖像顯示信號采用顯示接口(DisplayPort)傳輸協議時，將驅動信號寫入圖像顯示信號的空閑位中，傳輸驅動信號。綜上所述，本發明通過將驅動信號寫入圖像顯示信號，對驅動信號和圖像顯示信號進行同步傳輸，解決了顯示設備與光學器件動作不同步的問題，避免了立體圖像顯示過程中發生畫面模糊、成像質量差，甚至無法得到正確的3D圖像的問題。
圖1是現有立體顯示系統信號傳輸方式的示意圖；圖2是本發明實施方式的立體顯示系統的架構圖；圖3是本發明中采用MBPP LVDS中保留位傳輸驅動信號的示意圖；圖4是本發明中采用18BPP LVDS中紅色分量最低位傳輸驅動信號的示意圖；圖5是本發明中采用18BPP LVDS中藍色分量最低位傳輸驅動信號的示意圖；圖6是本發明中采用HDMI中的數據島傳輸驅動信號的示意圖；圖7是本發明中采用DisplayPort中的保留位傳輸驅動信號的示意圖；圖8是本發明中立體圖像處理方法的流程圖。
具體實施例方式圖2為本實施方式的立體顯示系統，包括立體顯示內容生成設備、立體圖像處理設備以及立體顯示設備，下面對系統中各設備進行逐一說明。(一 )立體顯示內容生成設備立體顯示內容生成設備，用于生成立體圖像數據，將立體圖像數據發送給立體圖像處理設備，立體顯示內容生成設備可以是計算機主機、視頻解碼器或其他應用處理器，是整個立體顯示系統的起源(或者稱為源頭)。立體顯示內容生成設備在硬件結構上可以和現有平面顯示系統的顯示內容生成設備一致，與現有的平面顯示系統的顯示內容生成設備的區別有兩點第一，在顯示內容上有較大區別，顯示內容包括立體圖形顯示信息和二維圖像顯示信息，對需要立體顯示的區域，對要顯示的每一幀圖像要提供兩幅或兩幅以上的畫面，才能經由立體圖像處理設備和立體圖像顯示設備顯示出立體圖像。對于不需要立體顯示的區域，可以選擇性地提供單幅或者多幅畫面。第二，由于需要輸出更多信息，可以采用更高的傳輸速度，更多的傳輸線，或對顯示內容進行適當處理(如對顯示內容進行壓縮等)等方法來傳輸增加的數據量(見下文詳述)O對于第一點，立體顯示內容生成設備可以通過已經存在的視頻數據得到每一幀圖像中的多幅圖像，也可以通過立體圖像制作軟件來得到，還可以從其他軟件或網絡等得到。 該設備得到立體圖像數據的方法可以多樣，并不限于以上所列。對于第二點，為了能傳輸更多的數據量，立體顯示內容生成設備可以有多種選擇。(1)可以在不提供更多連接信號的情況下，采用更高的數據信號傳輸頻率，例如為了給每一幀圖像提供兩幅圖像，需要把信號傳輸頻率提高為原來的兩倍。(2)可以在不提高信號傳輸頻率的情況下采用更多的連接信號，例如為了給每一幀圖像提供四幅圖像，連接信號線需要擴展為原來的四倍。(3)可以在不提高傳輸帶寬的情況下，通過圖像壓縮后傳輸的方式來傳輸立體圖像，然后立體圖像處理設備經過解壓縮來得到原始數據。( 二)立體圖像處理設備立體圖像處理設備(也可以稱為圖形圖像處理芯片)用于接收立體顯示內容生成設備傳輸的立體圖像數據，生成圖像顯示信號和圖像顯示信號的驅動信號，將圖像顯示信號和驅動信號同步傳輸給立體顯示設備。立體圖像處理設備在生成圖像顯示信號和驅動信號后，對圖像顯示信號和驅動信號進行同步處理，以實現同步傳輸，包括根據圖像顯示信號采用的傳輸協議，對驅動信號進行構造，使得驅動信號的傳輸協議與圖像顯示信號的傳輸協議相同，再傳輸到立體顯示設備。驅動信號與圖像顯示信號進行合并傳輸，并使用同一傳輸通路，或者驅動信號與圖像顯示信號分別傳輸，使用不同的傳輸通路。立體圖像處理設備是根據3D控制信息對立體顯示內容生成設備傳輸的立體圖像數據進行重新構造，生成圖像顯示信號；是根據3D控制信息，或根據3D控制信息和立體圖像數據，生成驅動信號。其中，立體圖像處理設備對接收到的立體圖像數據進行重新構造，生成圖像顯示信號的方法有多種，如像素插值的圖像處理方式。驅動信號包括控制被驅動組件的光柵寬度、光柵長度、和/或光柵方向，以及被驅動組件的亮度、透明度和其他特征等信息。3D控制信息包括3D顯示窗口位置信息，3D顯示窗口大小信息，2D/3D畫面切換信息，3D窗口數量信息，3D窗口移動信息和3D窗口形狀信息等。3D控制信息的活動可以包括兩種方式(a) 3D控制信息可以由立體圖像處理設備根據外部組件的輸入生成，比如通過鼠標，鍵盤，觸摸屏向立體圖像處理設備進行輸入，以生成3D控制信息，也可以是攝像頭等跟蹤設備跟蹤觀看者的頭部或者眼睛位置，再采用預設的跟蹤處理軟件進行處理生成，并傳輸給立體圖像處理設備。(b)由立體顯示內容生成設備生成3D控制信息，包含在立體圖像數據中，發送給立體圖像處理設備。立體圖像處理設備接收立體顯示內容生成設備傳輸的立體圖像數據， 其中包括3D控制信息，進而生成圖像顯示信號和對應圖像顯示信號的驅動信號。下面對顯示信號和驅動信號的同步傳輸的方式進行說明。目前的顯示設備的輸入接口有很多，如HDMI、VGA、LVDS、TMDS和DisplayPort等， 這些傳輸協議均規定了顯示內容，即各個顯示像素的傳輸方式，有些還規定如字幕和音頻信息等其他內容，但這些傳輸協議都沒有對立體顯示設備的驅動信號進行約定。本實施方式在研究了現有數字接口的前提下，提出根據顯示信號的傳輸協議，將驅動信號寫入圖像顯示信號的保留位、空閑位或者借用圖像顯示信號中對顯示結果影響最小的數據位(非顯要指示位)，實現同步傳輸顯示信號與驅動信號。在MBPP (位)LVDS傳輸協議中，可以采用保留位來傳輸每個像素對應的驅動信號，如圖3所示，在MBPP LVDS的顯示信號中，有一位沒有用到，因此，可以利用這個保留位來傳輸驅動信號。在18BPP LVDS傳輸協議中，所有的數據位都進行了定義，沒有可以用來傳輸驅動信號的保留位，但是，可以將像素中紅色或者藍色分量數據中的最低的一位作為非顯要指示位來傳輸驅動信號，如圖4和圖5所示，之所以沒有借用像素中的綠色分量數據，是因為人眼對綠色的敏感度最高，會對顯示結果造成較大影響。當然，不排除在本實施例中，也可以借用像素中的綠色分量數據的位來傳輸驅動信號。此外，特別需要指出的是，除了可以將像素中紅色或者藍色分量數據中的最低的一位作為非顯要指示位來傳輸驅動信號，也可以將像素中紅色或者藍色分量數據中的其它位作為非顯要指示位來傳輸驅動信號。在HDMI傳輸協議中，如圖6所示，除了顯示內容外，還有數據島可以用來傳輸顯示內容以外的內容，所以，可以利用數據島來傳輸驅動信號。在DisplayPort傳輸協議中，如圖7所示，有很多多余的帶寬來傳輸空閑位，這些空閑位可以用來傳輸音頻信號等內容，所以，可以利用這些空閑位來傳輸驅動信號。(三)立體顯示設備包括相鄰設置的光學器件和顯示裝置。立體顯示設備接收立體圖像處理設備同步傳輸的圖像顯示信號和驅動信號，其中，圖像顯示信號用于顯示裝置，進行顯示用途；驅動信號用于光學器件，進行驅動用途， 將顯示信號顯示在屏幕上，并根據立體圖像處理設備輸出的驅動信號來進行光學部件的控制，打開或者關閉立體顯示區域，實現立體顯示。顯示裝置包括任何合適在消費電子產品、專業設備、或其他需要信息顯示系統中使用的顯示裝置，如等離子顯示器(PDP)、陰極射線管(CRT)顯示器、液晶顯示器(LCD)、有機發光二極管(OLED)顯示器、以及其他類型的顯示器。顯示裝置和光學器件結合來實現對被顯示圖像組的光線進行定向傳播以分離圖像組的圖像，從而向觀眾顯示基于此圖像組的三維圖像。即觀眾兩個眼睛能夠分別只看到對應的圖像，從而形成立體視覺。光學器件可包括任何可以用來通過定向光傳輸而分開分別為左眼和右眼觀看的圖像組以產生立體視覺的光學器件。例如，光學器件可包括一個視差屏障和/或透鏡屏幕用來分開交錯顯示的左、右圖像組以供單個或多個觀眾觀看。光學器件也可包括其他類型的結構。在具體的應用中，光學器件可包括液晶透鏡。光學器件的系統參數可以被動態調節以提高三維圖像的顯示質量和/或用戶的視覺體驗。這些可動態調節的系統參數可包括光學器件的光柵寬度、光柵長度、和/或光柵方向，以及光學器件的亮度、透明度和其他特征。例如，光學器件可以被動態設置成普通透明狀態，使其對光的傳播不產生影響，這樣立體顯示設備就成為一個二維圖像顯示系統，或者光學器件可以被動態設置成視差屏障和/或透鏡屏幕狀態以便進行三維圖像顯示。如圖8所示，本實施方式的立體圖像處理方法，包括步驟801 立體顯示內容生成設備生成立體圖像數據，將立體圖像數據發送給立體圖像處理設備；步驟802 立體圖像處理設備接收立體顯示內容生成設備傳輸的立體圖像數據， 生成圖像顯示信號和圖像顯示信號的驅動信號；立體圖像處理設備生成圖像顯示信號和圖像顯示信號的驅動信號包括從立體顯示內容生成設備接收立體圖像數據，根據3D控制信息對立體顯示內容生成設備傳輸的立體圖像數據進行重新構造，生成圖像顯示信號；根據3D控制信息，或根據3D控制信息和立體圖像數據，生成驅動信號，針對每一幀需要顯示的圖像立體圖像數據均包含多幅畫面。生成3D控制信息的方式可以包括(a) 3D控制信息可以由立體圖像處理設備根據外部組件的輸入生成，比如通過鼠標，鍵盤，觸摸屏向立體圖像處理設備進行輸入，以生成3D控制信息，也可以是攝像頭等跟蹤設備跟蹤觀看者的頭部或者眼睛位置，再采用預設的跟蹤處理軟件進行處理生成，并傳輸給立體圖像處理設備。(b)由立體顯示內容生成設備生成3D控制信息，包含在立體圖像數據中，發送給立體圖像處理設備。立體圖像處理設備接收立體顯示內容生成設備傳輸的立體圖像數據， 其中包括3D控制信息，提取出3D控制信息，進而生成圖像顯示信號和對應圖像顯示信號的驅動信號。步驟803 立體圖像處理設備根據圖像顯示信號采用的傳輸協議，將圖像顯示信號的驅動信號寫入圖像顯示信號，并將圖像顯示信號和驅動信號傳輸給立體顯示設備。立體圖像處理設備是將驅動信號寫入圖像顯示信號的以下一種或多種數據位中， 將圖像顯示信號和驅動信號傳輸給立體顯示設備，包括空閑位、保留位和非顯要指示位。立體圖像處理設備在圖像顯示信號采用M位LVDS傳輸協議時，可以采用保留位來傳輸每個像素對應的驅動信號，如圖3所示，在MBPP LVDS的顯示信號中，有一位沒有用到，因此，可以利用這個保留位來傳輸驅動信號。立體圖像處理設備在圖像顯示信號采用在18BPP LVDS傳輸協議時，可以將像素中紅色或者藍色分量數據中的最低的一位作為非顯要指示位來傳輸驅動信號，如圖4和圖5 所示，之所以沒有借用像素中的綠色分量數據，是因為人眼對綠色的敏感度最高，會對顯示結果造成較大影響。當然，不排除在本實施例中，也可以借用像素中的綠色分量數據的位來傳輸驅動信號。此外，特別需要指出的是，除了可以將像素中紅色或者藍色分量數據中的最低的一位作為非顯要指示位來傳輸驅動信號，也可以將像素中紅色或者藍色分量數據中的其它位作為非顯要指示位來傳輸驅動信號。立體圖像處理設備在圖像顯示信號采用HDMI傳輸協議時，如圖6所示，除了顯示內容外，還有數據島可以用來傳輸顯示內容以外的內容，所以，可以利用數據島來傳輸驅動信號。立體圖像處理設備在圖像顯示信號采用DisplayPort傳輸協議時，如圖7所示， DisplayPort傳輸協議有很多多余的帶寬來傳輸空閑位，這些空閑位可以用來傳輸音頻信號等內容，所以，可以利用這些空閑位來傳輸驅動信號。立體顯示設備包括相鄰設置的光學器件和顯示裝置。立體顯示設備接收立體圖像處理設備同步傳輸的圖像顯示信號和驅動信號，其中，圖像顯示信號傳輸至顯示裝置，進行顯示用途；驅動信號傳輸至光學器件，進行驅動用途。顯然，本領域的技術人員應該明白，上述的本發明的各模塊、各步驟可以用通用的計算裝置來實現，它們可以集中在單個的計算裝置上，或者分布在多個計算裝置所組成的網絡上，可選地，它們可以用計算裝置可執行的程序代碼來實現，從而，可以將它們存儲在存儲裝置中由計算裝置來執行，或者將它們分別制作成各個集成電路模塊，或者將它們的多個模塊或者步驟制作成單個集成電路模塊來實現。這樣，本發明不限制于任何特定的硬件和軟件結合。以上所述僅為本發明的實施例而已，并不用于限制本發明，對于本領域的技術人員來說，本發明可以有各種更改和變化。凡在本發明的精神和原則之內，所做的任何修改、 等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內
權利要求
1.一種立體圖像處理設備，其特征在于所述立體圖像處理設備，用于根據圖像顯示信號采用的傳輸協議，將所述圖像顯示信號的驅動信號寫入所述圖像顯示信號，并將所述圖像顯示信號和驅動信號傳輸給立體顯示設備。
2.如權利要求1所述的設備，其特征在于所述立體圖像處理設備是將所述驅動信號寫入所述圖像顯示信號的以下一種或多種數據位中，包括空閑位、保留位和非顯要指示位。
3.如權利要求2所述的設備，其特征在于所述立體圖像處理設備在所述圖像顯示信號采用M位低壓差分信號(LVDQ傳輸協議時，將所述驅動信號寫入所述圖像顯示信號的保留位，傳輸所述驅動信號。
4.如權利要求2所述的設備，其特征在于所述立體圖像處理設備在所述圖像顯示信號采用18位LVDS傳輸協議時，將所述圖像顯示信號中的紅色或藍色分量數據中的最低位作為所述非顯要指示位，將所述驅動信號寫入所述圖像顯示信號的紅色或藍色分量數據中的最低位，傳輸所述驅動信號。
5.如權利要求2所述的設備，其特征在于所述立體圖像處理設備在所述圖像顯示信號采用高清晰度多媒體接口(HDMI)傳輸協議時，將所述驅動信號寫入所述圖像顯示信號的數據島中，傳輸所述驅動信號。
6.如權利要求2所述的設備，其特征在于所述立體圖像處理設備在所述圖像顯示信號采用顯示接口(DisplayPort)傳輸協議時，將所述驅動信號寫入所述圖像顯示信號的空閑位中，傳輸所述驅動信號。
7.一種立體圖像處理方法，其特征在于，包括立體圖像處理設備根據圖像顯示信號采用的傳輸協議，將所述圖像顯示信號的驅動信號寫入所述圖像顯示信號，并將所述圖像顯示信號和驅動信號傳輸給立體顯示設備。
8.如權利要求7所述的方法，其特征在于所述立體圖像處理設備是將所述驅動信號寫入所述圖像顯示信號的以下一種或多種數據位中，包括空閑位、保留位和非顯要指示位。
9.如權利要求8所述的方法，其特征在于所述立體圖像處理設備在所述圖像顯示信號采用M位低壓差分信號(LVDQ傳輸協議時，將所述驅動信號寫入所述圖像顯示信號的保留位，傳輸所述驅動信號。
10.如權利要求8所述的方法，其特征在于所述立體圖像處理設備在所述圖像顯示信號采用18位LVDS傳輸協議時，將所述圖像顯示信號中的紅色或藍色分量數據中的最低位作為所述非顯要指示位，將所述驅動信號寫入所述圖像顯示信號的紅色或藍色分量數據中的最低位，傳輸所述驅動信號。
11.如權利要求8所述的方法，其特征在于所述立體圖像處理設備在所述圖像顯示信號采用高清晰度多媒體接口(HDMI)傳輸協議時，將所述驅動信號寫入所述圖像顯示信號的數據島中，傳輸所述驅動信號。
12.如權利要求8所述的方法，其特征在于所述立體圖像處理設備在所述圖像顯示信號采用顯示接口(DisplayPort)傳輸協議時，將所述驅動信號寫入所述圖像顯示信號的空閑位中，傳輸所述驅動信號。
全文摘要
本發明公開了一種立體圖像處理設備及方法，根據圖像顯示信號采用的傳輸協議，將圖像顯示信號的驅動信號寫入圖像顯示信號，并將圖像顯示信號和驅動信號傳輸給立體顯示設備。本發明通過將驅動信號寫入圖像顯示信號，對驅動信號和圖像顯示信號進行同步傳輸，解決了顯示設備與光學器件動作不同步的問題，避免了立體圖像顯示過程中發生畫面模糊、成像質量差，甚至無法得到正確的3D圖像的問題。
文檔編號H04N21/434GK102256160SQ20111019843
公開日2011年11月23日 申請日期2011年7月15日 優先權日2011年7月15日
發明者劉寧, 閆飛 申請人:深圳超多維光電子有限公司