CN101313596B - 为多视图显示设备呈现视图 - Google Patents

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Abstract

公开了一种用于为多视图显示设备(100)呈现视图的方法。该多视图显示设备(100)包括多个显示装置(104，110)用于在相对于多视图显示设备相互不同的方向上显示相应视图。该方法包括：根据输入图像的时间序列中的第一输入图像和输入图像的时间序列中的第二输入图像来计算第一运动矢量场；根据第一运动矢量场、第一输入图像、和/或第二输入图像来计算第一运动补偿了的中间图像；以及向多个显示装置(104，110)中的第一个提供第一运动补偿了的中间图像。

Description

为多视图显示设备呈现视图
本发明涉及一种用于为多视图显示设备呈现视图的方法，该多视图显示设备具有多个显示装置，用于在相对于该多视图显示设备而言相互不同的方向上显示相应的视图。
本发明进一步涉及这种多视图显示设备。
本发明进一步涉及通过计算机配置来加载的计算机程序产品，该计算机程序产品包括用于为多视图显示设备呈现视图的指令，该计算机配置包括处理装置和存储器。
从引入显示设备开始，多年来逼真三维(3D)显示设备已经成为梦想。已对会导致这种显示设备的许多原理进行了研究。一些原理设法在某个体积体中创建逼真的3D对象。例如，如在SID′03，1531-1533，2003的会议、作者为A.Sullivan、文章为″Solid-state Multi-planarVolumetric Display″中所公开的显示设备中，借助于快速投影仪而使信息在平面阵列上移动。每个平面是可切换的散射器。如果平面数目足够地高，那么人脑集成这些画面并且观察到逼真的3D对象。该原理允许观察者在一定程度之内环顾对象。在该显示设备中，所有对象是(半)透明的。
许多其它研究仅基于双目视差来创建3D显示设备。在这些系统中，观察者的左眼和右眼感知到另一图像，并且因此，观察者感知到3D图像。在普林斯顿大学出版社于1993年出版的、作者为D.F.McAllister(Ed.)、书名为″Stereo Computer Graphics and Other True 3DTechnologies″中可找到这些概念的综述。第一原理例如与CRT相结合地使用快门眼镜。如果显示奇数帧，那么为左眼阻挡光，并且如果显示偶数帧，那么为右眼阻挡光。
将显示3D而无需附加器具的显示设备称作自动立体显示设备。
第一个无需佩戴眼镜的显示设备包括用于创建瞄准观察者的左眼和右眼的光锥体的屏障。该锥体例如与奇和偶子像素列相对应。通过利用适当信息来对这些列进行寻址，如果观察者位于正确的光点上，那么观察者在他的左右眼获得了不同视图，并且可感知到3D画面。
第二个无需佩戴眼镜的显示设备包括透镜阵列以使奇偶子像素列的光成像于观察者的左右眼。
上述无需佩戴眼镜的显示设备的缺点在于，观察者必须留在固定位置。为了引导观察者，已提议了指示器以向观察者示出他处于正确位置。参见例如美国专利US5986804，其中屏障板与红色和绿色led相结合。在观察者处于很好位置的情况下，他看见绿光，否则看见红光。
为了摆脱使观察者位于固定位置，已提议了多视图自动立体显示设备。例如参见美国专利US6064424和US20000912。在如US6064424和US20000912所公开的显示设备中，使用了倾斜的透镜，由此透镜的宽度大于两个子像素。按照这种方式，有若干个视图彼此紧邻，并且观察者具有移动到左右的一定自由度。
自动立体显示设备的缺点是由于3D图像的生成所引入的分辨率损失。有利地是那些显示设备可在(二维)2D与3D模式之间进行切换，即在单视图模式与多视图模式之间可进行切换。如果需要相对较高的分辨率，那么可切换到单视图模式，因为单视图模式具有较高分辨率。
在SPIE 3295，1998的会议中、作者为J.Eichenlaub的文章″Alightweight compact 2D/3D autostereoscopic LCD backlight forgames，monitor and notebook applications″中描述了这种可切换显示设备的示例。其中公开了使用可切换的漫射器来在2D和3D模式之间进行切换。在WO2003015424中描述了可切换自动立体显示设备的另一示例，其中使用基于LC的透镜来创建可切换的透镜。还参见US6069650。
为了可视化3D图像，显示设备必须具有适当的图像数据。最好是，多个相机装备用于获取3D图像。然而在很多情况下，普通的2D相机已用于获取图像数据。对于将2D图像数据转换成3D图像数据而言，存在若干技术。典型地这些技术基于对图像内容的分析。其目的是此后估算深度图。深度图包含对于场景中的每个点而言至相机的距离。这意味着为2D图像中的像素估算深度值。已知有若干提示信息用于该估算，例如锐度、颜色、亮度、对象大小以及对象的轮廓接点及其它。
一旦计算出属于2D图像的深度图，则可对多个视图进行呈现，这些视图一起形成了3D图像。该呈现典型地基于应用对2D图像的变换以计算用于驱动显示设备的相应驱动图像以便创建视图，由此该变换基于所估计的深度图。
深度图探试法通常或多或少地导致了场景的分段。在段内创建(可感觉的)深度差是不容易的。其结果是，观察者可能获得好像他在看纸板这样的印象。
还不容易使深度图在时间上稳定，这会导致3D图像序列中令人苦恼的波动。此外，更极端的视图(即相对远离中心视图的视图)非常容易受到深度图中的错误和变化的影响。
本发明的一个目的是提供一种在开头段落中所描述类型的替换方法，其会导致相对高质量的3D图像。
实现本发明的目的在于一种方法，其包括：
-根据输入图像的时间序列中的第一输入图像和该输入图像的时间序列中的第二输入图像来计算第一运动矢量场；
-根据第一运动矢量场、第一输入图像、和/或第二输入图像来计算第一运动补偿了的中间图像；以及
向多个显示装置中的第一个提供第一运动补偿了的中间图像。
在根据本发明的方法中，驱动图像，即要提供给显示装置的图像基于时间内插。简单地说，将具有不同时间位置的多个驱动图像映射到单个3D图像中，由此多个驱动图像中的至少一个直接基于该输入图像的时间序列的时间内插。时间内插意指根据相应运动矢量来取出或者投影来自第一输入图像和/或第二输入图像的像素值，所述相应运动矢量是根据第一和第二输入图像并且根据第一输入图像与第二输入图像之间的所需时间位置来计算的。这意指例如为第一时刻(即时间位置)计算第一运动补偿了的中间图像，其中所述时刻是输入图像的时间序列中的第一输入图像与第二输入图像的中间。
不需要对诸如对象的大小和位置之类的实际输入图像内容进行分析以便创建深度图。中间图像具有与第一输入图像和第二输入图像的时间关系。这意指根据第一输入图像和第二输入图像来估算像素组的运动，最好是估算像素块的运动，并且随后借助于时间内插来直接计算第一运动补偿了的图像。根据所估算的运动矢量场以及所需时间位置(即时刻)来执行时间内插。
根据本发明的方法的实施例，进一步包括：
-为与和第一运动矢量场相对应的第一时刻不同的第二时刻计算第二运动矢量场；
-根据第二运动矢量场、第一输入图像、和/或第二输入图像来计算第二运动补偿了的中间图像；以及
-基本上与向多个显示装置中的第一个提供第一运动补偿了的中间图像同时地向多个显示装置中的第二个提供第二运动补偿了的中间图像。
如上所述，基本上同时地将具有不同时间位置的多个驱动图像映射到单个3D图像中并对其显示。在该实施例中，多个驱动图像中的第二个也基于利用第二运动矢量场的时间内插，由此第二运动矢量场不同于第一运动矢量场。可根据第一运动矢量场来计算第二运动矢量场。这被称为重定时。这例如在WO01/88852中公开了。
根据本发明的方法的实施例，进一步包括：
-根据输入图像的时间序列中的第二输入图像和第三输入图像来计算第三运动矢量场；
-根据第三运动矢量场、第二输入图像、和/或第三输入图像来计算第三运动补偿了的中间图像；以及
-基本上与向多个显示装置中的第一个提供第一运动补偿了的中间图像同时地向多个显示装置中的第三个提供第三运动补偿了的中间图像。
单个3D图像包括基于单对输入图像的运动补偿了的中间图像。但是最好是，单个3D图像还包括基于多对输入图像的运动补偿了的中间图像。在根据本发明的方法的这个实施例中，通过提供第一运动补偿了的中间图像和第三运动补偿了的中间图像来创建单个3D图像，由此第一运动补偿了的中间图像基于第一对输入图像以及第三运动补偿了的中间图像，而第三运动补偿了的中间图像基于第二对输入图像。第一对和第二对局部重叠。根据本发明的这个实施例的优点在于，可创建相对强的深度印象。另一优点在于重用中间图像是可能的。这可通过应用例如第三中间图像以创建第一3D图像和连续的第二3D图像来实现。
根据本发明的方法的实施例进一步包括基本上与向多个显示装置中的第一个提供第一运动补偿了的中间图像相同时地向多个显示装置中的第四个提供第一输入图像。最好是，输入图像的时间序列中的输入图像直接用于呈现3D图像的视图。除了提供第一输入图像之外，还有利地是也提供第二输入图像。
根据本发明的方法的实施例进一步包括根据所估算的运动来计算作为两个相邻中间图像之间所需的时间距离的当前时间间隔。如上所述，基本上同时显示具有不同时间位置的多个驱动图像并且因此将其映射到单个3D图像中。多个驱动图像中的每一个都具有其时间位置。两个时间位置之间的差是时间距离。最好是该时间距离作为时间函数不是恒定的，而是可根据输入图像的时间序列来进行计算。对于3D图像的驱动图像而言，该时间距离最好是恒定的。
相邻意指即在时域中驱动图像是直接时间邻接的。典型地，而不是必要地，″相邻″还意指将相邻驱动图像映射到显示装置上，所述相邻驱动图像具有彼此相邻的角度方向。
假如单个3D图像包括九个视图。到九个视图的可能映射如下。将第一输入图像映射到第一视图，将第二输入图像映射到第九视图，并且将在时间上等距地位于第一输入图像与第二输入图像之间的七个中间图像映射到七个剩余的视图。一种替换映射如下。将第一输入图像映射到第一视图，将第二输入图像映射到第五视图，将第三输入图像映射到第九视图，将基于第一输入图像和第二输入图像的三个中间图像映射到第二、第三和第四视图，以及将基于第二输入图像和第三输入图像的其它三个中间图像映射到第六、第七、以及第八视图。很显然的是在后一情况下的时间距离(即相邻驱动图像之间的时间差)高达前一情况下的两倍。
如果最好是基于运动矢量场之一的运动矢量的平均值所估算的运动相对较低，那么时间距离相对大。如果所估算的运动相对高，那么时间距离相对小。
虽然当前时间间隔(即时间距离)最好不是恒定的，但是最好是作为时间函数的时间距离平滑地改变。典型地，这意指当前时间距离基于先前计算的时间距离。通过平滑地改变时间距离，还可平滑地修改深度印象。应该注意的是，通过根据本发明的方法所实现的增加的深度印象主要基于输入图像的时间序列中的运动。为了防止增加的深度印象突然改变，对运动中的急剧变化进行平滑。
根据本发明的方法的实施例进一步包括：
-在预定延迟之后向多个显示装置中的第二个提供第一运动补偿了的中间图像。优点在于对运动补偿了的中间图像进行重用。这可以是通过例如应用第一运动补偿了的中间图像以创建第一3D图像和连续的第二3D图像来实现。典型地该工作如下。假如显示设备具有九个视图。这意指单个3D图像具有九个视图。为了显示第一3D图像，提供了九个驱动图像，这九个驱动图像中的两个基于如所接收到的输入图像并且七个驱动图像是运动补偿了的中间图像。为了显示随后的第二3D图像，例如计算三个新的运动补偿了的中间图像并且重用用于第一3D图像的六个驱动图像。很显然地是为了创建第二3D图像，则需要对驱动图像进行重新映射。典型地，该重新映射包括移位。例如，在该示例中，将提供给与第一3D图像的第六视图相对应的显示装置的中间图像提供给与第二3D图像的第三视图相对应的显示装置。
最好是，在其之后将第一运动补偿了的中间图像提供给多个显示装置中的第二个的预定延迟短于第一与第二输入图像之间的时间距离。根据本发明方法的实施例将2D输入图像到3D图像的变换与时间上变换相结合以便与输入图像的时间序列的频率相比、可提高显示频率。因此，该实施例的优点是降低了大面积闪烁并且消除了运动急剧变化。应该注意的是在该实施例中对两个目标执行对运动补偿了的中间图像的计算，这两个目标是：
-创建基本上同时显示的运动补偿了的中间图像以增强3D印象；以及
-创建利用比输入图像的时间序列的输入频率要高的显示频率来显示的运动补偿了的中间图像、以便增强运动描绘(portrayal)。
本发明进一步目的是提供一种在开头段落中所描述类型的多视图显示设备，该多视图显示设备用于显示相对高质量的3D图像。
实现本发明的目的在于一种多视图显示设备，其包括：
-运动估算单元，用于根据输入图像的时间序列中的第一输入图像和输入图像的时间序列中的第二输入图像来计算第一运动矢量场；
-内插单元，用于根据第一运动矢量场、第一输入图像、和/或第二输入图像来计算第一运动补偿了的中间图像；以及
-驱动装置，用于向多个显示装置中的第一个提供第一运动补偿了的中间图像。
本发明进一步目的是提供一种在开头段落中所描述类型的计算机程序产品，该计算机程序产品会导致相对高质量的3D图像。
实现本发明的目的在于一种计算机程序产品，其在被加载了之后向所述处理装置提供能力来执行：
-根据输入图像的时间序列中的第一输入图像和该输入图像的时间序列中的第二输入图像来计算第一运动矢量场；
-根据第一运动矢量场、第一输入图像、和/或第二输入图像来计算第一运动补偿了的中间图像；以及
-向多个显示装置中的第一个提供第一运动补偿了的中间图像。
对多视图显示设备的修改及其变化可以与所描述的方法和计算机程序产品的修改及其变化相对应。
从下文中所描述的实现和实施例并且参考附图可显而易见地得知根据本发明的多视图显示设备的这些及其他方面并且将对其进行说明，在附图中：
图1示意性地给出了根据本发明的多视图显示设备的实施例；
图2示意性地给出了输入图像的时间序列以及从该输入图像的时间序列中导出的输入图像序列；
图3说明了降低的TDD(i)的效果；
图4说明了负的TDD(i)的效果；
图5说明了驱动图像的重用；以及
图6说明了改变TDD(i)的效果。
在整个附图中使用相同参考数字用于表示相似部分。
图1示意性地给出了根据本发明的多视图显示设备100的实施例。该多视图显示设备用于在相对于多视图显示设备100而言相互不同的方向120、122、124上显示多个视图。该多视图显示设备100是所谓的自动立体显示设备。这意指用户不必佩戴特制眼镜以分离这些视图。该视图基于在输入连接器111处提供的信号。该信号表示输入图像的时间序列。
多视图显示设备100包括：
-接收装置101，用于接收信息信号。该信息信号可以是通过天线或电缆接收的广播信号，但是也可以是来自像VCR(盒式磁带录像机)或数字多用途盘(DVD)这样的存储设备的信号。该信息信号还可以由PC(个人计算机)或一些其它多媒体设备所提供；
-运动估算单元102，用于根据输入图像来计算运动矢量场；
-内插单元103，用于根据运动矢量场和输入图像来计算运动补偿了的中间图像；
-驱动设备109，用于将驱动图像，即运动补偿了的中间图像以及可选的输入图像提供给多个显示装置104、110，由此该显示装置104，110包括：
-光生成元件105-108的结构104，用于根据提供给光生成元件105-108的结构104的驱动图像的相应像素值来生成光；
-光引导装置110，用于沿相对于多视图显示设备100的不同方向120，122，124引导所生成的光。
光生成元件105-108的结构104位于第一平面中并且光引导装置110包括其每一个都与光生成元件105-108的相应组相关联的一组光引导元件112-118。光引导装置110叠加在第一平面中的光生成元件105-108上以便以相对于第一平面相互不同的角度方向引导光生成元件105-108的输出。
光生成元件105-108的结构104可以是LCD、CRT、PDP、或者可替换的显示屏。最好是，显示屏的显示频率相对较高，例如超过50Hz。
最好是光引导装置110包括一组透镜112-118。光引导装置110例如如US专利6069650中所公开的。
或者光引导装置110包括一组屏障112-118。光引导装置110例如如US专利6437915中所公开的。
可利用一个处理器来实现接收装置101、运动估算单元102、内插单元103以及驱动装置109。通常，在软件程序产品的控制之下执行这些功能。在执行期间，通常将软件程序产品加载到像RAM这样的存储器中并且从那里执行。可从像ROM、硬盘、或磁性和/或光存储器这样的后台存储器中加载程序，或者可通过像互联网这样的网络来加载。可选地，专用集成电路提供了所公开的功能。
运动估算单元102例如如IEEE Transaction on circuits andsystems for video technology第3卷、第5期、1993年10月、第368-379页、作者为G.de Haan等的文章″True-Motion Estimationwith 3-D Recursive Search Block Matching″中所说明的那样。
内插单元103最好是如US专利5，534，946中所公开的。
多视图显示设备100的工作如下。在输入连接器111处，提供了表示输入图像的时间序列的信号。根据输入图像的时间内插，创建附加图像。这些附加图像在时间上位于中间，即位于输入图像的时间序列的后续输入图像之间。因此将这些附加图像称作运动补偿了的中间图像。将中间图像的像素值以及可选地一些输入图像的像素值提供给光生成元件105-108的结构104。光生成元件生成沿相对于第一平面的相互不同方向引导的光。将这组驱动图像称作3D图像，即基本上同时提供给光生成元件105-108的结构104的运动补偿了的中间图像以及可选的输入图像称作3D图像。
将根据单个驱动图像而定址的光生成元件的子集的输出称作视图。例如，假定多视图显示设备是九个视图显示设备，那么将这九个驱动图像提供给光生成元件105-108的结构104。光生成元件105-108的整个结构104被认为是光生成元件的九个子集。这种光生成元件的子集和相关联的光引导装置是相应的显示装置。
从适当位置观看多视图显示设备100的显示屏的观察者将用他的左眼观看第一视图并且用他的右眼观看第二视图。作为输入图像的时间序列中的运动结果，第一视图和第二视图是不同的、并且因此观察者可得到3D印象。多视图显示设备的显示屏是指光引导装置110所处的层。
图2示意性地给出了输入图像的时间序列inp1-inp4以及从输入图像的时间序列inp1-inp4导出的驱动图像的序列dr1-dr13。驱动图像的序列dr1-dr13用于对光生成元件105-108的结构104进行驱动。驱动图像的序列dr1-dr13包括借助于输入图像inp1-inp4的时间内插而计算的运动补偿了的中间图像并且可选地包括输入图像inp1-inp4的拷贝。
典型地，输入图像的时间序列inp1-inp4与视频数据相对应。这是指输入图像inp1-inp4与视频帧相对应。在图2中利用具有注释″时间″的横向箭头来表示时间维度。在25Hz视频帧的情况下，后续输入图像(即，视频帧)之间的时间距离TDI(时间距离输入)是1/25秒。
具有索引i的、用于3D图像的后续驱动图像dr1-dr13之间的时间距离TDD(i)(时间距离驱动)小于后续输入图像之间的时间距离TDI。或者，人们可谈到″相邻″驱动图像之间的时间距离TDD(i)。在图2中所描述的示例中，在等式1中规定了时间距离之间的关系：
TDI＝4*TDD(i)                        (1)
然而，应该注意的是这仅仅是示例。
多个驱动图像一起形成了多视图显示设备的观看者可观察的3D图像。在图2中描述了用dr1-dr9所表示的驱动图像组合成为第一3D图像out1，以及用dr4-dr11所表示的驱动图像组合成为后续的第二3D图像out2。应该注意的是，在形成了第一3D图像out1的驱动图像dr1-dr9集合与形成了第二3D图像out2的驱动图像dr4-dr11集合中存在强的叠加dr4-dr9。
在以下表格1中示出了不同驱动图像可以作为时间函数如何进行组合以创建后续3D图像。这是指表格1提供了对驱动图像进行映射以创建相应视图的示例。应该注意的是，在表格1的第一列中还示出了基本上同时显示3D图像的视图的时刻。
表格1：对驱动图像进行映射以创建相应视图的第一示例。
  时间   3D图像   视图1   视图2   视图3   视图4   视图5   视图6   视图7   视图8   视图9
  0.00   out1   dr1   dr2   dr3   dr4   dr5   dr6   dr7   dr8   dr9
  0.02   out2   dr2   dr3   dr4   dr5   dr6   dr7   dr8   dr9   dr10
  0.04   out3   dr3   dr4   dr5   dr6   dr7   dr8   dr9   dr10   dr11
  0.06   out4   dr4   dr5   dr6   dr7   dr8   dr9   dr10   dr11   dr12
  0.08   out5   dr5   dr6   dr7   dr8   dr9   dr10   dr11   dr12   dr13
  0.10   out6   dr6   dr7   dr8   dr9   dr10   dr11   dr12   dr13   dr14
  0.12   out7   dr7   dr8   dr9   dr10   dr11   dr12   dr13   dr14   dr15
表格1公开了在时刻t＝0.00，通过向多个显示装置提供驱动图像dr1-dr9来创建3D图像out1，并且在时刻t＝0.02，通过向多个显示装置提供驱动图像dr2-dr10来创建3D图像out2等等。
后续输出图像out1-out7之间的时间延迟是0.02秒。因此，多视图显示设备的显示频率是50Hz。表格1明确示出了有对驱动图像dr1-dr15的重用。特定驱动图像dr5在时刻t＝0.00用于视图5、在时刻t＝0.02用于视图4、在时刻＝0.04用于视图3，等等。基本上，表格1示出了特定驱动图像从第一视图移动到与第一视图相邻的第二视图。在该示例中，所谓的视图移动VS(i)等于1。
表格2：对驱动图像进行映射以创建相应视图的第二示例。
  时间   3D图像   视图1   视图2   视图3   视图4   视图5   视图6   视图7   视图8   视图9
  0.00   out1   dr1   dr2   dr3   dr4   dr5   dr6   dr7   dr8   dr9
  0.04   out2   dr2   dr3   dr4   dr5   dr6   dr7   dr8   dr9   dr10
  0.08   out3   dr3   dr4   dr5   dr6   dr7   dr8   dr9   dr10   dr11
  0.12   out4   dr4   dr5   dr6   dr7   dr8   dr9   dr10   dr11   dr12
  0.16   out5   dr5   dr6   dr7   dr8   dr9   dr10   dr11   dr12   dr13
  0.20   out6   dr6   dr7   dr8   dr9   dr10   dr11   dr12   dr13   dr14
  0.24   out7   dr7   dr8   dr9   dr10   dr11   dr12   dr13   dr14   dr15
表格2公开了在时刻t＝0.00，通过向多个显示装置提供驱动图像dr1-dr9来创建3D图像out1，并且在时刻t＝0.04，通过向多个显示装置提供驱动图像dr2-dr10来创建3D图像out2等等。
后续输出图像out1-out7之间的时间延迟是0.04秒。因此，多视图显示设备的显示频率是25Hz。表格2示出了特定驱动图像从第一视图移动到与第一视图相邻的第二视图。在该示例中视图移动VS(i)等于1。
通过对表格1与表格2的示例进行比较，可显而易见地得知，利用根据本发明的多视图显示设备可实现各种显示频率。各种显示频率包括高于输入频率的频率，这会导致所谓的时间转换。应当注意的是，直接显示输入频率为25Hz的输入图像的时间序列，与显示驱动图像的时间上转换序列相比，将会导致不同运动描绘。将显示频率与输入频率之间的比率称作时间上转换因子TupC。
表格3：对驱动图像进行映射以创建相应视图的第三示例。
  时间   3D图像   视图1   视图2   视图3   视图4   视图5   视图6   视图7   视图8   视图9
  0.00   out1   dr1   dr2   dr3   dr4   dr5   dr6   dr7   dr8   dr9
  0.02   out2   dr3   dr4   dr5   dr6   dr7   dr8   dr9   dr10   dr11
  0.04   out3   dr5   dr6   dr7   dr8   dr9   dr10   dr11   dr12   dr13
  0.06   out4   dr7   dr8   dr9   dr10   dr11   dr12   dr13   dr14   dr15
  0.08   out5   dr9   dr10   dr11   dr12   dr13   dr14   dr15   dr16   dr17
  0.10   out6   dr11   dr12   dr13   dr14   dr15   dr16   dr17   dr18   dr19
  0.12   out7   dr13   dr14   dr15   dr16   dr17   dr18   dr19   dr20   dr21
表格3公开了在时刻t＝0.00通过向多个显示装置提供驱动图像dr1-dr9来创建3D图像out1，并且在时刻t＝0.02通过向多个显示装置提供驱动图像dr3-dr11来创建3D图像out2等等。
后续输出图像out1-out7之间的时间延迟是0.02秒。因此，多视图显示设备的显示频率是50Hz。表格3示出了特定驱动图像从第一视图移动到与第一视图相邻的第二视图。在该示例中所谓的视图移动VS(i)等于2。
通过对表格1与表格3的示例进行比较，可清楚的是，视图移动VS不是恒定的而是可配置的。通过选择VS(i)和TDD(i)的值，可设置深度印象的量：增加/降低。
如所述，驱动图像dr1-dr15基于输入图像inp1-inp4。对驱动图像的计算如下。
首先，为要创建的、用索引i指示的3D图像确定所需的、后续驱动图像之间的实际时间距离TDD(i)。后续驱动图像之间的、所需实际时间距离TDD(i)基于运动量以及用于先前3D图像i-1的时间距离TDD(i-1)。
第二，为3D图像i确定与多视图显示设备的中心视图(j＝cv)相对应的驱动图像j的时间位置TP(i，j＝cv)。最好是，中心视图是与基本上与显示屏幕相垂直的角度方向相对应的视图。时间位置TP(i，j＝cv)取决于先前3D图像i-1的时间位置TP(i-1，j＝cv)。典型地，时间位置TP(i，j＝cv)还与等式2中所规定的后续输入图像之间的时间距离TDI以及时间上转换因子TupC有关。
TP ( i , j = cv ) = TP ( i - 1 , j = cv ) + TDI TupC - - - ( 2 )
最好是，与中心视图(j＝cv)相对应的驱动图像j的时间位置TP(i，j＝cv)与输入图像之一的时刻相对应。这是指，最好是与中心视图相对应的驱动图像j是输入图像之一的拷贝。很显然的是，由于时间上转换因子TupC不等于1，因此与中心视图(j＝cv)相对应的多个驱动图像j不是输入图像的拷贝。在这种情况下，最好是最大数目个与中心视图对应的驱动图像是输入图像的拷贝。
第三，计算其余驱动图像j的时间位置TP(i，j)。这些时间位置TP(i，j)与视图数目N有关，也就是说与3D图像i的驱动图像数目有关。等式3规定了怎样计算时间位置TP(i，j)：
TP(i，j)＝TP(i，j＝cv)+(j-cb)*TDD(i)              (3)
典型地，中心视图的值 cv = N + 1 2 , 例如具有九个视图，则中心视图的值cv＝5。
TP ( i , j ) = TP ( i , j = cv ) + ( j - N + 1 2 ) * TDD ( i ) - - - ( 4 )
根据时间位置TP(i，j)来计算驱动图像。最好是，相对接近驱动图像的时间位置的输入图像将用于此。例如图2中的驱动图像dr2基于输入图像inp1和输入图像inp2，而驱动图像dr 7基于输入图像inp2和输入图像inp3。
如果实际时间距离TDD(i)等于先前时间距离TDD(i-1)，那么如结合表格1、2、以及3所描述的、可重用先前计算的驱动图像。还参见图5。
表格4给出了用于对驱动图像进行映射以创建相应视图的第四示例。在表格4中列出了不同驱动图像的时刻以及由此的视图。应用如下：TDI＝0.04，TupC＝1.00，cv＝5，TDD(i)＝0.01恒定值。
表格4：对驱动图像进行映射以创建相应视图的第四示例
  3D图像   视图1   视图2   视图3   视图4   视图5   视图6   视图7   视图8   视图9   TDD(i)
  out1   0.96   0.97   0.98   0.99   1.00   1.01   1.02   1.03   1.04   0.01
  out2   1   1.01   1.02   1.03   1.04   1.05   1.06   1.07   1.08   0.01
  out3   1.04   1.05   1.06   1.07   1.08   1.09   1.1   1.11   1.12   0.01
  out4   1.08   1.09   1.1   1.11   1.12   1.13   1.14   1.15   1.16   0.01
  out5   1.12   1.13   1.14   1.15   1.16   1.17   1.18   1.19   1.2   0.01
  out6   1.16   1.17   1.18   1.19   1.2   1.21   1.22   1.23   1.24   0.01
  out7   1.2   1.21   1.22   1.23   1.24   1.25   1.26   1.27   1.28   0.01
在该示例中视图移动VS(i)等于4。
表格5给出了用于对驱动图像进行映射以创建相应视图的第五示例。在表格5中列出了不同驱动图像的时刻以及由此的视图。应用如下：TDI＝0.04，TupC＝2.00，cv＝5，TDD(i)＝0.01恒定值。
因此在表格5中所列出的与第四示例相比较的差别是时间上转换因子TupC。
表格5：对驱动图像进行映射以创建相应视图的第五示例。
  3D图像   视图1   视图2   视图3   视图4   视图5   视图6   视图7   视图8   视图9   TDD(i)
  out1   0.96   0.97   0.98   0.99   1.00   1.01   1.02   1.03   1.04   0.01
  out2   0.98   0.99   1   1.01   1.02   1.03   1.04   1.05   1.06   0.01
  out3   1   1.01   1.02   1.03   1.04   1.05   1.06   1.07   1.08   0.01
  out4   1.02   1.03   1.04   1.05   1.06   1.07   1.08   1.09   1.10   0.01
  out5   1.04   1.05   1.06   1.07   1.08   1.09   1.1   1.11   1.12   0.01
  out6   1.06   1.07   1.08   1.09   1.1   1.11   1.12   1.13   1.14   0.01
  out7   1.08   1.09   1.1   1.11   1.12   1.13   1.14   1.15   1.16   0.01
  Out8   1.1   1.11   1.12   1.13   1.14   1.15   1.16   1.17   1.18   0.01
  Out9   1.12   1.13   1.14   1.15   1.16   1.17   1.18   1.19   1.20   0.01
  Out10   1.14   1.15   1.16   1.17   1.18   1.19   1.2   1.21   1.22   0.01
  Out11   1.16   1.17   1.18   1.19   1.2   1.21   1.22   1.23   1.24   0.01
  Out12   1.18   1.19   1.2   1.21   1.22   1.23   1.24   1.25   1.26   0.01
  Out13   1.2   1.21   1.22   1.23   1.24   1.25   1.26   1.27   1.28   0.01
  Out14   1.22   1.23   1.24   1.25   1.26   1.27   1.28   1.29   1.30   0.01
在该示例中视图移动VS(T)等于2。
实际时间距离TDD(i)是数学量，从这种意义上来说它可以是正的和负的。表格6给出了用于对驱动图像进行映射以创建相应视图的第六示例，由此TDD(i)值作为时间函数平滑地变化。应用如下：TDI＝0.04，TupC＝2.00，cv＝5。
表格6给出了对驱动图像进行映射以创建相应视图的第六示例。
  3D图像   视图1   视图2   视图3   视图4   视图5   视图6   视图7   视图8   视图9   TDD(i)
  out1   0.960   0.970   0.980   0.990   1.000   1.010   1.020   1.030   1.040   0.010
  out2   0.990   0.998   1.005   1.013   1.020   1.028   1.035   1.043   1.050   0.008
  out3   1.020   1.025   1.030   1.035   1.040   1.045   1.050   1.055   1.060   0.005
  out4   1.050   1.053   1.055   1.058   1.060   1.063   1.065   1.068   1.070   0.003
  out5   1.080   1.080   1.080   1.080   1.080   1.080   1.080   1.080   1.080   0.000
  out6   1.110   1.108   1.105   1.103   1.100   1.098   1.095   1.093   1.090   -0.003
  out7   1.140   1.135   1.130   1.125   1.120   1.115   1.110   1.105   1.100   -0.005
  Out8   1.170   1.163   1.155   1.148   1.140   1.133   1.125   1.118   1.110   -0.008
  Out9   1.200   1.190   1.180   1.170   1.160   1.150   1.140   1.130   1.120   -0.010
  Out10   1.210   1.203   1.195   1.188   1.180   1.173   1.165   1.158   1.150   -0.008
  Out11   1.220   1.215   1.210   1.205   1.200   1.195   1.190   1.185   1.180   -0.005
  Out12   1.230   1.228   1.225   1.223   1.220   1.218   1.215   1.213   1.210   -0.003
  Out13   1.240   1.240   1.240   1.240   1.240   1.240   1.240   1.240   1.240   0
  Out14   1.250   1.253   1.255   1.258   1.260   1.263   1.265   1.268   1.270   0.0025
表格6给出了改变TDD(i)的效果。这还在图3、图4、以及图6中进行了说明。
图3说明了降低TDD(i)的效果，也就是说，TDD(i+k)＜TDD(i)，其中k是整数值。图3给出了将基于输入图像inp1-inp3的驱动图像dr1-dr9映射到具有 TDD ( i + k ) = TDI 4 的视图1-视图9。随后将基于输入图像inp10-inp12的驱动图像dr14-dr22映射到具有 TDD ( i ) = TDI 8 的视图1-视图9。
图4说明了改变TDD(i)的符号的效果。该效果是映射依次改变，即具有比中心视图(cv＝5)更高编号的第一视图与比中心视图的时间位置更高的时间位置相对应。(还参见表格6以及图6)
此后对于TDD(i)的负值而言，具有比中心视图更高编号的视图与比中心视图的时间位置更低的时间位置相对应。
图5说明了对驱动图像的重用。X轴与3D图像out1-out14相对应。Y轴示出了映射到九个视图当中的五个的驱动图像的时间位置TP(i，j)。图5清楚地说明了具有时间位置TP(i，j)＝1.04(还参见表格5)的驱动图像dr9首先用于outp1；视图9、此后用于outp2；视图7、此后用于outp3；视图5、此后用于outp4；视图3、并且最终用于outp5；视图1。
图5还说明了具有时间位置TP(i，j)＝1.14(还参见表格5)的驱动图像dr19首先用于outp6；视图9、此后用于outp7；视图7、此后用于outp8；视图5、此后用于outp9；视图3、并且最终用于outp10；视图1。还参见结合表格5的描述，因为这些曲线源自于表格5。
图6说明了改变TDD(i)的效果。X轴与3D图像out1-out14相对应。Y轴示出了映射到九个视图当中的三个的驱动图像的时间位置TP(i，j)。还参见结合表格6的描述，因为这些曲线源自于表格6。
首先，视图9具有其时间位置比中心视图(即视图5)的时间位置更高的驱动图像，以及视图1具有其时间位置比中心视图的时间位置更低的驱动图像：outp1-outp4。
此后，所有视图具有时间位置彼此相等的驱动图像：outp5。
此后对于TDD(i)的负值而言，视图9具有其时间位置比中心视图(即视图5)的时间位置更低的驱动图像，和视图1具有其时间位置比中心视图的时间位置更高的驱动图像：outp6-outp12。
此后，所有视图具有时间位置彼此相等的驱动图像：outp13。
最后，视图9具有其时间位置比中心视图的时间位置要高的驱动图像，并且视图1具有其时间位置比中心视图的时间位置更低的驱动图像：outp14。
对于相机改变运动方向的场景而言，TDD(i)最好是慢慢地降低，像手风琴一样在时间上一起按下视图，并且此后使其再次升高(但是符号相反)。这会导致非常平滑、事实上看不见的两个摇头方向之间的转换。还可以使TDD(i)随背景运动幅度而定，以稳定深度印象。最好是，计算运动矢量场的运动矢量的平均大小到以控制TDD(i)的值。或者，仅使用运动矢量的水平分量用于计算用于对TDD(i)进行控制的运动度量。最好是，独立地确定背景运动和前景运动以便控制TDD(i)。
多视图显示设备的优选结构如下：
-对于从左到右运动的背景，正的TDD(i)会为背景产生正的运动视差(即它落在显示屏后面)。
-对于从右到左运动的背景，负的TDD(i)会为背景产生正的运动视差。
应该注意的是上述实施例是说明而并非限制本发明，并且对于本领域技术人员来说，在不脱离随后权利要求的范围的情况下可设计出替代的实施例。在权利要求中，不应认为位于括号之间的任何参考符号是对本发明做出限制。词″包括″不排除存在权利要求中未列出的元件或者步骤。元件之前的词″一″或者″一个″不排除存在多个这种元件。本发明可以借助于包括若干不同元件的硬件以及借助于适当编程的计算机来实现。在枚举出若干装置的单元权利要求中，由同一项硬件或者软件可具体包含若干这些装置。词第一、第二、以及第三等等的使用不表示任何顺序。将这些词解释为名称。

Claims (9)

1.一种用于为多视图显示设备(100)呈现视图的方法，该多视图显示设备(100)具有多个显示装置(104，110)用于在相对于多视图显示设备(100)的相互不同方向上显示相应视图，该方法的特征在于包括：
-通过下列步骤为2D输入图像的时间序列中的每对相邻输入图像计算运动补偿了的中间图像：
-根据输入图像的该相应对来计算第一运动矢量场；
-根据第一运动矢量场和该输入图像的相应对来计算第一运动补偿了的中间图像；以及
-向多个显示装置(104，110)之一提供该输入图像的相应对的第一运动补偿了的中间图像。
2.如权利要求1所述的呈现视图的方法，进一步包括：
-通过下列步骤为2D输入图像的时间序列中的每对相邻输入图像计算进一步运动补偿了的中间图像：
-根据该输入图像的相应对为与和第一运动矢量场相对应的第一时刻不同的第二时刻计算第二运动矢量场；
-根据第二运动矢量场和该输入图像的相应对来计算第二运动补偿了的中间图像；以及
-与向多个显示装置(104，110)之一提供第一运动补偿了的中间图像相同时地向多个显示装置(104，110)中的另一个提供该输入图像的相应对的第二运动补偿了的中间图像。
3.如权利要求1或者2所述的呈现视图的方法，进一步包括：与向多个显示装置(104，110)之一提供第一运动补偿了的中间图像相同时地向多个显示装置(104，110)中的还有另一个提供第一输入图像。
4.如权利要求1或者2所述的呈现视图的方法，进一步包括：与向多个显示装置(104，110)之一提供第一运动补偿了的中间图像相同时地向多个显示装置(104，110)中的还有另一个提供第二输入图像。
5.如权利要求2所述的呈现视图的方法，进一步包括：根据估 算的运动来计算作为两个相邻中间图像之间所需的时间距离的当前时间间隔。
6.如权利要求5所述的呈现视图的方法，其中当前时间间隔基于先前计算的时间间隔。
7.如权利要求1或者2所述的呈现视图的方法，进一步包括：在预定延迟之后向多个显示装置(104，110)中的另一个提供该输入图像的相应对的第一运动补偿了的中间图像。
8.如权利要求7所述的呈现视图的方法，其中预定延迟短于第一与第二输入图像之间的时间距离。
9.一种多视图显示设备(100)，该多视图显示设备具有多个显示装置(104，110)用于在相对于多视图显示设备的相互不同方向上显示相应视图，该多视图显示设备(100)的特征在于包括：
-借助于下列单元为2D输入图像的时间序列中的每对相邻输入图像计算运动补偿了的中间图像的装置，这些下列单元包括：
-运动估算单元，用于根据输入图像的该相应对来计算第一运动矢量场；
-内插单元，用于根据第一运动矢量场和该输入图像的相应对来计算第一运动补偿了的中间图像；以及
-驱动装置，用于向多个显示装置(104，110)之一提供该输入图像的相应对的第一运动补偿了的中间图像。 
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