CN101416499A

CN101416499A - 视讯设备及其影像处理方法

Info

Publication number: CN101416499A
Application number: CNA2006800540978A
Authority: CN
Inventors: 方可成
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2006-04-03
Filing date: 2006-04-03
Publication date: 2009-04-22
Also published as: WO2007112612A1; US20090051757A1; EP2007139A2; JP2009533893A; EP2007139A9

Abstract

本发明涉及一种用于显示环场图像的视频信息设备。该设备由计算机系统和显示设备组成。计算机系统由主控系统和至少一个被控系统组成。主控系统将环场图像划分为多个视角图像，并且将被控系统连接到主控系统以处理这些视角图像。将显示设备电连接到计算机系统以显示环场图像。

Description

视讯设备及其影像处理方法技术领域

本发明是有关于一种视讯设备，且特别是有关于一种用以显示环场影像的视讯设备。背景技术

当影像技术由过去的黑白进入彩色、然后是平面影像，人们永远追求比平面彩色影像能展现更真实、更丰富资讯的影像品质。近来科技的日益精进，人们甚至于可以价廉物美的个人电脑与其输出入辅助设备在家里观赏立体影像，而人们对立体影像的制作与品质的要求，也由过去的左右眼两个影像，进而追求更富资讯性的环场影像，这已是影像技术发展的主流趋势，而且会越来越受到大家的重视。

部分多媒体游戏程序目前已有多视角影像的即时处理及显示功能，然而这些多视角影像仍仅显示于单一平面屏幕上，且影像品质及关于物体互动结果的显示速度亦受限于个人电脑的运算能力，故无法接近现实世界的真实情况。一般而言，这些多视角影像仅能以较低的影像品质，显示于单一平面屏幕的切割视窗上，但这样的显示模式并无法让使用者产生具有真实感的虚拟实境效果。

而军事用途上的飞行模拟系统，虽具有 360度的曲面影像，且亦可透过网络进行即时多人互动操作，但此飞行模拟系统需借助极高运算能力的电脑设备。这样的电脑设备往往需要数亿台币方能购置，故无法普及于一般的商业用途。

此外，在显示设备方面，现有的投影机大多仅能投射至一平面，其视角的广度顶多为 90度。为了达到 360度的显示效果，现有的作法是调整四部投影机，使其投影于环绕于投影机的四面布幕。然而此作法的成本较高，且不易于同步处理及显示，因此四面布幕上的画面往往一致性较差。

因此，如何能够提供一种视讯设备，其可显示高品质的环场影像，同时又具有低成本的特性，是视讯设备的制造者及使用者所殷殷企盼的。发明内容

因此本发明的目的是提供一种视讯设备，其可更有效率地显示环场影像，并可节省大量的硬件成本。

根据本发明的上述目的，提出一种视讯设备，用以显示环场影像。此视讯设备是由丛集式电脑系统及显示设备所组成。其中，丛集式电脑系统是由主控系统及至少一被控系统所组成。主控系统是用以将环场影像切割为复数个视角影像，而被控系统则电性连接主控系统，用以分散处理这些视角影像。显示设备电性连接丛集式电脑系统，用以显示环场影像。举例来说，上述的主控系统及被控系统可为多台工作站、个人电脑或中央处理器的计算资源。如此一来，主控系统即可将视角影像配置于各个被控系统，以分散处理而达到提供高品质的环场影像的目的。

在本发明的一较佳实施例中，上述的主控系统还具有互动回应模组。此互动回应模组是用以计算该环场影像的复数个物件间的互动及回应结果。例如，当环场影像中的两个物件相互碰撞后的运动轨迹，可利用此互动回应模组计算之，以避免当上述的两个物件分别位于不同的视角影像中时，由于分散处理所造成的环场影像的不连贯。

同样地，上述的主控系统亦可具有输入模组及动作输入计算模组。其中，输入模组是用以输入数据，例如：游戏摇杆、键盘、鼠标或其他输入设备。动作输入计算模组则电性连接此输入模组及上述的互动回应模组，借助输入模组而输入的数据对环场影像的影响可利用此动作输入计算模组计算之。例如，当使用者借助游戏摇杆而输入令游戏主角挥棒的指令，游戏主角挥棒的运动轨迹可利用主控系统的动作输入计算模组计算之，以避免当上述的挥棒轨迹穿越不同的视角影像时，由于分散处理所造成的环场影像的不连贯。

此外，主控系统还可具有视角声音处理系统。此视角声音处理系统电性连接互动回应模组，以处理各个视角影像的声音效果。亦即，各个视角影像的声音效果可借助主控系统来集中处理。

同样地，主控系统还可具有视角影像处理系统。此视角影像处理系统电性连接互动回应模组，以处理各个视角影像的视觉效果，例如：锐利化、柔化或其他视觉特效。亦即，各个视角影像的视觉效果可借助主控系统来集中处理。

在本发明的另一较佳实施例中，上述的被控系统还可具有互动回应模组。个别视角影像的复数个物件间的互动及回应结果可利用此互动回应模组计算之。如此一来，个别视角影像的互动及回应结果的计算即可配置于各个被控系统，以分散处理而达到提供高品质的环场影像的目的。

同样地，上述的被控系统亦可具有输入模组及动作输入计算模组。其中，输入模组是用以输入数据，例如：游戏摇杆、键盘、鼠标或其他输入设备。动作输入计算模组则电性连接此输入模组及上述的互动回应模组，借助输入模组而输入的数据对环场影像的影响可利用此动作输入计算模组计算之。如此一来，输入的数据对个别视角影像的影响的计算即可配置于各个被控系统，以分散处理而达到提供高品质的环场影像的目的。

此外，被控系统还可具有视角声音处理系统。此视角声音处理系统是电性连接互动回应模组，以处理各个视角影像的声音效果。亦即，这些视角影像的声音效果的处理工作可配置于各个被控系统，以分散处理而达到提供高品质的环场影像的目的。

同样地，被控系统还可具有视角影像处理系统。此视角影像处理系统电性连接互动回应模组，以处理各个视角影像的视觉效果，例如：锐利化、柔化或其他视觉特效。亦即，这些视角影像的视觉效果的处理工作是可配置于各个被控系统，以分散处理而达到提供高品质的环场影像的目的。

本发明的另一目的是提供一种影像处理方法，其利用分散处理的方法，使得处理环场影像不再需要耗费大量的硬件成本，即可提供高品质的环场影像。

根据本发明的上述目的，提出一种影像处理方法，其包含下列步骤：

(a) 将环场影像切割为复数个视角影像。

(b) 分散处理这些视角影像。如此一来，即可运用多台工作站、个人电脑或中央处理器的计算资源，将视角影像配置于各个工作站、个人电脑或中央处理器，如丛集式电脑系统，以分散处理而达到提供高品质的环场影像的目的。

在本发明的一较佳实施例中，这些视角影像是分别显示于复数个显示设备中。举例来说，这些视角影像是分别显示于排列成环型的复数个显示器中，如液晶显示器或等离子显示器。或者，这些视角影像是分别借助复数个投影机投影于排列成环型的复数个屏幕上。

而在本发明的另一较佳实施例中，这些视角影像亦可先组合为环场影像，然后再显示此环场影像。举例来说，此环场影像可借助旋转式投影机来投射至包围此旋转式投影机的环场屏幕上，其中旋转式投影机是利用人类眼睛具有短暂视觉暂留的特性，其镜头在四十分之一秒钟内旋转一圈，以显示具有 360度视角的环场影像。或者，此环场影像亦可借助投影机投射至一环状曲面镜上，然后借助环状曲面镜的反射，投影至包围环状曲面镜的环场屏幕上。

在本发明的一实施例中，环场影像的复数个物件间的互动及回应结果是可于组合视角影像后方计算之。例如，当环场影像中的两个物件相互碰撞后的运动轨迹，是可于组合视角影像后方计算之，以避免当上述的两个物件分别位于不同的视角影像中时，由于分散处理所造成的环场影像的不连贯。

同样地，借助输入模组而输入的数据对环场影像的影响亦可于组合视角影像后方计算之。例如，当使用者借助游戏摇杆而输入令游戏主角挥棒的指令，游戏主角挥棒的运动轨迹是可于组合视角影像后方计算之，以避免当上述的挥棒轨迹穿越不同的视角影像时，由于分散处理所造成的环场影像的不连贯。

此外，在本发明的另一实施例中，个别视角影像的复数个物件间的互动及回应结果是可于分散处理步骤中计算之。如此一来，个别视角影像的复数个物件间的互动及回应结果的计算即可配置于各个工作站、个人电脑或中央处理器，如丛集式电脑系统，以分散处理而达到提供高品质的环场影像的目的。

同样地，借助输入模组而输入的数据对个别视角影像的影响亦可于分散处理步骤中计算之。如此一来，输入的数据对个别视角影像的影响的计算即可配置于各个工作站、个人电脑或中央处理器，如丛集式电脑系统，以分散处理而达到提供高品质的环场影像的目的。

因此，本发明的视讯设备及其影像处理方法，可有效地显示高品质的环场影像或多视角影像，并同时具有低成本的优势。此外，本发明的视讯设备及其影像处理方法亦可克服现有技术中画面一致性较差的问题。附图概述

本发明的具体特征、性能由以下的实施例及其附图进一步给出。

第 1图是绘示依照本发明一较佳实施例的视讯设备的一种功能方块图。

图 2是绘示于图 1中的主控系统的功能方块图。

图 3是绘示于图 1中的被控系统的功能方块图。

图 ⁴是绘示依照本发明一较佳实施例的显示设备的俯视图。图 5是绘示依照本发明另一较佳实施例的显示设备的俯视图。

图 6是绘示依照本发明再一较佳实施例的显示设备的俯视图。

图 7是绘示依照本发明又一较佳实施例的显示设备的侧视图。

图 8是绘示依照本发明一较佳实施例的影像处理方法的流程图。本发明的最佳实施方式

以下将以图示及详细说明清楚说明本发明的精神，如熟悉此技术的人员在了解本发明的较佳实施例后，当可由本发明所教示的技术，加以改变及修饰，其并不脱离本发明的精神与范围。

参照图 1，其绘示依照本发明一较佳实施例的视讯设备的一种功能方块图。在图 1中的视讯设备是可用以显示环场影像。此视讯设备是由丛集式电脑系统 110 及显示设备 120所组成。其中，丛集式电脑系统是由主控系统 112及至少一被控系统 114所组成。主控系统 112是用以将环场影像切割为复数个视角影像，而被控系统 114则电性连接主控系统 112，用以分散处理这些视角影像。显示设备 120电性连接丛集式电脑系统 110，用以显示环场影像。举例来说，上述的主控系统 112及被控系统 114可为多台工作站、个人电脑或中央处理器的计算资源。如此一来，主控系统 112即可将视角影像配置于各个被控系统 114，以分散处理而达到提供高品质的环场影像的目的。

此外，上述的丛集式电脑系统 110的较佳的实施方式为单主机多处理器的架构。亦即，主控系统 112及被控系统 114可为多台中央处理器的计算资源。若主控系统 112及被控系统 114为多台工作站或个人电脑，则主控系统 112及被控系统 114 间的数据传递需采用网络传输的方式。反之，若丛集式电脑系统 110采用单主机多处理器的架构，则主控系统 112及被控系统 114间的数据传递就不需要透过网络传输，如此可节省数据传递所需的时间。

参照图 2，其绘示于图 1中的主控系统的功能方块图。在图 2中，上述的主控系统还具有互动回应模组 210。此互动回应模组 210是用以计算该环场影像的复数个物件间的互动及回应结果。例如，当环场影像中的两个物件相互碰撞后的运动轨迹，是可利用此互动回应模组 210计算之，以避免当上述的两个物件分别位于不同的视角影像中时，由于分散处理所造成的环场影像的不连贯。

同样地，上述的主控系统亦可具有输入模组 220及动作输入计算模组 230。其中，输入模组 220是用以输入数据，例如：游戏摇杆、键盘、鼠标或其他输入设备。动作输入计算模组 230则电性连接此输入模组 220及上述的互动回应模组 210，借助输入模组 220而输入的数据对环场影像的影响可利用此动作输入计算模组 230 计算之。例如，当使用者借助游戏摇杆而输入令游戏主角挥棒的指令，游戏主角挥棒的运动轨迹是可于主控系统的动作输入计算模组 230计算之，以避免当上述的挥棒轨迹穿越不同的视角影像时，由于分散处理所造成的环场影像的不连贯。

此外，主控系统还可具有视角声音处理系统 240。此视角声音处理系统 240电性连接互动回应模组 210，以处理各个视角影像的声音效果。亦即，各个视角影像的声音效果是可借助主控系统来集中处理。

同样地，主控系统还可具有视角影像处理系统 250。此视角影像处理系统 250 电性连接互动回应模组 210，以处理各个视角影像的视觉效果，例如：锐利化、柔化或其他视觉特效。亦即，各个视角影像的视觉效果可借助主控系统来集中处理。

另外，上述的互动回应模组 210、动作输入计算模组 230、视角声音处理系统 240及视角影像处理系统 250，其实施方式可选择为软件程序或是硬件电路。而且，此四者当视当时设计与需要弹性地选择其适用的实施方式，并不需要四者同时均为软件程序或是四者均为硬件电路。

参照图 3，其绘示于图 1中的被控系统的功能方块图。在图 3中，上述的被控系统还可具有互动回应模组 310。个别视角影像的复数个物件间的互动及回应结果可利用此互动回应模组 310计算之。如此一来，个别视角影像的互动及回应结果的计算即可配置于各个被控系统，以分散处理而达到提供高品质的环场影像的目的。

同样地，上述的被控系统亦可具有输入模组 320动作输入计算模组 330。其中，输入模组 320是用以输入数据，例如：游戏摇杆、键盘、鼠标或其他输入设备。动作输入计算模组 330则电性连接此输入模组及上述的互动回应模组，借助输入模组 320而输入的数据对环场影像的影响可利用此动作输入计算模组 330计算的。如此一来，输入的数据对个别视角影像的影响的计算即可配置于各个被控系统，以分散处理而达到提供高品质的环场影像的目的。

此外，被控系统还可具有视角声音处理系统 340。此视角声音处理系统 340电性连接互动回应模组 310，以处理各个视角影像的声音效果。亦即，这些视角影像的声音效果的处理工作是可配置于各个被控系统，以分散处理而达到提供高品质的环场影像的目的。

同样地，被控系统还可具有视角影像处理系统 350。此视角影像处理系统 350 电性连接互动回应模组 310，以处理各个视角影像的视觉效果，例如：锐利化、柔化或其他视觉特效。亦即，这些视角影像的视觉效果的处理工作可配置于各个被控系统，以分散处理而达到提供高品质的环场影像的目的。

另外，上述的互动回应模组 310、动作输入计算模组 330、视角声音处理系统 340及视角影像处理系统 350，其实施方式可选择为软件程序或是硬件电路。而且，此四者当视当时设计与需要弹性地选择其适用的实施方式，并不需要四者同时均为软件程序或是四者均为硬件电路。

参照图 4，其绘示依照本发明一较佳实施例的显示设备的一种俯视图。在图 4 中，显示设备是由复数个显示器 410所组成。其中，上述的显示器 410是电性连接丛集式电脑系统，并排列成环形包围使用者 420，以提供使用者 420环场影像。此外，复数个音响设备 430亦可分别排列于显示器 410附近，以提供使用者 420环场音响效果。

参照图 5，其绘示依照本发明另一较佳实施例的显示设备的俯视图。在图 5 中，显示设备是由复数个屏幕 510及复数个投影机 520所组成。其中，上述的屏幕 510是排列成环形。而投影机 520电性连接丛集式电脑系统，且由屏幕 510所排列的环形所包围，以分别向屏幕 510投影视角影像，进而显示环场影像。此外，复数个音响设备 530亦可分别排列于屏幕 510附近，以提供使用者环场音响效果。

参照图 6，其绘示依照本发明再一较佳实施例的显示设备的俯视图。在图 6 中，显示设备是由环场屏幕 610及旋转式投影机 620所组成。其中，旋转式投影机 620电性连接丛集式电脑系统，并由环场屏幕 610所包围，以向环场屏幕 610投影环场影像。旋转式投影机 620是利用人类眼睛具有短暂视觉暂留的特性，其镜头在四十分之一秒钟内旋转一圈，以显示具有 360度视角的环场影像。此外，复数个音响设备 630亦可分别排列于环场屏幕 610附近，以提供使用者环场音响效果。

参照图 7，其绘示依照本发明又一较佳实施例的显示设备的侧视图。在图 7 中，显示设备是由环状曲面镜 710、环场屏幕 720及投影机 730所组成。其中，环场屏幕 720是包围环状曲面镜 710。而投影机 730电性连接丛集式电脑系统，并向环状曲面镜 710投影环场影像，借助环状曲面镜 710将环场影像投影至环场屏幕 720，以显示环场影像。

参照图 8，其绘示依照本发明一较佳实施例的影像处理方法的流程图。在图 8 中，一种影像处理方法包含下列步骤：

(a) 将环场影像切割为复数个视角影像 (步骤 810)。

(b) 分散处理这些视角影像 (步骤 820)。如此一来，即可运用多台工作站、个人电脑或中央处理器的计算资源，将视角影像配置于各个工作站、个人电脑或中央处理器，如丛集式电脑系统，以分散处理而达到提供高品质的环场影像的目的。

另外，环场影像的复数个物件间的互动及回应结果可于组合视角影像后方计算之。例如，当环场影像中的两个物件相互碰撞后的运动轨迹，可于组合视角影像后方计算之，以避免当上述的两个物件分别位于不同的视角影像中时，由于分散处理所造成的环场影像的不连贯。

同样地，借助输入模组而输入的数据对环场影像的影响亦可于组合视角影像后方计算之。例如，当使用者借助游戏摇杆而输入令游戏主角挥棒的指令，游戏主角挥棒的运动轨迹可于组合视角影像后方计算之，以避免当上述的挥棒轨迹穿越不同的视角影像时，由于分散处理所造成的环场影像的不连贯。

在本发明的再一实施例中，个别视角影像的复数个物件间的互动及回应结果亦可于分散处理步骤 (步骤 820)中计算之。如此一来，个别视角影像的复数个物件间的互动及回应结果的计算即可配置于各个工作站、个人电脑或中央处理器，如丛集式电脑系统，以分散处理而达到提供高品质的环场影像的目的。

同样地，借助输入模组而输入的数据对个别视角影像的影响亦可于分散处理步骤 (步骤 820)中计算之。如此一来，输入的数据对个别视角影像的影响的计算即可配置于各个工作站、个人电脑或中央处理器，如丛集式电脑系统，以分散处理而达到提供高品质的环场影像的目的。

其中，上述的互动及回应结果与输入的数据对个别视角影像的影响可视实际情况而决定于组合视角影像后或于分散处理步骤 (步骤 820)中计算之。此外，此两者当视当时设计与需要弹性地选择其适用的实施方式，而不需全于组合视角影像后或于分散处理步骤 (步骤 820)中计算之。亦即，此两者可弹性地选择部分集中处理，而另一部份分散处理。

由上述本发明较佳实施例可知，应用本发明具有下列优点。

(1) 由于本发明的视讯设备及其影像处理方法，是利用丛集式电脑系统以分散处理环场影像，故可有效地显示高品质的环场影像或多视角影像。

(2) 由于本发明的视讯设备及其影像处理方法，是利用丛集式电脑系统以分散处理环场影像，而非其他高价的电脑系统，如超级电脑，故可具有低成本的优势。

(3) 由于本发明的视讯设备及其影像处理方法，是可弹性地选择将部分计算工作集中处理或分散处理，故可克服现有技术中画面一致性较差的问题

虽然本发明已以一较佳实施例揭示如上，然而其并非用以限定本发明，任何熟悉本技术的人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的等效的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视后附的本申请权利要求范围所界定的为准。

Claims

权利要求

1.一种视讯设备，用以显示一环场影像，至少包含：

一丛集式电脑系统，包含- 一主控系统，用以将该环场影像切割为复数个视角影像；

至少一被控系统，电性连接该主控系统，用以分散处理这些视角影像；以及一显示设备，电性连接该丛集式电脑系统，用以显示该环场影像。
2. 如权利要求 1所述的视讯设备，其特征在于该丛集式电脑系统是单主机多处理器的架构。
3. 如权利要求 1所述的视讯设备，其特征在于该主控系统还包含：

一互动回应模组，用以计算该环场影像的复数个物件间的互动及回应结果。
4. 如权利要求 3所述的视讯设备，其特征在于该主控系统还包含：

一输入模组，用以输入一数据；以及

一动作输入计算模组，电性连接该互动回应模组及该输入模组，用以计算借助该输入模组而输入的该数据对该环场影像的影响。
5. 如权利要求 3所述的视讯设备，其特征在于该主控系统还包含：

一视角声音处理模组，电性连接该互动回应模组，用以处理这些视角影像的声音效果。
6. 如权利要求 3所述的视讯设备，其特征在于该主控系统还包含：

一视角影像处理模组，电性连接该互动回应模组，用以处理这些视角影像的视觉效果。
7. 如权利要求 1所述的视讯设备，其特征在于该被控系统还包含：

一互动回应模组，用以个别计算这些视角影像的复数个物件间的互动及回应结果。
8. 如权利要求 7所述的视讯设备，其特征在于该被控系统还包含：

一输入模组，用以输入一数据；以及

一动作输入计算模组，电性连接该互动回应模组及该输入模组，用以计算借助该输入模组而输入的该数据对这些视角影像其中之一的影响。
9. 如权利要求 7所述的视讯设备，其特征在于该被控系统还包含- 一视角声音处理模组，电性连接该互动回应模组，用以个别处理这些视角影像的声音效果。
10. 如权利要求 7所述的视讯设备，其特征在于该被控系统还包含- 一视角影像处理模组，电性连接该互动回应模组，用以个别处理这些视角影像的视觉效果。
11. 如权利要求 1所述的视讯设备，其特征在于该显示设备还包含：

复数个显示器，电性连接该丛集式电脑系统，并排列成一环形，用以显示该环场影像。 -
12. 如权利要求 1所述的视讯设备，其特征在于该显示设备还包含：

复数个屏幕，排列成一环形；以及

复数个投影机，电性连接该丛集式电脑系统，且由该环形所包围，以分别向这些屏幕投影这些视角影像，进而显示该环场影像。
13. 如权利要求 1所述的视讯设备，其特征在于该显示设备还包含：

一环场屏幕；

一旋转式投影机，电性连接该丛集式电脑系统，并由该环场屏幕所包围，以向该环场屏幕投影该环场影像。
14. 如权利要求 1所述的视讯设备，其特征在于该显示设备还包含：一环状曲面镜；

一环场屏幕，包围该环状曲面镜；以及

一投影机，电性连接该丛集式电脑系统，并向该环状曲面镜投影该环场影像，借助该环状曲面镜将该环场影像反射至该环场屏幕，以显示该环场影像。
15. 一种影像处理方法，至少包含下列步骤：

将一环场影像切割为复数个视角影像；以及

分散处理这些视角影像。
16. 如权利要求 15所述的影像处理方法，其特征在于还包含：

分别显示这些视角影像。
17. 如权利要求 15所述的影像处理方法，其特征在于还包含：

组合这些视角影像以形成该环场影像；以及

显示该环场影像。
18. 如权利要求 17所述的影像处理方法，其特征在于还包含：

于组合这些视角影像后，计算该环场影像的复数个物件间的互动及回应结果。
19. 如权利要求 17所述的影像处理方法，其特征在于还包含：

于组合这些视角影像后，计算借助一输入模组而输入的一数据对该环场影像的影响。
20. 如权利要求 15所述的影像处理方法，其特征在于分散处理这些视角影像的步骤还包含：

个别计算这些视角影像的复数个物件间的互动及回应结果。
21. 如权利要求 15所述的影像处理方法，其特征在于分散处理这些视角影像的步骤还包含：

个别计算借助一输入模组而输入的一数据对这些视角影像的影响。