CN101895775B - 影像处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种影像处理方法。首先，提供一影像数据，其中影像数据包括至少一第一影像区块与至少一第二影像区块。然后，提供一影像分布数据，其中影像分布数据记录第一影像区块的位置以及第二影像区块的位置。接着，进行一编码步骤，将影像分布数据埋入影像数据内而形成一画面数据。

Description

影像处理方法

技术领域

本发明是关于一种影像处理方法，尤其是一种结合二维影像与三维影像的影像处理方法。

背景技术

人类之所以拥有立体的视觉，是因为人类的双眼可以各自独立察知外界的景物，即左眼看到景物与右眼看到的景物两者之间在视角上有所差异，而两眼看到的具不同视角的景物经过大脑的自然融合(fusing)后，即可于大脑中呈现出立体的影像。

在传统立体显示装置中，观看者需戴上一眼镜装置，例如快门眼镜(shutterglasses)或偏振眼镜(polarization glasses)，使左眼与右眼能像看到实际物体一样分别看见不同的左眼影像与右眼影像，而产生立体影像。然而，携带与佩戴眼镜装置让使用者感到许多不便，因此为了改善使用眼镜装置的不便，近年来，已有提出光栅(lenticular)以及视差屏障(parallax barrier)的设计以应用于立体影像显示装置中，即为所谓屏蔽式立体液晶显示装置，其无需使用快门眼镜或偏振眼镜，只需将特殊的光学装置例如光栅镜片(lenticular lens)或视差屏障装置，设置于液晶显示面板的前方或后方，即可呈现立体影像。

请参考图1与图2，图是现有技术屏蔽式立体液晶显示装置的分解示意图，图2是现有技术立体影像处理装置的方块示意图。如图1所示，屏蔽式立体液晶显示装置10包括一背光源12、一液晶显示面板14以及一视差屏障面板16，其中背光源12与视差屏障面板16分别设置于液晶显示面板14两侧。液晶显示面板14与视差屏障面板16两者皆为液晶显示面板，但两者的功能却并不相同。液晶显示面板14用于显示一影像数据，并且从液晶显示面板14所显示出的画面仅为二维影像，藉由视差屏障面板16产生光栅的遮蔽效果，使二维影像经过视差屏障面板16后可转换为三维影像。屏蔽式立体液晶显示装置10不仅可显示二维影像数据或三维影像数据，也可同时显示具有二维与三维的影像数据。由此可知，若欲显示一具有三维影像的画面，需提供一影像数据至液晶显示面板14以及提供一三维影像分布数据至视差屏障面板16。如图2图所示，影像播放器18的二输出端20会分别传送一影像数据以及一三维影像分布数据至屏蔽式立体液晶显示装置10的二输入端22，其中影像数据会传送至液晶显示面板14，而三维影像分布数据会传送至视差屏障面板16，使液晶显示面板14可依据影像数据显示出影像画面，而视差屏障面板16可依据三维影像分布数据产生一视差屏障，其中视差屏障对应于欲显示三维影像的区块，且藉由视差屏障的存在，可使得观看者的左眼只能看到欲供左眼观看的影像，而右眼只能看到欲供右眼观看的影像，藉此来达成立体显示效果。

然而，现有技术处理三维影像的方法分别传送影像数据与三维影像分布数据，使得影像播放器需提供两个输出端以及屏蔽式立体显示装置需提供两个输入端，来完成三维影像的传送。相较于仅显示二维影像来说，影像播放器以及屏蔽式立体显示装置需额外增加一输出端与一输入端来传送三维影像分布数据，因而造成整体显示三维影像的硬件成本增加的缺点，所以改善此成本增加的缺点是业界亟需努力的目标。

发明内容

因此，本发明主要目的是提供一种用于同时显示二维影像与三维影像的影像处理方法以及影像传送方法，以解决上述问题。

为实现上述问题，本发明采用如下的技术方案：

一种影像处理方法，包括以下步骤：首先，提供一影像数据，其中影像数据包括至少一第一影像区块与至少一第二影像区块。然后，提供一影像分布数据，其中影像分布数据记录第一影像区块的位置以及第二影像区块的位置。接着，进行一编码步骤，将影像分布数据埋入影像数据内而形成一画面数据。

另一种影像处理方法，包括以下步骤：首先，提供具有一第一分辨率的一影像数据，其中影像数据包括至少一第一影像区块与至少一第二影像区块。然后，提供一影像分布数据，其中影像分布数据记录第一影像区块的位置以及第二影像区块的位置。接着，进行一编码步骤，将该影像分布数据与该影像数据合并为具有一第二分辨率的一画面数据。

一种影像处理方法，用于处理一交错式屏蔽立体显示装置的影像，包括以下步骤：首先，提供一第一画面数据，其中第一画面数据包括一二维影像数据以及一第一视角影像数据。然后，提供一第二视角影像数据。其后，提供一影像分布数据，其中影像分布数据记录第一视角影像数据的位置以及第二视角影像数据的位置。接着，进行一编码步骤，将影像分布数据与第二视角影像数据合并为一第二画面数据，以藉由影像分布数据定义出第二视角影像数据的位置，以及第一视角影像数据的位置。

本发明的影像处理方法藉由将影像数据与影像分布数据合并至一画面数据，进而可减少影像播放器以及显示装置间的输出端与输入端。

附图说明

图1是现有技术屏蔽式立体显示装置分解示意图；

图2是现有技术立体影像传送装置的功能方块示意图；

图3是本发明影像处理方法的第一实施例的流程示意图；

图4是本发明影像处理方法的第一实施例的画面数据的示意图；

图5是本发明影像处理方法的影像处理装置的功能方块示意图；

图6是本发明影像处理方法的第一实施例的编码步骤的方法流程图；

图7是本发明第二实施例的画面数据的示意图；

图8是本发明第三实施例的画面数据的示意图；

图9是本发明第四实施例的画面数据的示意图；

图10是本发明第四实施例的画面数据的另一实施样态示意图；

图11是本发明第五实施例的画面数据的示意图；

图12是本发明第六实施例的影像处理方法流程示意图；

图13是本发明第六实施例的画面数据的示意图；

图14是本发明第七实施例的影像处理方法流程示意图；

图15是本发明第七实施例的画面数据的示意图；

图16是本发明第七实施例的画面数据的示意图；

图17是一交错式屏蔽影像处理装置的功能方块示意图。

具体实施方式

请参考图3至图5，图3是本发明第一实施例的影像处理方法流程示意图，图4是本发明第一实施例的画面数据的示意图，图5是本发明的影像处理装置的功能方块示意图。如图3与图4所示，本实施例的影像处理方法包括下列步骤：

步骤S10：提供一影像数据102，其中影像数据102包括至少一第一影像区块104与至少一第二影像区块106；

步骤S20：提供一影像分布数据，其中影像分布数据记录第一影像区块104的位置以及第二影像区块106的位置；

步骤S30：进行一编码步骤，将影像分布数据埋入影像数据102内而形成一画面数据100；以及

步骤S40：进行一译码步骤，从画面数据100中撷取出影像分布数据，并将影像分布数据传送至一视差屏障面板。

于步骤S10中，本实施例的第一影像区块104是一二维影像区块，且第二影像区块106是一三维影像区块，但并不以此为限，两者也可互换。此外，如图5所示，步骤S10的影像数据102与步骤S20的影像分布数据是传送至一影像编码器108，例如：影像播放器中的编码装置，用以结合影像数据102与影像分布数据。藉此，将所形成的画面数据100从影像编码器108的一输出端110传送至一立体显示装置112的一输入端114仅需一传输线即可，而不需像现有技术影像处理方法一样必须使用二输出端与二输入端分别传送影像数据102与影像分布数据。另外，步骤S40的译码步骤是利用立体显示装置112的一影像译码器116，例如：时序控制器中的译码装置，将影像分布数据从画面数据100中撷取出，以提供给视差屏障面板118，并将画面数据100提供给一显示面板120，使立体显示装置112可显示出具有二维影像与三维影像的画面。此外，显示面板120与视差屏障面板118是重叠在一起，使显示面板120所显示的影像可受到视差屏障面板118的遮蔽，以呈现三维影像，其中显示面板120可以是液晶显示面板、电浆显示面板或有机电激发光显示面板等显示装置，而视差屏障面板118可以使具有透光与遮蔽功能的视差屏障，例如：液晶面板，但不限于此。

以下将更清楚与详细地说明本实施例的编码步骤。请参考图6，且一并参考图4，图6为本发明第一实施例的编码步骤的方法流程图。如图4与图6所示，影像数据102由复数个像素数据122构成，且各像素数据122具有复数个次像素数据124。位于同一像素数据122中的各次像素数据124具有不同颜色，例如：红色、绿色以及蓝色等，并且各次像素数据124具有一色灰阶值。值得注意的是，步骤S30的编码步骤是针对具有同一颜色的次像素数据124进行编码，且编码步骤包括下列步骤：

步骤S32：对位于第一影像区块104中的各次像素数据124的色灰阶值进行一第一色灰阶值转换步骤，以转换为一第一色灰阶值；以及

步骤S34：对位于第二影像区块106中的各次像素数据124的色灰阶值进行一第二色灰阶值转换步骤，以转换一第二色灰阶值，使第二色灰阶值与第一色灰阶值具有一最低位的差异，并且影像分布数据埋藏于差异中。

在本实施例的编码步骤中，第一色灰阶值转换步骤为G₁＝[G₀/2]×2+0，且第二色灰阶值转换步骤为G₂＝[G₀/2]×2+1，其中G₀为各次像素数据124的色灰阶值，G₁为第一色灰阶值，G₂为第二色灰阶值，并且括号[]为一高斯符号，其运算是将其内的数值取整数部分来计算，或者为删除二进制的一最低位而为0。此外，请参考表1，本实施例以八位影像为例，但不限于此，本发明也可用于六位、十位或更高位的影像。在编码步骤之前，红色次像素数据的色灰阶值以十进制表示为247，而以二进制表示为11110111。绿色次像素数据的色灰阶值以十进制表示为92，而以二进制表示为01011100，且蓝色次像素数据的色灰阶值以十进制表示为30，而以二进制表示为00011110。在编码步骤之后，位于第一影像区块中的蓝色次像素数据的色灰阶值经过第一色灰阶值转换步骤运算后所产生的第一色灰阶值为30，以二进制表示为00011110，而位于第二影像区块中的蓝色次像素数据的色灰阶值经过第二色灰阶值转换步骤运算后所产生的第二色灰阶值则为31，以二进制表示为00011111。由此可知，经过编码步骤之后，位于第一影像区块的蓝色次像素数据以及位于第二影像区块且原本具有相同色灰阶值的蓝色次像素数据相差一最低位。因此，藉由位于第一影像区块的蓝色次像素数据与位于第二影像区块的蓝色次像素数据具有最低位的差异可区别第一影像区块与第二影像区块，并将影像分布数据埋藏于蓝色次像素数据的差异中。另外，本发明用于埋藏影像分布数据的次像素数据并不限于蓝色次像素数据，也可以是红色次像素数据或绿色次像素数据，或者同时埋藏于红色、绿色或蓝色次像素数据其中至少二者。不过，由于人眼对红绿蓝三原色的敏感程度依序为绿色＞红色＞蓝色，因此以蓝色次像素数据作为编码运算的次像素数据较佳。

	R	G	B
				色灰阶值	247	92	30
第一色灰阶值	247	92	30
				第二色灰阶值	247	92	31

表1

本发明的编码步骤并不限于将影像分布数据埋藏于所有像素数据中同一颜色的次像素数据中，本发明的影像分布数据也可仅埋藏于部分像素数据中。为了方便说明，下述实施例的元件与第一实施例相同的部分将使用相同的标号，且相同的步骤与传送过程不再赘述。请参考图7，图7为本发明第二实施例的画面数据的示意图。如图7所示，相比于第一实施例，本实施例的编码步骤包括将影像分布数据的一启动码(start key)152埋入至少一次像素数据124内，且埋入有启动码152的至少一次像素数据124位于第二影像区块106中的起始位置，以及将影像分布数据的一影像位长度码154埋入具有启动码152的至少一次像素数据124后的至少一次像素数据124内，藉此定义出第二影像区块106的位置，并形成一画面数据150。在本实施例的译码步骤中，影像译码器可先读取到启动码152而判断开始读取第二影像区块106的画面数据150，接着读取影像位长度码154时，可撷取到第二影像区块106的位置、大小以及形状等数据，进而将影像分布数据传送至视差屏障面板，以显示第二影像区块106的三维影像。此外，相比于第一实施例，本实施例的影像处理方法不需针对所有同一颜色的次像素数据都进行编码运算，而仅需在第二影像区块106的起始位置处埋入记录有第一影像区块104与第二影像区块106位置的影像位长度码154，即可将影像分布数据从画面数据150中撷取出来。因此，本实施例的影像处理方法更有助于减少编码时间与译码时间。

此外，本发明也可利用启动码与一结束码来埋藏影像分布数据。请参考图8，图8为本发明第三实施例的画面数据的示意图。如图8所示，相较于第一实施例，本实施例的编码步骤包括将影像分布数据的一启动码202埋入至少一次像素数据124内，且埋入启动码202的至少一次像素数据124位于第二影像区块106中的起始位置，以及将一结束码(end key)204埋入至少一次像素数据124内，且埋入结束码204的至少一次像素数据124位于第二影像区块106中的结束位置，藉此定义出第二影像区块106的位置，并形成一画面数据200。于本实施例的译码步骤中，影像译码器在先读取到启动码202时会判断开始读取位于第二影像区块106的画面数据200，然后读取到结束码204时即判断结束读取位于第二影像区块106内的画面数据200，并藉此判断出第二影像区块106的位置、大小或形状等。因此可将影像分布数据撷取出，并且再将影像分布数据传送至视差屏障面板。此外，第二影像区块106可为一特定形状的区块，例如：矩形区块。另外，若欲避免遗漏读取启动码202或结束码204，而造成对第二影像区块106位置的误判，可将启动码202或结束码204埋入复数个次像素数据124内。

本发明不限于仅具有一影像区块，也可具有复数个影像区块。请参考图9，图9为本发明第四实施例的画面数据的示意图。如图9所示，相比于第三实施例，本实施例的编码步骤包括将复数个启动码252与复数个分别对应于启动码252的结束码254埋入影像数据102内，其中启动码252与结束码254可定义出复数个第二影像区块106的位置。本实施例的启动码252与结束码254分别埋入至少一次像素数据124内，且埋入有启动码252的次像素数据124位于所对应的第二影像区块106中的起始位置，而埋入有结束码254的次像素数据124位于所对应第二影像区块106中的结束位置。藉此，复数对的启动码252与结束码254可定义出复数个第二影像区块106。值得注意的是，本实施例的各第二影像区块106彼此不相连接，但本发明并不限于此。请参考图10，图10为本发明第四实施例的画面数据的另一实施样态示意图。如图10所示，本实施样态所有第二影像区块106可彼此连接，构成一不规则形状的区块，其中此不规则形状由复数个矩形或特定形状所构成，并且复数个具有特定形状且相连接的第二影像区块106可藉由复数对启动码252与结束码254来定义出。

请参考图11，图11为本发明第五实施例的画面数据的示意图。如图11所示，相比于第四实施例，本实施例的各启动码302与对应的结束码304位于同一像素数据行306。值得注意的是，本实施例藉由将启动码302与对应的结束码304埋入同一像素数据行306的至少一次像素数据124内以定义出从埋入有启动码302的次像素数据124至埋入有结束码304的次像素数据124的一像素数据线段308，且所有像素数据线段308构成第二影像区块106。此外，同一像素数据行306中可有复数条像素数据线段308，以符合各种不同形状的第二影像区块106。值得注意的是，本实施例在解码步骤中仅需读取完一像素数据行306，即可定义出位于同一像素数据行306的像素数据线段308，可减少影像译码器读取位于不同像素数据行的启动码与其对应的结束码所需耗费的时间。

请参考图12与图13。图12为本发明第六实施例的影像处理方法流程示意图，图13为本发明第六实施例的画面数据的示意图。如图12与图13所示，本实施例的影像处理方法包括下列步骤：

步骤S100：提供具有一第一分辨率的一影像数据352，其中影像数据352包括至少一第一影像区块354与至少一第二影像区块356；

步骤S110：提供一影像分布数据358，其中影像分布数据358记录第一影像区块354的位置以及第二影像区块356的位置；

步骤S120：进行一编码步骤，将影像分布数据358与影像数据352合并为具有一第二分辨率的一画面数据350；以及

步骤S130：进行一译码步骤，从画面数据350中撷取出影像分布数据358，并将影像分布数据358传送至一视差屏障面板。

其中本实施例的第一影像区块354可为一二维影像区块，且第二影像区块356为一三维影像区块，但并不以此为限，两者也可互换。值得注意的是，本实施例藉由将影像分布数据358与影像数据352合并为具有大于第一分辨率的第二分辨率的画面数据350，且将影像分布数据358埋入第二分辨率较第一分辨率多余的记忆空间360中，以有助于一输出端与一输入端进行影像分布数据358与影像数据352的传送。举例来说，当影像数据352的第一分辨率为1280×800时，在步骤S120的编码步骤中画面数据350的第二分辨率可为1440×900，进而可将影像分布数据358埋藏于1440×900的第二分辨率较1280×800的第一分辨率多余的记忆空间360。然后，于译码步骤中，可保留画面数据中1280×800的影像数据352的部分并传送至一显示面板，且将影像分布数据358从画面数据350撷取出并传送至视差屏障面板。

请参考图14至图17。图14为本发明第七实施例的影像处理方法流程示意图，图15与图16为本发明第七实施例的画面数据的示意图，且图17为一交错式屏蔽影像处理装置的功能方块示意图。如图14至图16所示，本实施例的影像处理方法用于处理一交错式屏蔽立体显示装置的影像，且其包括下列步骤：

步骤S150：提供一第一画面数据400，其中第一画面数据400包括一二维影像数据402以及一第一视角影像数据404；

步骤S160：提供一第二视角影像数据406；

步骤S170：提供一影像分布数据408，其中影像分布数据408记录第一视角影像数据404的位置以及第二视角影像数据406的位置；

步骤S180：进行一编码步骤，将影像分布数据408与第二视角影像数据406合并为一第二画面数据410，以藉由影像分布数据408定义出第二视角影像数据406的位置，以及第一视角影像数据404的位置；

步骤S190：进行一译码步骤，从第二画面数据410中撷取出影像分布数据408，并将影像分布数据408传送至一视差屏障面板；以及

步骤S200：依序显示第一画面数据400以及第二画面数据410。

如图17所示，在步骤S150至步骤S170中，第一画面数据400、第二视角影像数据406以及影像分布数据408是提供至一影像编码器412，其中第一视角影像数据404与第二视角影像数据406可构成一三维影像，第一视角影像数据404可为一左眼影像数据，而第二视角影像数据406可为一右眼影像数据，但本发明不限于此，两者也可互换。然后，在步骤S180的编码步骤中，第二画面数据410是利用影像编码器412编码而成，并且第一画面数据400的第一视角影像数据404的位置对应于第二画面数据410的第二视角影像数据406的位置。接着，分别从影像编码器412的二输出端413输出第一画面数据400与第二画面数据410，且经二传输线414传送至交错式屏蔽立体显示装置416的二输入端418，进而传送至一影像译码器420。在步骤S190的译码步骤中，影像分布数据408藉由影像译码器420从第二画面数据410中撷取出。然后，将第一画面数据400与第二画面数据410依序传送至一显示面板422，且将影像分布数据408传送至视差屏障面板424。在步骤S200中，依序显示第一画面数据400与第二画面数据410配合调整视差屏障面板424的屏蔽，以显示出具有三维影像的画面。由此可知，本实施例的交错式屏蔽立体显示装置不需额外新增一输出端与一输入端，即可显示出一同时具有二维影像与三维影像的画面。

本发明的影像处理方法藉由将影像数据与影像分布数据合并至一画面数据，进而在传送二维影像数据与三维影像数据时可减少影像播放器以及显示装置间的输出端与输入端，以同时显示具有二维影像与三维影像的画面。

本发明所公开的影像编码方法，可于三维影像合成的影像处理时同步时处理以作标示(第二～五实施例)，或内嵌于影音播放器的软件上(第二～五实施例)，某些则一定要与输出驱动程序结合(第六实施例)或常驻于计算机系统上(第一实施例)，而第七实施例则属于较特殊的面板，单一输出时等同于一般面板，而当双边同时有输出时则可区域性的显示三维影像。

本发明所示的影像译码器，可置于面板端的时序控制器(T-con)上，或置于面板接收端的影像处理板(Scalar)上等等，并不作限制。有且仅有第一、五、七实施例可实时处理，而不需要额外的缓冲存储器。

因此综合编码方法与译码方法而言，第五实施例为较易实施、较通用、且较节省成本与开发时间的方法。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims (6)

1.一种影像处理方法，其特征在于，包括：

提供一影像数据，其中该影像数据包括至少一第一影像区块与至少一第二影像区块；

提供一影像分布数据，其中该影像分布数据记录该第一影像区块的位置以及该第二影像区块的位置；以及

进行一编码步骤，将该影像分布数据埋入该影像数据内而形成一画面数据；

其中该影像数据由复数个像素数据构成，且各像素数据具有复数个次像素数据，该影像数据包括复数个具有同一颜色的次像素数据，且该编码步骤包括：

对位于该第一影像区块中的各该次像素数据的一色灰阶值进行一第一色灰阶值转换步骤，以转换为一第一色灰阶值；以及

对位于该第二影像区块中的各该次像素数据的该色灰阶值进行一第二色灰阶值转换步骤，以转换一第二色灰阶值，使该第二色灰阶值与该第一色灰阶值具有一最低位的差异，并且该影像分布数据埋藏于该差异中。

2.如权利要求1所述的影像处理方法，其特征在于，其中该第一影像区块是一二维影像区块，且该第二影像区块是一三维影像区块。

3.如权利要求2所述的影像处理方法，其特征在于，还包括于该编码步骤之后进行一译码步骤，从该画面数据中撷取出该影像分布数据，并将该影像分布数据传送至一视差屏障面板。

4.如权利要求1所述的影像处理方法，其特征在于，其中该第一色灰阶值转换步骤是G₁＝[G₀/2]×2+0，且该第二色灰阶值转换步骤是G₂＝[G₀/2]×2+1，其中G₀为各该次像素数据的该色灰阶值，G₁为该第一色灰阶值，G₂为该第二色灰阶值。

5.如权利要求1所述的影像处理方法，其特征在于，其中该影像数据由复数个像素数据构成，且各像素数据具有复数个次像素数据，该编码步骤包括将该影像分布数据的一启动码埋入至少一次像素数据内，且埋入有该启动码的该至少一次像素数据是位于该第二影像区块中的起始位置，以及将该影像分布数据的一影像位长度码埋入具有该启动码的该至少一次像素数据后的至少一次像素数据内，藉此定义出该第二影像区块的位置；或者

将该影像分布数据的一启动码埋入至少一次像素数据内，且埋入有该启动码的该至少一次像素数据位于该第二影像区块中的起始位置，以及将一结束码埋入至少一次像素数据内，且埋入有该结束码的该至少一次像素数据是位于该第二影像区块中的结束位置，藉此定义出该第二影像区块的位置。

6.如权利要求1所述的影像处理方法，其特征在于，其中该编码步骤包括将复数个启动码与复数个分别对应于该些启动码的结束码埋入该影像数据内，其中该些启动码与该些结束码定义出复数个第二影像区块的位置。

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