CN101895778A - 减轻立体影像鬼影的方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种减轻立体影像鬼影的方法及系统。该方法包含计算左眼画面及右眼画面之间的一亮度差值；决定一空间系数，该空间系数表示该亮度差值在左眼画面或右眼画面的亮度变化，该空间系数根据该亮度差值在屏幕的二维位置决定；以及计算该亮度差值乘上该空间系数，以获得一补偿的右鬼影及一补偿的左鬼影，并于左眼画面及右眼画面分别扣除该补偿的右鬼影及该补偿的左鬼影。

Description

减轻立体影像鬼影的方法及系统

技术领域

本发明是有关于一种显示立体影像的方法及系统，特别有关于一种减轻立体影像鬼影的方法及系统。

背景技术

近年来利用3D眼镜观赏立体影像的应用已逐渐普及，一般公知的3D眼镜可分为快门眼镜与偏光眼镜等二种。图1为公知的影像与快门眼镜时序示意图，其用以说明一个画面更新率为120Hz的液晶显示器搭配快门眼镜显示左右眼画面的扫描位置对时间关系。当液晶屏幕显示一帧左眼画面10时，是采用循序扫描方式，由该液晶屏幕上方的栅极线依序扫描到画面最下方的栅极线，需耗时5.67ms，此时快门眼镜11遮蔽两眼。当扫描到最下方的栅极线时，完成左眼画面10的更新。此时快门眼镜11打开左眼的遮蔽并持续2.67ms，以使观察者左眼看到该左眼画面10。上述动作完成后，于一个周期8.43ms时间(即1/120秒)该快门眼镜11随即遮蔽左眼(与右眼)，以完成一帧左眼画面10的观看。同样地，接着一帧右眼画面20的观看也是如上所述。

由图1可知，液晶切换须于快门眼镜11的左眼或右眼打开前达到稳态，而LCD驱动是采用循序扫描方式，故画面的不同垂直位置的液晶所达到的稳态时间也不同。公知的液晶驱动电路并无考虑到在面板不同的垂直位置所需要液晶反应时间也不同，故在观赏3D画面时容易于画面下方处看到尚未转态完成之上一个左眼或右眼画面，称之为鬼影(Ghost images)。

公知的改良方法有采用过驱动(Over Driver，OD)法，即建立一个过驱动对照表(OD table)，用以加快画面中间区域的液晶转态速度。该过度驱动对照表是一种对应目前画面像素的灰阶值转换到下个画面灰阶值所需增加的驱动电压，但建立该过度驱动对照表旷日废时，还需要一个存储元件来储存。此外，该方法仅在于改善画面中间区域的液晶转态加快，但会一并使液晶面板上方区域的液晶转态过强，下方区域的液晶转态不足，仍然会有鬼影残存现象，无法有效消除。

除了上述的因素外，快门眼镜的遮蔽率不足也是一个问题。在一眼观察时，快门眼镜本身对于另一眼若无法达到完全的遮蔽，就容易造成全面的漏光。此情形同样会产生鬼影或是交互漏光(Crosstalk)的现象，并不能靠液晶的过度驱动的机制达到改善。

因此，亟需提出一种减轻立体影像鬼影的方法及系统，以解决上述问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种减轻立体影像鬼影的方法，用以解决公知技术需要建立一个成效有限的过度驱动对照表。

本发明的另一目的在于提供一种减轻立体影像鬼影的系统，其可藉由预先扣除鬼影对画面的影响，以减少鬼影的产生，增加观赏舒适度。

为达上述的目的，本发明提供了一种减轻立体影像鬼影的方法。本发明的减轻立体影像鬼影的方法用于屏幕搭配快门眼镜时，降低在左眼观察时所看到的右眼画面以及右眼观察时所看到的左眼画面，该方法包含：

利用第一运算模块计算左眼画面及右眼画面之间的一亮度差值；利用空间系数模块决定一空间系数，该空间系数表示该亮度差值在左眼画面或右眼画面的亮度变化，该空间系数根据该亮度差值在屏幕二维的位置决定；以及利用第二运算模块计算该亮度差值乘上该空间系数，以获得一补偿的右鬼影亮度及一补偿的左鬼影亮度，并于左眼画面及右眼画面分别扣除该补偿的右鬼影亮度及该补偿的左鬼影亮度。

于本发明的一较佳实施例中，该方法进一步包含利用第一转换单元预先转换左眼画面及右眼画面的灰阶信息为亮度信息。另外，于左眼画面及右眼画面的亮度信息分别扣除该补偿的右鬼影亮度及该补偿的左鬼影亮度之后，该方法还包含利用第二转换单元转换扣除后的左眼画面及右眼画面的亮度信息为灰阶信息。

于本发明的一较佳实施例中，计算左右眼画面的亮度差值是将左眼画面的亮度扣除右眼画面的亮度以得到左鬼影亮度，以及将右眼画面的亮度扣除左眼画面的亮度以得到右鬼影亮度。

于本发明的一较佳实施例中，该空间系数根据画面的垂直方向而变化，例如呈线性变化。其中该空间系数是0至1的线性变化乘以一漏光率，该漏光率是有关于屏幕的液晶面板的特性。

根据本发明的减轻立体影像鬼影的方法，其利用左右眼画面藉由预先扣除补偿的鬼影的负值讯号，将另一只眼睛的漏光(不该看到的影像)产生抵销的作用，以减少鬼影的产生，改良了传统建立过度驱动对照表的不便，并使得观看效果更佳。

为达上述的另一目的，本发明提供了一种减轻立体影像鬼影的系统。本发明的减轻立体影像鬼影的系统用于屏幕搭配快门眼镜时，降低在左眼观察时所看到的右眼画面以及右眼观察时所看到的左眼画面，该系统包含第一运算模块、空间系数模块以及第二运算模块。

第一运算模块用于计算左眼画面及右眼画面之间的亮度差值。空间系数模块电性连接于该第一运算模块，用于计算空间系数，其中该空间系数表示该亮度差值在左眼画面或右眼画面的亮度变化，该空间系数根据该亮度差值在屏幕二维的位置决定。第二运算模块电性连接于该第一运算模块以及该空间系数模块，用于计算该亮度差值乘上该空间系数以获得一补偿的右鬼影亮度及一补偿的左鬼影亮度，并于左眼画面及右眼画面分别扣除该补偿的右鬼影亮度及该补偿的左鬼影亮度。

于本发明的一较佳实施例中，该系统还包括第一转换单元及第二转换单元。第一转换单元电性连接于该第一运算模块，用于预先转换左眼画面及右眼画面的灰阶信息为亮度信息。第二转换单元电性连接于该第二运算模块，用于转换扣除后的左眼画面及右眼画面的亮度信息为灰阶信息。

根据本发明的减轻立体影像鬼影的系统，其利用左右眼画面预先扣除补偿的鬼影的负值讯号，以于实际观看时抵销鬼影的产生，减少鬼影对立体画面的影响，改良了传统观赏时舒适度不佳的问题。

为让本发明之上述内容能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附图式，作详细说明如下。

附图说明

图1是绘示公知的影像与快门眼镜时序示意图。

图2是绘示本发明一较佳实施例的减轻立体影像鬼影的方法流程图。

图3是绘示灰阶信息与亮度信息的关系。

图4a是绘示本发明一较佳实施例的左眼亮度画面。

图4b是绘示本发明一较佳实施例的右眼亮度画面。

图5a是绘示本发明一较佳实施例的右鬼影亮度。

图5b是绘示本发明一较佳实施例的左鬼影亮度。

图6a是绘示计算本发明一较佳实施例的补偿的右鬼影亮度示意图。

图6b是绘示计算本发明一较佳实施例的补偿的左鬼影亮度示意图。

图7a是绘示本发明一较佳实施例的新左眼亮度画面。

图7b是绘示本发明一较佳实施例的新右眼亮度画面。

图8是绘示本发明一较佳实施例的减轻立体影像鬼影的系统。

具体实施方式

于一较佳实施例中，本发明的减轻立体影像鬼影的方法用于屏幕搭配快门眼镜时，降低在左眼观察时所看到的右眼画面以及右眼观察时所看到的左眼画面。该屏幕可为液晶屏幕，或者是一投影屏幕，或任何具有渐进式扫描(Progressive Scan)的显示装置。该快门眼镜(Shutter glasses)是搭配液晶(Liquid crystal)控制透光度来做遮蔽。该屏幕交替显示左眼画面及右眼画面，其中该快门眼镜在该屏幕显示该左眼画面时遮蔽右眼，仅让左眼看到该左眼画面；该屏幕显示该右眼画面时遮蔽左眼，仅让右眼看到该左眼画面。

图2绘示本发明一较佳实施例的减轻立体影像鬼影的方法流程图。如图2所示，本发明一较佳实施例的减轻立体影像鬼影的方法的步骤包含步骤S10到步骤S50。

首先，执行步骤S10：利用第一转换单元预先转换左眼画面及右眼画面的灰阶信息为亮度信息。由于画面像素中的灰阶并非跟亮度呈线性关系，且人眼所能感知的为画面的明暗，而非画面像素中的灰阶(Grayscale)信息，因此需将屏幕所显示的左眼画面以及右眼画面中每个像素的灰阶信息转换成亮度信息。其中该第一转换单元可以硬件装置或软件实施。

其转换方法可利用查找表(Look-Up table)，或利用公式运算。其查找表方式请参考图3所示，图3绘示灰阶信息与亮度信息的关系。水平轴代表的像素的灰阶值，从0至255；垂直轴代表的是亮度值，从0到1表示的。经由比对图3中画面像素中的灰阶值可得一亮度值，利用查找表方法可得较为准确亮度信息。或利用gamma 2.2的简易公式计算，该公式如下：亮度值＝(灰阶值/255)^2.2。利用公式计算方法可得较为快速得到亮度信息。

请参考图4a及图4b所示，图4a绘示本发明一较佳实施例的左眼亮度画面、图4b绘示本发明一较佳实施例的右眼亮度画面。第一较佳实施例中，该第一转换单元将经果上述的转换后得到左眼亮度画面120以及右眼亮度画面140。需注意的是，由于一个像素具有三个红、蓝、绿三个子像素，该三个子像素各有各的灰阶值。因此，经过转换后，该左眼亮度画面120以及该右眼亮度画面140实际上是彩色画面。为了清楚说明，在此仅以灰阶图表示。

由于鬼影仅发生在于左右眼画面有差异的位置，步骤S10执行完毕之后，于是先计算左右眼的亮度差异。执行步骤S20：利用第一运算模块计算左眼画面及右眼画面之间的亮度差值。更进一步地说，该第一运算模块计算左右眼画面的亮度差值可分为两个程序。第一，计算右眼画面的亮度扣除前一个左眼画面的亮度以得到右鬼影亮度，代表该右鬼影亮度的画面称为右鬼影；第二，左眼画面的亮度扣除前一个右眼画面的亮度以得到左鬼影亮度，代表该左鬼影亮度的画面称为左鬼影。其中该第一运算模块为一种硬件装置或一种软件模块。

请参考图5a及图5b所示，图5a绘示本发明一较佳实施例的右鬼影亮度、图5b绘示本发明一较佳实施例的左鬼影亮度。右眼亮度画面140在左眼观看时残留所造成的鬼影，称为右鬼影，其形成原因在于右眼对于左眼的亮度差异。同理，左眼亮度画面120在右眼观看时残留所造成的鬼影，称为左鬼影，其形成原因在于左眼对于右眼的亮度差异。其中右眼画面的亮度扣除左眼画面的亮度，即计算上述的右眼亮度画面140减掉前一个该左眼亮度画面120，得到右鬼影亮度142如图5a所示。同样地，左眼画面的亮度扣除右眼画面的亮度，即计算上述的左眼亮度画面120减掉前一个该右眼亮度画面140，得到左鬼影亮度122如图5b所示。

由先前技术说明中鬼影的主要成因可以得知，面板下方较容易因为液晶转态不够快而造成鬼影，所以面板上方与面板下方的鬼影程度不同，需进行校正。因此步骤S20执行完毕之后，执行步骤S30：利用空间系数模块决定空间系数，该空间系数表示该亮度差值在左眼画面或右眼画面的亮度变化，该空间系数根据该亮度差值在屏幕的二维位置决定。更进一步地说，该空间系数表示该右鬼影亮度142在左眼亮度画面120的亮度变化，即左眼在观看左眼画面时实际所看到的前一个右眼画面残留的影像。同样地，该空间系数也表示该左鬼影亮度122在右眼亮度画面140的亮度变化，即右眼在观看右眼画面时实际所看到的前一个左眼画面残留的影像。基本上，由于该左眼画面120或右眼画面140于同一液晶屏幕交替显示，因此液晶的转态应为相同，即该空间系数表示该亮度差值在左眼画面120或右眼画面140的亮度变化，上述两者应相同。因此只需得到该右鬼影亮度142在左眼亮度画面120的亮度变化，或是该左鬼影亮度122在右眼亮度画面140的亮度变化其中之一即可。其中该空间系数模块可以硬件装置或软件实施。

该空间系数则决定该右鬼影亮度142或左鬼影亮度122在屏幕的二维位置决定。于一较佳实施例中，该空间系数根据屏幕的垂直方向而变化。该变化呈线性变化，举最简单的例子，用线性处理屏幕最上方的影响最低，以0％来做计算，而屏幕最下方的影响最高，以100％来做计算。此外，该空间系数还有关于该屏幕的液晶面板的特性，每家厂商所制作的液晶面板均有不同的特性，例如液晶分子的种类、反应时间等。因此，为能达到更好的画面修正效果，该空间系数除了线性变化外，还需乘以一漏光率，以代表液晶面板的特性。其中该漏光率为一N％，N为1至100的正整数。该漏光率可依据实验调整该漏光率以得最佳观赏效果。

执行步骤S30后，执行步骤S40：利用第二运算模块计算该亮度差值乘上该空间系数，以获得补偿的右鬼影亮度及补偿的左鬼影亮度，并于左眼画面及右眼画面分别扣除该补偿的右鬼影亮度及该补偿的左鬼影亮度。

请参考图6a及图6b所示，图6a绘示计算本发明一较佳实施例的补偿的右鬼影亮度示意图、图6b绘示计算本发明一较佳实施例的补偿的左鬼影亮度示意图。第一较佳实施例中，该亮度差值即右鬼影亮度142或左鬼影亮度122。请参考图6a，该第二运算单元计算该右鬼影亮度142乘上该空间系数得到补偿的右鬼影亮度145。其中该空间系数为该屏幕垂直方向的亮度信息乘以线性变化，即0％至100％再乘以一漏光率N％。该N％例如为15％。同样地，请参考图6b，该第二运算单元计算该左鬼影亮度122乘上该空间系数得到补偿的左鬼影亮度125。

请参考图7a及图7b所示，图7a绘示本发明一较佳实施例的新左眼亮度画面、图7b绘示本发明一较佳实施例的新右眼亮度画面。在计算出补偿的右鬼影亮度145以及补偿的左鬼影亮度125之后，该第二运算单元计算将左眼亮度画面120扣除该补偿的右鬼影亮度145以得到新左眼亮度画面120a，以及计算右眼亮度画面140扣除该补偿的左鬼影亮度125以得到新右眼亮度画面140a。

在于左眼亮度画面120及右眼亮度画面140分别扣除该补偿的右鬼影亮度145及该补偿的左鬼影亮度125之后，该方法还包含步骤S50：利用第二转换单元转换扣除后的左眼画面及右眼画面的亮度信息为灰阶信息。于一较佳实施例中，即将新左眼亮度画面120a以及新右眼亮度画面140a的亮度信息专换成灰阶信息。该第二转换单元与第一转换单元类似，是作一种相反的转换，其转换方法同样可利用查找表(Look-Up table)，或利用公式运算。其中查找表如同于步骤S10所述，而公式运算可运用gamma 2.2的简易公式计算，该公式如下：灰阶值＝(亮度值^0.4545)×255。所计算出的左眼画面灰阶信息以及右眼画面灰阶信息提供屏幕的液晶面板显示。

根据本发明的减轻立体影像鬼影的方法，其利用左右眼画面藉由预先扣除补偿的鬼影的负值讯号，将另一只眼睛的漏光(不该看到的影像)产生抵销的作用，以减少鬼影的产生，改良了传统需建立过度驱动对照表的不便，并使得观看效果更佳。

本发明更提供了一种执行上述减轻立体影像鬼影的方法的系统。本发明的减轻立体影像鬼影的系统用于屏幕搭配快门眼镜时，降低在左眼观察时所看到的右眼画面以及右眼观察时所看到的左眼画面。请参考图8，图8绘示本发明一较佳实施例的减轻立体影像鬼影的系统。该系统30包含第一转换单元210、鬼影消除模块200以及第二转换单元270。

于本发明的一较佳实施例中，第一转换单元210电性连接于该鬼影消除模块200，用于接收左眼画面10及右眼画面10，并转换左眼画面10及右眼画面10的灰阶信息为亮度信息。其转换方式可为查照表或gamma 2.2的转换公式。

该鬼影消除模块200电性连接于第一转换单元210及第二转换单元270。该鬼影消除模块200包含第一运算模块220、空间系数模块240、第二运算模块260。该鬼影消除模块200可为一种硬件装置或一种软件方式实施，硬件装置例如设置于该屏幕的显示面板的电路系统，软件方式例如为一种影像处理软件。

第一运算模块220用于计算左眼画面及右眼画面之间的一亮度差值。例如第一运算模块220根据该第一运算模块220转换出的左眼画面10及右眼画面10的灰阶信息，计算出上述的右鬼影亮度142或左鬼影亮度122如图4a及图4b所示。

空间系数模块240用于计算空间系数，其中该空间系数表示该亮度差值在左眼画面或右眼画面的亮度变化，该空间系数根据该亮度差值在屏幕的二维位置决定。例如根据上述的右鬼影亮度142或左鬼影亮度122在上述左眼亮度画面120或右眼亮度画面140的亮度变化，得出该空间系数是鬼影在该屏幕垂直方向的亮度信息乘以线性变化，即0％至100％再乘以一漏光率N％。

第二运算模块260用于计算该亮度差值乘上该空间系数以获得一补偿的右鬼影亮度145及一补偿的左鬼影亮度125如图6a及图6b所示。并于左眼画面10及右眼画面20的灰阶信息分别扣除该补偿的右鬼影亮度145及该补偿的左鬼影亮度125，以得到新左眼亮度画面120a及新右眼亮度画面140a。

第二转换单元270电性连接于该鬼影消除模块200的该第二运算模块260，用于转换扣除后的左眼画面及右眼画面的亮度信息为灰阶信息。例如专换新左眼亮度画面120a及新右眼亮度画面140a为灰阶信息，以得到新左眼画面10`及新右眼画面20`。所计算出的新左眼画面灰阶信息以及新右眼画面灰阶信息提供给液晶面板(未图标)显示于屏幕，以于观赏时减少鬼影的产生。

根据本发明的减轻立体影像鬼影的系统，其利用左右眼画面预先扣除补偿的鬼影的负值讯号，以于实际观看时抵销鬼影的产生，减少鬼影对三维画面的影响，改良了传统观赏时舒适度不佳的问题。

虽然本发明已用较佳实施例公开如上，然其并非用以限定本发明，本发明所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视前述的权利要求范围所界定者为准。

Claims (10)

1.一种减轻立体影像鬼影的方法，其特征在于，用于屏幕搭配快门眼镜时，降低在左眼观察时所看到的右眼画面以及右眼观察时所看到的左眼画面，该方法包含：

利用一第一运算模块计算左眼画面及右眼画面之间的一亮度差值；利用一空间系数模块决定一空间系数，该空间系数表示该亮度差值在左眼画面或右眼画面的亮度变化，该空间系数是根据该亮度差值在屏幕的二维位置决定；以及

利用一第二运算模块计算该亮度差值乘上该空间系数，以获得一补偿的右鬼影亮度及一补偿的左鬼影亮度，并于左眼画面及右眼画面分别扣除该补偿的右鬼影亮度及该补偿的左鬼影亮度。

2.如权利要求1所述的减轻立体影像鬼影的方法，其特征在于，该方法进一步包含利用一第一转换单元预先转换左眼画面及右眼画面的灰阶信息为亮度信息。

3.如权利要求2所述的减轻立体影像鬼影的方法，其特征在于，于左眼画面及右眼画面的亮度信息分别扣除该补偿的右鬼影亮度及该补偿的左鬼影亮度之后，该方法进一步包含利用一第二转换单元转换扣除后的左眼画面及右眼画面的亮度信息为灰阶信息。

4.如权利要求1所述的减轻立体影像鬼影的方法，其特征在于，计算左右眼画面的亮度差值是将右眼画面的亮度扣除左眼画面的亮度以得到一右鬼影亮度，以及将左眼画面的亮度扣除右眼画面的亮度以得到一左鬼影亮度。

5.如权利要求1所述的减轻立体影像鬼影的方法，其特征在于，该空间系数是根据屏幕的垂直方向而变化。

6.如权利要求5所述的减轻立体影像鬼影的方法，其特征在于，该空间系数呈线性变化。

7.如权利要求6所述的减轻立体影像鬼影的方法，其特征在于，该空间系数是0至1的线性变化乘以一漏光率。

8.如权利要求7所述的减轻立体影像鬼影的方法，其特征在于，该漏光率是有关于屏幕的液晶面板的特性。

9.一种减轻立体影像鬼影的系统，其特征在于，用于屏幕搭配快门眼镜时，降低在左眼观察时所看到的右眼画面以及右眼观察时所看到的左眼画面，该系统包含一鬼影消除模块，该鬼影消除模块包含：

一第一运算模块，用于计算左眼画面及右眼画面之间的一亮度差值；

一空间系数模块，用于计算一空间系数，其中该空间系数表示该亮度差值在左眼画面或右眼画面的亮度变化，该空间系数根据该亮度差值在屏幕二维的位置决定；以及

一第二运算模块，用于计算该亮度差值乘上该空间系数以获得一补偿的右鬼影亮度及一补偿的左鬼影亮度，并于左眼画面及右眼画面分别扣除该补偿的右鬼影亮度及该补偿的左鬼影亮度。

10.如权利要求9所述的减轻立体影像鬼影的系统，其特征在于，该系统还包括：

一第一转换单元电性连接于该鬼影消除模块的第一运算模块，用于预先转换左眼画面及右眼画面的灰阶信息为亮度信息；以及

一第二转换单元电性连接于该鬼影消除模块的第二运算模块，用于转换扣除后的左眼画面及右眼画面的亮度信息为灰阶信息。

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