CN102047657A - 在显示器上显示图像的方法 - Google Patents

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Abstract

一种用于在显示器上特别是在视频会议系统中显示图像的方法，其包括下面的步骤：提供主图像；提供观看者相对于所述显示器的观察角；根据所述观察角来修改所述主图像，产生修改的图像；以及在所述显示器上显示所述修改的图像。图像的修改可以包括主图像的水平缩放，具体上是使用扩展系数来扩展主图像，其中，用于大观察角的扩展系数比用于小观察角的扩展系数更大，例如，所述扩展系数与观察角的余弦函数大致成反比。如果使用多视图显示器，则对于相对于显示器具有不同视角的观看者可以按不同的方向显示主图像和修改的图像。

Description

在显示器上显示图像的方法
技术领域
本发明涉及在显示器上修改和显示图像，特别是在视频会议和远程在场(telepresence)系统的领域中。
背景技术
传统的视频会议系统包括多个端点，用于通过诸如WAN、LAN和电路交换网络的各种网络或在该各种网络之间交流实时视频、音频、和/或数据(经常称为组合视频)。
位于不同位置的多个视频会议系统可以参与相同的会议，常常是通过一个或多个MCU(多点控制单元)执行如交换和混合功能，以允许视听终端适当地相互通信。
目前，视频会议系统提供至少两个位置之间的通信，以允许在位于每个站点的参会者之间的视频会议。传统上，视频会议设备具有一个或多个摄像机。那些摄像机的输出与音频信号一起被传输到在第二位置处的对应的多个显示器，使得在第一位置的参会者被感觉是在第二位置出现，或者与第二位置的参会者面对面。
远程在场系统是增强的视频会议系统，具有用于真人大小视频的多个大型显示器，常被安装在内部陈设是专用和定制的用于视频会议的房间中，所有这一切均用于建立尽可能接近亲身会面的会议。
图1是示出远程在场视频会议的现有技术方面的示意图。
视频会议装置，特别是远程在场类型的视频会议端点的显示装置160被布置在多个(示出了4个)本地参会者面前。本地参会者沿着桌子就位，面向包括多个显示屏幕的显示装置160。在所示的示例中，显示装置160中包括四个显示屏幕。第一100、第二110和第三120显示屏幕彼此邻近布置。第一100、第二110和第三120显示屏幕用于显示在一个或多个远程会议场点所拍摄的图像。第四显示屏幕被布置在第二显示屏幕110之下的中央位置。在典型的使用中，第四屏幕可以用于计算机生成的显示内容或其他次要会议信息。诸如摄像机130的摄像机被布置在显示屏幕的顶部，以拍摄本地参会者的图像，该图像被传输到对应的远程视频会议场点。
在图1中所示的设置的目的是提供给本地参会者实际上与在相应的显示屏幕100、110、120上显示的远程参会者处于相同的会议室中的感觉。
用于实现在场(presence)的感觉的关键因素在于能够看到远程参会者正在观看谁的能力，其中，以真人大小显示所有的参会者并且所有显示的参会者相对于彼此以相同的大小显现。用于实现高质量远程在场的另一个准备是尽可能不失真地向每个本地参会者呈现远程参会者的图像。
在诸如图1所示的典型远程在场设置中，显示装置160的宽度可以是大约3米或更大。在本地参会者和面对的显示单元之间的距离通常可以在大约2米的数量级。这意味着当最左的本地参会者150在观看最右的第三显示屏幕120上的参会者时，他的或她的观察角度α(相对于与显示屏幕120垂直的方向的视角)将变得很大。
三维物体的完整的二维渲染可以从特定视角以适当的比例而最好地观察。对于通常的TV或视频会议显示单元，这个视角传统上被设计为0°，或直接在屏幕之前和以屏幕为中心。对于位于相对于垂直于屏幕的线大于0°的角度的观察者，图像看起来是失真的，物体看起来比它们实际上的情况更高和更瘦/更窄。
因此，需要去除或减少由观看者和显示屏幕之间的观察角而引起的几何失真。
在现有技术中，已经通过布置显示屏幕使得在本地参会者之前形成具有角度的壁来减少这样的几何失真。而且，与显示屏幕的有角度的壁相对应，以有角度的方式布置本地参会者。在US-2007/0263080中已经给出了这样的布置的示例。
这样的现有技术解决方案具有如下缺点：即，会议系统占用了会议室中相当大的空间。因为大多数会议室具有矩形的地基。所以通过按照与壁平行或沿着壁的直线方式布置显示屏幕来利用可用空间是有益和有效的。
发明内容
本发明提供了如在所附的权利要求中所述的一种方法、一组处理指令、和一种装置。
附图说明
为了使得本发明更容易地可理解，随后将参考附图进行讨论，其中：
图1是示出远程在场视频会议的现有技术方面的示意图，
图2是示出用于在显示器上显示图像的方法的原理的示意流程图，
图3是示出用于实现本发明的视频会议装置的原理的示意方框图，以及
图4是示出本发明的结果的原理的示意方框图。
具体实施方式
在下面，通过描述各个实施例并且通过参考附图来讨论本发明。然而，本领域内的技术人员可以想到在所包含的独立权利要求中限定的本发明的范围内的其他应用和修改。
图2是示出用于在显示器上显示图像的方法的原理的示意流程图。
所述方法在初始步骤200开始。
在图像提供步骤210中提供了主图像。这个步骤可以例如包括从诸如在视频会议端点中包括的编译码器的适当电路读取源自远程会议场点的视频信号。
接着，在观察角度提供步骤220中，提供了观看者相对于显示器的观察角。
在一个方面，提供观察角为预定角度值，例如，可以从存储器、寄存器、配置文件、或另一个适当的存储空间读取观察角。
在另一个方面，通过下述方式来提供观察角：即，通过确定在观看者方向(即观看者的位置和显示点之间的方向)和显示方向(即垂直于显示器的方向，具体是显示器前方)之间的角度的值来提供观察角。
在一个方面，可以通过分析由摄像机，例如分析布置在显示器顶部的视频摄像机拍摄的图像来确定观察角。摄像机可以是在视频会议设备中也用于视频会议目的的摄像机。在这种情况下，可以例如通过检测观看者是否在摄像机图像的一个或多个预定水平部分中来确定所述角度，并且因此为观察角设置估计值。在另一个示例中，可以适当地布置一个或多个传感器(例如，光学传感器)以确定观看者是否在与某个观察角对应的区域中，或在某些观察角的范围内，并且如果确定存在观看者，则因此设置观察角。
在本上下文中，应当将观察角的值当作正数或零。更具体地，为了实用的目的，该角总是在0和90度之间。
显示器可以具有平坦或基本上平坦的前表面，并且，显示器的前表面可以是垂直或基本上垂直的。然而，替代地，可以仍然根据本发明的原理来不同地布置显示器，例如向下或向上倾斜。
观看者方向可以是观看者的位置和显示器中心点(诸如显示器的中点)之间的方向。替代地，观看者方向可以是观看者的位置和显示区域内的另一个点之间的方向。
观看者的位置应该被理解为观看者的观看位置，即，观看者眼睛的位置或估计位置。
在一个方面，观察角在水平平面中。如果观看者方向和/或显示方向不是水平的，则它们在水平平面上的投影可以用于确定在水平平面中的观察角的近似值，并且这个近似值可以用作观察角。
接着，在图像修改步骤230中，根据观察角来修改主图像。这产生修改的图像。
在一个方面，特别是适用于当观察角在水平平面时，修改步骤包括主图像的水平缩放。
更具体地，视频缩放可以包括：使用扩展系数来水平地扩展主图像。用于大观察角的扩展系数应当比用于小观察角的更大。
在特定实施例中，扩展系数与观察角的余弦函数大致成反比。更具体地，扩展系数可与观察角的余弦函数成反比。更具体地，扩展系数可以是观察角的余弦函数。
作为对于水平缩放的替代，特别是当观察角基本上不水平时，可以执行沿另一个方向的缩放来作为图像修改步骤230的一部分，如沿垂直、对角或斜向方向的缩放。
修改步骤可以另外包括切割、去除、或忽略图像的其余侧区域。
在图像修改步骤230中，按照对观察者相对于正好在显示器之前的位置偏离的实际位置引起的失真进行补偿的方式，将主图像转换为修改的图像。
接着，在显示步骤240中，修改的图像被显示在显示器上。
在特定实施例中，显示器是如下类型的显示器，其被布置用于以不同的观看方向显示多个不同的图像。这样的显示器可以是集成多视图显示器，或者可以是被多个投影仪照亮的多视图投影屏幕。将在下面参考图3来更详细地描述在下面称为“多视图显示器”的上面两类显示器。
在另一个方面，当使用多视图显示器时，用多个可用观看方向之一来显示修改的图像。而且，可以用多个观看方向的另一个来显示主图像，即未修改的图像。
在本发明的一方面中，多视图显示器提供两个观看方向。
在另一个方面，多视图显示器提供三个观看方向，并且，使得多视图显示器能够用该三个方向显示由分离的输入信号表示的不同图像。
在另一个方面，多视图显示器可以提供四个或更多的观看方向。
在上述的各方面的任何一个中，观看方向可以包括：与小(或零)观察角对应的主观看方向；以及与和零显著不同的观察角对应的次要观看方向。
小观察角可以例如小于45度、或小于30度或小于20度。
和零显著不同的观察角可以例如在45和90度之间，或在55和75度之间。
在上面的详细说明中，“图像”被当作要在显示器上显示的内容的一般表达。应当明白，主图像和修改的图像可以被包括在视频信号中。这表示在本说明书中使用的术语“图像”应当被理解为覆盖静止图像和运动图像/视频图像，并且图像可以通过用电子信号(其可以是数字或模拟信号)或多个信号的复合/组合来表示。
表示图像的信号可以是从远程视频会议装置接收、经由至少一个通信网络以及可能经由至少一个多点控制单元而传输的视频信号。
通过在视频会议装置中包括的处理装置来执行在本详细描述中的所述的方法。
更具体地，所述方法可以被实现为一组处理指令或计算机程序指令，该一组处理指令或计算机程序指令可以被实际地存储在存储器中、介质上、或传播的信号上。所述一组处理指令被配置为当在装置中包括的处理装置执行所述指令时，使得适当的装置，特别是视频会议装置执行所述的方法。
图3是示出被配置来根据如上所述的方法而进行工作的视频会议装置300，特别是远程在场视频会议端点的示意方框图。视频会议装置300包括：处理装置320、存储器330、显示适配器310，它们都经由内部总线340而互连；以及显示装置160。所述显示装置可以包括一组显示屏幕，诸如三个相邻的显示屏幕。
为了解释本发明的原理，示出了视频会议装置300的说明性元件。因此，可以明白，可以在视频会议装置的实际实现中包括另外的元件。
显示屏幕的至少一个可以是多视图显示屏幕。在一个方面，两个最外的显示屏幕(左显示屏幕和右显示屏幕)可以是多视图显示屏幕。在另一个方面，所有三个相邻的显示器是多视图显示屏幕。
已经将第四显示屏幕描述为被布置在显示装置160的中间显示屏幕之下。第四显示屏幕可以是矩形显示屏幕或者是多视图显示屏幕。
存储器330包括处理指令，该处理指令使得视频会议装置能够执行适当的、通常的视频会议功能和操作。
另外，存储器330包括参考图2中示出的方法的如上所述的一组处理指令，当处理装置320执行处理指令时，导致处理装置320使得视频会议装置300执行用于显示图像的当前公开的方法。
在多视图显示器的情况下，显示器可以是集成多视图显示器，或者是被多个投影仪照亮的多视图投影屏幕。也可以适当地使用其他类型的多视图显示器，只要该显示器能够以不同的观看方向显示两个或更多的不同图像。
集成多视图显示器可以例如是使用多种专用技术的LCD屏幕，该技术诸如是在普通的TFT LCD上叠加的视差屏障(parallax barrier)。LCD从背光向右和左方向发送光，使得可以根据观看角度在同一时间在相同屏幕上显示不同的信息和视觉内容。以这种方式控制观看角度允许为观看同一屏幕的多个用户定制信息或视觉内容。这种LCD可以购买，并且传统上用于例如车辆中，在司机一侧显示地图，而乘客一侧以DVD显示电影或作为广告监视器，其中，从右方向来的路人可以看到一个广告，并且从左方向来的路人可以看到另一个广告。
已经在US-2007/0035565、US-6954185、和US-2008/0001847中描述了集成多视图显示器技术的示例，其可用于实现本发明的实施例的特定部分。
已经在例如US-2006/0109548中描述了由多个投影仪照亮的多视图投影屏幕。多个图像被从不同的方向投影在特殊的反射屏幕上，并且能够在多个观看区域分开地观看该图像。
图4是示出了本发明的结果的原理的示意方框图。
诸如远程在场类型的视频会议端点的视频会议装置中包括的或与之连接的显示屏幕100、110、120被布置在多个本地参会者之前。本地参会者面向显示屏幕100、110、120。为了简单，仅示出了两个参会者150、160。
显示屏幕100、110、120作为前视图被示出在图4上部。显示屏幕100、110、120的顶部视图已经分别被示出为在102、112和122。
显示屏幕120是多视图显示器，例如，集成多视图显示器。显示屏幕120包括两个图像输入：主图像输入和次要图像输入。在主图像输入读取的图像按显示器120的主观看方向来显示，即朝向最右的参会者160。最右的参会者160具有大约0度的观察角，因为他或她大致位于显示屏幕120之前。这被在显示屏幕120上所示的具有通常宽度的两个普通人物来示出。
在朝向最左参会者150的方向观看多视图显示器120的次要图像输入的图像。
为了获得由最左参会者150观察到的更逼真和不失真的图像，根据本发明的一个实施例，例如通过上述参考图2的方法修改了在多视图显示器120的次要图像输入的图像。因此，已经根据相对于屏幕120的最左参会者150的观察角来修改了图像。这表示通过扩展系数把以显示器120的主观看方向显示的主图像水平地扩展，其中，用于大观察角α的扩展系数比用于小观察角α的扩展系数更大。在α＝60度的示例性情况下，扩展系数可以与cosα反成比，即扩展系数＝1/cos(60°)，得出扩展系数＝2。这表示通过使用扩展系数2的主图像的水平缩放，产生修改的图像。以最左的参会者150的观看方向在多视图显示器上显示这个修改的图像。这在显示屏幕120上被以较宽的、模糊的人物示出。
在一个实施例中，在源自远程视频会议端点的视频信号中包括这样的图像。
这样，本地参会者150、160都可以按不失真的、逼真的方式来观看源自远程视频会议的图像。

Claims (15)

1.一种用于在显示器上显示图像的方法，包括：
提供主图像；
提供观看者相对于所述显示器的观察角；
根据所述观察角来修改所述主图像，产生修改的图像；以及
在所述显示器上显示所述修改的图像。
2.根据权利要求1所述的方法，其中
提供所述观察角的所述步骤包括：提供预定角度值。
3.根据权利要求1所述的方法，其中
提供所述观察角的所述步骤包括：确定在下述方向之间的角度的值：
-所述观看者的位置和所述显示器的点之间的方向，和
-与所述显示器垂直的方向。
4.根据权利要求1-3中的一个的方法，其中
所述观察角在水平平面中，并且
所述修改步骤包括所述主图像的水平缩放。
5.根据权利要求4所述的方法，其中
所述水平缩放包括使用扩展系数来水平扩展所述主图像，其中，用于大观察角的扩展系数比用于小观察角的扩展系数更大。
6.根据权利要求5所述的方法，其中
所述扩展系数与所述观察角的余弦函数大致成反比。
7.根据权利要求1-6中的一个的方法，其中，所述显示器被布置用于按不同的观看方向显示多个不同的图像。
8.根据权利要求7所述的方法，其中
所述显示器是集成多视图显示器。
9.根据权利要求7所述的方法，其中
所述显示器是由多个投影仪照亮的多视图投影屏幕。
10.根据权利要求7-9中的一个所述的方法，
其中，按所述多个观看方向之一显示所述修改的图像。
11.根据权利要求10所述的方法，
进一步包括：案所述多个观看方向的另一个显示所述主图像。
12.根据权利要求1-11中的一个所述的方法，
其中，所述主图像和所述修改的图像被包括在视频信号中。
13.根据权利要求12所述的方法，
所述方法由视频会议装置的处理装置执行。
14.一组处理指令，所述一组处理指令被实际存储在存储器中、在介质上、或在传播的信号上，
所述一组处理指令当由视频会议装置中包括的处理装置执行时，使得所述视频会议装置执行权利要求1-13中的一个中所述的方法。
15.一种视频会议装置，
包括：处理装置、存储器、和显示器，
所述存储器包括权利要求14中所述的一组处理指令。
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