CN102143369B - 影像处理装置和影像处理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供影像处理装置和影像处理方法。进行二维节目和三维影像节目的切换的情况下，在显示装置中对应其时钟频率的变化需要一定的时间，存在因为该对应而使显示中断的问题。此外，与影像信号一起传送声音信号的情况下，还存在使声音中断的问题。为解决上述课题，本发明的一个实施方式构成为例如具有：输入三维影像信号和二维影像信号的步骤；判别输入的影像信号是三维影像信号还是二维影像信号的步骤；对被判别为二维影像信号的影像信号的时钟频率进行变换的步骤。

Description

影像处理装置和影像处理方法
技术领域
技术领域涉及处理被传送的影像信号的影像处理装置和影像处理方法。
背景技术
专利文献1中，以“提供能够在一台监视器上对于三维图像显示和二维图像显示有选择地切换显示，防止使用者的眼睛疲劳等，提高易用性的影像显示装置”(参照专利文献1[0008])为课题，作为其解决方法记载了：“一种影像显示装置，其对于被拍摄体设置具有左右两眼视差的左右一对拍摄单元，具备将基于从上述拍摄单元发送的左右的各影像信号的影像在影像再现画面上再现并显示立体影像的显示单元，设置在上述显示单元中显示三维影像的第一信号处理功能和与该第一信号处理功能独立地在上述显示单元中显示二维影像的第二信号处理功能，并且设置对上述第一信号处理功能和第二信号处理功能有选择地进行切换操作的信号处理功能选择单元”(参照专利文献1[0009])。
专利文献1：日本特开平6-254046号公报
发明内容
图1表示通常的二维影像的1帧的渐进信号。如果为刷新率是60Hz的影像信号，则在1/60秒期间传送1个画面(帧)的影像，显示在显示画面上。与此相对，图2表示三维影像的影像信号。想要对于左眼、右眼分别提供60Hz的影像时，因为必须用1/60秒的前一半的1/120秒(或者其以下的时间)传送左眼用的影像信号3L，用后一半的1/120秒(或者其以下的时间)传送右眼用的影像信号3R(左眼、右眼的顺序也可以相反)，所以想要维持分辨率(影像点数)时，需要以二维影像的2倍的时钟频率(每单位时间传送的影像点数)传送。
在切换二维图像和三维图像的情况下，例如当在三维影像的节目中插入二维影像的广告时，或者在切换二维节目和三维影像节目的瞬间等时，时钟频率变化为2倍或者一半。
这样，例如进行二维节目和三维影像节目的切换的情况下，在显示装置内对应其时钟频率的变化需要一定的时间，存在因为该对应而使显示中断的问题。此外，与影像信号一起传送声音信号的情况下，也存在使声音中断的问题。
为了解决上述问题，本发明的一个实施方式构成为，例如具有：输入三维影像信号和二维影像信号的步骤；判别输入的影像信号为三维影像信号还是二维影像信号的步骤；对被判别为二维影像信号的影像信号的时钟频率进行变换的步骤。
根据上述方法，能够提供可抑制影像中断、对于用户来说易用性良好的影像的显示。
附图说明
图1是表示二维影像信号的一例的图。
图2是表示三维影像信号的一例的图。
图3是表示二维影像信号的一例的图。
图4是表示二维影像信号的一例的图。
图5是表示二维影像信号的一例的图。
图6是表示影像信号处理的一例的流程图。
图7是表示信号回路的一例的图。
图8是表示系统结构的一例的图。
附图标记说明
1垂直同步信号
2水平同步信号
3二维影像信号
4L左眼用三维影像信号
4R右眼用三维影像信号
5a、5b具有与三维影像相同的时钟频率的二维影像信号
11 120Hz垂直同步信号
51、52、53、54 120Hz的二维影像信号
201影像种类判别部
202时钟频率变换·插值帧生成部
203影像信号·二维/三维判别信息重叠部
204影像信号·二维/三维判别信息重叠信号
301影像种类判别电路
302时钟频率变换·插值帧生成电路
303影像信号·二维/三维判别信息重叠电路
305开关
401STB(机顶盒)
402播放器
403音频放大器
404电视
405快门眼镜
411 STB输出影像信号
412影像播放器输出影像信号
413放大器输出影像信号
414电视-快门眼镜同步信号
具体实施方式
首先，使用图8说明本实施例的系统构成的一例。从Blu-ray(R)播放器等的播放器402输出的影像信号412被输入到音频放大器403。
此处进行后述的影像信号处理，输出影像信号413。接收该影像信号413的显示装置(TV404)将该影像信号显示为影像。
此外，影像信号为能够进行三维影像显示的影像信号(以下称为“三维影像信号”。此外，三维影像也称为“3D影像”。)时对快门眼镜405发送表示快门开关的定时的同步信号。电视404还可以选择有线电视接收机等的STB(Set Top Box，机顶盒)401的输出影像信号411并显示。影像信号411、412和413均能够使用后述的本实施例的影像信号的传送方式。
另外，上面对在音频放大器403中进行影像信号处理进行了说明，在播放器402和STB401中也能够进行相同的信号处理。
接着，对用音频放大器403等处理的影像信号的传送进行说明。图3表示使能够进行二维影像显示的影像信号(以下，称为“二维影像信号”。此外，二维影像也称为“2D影像”)的时钟频率与图2所示的三维影像信号相同的情况下的影像信号。因为与图1的情况相比以2倍的时钟频率传送，用一半时间就完成二维影像信号的传送。
此处，使5a和5b为相同的影像信号来传送。即，例如通常以60Hz的帧率按A→B→C→D(A、B、C、D分别表示不同的帧)传送二维影像信号，而通过以120Hz的刷新率按A→A→B→B→C→C→D→D传送二维影像信号，能够使传送二维影像信号时的时钟频率成为与传送三维影像信号时相同的时钟频率。
此时，也可以代替60Hz的垂直同步信号1，使用120Hz的垂直同步信号11，如图4所示传送相同的影像信号5a和5b。通过改变垂直同步信号的频率，还能够判别二维影像信号和三维影像信号。
在图3和图4中，第二次发送的影像信号5b不一定与第一次发送的影像信号5a相同。例如，也可以基于输入影像信号5a的多个帧检测出影像的运动矢量的信息，使用生成插值帧5b的技术来形成。通过形成插值帧，具有能够进行动作流畅的影像显示的优点。进而，显示装置为LCD等，以改善动态图像响应为目的的情况下，也可以使第二次发送的影像信号为黑显示(什么都不显示)。
不传送插值影像信号而是传送原本为120Hz的二维影像信号的情况下还可以如图5所示，顺序传送120Hz的二维影像信号51、52、53、54。
通过进行上述处理，即使内容为二维影像，也能够以与三维影像相同的时钟频率传送，因此能够在三维影像和二维影像切换时迅速进行显示装置的显示切换。
通过在发送影像信号的发送装置一侧进行这样的二维影像信号的时钟频率变换之后对作为接收侧的显示装置一侧发送影像信号，显示装置能够流畅地显示混合了三维影像和二维影像的内容。
此外，在接收影像信号的显示装置内部，首先在显示装置内的时钟频率变换部接收时钟频率变换前的影像信号，进行上述的时钟频率变换后对显示电路输入影像信号也能够获得相同的效果。
像这样将三维影像信号和二维影像信号以相同的时钟频率传送的情况下，因为根据时钟频率和影像格式难以判断，所以附加表示传送中的影像信号是三维影像信号还是二维影像信号的元数据来传送是有利的。
该元数据使用例如HDMI(R)(High definition Multimedia Interface，高清多媒体接口)作为影像信号传送线的情况下，可以在与影像信号重叠的信息帧(Infoframe)中记载，也可以用CEC(Consumer ElectronicsControl，消耗电子控制)传送。
图6的流程图表示对影像信号附加表示是三维影像信号还是二维影像信号的元数据时的处理例。该处理可以在对上述二维影像信号执行处理的前后进行，也可以与该处理并行进行，因为更易于判断输入的影像是二维影像信号还是三维影像信号，所以优选在对上述二维影像信号执行处理之前进行。
输入的影像信号在影像种类判别步骤201中根据时钟频率、元数据、内容等信息被判别是三维影像信号还是二维影像信号。
当判断是二维影像信号、具有与三维影像信号不同的时钟频率的情况下，在时钟频率变换步骤202中变换为与三维影像信号相同的时钟频率。时钟频率的变换中，进行根据需要复制相同的帧各重复2次，或者生成插值帧插入原有的帧之间等处理。此外，对于原本具有与三维影像信号相同的时钟频率的二维影像信号，在步骤202可以不进行时钟频率的变换和补偿帧的生成。
其中，复制同一帧的次数和插入的补偿帧的数量根据变换的频率适当变更即可。例如，在三维影像信号由LCR三个视点构成，其频率为180Hz，二维影像信号的频率为60Hz的情况下，复制相同的帧各重复3次，或者使补偿帧的数量为原有的帧的数量的2倍即可。
而后，在步骤203对生成的影像信号附加表示其为二维影像的元数据。此外输入的影像信号为三维影像信号、没有附加表示这一点的元数据的情况下，同样在此处附加表示其为三维影像信号的元数据。将这样生成的影像信号204发送。
其中，此处表示对二维影像信号和三维影像信号双方附加元数据的示例，还可以构成为例如以仅对三维影像信号附加元数据的方式处理，在接收到该被处理过的影像信号的装置中判断附加了元数据的是三维影像信号，没有附加元数据的是二维影像信号。此外，也可以构成为以仅对二维影像信号附加元数据的方式处理，在接收到该被处理过的影像信号的装置中判断附加了元数据的是二维影像信号，没有附加元数据的是三维影像信号。
接着，对在接收到被实施了上述处理的影像信号的装置中显示影像信号进行说明。对于该装置中三维影像的显示，可以使以下功能根据需要工作：(1)用于取得显示装置的显示时刻与快门眼镜的快门开关的时刻的同步的红外线信号等同步信号的发送；(2)用于补充因透过快门眼镜导致的亮度降低的显示装置的亮度修正；(3)考虑到视听者的视觉疲劳的图像处理；(4)再现三维影像时将连接的音频放大器指定为三维声场再现模式，对于影像和声音的三维再现取得同步。能够活用表示传送的影像信号是三维影像信号还是二维影像信号的元数据作为使上述功能工作的信号。
进而详细说明上述(2)的功能，在三维显示状态下快门眼镜的左眼用快门和右眼用快门反复交替开关，与此相对，在二维显示状态下使快门眼镜的左眼用快门和右眼用快门同时打开。由此，能够使视听二维影像信号时与视听三维影像信号时相比、快门眼镜的光的透过率在外观上为大约2倍以上。
此处，想要使视听者感觉到的显示画面的亮度在三维影像信号的显示和二维影像信号的显示中为恒定时，显示二维影像信号的情况与显示三维影像信号的情况相比、使显示画面的亮度为大约一半即可。由此，能够减少显示装置的消耗电力。
接着，使用图7说明对于影像信号进行上述的信号处理并输出的装置的结构。被输入的影像信号被输入到开关305、时钟频率变换·插值帧生成电路302、二维/三维判别部301。
二维/三维判别部301的判别结果是三维影像信号，或者是与三维影像信号相同的时钟频率的二维影像信号的情况下，开关305选择被输入的影像信号并输出到影像信号·二维/三维信息重叠电路303。
二维/三维判别部301的判别结果是二维影像信号、并且是与三维影像信号不同的时钟频率的情况下，开关305选择时钟频率变换·插值帧生成电路302的输出并输出到影像信号·二维/三维信息重叠电路303。这样，二维影像信号和三维影像信号能够以相同的时钟频率输出。
进而，基于二维/三维判别部301的判别结果的信息(二维/三维影像信号判别、有无二维影像信号的时钟频率变换、帧插值方法等)被发送到影像信号·二维/三维信息重叠电路303，与影像信号重叠，作为信号204被输出。
此外，还可以将二维/三维判别部301的判别结果用单独的信号线，例如HDMI(R)的CEC线发送。该情况下也可以省略影像信号·二维/三维信息重叠电路301的判别结果的重叠。此外，还可以通过303进行图6的步骤203的元数据的附加。
对于之前所述的三维影像和三维音像的再现同步，使用图8进行说明。电视404以本实施例的二维/三维影像信号判别元数据作为参考，切换电视的二维/三维显示，但是存在视听者没有戴眼镜时即使为三维影像信号输入，也会保持二维影像显示的情况。
该情况下，能够例如通过用HDMI(R)的CEC线指示，使影像和音像的二维/三维切换同步，以使得仅在电视实际显示三维影像的期间使音频放大器403进行三维音像再现。
特别是，电视404选择来自STB401的三维影像信号进行三维显示的情况下，因为STB401的影像信号没有被输入到音频放大器403，从而不清楚在电视404上是显示三维影像还是显示二维影像，因此上述来自电视的三维音像再现指示是有利的。
图8的结构图是一个示例，不限于该结构。例如也可以在播放器402内进行图6和图7所示的处理，在音频放大器403中将该影像信号直接输出，只进行声音信号的再现。此外，还可以在电视404中接收来自音频放大器403的不同时钟频率的二维影像信号和三维影像信号，在电视404内进行图6和图7的处理。
这样，根据本实施例，通过使二维影像信号和三维影像信号以相同的时钟频率被传送，能够消除伴随时钟频率的切换而显示和声音瞬间中断的问题。
此外，通过附加能够区别是二维影像信号还是三维影像信号的信号(元数据)，能够获得即使时钟频率相同也可以区别是二维影像信号还是三维影像信号的方法，在进行三维影像显示的情况下对显示装置及其周边设备所进行的操作的妨碍有所减少。

Claims (14)

1.一种影像处理装置，其特征在于，具有：
输入混合了三维影像信号和二维影像信号的内容的输入部；
判别输入到所述输入部的所述内容的影像信号是三维影像信号还是二维影像信号的判别部；
对输入到所述输入部的所述内容中的由所述判别部判别为二维影像信号的影像信号的时钟频率进行变换的频率变换部；和
将输入到所述输入部的所述内容的影像信号或由所述频率变换部变换了时钟频率的所述内容的影像信号输出的影像信号输出部，其中，
所述频率变换部将由所述判别部判别为二维影像信号的所述内容的影像信号的时钟频率变换为与输入到所述输入部的所述内容的三维影像信号的时钟频率相同的时钟频率，
所述影像信号输出部在输入到所述输入部的所述内容的影像信号为三维影像信号或时钟频率与三维影像信号相同的二维影像信号的情况下，将输入到所述输入部的所述内容的影像信号输出，在输入到所述输入部的所述内容的影像信号为时钟频率与三维影像信号不同的二维影像信号的情况下，将由所述频率变换部变换了时钟频率的二维影像信号输出。
2.如权利要求1所述的影像处理装置，其特征在于：
在输入到所述输入部的所述内容的影像信号中附加表示该影像信号是三维影像信号还是二维影像信号的信息。
3.如权利要求2所述的影像处理装置，其特征在于：
包括使输入到所述输入部的所述内容的影像信号与所述表示是三维影像信号还是二维影像信号的信息重叠的重叠部。
4.如权利要求1所述的影像处理装置，其特征在于，具有：
对输入到所述输入部的所述内容的影像信号输出表示该影像信号是三维影像信号还是二维影像信号的信息的控制信息输出部。
5.如权利要求1所述的影像处理装置，其特征在于：
所述频率变换部通过将二维影像信号内的同一帧多次传送来进行该二维影像信号的时钟频率的变换。
6.如权利要求1所述的影像处理装置，其特征在于：
所述频率变换部通过将全黑显示的帧插入二维影像信号中来进行该二维影像信号的时钟频率的变换。
7.如权利要求1所述的影像处理装置，其特征在于：
所述频率变换部通过插入基于二维影像信号内的帧生成的补偿帧来进行该二维影像信号的时钟频率的变换。
8.一种影像处理方法，其特征在于，具有：
输入混合了三维影像信号和二维影像信号的内容的步骤；
判别输入的所述内容的影像信号是三维影像信号还是二维影像信号的步骤；
对输入的所述内容中的被判别为二维影像信号的影像信号的时钟频率进行变换的步骤；和
将输入的所述内容的影像信号或变换了时钟频率的所述内容的影像信号输出的步骤，其中，
将被判别为二维影像信号的所述内容的影像信号的时钟频率变换成与输入的所述内容的三维影像信号的时钟频率相同的时钟频率，
在输入的所述内容的影像信号为三维影像信号或时钟频率与三维影像信号相同的二维影像信号的情况下将输入的所述内容的影像信号输出，在输入的所述内容的影像信号为时钟频率与三维影像信号不同的二维影像信号的情况下将变换了时钟频率的二维影像信号输出。
9.如权利要求8所述的影像处理方法，其特征在于：
对输入的所述内容的影像信号附加表示该影像信号是三维影像信号还是二维影像信号的信息。
10.如权利要求9所述的影像处理方法，其特征在于：
具有使输入的所述内容的影像信号与所述表示是三维影像信号还是二维影像信号的信息重叠的步骤。
11.如权利要求8所述的影像处理方法，其特征在于，具有：
对输入的所述内容的影像信号，从与输出所述影像信号的信号线不同的信号线输出表示该影像信号是三维影像信号还是二维影像信号的信息的步骤。
12.如权利要求8所述的影像处理方法，其特征在于：
通过将二维影像信号内的同一帧多次传送，进行所述二维影像信号的时钟频率的变换。
13.如权利要求8所述的影像处理方法，其特征在于：
通过将全黑显示的帧插入到二维影像信号中，进行所述二维影像信号的时钟频率的变换。
14.如权利要求8所述的影像处理方法，其特征在于：
通过插入基于二维影像信号内的帧生成的补偿帧，进行所述二维影像信号的时钟频率的变换。
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