CN102186096A - 普通电视机的3d立体显示机顶盒 - Google Patents
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Abstract
本发明名称为：普通电视机的3D立体显示机顶盒。属于新型显示技术领域。为解决在普通电视机(相对于3D立体显示电视机)上不能观看3D电视的难题，降低观看3D电视的成本，本发明提出了一种能实现快门式3D显示的机顶盒的实现方案。该机顶盒配合3D眼镜，能实现普通电视机上的3D放映。本发明所提出的技术方案包括两个部分：1、设计了位于数字机顶盒内部的3D视频信号转换系统，主要包括信号分析器、视频和音频解码器、3D显示编码器、红外开关信号发生器和红外开关信号校准器；2、设计了位于快门式3D显示眼镜上的红外信号开关控制系统，主要包括红外开关信号接收器和3D显示眼镜开关控制器。
Description
技术领域
本发明涉及一种普通电视机的3D立体显示机顶盒。本发明技术方案通过数字机顶盒实现3D图像信号的转换系统，将电视台发送的3D数字视频信号换转成可供普通电视机播放的的视频图像信号，通过快门式3D显示技术，配合3D眼镜，便可在普通电视机上观看3D电视。
背景技术
早在二十世纪二十年代，电视产业先锋约翰·布莱德(John LogieBaird)就梦想实现高质量的3D电视制作和播出，但是其梦想由于技术的原因一直未能成为现实。随着技术的发展，3D电视逐渐成为可能。3D电视的基本原理是人左眼和右眼之间存在的视差。由于人的左眼和右眼之间存在约6.5c m的距离，使左眼和右眼会产生两个不同图像，人的大脑通过处理这两个不同的图像，从而使人产生对物体深度的感觉。3D技术便是利用人脑在处理视差图像时可以产生物体深度感觉的特性，将有视差的两个2D图像通过一定的手段实现3D的视觉图像。
3D显示技术种类繁多，可分为戴眼镜式和裸眼式。眼镜式3D技术又可分为色差式、快门式和偏光式(也叫色分法、时分法、光分法)三种，其中快门式又称为主动式，由于其3D效果出色，并且资源相对较多，得到了更多厂商的青睐。
快门式3D技术主要是通过提高画面的快速刷新率(至少要达到120Hz)来实现3D效果，当3D信号输入到显示设备(诸如显示器、投影机等)后，120Hz的图像便以帧序列的格式实现左右帧交替产生，通过红外发射器将这些帧信号传输出去，负责接收的3D眼镜在刷新同步实现左右眼观看对应的图像，并且保持与2D视像相同的帧数，观众的两只眼睛看到快速切换的不同画面，并且在大脑中产生错觉(摄像机拍摄不出来效果)，便观看到立体影像。
尽管快门式3D显示技术已经相当成熟，并且在3D电影行业已经得到广泛开发与应用。但是对于普通家庭来洗，由于普通的数字电视机顶盒难以完成将电视台的3D图像信号转换成以帧序列的格式实现的左右帧交替产生的数字信号，因此快门式3D显示技术在3D电视领域的应用受到很大限制。
发明内容
为了满足众多家庭能在现有普通电视机的基础上观看3D电视的要求，而不必花费高额的费用去购买专用的3D立体显示电视机。本发明所要解决的问题在于在数字机顶盒内部完成对于3D视频信号的信号转换，使消费行戴上快门式3D显示眼镜就能够在普通电视机上观看3D电视。
我们利用快门式3D显示技术，设计一台可以实现3D数字图像信号转换的数字机顶盒，旨在将电视台的3D图像信号转换成以帧序列的格式实现的左右帧交替产生的数字信号，同时实现机顶盒和眼镜之间的交互。通过数字机顶盒的信号转换，普通电视机便能完成播放3D电视的功能。
本发明所提出的技术方案包括两个部分，第一部分是位于数字机顶盒内部的3D视频信号转换系统，如图1所示；第二部分是位于快门式3D显示眼镜的红外信号开关控制系统，如图2所示。首先，数字机顶盒对于输入的3D视频信号通过视频解码器提取出其中的左帧图像信号和右帧图像信号，然后对其进行3D显示编码。3D显示输出采用的输出编码格式为左右帧交替产生，并且在每个左帧或右帧图像信号后再插入一个全黑图像的帧信号；与此同时，3D显示编码器还将产生左右帧开关信号，通过红外线开关信号发生器发射出去。另一方面负责接收的3D眼镜开关控制器，通过左右帧开关信号控制左右眼镜的开关同步实现左右眼观看对应的图像，从而实现在电视机上观看3D图像。
附图说明
图1数字机顶盒内部的3D视频信号转换系统
图2快门式3D显示眼镜的红外信号开关控制系统
具体实施方式
下面结合附图和普通电视机的3D立体显示机顶盒的工作原理作进一步的说明描述。
对于第一部分数字机顶盒内部的3D视频信号转换系统，如图1所示，主要包括信号分析器、视频和音频解码器、3D显示编码器、红外开关信号发生器和红外开关信号校准器。
(1)信号分析器
信号分析完成对于输入信号的预处理工作，从中分别提取同步信号、3D视频信号以及音频信号。其中3D视频信号采用Side-by-side(并排)3D传输格式，Side-by-side progressive(并排逐行)应用了1080p高清格式，左右眼图像被并排封装为1920*1080像素的帧，每只眼睛的图像的分辨率为960*1080。
(2)视频和音频解码器
音频和视频解码则完成对于音频信号和3D视频信号的解码工作。音频解码器针对音频信号进行解码，然后将解码信号送到音频输出端口。视频解码器则针对3D视频信号的的并排传输格式，从中分别提取出左帧图像信号和右帧图像信号。
(3)3D显示编码器
3D显示编码主要完成3D图像信号的重新编码工作，使得普通电视机利用快门式3D显示技术能够播放3D图像。3D显示编码第一个功能将提取的的左右帧图像信号按照左右帧交替显示，同时，在任意两帧之间插入一帧全黑图像，按照如此方式重新编码，即原来采用Side-by-side progressive(并排逐行)格式传输的一帧图像信号，经过重新编码后分为四帧图像，分别为左帧图像、全黑图像、右帧图像、全黑图像。任意两帧之间插入一帧全黑图像是因为电视机采用逐行扫描刷新，为了防止在图像刷新期间，新的左(右)帧图像与上一帧图像的残留图像同时出现地一幅画面中而使得人眼在观看时出现干扰。3D显示编码第二个功能是按照重新编码的图像信号，每输出一帧左帧或右帧信号，便对应的输出一个左帧或右帧开关信号给红外线开关发生器。
(4)红外开关信号发生器
红外开关信号发生器主要完成帧开关信号的发送功能，当它接收到左帧或右帧开关信号时，便对应地发送红外线信号。
(5)红外开关信号校准器
红外开关信号校准器主要完成帧图像信号与帧开关信号的同步校准问题，由于硬件电路的延时等问题，当电视画面播放左帧或右帧图像时，红外开关信号发生器发送的对应开关信号并不同步，或者是3D眼镜开关控制器的对应控制信号不同步，这就使得左右眼观察到的图像出现混乱，造成了观察图像的不清晰。红外开关信号校准器则主要通过人为的校准，避免了不同步现象的产生，使得观看的图像清晰准确。
对于第二部分快门式3D显示眼镜的红外信号开关控制系统，如图2所示，主要包括红外开关信号接收器和3D显示眼镜开关控制器。
(6)红外开关信号接收器
红外开关信号接收器主要完成开关信号的接收工作，分别将接收到数字机顶盒传来的左右帧开关信号送到3D显示眼镜开关控制器。
(7)红外开关信号接收器
3D显示眼镜开关控制器则主要完成控制功能，它根据接收到的左右帧开关信号对应的控制3D显示眼镜的开关，当电视播放左帧图像时，3D显示眼镜左眼镜片打开；当电视播放右帧图像时，3D显示眼镜右眼镜片打开。
本发明技术方案，解决了在普通电视机(相对于3D立体显示电视机)上不能观看3D电视的难题。本发明技术方案通过数字机顶盒实现3D图像信号的转换，将电视台发送的3D数字视频信号换转成可供普通电视机播放的的视频图像信号，通过快门式3D显示技术，配合3D眼镜，便可在普通电视机上观看3D电视。
Claims (7)
1.一种普通电视机的3D显示机顶盒，其特征在于：包括一个位于数字机顶盒内部的3D视频信号转换系统，主要包括信号分析器、视频和音频解码器、3D显示编码器、红外开关信号发生器和红外开关信号校准器；包括一个位于快门式3D显示眼镜上的红外信号开关控制系统，主要包括红外开关信号接收器和3D显示眼镜开关控制器。
2.根据权利要求书1所述的一种普通电视机的3D显示机顶盒，其特征在于：所述的视频和音频解码器，音频解码器针对音频信号进行解码；视频解码器则针对3D视频信号的的并排传输格式，从中分别提取出左帧图像信号和右帧图像信号。
3.根据权利要求书1和2所述的一种普通电视机的3D显示机顶盒，其特征在于：所述的3D显示编码器，它将从视频解码器接收到的左右帧图像信号重新编码，与此同时，将产生左右帧开关信号。
4.根据权利要求1和3所述的一种普通电视机的3D显示机顶盒，其特征在于：所述的红外开关信号发生器，它将3D显示编码器产生的左右帧开关信号发送出去。
5.根据权利要求1所述的一种普通电视机的3D显示机顶盒，其特征在于：所述的红外开关信号校准器，主要完成帧图像信号与帧开关信号的同步校准问题，若红外开关信号与图像信号不同步时，红外开关信号校准器则可以通过人为的校准。
6.根据权利要求1和4所述的一种普通电视机的3D显示机顶盒，其特征在于：所述的红外开关信号接收器，主要完成开关信号的接收工作，将分别接收到数字机顶盒传来的左右帧开关信号。
7.根据权利要求1和6所述的一种普通电视机的3D显示机顶盒，其特征在于：所述的3D显示眼镜开关控制器，它根据拉收到的左右帧开关信号控制3D显示眼镜的开关。
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