CN102196290A - 一种3d图像的显示控制方法和系统 - Google Patents

一种3d图像的显示控制方法和系统 Download PDF

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侯志龙
丁国民
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Abstract

本发明适用于液晶显示领域，提供了一种3D图像显示控制的方法和系统，所述方法包括以下步骤：接收3D图像信号源发送的3D图像信号，并对3D图像信号进行预处理，得到第一帧序列；对第一帧序列进行帧处理，得到第二帧序列，该第二帧序列由连续的灰帧GL、左眼图像L″、灰帧GR、右眼图像R″组成，其中帧处理包括：倍频，插黑帧，插灰帧；将第二帧序列发送至液晶屏进行显示，同时依据第二帧序列的同步信号生成快门眼镜控制信号和背光开关控制信号，通过快门眼镜控制信号控制快门眼镜的开关状态，通过背光开关控制信号控制液晶显示屏背光源的开关状态。本发明实施例通过对3D图像进行预处理、帧处理，实现了清晰显示3D图像的目的。

Description

一种3D图像的显示控制方法和系统
技术领域
本发明属于液晶显示领域，尤其涉及一种3D图像的显示控制方法和系统。
背景技术
3D显示技术已经成为电影、电脑以及电视显示技术的主流，目前实现快门眼镜分时法的方法主要为将3D图像信号直接分时显示。3D信号由右眼图像信号R帧和左眼图像信号L帧组成。3D信号为右眼图像R帧时左眼镜关闭而右眼镜打开，右眼图像进入右眼左眼无图像；3D信号为左眼图像L帧时左眼镜打开而右眼镜关闭，左眼图像进入左眼右眼无图像。该方法虽然可以显示3D图像，但由于视觉残留效果，会出现左右眼图像串扰、3D图像模糊的问题。
现有技术提出了一种方法，将3D图像信号倍频并插入黑帧处理。3D信号由右眼图像信号R帧和左眼图像信号L帧组成。3D信号倍频后右眼图像变成与R帧内容相同的R′帧和R″帧，左眼图像变成与L帧内容相同的L′帧和L″帧；进一步插黑帧处理后，右眼图像信号变成黑帧BR和右眼图像R″，左眼图像信号变成黑帧BL和左眼图像L″。显示右眼图像时左眼镜关闭而右眼镜打开，R″进入右眼左眼无图像；显示左眼图像时左眼镜打开而右眼镜关闭，L″进入左眼右眼无图像，在播放的过程中左右图像播放之间始终有一帧黑帧穿插其中，有效的解决了左右眼图像串扰、3D图像模糊的问题。
但现有技术中，倍频处理缩短了液晶分子的反应时间，是图像延迟，造成残影的效果，并且也会降低图像的亮度，同时插黑帧处理使液晶分子始终向一个方向偏转，严重缩短了液晶显示设备的实用寿命。
发明内容
本发明实施例的目的在于提供一种3D图像显示控制的方法，旨在解决现有技术图像延迟，有残影且液晶显示设备使用寿命短的问题。
本发明实施例是这样实现的，一种3D图像显示控制的方法，所述方法包括以下步骤：
接收3D图像信号源发送的3D图像信号，并对3D图像信号进行预处理，得到第一帧序列；
对第一帧序列进行帧处理，得到第二帧序列，该第二帧序列由连续的灰帧GL、左眼图像L″、灰帧GR、右眼图像R″组成；
将第二帧序列发送至液晶屏进行显示，同时依据第二帧序列的同步信号生成快门眼镜控制信号和背光开关控制信号，通过快门眼镜控制信号控制快门眼镜的开关状态，通过背光开关控制信号控制液晶显示屏背光源的开关状态。
本发明实施例的另一目的在于提供一种3D图像显示控制的系统，所述系统包括：
图像处理装置，用于对接收的3D图像进行预处理和帧处理，输出由连续的灰帧GL、左眼图像L″、灰帧GR、右眼图像R″组成的第二帧序列；
MCU，用于生成第二帧序列的同步信号，并根据所述第二帧序列的同步信号生成快门眼镜控制信号和背光开关控制信号；
液晶显示设备，用于接收所述图像处理装置输出的第二帧序列，并生成与所述第二帧序列的同步信号相对应的时钟信号CLK，并根据所述时钟信号CLK使液晶分子向不同的方向偏转分别显示灰帧GL、左眼图像L″、灰帧GR、右眼图像R″。
在本发明实施例中，图像处理装置对信号源发送的3D图像进行预处理、倍频、插黑帧、插灰帧处理，最终输出灰帧GL、左眼图像L″、灰帧GR、右眼图像R″到液晶显示设备，液晶显示设备生成与接收的图像帧相对应的时钟信号CLK，并根据所述时钟信号CLK使液晶分子向不同的方向偏转分别显示图像，由于灰帧G自带一定的电压，液晶显示器在读取灰帧G后已经使液晶分子带有了一定的偏转，使得在读取图像是，液晶分子偏转角度更大、更快，3D图像清晰、流畅，不再出现图像模糊、拖尾的问题，并且由于液晶分子向不同的方向交替偏转，延长了液晶显示设备的实用寿命。
附图说明
图1是本发明实施例提供的3D图像显示处理方法的流程图；
图2是本发明实施例提供的信号的示例图；
图3是本发明实施例提供的3D图像显示控制系统的结构图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
在本发明实施例中，图像处理装置对信号源发送的3D图像进行预处理、倍频、插黑帧、插灰帧处理，最终输出灰帧GL、左眼图像L″、灰帧GR、右眼图像R″到液晶显示设备，液晶显示设备生成与接收的图像帧相对应的时钟信号CLK，并根据所述时钟信号CLK使液晶分子向不同的方向偏转分别显示图像，由于灰帧G自带一定的电压，液晶显示器在读取灰帧G后已经使液晶分子带有了一定的偏转，使得在读取图像时，液晶分子偏转角度更大、更快，3D图像清晰、流畅，不再出现图像模糊、拖尾的问题，并且由于液晶分子向不同的方向交替偏转，延长了液晶显示设备的实用寿命。
如图1所示为本发明实施例提供的3D图像显示处理方法的流程图，详述如下：
在步骤S101中，接收3D图像信号源发送的3D图像信号，并对3D图像信号进行预处理，得到第一帧序列。
其中第一帧序列由连续的左眼图像L和右眼图像R组成，该第一帧序列的频率用H代表。
在该实施例中，在接收到3D图像信号源发送的3D图像信号后，对接收的3D图像信号进行预处理，得到第一帧序列。其中对3D图像信号进行的预处理包括但不限于：图像格式识别和图像格式转换等。所述图像格式识别具体为识别一帧图像的格式，即识别图像格式为Side-by-Side、Top-and-Buttom等格式中的哪一种，所述图像格式转换具体为将识别了格式的图像转换为一种统一的格式，即转换为Side-by-Side、Top-and-Buttom等格式中的一种，经过预处理的图像最终输出为由连续的左眼图像L和右眼图像R组成的第一帧序列。
请参阅图2a，为本发明实施例提供的对3D图像信号进行预处理后得到的第一帧序列的示例图，但不以该示例图为限。其中Rn和Rn+1帧为右眼图像，Ln和Ln+1帧为右眼图像。
在步骤S102中，对第一帧序列进行帧处理，得到第二帧序列。该第二帧序列由连续的灰帧GL、左眼图像L″、灰帧GR、右眼图像R″组成。其中帧处理包括：倍频，插黑帧，插灰帧。
其中对第一帧序列进行帧处理，得到第二帧序列的步骤具体为：
A、对第一帧序列进行倍频处理，得到第三帧序列。其中第三帧序列由连续的左眼图像L′、左眼图像L″与右眼图像R′、右眼图像R″组成；请参阅图2b，是本发明实施例提供的第三帧序列的示例图，但不以该示例图为限。在该实施例中，对第一帧序列进行倍频处理后，右眼图像R变成右眼图像R′和右眼图像R″，左眼图像L变成左眼图像L′和左眼图像L″，从而得到由连续的左眼图像L′、左眼图像L″与右眼图像R′、右眼图像R″组成的第三帧序列。
B、对第三帧序列进行插黑帧处理，得到第四帧序列。其中第四帧序列由连续的黑帧BL、左眼图像L″与黑帧BR、右眼图像R″组成；
请参阅图2c，是本发明实施例提供的第四帧序列的示例图，但不以该示例图为限。在该实施例中，对第三帧序列进行插黑帧处理后，左眼图像L′、左眼图像L″变成黑帧BL、左眼图像L″，右眼图像R′、右眼图像R″变成黑帧BR、右眼图像R″，从而得到由连续的黑帧BL、左眼图像L″与黑帧BR、右眼图像R″组成的第四帧序列。
C、对第四帧序列进行插灰帧处理，得到第二帧序列。其中第二帧序列由连续的灰帧GL、左眼图像L″与灰帧GR、右眼图像R″组成；
请参阅图2d，是本发明实施例提供的第二帧序列的示例图，但不以该实例图为限。在该实施例中，对第四帧序列进行插灰帧处理后，黑帧BL、左眼图像L″变成灰帧GL、左眼图像L″，黑帧BR、右眼图像R″变成灰帧GR、右眼图像R″，从而得到由连续的灰帧GL、左眼图像L″与灰帧GR、右眼图像R″组成的第二帧序列。
需要指出的是，在本发明实施例中所述灰帧GL与灰帧GR可以是与左眼图像L与右眼图像R分别相关的帧，也可以是图像内容完全相同的帧。另外，左眼图像L、左眼图像L′、左眼图像L″在图像内容上完全相同，右眼图像R、右眼图像R′、右眼图像R″在图像内容上也完全相同。
步骤S103、将第二帧序列发送至液晶设备进行显示，同时依据第二帧序列的同步信号生成快门眼镜控制信号和背光开关控制信号，通过快门眼镜控制信号控制快门眼镜的开关状态，通过背光开关控制信号控制液晶显示屏背光源的开关状态。
其中依据第二帧序列的同步信号生成快门眼镜控制信号和背光开关控制信号的方法具体为：
A、对第二帧序列的同步信号Vsyn进行调制，得到C_IR信号，并将所述C_IR信号发送到快门眼镜。
如图2e所示，为本发明实施例提供的第二帧序列的同步信号C_IR信号的示例图，但不以该示例图为限。用于控制及处理信号的微处理单元MCU(micro control unit)对第二帧序列的同步信号Vsyn进行调制，得到C_IR信号，并将所述C_IR信号发送到快门眼镜。
B、快门眼镜对接收的C_IR信号进行解调，得到快门眼镜控制信号。
如图2f所示，为本发明实施例提供的快门眼镜控制信号的示例图，但不以该示例图为限。快门眼镜对接收的C_IR信号进行解调，得到用于控制快门眼镜左右眼镜片开启/关闭的快门眼镜控制信号。快门眼镜开启信号滞后于图像L″/R″出现而快门眼镜关闭信号提前于图像L″/R″结束。
C、对第二帧序列的同步信号Vsyn进行处理，得到背光开关控制信号Backlight_c，并将所述Backlight_c信号发送到液晶显示设备。
如图2g所示，为本发明实施例提供的背光开光控制信号的示例图，但不以该示例图为限。MCU对第二帧序列的同步信号Vsyn进行处理，得到背光开关控制信号Backlight_c，并将所述Backlight_c信号发送到液晶显示设备。背光开启信号滞后于图像L″/R″出现而背光关闭信号提前于图像L″/R″结束，且背光开启信号提前于快门眼镜开启信号出现而背光关闭信号滞后于快门眼镜关闭信号结束。
所述将第二帧序列发送至液晶屏进行显示具体为：
液晶显示设备生成与所述第二帧序列的同步信号相对应的时钟信号CLK，并根据所述时钟信号CLK使液晶分子向不同的方向偏转分别显示灰帧GL、左眼图像L″、灰帧GR、右眼图像R″。
如图2h所示为本发明实施例提供的时钟信号CLK的示例图，但不以该示例图为限。该步骤中，液晶显示设备接收图像处理装置经过帧处理的图像，即灰帧GL、左眼图像L″、灰帧GR、右眼图像R″，液晶显示设备生成与所述第二帧序列的同步信号相对应的时钟信号CLK，使用一双向开关根据所时钟信号CLK分别开启液晶分子的极性，即使液晶分子向不同的方向偏转来显示所述灰帧GL、左眼图像L″、灰帧GR、右眼图像R″，生成时钟信号的方法是本技术领域人员的公知常识，且与本发明保护范围无关，在此不进行赘述。
如图2i、j所示，为本发明实施例提供的左右眼图像显示的示例图，但不以该图为限。需要指出的是灰帧GL和左眼图像L″的液晶分子偏转方向相同，灰帧GR和右眼图像R″的液晶分子偏转方向相同并与所述灰帧GL和左眼图像L″的液晶分子偏转方向相反。
在本发明实施例中，图像处理装置对信号源发送的3D图像进行预处理、倍频、插黑帧、插灰帧处理，最终输出灰帧GL、左眼图像L″、灰帧GR、右眼图像R″到液晶显示设备，液晶显示设备生成与接收的图像帧相对应的时钟信号CLK，并根据所述时钟信号CLK使液晶分子向不同的方向偏转分别显示图像，由于灰帧G自带一定的电压，液晶显示器在读取灰帧G后已经使液晶分子带有了一定的偏转，使得在读取图像时，液晶分子偏转角度更大、更快，3D图像清晰、流畅，不再出现图像模糊、拖尾的问题，并且由于液晶分子向不同的方向交替偏转，延长了液晶显示设备的实用寿命。
如图3所示为本发明实施例提供的3D图像显示控制系统的结构图，为了便于说明仅示出与本发明实施例相关的部分，所述系统包括：
图像处理装置31，用于对接收的3D图像进行预处理和帧处理，输出由连续的灰帧GL、左眼图像L″、灰帧GR、右眼图像R″组成的第二帧序列。
MCU32，用于生成第二帧序列的同步信号，并根据所述第二帧序列的同步信号生成快门眼镜控制信号和背光开关控制信号。
液晶显示设备33，用于接收所述图像处理装置31输出的第二帧序列，并生成与所述第二帧序列的同步信号相对应的时钟信号CLK，并根据所述时钟信号CLK使液晶分子向不同的方向偏转分别显示灰帧GL、左眼图像L″、灰帧GR、右眼图像R″。
其中所述图像处理装置31还包括：
3D图像接收单元311，用于接收图像信号源发送的3D图像。
3D图像预处理单元312，用于对所述3D图像接收单元311接收的3D图像进行预处理，得到由连续的左眼图像L与右眼图像R组成的第一帧序列。
其中3D图像预处理单元312还包括：
图像格式识别单元3121，用于识别所述3D图像接收单元311接收的3D图像的格式。
图像格式转换单元3122，用于将所述图像格式识别单元3121识别出格式的图像转换为一统一的图像格式。
图像输出单元3123，用于将所述图像格式转换单元3122转换的图像输出为由左眼图像L与右眼图像R组成的第一帧序列。
图像帧序列帧处理单元313，用于对所述3D图像预处理单元312输出的第一帧序列进行帧处理，得到由连续的灰帧GL、左眼图像L″、灰帧GR、右眼图像R″组成的第二帧序列。
其中所述图像帧序列帧处理单元313还包括：
图像帧序列倍频单元3131，用于对所述3D图像预处理单元312输出的第一帧序列进行倍频处理，得到由连续的左眼图像L′、左眼图像L″、右眼图像R′、右眼图像R″组成的第三帧序列。
图像帧序列插黑帧单元3132，用于对所述图像帧序列倍频单元3131输出的第三帧序列进行插黑帧处理，得到由连续的黑帧BL、左眼图像L″、黑帧BR、右眼图像R″组成的第四帧序列。
图像帧序列插灰帧单元3133，用于对所述图像帧序列插黑帧单元3132输出的第四帧序列进行插灰帧处理，得到由连续的灰帧GL、左眼图像L″、灰帧GR、右眼图像R″组成的第二帧序列。
所述MCU32具体包括：
第二帧序列同步信号生成单元321，用于生成第二帧序列的同步信号。
快门眼镜控制信号生成单元322，用于依据所述第二帧序列同步信号生成单元321生成的第二帧序列的同步信号生成快门眼镜的控制信号。
背光开关控制信号生成单元323，用于依据所述第二帧序列同步信号生成单元321生成的第二帧序列的同步信号生成液晶显示设备的背光开关控制信号。
所述液晶显示设备33具体包括：
第二帧序列接收单元331，用于接收所述图像处理装置31输出的第二帧序列。
图像时钟信号CLK生成单元332，用于生成与所述第二帧序列接收单元331接收的第二帧序列的同步信号相对应的时钟信号CLK。
图像显示单元333，用于根据所述图像时钟信号CLK生成单元332生成的时钟信号CLK，使液晶分子向不同的方向偏转分别显示灰帧GL、左眼图像L″、灰帧GR、右眼图像R″。
其中图像显示单元333还包括：
液晶极性双向开关3331，用于根据所述图像时钟信号CLK生成单元332生成的时钟信号CLK分别开启液晶分子的极性。
在本发明实施例中，图像处理装置对信号源发送的3D图像进行预处理、倍频、插黑帧、插灰帧处理，最终输出灰帧GL、左眼图像L″、灰帧GR、右眼图像R″到液晶显示设备，液晶显示设备生成与接收的图像帧相对应的时钟信号CLK，并根据所述时钟信号CLK使液晶分子向不同的方向偏转分别显示图像，由于灰帧G自带一定的电压，液晶显示器在读取灰帧G后已经使液晶分子带有了一定的偏转，使得在读取图像时，液晶分子偏转角度更大、更快，3D图像清晰、流畅，不再出现图像模糊、拖尾的问题，并且由于液晶分子向不同的方向交替偏转，延长了液晶显示设备的实用寿命。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (15)

1.一种3D图像显示控制方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
接收3D图像信号源发送的3D图像信号，并对3D图像信号进行预处理，得到第一帧序列；
对第一帧序列进行帧处理，得到第二帧序列，该第二帧序列由连续的灰帧GL、左眼图像L″、灰帧GR、右眼图像R″组成；
将第二帧序列发送至液晶屏进行显示，同时依据第二帧序列的同步信号生成快门眼镜控制信号和背光开关控制信号，通过快门眼镜控制信号控制快门眼镜的开关状态，通过背光开关控制信号控制液晶显示屏背光源的开关状态。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对第一帧序列进行的帧处理具体包括：倍频，插黑帧，插灰帧。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对接收的3D图像进行预处理具体为：
对接收的3D图像进行图像格式识别；
将识别格式的图像转换为统一的图像格式。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对第一帧序列进行帧处理，得到第二帧序列的步骤具体为：
对第一帧序列进行倍频处理，得到第三帧序列，其中第三帧序列由连续的左眼图像L′、左眼图像L″与右眼图像R′、右眼图像R″组成；
对第三帧序列进行插黑帧处理，得到第四帧序列，其中第四帧序列由连续的黑帧BL、左眼图像L″与黑帧BR、右眼图像R″组成；
对第四帧序列进行插灰帧处理，得到第二帧序列，其中第二帧序列由连续的灰帧GL、左眼图像L″与灰帧GR、右眼图像R″组成。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述灰帧GL、灰帧GR是分别与左眼图像L、右眼图像R相关的帧，或者分别是与左眼图像L、右眼图像R的图像内容完全相同的帧。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将第二帧序列发送至液晶屏进行显示的步骤具体为：
液晶显示设备生成与所述第二帧序列的同步信号相对应的时钟信号CLK，并根据所述时钟信号CLK使液晶分子向不同的方向偏转分别显示灰帧GL、左眼图像L″、灰帧GR、右眼图像R″。
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，使用一双向开关根据所述时钟信号CLK分别开启液晶分子的极性。
8.如权利要求1-7任一项所述的方法，其特征在于，所述灰帧GL和左眼图像L″的液晶分子偏转方向相同，灰帧GR和右眼图像R″的液晶分子偏转方向相同并与所述灰帧GL和左眼图像L″的液晶分子偏转方向相反。
9.一种3D图像显示控制系统，其特征在于，所述系统包括：
图像处理装置，用于对接收的3D图像进行预处理和帧处理，输出由连续的灰帧GL、左眼图像L″、灰帧GR、右眼图像R″组成的第二帧序列；
MCU，用于生成第二帧序列的同步信号，并根据所述第二帧序列的同步信号生成快门眼镜控制信号和背光开关控制信号；
液晶显示设备，用于接收所述图像处理装置输出的第二帧序列，并生成与所述第二帧序列的同步信号相对应的时钟信号CLK，并根据所述时钟信号CLK使液晶分子向不同的方向偏转分别显示灰帧GL、左眼图像L″、灰帧GR、右眼图像R″。
10.如权利要求9所述的系统，其特征在于，所述图像处理装置还包括：
3D图像接收单元，用于接收图像信号源发送的3D图像；
3D图像预处理单元，用于对所述3D图像接收单元接收的3D图像进行预处理，得到由连续的左眼图像L与右眼图像R组成的第一帧序列；
图像帧序列帧处理单元，用于对所述3D图像预处理单元输出的第一帧序列进行帧处理，得到由连续的灰帧GL、左眼图像L″、灰帧GR、右眼图像R″组成的第二帧序列。
11.如权利要求10所述的系统，其特征在于，所述3D图像预处理单元还包括：
图像格式识别单元，用于识别所述3D图像接收单元接收的3D图像的格式；
图像格式转换单元，用于将所述图像格式识别单元识别出格式的图像转换为一统一的图像格式；
图像输出单元，用于将所述图像格式转换单元转换的图像输出为由左眼图像L与右眼图像R组成的第一帧序列。
12.如权利要求10所述的系统，其特征在于，所述图像帧序列帧处理单元还包括：
图像帧序列倍频单元，用于对所述3D图像预处理单元输出的第一帧序列进行倍频处理，得到由连续的左眼图像L′、左眼图像L″、右眼图像R′、右眼图像R″组成的第三帧序列；
图像帧序列插黑帧单元，用于对所述图像帧序列倍频单元输出的第三帧序列进行插黑帧处理，得到由连续的黑帧BL、左眼图像L″、黑帧BR、右眼图像R″组成的第四帧序列；
图像帧序列插灰帧单元，用于对所述图像帧序列插黑帧单元输出的第四帧序列进行插灰帧处理，得到由连续的灰帧GL、左眼图像L″、灰帧GR、右眼图像R″组成的第二帧序列。
13.如权利按要求9所述的系统，其特征在于，所述MCU还包括：
第二帧序列同步信号生成单元，用于生成第二帧序列的同步信号；
快门眼镜控制信号生成单元，用于依据所述第二帧序列同步信号生成单元生成的第二帧序列的同步信号生成快门眼镜的控制信号；
背光开关控制信号生成单元，用于依据所述第二帧序列同步信号生成单元生成的第二帧序列的同步信号生成液晶显示设备的背光开关控制信号。
14.如权利要求9所述的系统，其特征在于，所述液晶显示设备还包括：
第二帧序列接收单元，用于接收所述图像处理装置输出的第二帧序列；
图像时钟信号CLK生成单元332，用于生成与所述第二帧序列接收单元331接收的第二帧序列的同步信号相对应的时钟信号CLK；
图像显示单元，用于根据所述图像时钟信号CLK生成单元生成的时钟信号CLK，使液晶分子向不同的方向偏转分别显示灰帧GL、左眼图像L″、灰帧GR、右眼图像R″。
15.如权利要求14所述的系统，其特征在于，所述图像显示单元还包括：
液晶极性双向开关，用于根据所述图像时钟信号CLK生成单元生成的时钟信号CLK分别开启液晶分子的极性。
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