CN102281423B - 3d视频场频转换系统及场频转换方法 - Google Patents

Abstract

一种3D视频场频转换方法，包括以下步骤：A.根据输入3D视频中3D图像的格式将左右眼图像分离；B.分别对分离出的左右眼图像进行缩放处理；C.分别对缩放后的左右眼图像进行运动补偿处理；D.根据规定的场频输出运动补偿处理后的左右眼图像。通过上述方法，可以很好地解决因传统的运动补偿算法引起的图像算错而看不到3D效果的问题，也可以解决因简单倍频而引起的画面出现停顿、锯齿等问题，使低场频的3D视频也可以正常的显示在高场频的显示屏上，既不影响3D效果，还可以具有较好的图像质量，没有画面停顿和锯齿等问题。

Description

3D视频场频转换系统及场频转换方法

技术领域

本发明属于3D电视技术领域，尤其涉及3D视频场频转换系统及场频转换方法。

背景技术

3D成像的原理是使左、右眼眼看到的内容不一样，这样两个眼睛就有了视差，由于视差在人的大脑里就会形成一个立体的假象。如图1所示，由3D设备分别提供左眼图像和右眼图像，用户的左眼睛看到的是对应左眼睛的图像，右眼看到的是对应右眼睛的图像，这样就在用户的大脑里形成了立体图像。

由于现有的3D信号通常是24Hz和30Hz的场频信号，而在LCD上显示就必需是50Hz、60Hz、100Hz、120Hz、200Hz、240Hz或者更高的显示场频，所以3D设备必需把低场频的信号倍频到高场频，以便适应LCD屏的需求，从而达到高场频而减少拖尾、串扰等问题。

在传统的2D运动补偿的算法中，因为其不分左眼图像和右眼图像，所以就可以用相邻几帧的相关性来计算出新的帧，但是由于3D信源分为左眼图像和右眼图像，所以用传统的2D运动补偿的算法会导致算出来的新帧的图像是错误的，从而使用户看不出立体效果，如果仅通过简单的倍场频处理，这样虽然会看到立体效果，但是会使画面出现停顿、锯齿等问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种3D视频场频转换系统及场频转换方法，使低场频的3D视频也可以正常的显示在高场频的LCD上，既不影响3D效果，还可以具有较好的图像质量，没有画面停顿和锯齿等问题。

本发明提供的技术方案是：

一种3D视频场频转换系统，包括：3D视频L/R分离单元，用于获取3D视频并在处理器的控制下根据3D视频中3D图像的格式将左眼图像和右眼图像分离出来；图像缩放单元，用于对3D视频L/R分离单元分离出的左右眼图像分别进行缩放处理；运动补偿控制单元，用于对连续的缩放处理后的左右眼图像进行运动补偿处理，获得新的左右眼图像帧；处理器，用于判断3D视频L/R分离单元获取的3D图像格式，根据判断结果控制3D视频L/R分离单元、图像缩放单元和运动补偿控制单元工作；和输出控制单元，用于根据外接显示屏的场频控制输出图像信号的场频。

所述的3D视频场频转换系统，其还包括3D视频输入单元，用于为3D视频L/R分离单元提供3D视频信号。

所述的3D视频场频转换系统，其还包括遥控单元，用于接收遥控命令给处理器。

所述的3D视频场频转换系统，其中，所述处理器根据3D图像格式控制所述图像缩放单元的放大倍数，所述运动补偿控制单元获取的图像帧的插入位置在连续的两帧图像之间或之后。

所述的3D视频场频转换系统，其还包括存储单元，用于存储3D视频L/R分离单元、图像缩放单元和运动补偿控制单元输出的图像数据。

所述的3D视频场频转换系统，其还包括存储控制单元，用于协调图像缩放单元和运动补偿控制单元对存储单元的图像数据读写。

一种3D视频场频转换方法，包括以下步骤：

A.根据输入3D视频中3D图像的格式将左右眼图像分离；

B.分别对分离出的左右眼图像进行缩放处理；

C.分别对缩放后的左右眼图像进行运动补偿处理；

D.根据规定的场频输出运动补偿处理后的左右眼图像。

所述的3D视频场频转换方法，其中，在所述步骤C中，对左右眼图像分别进行运动补偿处理后产生的新的左右眼图像对应插入在连续的左眼或右眼图像之间。

所述的3D视频场频转换方法，其中，在所述步骤D中，所述输出的运动补偿处理后的左右眼图像是对输入的3D视频倍频后的3D图像。

所述的3D视频场频转换方法，其中，在所述步骤A中，所述输入的3D视频信号的场频为30Hz，在所述步骤D中，所述规定的场频为120Hz或240Hz。

通过上述系统和方法，可以很好地解决因传统的运动补偿算法引起的图像算错而看不到3D效果的问题，也可以解决因简单倍频而引起的画面出现停顿、锯齿等问题，使低场频的3D视频也可以正常的显示在高场频的显示屏上，既不影响3D效果，还可以具有较好的图像质量，没有画面停顿和锯齿等问题。

附图说明

图1为已知的3D成像原理图；

图2为本发明3D视频场频转换系统较佳实施方式的结构框图；

图3为本发明3D视频场频转换方法较佳实施方式的流程图；

图4为本发明实施例中左右格式30Hz场频的3D视频转换到120Hz输出的流程图；

图5为本发明实施例中左右格式30Hz场频的3D视频转换到240Hz输出的流程图。

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。

参考图2，本发明3D视频场频转换系统的较佳实施方式包括：3D视频输入单元11、3D视频L/R分离单元12、存储单元13、输出控制单元14、存储控制单元15、图像缩放单元16、运动补偿控制单元17、处理器18和遥控单元19。

所述3D视频输入单元11用于输入3D片源信号即3D视频，所述3D视频的特点是分为左眼信号与右眼信号，这种信号有可能是一行左眼信号一行右眼信号，也有可能一场左眼信号一场右眼信号，还有可能一场信号里，上半部份是左眼信号，下半部份是左眼信号，或者左半部份是左眼信号，右半部份是右眼信号。当然3D视频的格式不只是以上这些，还有可能是别的格式。这些格式的3D视频信号从3D视频输入单元11输入到3D视频L/R分离单元12。

所述3D视频L/R分离单元12的功能是将输入的3D视频信号捕获并在处理器18的命令下将左右眼图像信号分离，获得左眼图像L和右眼图像R并分别存在存储单元13的不同区域。

所述存储单元13用来存储输入图像数据、中间处理的图像数据和处理后待输出的图像数据，即存储3D视频L/R分离单元12、图像缩放单元16和运动补偿控制单元17输出的图像数据。

所述输出控制单元14用来根据显示屏的特性控制输出信号，例如所述输出控制单元14连接的是分时的3D显示屏，那么输出控制单元14控制图象信号的输出为一帧左眼信号，再一帧左眼信号，然后一帧左眼信号，再一帧右眼信号，这样依次输出；如果显示屏为偏振3D显示屏，那么输出控制单元14控制图象信号的输出为一行左眼信号，再一行右眼信号，这样依次输出。

所述存储控制单元15用于控制存储单元13的读写，系统中各单元对存储单元13进行数据写入与读出时都需要在存储控制单元15的协调下才能有序地进行，以避免图像缩放单元16和运动补偿控制单元17读写数据冲突。

所述图像缩放单元16用来对输入图像的大小按系统需求进行放大或者缩小处理，例如对连续两帧的左眼图像L进行放大处理获得L1和L2，对连续两帧的右眼图像R进行放大处理获得R1和R2。

所述运动补偿控制单元17用来对运动图像信号进行补偿处理，使图像从低场频变到高场频时不至于出现画面不连贯和拖尾等不良现象，所述运动补偿控制单元17对存储在存储单元13中的L1和L2比较运算，得出运动矢量，将计算结果存在存储单元13中得到新的一帧L12，这一帧的顺序是在L1和L2之间，同理得到新的一帧R12，这一帧的顺序是在R1和R2之间。

所述处理器18用来判断输入的视频格式，根据判断结果控制3D视频L/R分离单元12、图像缩放单元16和运动补偿控制单元17工作，并协调整个3D视频场频转换系统的工作。

所述遥控单元19用来接收外界传输的遥控命令给处理器18。

参考图3，上述3D视频场频转换系统的具体信号处理流程如下：

步骤S1、3D视频输入单元11输入3D视频信号；

步骤S2、处理器18判断输入信号的格式，例如格式1是一行左眼一行右眼、格式2是上半左眼下半右眼等，直至格式n。

步骤S3、按照处理器18判定的格式特征将输入的左、右眼图像数据分别存在存储单元13的两个不同区域；

步骤S4、分别对存储在存储单元13的左右眼图像进行缩放处理，生成缩放处理后的左右眼图像信息并存储在存储单元13内；

步骤S5、分别对缩放后存储在存储单元13的左右眼图像信息进行运动补偿计算处理，获得新的一帧左右眼图像并存储在存储单元13内；

步骤S6、根据显示屏的类型，将处理后的左右眼图像按显示屏的特性发送到显示屏显示。

如图4所示，输入的30Hz的连续两帧的左右各一半的图像信号，经过步骤S401判定格式后分别将分离后获得的左眼图像L’1和L’2以及右眼图像R’1和R’2存储在存储单元13中，然后进过步骤S402分别对左右眼图像进行放大以获得左眼图像L1和L2以及右眼图像R1和R2，再经过步骤S403分别对放大后的左右眼图像进行运动补偿处理，获得新的一帧左右眼图像L12和R12并存储在存储单元13内，新的图像帧L12根据不同的运动补偿算法有可能是排在L1与L2之间，也有可能排在L1与L2之后，在本实施方式中是排在L1与L2之间，同样的R12也排在R1与R2之间，最后步骤S404将处理后的左右眼图像按显示屏的特性输出给显示屏显示，因为用的是120HZ的屏，因此就需要依次输出图像L1、R1、L12、R12、L2、R2，使输出的图像信号倍频达到120Hz。

如果要用240HZ的屏，如图5所示，输入的30Hz的连续两帧的左右各一半的图像信号，经过步骤S501判定格式后分别将分离后获得的左眼图像L’1和L’2以及右眼图像R’1和R’2存储在存储单元13中，然后进过步骤S502分别对左右眼图像进行放大以获得左眼图像L1和L2以及右眼图像R1和R2，再经过步骤S503分别对放大后的左右眼图像进行运动补偿处理，获得新的一帧左右眼图像L12和R12并存储在存储单元13内，新的图像帧L12排在L1与L2之间，同样的R12也排在R1与R2之间，最后步骤S504将处理后的左右眼图像按显示屏的特性输出给显示屏显示，因为用的是240HZ的屏，因此就需要依次依次输出图像L1、L1、R1、R1、L12、L12、R12、R12、L2、L2、R2、R2，使输出的图像信号倍频达到240Hz。

应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (9)

1.一种3D视频场频转换系统，包括：

3D视频L/R分离单元，用于获取3D视频并在处理器的控制下根据3D视频中3D图像的格式将左眼图像和右眼图像分离出来；

图像缩放单元，用于对3D视频L/R分离单元分离出的左右眼图像分别进行缩放处理；

运动补偿控制单元，用于对连续的缩放处理后的左右眼图像进行运动补偿处理，获得新的左右眼图像帧，且所述运动补偿控制单元获取的图像帧的插入位置在连续的两帧图像之间或之后；

处理器，用于判断3D视频L/R分离单元获取的3D图像格式，根据判断结果控制3D视频L/R分离单元、图像缩放单元和运动补偿控制单元工作；和输出控制单元，用于根据外接显示屏的场频控制输出图像信号的场频。

2.根据权利要求1所述的3D视频场频转换系统，其还包括3D视频输入单元，用于为3D视频L/R分离单元提供3D视频信号。

3.根据权利要求1所述的3D视频场频转换系统，其还包括遥控单元，用于接收遥控命令给处理器。

4.根据权利要求1所述的3D视频场频转换系统，其特征在于：所述处理器根据3D图像格式控制所述图像缩放单元的放大倍数。

5.根据权利要求1所述的3D视频场频转换系统，其还包括存储单元，用于存储3D视频L/R分离单元、图像缩放单元和运动补偿控制单元输出的图像数据。

6.根据权利要求5所述的3D视频场频转换系统，其还包括存储控制单元，用于协调图像缩放单元和运动补偿控制单元对存储单元的图像数据读写。

7.一种3D视频场频转换方法，包括以下步骤：

A.根据输入3D视频中3D图像的格式将左右眼图像分离；

B.分别对分离出的左右眼图像进行缩放处理；

C.分别对缩放后的左右眼图像进行运动补偿处理；

D.根据规定的场频输出运动补偿处理后的左右眼图像；

在所述步骤C中，对左右眼图像分别进行运动补偿处理后产生的新的左右眼图像对应插入在连续的左眼或右眼图像之间。

8.根据权利要求7所述的3D视频场频转换方法，其特征在于：在所述步骤D中，所述输出的运动补偿处理后的左右眼图像是对输入的3D视频倍频后的3D图像。

9.根据权利要求8所述的3D视频场频转换方法，其特征在于：在所述步骤A中，所述输入的3D视频信号的场频为30Hz，在所述步骤D中，所述规定的场频为120Hz或240Hz。

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