CN102478757A - 立体影像产生装置及其方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种立体影像产生方法及其装置。立体影像产生方法包含下列步骤：沿第一方向拍摄右眼影像；沿第二方向拍摄左眼影像；将左眼影像的右侧依预定距离裁切掉一部分，并将右眼影像的左侧依预定距离裁切掉一部分，致使该经裁切的左眼影像与该经裁切的右眼影像的大小一致。

Description

立体影像产生装置及其方法

技术领域

本发明是有关于一种立体影像产生装置及其方法。

背景技术

近来3D屏幕已逐渐进入市场，预期在未来两三年后便会成为主流，故对应产生立体影像的机制相信也会蓬勃发展。特别是可在可携式电子装置(例如，笔记型计算机或膝上型计算机)或手持式通讯装置(例如，手机)上应用的影音实时通讯软件(例如，MSN、ICQ)，未来会产生希望可以看见对方立体影像的需求。在此应用上，对于立体影像的“实时性”会比立体影像的“分辨率”更受到重视与要求。

一般而言，立体影像是两个影像的结合，以分别传送到使用者的左眼与右眼，进而让使用者产生错觉。因此，产生立体影像的方式便是模拟出使用者左眼与右眼所看到的影像即可。因此，最简单的已知方法便是在电子装置上设置两个摄影镜头，而这两个摄影镜头大约间隔6厘米，以分别模拟左眼与右眼所看到的影像。

然而，要装设两个摄影镜头可能会增加额外的硬件成本。所以一种解决方式是单纯从一张影像中以影像处理的方式模拟出左右两个影像，试图欺骗使用者的眼睛，而让使用者感受到三维效果。目前已知的一种解决方案是可先利用二维影像建立三维模型，再将三维模型取两个不同视角影像输出。但此方案耗时太久，无法适用在要求“实时性”的通讯软件上。

发明内容

为解决已知技术的问题，本发明的一目的是提供一种立体影像产生方法，其仅通过单一摄影镜头，透过小角度旋转以取得右眼影像与左眼影像之后，即利用视角的差异模拟并产生立体影像。借此可以省去多余摄影镜头的设置，进而节省硬件成本。

根据本发明一实施方式，一种立体影像产生方法包含下列步骤。沿第一方向拍摄右眼影像。沿第二方向拍摄左眼影像。将左眼影像的右侧依预定距离裁切掉一部分，并将右眼影像的左侧依预定距离裁切掉一部分，致使经裁切的左眼影像与经裁切的右眼影像的大小一致。

本发明另一目的是提供一种立体影像产生装置。

根据本发明另一实施方式，一种立体影像产生装置包含影像拍摄模块、致动模块、驱动芯片、影像裁切模块以及影像合成模块。驱动芯片可用以驱动致动模块致动影像拍摄模块沿第一方向拍摄右眼影像，驱动致动模块致动影像拍摄模块沿第二方向拍摄左眼影像，驱动影像裁切模块将左眼影像的右侧依预定距离裁切掉一部分，并将右眼影像的左侧依预定距离裁切掉一部分，致使经裁切的左眼影像与该裁切的右眼影像的大小一致，并驱动影像合成模块将经裁切的左眼影像中的每一像素与经裁切的右眼影像中的每一像素依序交错排列。

本发明所提出的立体影像产生装置及其方法主要是针对已知产生立体影像而采用双摄影镜头的系统架构进行改良，通过仅采用单一摄影镜头，并透过小角度旋转以取得右眼影像与左眼影像之后，即利用视角的差异模拟并产生立体影像。借此可以省去多余摄影镜头的设置，进而节省硬件成本。此外，由于仅使用单一影像拍摄模块，在影像的合成上，其色彩的一致性会比较高，进而使立体影像的显示效果更好。

为让本发明的上述和其它目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为让本发明的上述和其它目的、特征、优点与实施例能更明显易懂，所附附图的说明如下：

图1为绘示依照本发明一实施方式的立体影像产生方法的步骤流程图；

图2为绘示由基准点所拍摄的右眼影像与左眼影像平移以分别模拟右眼与左眼真实看到的影像的示意图；

图3A为绘示所拍摄的左眼影像的示意图；

图3B为绘示图3A中的左眼影像经过平移的示意图；

图3C为绘示所拍摄的右眼影像的示意图；

图3D为绘示图3C中的右眼影像经过平移的示意图；

图4为绘示经裁切的右眼影像与经裁切的左眼影像结合为立体影像的示意图；

图5为绘示电子装置采用依照本发明一实施方式的立体影像产生装置的立体视图；

图6为绘示图5中的立体影像产生装置的功能方块图；

图7A为绘示图5中的电子装置沿线段C-C的剖面视图；

图7B为绘示图7A中的致动模块致动影像拍摄模块朝向第一方向的剖面视图；

图7C为绘示图7A中的致动模块致动影像拍摄模块朝向第二方向的剖面视图。

【主要组件符号说明】

1：电子装置                    10：立体影像产生装置

100：影像拍摄模块              102：致动模块

104：驱动芯片                  106：影像裁切模块

108：影像合成模块              12：壳体

a1：第一方向                   a2：第二方向

CL：视角中线                   C-C：线段

D：预定距离                    IR：右眼影像

IL：左眼影像                   I’L：经裁切的左眼影像

I’R：经裁切的右眼影像         I3：立体影像

P：基准点                      V：视野范围

S100～S106：流程步骤

具体实施方式

以下将以附图揭露本发明的多个实施方式，为明确说明起见，许多实务上的细节将在以下叙述中一并说明。然而，应了解到，这些实务上的细节不应用以限制本发明。也就是说，在本发明部分实施方式中，这些实务上的细节是非必要的。此外，为简化附图起见，一些已知惯用的结构与组件在附图中将以简单示意的方式绘示之。

本发明的一技术方案是一种立体影像产生方法。并且更特别地，其主要是达到仅采用单一摄影镜头，透过小角度旋转以取得右眼影像与左眼影像之后，即利用视角的差异模拟并产生立体影像，借此以免除已知装设两组摄影镜头的硬件成本。以下将详述本发明的具体实施例，借以充分解说本发明的特征、精神、优点以及实施上的简便性。

请参照图1，其为绘示依照本发明一实施方式的立体影像产生方法的步骤流程图。如图1所示，本实施方式的立体影像产生方法可包含下列步骤：

S100：沿第一方向拍摄右眼影像。

S102：沿第二方向拍摄左眼影像。

请参照图2，其为绘示由基准点P所拍摄的右眼影像与左眼影像平移以分别模拟右眼与左眼真实看到的影像的示意图。根据本实施方式的立体影像产生方法，其主要是通过沿第一方向a1拍摄的右眼影像来模拟右眼真实看到的影像，并通过沿第二方向a2拍摄的左眼影像来模拟左眼真实看到的影像。

但是，在取得右眼影像与左眼影像之后，并无法直接将右眼影像与左眼影像与左右眼真实看到的影像相提并论，因为右眼影像与左眼影像是以同一基准点P分别沿第一方向a1与第二方向a2所拍摄，即便与人眼一样有左右视角的差异，却还是无法模拟为使用者右眼与左眼各自真实看到的影像。此时，右眼影像与左眼影像尚需要经过平移的过程，才会比较合乎右眼与左眼各别真实看到的影像。

由于要将右眼影像模拟为右眼真实看到的影像，并将左眼影像模拟为左眼真实看到的影像，就必须先了解一般人的左眼与右眼之间的距离。一般来说，人的左眼与右眼之间的距离通常介于5厘米至7厘米之间。因此，以两眼的中点为基准点P所拍摄的右眼影像若要模拟为右眼真实看到的影像，其平移的预定距离D就必须为2.5～3.5厘米。对于要模拟左眼影像的左眼影像亦然。

请参照图3A至图3D。图3A为绘示所拍摄的左眼影像IL的示意图。图3B为绘示图3A中的左眼影像IL经过平移的示意图。图3C为绘示所拍摄的右眼影像IR的示意图。图3D为绘示图3C中的右眼影像IR经过平移的示意图。

如图3A所示，首先假设左眼影像IL的边界即为左眼所看到的视野范围V，并且视野范围V具有视角中线。如图3B所示，若要将图3A的左眼影像IL模拟为左眼真实看到的影像，就必须将左眼影像IL相对视野范围V向右平移预定距离D，则左眼影像IL的右侧超出视野范围V的部分就代表实际上左眼看不到的部分，因此必须裁切掉。此外，也由于左眼影像IL相对视野范围V向右平移预定距离D，使得图3B中视野范围V内出现了没有影像的区域，因此为了使视角中线两侧影像的面积对称，就必须再将视野范围V内的左眼影像IL右侧依预定距离D裁切掉一部分(亦即，裁切掉左眼影像IL于视野范围V内虚线以右的区域)。换句话说，图3B中于虚线以左的左眼影像IL才是能用来模拟左眼真实看到的影像。

同样地，如图3C所示，假设右眼影像IR的边界亦为右眼所看到的视野范围V，并且视野范围V具有视角中线。如图3D所示，若要将图3C的右眼影像IR模拟为右眼真实看到的影像，就必须将右眼影像IR相对视野范围V向左平移预定距离D，则右眼影像IR的左侧超出视野范围V的部分就代表实际上右眼看不到的部分，因此必须裁切掉。此外，也由于右眼影像IR相对视野范围V向左平移预定距离D，使得图3B中视野范围V内出现了没有影像的区域，因此为了使视角中线两侧影像的面积对称，就必须再将视野范围V内的右眼影像IR左侧依预定距离D裁切掉一部分(亦即，裁切掉右眼影像IR于视野范围V内虚线以左的区域)。换句话说，图3D中于虚线以右的右眼影像IR才是能用来模拟右眼真实看到的影像。由图3B与图3D可以清楚得知，虚线以左的左眼影像IL与虚线以右的右眼影像IR的大小一致。

因此，如图1所示，本实施方式的立体影像产生方法还可包含下列步骤：

S104：将左眼影像的右侧依预定距离裁切掉一部分，并将右眼影像的左侧依预定距离裁切掉一部分，致使经裁切的左眼影像与经裁切的右眼影像的大小一致。

于一具体实施例中，如图1所示，本实施方式的立体影像产生方法还可包含下列步骤：

S106：将经裁切的左眼影像中的每一像素与经裁切的右眼影像中的每一像素依序交错排列。

请参照图4，其为绘示经裁切的左眼影像I’L与经裁切的右眼影像I’R结合为立体影像I3的示意图。然而经裁切的左眼影像I’L与经裁切的右眼影像I’R的排列方式并不以图3的示意图为限。举例而言，可以以列(Column)或行(Row)为排列单位将经裁切的左眼影像I’与经裁切的右眼影像I’R的每一行像素或每一列像素依序交错排列，亦可达成步骤S110将经裁切的左眼影像I’L与经裁切的右眼影像I’R进行合成的目的。至于先排列经裁切的左眼影像I’L，还是先排列经裁切的右眼影像I’R，并没有一定限制，可以依据需求而弹性地采用。

另外，为了确实模拟人的左眼与右眼所看到的影像，前述的第一方向a1与第二方向a2之间的夹角为5.7～6度的估算，是以假设一物体在基准点P前60厘米，左眼与右眼之间的距离为6厘米，则左眼看物体的方向与右眼看物体的方向之间的夹角可由以下公式计算：

6/60/2π＝5.7(度)

本发明另一技术方案是一种立体影像产生装置。请参照图5，其为绘示电子装置1采用依照本发明一实施方式的立体影像产生装置10的立体视图。如图5所示，电子装置1是以笔记型计算机为范例，但并不以此为限，例如还可以是如膝上型计算机等可携式计算机系统。本技术方案的立体影像产生装置10可以装设于电子装置1的壳体12(例如笔记型计算机的显示器壳体)中。

请参照图6，其为绘示图5中的立体影像产生装置10的功能方块图。如图6所示，本技术方案的立体影像产生装置10包含有影像拍摄模块100、致动模块102以及驱动芯片104。其中致动模块102与影像拍摄模块100为操作性连接。借此，驱动芯片104即可用来驱动致动模块102致动影像拍摄模块100沿第一方向拍摄如图3C的右眼影像IR，并驱动致动模块102致动影像拍摄模块100沿第二方向拍摄如图3A的左眼影像IL。

请参照图7A至图7C。图7A为绘示图5中的电子装置1沿线段C-C的剖面视图。图7B为绘示图7A中的致动模块102致动影像拍摄模块100朝向第一方向a1的剖面视图。图7C为绘示图7A中的致动模块102致动影像拍摄模块100朝向第二方向a2的剖面视图。如图7A至图7C所示，上述的致动模块102可用来将影像拍摄模块100由第一方向a1转动至第二方向a2。换言之，影像拍摄模块100是基于同一基准点P拍摄右眼影像IR与左眼影像IL。这也是本发明与已知采用两个摄影镜头的技术最大不同点所在。至于第一方向a1与第二方向a2之间的夹角的范围与假设前提如上所述，在此不再赘述。

在一具体实施例中，上述的致动模块102可以是压电致动器、静电容致动器、电磁致动器或者是微机电致动器。

在取得右眼影像IR与左眼影像IL之后，为了能够将右眼影像IR与左眼影像IL分别模拟为使用者右眼与左眼各自真实看到的影像，右眼影像IR与左眼影像IL尚需要经过平移的过程，才会比较合乎右眼与左眼各别真实看到的影像。

同样示于图6，在此具体实施例中，本技术方案的立体影像产生装置10还可进一步包含影像裁切模块108。驱动芯片106用以驱动影像裁切模块108根据该预定距离D裁切左眼影像IL与右眼影像IR。

进一步来说，请配合参照图3A至图3D、图4与上所述相关说明，上述的影像裁切模块108可用来将左眼影像IL的右侧依预定距离D裁切掉一部分，并将右眼影像IR的左侧依预定距离D裁切掉一部分，致使经裁切的左眼影像I’L与经裁切的右眼影像I’R的大小一致，在此不再赘述。

同样示于图6并配合参照图4，在此具体实施例中，本技术方案的立体影像产生装置10还可进一步包含影像合成模块110。借此，驱动芯片106即可驱动影像合成模块110结合经裁切的左眼影像I’L与经裁切的右眼影像I’R。

进一步来说，上述的影像合成模块110可用来将经裁切的左眼影像I’L中的每一像素与经裁切的右眼影像I’R中的每一像素依序交错排列。

当然，上述的影像合成模块110亦可以以列(Column)或行(Row)为排列单位将经裁切的左眼影像I’L与经裁切的右眼影像I’R的每一行像素或每一列像素依序交错排列，同样可达成将经裁切的左眼影像I’L与经裁切的右眼影像I’R进行合成的目的。至于先排列经裁切的左眼影像I’L，还是先排列经裁切的右眼影像I’R，并没有一定限制，可以依据需求而弹性地采用。

由以上对于本发明的具体实施例的详述，可以明显地看出，本发明所提出的立体影像产生装置及其方法主要是针对已知产生立体影像而采用双摄影镜头的系统架构进行改良，通过仅采用单一摄影镜头，并透过小角度旋转以取得右眼影像与左眼影像之后，即利用视角的差异模拟并产生立体影像。借此可以省去多余摄影镜头的设置，进而节省硬件成本。此外，由于仅使用单一影像拍摄模块，在影像的合成上，其色彩的一致性会比较高，进而使立体影像的显示效果更好。

虽然本发明已以实施方式揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何熟悉此技艺者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视所附的权利要求书所界定的范围为准。

Claims (9)

1.一种立体影像产生方法，其特征在于，包含：

(a)沿一第一方向拍摄一右眼影像；

(b)沿一第二方向拍摄一左眼影像；以及

(c)将该左眼影像的右侧依一预定距离裁切掉一部分，并将该右眼影像的左侧依该预定距离裁切掉一部分，致使该经裁切的左眼影像与该经裁切的右眼影像的大小一致。

2.根据权利要求1所述的立体影像产生方法，其特征在于，进一步包含：

(d)结合该经裁切的左眼影像与该经裁切的右眼影像。

3.根据权利要求2所述的立体影像产生方法，其特征在于，步骤(d)进一步包含：

(d1)将该经裁切的左眼影像中的每一像素与该经裁切的右眼影像中的每一像素依序交错排列。

4.根据权利要求1所述的立体影像产生方法，其特征在于，该预定距离为2.5～3.5厘米。

5.根据权利要求1所述的立体影像产生方法，其特征在于，该第一方向与该第二方向之间的夹角为5.7～6度。

6.一种立体影像产生装置，其特征在于，至少包含：

一驱动芯片；

一致动模块；

一影像拍摄模块，该驱动芯片用以驱动该致动模块致动该影像拍摄模块沿一第一方向拍摄一右眼影像，并驱动该致动模块致动该影像拍摄模块由该第一方向转动至该第二方向拍摄一左眼影像；

一影像裁切模块，该驱动芯片用以驱动该影像裁切模块将该左眼影像的右侧依该预定距离裁切掉一部分，并将该右眼影像的左侧依该预定距离裁切掉一部分，致使该经裁切的左眼影像与该经裁切的右眼影像的大小一致；以及

一影像合成模块，该驱动芯片用以驱动该影像合成模块将该经裁切的左眼影像中的每一像素与该经裁切的右眼影像中的每一像素依序交错排列。

7.根据权利要求6所述的立体影像产生装置，其特征在于，该预定距离为2.5～3.5厘米。

8.根据权利要求6所述的立体影像产生装置，其特征在于，该第一方向与该第二方向之间的夹角为5.7～6度。

9.根据权利要求6所述的立体影像产生装置，其特征在于，该致动模块选自由一压电致动器、一静电容致动器、一电磁致动器以及一微机电致动器所组成的一群体中的其一。

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