CN102572455A - 二维转三维的延迟补偿系统及其方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种二维(2D)转三维(3D)的延迟补偿方法，用来将快门眼镜对显示装置所播放的影片进行同步化，显示装置外接二维转三维转换器。所述方法包括以下步骤：首先，二维转三维转换器传送至少一个校正图像至显示装置显示；之后，等待延迟时间后发出快门控制信号，用来控制快门眼镜的左右镜片的启闭；接着，感测校正图像；最后，根据感测结果来判断是否要调整延迟时间。由此，快门控制信号等待已调整的延迟时间后发出，以控制左右镜片适时地启闭来同步地接收影片。

Description

二维转三维的延迟补偿系统及其方法

技术领域

本发明涉及一种延迟补偿系统，特别是涉及一种二维(2D)转三维(3D)的延迟补偿系统及方法。

背景技术

以往在平面显示装置，如液晶电视，上播放的影片都是二维(2D)影像，而随着3D显像技术的发展，许多呈现3D视觉效果的应用日益繁多，例如，3D电影、3D游戏、商品展示等，因此使得三维成像系统变得更为实际及普遍。

如要达到3D成像效果，除了可使用三维显示器外，也可对一般功能的显示器外接二维转三维转换器来实现。参照图1，其为传统二维转三维成像系统1的方块图。二维转三维成像系统1包括二维转三维转换器(2D-to-3DConversion Box)13以及快门眼镜(shutter glasses)15，并搭配显示装置11使用，如液晶电视。二维转三维转换器13外接于显示装置11，用于将2D影片转换成3D格式后，传送至显示装置11播放，具体来说，二维转三维转换器13会通过深度影像绘制(DEPTH IMAGE-BASED RENDERING，DIBR)技术，从原始2D影片产生左(L)影像及右(R)影像，并输出至显示装置11播放。

而快门眼镜15具有左镜片151及右镜片153，二维转三维转换器13在输出左右影像的同时，会发送同步信号来控制快门眼镜15的左右镜片151，153开关，以控制左镜片151只能接收左影像，而右镜片153只能接收右影像。因此，当使用者佩戴快门眼镜15来观看显示装置11播放的左右影像时，会因为双眼视差(binocular disparity)而产生三维效果。

然而，已转换好的左右影像在传至显示装置11而被播放之前，会经过显示装置11内置的影像处理器(Image Processor)111对影片内容进行不同的处理，因此会延迟快门眼镜15接收到影像的时间，而导致镜片开关时间与接收影像时间不同步，进而使得3D成像效果不佳。

因此，亟需提出一种新颖的延迟补偿系统及其方法，使其能够补偿影像处理所造成的延迟，进而提高3D成像效果。

发明内容

鉴于上述，本发明实施例的目的之一在于提出一种二维转三维的延迟补偿系统及其方法，其能补偿左右影像经显示装置进行影像处理所造成的延迟，进而提高3D成像效果。

本发明公开一种二维(2D)转三维(3D)的延迟补偿系统，用来搭配显示装置。所述延迟补偿系统包括二维转三维转换器以及快门眼镜。二维转三维转换器耦接于显示装置，其传送至少一个校正图像(calibration pattern)至显示装置显示，并在传送每一个校正图像的同时，等待延迟时间后发出快门控制信号。而快门眼镜具有左镜片及右镜片，其接收快门控制信号来控制右镜片与左镜片的启闭。所述快门眼镜还包括检测单元，用于感测校正图像之后将调整信号发送至二维转三维转换器。其中，如果检测单元判断感测的校正图像是完整的，则将已同步信号发送至二维转三维转换器，当二维转三维转换器收到调整信号后，适当地调整延迟时间，直至收到已同步信号为止。

本发明还公开一种二维(2D)转三维(3D)的延迟补偿方法，用于将快门眼镜对显示装置所播放的影片进行同步化，显示装置外接二维转三维转换器。所述方法包括以下步骤：首先，二维转三维转换器传送至少一个校正图像(calibration pattern)至显示装置显示；之后，等待延迟时间后发出快门控制信号，用来控制快门眼镜的右镜片与左镜片的启闭；接着，感测校正图像；最后，根据感测结果来判断是否要调整延迟时间。由此，快门控制信号会等待已调整的延迟时间后发出，以控制右镜片与左镜片适时地启闭来同步地接收影片。

附图说明

图1所示为传统二维转三维成像系统的方块图；

图2所示为本发明实施例的二维转三维的延迟补偿系统的方块图；

图3所示为本发明实施例的检测单元的电路示意图；以及

图4所示为本发明实施例的二维转三维的延迟补偿方法的流程图。

【主要元件符号说明】

现有技术

显示装置                        11

影像处理器                      111

二维转三维转换器                13

本发明

显示装置                        21

影像处理器                      211

二维转三维转换器                23

电阻                            R₁

光敏电阻器                      R₂

分压值                          Vd

电压值                          Vcc

阈值                            TH

步骤                            S401-S421

具体实施方式

参照图2，为本发明实施例的二维(2D)转三维(3D)的延迟补偿系统的方块图。如图2所示，二维转三维的延迟补偿系统2(以下简称「延迟补偿系统2」)包括二维转三维转换器(2D-to-3D Conversion Box)23以及快门眼镜(shutter glasses)25，并搭配显示装置21使用。二维转三维转换器23外接于显示装置21，用来将2D影片转换成3D格式后，传送至显示装置21播放。具体来说，2D影片由连续多张画面(frame)组成，二维转三维转换器23通过深度影像绘制(DEPTH IMAGE-BASED RENDERING，DIBR)技术，针对原始2D影片中的每一张画面计算双眼视差(binocular disparity)，进而产生左(L)影像及右(R)影像，并依次输出至显示装置21播放。

而快门眼镜25具有左镜片251及右镜片253，二维转三维转换器23在输出左右影像的同时，会发送快门控制信号来自动开关左右镜片251，253的显像功能，以控制左镜片251只能接收左影像，而右镜片253只能接收右影像。举例来说，若输入2D影片的更新频率为60Hz，二维转三维转换器23将其转换成120Hz的3D格式，并发送快门控制信号来控制左右镜片251，253各自接收对应的同步画面，意即接收各60Hz的左右影像。

显示装置21包括影像处理器(Image Processor)211，用于接收转换过的3D格式左右影像以进行各种处理，例如调整亮度、彩度、对比等，之后才将处理好的左右影像播放给左右镜片251，253接收。在具体实施例中，显示装置21可为，但不限于，等离子体液晶显示器(Plasma Display Panel，PDPor Plasma TV)、液晶电视(Liquid Crystal Display TV，LCD TV)或真空射线管电视(Cathode Ray Tube TV，CRT TV)。

本发明的二维转三维转换器23事先储存至少一种校正图像(calibrationpattern)，在具体实施例中，校正图像可为，但不限于，全黑图像(completelyblack pattern)或全白图像(completely white pattern)。在转换2D影片前，二维转三维转换器23会先传送校正图像至显示装置21，并估计快门眼镜25接收到经过影像处理器211处理后的校正图像的时间，进而控制快门眼镜25的左右镜片251，253启闭以同步地接收到校正图像。

快门眼镜25还包括检测单元3，用来感测校正图像是否完整，参照图3，其为本发明实施例的检测单元3的电路示意图。检测单元3设置于右镜片253或左镜片251上，如图3所示，检测单元3包括分压电路31以及比较器33。分压电路31具有光敏电阻器(photo-sensitive resistor)R₂，其根据校正图像的亮度来改变电阻值，例如当校正图像愈亮，则光敏电阻器R₂的电阻值愈小；而当校正图像愈暗，则光敏电阻器R₂的电阻值愈大。而比较器33耦接于分压电路31，用以将分压电路31产生的分压值Vd与阈值TH进行比较，以作为是否要修正快门控制信号的延迟时间的依据。其中，阈值TH可视实际应用而设定，例如，略小于电压值Vcc。

以全黑图像当成校正图像，且检测单元3设置于右镜片253为例，二维转三维转换器23在传送全黑的校正图像至显示装置21显示的同时，会等待延迟时间后发出快门控制信号来关闭左镜片251的显像功能。而经过该延迟时间后，仅有右镜片253会接收被影像处理器211处理过的全黑校正图像，此时右镜片253上的光敏电阻器R2会根据感测到的校正图像的明亮度来决定分压值Vd大小。当右镜片253接收到一个完整的全黑校正图像，则光敏电阻器R₂的电阻值会变成极大值，而使得分压值Vd趋近于极大值，如Vcc。比较器33进而将分压值Vd与阈值TH进行比较，本实施例中，如果判断分压值Vd大于阈值TH，则表示右镜片253接收到一个完整或趋近完整的全黑校正图像，则输出已同步信号至二维转三维转换器23，表示目前设定的延迟时间刚好配合影像处理器211处理校正图像的时间，而使得校正图像能同步地被右镜片253接收；相反地，若判断分压值Vd小于阈值TH，则表示影像处理器211处理校正图像的时间少于或多于所设定的延迟时间，而使得无法准确地接收完整的全黑校正图像，则输出调整信号至二维转三维转换器23，而当二维转三维转换器23收到调整信号后，便适当地调整延迟时间的长短，直至收到已同步信号为止。

同样地，校正图像也可是全白图像，检测单元3亦可设置于左镜片251，且光敏电阻器R₂亦可设置于电阻R₁的位置，而比较器33的判断规则亦可视电路设计来适当地调整，例如：若判断分压值Vd小于阈值TH，则输出已同步信号，否则输出调整信号。在具体实施例中，二维转三维转换器23会连续间隔发送全黑图像和全白图像，并在传送每一张校正图像的同时，等待延迟时间后发出快门控制信号来控制左右镜片251，253的启闭，直到收到已同步信号为止，意即表示左右镜片能同步各别接收全黑和全白图像。所有类似上述本发明相同概念的设计，皆为本发明所欲保护的范围，故不限于所公开的内容。

为了更进一步了解本发明的运作，参照图4，其为本发明实施例的二维转三维的延迟补偿方法的流程图。相关系统架构请一并参照图2、图3。其中，本实施例的校正图像为全黑图像，且检测单元3设置于右镜片253中，所述二维转三维的延迟补偿方法的步骤如下：

在播放2D影片之前，先初始化延迟补偿系统2，因而进入校正阶段，首先，二维转三维转换器23传送预定的校正图像至显示装置21(步骤S401)，并等待预设的延迟时间后发出快门控制信号，以控制左右镜片251，253的启闭时间(步骤S403)。显示装置21接收到校正图像后，会对其进行影像处理后显示(步骤S405)。

接着，右镜片253上的检测单元3开始感测显示装置21显示的校正图像(步骤S407)，依据校正图像的明亮程度来产生分压值Vd，并判断分压值是否大于预设的阈值(步骤S409)。若是，则表示显示装置21进行影像处理的时间与目前预设的延迟时间相等或相差不远，而使得右镜片253接收到一个完整全黑的校正图像，进而达到同步的效果，随即将已同步信号发送至二维转三维转换器23(步骤S411)。

若步骤S409的判断为否，则表示快门控制信号控制右镜片253打开的时间过早或过晚，而无法同步地接收已处理过的校正图像，因此发送调整信号至二维转三维转换器23，以调整延迟时间(步骤S413)。二维转三维转换器23收到调整信号后，会适当地调整延迟时间的长短，并重复步骤S401-S409，直到收到已同步信号为止。

在本发明的具体实施例中，步骤S401的校正图像周期性地且间隔地发出，例如：一个全黑校正图像接着一个全白校正图像，以此类推连续输出，并通过上述方式控制右镜片和左镜片各别同步地接收到全黑校正图像和全白校正图像为止，但不限于此。

在完成上述初始化过程后，使用者可配戴快门眼镜25，将欲观看的2D影片输入二维转三维转换器23，以进一步将其转成连续的右影像及左影像(步骤S415)。接着，间隔地输出右影像与左影像至显示装置21(步骤S417)，并搭配已调整完毕的延迟时间来发出快门控制信号(步骤S419)，意即在传送每一个影像(右影像或左影像)的同时，等待得以补偿影像处理的时间(延迟时间)后发出快门控制信号，以控制左右镜片251，253分时地接收左右影像(步骤S421)，而达到同步化的效果。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并非用以限定本发明的范围；凡其它未脱离发明所揭示的精神下所完成的等效修改或变型，均应包括在权利要求的范围内。

Claims (13)

1.一种二维(2D)转三维(3D)的延迟补偿系统，用来搭配显示装置，包括：

二维转三维转换器，耦接于所述显示装置，其传送至少一个校正图像至所述显示装置显示，并在传送每一所述校正图像的同时，等待延迟时间后发出快门控制信号；及

快门眼镜，包括：

左镜片和右镜片，所述快门眼镜接收所述快门控制信号来控制所述右镜片与所述左镜片的启闭；及

检测单元，用来感测所述显示装置显示的所述校正图像后将调整信号发送至所述二维转三维转换器；

其中，若所述检测单元判断感测的所述校正图像是完整的，则将已同步信号发送至所述二维转三维转换器，当所述二维转三维转换器收到所述调整信号后，适当地调整所述延迟时间，直至收到所述已同步信号为止。

2.如权利要求1所述的二维转三维的延迟补偿系统，其中所述快门控制信号控制所述快门眼镜的其中一个镜片关闭，以让另一镜片接收所述校正图像。

3.如权利要求2所述的二维转三维的延迟补偿系统，其中所述检测单元包括：

分压电路，具有至少一个光敏电阻器，根据所述显示装置显示的所述校正图像的亮度来改变电阻值，进而产生分压值；及

比较器，耦接于所述分压电路，用以将所述分压值与阈值进行比较；

其中，若所述分压值大于所述阈值，则所述比较器输出所述已同步信号，否则输出所述调整信号。

4.如权利要求3所述的二维转三维的延迟补偿系统，其中所述检测单元设置于所述右镜片或所述左镜片上，用以接收所述校正图像，且所述校正图像为全黑图像或全白图像。

5.如权利要求2所述的二维转三维的延迟补偿系统，其中所述检测单元包括：

分压电路，具有光敏电阻器，根据所述显示装置显示的所述校正图像的亮度来改变电阻值，进而产生分压值；及

比较器，耦接于所述分压电路，用以将所述分压值与阈值进行比较；

其中，若所述分压值小于所述阈值，则所述比较器输出所述已同步信号，否则输出所述调整信号。

6.如权利要求5所述的二维转三维的延迟补偿系统，其中所述检测单元设置于所述左镜片或所述右镜片上，用以接收所述校正图像，且所述校正图像为全黑图像或全白图像。

7.一种二维(2D)转三维(3D)的延迟补偿方法，用来将快门眼镜对显示装置所显示的影片进行同步化，所述显示装置外接二维转三维转换器，所述方法包括：

所述二维转三维转换器传送至少一个校正图像至所述显示装置显示；

等待延迟时间后发出快门控制信号，用来控制所述快门眼镜的右镜片与左镜片的启闭；

感测所述校正图像；及

根据感测结果来判断是否要调整所述延迟时间；

由此，所述快门控制信号等待已调整的所述延迟时间后发出，以控制所述右镜片与所述左镜片适时地启闭来同步地接收所述影片。

8.如权利要求7所述的二维转三维的延迟补偿方法，其中感测所述校正图像的步骤中还包括：

在所述快门眼镜中提供分压电路，其具有光敏电阻器，根据所述显示装置显示的所述校正图像的亮度来改变电阻值，进而产生分压值；及

将所述分压值与阈值进行比较。

9.如权利要求8所述的二维转三维的延迟补偿方法，其中根据感测结果来判断是否要调整所述延迟时间的步骤中还包括：

判断若所述分压值大于所述阈值，则所述快门眼镜发送已同步信号；及

判断若所述分压值小于所述阈值，则所述快门眼镜发送调整信号至所述二维转三维转换器，以调整所述延迟时间；

其中，所述二维转三维转换器周期性地送出所述校正图像，以调整发出所述快门控制信号的所述延迟时间，直至收到所述已同步信号为止。

10.如权利要求8所述的二维转三维的延迟补偿方法，其中根据感测结果来判断是否要调整所述延迟时间的步骤中还包括：

判断若所述分压值小于所述阈值，则所述快门眼镜发送已同步信号；及

判断若所述分压值大于所述阈值，则所述快门眼镜发送调整信号至所述二维转三维转换器，以调整所述延迟时间；

其中，所述二维转三维转换器周期性地送出所述校正图像，以调整发出所述快门控制信号的所述延迟时间，直至收到所述已同步信号为止。

11.如权利要求9所述的二维转三维的延迟补偿方法，其中所述分压电路设置于所述右镜片或所述左镜片上，用以感测所述校正图像，且所述校正图像为全黑图像或全白图像。

12.如权利要求10所述的二维转三维的延迟补偿方法，其中所述分压电路设置于所述右镜片或所述左镜片上，用以感测所述校正图像，且所述校正图像为全黑图像或全白图像。

13.如权利要求7所述的二维转三维的延迟补偿方法，其中所述影片为二维影像，所述二维转三维的延迟补偿方法还包括：

使用所述二维转三维转换器将所述影片转成连续的多个右影像及多个左影像；

间隔地输出所述右影像与所述左影像；

搭配已调整完毕的所述延迟时间来发出所述快门控制信号；及

控制所述快门眼镜的所述右镜片与所述左镜片分时地接收所述右影像及所述左影像。

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