CN102647600A - 3d图像信号的处理方法和装置、显示面板及液晶显示器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种3D图像信号的处理方法和装置、显示面板及液晶显示器。其中，该方法包括：将3D图像信号进行图像处理后生成第一同步信号；接收第一同步信号，并将第一同步信号转换成第二同步信号；按照延迟时间转发第二同步信号，并通过第二同步信号打开3D眼镜的镜片。通过本发明，能够高效解决液晶显示屏串扰现象、且适应性强。

Description

3D图像信号的处理方法和装置、显示面板及液晶显示器

技术领域

本发明涉及电器领域，具体而言，涉及一种3D图像信号的处理方法和装置、显示面板及液晶显示器。

背景技术

现在具有3D功能的电视逐渐增多，目前3D电视主流的显示方式是时分显示，即电视屏幕上交替显示左右眼画面。图1是根据相关技术的液晶显示屏及其画面与光阀眼睛的工作示意图。如图1所示，观众收看3D节目时需要佩戴一个液晶快门式(shutter-glasses)的光阀3D眼镜，这种方式称为SG方式，它模拟人眼看到的两幅不同视差的图像交替显示在液晶屏幕上，观众佩戴一副SG眼镜接收显示画面，屏幕显示左眼画面时眼镜的左侧镜片打开，屏幕显示右眼画面时眼镜的右侧镜片打开，这样左右眼分别看到各自的画面，然后两幅图像在大脑中合成立体感觉的影像，关键技术是要求眼镜液晶片的开关在时间上必须与画面保持同步，否则会出现左右眼画面串扰，也称Crosstalk。

目前3D电视显示方式主要有PDP和LCD两种。PDP是子场显示方式，而且响应时间极短(时间可以忽略)，因此只要保证眼镜快门与屏幕显示信号同步就可以很好地保证效果，但对于LCD电视，由于液晶分子响应速度很慢(4～6ms)，在刷新当前帧上半部分画面时屏幕下半部分还残留着前一帧的画面，这样人眼看到的始终都是两幅画面的内容，这就是造成3D串扰的原因。为了消除串扰，现在主要的做法是调整眼镜端的软件，一种是调整3D镜片打开的起始位置，即调整3D眼镜端左眼和右眼镜片的导通起始时间点，另外一种是调整镜片导通时间的占空比，即调整3D眼镜端左眼和右眼镜片的高电平的时间，使得导通时间越短，串扰越小，但是亮度会降低。以上方法解决3D的串扰有一个最大缺陷，就是每一款3D电视必须选配唯一型号的眼镜，如果3D电路或液晶显示屏有变动就要另外调试一款3D眼镜，这样不同的机型配备不同型号的眼镜，造成产品型号管理混乱和成本的大幅增加。

图2是根据相关技术的3D图像信号的处理装置的结构示意图。如图2所示，从机芯到3D处理电路的延时Δt1，以及液晶驱动和液晶分子的响应时间Δt2，这些延时会由于电路方案和液晶屏生产工艺的不同而不同，几方面因素累计后总的延时是不可预测的，所以对于不同机芯或显示屏的方案很难保证图像内容和眼镜同步。现在一般厂家的做法是用一款眼镜兼顾不同的电视，所以Crosstalk很难消除，很难保证其3D性能达到最佳，不好的3D效果用户会有头晕、恶心的感觉。但现有做法是为了保证有较好的3D效果会采取减小眼镜的开通率的方法，这会牺牲3D眼镜的亮度指标。

针对上述现有技术的由于通过调节3D眼镜来适应液晶显示器整机的参数，导致增加了眼镜的复杂程度，针对不同型号的液晶显示屏只能适用一款眼镜，且液晶显示屏解决串扰现象局限性大的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种3D图像信号的处理方法和装置、显示面板及液晶显示器，以解决现有技术的由于通过调节3D眼镜来适应液晶显示器整机的参数，导致增加了眼镜的复杂程度，针对不同型号的液晶显示屏只能适用一款眼镜，且液晶显示屏解决串扰现象局限性大的问题。

为了实现上述目的，根据本发明的一方面，提供了一种3D图像信号的处理方法。

根据本发明的3D图像信号的处理方法包括：将3D图像信号进行图像处理后生成第一同步信号；接收第一同步信号，并将第一同步信号转换成第二同步信号；按照延迟时间转发第二同步信号，并通过第二同步信号打开3D眼镜的镜片。

进一步地，按照延迟时间转发第二同步信号的步骤包括；接收第二同步信号，中断即时转发第二同步信号；调用延迟时间；在延迟一个延迟时间之后，转发第二同步信号。

进一步地，在调用延迟时间之前，方法还包括：在存储器中预先设定延时基准值N；上电之后，CPU调用存储器中的延时基准值N，并通过数据总线将延时基准值N写入延时单元的寄存器；延时单元按照以下公式获取延迟时间，延迟时间＝N×ts，其中，ts表示单位时间。

进一步地，延迟时间小于等于第一延时时间与第二延时时间之和，其中，第一延时时间为信号处理单元发送3D图像信号到图像处理单元的时间，第二延时时间为液晶驱动接收并处理3D图像信号的时间和液晶分子响应液晶驱动的时间之和。

为了实现上述目的，根据本发明的另一个方面，提供了一种3D图像信号的处理装置。

根据本发明的3D图像信号的处理装置包括：图像处理单元，用于将3D图像信号进行图像处理后生成第一同步信号；信号处理单元，用于接收第一同步信号，并将第一同步信号转换成第二同步信号；延时单元，用于按照延迟时间转发第二同步信号，并通过第二同步信号打开3D眼镜的镜片。

进一步地，装置中各个单元之间的关联结构具有如下任意一种组合：图像处理单元、信号处理单元和延时单元集成在同一个硬件芯片中；或者图像处理单元、信号处理单元和延时单元为分别独立的硬件芯片；或者图像处理单元与信号处理单元分别为独立的硬件芯片，且延时芯片内置于信号处理单元中。

进一步地，延时单元包括：中断端口，用于接收第二同步信号，并生成中断信号，通过中断信号中断即时转发第二同步信号；寄存器，用于保存调用到的延迟时间；发射端口，用于在延迟一个延迟时间之后，转发第二同步信号。

进一步地，延迟时间小于等于第一延时时间与第二延时时间之和，其中，第一延时时间为信号处理单元发送3D图像信号到图像处理单元的时间，第二延时时间为液晶驱动接收并处理3D图像信号的时间和液晶分子响应液晶驱动的时间之和。

为了实现上述目的，根据本发明的再一方面，提供了一种显示面板，该显示面板包括上述任意一种图像信号的处理装置。

为了实现上述目的，根据本发明的再一方面，提供了一种液晶显示器，该液晶显示器包括上述任意一种图像信号的处理装置。

通过本发明，采用3D图像处理芯片将3D图像信号进行图像处理后生成第一同步信号；SOC芯片接收第一同步信号，并将第一同步信号转换成第二同步信号；延时芯片按照延迟时间转发第二同步信号，并通过第二同步信号打开3D眼镜的镜片，解决了现有技术的由于通过调节3D眼镜来适应液晶显示器整机的参数，导致增加了眼镜的复杂程度，针对不同型号的液晶显示屏只能适用一款眼镜，且液晶显示屏解决串扰现象局限性大的问题，达到了高效解决液晶显示屏串扰现象、且适应性强的效果。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是根据相关技术的液晶显示屏及其画面与光阀眼睛的工作示意图；

图2是根据相关技术的3D图像信号的处理装置的结构示意图；

图3是根据本发明实施例的3D图像信号的处理装置的结构示意图；

图4是根据本发明实施例的3D图像信号的处理装置的逻辑时序示意图；

图5是根据本发明实施例的3D图像信号的处理装置中的延时芯片的结构示意图；

图6是根据本发明实施例的3D图像信号的处理方法的流程图；以及

图7是根据本发明优选实施例的3D图像信号的处理方法的流程图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

本发明提供了一种图像信号的处理装置。图3是根据本发明实施例的3D图像信号的处理装置的结构示意图。如图3所示，该装置包括：图像处理单元，用于将3D图像信号进行图像处理后生成第一同步信号；信号处理单元，用于接收第一同步信号，并将第一同步信号转换成第二同步信号；延时单元，用于按照延迟时间转发第二同步信号，并通过第二同步信号打开3D眼镜的镜片。

在本发明上述实施例中，图像处理单元可以将3D图像信号进行图像处理，并通过信号处理单元将生成的第一同步信号a-1转换成眼镜可以识别的第二同步信号a-2，本发明的关键点是SOC芯片在获取第二同步信号a-2之后，不立即将该信号发送给3D眼镜，而是控制第二同步信号a-2的发送时间，控制过程可以通过使用延时芯片来时实现选择预先设置好的延迟时间，延时单元控制在到达延迟时间之后，信号处理单元开始转发调整发射时间之后的第二同步信号b-1，按照延迟时间调整后的第二同步信号b-1与a-2信号内容相同，只是发射时间不同。本发明该实施例就是采用一种方法补偿和调节由于各种不确定因素造成的延时影响。

本发明上述实施例中的装置中各个单元之间的关联结构具有如下任意一种组合：图像处理单元、信号处理单元和延时单元集成在同一个硬件芯片中；或者图像处理单元、信号处理单元和延时单元为分别独立的硬件芯片；或者图像处理单元与信号处理单元分别为独立的硬件芯片，且延时芯片内置于信号处理单元中。该实施例使得该装置具有灵活的硬件结构，可以适应不同的电视机机型的需求。

本发明实施例中的图像处理单元可以是3D图像处理芯片，信号处理单元可以是SOC芯片，以及延时单元可以是一种延时芯片。

图4是根据本发明实施例的3D图像信号的处理装置的逻辑时序示意图。如图3和图4所示，3D图像处理电路在将3D图像信号处理之后会输出一个同步信号a-1，该信号表示当前输出的图像画面内容是左眼还是右眼(例如，L：左眼；H：右眼)，再通过电路处理的方式将该同步信号以红外方式或其它方式发射出去，3D眼镜接收到同步信号后，内部电路进行判断和控制，决定应该打开哪个镜片。即电视机一端会把该信号以红外或其它发射方式进行发射，例如，本案例中可以采用38Khz三个周期载波红外信号进行发射，眼镜接收该信号后再决定眼镜片的开启顺序(详见图4逻辑时序图)。

现在图像处理算法越来越复杂，因此图像处理的时延不容忽视，而且对于LCD来说，液晶分子还存在的响应时间，一般平均延时4～6ms，这些时间累积后会造成3D的同步信号与屏幕上实际显示的图像完全不能对应，它们之间会有很长的延时Δt。如图4所示，本发明对图像信号和显示器上的实际显示图像之间的延时Δt进行量化，可以根据实际3D显示效果调整同步发射的参数，设定延时时间发送打开3D眼镜的同步信号，最终目的使眼镜收到同步信号并打开镜片，此时眼镜实际看到的图像画面恰好左右眼对应的画面(见图4中a-3和b-3图示)，这样可以完全消除左右眼画面的串扰，且可以适用多种3D眼镜。

图5是根据本发明实施例的3D图像信号的处理装置中的延时芯片的结构示意图。如图5所示，延时单元，即延时芯片可以包括：中断端口，用于接收第二同步信号，并生成中断信号，通过中断信号中断即时转发第二同步信号；寄存器，用于保存调用到的延迟时间；发射端口，用于在延迟一个延迟时间之后，转发第二同步信号。

上述实施例实现，在显示器进入到3D状态时会有第二同步信号，即3D_flag信号输入到芯片PIC16F1823的第7个管脚，该第7管脚为中断输入脚，且下降沿触发，在进入中断后可以适用程序调用寄存器，根据寄存器中的N值得到相应的延时时间Δd，在延时之后可以通过延时芯片的第6管脚GPIO输出延时后的该第二同步信号，可以以红外的形式发射信号，该信号驱动红外发射管进行3D同步信号发射。

在上述各个实施例中，延迟时间Δd小于等于第一延时时间与第二延时时间之和Δt，其中，第一延时时间为SOC芯片发送3D图像信号到3D图像处理芯片的时间，第二延时时间为液晶驱动接收并处理3D图像信号的时间和液晶分子响应液晶驱动的时间之和。

图6是根据本发明实施例的3D图像信号的处理方法的流程图；以及图7是根据本发明优选实施例的3D图像信号的处理方法的流程图。

如图6所示，该3D图像信号的处理方法包括如下步骤：

步骤S102，可以通过图3中的图像处理单元将3D图像信号进行图像处理后生成第一同步信号。

步骤S104，可以通过图3中的信号处理单元接收第一同步信号，并将第一同步信号转换成第二同步信号。

步骤S106，可以通过延时单元按照延迟时间转发第二同步信号，并通过第二同步信号打开3D眼镜的镜片。该步骤中的延时单元可以内置在信号处理单元当中。且本发明该实施例中的图像处理单元可以是3D图像处理芯片，信号处理单元可以是SOC芯片，以及延时单元可以是一种延时芯片。

在本发明上述实施例中，3D图像处理芯片可以将3D图像信号进行图像处理，并通过SOC芯片将生成的第一同步信号a-1转换成眼镜可以识别的第二同步信号a-2，本发明的关键点是SOC芯片在获取第二同步信号a-2之后，不立即将该信号发送给3D眼镜，而是控制第二同步信号a-2的发送时间，控制过程可以通过使用延时芯片来时实现选择预先设置好的延迟时间，延时芯片控制在到达延迟时间之后，SOC芯片开始转发调整发射时间之后的第二同步信号b-1，按照延迟时间调整后的第二同步信号b-1与a-2信号内容相同，只是发射时间不同。本发明该实施例就是采用一种方法补偿和调节由于各种不确定因素造成的延时影响。

本发明上述实施例中，延时单元，即延时芯片按照延迟时间转发第二同步信号的步骤包括；接收第二同步信号，中断即时转发第二同步信号；调用延迟时间；在延迟一个延迟时间之后，转发第二同步信号。该步骤实现将3D眼镜可以识别的同步信号不立即放松，按照设定好的延迟时间延时发送该信号，以保证3D眼镜打开时与接收到的显示器的图像同步，没有串扰的问题。

上述实施例中的，在调用延迟时间之前的步骤可以包括：在存储器中预先设定延时基准值N；上电之后，CPU调用存储器中的延时基准值N，并通过数据总线将延时基准值N写入延时芯片的寄存器；延时芯片按照以下公式获取延迟时间，延迟时间＝N×ts，其中，ts表示单位时间。

具体的可知，本方法中对3D效果的调整就是延迟时间Δd延时的调整，具体实现的过程如下，由于可以根据显示器的硬件特性等数据可以预知延迟时间，则可以将通过测量而可预知的延迟时间Δd(-1/2T＜Δd＜1/2T)分为N个时间等分，其中，N可以取1024或倍数，用2个字节表示，由于延时时间Δd＝N*ts，因此可以确定每个单位时间ts的值。基于上述推理过程，在实验或者实际调试控制程序的时，可以将该单位时间ts写死，在3D眼镜与整机配合将3D效果调整到最佳的过程中，仅需要调整确定延时的N值来调整延迟时间，并将N值存储于存储器EEPROM中，在运行过程中，调用该调整后的N值，并通过计算获取延迟时间，延迟芯片就按照计算得到的延迟时间来发送用于打开3D眼镜的同步信号。本发明的延迟时间可以在100微秒～4毫米之间，优选的可以是3毫秒或者4毫秒。

综上分析，对于3D液晶屏来说有多种3D处理方法(插黑、重复帧、背光扫描等)，一般对于单只眼睛来说实际看到的图像频率仍然是50/60hz，只是对于50/60hz一个周期中，每只眼睛看到图像的时间各占一半，即1/2T＝1/2*1000/60≈8ms，因此如果眼镜调节不当会造成左右眼画面串扰，还会大大降低3D图像的有效亮度。因此，本发明实现在收到图a-1的信号后并不立刻发射同步信号，而是延时一个时间Δd，使眼镜收到在收到同步信号并打开镜片，此时正好看到的是其对应的左眼(或右眼)信号，该实例中，延迟时间可以取4ms。

方案的实现方法有多种，如图4所示的一种电路功能原理图，可以实现在每次启动时主机CPU会把预先设定好的N值从EEPROM调出，通过I2C总线写入该电路的寄存器中，上述电路根据该N值(N值可以根据显示器的型号进行调整)计算获得延迟时间，并根据延迟时间通过第6个端口发送同步信号值3D眼镜，通过同步信号打开3D眼镜，由于同步信号不是即时发送，而是在延迟时间到达时发送，因此，实现了可以控制3D眼镜上接收到同步的显示图像，提高了用户体验。

上述步骤中，这种采用中断处理的最大优点是指令执行时间可控，不会出现延时的偶然性。另外EEPROM可以存储多组N值，使整机能适应多种眼镜，便于用户选择眼镜的款式。

优选的，上述各个实施例中的延迟时间小于等于第一延时时间与第二延时时间之和，其中，第一延时时间为SOC芯片发送3D图像信号到3D图像处理芯片的时间，第二延时时间为液晶驱动接收并处理3D图像信号的时间和液晶分子响应液晶驱动的时间之和。

本方案是尽量保证眼镜的通用化，在电视上增加同步信号调整的方法来适应眼镜，从而使不同的机型都能使用同一型号的3D眼镜。

图7是根据本发明优选实施例的3D图像信号的处理方法的流程图。如图5和7所示，该优选的3D图像信号的处理方法包括如下步骤：

步骤S202，在显示器开始工作后，主程序开始启动，SOC芯片可以通过延迟芯片接收对3D图像处理后的同步信号3d_flag，并在下降沿处发该信号。

步骤S204，判断是否中断该同步信号，在中断该同步信号之后进入步骤S206，否则，结束转发该同步信号。

步骤S206，调用寄存器中的延迟时间至延迟芯片，延迟芯片根据该延迟时间来延迟发送同步信号至3D眼镜。

本发明该实施例实现不同的3D电视能使用同样的3D眼镜，同时使串扰Crosstalk降低到最小或消除。

优选的，在调用所述延迟时间之前，还可以实现在存储器中设置多个延迟时间；根据3D眼镜的型号，调用对应的所述延迟时间。该实施例实现一台显示器可以适用多种3D眼镜。

本发明还可以提供一种显示面板或液晶显示器，该显示面板包括上述任意一种图像信号的处理装置。适用本发明实施方式的显示面板或液晶显示器可以通过整机调整来适应眼镜的需求，最大的优点在于具有很好的适应性。对于不同的3D显示屏、以及不同的3D处理电路方案都很方便进行调节，使一款眼镜能适应多款机芯，从而使整机成本大幅降低。另一方面眼镜统一对于公司物料管理和用户选配的灵活性都有很大的好处，甚至在整机中存储多款眼镜参数，用户可以选择自己喜欢的个性化眼镜。

从以上的实施例描述中，可以看出，本发明实现了如下技术效果：实现不同的3D电视能使用同样的3D眼镜，同时使串扰Crosstalk降低到最小或消除。

显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本发明的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，或者将它们分别制作成多个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种3D图像信号的处理方法，其特征在于，包括：

将3D图像信号进行图像处理后生成第一同步信号；

接收所述第一同步信号，并将所述第一同步信号转换成第二同步信号；

按照延迟时间转发所述第二同步信号，并通过所述第二同步信号打开3D眼镜的镜片。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，按照延迟时间转发所述第二同步信号的步骤包括；

接收所述第二同步信号，中断即时转发所述第二同步信号；

调用所述延迟时间；

在延迟一个所述延迟时间之后，转发所述第二同步信号。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在调用所述延迟时间之前，所述方法还包括：

在存储器中预先设定延时基准值N；

上电之后，CPU调用所述存储器中的所述延时基准值N，并通过数据总线将所述延时基准值N写入延时单元的寄存器；

所述延时单元按照以下公式获取所述延迟时间，延迟时间＝N×ts，其中，ts表示单位时间。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其特征在于，所述延迟时间小于等于第一延时时间与第二延时时间之和，其中，所述第一延时时间为信号处理单元发送所述3D图像信号到图像处理单元的时间，所述第二延时时间为液晶驱动接收并处理所述3D图像信号的时间和所述液晶分子响应所述液晶驱动的时间之和。

5.一种3D图像信号的处理装置，其特征在于，包括：

图像处理单元，用于将3D图像信号进行图像处理后生成第一同步信号；

信号处理单元，用于接收所述第一同步信号，并将所述第一同步信号转换成第二同步信号；

延时单元，用于按照延迟时间转发所述第二同步信号，并通过所述第二同步信号打开3D眼镜的镜片。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述装置中各个单元之间的关联结构具有如下任意一种组合：

所述图像处理单元、信号处理单元和延时单元集成在同一个硬件芯片中；或者

所述图像处理单元、信号处理单元和延时单元为分别独立的硬件芯片；或者

所述图像处理单元与信号处理单元分别为独立的硬件芯片，且所述延时单元内置于所述信号处理单元中。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述延时单元包括：

中断端口，用于接收所述第二同步信号，并生成中断信号，通过所述中断信号中断即时转发所述第二同步信号；

寄存器，用于保存调用到的所述延迟时间；

发射端口，用于在延迟一个所述延迟时间之后，转发所述第二同步信号。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述延迟时间小于等于第一延时时间与第二延时时间之和，其中，所述第一延时时间为所述信号处理单元发送所述3D图像信号到所述图像处理单元的时间，所述第二延时时间为液晶驱动接收并处理所述3D图像信号的时间和所述液晶分子响应所述液晶驱动的时间之和。

9.一种显示面板，其特征在于，包括权利要求5-8中任一项所述的3D图像信号的处理装置。

10.一种液晶显示器，其特征在于，包括权利要求5-8中任一项所述的3D图像信号的处理装置。

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