CN102740093B

CN102740093B - 将2d图像转换为3d图像的装置与方法

Info

Publication number: CN102740093B
Application number: CN201210071881.7A
Authority: CN
Inventors: 谢俊兴; 童旭荣; 余家伟
Original assignee: Realtek Semiconductor Corp
Current assignee: Realtek Semiconductor Corp
Priority date: 2011-03-31
Filing date: 2012-03-16
Publication date: 2014-12-17
Anticipated expiration: 2032-03-16
Also published as: TWI517667B; CN102740093A; TW201240442A

Abstract

一种将2D图像转换为3D图像的装置与方法。该将2D图像转换为3D图像的装置包括一位置计算单元以及一图像处理区块。位置计算单元依据一面板的显示型态产生对应面板的多条像素线的多个起始点。图像处理区块依据这些起始点重塑对应这些像素线的多个输入使能信号为多个输出使能信号。其中，面板的这些像素线分别依据这些输出使能信号显示输出数据信号为多个图像信号，这些图像信号包括多个左眼图像信号与多个右眼图像信号。

Description

将2D图像转换为3D图像的装置与方法

技术领域

本发明涉及一种将2D图像转换为3D图像的装置与方法。

背景技术

随着现代科技的蓬勃发展，人类开始追求较2D图像装置更为真实的视觉享受，因此近年来3D立体图像的相关技术日趋成熟，利用3D眼镜观赏2D图像装置的动态图像的应用已逐渐普及化。目前常见的2D图像装置若要形成3D立体图像，必须先对2D图像作深度分析以估计得到对应的深度表，再将2D图像配合深度表作图像处理以绘制得到对应3D眼镜(例如立体眼镜、偏光眼镜或快门眼镜等)的双重图像，再搭配上述眼镜观看方能达到3D立体效果。然而，深度分析及深度表估计的执行通常需耗费大量的硬件资源，且还需要额外的内存进行存放。

发明内容

本发明披露一种将2D图像转换为3D图像的装置及方法，利用简单的流程与计算使得2D图像可以呈现3D立体效果。

根据本发明披露的第一方面，提出一种将2D图像转换为3D图像的装置，包括一位置计算单元以及一图像处理区块。位置计算单元用以依据一面板的显示型态产生对应面板的多条像素线的多个起始点。图像处理区块用以依据这些起始点重塑对应这些像素线的多个输入使能信号为多个输出使能信号。其中，面板的这些像素线分别依据这些输出使能信号显示输出数据信号为多个图像信号，这些图像信号包括多个左眼图像信号与多个右眼图像信号。

根据本发明披露的第二方面，提出一种将2D图像转换为3D图像的方法，应用于一将2D图像转换为3D图像的装置，装置包括一位置计算单元以及一图像处理区块。方法包括下列步骤。位置计算单元依据一面板的显示型态产生对应该面板的多条像素线的多个起始点。图像处理区块依据这些起始点重塑对应这些像素线的多个输入使能信号为多个输出使能信号。面板的这些像素线分别依据这些输出使能信号显示输出数据信号为多个图像信号，这些图像信号包括多个左眼图像信号与多个右眼图像信号。

为了对本发明披露的上述及其他方面有更佳的了解，下文特举一实施例，并配合所附图式，作详细说明如下：

附图说明

图1示出依照一实施例的将2D图像转换为3D图像的装置的方块图。

图2示出依照一实施例的对应被动延迟型态面板的将2D图像转换为3D图像的装置的方块图。

图3示出依照一实施例的将2D图像转换为3D图像的方法的方块图。

图4示出依照另一实施例的对应被动延迟型态面板的将2D图像转换为3D图像的装置的方块图。

图5示出依照又一实施例的对应被动延迟型态面板的将2D图像转换为3D图像的装置的方块图。

图6示出依照一实施例的对应快门式型态面板的将2D图像转换为3D图像的装置的方块图。

【主要元件符号说明】

100、200、400、500、600：将2D图像转换为3D图像的装置

110、210、410、510、610：位置计算单元

120、220、420、520、620：图像处理区块

222、422：使能重塑单元

300：2D图像

310：左眼图像画面

320：右眼图像画面

424、524、624：延迟单元

426、526、626：内插单元

528、628：直接内存控制器

具体实施方式

本发明所提出的将2D图像转换为3D图像的装置与方法，利用简单的流程与计算将数据位移而得到左眼图像与右眼图像，故不需做深度分析及估计和额外数据储存即可使得2D图像可以呈现3D立体效果。

请参照图1，其示出依照一实施例的将2D图像转换为3D图像的装置的方块图。将2D图像转换为3D图像的装置100包括一位置计算单元110以及一图像处理区块120。位置计算单元110依据一面板的显示型态产生对应面板的多条像素线的多个起始点sp。其中，此面板例如为一被动延迟(passive retarder，PR)型态面板或一快门式(shutter glass)型态面板，并不限制。位置计算单元110还依据面板的显示型态并参考一常数、一多项式或一查阅表决定起始点sp间的差值以产生多个起始点sp。

图像处理区块120依据多个起始点sp重塑对应多条像素线的多个输入使能信号den_in为多个输出使能信号den_out，并输出这些输出使能信号den_out与一输出数据信号data_out至面板。面板会分别依据这些输出使能信号den_out显示输出数据信号data_out为多个图像信号，这些图像信号包括多个左眼图像信号与多个右眼图像信号。面板所显示的多个图像信号并不限定在单一图像画面中。若面板为被动延迟型态面板，则左眼图像信号与右眼图像信号例如交错排列于单一图像画面中；若面板为快门式型态面板，则左眼图像信号与右眼图像信号例如交错排列于不同的图像画面中。

请参照图2，其示出依照一实施例的对应被动延迟型态面板的将2D图像转换为3D图像的装置的方块图。将2D图像转换为3D图像的装置200包括一位置计算单元210以及一图像处理区块220。位置计算单元210依据一面板的显示型态产生对应面板的多条像素线的多个起始点sp。由于面板属于被动延迟型态，故在一当前图像画面中，对应奇数条像素线的图像信号为左眼图像信号，对应偶数条像素线的图像信号为右眼图像信号，然而并不限于此，也可相反设计，当视需求而定。也即，对应于被动延迟型态面板，左眼/右眼图像信号在同一图像画面交错。

因此，如图2所示，对应像素线1、3、…的起始点4、3、…为递减，而对应像素线2、4、…的起始点1、2、…为递增。于图2中，以对应每一条奇数像素线的多个起始点为递减且对应每一条偶数像素线的多个起始点为递增为例做说明，然并不限于此，只要对应奇数条像素线的多个起始点至少呈现单调(monotonic)递减，且对应偶数条像素线的多个起始点至少呈现单调递增即可。更进一步地，只要多个起始点呈现线性函数即可。

图像处理区块220包括一使能重塑单元222，使能重塑单元222依据起始点sp的整数部分sp_in将多个输入使能信号den_in重塑为多个输出使能信号den_out。此外，图像处理区块220对原始数据信号data_o不作处理而将其视为输入数据信号data_in并输出为输出数据信号data_out。如此一来，面板的多条像素线会分别依据这些输出使能信号den_out显示输出数据信号data_out为多个图像信号。

请参照图3，其示出依照一实施例的将2D图像转换为3D图像的方法的方块图。在图3中，对应2D图像300的原始数据信号data_o在经过上述将2D图像转换为3D图像的装置100/200处理后，面板的奇数条像素线所读出的左眼图像信号会对应左眼图像画面310，偶数条像素线所读出的右眼图像信号会对应右眼图像画面320。左眼图像画面310及右眼图像画面320经过硬件(例如3D眼镜)处理后可使使用者看到3D图像。

此外，面板与对应图像信号的多个图像画面的深度相对关系相关于多个起始点sp的一初始起始点B。也即，控制图3中的初始起始点B可决定面板与图像画面的深度相对关系。而多个起始点sp之间的差值决定对应图像信号的多个图像画面的最深到最浅的范围。

此外，为使3D图像更为平滑，起始点还可包括小数部分。请参照图4，其示出依照另一实施例的对应被动延迟型态面板的将2D图像转换为3D图像的装置的方块图。将2D图像转换为3D图像的装置400包括一位置计算单元410以及一图像处理区块420。位置计算单元410依据一面板的显示型态产生对应面板的多条像素线的多个起始点sp，其中面板属于被动延迟型态。起始点sp包括整数部分sp_in与小数部分sp_frac。如图2所示，对应像素线1、3、…的起始点4.1、3.3、…为递减，而对应像素线2、4、…的起始点1.2、2.0、…为递增。

图像处理区块420包括一使能重塑单元422、一延迟单元424以及一内插单元426。使能重塑单元422依据起始点sp的整数部分sp_in将多个输入使能信号den_in重塑为多个输出使能信号den_out。延迟单元424将输入数据信号data_in(等同原始数据信号data_o)延迟一级而得到一延迟数据信号。然后，内插单元426依据起始点的小数部分sp_frac对输入数据信号data_in与延迟数据信号进行一内插运算得到输出数据信号data_out。以像素线1的起始点4.1为例，除了将输入使能信号移位4个单位之外，并依据起始点的小数部分0.1将画素数据4与画素数据5做内插(也即，画素数据4×0.9+画素数据5×0.1＝画素数据4.1)。如此一来，面板的多条像素线会分别依据这些输出使能信号den_out显示输出数据信号data_out而得到更为平滑的多个图像信号。

此外，为使3D图像更为平滑，起始点还可包括小数部分。请参照图4，其示出依照另一实施例的对应被动延迟型态面板的将2D图像转换为3D图像的装置的方块图。将2D图像转换为3D图像的装置400包括一位置计算单元410以及一图像处理区块420。位置计算单元410依据一面板的显示型态产生对应面板的多条像素线的多个起始点sp，其中面板属于被动延迟型态。起始点sp包括整数部分sp_in与小数部分sp_frac。如图4所示，对应像素线1、3、…的起始点4.1、3.3、…为递减，而对应像素线2、4、…的起始点1.2、2.0、…为递增。

此外，原始数据信号data_o可能为被储存于内存内的解压缩后数据。请参照图5，其示出依照又一实施例的对应被动延迟型态面板的将2D图像转换为3D图像的装置的方块图。将2D图像转换为3D图像的装置500包括一位置计算单元510以及一图像处理区块520。位置计算单元510依据一面板的显示型态产生对应面板的多条像素线的多个起始点sp，其中面板属于被动延迟型态。起始点sp包括整数部分sp_in与小数部分sp_frac。如图5所示，对应像素线1、3、…的起始点4.1、3.3、…为递减，而对应像素线2、4、…的起始点1.2、2.0、…为递增。

图像处理区块520包括一延迟单元524、一内插单元526以及一直接内存存取(direct memory access，DMA)控制器528。直接内存存取控制器528依据起始点的整数部分sp_in从一外部内存读取一原始数据信号data_o为一输入数据信号data_in。以像素线1为例，对应于起始点的整数部分sp_in为4，故直接内存存取控制器528移位4个内存位址从画素数据4开始进行存取。直接内存存取控制器528并将输入使能信号den_in调整其脉冲宽度而得到输出使能信号den_out。延迟单元524将输入数据信号data_in延迟一级而得到一延迟数据信号。然后，内插单元526依据起始点的小数部分sp_frac对输入数据信号data_in与延迟数据信号进行一内插运算得到输出数据信号data_out。如此一来，面板的多条像素线会分别依据这些输出使能信号den_out读取输出数据信号data_out而得到更为平滑的多个图像信号。

此外，可假定起始点sp仅包括整数部分以减轻整体运算但仍可达成3D立体效果。如此一来，则图像处理区块520可被简化为仅包括直接内存存取控制器528，直接内存存取控制器528在得到输入数据信号data_in后将其直接输出为输出数据信号data_out而不再进行延迟及内插运算处理，故降低整体运算量。

请参照图6，其示出依照一实施例的对应快门式型态面板的将2D图像转换为3D图像的装置的方块图。将2D图像转换为3D图像的装置600包括一位置计算单元610以及一图像处理区块620。位置计算单元610依据一面板的显示型态产生对应面板的多条像素线的多个起始点sp，其中面板属于快门式型态。起始点sp包括整数部分sp_in与小数部分sp_frac。由于面板属于快门式型态，故于一当前图像画面中的图像信号为左眼图像信号，且在一下一图像画面中的图像信号为右眼图像信号。也即，对应于快门式型态面板，左眼/右眼图像信号在不同图像画面交错。

因此，如图6所示，对应当前图像画面的像素线1、2、…的起始点4.1、3.3、…为递减，而对应下一图像画面的像素线1、2、…的起始点1.2、2.0、…为递增。在图6中，是以对应当前图像画面的每一条像素线的多个起始点为递减且对应下一图像画面的每一条像素线的多个起始点为递增为例做说明，然并不限于此，只要对应当前图像画面的多条像素线的多个起始点至少呈现单调递减，且对应下一图像画面的多条像素线的多个起始点至少呈现单调递增即可。更进一步地，只要多个起始点呈现线性函数即可。

图像处理区块620包括一延迟单元624、一内插单元626以及一直接内存存取控制器628。直接内存存取控制器628依据起始点的整数部分sp_in从一外部内存读取一原始数据信号data_o为一输入数据信号data_in。以当前图像画面的像素线1为例，对应于起始点的整数部分sp_in为4，故直接内存存取控制器628移位4个内存位址从画素数据4开始进行存取。同理，以下一图像画面的像素线2为例，对应于起始点的整数部分sp_in为2，故直接内存存取控制器628移位2个内存位址从画素数据2开始进行存取。

直接内存存取控制器628并将输入使能信号den_in调整其脉冲宽度而得到输出使能信号den_out。延迟单元624将输入数据信号data_in延迟一级而得到一延迟数据信号。然后，内插单元626依据起始点的小数部分sp_frac对输入数据信号data_in与延迟数据信号进行一内插运算得到输出数据信号data_out。如此一来，面板的多条像素线会分别依据这些输出使能信号den_out读取输出数据信号data_out而得到更为平滑的多个图像信号。

此外，可假定起始点sp仅包括整数部分以减轻整体运算但仍可达成3D立体效果。如此一来，则图像处理区块620可被简化为仅包括直接内存存取控制器628，直接内存存取控制器628在得到输入数据信号data_in后将其直接输出为输出数据信号data_out而不再进行延迟及内插运算处理，故降低整体运算量。

本发明还披露一种将2D图像转换为3D图像的方法，应用于一将2D图像转换为3D图像的装置，装置包括一位置计算单元以及一图像处理区块。方法包括下列步骤。位置计算单元依据一面板的显示型态产生对应该面板的多条像素线的多个起始点。图像处理区块依据这些起始点重塑对应这些像素线的多个输入使能信号为多个输出使能信号。面板的这些像素线分别依据这些输出使能信号显示输出数据信号为多个图像信号，这些图像信号包括多个左眼图像信号与多个右眼图像信号。

上述将2D图像转换为3D图像的方法的原理已详述于图2～图6的相关内容中，故于此不再重述。

本发明的上述实施例所披露的将2D图像转换为3D图像的装置及方法，利用简单的流程与计算得到至少呈现单调递减或单调递增或线性函数的多个起始点，并依据这些起始点将对应2D图像的原始数据信号位移而得到左眼图像画面与右眼图像画面，故不需做深度分析及估计和额外数据储存即可使得2D图像可以在使用者眼中呈现3D立体效果。

综上所述，虽然本发明已以多个实施例披露如上，然其并非用以限定本发明。本发明所属技术领域中的普通技术人员，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后附的权利要求所界定者为准。

Claims

1.一种将2D图像转换为3D图像的装置，包括：

一位置计算单元，用以依据一面板的显示型态产生对应所述面板的多条像素线的多个起始点；以及

一图像处理区块，用以依据所述多个起始点重塑对应所述多条像素线的多个输入使能信号为多个输出使能信号；

其中，所述面板的所述多条像素线分别依据所述输出使能信号显示一输出数据信号为多个图像信号，所述多个图像信号包括多个左眼图像信号与多个右眼图像信号。

2.根据权利要求1所述的将2D图像转换为3D图像的装置，其中，所述图像处理区块包括一使能重塑单元，用以依据所述多个起始点的整数部分将所述多个输入使能信号重塑为所述多个输出使能信号，其中在一当前图像画面中，对应奇数条所述多条像素线的起始点至少呈现单调递减，对应偶数条所述多条像素线的起始点至少呈现单调递增，对应奇数条所述多条像素线的图像信号为所述多个左眼图像信号，对应偶数条所述多条像素线的图像信号为所述多个右眼图像信号。

3.根据权利要求2所述的将2D图像转换为3D图像的装置，其中，所述图像处理区块还包括：

一延迟单元，用以延迟一输入数据信号为一延迟数据信号；以及

一内插单元，用以依据所述多个起始点的小数部分对所述输入数据信号与所述延迟数据信号进行一内插运算得到所述输出数据信号。

4.根据权利要求1所述的将2D图像转换为3D图像的装置，其中，所述图像处理区块包括：

一直接内存存取控制器，用以依据所述多个起始点的整数部分从一内存读取一原始数据信号为一输入数据信号，并将所述多个输入使能信号调整为所述多个输出使能信号；

一延迟单元，用以延迟所述输入数据信号为一延迟数据信号；以及

一内插单元，用以依据所述多个起始点的小数部分对所述输入数据信号与所述延迟数据信号进行一内插运算得到所述输出数据信号；

其中，在一当前图像画面中，对应奇数条所述多条像素线的起始点至少呈现单调递减，对应偶数条所述多条像素线的起始点至少呈现单调递增，对应奇数条所述多条像素线的图像信号为所述多个左眼图像信号，对应偶数条所述多条像素线的图像信号为所述多个右眼图像信号。

5.根据权利要求1所述的将2D图像转换为3D图像的装置，其中，所述图像处理区块包括：

其中，在一当前图像画面中的所述多个图像信号为所述多个左眼图像信号，且所述多个起始点至少呈现单调递减，在一下一图像画面中的所述多个图像信号为所述多个右眼图像信号，且所述多个起始点至少呈现单调递增。

6.根据权利要求1所述的将2D图像转换为3D图像的装置，其中，所述图像处理区块包括一直接内存存取控制器，所述直接内存存取控制器依据所述多个起始点从一内存读取一原始数据信号为一输入数据信号，再输出所述输入数据信号为所述输出数据信号，并将所述多个输入使能信号调整为所述多个输出使能信号。

7.根据权利要求1所述的将2D图像转换为3D图像的装置，其中，所述位置计算单元依据所述面板的显示型态并参考一常数、一多项式或一查阅表以产生所述多个起始点。

8.根据权利要求1所述的将2D图像转换为3D图像的装置，其中，所述面板与对应所述多个图像信号的多个图像画面的深度相对关系相关于所述多个起始点的一初始起始点。

9.根据权利要求1所述的将2D图像转换为3D图像的装置，其中，所述多个起始点的差值决定对应所述多个图像信号的多个图像画面的深浅范围。

10.一种将2D图像转换为3D图像的方法，应用于一将2D图像转换为3D图像的装置，所述装置包括一位置计算单元以及一图像处理区块，所述方法包括：

所述位置计算单元依据一面板的显示型态产生对应所述面板的多条像素线的多个起始点；

所述图像处理区块依据所述多个起始点重塑对应所述多条像素线的多个输入使能信号为多个输出使能信号；以及

所述面板的所述多条像素线分别依据所述多个输出使能信号显示一输出数据信号为多个图像信号，所述多个图像信号包括多个左眼图像信号与多个右眼图像信号。

11.根据权利要求10所述的将2D图像转换为3D图像的方法，其中，所述图像处理区块包括一使能重塑单元，所述方法包括：

所述使能重塑单元依据所述多个起始点的整数部分将所述多个输入使能信号重塑为所述多个输出使能信号；

12.根据权利要求11所述的将2D图像转换为3D图像的方法，其中，所述图像处理区块还包括一延迟单元以及一内插单元，所述方法还包括：

所述延迟单元延迟一输入数据信号为一延迟数据信号；以及

所述内插单元依据所述多个起始点的小数部分对所述输入数据信号与所述延迟数据信号进行一内插运算得到所述输出数据信号。

13.根据权利要求10所述的将2D图像转换为3D图像的方法，其中，所述图像处理区块包括一直接内存存取控制器、一延迟单元以及一内插单元，所述方法还包括：

所述直接内存存取控制器依据所述多个起始点的整数部分从一内存读取一原始数据信号为一输入数据信号，并将所述多个输入使能信号调整为所述多个输出使能信号；

所述延迟单元延迟所述输入数据信号为一延迟数据信号；以及

所述内插单元依据所述多个起始点的小数部分对所述输入数据信号与所述延迟数据信号进行一内插运算得到所述输出数据信号；

14.根据权利要求10所述的将2D图像转换为3D图像的方法，其中，所述图像处理区块包括一直接内存存取控制器、一延迟单元以及一内插单元，所述方法还包括：

15.根据权利要求10所述的将2D图像转换为3D图像的方法，其中，所述图像处理区块包括一直接内存存取控制器，所述方法还包括：

所述直接内存存取控制器依据所述多个起始点从一内存读取一原始数据信号为一输入数据信号，再输出所述输入数据信号为所述输出数据信号，并将所述多个输入使能信号调整为所述多个输出使能信号。

16.根据权利要求10所述的将2D图像转换为3D图像的方法，其中，所述位置计算单元依据所述面板的显示型态并参考一常数、一多项式或一查阅表以产生所述多个起始点。

17.根据权利要求10所述的将2D图像转换为3D图像的方法，其中，所述面板与对应所述多个图像信号的多个图像画面的深度相对关系相关于所述多个起始点的一初始起始点。

18.根据权利要求10所述的将2D图像转换为3D图像的方法，其中，所述多个起始点的差值决定对应所述多个图像信号的多个图像画面的深浅范围。