CN103491363A - 一种多图层实现三维显示制式的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种多图层实现三维显示制式的方法，包括：提供包含左眼图的第一图层，用以处理左眼图；在所述第一图层中加入带alpha值的特殊形状；提供包含右眼图的第二图层，用以处理右眼图；在所述第二图层中加入带alpha值的特殊形状。本发明由于采用多图层来实现各种显示制式，使得左眼图和右眼图交替位置切换控制方便、计算简单、并防止了伪影的产生。尤其是，对于红蓝叠加显示制式而言，由于左眼图和右眼图分开在两个图层中实现，因此，软件配置相对简单，不再需要线缓冲器，将速度提升了一倍，解决了传统方法性能低下的问题。

Description

一种多图层实现三维显示制式的方法

技术领域

本发明涉及一种实现三维显示制式的方法，尤其涉及一种利用多图层实现三维显示制式的方法。

背景技术

在视频播放、处理设备（譬如3D电视、3D机顶盒等）中，三维显示制式通常包括以下几种方式：左右各半制式（Side by Side）、上下各半制式（Top and Bottom）、线交替制式(Line Alternative)、红蓝叠加制式（Complementary Color Anaglyph(red/blue)）。具体参见图1A－1C。图1A示出左右各半制式的三维显示制式。图1B示出上下各半制式的三维显示制式。图1C示出线交替制式的三维显示制式。这几种制式通过将三维显示所需的左眼图和右眼图排列在一个二维图层中，即单一图层中，进行图形处理，然后再输出到显示设备上，来实现三维图像的显示。

然而，上述几种显示制式均是在单一图层上进行图形处理，其存在很多问题，例如显示效果差、容易出现伪影（Artifact）、需要额外的计算和控制、处理速度缓慢等。

因此，亟需一种能防止伪影的出现、方便控制、且性能俱佳的实现各种显示制式的方案。

发明内容

为了实现上述目的，本发明提供了一种多图层实现三维显示制式的方法。

在一个实施例中，该方法包括以下步骤：

提供包含左眼图的第一图层，用以处理左眼图；

在所述第一图层中加入带alpha值的特殊形状；

提供包含右眼图的第二图层，用以处理右眼图；

在所述第二图层中加入带alpha值的特殊形状。

在一个实施例中，所述三维显示制式包括左右各半显示制式。

在一个实施例中，所述三维显示制式包括上下各半显示制式。

在一个实施例中，所述三维显示制式包括线交替显示制式。

在一个实施例中，当所述左眼图与右眼图需要交换位置时，所述第一图层的特殊形状与所述第二图层的特殊形状交换，且所述左眼图与所述右眼图交换。

在一个实施例中，当所述左眼图与右眼图需要交换位置时，所述第一图层的左眼图与所述第一图层的特殊形状交换，所述第二图层的右眼图与所述第二图层的特殊形状交换。

在一个实施例中，所述特殊形状的alpha值为0，即为透明形状。

本发明还提供了一种多图层实现色彩叠加三维显示制式的方法，该方法包括以下步骤：

提供包含第一色彩分量的第一图层，用于处理左眼图；

提供包含第二色彩、第三色彩分量的第二图层，用于处理右眼图；

将所述第一图层与第二图层的色彩分量相叠加。

在一个实施例中，该第一色彩为红色、第二色彩为绿色、第三色彩为蓝色。

在一个实施例中，所述第一图层以及第二图层的色彩分量相叠加前，还包括对所述第一图层以及第二图层同时进行图形处理的步骤。

与传统的采用单一图层来实现显示制式的方法相比，本发明由于采用多图层来实现各种显示制式，使得左眼图和右眼图交替位置切换控制方便、计算简单、并防止了伪影的产生。尤其是，对于红蓝叠加显示制式而言，由于左眼图和右眼图分开在两个图层中实现，因此，软件配置相对简单，不再需要线缓冲器，将速度提升了一倍，解决了传统方法性能低下的问题。

附图说明

图1A示出左右各半格式的三维显示制式；

图1B示出上下各半格式的三维显示制式；

图1C示出线交替格式的三维显示制式；

图2A示出左眼图和右眼图在内存里的一种映射方法；

图2B示出左眼图和右眼图在内存里的另一种映射方法；

图3示出采用单一图层实现左右各半显示制式的方法；

图4示出根据本发明的一个实施例的一种利用多图层实现左右各半显示制式的方法；

图5示出采用单一图层实现上下各半显示制式的方法；

图6示出根据本发明的一个实施例的一种利用多图层实现上下各半显示制式的方法；

图7示出根据本发明的一个实施例的一种利用多图层实现线交替显示制式的方法；以及

图8示出根据本发明的一个实施例的一种利用多图层实现红蓝叠加显示制式的方法。

具体实施方式

三维视频源有左眼图和右眼图，在内存里的映射可以有两种方式。在第一种方式中，左眼图和右眼图一起摆放在一片存储空间中，如图2A所示，因此此种方式只有一个内存基地址。在第二种方式中，左眼图和右眼图分别摆放在两片存储空间中，分别用两个内存基地址来指示，如图2B所示。

对于传统单一图层的左右各半显示制式，依据上述左、右眼图在内存中的映射方法不同，其单一图层进行图形处理（以下实施例以插值缩放处理为例）也有两种方法。

方法一对应于上述第一种映射方式。此方法将左眼图和右眼图当成一幅图来逐线处理。图3示出该方法的示意图，其中圈I为左图中的插值点，在一个实施例中，该插值点可以采用一个4阶滤波器实现（当然，若采用其它阶数的滤波器，则按下述同理类推）：

I=coef0*Ln-3+coef1*Ln-2+coef2*Ln-1+coef3*R0

由此公式可知，左图中的插值点会受到右图的R0像素的影响。这样，当R0与Ln-3，Ln-2，Ln-1差别很大时，会造成插值点有明显的伪影（Artifact）。同时，为了去除该伪影，可以计算得到左眼图和右眼图的边界，并在边界附近的插值用Ln-1代替R0的值，但是这需要额外的计算和控制来完成这个行为。

由此可知，方法一的缺陷在于会出现伪影，而为了去除该伪影，则需要额外的计算和控制。

方法二对应于上述第二种映射方式。此方法同样将左眼图和右眼图当成一幅图来逐线处理，由于单条线中同时存在左眼图和右眼图，因此软件必须在一条线的时间内不断地切换左、右眼图的内存基地址，从中读取数据。这大大增加了软件控制的复杂度以及占用了CPU的宝贵的处理时间。另外，方法二也同样存在方法一的边界伪影缺陷。

图4示出根据本发明的一个实施例的一种利用多图层实现左右各半显示制式的方法。本发明采用两个图层，即，图层0和图层1。图层0用于处理左眼图，并加入一个带alpha的特殊形状，以替代传统左右各半显示制式中的右眼图。图层1用于处理右眼图，并加入一个带alpha的特殊形状，以替代左右各半显示制式中的左眼图。当所述第一图层与第二图层叠加时，所述左眼图与右眼图也正好呈左右各半分布。

在一个实施例中，alpha的值可以为0，表示该特殊形状为透明。

对于需要进行左右眼图位置互换的情况（当前收看3D图像，均需借助于3D眼镜这样的接收设备，而不同厂商生产的接收设备左右眼图的位置未必统一，为了适应不同制式接收设备，视频处理设备中左、右眼图也应当能够交换位置），只要交换特殊形状和左右眼图的位置即可。例如，图层0的左眼图可与图层0的特殊形状交换，图层1的右眼图可与图层1的特殊形状交换。又例如，图层0的特殊形状可与图层1的特殊形状交换，图层0的左眼图可与图层1的右眼图交换。

本发明的多图层实现左右各半显示制式的方法克服了采用单一图层实现的缺点，不会出现伪影，并且计算简便，控制方便。

图5示出传统的上下各半显示制式的实现方法。如图所示，传统的上下各半显示制式是通过单一图层来处理的，即将左眼图和右眼图当成一幅图来处理。同样以插值缩放为例，当需要缩放时，插值点需要用到周围的几个像素数进行加权平均。如图所示，圈I为左眼图中的插值点，在一个实施例中，该插值点可以采用一个4阶滤波器实现（当然，若采用其它阶数的滤波器，则按下述同理类推）：

I=coef0*Ln-3+coef1*Ln-2+coef2*Ln-1+coef3*R0

由此公式可知，左眼图中的插值点会受到右眼图的R0像素的影响。这样，当R0与Ln-3，Ln-2，Ln-1差别很大时，会造成插值点有明显的伪影。同时，为了去除该伪影，可以计算得到左眼图和右眼图的边界，并在边界附近的插值用Ln-1代替R0的值，但是这需要额外的计算和控制来完成这个行为。

图6示出根据本发明的一个实施例的一种利用多图层实现上下各半显示制式的方法。本发明采用两个图层，即，图层0和图层1。图层0用于处理左眼图，加入一个带alpha的特殊形状，以替代上下各半显示制式中的右眼图。图层1用于处理右眼图，加入一个带alpha的特殊形状，以替代传统上下各半显示制式中的左眼图。当所述第一图层与第二图层叠加时，所述左眼图与右眼图也正好呈上下各半分布。

在一个实施例中，alpha的值可以为0，表示该特殊形状为透明。对于要进行左右眼图互换时，只要交换特殊形状和左右眼图的位置即可。例如，图层0的左眼图可与图层0的特殊形状交换，图层1的右眼图可与图层1的特殊形状交换。又例如，图层0的特殊形状可与图层1的特殊形状交换，图层0的左眼图可与图层1的右眼图交换。

本发明的多图层实现上下各半显示制式的方法克服了采用单一图层实现的缺点，不会出现伪影，并且计算简便，控制方便。

传统的线交替显示制式也是采用单一图层处理，其方式与传统的左右各半显示制式、上下各半显示制式相同，因此，也无法克服因为插值点的引入而引起的伪影以及为了消除伪影而需要额外的计算和控制的缺陷。

图7示出根据本发明的一个实施例的一种利用多图层实现线交替显示制式的方法。本发明采用两个图层，即，图层0和图层1，分别处理左眼图和右眼图。图层0用于处理左眼图，并加入一个带alpha的特殊形状，以替代线交替显示制式中的右眼图。图层1用于处理右眼图，并加入一个带alpha的特殊形状，以替代传统线交替显示制式中的左眼图。当所述第一图层与第二图层叠加时，所述左眼图与右眼图呈线交替分布。

在一个实施例中，alpha的值可以为0，表示该特殊形状为透明。对于要进行左右眼图互换时，只要交换特殊形状和左右眼图的位置即可。例如，图层0的左眼图可与图层0的特殊形状交换，图层1的右眼图可与图层1的特殊形状交换。又例如，图层0的特殊形状可与图层1的特殊形状交换，图层0的左眼图可与图层1的右眼图交换。

本发明的多图层实现线交替显示制式的方法克服了采用单一图层实现的缺点，不会出现伪影，并且计算简便，控制方便。

需要指出的是，本发明所述多图层实现三维显示制式方法中，第一图层以及第二图层所包括的左、右眼图与特殊形状的排布方式并不局限于上述三种实施例提及的叠加后左、右眼图交错分布的方法，其他的排布方式也是可行的。所述第一图层与第二图层分别处理左、右眼图的，在进行图像处理时还有其他诸多好处，以下进一步说明。

对于传统的三维显示红蓝叠加格式（Complementary Color Anaglyph(red/blue)），要将左眼图包含的R分量，右眼图包含的G、B分量进行叠加，才能得到立体的彩色图像。而单一图层的图形处理需要分别处理左眼图以及右眼图，例如处理完左眼图一条线的R分量后，需要先使用线缓冲器来存放该条线；等右眼图相应一条线也处理完，其G、B分量开始送出时；再将左眼图的R分量与右眼图的G、B分量叠加。假设对于左眼图或右眼图，处理一条线的时间均为t，那么单一图层图形处理的完成时间即是2t。因此，传统的采用单一图层来实现红蓝叠加格式的方法耗时慢、性能不佳。

图8示出根据本发明的一个实施例的一种利用多图层实现红蓝叠加显示制式的方法。本发明采用两个图层，即，图层0和图层1，分别处理包含红色分量的左眼图和包含蓝色分量、绿色分量的右眼图，将图层0和图层1的色彩分量相叠加时，便能得到彩色的三维图形。假设需要对三维图形进行图形处理（以插值缩放为例），可以同时对图层0以及图层1进行插值缩放，然再将处理后的图层0与图层1相叠加得到缩放后的三维图形。由于对左、右眼图的处理都是同步进行的，R分量与G、Ｂ分量可以同时送出，因此不需要线缓冲器，也而不需要等待。在采用相同算法的前提下，多图层的图形处理的完成时间较传统方式可以快一倍，只需要t时间就能完成。因此，本发明的利用多图层实现红蓝叠加显示制式的方法不再需要线缓冲器、而且大大缩短了处理时间，提高了性能。

红蓝叠加显示制式主要涉及的是红、绿、蓝三种色彩的叠加。需要指出的是，本发明并不限于红蓝叠加显示制式。本领域技术人员应该知道，除了红、绿、蓝三种色彩，还存在其它色彩分量的组合，叠加后也能得到彩色立体图形。红蓝叠加显示制式只是色彩叠加显示制式中的一个具体示例。本发明的利用多图层实现红蓝叠加显示制式的方法同样可以应用到其它色彩的叠加显示制式中。

综上所述，传统的采用单一图层来实现显示制式的方法，左眼图和右眼图交替位置切换控制困难，且左眼图和右眼图在单一图层，使得软件配置复杂。尤其对于红蓝叠加显示制式而言，必须配备线缓冲器，处理速度低下。反观本发明，由于采用多图层来实现各种显示制式，因此，左眼图和右眼图交替位置切换控制简单。尤其对于红蓝叠加显示制式而言，由于左眼图和右眼图分开在两个图层中实现，因此，软件配置相对简单，不再需要线缓冲器，将速度提升了一倍，提升了处理性能。

本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本发明，而并非用作为对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围内，对以上所述实施例的变化、变型都将落在本发明权利要求书的范围内。

Claims (10)

1.一种多图层实现三维显示制式的方法，包括：

提供包含左眼图的第一图层，用以处理左眼图；

在所述第一图层中加入带alpha值的特殊形状；

提供包含右眼图的第二图层，用以处理右眼图；

在所述第二图层中加入带alpha值的特殊形状。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述三维显示制式包括左右各半显示制式，当所述第一图层与第二图层叠加时，所述左眼图与右眼图呈左右各半分布。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述三维显示制式包括上下各半显示制式，当所述第一图层与第二图层叠加时，所述左眼图与右眼图呈上下各半分布。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述三维显示制式包括线交替显示制式，当所述第一图层与第二图层叠加时，所述左眼图与右眼图呈线交替分布。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述特殊形状的Alpha值为0。

6.如权利要求2、3或4所述的方法，其特征在于，当所述左眼图与右眼图需要交换位置时，将所述第一图层的左眼图与所述第一图层的特殊形状交换，所述第二图层的右眼图与所述第二图层的特殊形状交换。

7.如权利要求2、3或4所述的方法，其特征在于，当所述左眼图与右眼图需要交换位置时，将所述第一图层的特殊形状与所述第二图层的特殊形状交换，且所述左眼图与所述右眼图交换。

8.一种多图层实现色彩叠加三维显示制式的方法，包括：

提供包含第一色彩分量的第一图层，用于处理左眼图；

提供包含第二色彩、第三色彩分量的第二图层，用于处理右眼图；

将所述第一图层与第二图层相叠加。

9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，该第一色彩为红色、第二色彩为绿色、第三色彩为蓝色。

10.如权利要求8所述的方法，其特征在于，在所述第一图层以及第二图层相叠加前，还包括对所述第一图层以及第二图层同时进行图形处理的步骤。

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