CN103780894A - 具视觉疲劳估算的立体影片播放方法与控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种立体影片播放方法，其包括下列步骤。首先，计算立体影片中至少其中一段连续影片的视差速度或视差加速度。接着，根据视差速度或视差加速度，计算出观看者的视觉疲劳估算值。之后，根据视觉疲劳估算值，控制立体影片的后续播放，以降低观看者的视觉疲劳。

Description

具视觉疲劳估算的立体影片播放方法与控制系统

技术领域

本发明是有关于一种立体影片播放方法与控制系统，且特别是有关于一种具视觉疲劳估算(visual fatigue estimation)的立体影片播放方法与控制系统。

背景技术

立体显示的人因(ergonomic)问题一直存在，例如立体影片很容易会造成观看者的视觉疲劳。近年来，许多研究机构已针对立体影片的内容对于人的影响作出许多的研究，且产业界正依据这些研究的结果在制定立体显示的标准。

在现有技术中，已有许多利用视差调整来降低观看者在观看立体影片时的视觉疲劳的技术被提出。在这些技术中，主要是根据视差范围(Disparity)来进行视差的调整，但若只考虑立体影片的视差范围，对于观看者的视觉疲劳防治是不够的。

发明内容

本发明提供一种具视觉疲劳估算的立体影片播放方法与控制系统。

本发明提出一种立体影片播放方法，其包括下列步骤。首先，计算立体影片中至少其中一段连续影片的视差速度或视差加速度。接着，根据视差速度或视差加速度，计算出观看者的视觉疲劳估算值。之后，根据视觉疲劳估算值，控制立体影片的后续播放。

本发明的一实施例中，该视差速度包括平均视差速度、最大视差速度及/或最小视差速度。

本发明的一实施例中，该视差加速度包括平均视差加速度、最大视差加速度及/或最小视差加速度。

本发明的一实施例中，该视觉疲劳估算值的计算方法包括：

根据公式(1)计算出视觉疲劳估算值(fa)，其中公式(1)为fa=f(DS)，而fa为观看者在观看该段连续影片中每一小段时间之后的视觉疲劳估算值，且DS为该段连续影片中每一小段时间的视差速度；以及

根据公式(2)计算出整体视觉疲劳估算值(Fa)，其中公式(2)为Fa=f(fa,T)，而T为该段连续影片的播放时间。

本发明的一实施例中，该视觉疲劳估算值的计算方法包括：

根据公式(3)计算出视觉疲劳估算值(fa)，其中公式(3)为fa=f(DA)，而fa为观看者在观看该段连续影片中每一小段时间之后的视觉疲劳估算值，且DA为该段连续影片中每一小段时间的视差加速度；以及

根据公式(4)计算出整体视觉疲劳估算值(Fa)，其中公式(4)为Fa=f(fa,T)，而T为该段连续影片的播放时间。

本发明的一实施例中，该视觉疲劳估算值的计算方法包括：

根据公式(5)计算出视觉疲劳估算值(fa)，其中公式(5)为fa=f(DS,X)，而fa为观看者在观看该段连续影片中每一小段时间之后的视觉疲劳估算值，DS为该段连续影片中每一小段时间的视差速度，且X包括时间、视差速度、时间权重、视差速度权重、视差范围权重、视差平均位置以及视差方向至少其中之一；以及

根据公式(6)计算出整体视觉疲劳估算值(Fa)，其中公式(6)为Fa=f(fa,T)，而T为该段连续影片的播放时间。

本发明的一实施例中，该整体视觉疲劳估算值是根据公式(6.1)计算，公式(6.1)为 DS_T为视差速度，而T1为该段连续影片的开始时间，且T2为该段连续影片的结束时间。

本发明的一实施例中，该整体视觉疲劳估算值是根据公式(6.2)计算，公式(6.2)为

DS_T为视差速度，R_T为时间权重，而T1为该段连续影片的开始时间，且T2为该段连续影片的结束时间。

本发明的一实施例中，该整体视觉疲劳估算值是根据公式(6.3)计算，公式(6.3)为 DS_i为视差速度，V_i为视差速度权重，而T1为该段连续影片的开始时间，且T2为该段连续影片的结束时间。

本发明的一实施例中，该整体视觉疲劳估算值是根据公式(6.4)计算，公式(6.4)为

DS_T为视差速度，R_T为时间权重，V_i为视差速度权重，而T1为该段连续影片的开始时间，且T2为该段连续影片的结束时间。

本发明的一实施例中，该整体视觉疲劳估算值是根据公式(6.5)计算，公式(6.5)为

DS_di为视差速度，W_d为视差范围权重，V_i为视差速度权重，而T1为该段连续影片的开始时间，且T2为该段连续影片的结束时间。

本发明的一实施例中，该整体视觉疲劳估算值的计算方法包括：

当视差范围大于预设值时，该整体视觉疲劳估算值是根据公式(6.6)计算，公式(6.6)为

DS_di为视差速度，W_d为视差范围权重，V_i为视差速度权重，而T1为该段连续影片的开始时间，且T2为该段连续影片的结束时间；以及

当视差范围小于该预设值时，该整体视觉疲劳估算值是根据公式(6.7)计算，公式(6.7)为 $\mathrm{Fa}={\mathrm{\Σ}}_{T_1}^{T_2}$ $\mathrm{fa}={\mathrm{\Σ}}_{T_1}^{T_2}{\mathrm{DS}}_{\mathrm{di}}.$

本发明的一实施例中，该整体视觉疲劳估算值是根据公式(6.8)计算，公式(6.8)为 DS_Tdi为视差速度，W_d为视差范围权重，R_T为时间权重，V_i为视差速度权重，而T1为该段连续影片的开始时间，且T2为该段连续影片的结束时间。

本发明的一实施例中，该整体视觉疲劳估算值是根据公式(6.9)计算，公式(6.9)为

DS_i为视差速度，Q_j为视差方向权重，而T1为该段连续影片的开始时间，且T2为该段连续影片的结束时间。

本发明的一实施例中，该视觉疲劳估算值的计算方法包括：

根据公式(7)计算出视觉疲劳估算值(fa)，其中公式(7)为fa=f(DA,X)，而fa为观看者在观看该段连续影片中每一小段时间之后的视觉疲劳估算值，且DA为该段连续影片中每一小段时间的视差加速度，且X包括时间、视差速度、时间权重、视差速度权重、视差范围权重、视差平均位置以及视差方向至少其中之一；以及

根据公式(8)计算出整体视觉疲劳估算值(Fa)，其中公式(8)为Fa=f(fa,T)，而T为该段连续影片的播放时间。

本发明的一实施例中，该段连续影片的视差速度或视差加速度是针对该段连续影片的全部区域进行计算而得。

本发明的一实施例中，该段连续影片的视差速度或视差加速度是针对该段连续影片的局部区域进行计算而得。

本发明另提供一种控制系统，用以控制一立体影片的播放。此控制系统包括一立体影片流输入单元、一视差估算单元、一视觉疲劳估算单元、一疲劳恢复控制单元以及一立体影片流显示单元。视差估算单元与立体影片流输入单元耦接，且视差估算单元计算立体影片中至少其中一段连续影片的视差速度或视差加速度。视觉疲劳估算单元与视差估算单元耦接，且视觉疲劳估算单元根据视差速度或视差加速度，计算出观看者的视觉疲劳估算值。疲劳恢复控制单元与立体影片流输入单元以及视觉疲劳估算单元耦接，且疲劳恢复控制单元根据视觉疲劳估算值，控制立体影片的后续播放。立体影片流显示单元与疲劳恢复控制单元耦接。

基于上述，由于本发明根据视差速度或视差加速度来计算视觉疲劳估算值，因此本发明的播放方法以及控制系统可以有效地降低观看者的视觉疲劳。

附图说明

图1为本发明一实施例的立体影片播放方法的流程图。

图2为视觉疲劳与时间的关系图。

图3为本发明一实施例的控制系统的方块示意图。

图4为受试者HFC变化量(change of High Frequency Component)与视差速度之间的关系图。

图5与图6为受试者主观疲劳（分数）、视差范围与视差速度之间的关系图。

其中，附图标记：

100：控制系统

101：立体影片流输入单元

102：视差估算单元

103：视觉疲劳估算单元

104：疲劳恢复控制单元

105：立体影片流显示单元

S10～S30：立体影片播放方法中的步骤

具体实施方式

为让本发明的上述和其他目的和特征能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

图1为本发明一实施例的立体影片播放方法的流程图。请参照图1，本发明的立体影片播放方法包括下列步骤。首先，计算立体影片中至少其中一段连续影片的视差速度(DS)或视差加速度(DA)（步骤S10）。接着，根据视差速度(DS)或视差加速度(DA)，计算出观看者的视觉疲劳估算值(Fa)（步骤S20）。之后，根据视觉疲劳估算值，控制立体影片的后续播放，以降低观看者的视觉疲劳（步骤S30）。

在本发明的一实施例中，视觉疲劳估算值(Fa)可以依据立体影片中至少一段连续影片的视差速度(DS)计算而得。此处，视差速度(DS)定义为视差范围(Disparity)在单位时间内的变化量。举例而言，视觉疲劳估算值(Fa)例如可通过下列公式(1)与公式(2)的计算，其中fa为观看者在观看该段连续影片中每一小段时间之后的视觉疲劳估算值，Fa为观看者在观看该段连续影片之后的整体视觉疲劳估算值，而T为时间。

fa=f(DS)          (1)

Fa=f(fa,T)        (2)

从上述的公式(1)与公式(2)可知，视觉疲劳估算值(fa)系与视差速度(DS)相关，而整体视觉疲劳估算值(Fa)与视觉疲劳估算值(fa)以及时间(T)相关。当视差速度(DS)的绝对值越大时，视觉疲劳估算值(fa)越高；反之，当视差速度(DS)的绝对值越小时（即视差速度(DS)越接近0时），视觉疲劳估算值(fa)越低。

图2为视觉疲劳与时间的关系图。请参照图2，在进行整体视觉疲劳估算值(Fa)的计算时，例如可先选取立体影片中的特定一段连续影片（即时间T1至时间T2），并将时间T1至时间T2的每一小段时间内的视觉疲劳估算值(fa)累加，以获得与视差速度(DS)相关的整体视觉疲劳估算值(Fa)。值得注意的是，本发明的视觉疲劳估算值(Fa)的计算方式不限定于上述的公式(1)与公式(2)。

在本发明的另一实施例中，视觉疲劳估算值(Fa)可以依据立体影片中至少一段连续影片的视差加速度(DA)计算而得。此处，视差加速度(DA)定义为视差速度(DS)在单位时间内的变化量。举例而言，视觉疲劳估算值(Fa)例如可通过下列公式(3)与公式(4)的计算，其中fa为观看者在观看该段连续影片中每一小段时间之后的视觉疲劳估算值，Fa为观看者在观看该段连续影片之后的整体视觉疲劳估算值，而T为时间。

fa=f(DA)         (3)

Fa=f(fa,T)       (4)

类似地，如图2所示，在进行整体视觉疲劳估算值(Fa)的计算时，例如可先选取立体影片中的特定一段连续影片（即时间T1至时间T2），并将时间T1至时间T2的每一小段时间内的视觉疲劳估算值(fa)累加，以获得与视差加速度(DA)相关的整体视觉疲劳估算值(Fa)。

在本发明的其他实施例中，除了前述的视差速度(DS)及/或视差加速度(DA)之外，时间(T)、时间权重(R_T)、视差速度权重(V_i)、视差范围权重(W_d)、视差平均位置(P)、视差方向(DD)等参数也可作为计算整体视觉疲劳估算值(Fa)的参数。

举例而言，视觉疲劳估算值(Fa)可通过下列公式(5)与公式(6)计算，其中公式(5)中的X例如为前述的视差加速度(DA)、时间(T)、时间权重(R_T)、视差速度权重(V_i)、视差范围权重(W_d)、视差平均位置(P)、视差方向(DD)、横向速度、亮度、对比之中的至少一者，而fa为观看者在观看该段连续影片中每一小段时间之后的视觉疲劳估算值，且Fa为观看者在观看该段连续影片之后的整体视觉疲劳估算值。

fa=f(DS,X)          (5)

Fa=f(fa,T)         (6)

如图2所示，在进行整体视觉疲劳估算值(Fa)的计算时，例如可先选取立体影片中的特定一段连续影片（即时间T1至时间T2），并将时间T1至时间T2的每一小段时间内的视觉疲劳估算值(fa)累加，以获得与视差速度(DS)以及参数(X)相关的整体视觉疲劳估算值(Fa)。

在另一可行的实施例中，视觉疲劳估算值(Fa)也可以通过下列公式(7)与公式(8)的计算，其中公式(7)中的X例如为前述的视差速度(DS)、时间(T)、时间权重(R_T)、视差速度权重(V_i)、视差范围权重(W_d)、视差平均位置(P)、视差方向(DD)、横向速度、亮度、对比之中的至少一者，而fa为观看者在观看该段连续影片中每一小段时间之后的视觉疲劳估算值，且Fa为观看者在观看该段连续影片之后的整体视觉疲劳估算值。

fa=f(DA,X)          (7)

Fa=f(fa,T)         (8)

如图2所示，在进行整体视觉疲劳估算值(Fa)的计算时，例如可先选取立体影片中的特定一段连续影片（即时间T1至时间T2），并将时间T1至时间T2的每一小段时间内的视觉疲劳估算值(fa)累加，以获得与视差加速度(DA)以及参数(X)相关的整体视觉疲劳估算值(Fa)。

为了控制立体影片的播放以及有效地控制观看者的视觉疲劳，本发明提出一种控制系统100以执行前述的立体影片播放方法。

图3为本发明一实施例的控制系统的方块示意图。请参照图3，此控制系统100包括立体影片流输入单元101、视差估算单元102、视觉疲劳估算单元103、疲劳恢复控制单元104以及立体影片流显示单元105。视差估算单元102与立体影片流输入单元101耦接，且视差估算单元102计算立体影片中至少其中一段连续影片的视差速度(DS)或视差加速度(DA)。视觉疲劳估算单元103与视差估算单元102耦接，且视觉疲劳估算单元103根据视差速度(DS)或视差加速度(DA)，计算出观看者的视觉疲劳估算值。疲劳恢复控制单元104与立体影片流输入单元101以及视觉疲劳估算单元103耦接，且疲劳恢复控制单元104根据视觉疲劳估算值，控制立体影片的后续播放。立体影片流显示单元105与疲劳恢复控制单元104耦接。

在本实施例中，立体影片流输入单元101从影片储存媒体或网络影片流中将立体影片流读入控制系统100中。举例而言，立体影片流输入单元101所读入的立体影片流可以是单一视图(single view)或者多重视图(multi view)的立体图像流。

立体影片流从立体影片流输入单元101单元输出后，视差估算单元102会将立体影片流分割成多个影片流，并且计算出每一小段时间的影片流的视差速度(DS)及/或视差加速度(DA)。在本实施例中，每一小段时间例如为2秒。在其他可行的实施例中，每一小段时间例如对应于一段或者多段立体影片的画面群(Group of Pictures，GOP)。然而，本发明并不限定视差估算单元102对于立体影片流的分割方式。

本实施例中，视差估算单元102针对分割后的每一小段时间的影片流都会计算出一个或多个视差速度(DS)及/或视差加速度(DA)。举例而言，视差估算单元102可针对每一小段时间的影片流都计算出一个视差速度(DS)。或者，视差估算单元102可针对每一小段时间的影片流都计算出视差速度(DS)、最大视差速度(DS_max)及/或最小视差速度(DS_min)。又或者，视差估算单元102可针对每一小段时间的影片流计算出视差速度(DA)。在其他可行的实施中，视差估算单元102可进一步针对每一小段时间的影片流计算出其它不同参数，例如视差范围(D)、横向速度、内容亮度、对比等等。

此外，视差估算单元102计算视差速度(DS)及/或视差加速度(DA)是针对该段连续影片的全部区域或者局部区域进行计算。举例而言，视差估算单元102可以只计算该段连续影片中的中央区域的视差速度(DS)及/或视差加速度(DA)，或者只计算该段连续影片中动态主体物件的视差速度(DS)及/或视差加速度(DA)。

由视差估算单元102计算好的视差速度(DS)及/或视差加速度(DA)会被传送至视觉疲劳估算单元103，视觉疲劳估算单元103会依据视差速度(DS)及/或视差加速度(DA)来计算出整体视觉疲劳估算值(Fa)。

接着，视觉疲劳估算单元103会将计算出来的整体视觉疲劳估算值(Fa)传送至疲劳恢复控制单元104，以使疲劳恢复控制单元104能够根据整体视觉疲劳估算值(Fa)，来控制立体影片流显示单元105的后续播放，进而有效地降低观看者的视觉疲劳。举例而言，当整体视觉疲劳估算值(Fa)过大时，疲劳恢复控制单元104可以通过缩小视差范围、降低视差速度、降低视差加速度、降低显示对比、降低显示亮度、改变播放速度、直接切换成二维显示、产生警示告知观看者等方式，以减轻观看者的视觉疲劳。反之，当整体视觉疲劳估算值(Fa)持续很小时，疲劳恢复控制单元104可以通过增加视差范围、增加视差速度、增加视差加速度等方式，以强化图像的立体感。

立体影片流显示单元105将经过疲劳恢复控制单元104处理后的图像显示给观看者观赏。

以下，将搭配实例1至实例10针对视觉疲劳估算值(Fa)的计算方式说明如下。

【实例1】

利用视差估算单元102（绘示于图3）直接撷取立体影片中某一段时间内的影片流的视差速度(DS)来计算视觉疲劳评估值(fa、Fa)。此处，视差速度(DS)可以是该段时间内的平均视差速度、最大视差速度等等。在实例1中，视觉疲劳估算值Fa的计算公式为：Fa=fa=DS。

【实例2】

利用视差估算单元102（绘示于图3）计算出立体影片中某段时间区间内的每一小段时间内的影片流的视差速度(DS)，并且计算出此段时间内的视觉疲劳累积量，以当作视觉疲劳估算值Fa。在实例2中，视觉疲劳估算值Fa计算公式为：

（公式6.1），其中T₁=开始时间，T₂=结束时间。

【实例3】

利用视差估算单元102（绘示于图3）计算出立体影片中某段时间区间内的每一小段时间内的影片流的视差速度(DS)，由于视觉疲劳会随着观看时间的增加而加速累积，因此在计算视觉疲劳估算值(Fa)时，可以依照每一小段影片流的时间点给予不同时间权重(R_T)。换言之，在计算视觉疲劳估算值(Fa)时，对于先播放的某一段影片流给予较低的时间权重(R_T)，并且对于在后播放的某一段影片流给予较高的时间权重(R_T)，之后，计算出此段时间区间内的视觉疲劳估算值(Fa)。在实例3中，视觉疲劳估算值(Fa)的计算公式为：

（公式6.2），R_T为时间权重(R_T≧1)，T₁=开始时间，T₂=结束时间。

【实例4】

利用视差估算单元102（绘示于图3）计算出立体影片中某段时间区间内的每一小段时间内的影片流的视差速度(DS)，当此段时间区间内的每一小段影片流的视差速度(DS)不尽相同，且视觉疲劳估算值(fa)与视差速度(DS)不是等比例的关系时（举例而言，当视差速度(DS)达到某一个数值以上，视觉疲劳估算值(fa)会大幅增加时），视觉疲劳估算值(fa)的计算方式可依据视差速度(DS)的大小给予不同的视差速度权重(V_i)。在实例4中，视觉疲劳估算值(fa)的计算公式为：fa＝DS_iV_i，而视觉疲劳估算值(Fa)的计算公式为：

（公式6.3），其中V_i为视差速度权重(V_i≧1)，T₁=开始时间，T₂=结束时间。

图4为受试者HFC变化量(change of High Frequency Component)与视差速度之间的关系图。请参照图4，本实例通过进行人因实验的数据，经ANOVA检测得到受试者HFC变化量(change of High Frequency Component)与视差速度（DS1、DS2、DS3）的关系为非线性关系。此处，HFC的定义为1.0Hz至2.1Hz或者1.0Hz至2.3Hz，HFC与水晶体、睫状肌或环状饥的机械弹性有关。换言之，视差速度(DS)在眼球睫状肌疲劳度的关系为非等比例关系。详言之，在实例4中，受试者观看双重视图且具有柱状透镜的(2-view lenticular)24英寸裸视立体显示器，且立体显示器所显示的动态主体物件的视差速度(DS)可为DS1、DS2、DS3。根据检测结果，动态主体物件的视差速度(DS)对于眼球睫状肌疲劳度在统计上有显著的影响关系。

如图4所示，当视差速度(DS)为DS1时，观看者的睫状肌疲劳程度较低，当视差速度(DS)增加到DS2或DS3时，观看者的睫状肌疲劳程度较高。

假设立体影片中某段时间区间内的每一小段时间内的影片流的视差速度(DS)分布在DS1至DS3之间，当影片流的视差速度(DS)落在DS1至DS2的范围内时，视差速度权重V_i应选择较低的数值，以计算出此一小段影片流的视觉疲劳估算值(fa)；当影片流的视差速度(DS)落在DS2至DS3的范围内时，视差速度权重V_i应选择较高的数值，以计算出另一小段影片流的视觉疲劳估算值(fa)。举例而言，视觉疲劳估算值(fa)可以是视差速度(DS)的2次或更高次函数（非线性关系）。

承上述，整体视觉疲劳估算值(Fa)可再由公式

计算方式而得。

【实例5】

利用视差估算单元102（绘示于图3）计算出某一时间区间内的每一小段时间内的影片流的视差速度(DS)，除了视差速度权重(V_i)之外，尚可进一步考虑时间权重(R_T)。在实例5中，整体视觉疲劳估算值(fa)与整体视觉疲劳估算值(Fa)的计算公式为：fa=DS_TiR_TV_i，

（公式6.4），其中时间权重R_T≧1，视差速度权重V_i≧1，T₁=开始时间，T₂=结束时间。此外，在实例5中，视觉疲劳估算值(fa)可以是视差速度(DS)的2次或更高次函数（视觉疲劳估算值(fa)与V_i为非线性关系），且视觉疲劳估算值(fa)可以是时间(T)的2次或更高次函数（视觉疲劳估算值(fa)与R_T为非线性关系）。

【实例6】

利用视差估算单元102（绘示于图3）计算出某一时间区间内的每一小段时间内的影片流的视差速度(DS)，在此时间区间内，每一小段时间内的动态主体物件具有不同视差速度(DS)以及不同视差范围(D)。当视差速度(DS)、视差范围(D)分别对视觉疲劳估算值(fa)有不同的影响力，但视差速度(DS)、视差范围(D)二者之间无交互作用效应时，视觉疲劳估算值(fa)的计算方式是给予各每一段影片流不同的视差范围权重(W_d)以及视差速度权重(V_i)，而视觉疲劳估算值(Fa)的计算方式则是将视觉疲劳估算值(fa)进行加总。在实例6中，视觉疲劳估算值(fa)的计算公式为：fa=DS_diW_dV_i，而视觉疲劳估算值(Fa)的计算公式为：

（公式6.5），其中视差范围权重W_d≧1，且视差速度权重V_i≧1。

图5为受试者主观疲劳（分数）、视差范围与视差速度之间的关系图。请参照图5，本实例通过进行人因实验的数据，经ANOVA检测得到受试者主观疲劳(Subjective fatigue)、视差范围(D)与视差速度（DS1、DS2、DS3）的关系为非线性关系。详言之，在实例6中，受试者观看双重视图且具有柱状透镜的(2-view lenticular)24英寸裸视立体显示器，而立体显示器所显示的动态主体物件的视差速度(DS)可为DS1、DS2、DS3，且立体显示器所显示的动态主体物件的视差范围(D)可为D1与D2。根据检测结果，动态主体物件的视差范围(D)对于眼球睫状肌疲劳度在统计上有显著的影响关系，且动态主体物件的视差速度(DS)对于眼球睫状肌疲劳度在统计上有显著的影响关系。

如图5所示，当视差范围(D)为D1时，观看者的主观疲劳较低，当视差范围(D)增加到D2时，观看者的主观疲劳较高。此外，当视差速度(DS)为DS1时，观看者的主观疲劳较低，当视差速度(DS)增加到DS2或DS3时，观看者的主观疲劳较高。

假设立体影片中某段时间区间内的每一小段影片流的视差速度(DS)分布在DS1至DS3之间，且视差范围(D)介于D1与D2之间，当影片流的视差范围(D)落在D1附近时，视差范围权重W_d应选择较低的数值；当影片流的视差速度(D)落在D2附近时，视差范围权重W_d应选择较高的数值。此外，当影片流的视差速度(DS)落在DS1至DS2的范围内时，视差速度权重V_i应选择较低的数值；当影片流的视差速度(DS)落在DS2至DS3的范围内时，视差速度权重V_i应选择较高的数值。举例而言，视觉疲劳估算值(fa)可以是视差速度(DS)的2次或更高次函数（非线性关系），而视觉疲劳估算值(fa)可以是视差范围(D)的2次或更高次函数（非线性关系）。

承上述，整体视觉疲劳估算值(Fa)可再由公式

计算方式而得。

【实例7】

利用视差估算单元102（绘示于图3）计算出某一时间区间内的每一小段时间内的影片流的视差速度(DS)，此时间区间内的每一小段时间内的动态主体物件具有不同的视差速度(DS)以及不同运动视差范围(D)，且视差速度(DS)与视差范围(D)之间有着强烈交互效应。意即，当视差范围(D)小时，视差速度(DS)变大或变小对视觉疲劳无影响，但当视差范围(D)大时，视差速度(DS)的大小就成为影响视觉疲劳的关键因素。在此情况下，当视差范围(D)小时，视觉疲劳估算值(fa)的计算公式为：

（公式6.7），而当视差范围大（假设大于一预设值d）时，视觉疲劳估算值(fa)的计算公式为：

（公式6.6）其中视差范围权重W_d≧1，视差速度权重V_i≧1。

承上述，整体视觉疲劳估算值(Fa)可再由公式计算方式而得。

图6为受试者主观疲劳（分数）、视差范围与视差速度之间的关系图。请参照图6，本实例通过进行人因实验的数据，经ANOVA检测得到受试者主观疲劳(Subjective fatigue)、视差范围(D1、D2、D3)与视差速度（DS1、DS2、DS3）的关系为非线性关系。详言之，在实例7中，受试者观看50英寸非裸视立体shutter显示器，而立体显示器所显示的动态主体物件的视差速度(DS)可为DS1、DS2、DS3，且立体显示器所显示的动态主体物件的视差范围(D)可为D1、D2、D3。根据检测结果，动态主体物件的视差速度(DS)与视差范围(D)在统计上具有强烈显著的交互作用。

如图6所示，当动态主体物件的运动视差范围在D1时，不同视差速度DS1、DS2、DS3所对应到的主观疲劳并无十分显著的差异；当动态主体物件的运动视差达到D2时，视差速度DS1所对应到的主观疲劳明显较低，而视差速度DS2、DS3所对应到的主观疲劳明显较高；当动态主体物件的运动视差达到D3时，视差速度DS1所对应到的主观疲劳明显较低，视差速度DS3所对应到的主观疲劳明显较高，而视差速度DS2所对应到的主观疲劳明显介于前述二者（DS1、DS3）之间。

当影片流的视差范围(D)落在D1附近时，由于视差范围较小，故视差速度(DS1、DS2、DS3)对于主观疲劳的影响不大，此时，视觉疲劳估算值(fa)可采用一种计算方式。当影片流的视差范围(D)落在D2、D3附近时，由于视差范围较大，故视差速度(DS1、DS2、DS3)对于主观疲劳的影响甚，此时，视觉疲劳估算值(fa)可采用另外一种计算方式。

【实例8】

利用视差估算单元102（绘示于图3）计算出某一时间区间内的每一小段时间内的影片流的视差速度(DS)与视差范围(D)，除了视差速度(DS)、视差范围(D)之外，实例8进一步考虑每一小段时间内的影片流的时间权重(R_T)。换言之，实例3与实例6可整合以计算出视觉疲劳估算值(Fa)。在本实例8中，视觉疲劳估算值(fa)的计算公式为：fa=DS_TdiR_TW_dV_i，而视觉疲劳估算值(Fa)的计算公式为：

（公式6.8），其中时间权重R_T≧1，视差范围权重W_d≧1，视差速度权重V_i≧1，T₁=开始时间，T₂=结束时间。

在实例8中，视觉疲劳估算值(fa)可以是视差速度(DS)的2次或更高次函数（非线性关系），而视觉疲劳估算值(fa)可以是视差范围(D)的2次或更高次函数（非线性关系），且视觉疲劳估算值(fa)可以是时间(T)的2次或更高次函数（非线性关系）。

【实例9】

利用视差估算单元102（绘示于图3）计算出某一时间区间内的每一小段时间内的影片流的视差速度(DS)，并且考虑其动态主体物件运动的方向是往负视差方向（意即，逐渐接近观测者方向）或往正视差方向（意即，逐渐远离观测者方向），不同的运动方向给予不同的权重Q_j。一般说来，当动态主体物件往靠近观看者的方向运动时，对于观看者所造成的视觉疲劳估算值(fa)较高，故权重Q_j应选择较高的数值；当动态主体物件往远离观看者的方向运动时，对于观看者所造成的视觉疲劳估算值(fa)较低，故权重Q_j应选择较低的数值。

在实例9中，视觉疲劳估算值(fa)的计算公式为：fa＝DS_iQ_j，而视觉疲劳估算值(Fa)的计算公式为：

（公式6.9），其中Q_j为该视差速度权重(Q_j≧1)，T₁=开始时间，T₂=结束时间。

【实例10】

利用视差估算单元102（绘示于图3）计算出某一时间区间内的每一小段时间内的影片流的视差加速度(DA)，视差加速度(DA)可以是该段时间内的平均视差加速度、最大视差加速度等等。在实例10中，视觉疲劳估算值Fa的计算公式为：Fa=fa=DA。此外，在实例10中，视差加速度(DA)的计算方式与实例1至实例9中视差速度(DS)的计算方式类似，故于此不再一一赘述视差加速度(DA)的计算方式。

基于上述，由于本发明根据视差速度或视差加速度来计算视觉疲劳估算值，因此本发明的播放方法以及控制系统可以有效地降低观看者的视觉疲劳。

虽然本发明已以实施例公开如上，然其并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的变更与修改，故本发明的保护范围当以权利要求为准。

Claims (18)

1.一种立体影片播放方法，其特征在于，包括：

计算立体影片中至少其中一段连续影片的视差速度或视差加速度；

根据该视差速度或视差加速度，计算出观看者的视觉疲劳估算值；以及

根据该视觉疲劳估算值，控制该立体影片的后续播放。

2.如权利要求1所述的立体影片播放方法，其特征在于，该视差速度包括平均视差速度、最大视差速度及/或最小视差速度。

3.如权利要求1所述的立体影片播放方法，其特征在于，该视差加速度包括平均视差加速度、最大视差加速度及/或最小视差加速度。

4.如权利要求1所述的立体影片播放方法，其特征在于，该视觉疲劳估算值的计算方法包括：

根据公式(1)计算出视觉疲劳估算值(fa)，其中公式(1)为fa=f(DS)，而fa为观看者在观看该段连续影片中每一小段时间之后的视觉疲劳估算值，且DS为该段连续影片中每一小段时间的视差速度；以及

根据公式(2)计算出整体视觉疲劳估算值(Fa)，其中公式(2)为Fa=f(fa,T)，而T为该段连续影片的播放时间。

5.如权利要求1所述的立体影片播放方法，其特征在于，该视觉疲劳估算值的计算方法包括：

根据公式(3)计算出视觉疲劳估算值(fa)，其中公式(3)为fa=f(DA)，而fa为观看者在观看该段连续影片中每一小段时间之后的视觉疲劳估算值，且DA为该段连续影片中每一小段时间的视差加速度；以及

根据公式(4)计算出整体视觉疲劳估算值(Fa)，其中公式(4)为Fa=f(fa,T)，而T为该段连续影片的播放时间。

6.如权利要求1所述的立体影片播放方法，其特征在于，该视觉疲劳估算值的计算方法包括：

根据公式(5)计算出视觉疲劳估算值(fa)，其中公式(5)为fa=f(DS,X)，而fa为观看者在观看该段连续影片中每一小段时间之后的视觉疲劳估算值，DS为该段连续影片中每一小段时间的视差速度，且X包括时间、视差速度、时间权重、视差速度权重、视差范围权重、视差平均位置以及视差方向至少其中之一；以及

根据公式(6)计算出整体视觉疲劳估算值(Fa)，其中公式(6)为Fa=f(fa,T)，而T为该段连续影片的播放时间。

7.如权利要求5所述的立体影片播放方法，其特征在于，该整体视觉疲劳估算值是根据公式(6.1)计算，公式(6.1)为

DS_T为视差速度，而T1为该段连续影片的开始时间，且T2为该段连续影片的结束时间。

8.如权利要求5所述的立体影片播放方法，其特征在于，该整体视觉疲劳估算值是根据公式(6.2)计算，公式(6.2)为

DS_T为视差速度，R_T为时间权重，而T1为该段连续影片的开始时间，且T2为该段连续影片的结束时间。

9.如权利要求5所述的立体影片播放方法，其特征在于，该整体视觉疲劳估算值是根据公式(6.3)计算，公式(6.3)为

DS_i为视差速度，V_i为视差速度权重，而T1为该段连续影片的开始时间，且T2为该段连续影片的结束时间。

10.如权利要求5所述的立体影片播放方法，其特征在于，该整体视觉疲劳估算值是根据公式(6.4)计算，公式(6.4)为

DS_T为视差速度，R_T为时间权重，V_i为视差速度权重，而T1为该段连续影片的开始时间，且T2为该段连续影片的结束时间。

11.如权利要求5所述的立体影片播放方法，其特征在于，该整体视觉疲劳估算值是根据公式(6.5)计算，公式(6.5)为 DS_di为视差速度，W_d为视差范围权重，V_i为视差速度权重，而T1为该段连续影片的开始时间，且T2为该段连续影片的结束时间。

12.如权利要求5所述的立体影片播放方法，其特征在于，该整体视觉疲劳估算值的计算方法包括：

当视差范围大于预设值时，该整体视觉疲劳估算值是根据公式(6.6)计算，公式(6.6)为

DS_di为视差速度，W_d为视差范围权重，V_i为视差速度权重，而T1为该段连续影片的开始时间，且T2为该段连续影片的结束时间；以及

当视差范围小于该预设值时，该整体视觉疲劳估算值是根据公式(6.7)计算，公式(6.7)为 $\mathrm{Fa}={\mathrm{\Σ}}_{T_1}^{T_2}$ $\mathrm{fa}={\mathrm{\Σ}}_{T_1}^{T_2}{\mathrm{DS}}_{\mathrm{di}}.$

13.如权利要求5所述的立体影片播放方法，其特征在于，该整体视觉疲劳估算值是根据公式(6.8)计算，公式(6.8)为

DS_Tdi为视差速度，W_d为视差范围权重，R_T为时间权重，V_i为视差速度权重，而T1为该段连续影片的开始时间，且T2为该段连续影片的结束时间。

14.如权利要求5所述的立体影片播放方法，其特征在于，该整体视觉疲劳估算值是根据公式(6.9)计算，公式(6.9)为 DS_i为视差速度，Q_j为视差方向权重，而T1为该段连续影片的开始时间，且T2为该段连续影片的结束时间。

15.如权利要求1所述的立体影片播放方法，其特征在于，该视觉疲劳估算值的计算方法包括：

根据公式(7)计算出视觉疲劳估算值(fa)，其中公式(7)为fa=f(DA,X)，而fa为观看者在观看该段连续影片中每一小段时间之后的视觉疲劳估算值，且DA为该段连续影片中每一小段时间的视差加速度，且X包括时间、视差速度、时间权重、视差速度权重、视差范围权重、视差平均位置以及视差方向至少其中之一；以及

根据公式(8)计算出整体视觉疲劳估算值(Fa)，其中公式(8)为Fa=f(fa,T)，而T为该段连续影片的播放时间。

16.如权利要求1所述的立体影片播放方法，其特征在于，该段连续影片的视差速度或视差加速度是针对该段连续影片的全部区域进行计算而得。

17.如权利要求1所述的立体影片播放方法，其特征在于，该段连续影片的视差速度或视差加速度是针对该段连续影片的局部区域进行计算而得。

18.一种控制系统，用以控制立体影片的播放，其特征在于，该控制系统包括：

立体影片流输入单元；

视差估算单元，与该立体影片流输入单元耦接，该视差估算单元计算出该立体影片中至少其中一段连续影片的视差速度或视差加速度；

视觉疲劳估算单元，与该视差估算单元耦接，该视觉疲劳估算单元根据该视差速度或视差加速度，计算出出观看者的视觉疲劳估算值；

疲劳恢复控制单元，与该立体影片流输入单元以及该视觉疲劳估算单元耦接，该疲劳恢复控制单元根据该视觉疲劳估算值，控制该立体影片的后续播放；以及

立体影片流显示单元，与该疲劳恢复控制单元耦接。

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