CN104185987A - 具有位置追踪的多用户自动立体显示 - Google Patents

Abstract

显示设备（120）具有3D显示器（160），其用于发射3D图像数据的至少两个视图，以使得能够实现3D图像数据在多个观看位置（182,184）处的自动立体观看。处理器（140）处理3D图像数据（122）以用于生成供在3D显示器上显示的视图，并且观看者检测器（130）检测3D显示器前方的观看者的观看者位置。处理器具有用于检测和解决观看者位置冲突的观看者冲突检测器（141）。检测器经由观看者检测器至少获取第一观看者的第一观看者位置，并且检测其中所述第一视图和第二视图不为第一观看者提供3D效果的第一观看者位置处的观看者位置冲突。如果这样，检测器依赖于所检测的观看者位置冲突控制生成视图。如由第一观看者所接收的所述至少两个视图中的至少一个被动态修改以发信号通知或解决冲突。

Description

具有位置追踪的多用户自动立体显示

技术领域

本发明涉及用于处理三维[3D]图像数据的设备和方法。本发明还涉及包括3D显示器、处理器以及观看者检测器的显示设备，所述3D显示器用于发射3D图像数据的至少两个视图，所述视图使得能够实现观看者在多个观看位置处的3D图像数据的自动立体观看，所述观看者经由左眼感知所述至少两个视图中的第一视图以及经由右眼感知所述至少两个视图中的第二视图以提供3D效果，所述处理器用于处理3D图像数据以用于生成供3D显示器上显示的至少两个视图，所述观看者检测器用于检测观看者在3D显示器前方的观看者位置。

3D显示器以及特别是装配有3D显示器的电视因为它们向观看者提供深度的立体感知而在消费者当中日益受到欢迎。通常护目镜是所需要的，但是观看者倾向于偏好没有附加眼镜的系统。为了该目的，所谓的自动立体3D显示器包括用于至少提供场景的左视图和右视图的光学部件，例如，双凸透镜阵列或定向射束。这使得观看者在正确定位时能够通过每只眼睛看到不同的图像。

背景技术

有时被称为自动多视觉显示器的某些自动立体显示器提供相同场景的多个视图，而非仅仅左视图和右视图。这允许观看者采取观看锥体中的多个位置，即在显示器前方左右移动，同时仍旧获取场景的立体感知。

然而，并非观看者所采取的所有位置都等同地适于获取场景的立体感知。特别地，当显示器被布置用于将观看锥体重复为一系列的观看锥体时，观看者可以定位成使得例如左眼感知给定观看锥体的最外面的右手视图，并且右眼感知邻近观看锥体的最外面的左手视图。在那里观看者定位在锥体转换处。在这样的观看位置处，观看者获取场景的所谓幻视（pseudoscopic）感知，其中场景通常看似具有深度，然而这是不正确的。已知幻视感知会引起头痛和其它视觉疲劳的症状。

尽管由幻视感知所引起的上述视觉疲劳，但这对于定位在幻视观看位置处的观看者而言不总是明显的。

US 6,055,013公开了一种在每个波瓣中（即，在每个观看锥体中）提供四个视图的自动立体显示器。据说观察者在幻视观看位置存在于邻近波瓣之间的边界处的情况下具有广范围的观看自由度。一项技术被说明以用于向观察者提供幻视位置的视觉指示。为了该目的，视差光学件被布置用于提供在中心波瓣中为暗的指示，而在邻近波瓣中该指示为亮。接下来的波瓣然后再次为暗，以此类推。因此，在幻视观看位置处，观察者的至少一只眼睛看见非黑的位置指示。US 6,055,013的技术因此允许观察者在期望的立体观看位置和非期望的幻视观看位置之间进行区分。

US 2004/0252187描述了一种正面投影显示器，其能够通过使用时序复用将观看者空间分割成段。每个段接收不同的全分辨率图像流。该系统将像素生成机制与旋转微镜阵列相组合，该阵列穿过用户空间扫描像素以提供用于自动立体3D的操作模式。该系统具有确定用户相对于屏幕的位置的观看者检测器，该位置通过头部追踪获得。位置数据用于为每个具体用户再现定制视图。因此，该系统基于用户相对于屏幕的位置产生许多顺序视图透视。另外，“后退”情境被描述以用于没有用户被标识的情形。

发明内容

以上技术的问题是其不适于为在任意观看位置处的观看者提供多个视图。

本发明的目的是提供如开头段落中所描述的显示设备，其中该设备还包括观看者冲突检测器，其被布置用于经由观看者检测器至少获取第一观看者的第一观看者位置，检测其中所述第一视图和第二视图不向第一观看者提供3D效果的第一观看者位置处的观看者位置冲突，以及依赖于所检测的观看者位置冲突通过修改如由第一观看者所接收的所述至少两个视图中的至少一个来控制生成视图。

观看者冲突检测器使用观看者检测器检测显示器前方的至少一个观看者。随后，观看者冲突检测器确定在观看者位置处向观看者提供的视图是否确实提供正确的3D效果。每当观看者冲突检测器确定所需的3D效果未被提供时，观看者冲突检测器命令处理器修改由第一观看者所接收的视图中的至少一个。例如，警告能够被动态插入在由所述第一观看者感知的一个视图中。有利地，观看者冲突检测器确定一个或多个观看者存在于相应位置处，并且进一步确定是否每一个观看者感知到3D效果。如果不是，观看者冲突检测器选择性地修改视图中的至少一个，例如以向相应的观看者指示他没有接收3D效果，或者以提供正确的2D效果而非幻视效果。

可选地，处理器被布置用于通过改变所述至少两个视图中的至少一个的所述修改，以用于指示3D效果未被提供。这具有以下效果，即仅接收所述至少两个视图中的另一个的其他观看者不被所述修改所烦扰。

可选地，3D显示器为多视图显示器，其被布置用于在观看锥体中邻近地发射3D图像数据的多于两个视图的系列，该视图系列使得能够实现3D图像数据在观看锥体中的多个观看位置处的自动立体观看，并且其中观看者冲突检测器被布置用于检测其中所述第一视图为来自第一锥体的第一锥体视图并且第二视图为来自第二锥体的第二锥体视图的第一观看者位置处的观看者位置锥体冲突。应注意，由于生成所述锥体的机制（例如，所述双凸透镜阵列），这样的观看锥体时常邻近于另外的观看锥体。在边界上，当所述第一视图为来自第一锥体的第一锥体视图并且第二视图为来自第二锥体的第二锥体视图时，观看者感知到幻视效果。有利地，设备检测用户在这样的位置处，并修改视图。

可选地，观看者冲突检测器被布置用于在检测观看者位置锥体冲突时，控制处理器通过以下各项中的至少一个修改第一锥体视图和第二锥体视图中的至少一个

-在相应锥体视图上覆盖图形元素；

-在相应锥体视图上覆盖文本消息；

-反转相应锥体视图；

-改变相应锥体视图的图像内容。

有利地，以上修改提供了向观看者指示他在其中3D效果未被正确提供的冲突位置处的切实可行的方式。

可选地，观看者冲突检测器被布置用于在检测观看者位置锥体冲突时，控制处理器通过向第一锥体视图和第二锥体视图二者提供相同的图像内容来修改第一锥体视图和第二锥体视图中的至少一个以为观看者生成2D效果。有利地，具有观看者位置锥体冲突的观看者不再感知幻视效果，而是2D效果。3D效果的缺乏可能对于所述观看者而言正好是可接受的，或者他可以移动到不同的位置。

可选地，观看者冲突检测器被布置用于在检测观看者位置锥体冲突时，控制处理器通过以下各项中的至少一个修改第一锥体视图和第二锥体视图中的至少一个

-改变相应锥体视图的亮度；

-改变相应锥体视图的颜色。

有利地，这样的改变对于在冲突位置处的观看者是清楚可见的。

可选地，观看者冲突检测器被布置用于

-经由观看者检测器至少获取第二观看者的第二观看者位置，

以及用于在检测观看者锥体位置冲突时，

-选择第一锥体视图和第二锥体视图中的一个使得所选择的锥体视图不是由第二观看者感知的视图，

-控制处理器仅修改所选择的锥体视图。

有利地，第二观看者不受所述修改视图影响。

可选地，3D显示器为顺序视图显示器，其被布置用于经由至观看者的左眼的相应第一定向射束以及至右眼的相应第二定向射束连续发射左视图和右视图，视图通过结合相应定向射束使得能够实现3D图像数据在相应观看位置处的自动立体观看，并且

其中观看者冲突检测器被布置用于

-经由观看者检测器至少获取第二观看者的第二观看者位置，

-检测其中第一观看者位置处的一个视图与所述第二观看者位置处的一个视图重合的观看者位置射束冲突。

其中的每一个针对观看者的相应眼睛的顺序视图的效果在于观看者在没有任何镜片的情况下感知3D效果，并且还在显示器的全分辨率处。观看者冲突检测器现在确定第一和第二观看者位置，并且如果第一用户的左眼在其中它与第二用户的右眼接收相同的视图的位置处，顺序视图显示器不能将不同的视图引导到这样的眼睛。因此，如果由一个相应定向射束生成的具体视图到达两个不同的相应眼睛，观看者位置射束冲突被检测到。

可选地，观看者冲突检测器被布置用于在检测观看者位置射束冲突时，控制处理器向第一视图和第二视图二者提供相同的图像内容以为要么第一观看者要么第二观看者提供2D效果，同时为所述第一和第二观看者中的其他观看者提供3D效果。

可选地，处理器被布置用于基于以下各项中的至少一个为要么第一要么第二观看者提供2D效果：

-如由第一或第二观看者设置的对于3D或2D模式的偏好；

-相应第一或第二观看者的运动；

-相应第一或第二观看者距3D显示器的距离。

有利地，具有偏好或者有利的位置的观看者，或者有可能专注于3D效果的观看者将感知3D效果，而其他用户（例如，暂时地）感知2D效果。

可选地，处理器被布置用于基于相应第一或第二观看者的年龄为要么第一要么第二观看者提供2D效果，年龄基于以下各项中的至少一个：

-相应观看者的身份和相应观看者数据；

-面部特性的检测；

-眼间距离的检测；

-如经由观看者检测器所检测的第一观看者的面部和第二观看者的面部的相对尺寸的检测。

3D效果时常被优化用于成人观看者。儿童可能具有较不佳的或者失真的3D效果，并且一些父母宁可他们的孩子不看见3D效果。有利地，系统检测观看者的年龄，并且选择性地提供3D效果。

可选地，处理器被布置用于生成至少三个不同的顺序视图，并且顺序视图显示器被布置用于连续发射所述三个顺序视图，第一和第二顺序视图二者构成一对左视图和右视图，并且第二和第三顺序视图构成另一对左视图和右视图，并且

观看者冲突检测器被布置用于控制处理器提供第二顺序视图作为所述重合视图，使得第一和第二观看者感知3D效果。顺序视图系统可以仅应用两个视图，但是更灵活的配置通过添加至少第三视图以使得构成所述视图对来实现。有利地，系统可以为射束冲突位置处的观看者提供相应不同的视图对，同时通过相应的左眼和右眼共享第二视图。因此，两个观看者将体验3D效果。

可选地，观看者检测器被布置用于基于以下各项中的至少一个检测3D显示器前方的观看者的观看者位置

-来自照相机的视频图像中的面部检测；

-来自距离传感器的距离信息；

-来自如由观看者位置处的观看者所操作的远程控制单元的用户输入；

-检测由观看者位置处的观看者定位的观看者标记对象。

观看者检测器可以确定观看者在水平（即角度）方向上的位置，而且确定观看者在距离上的位置以用于确定到达该观看者的相应眼睛的视图。观看者检测器可以包括例如基于声音或红外光的距离传感器。这样的传感器也可以提供观看者的距离和角度数据二者。而且，用户可以在其观看位置处激活或者定位远程控制单元，或者他可以限定预定的期望观看位置。而且，观看者可以定位标记对象，例如绕其颈部佩戴视觉上可检测的对象，以使得观看者检测器能够准确且可靠地检测该观看者的眼睛位置。

在本发明的另外的方面中，提供了一种处理用于显示设备的3D图像数据的方法，该设备包括3D显示器以及观看者检测器，所述3D显示器用于发射3D图像数据的至少两个视图，所述视图使得能够实现观看者在多个观看位置处的3D图像数据的自动立体观看，所述观看者经由左眼感知所述至少两个视图中的第一视图并且经由右眼感知所述至少两个视图中的第二视图以提供3D效果，所述观看者检测器用于检测3D显示器前方的观看者的观看者位置，所述方法包括处理3D图像数据以用于生成供在3D显示器上显示的至少两个视图，其中该方法还包括通过以下各项检测观看者冲突的步骤

-经由观看者检测器至少获取第一观看者的第一观看者位置，

-检测其中所述第一视图和第二视图不为第一观看者提供3D效果的第一观看者位置处的观看者位置冲突，以及

-依赖于所检测的观看者位置冲突，通过修改如由第一观看者所接收的所述至少两个视图中的至少一个来控制生成视图。

在本发明的另外的方面中，提供了一种包括用于使处理器系统执行所阐述的方法的指令的计算机程序。该计算机程序可以体现在计算机可读介质上。

根据本发明，被处理的3D图像数据在用于发射3D图像数据的一系列视图的3D显示器上是可显示的，例如，自动立体多视图3D显示器。这样，3D图像数据可以为所谓的包括用于每一个视图的图像数据的多视图图像数据。这样的3D图像数据可以直接显示在自动立体多视图显示器上。可替换地，3D图像数据可以是包括用于左视图和右视图的图像数据的立体图像数据，或者是二维[2D]图像数据加深度数据。这样的3D图像数据可能需要被处理以获取视图系列。为此目的，3D显示器可以在立体图像数据的情况下采用所谓的视图内插，或者在2D图像数据加深度数据的情况下采用所谓的视图再现。将领会，以上技术从3D图像/视频处理领域，以及特别地3D图像/视频转换领域是已知的。

这样的3D显示器要么顺序地要么以空间观看锥体的形式发射视图系列，即使用定向射束或者作为以锥体形方式源自3D显示器的显示平面的视图序列，即来自由3D显示器的光发射表面形成的平面。例如，五视图自动立体3D显示器的观看锥体可以包括最外面的左视图、中间左视图、中视图、中间右视图以及最外面的右视图。当定位在感知视图系列中的两个不同视图的观看位置时，例如，当通过左眼感知最外面的左视图并且通过右眼感知中间左视图，或者通过左眼感知中视图并且通过右眼感知中间右视图时，观看者获取3D图像数据的立体观看。因此，3D显示器在多个观看位置处提供立体显示。

本领域技术人员将领会，本发明的以上提及的实施例、实现和/或方面中的两个或更多个可以以被视为有用的任何方式进行组合。

本领域技术人员能够基于本描述实施对应于所描述的设备和/或3D图像数据的修改和变型的设备、3D图像数据、方法和/或计算机程序的修改和变型。根据本发明的设备和方法的另外的优选实施例在所附权利要求中给出，其公开通过引用并入于此。

附图说明

本发明的这些以及其它方面从以下描述的实施例显而易见，并将参照以下描述的实施例来阐述本发明的这些以及其它方面。在附图中，

图1示出用于处理3D图像数据的设备和用于显示3D图像数据的3D显示器以及观看者冲突检测器；

图2在顶视图中示出3D显示器和两个观看者，

图3示出观看者位置冲突的指示，

图4示出基于具有多个光源的光操纵背光的自动立体显示器，

图5示出用于检测观看者位置射束冲突的冲撞区段，

图6示出3D显示设备和观看者菜单，

图7示出包括3D显示器、广播接收器、互联网接收器、存储介质以及存储介质读取器的设备，以及

图8示出检测观看者冲突的方法。

附图纯粹是示意性的并且不是按比例绘制的。在附图中，对应于已经描述的元件的元件具有相同的参考编号。

具体实施方式

图1示出用于处理3D图像数据122的设备120。该设备包括用于发射三维[3D]图像数据的至少两个视图的3D显示器160。视图使得能够实现观看者在多个观看位置182，184处的3D图像数据的自动立体观看，观看者经由左眼感知所述至少两个视图中的第一视图并且经由右眼感知所述至少两个视图中的第二视图以提供3D效果。应注意，在较不中意的位置处，视图可能重叠，并且眼睛可以接收来自不同视图的贡献，从而引起所谓的串扰。

3D图像数据122可以为具有左视图和右视图的立体图像数据，或者为所谓的多视图图像数据，即包括用于视图系列100中的每一个视图或其子集的图像数据。尽管未在图1中示出，但是设备120可以为此目的包括视图再现器，其用于从例如2D图像数据加深度数据或者从立体图像数据生成3D图像数据122。视图再现器可以为如在WO1997/023097-A3中描述的视图再现器。

3D显示器160可以为自动立体3D显示器，并且在图1中示出为显示层162和光学层164的组合。显示层162可以是例如液晶显示（LCD）层，或有机发光二极管（OLED）层。光学层（例如，双凸透镜）在至少一个观看锥体中提供多个视图。

光学层164可以为所谓的双凸透镜阵列层，或者为视差屏障（parallax barrier）层。光学层的这些以及其它示例在自动立体3D显示器领域中是已知的。显示层162以及光学层164协作以在观看锥体180中邻近地发射3D图像数据122的一系列视图100。图1示出从3D显示器160的中心发射的单个观看锥体180。然而将领会，显示层162和光学层164协作以从位于跨3D显示器160的显示平面的多个方位发射观看锥体。例如，当光学层164包括多个微透镜时，多个微透镜中的每一个可以发射与观看锥体180等同或类似的观看锥体。然而，为了解释，图1仅示出单个观看锥体。

观看锥体180包括视图系列100。图1示出3D显示器160以及观看锥体180的自顶向下视图。因此，视图系列100包括从最右视图10直到最左视图90。视图系列100中的每一个视图被示出为近似平均分布在观看锥体180内，即以相对于观看锥体180的原点近似相等的立体角发射。然而将领会，观看锥体180内的视图系列100的其它合适的分布可以等同地是可能的。注意，什么是最右视图的分配是种选择。这样，锥体转换的方位取决于对应像素中相应视图的再现。

定位在3D显示器160之前的空间中的观看者可以通过观察视图系列100中的任何两个不同的视图获取3D图像数据122的自动立体观看，其中观看者的左眼观察所述两个视图中的左视图并且观看者的右眼观察所述两个视图中的右视图。这在观看锥体180内提供多个观看位置，在所述多个观看位置处提供自动立体观看。然而将领会，3D显示器160可以优化用于向感知视图系列中的两个邻近视图而非任何两个不同视图的观看者提供自动立体观看。

可替换地，3D显示器可以是也已知为光操纵显示器的顺序显示器，其引导光束至观看者的相应眼睛，如稍后所阐述的那样。对于光操纵系统，背单元162包括生成光的定向射束的光操纵背光，并且前面板164为LCD面板。在这样的设备中，光学件在LCD层后方。

因此，为了解释，本发明将自此被解释用于其中观看者感知视图系列中的所述两个邻近视图或相应顺序视图的观看位置。

图1示出观看位置的两个示例，即位于观看锥体180的中心轴附近的中心观看位置182以及位于观看锥体180的一侧或边缘附近的最外观看位置184。在这两个观看位置处，观看者感知视图系列中的两个邻近视图。

要注意，术语“观看位置”被理解为是指其中视图系列中的两个邻近视图能够被感知的所有位置。因此，例如，中心观看位置182被理解为是指观看者在观看锥体180内能够采取的所有位置，其中左眼感知视图系列100中的视图50并且右眼感知视图系列100中的视图40。

设备具有处理器140，其用于处理3D图像数据以用于生成供在3D显示器上显示的所述至少两个视图。设备还具有观看者检测器130，其用于检测3D显示器前方的观看者的观看者位置。观看者检测器可以包括用于获得3D显示器前方的空间的图像的照相机，并且可以包括用于处理图像和检测观看者面部的检测器软件。其它的头部追踪系统也可以被使用，并且这本身是已知的。

处理器140还包括被布置用于检测和解决观看者冲突的观看者冲突检测器141。首先，该单元经由观看者检测器130至少获取第一观看者的第一观看者位置。然后，该单元检测其中所述第一视图和第二视图不为第一观看者提供3D效果的第一观看者位置处的观看者位置冲突。最后，该单元依赖于所检测的观看者位置冲突通过处理器140控制生成视图。此外，该单元修改如由第一观看者所接收的所述至少两个视图中的至少一个。

图2在顶视图中示出3D显示器和两个观看者。3D显示器200具有像素阵列，例如LCD，其具有5个协作的子像素以在观看锥体中提供5个视图，子像素以及视图被编号为1-5。观看锥体重复，第二观看锥体通过在灰数中的重复视图5在第一观看锥体的底部处被指示。因此，如果观看者的两只眼睛在单个锥体内，观看者看到良好的立体3D。如果一只眼睛在主锥体外部，并且在另外的锥体中，观看者看到差的3D（幻视视图，也称为反立体）。

因此，如果观看者在水平方向上移动，他将感知到邻近视图的不同集合。观看者位置由观看者检测器（未示出）检测，并且假设它们在系统中相对于观看锥体的位置是已知的。第一观看者210被检测到接收第一观看锥体的视图3和4，这提供了正确的3D效果。第二观看者220被检测到接收第一观看锥体的视图1和第二观看锥体的视图5，这提供了幻视、不正确的3D效果。

当观看自动立体3D TV时，在TV前方存在提供良好的3D（立体）和差的3D（反立体）（也称为幻视或不正确的3D效果）的位置。当在观赏电影时，观看者倾向于稍微移动，并且能够（部分地）移动到反立体区中。对于观看者，观看位置不是完美的并不总是显而易见，这能够引起眼睛疲劳或者更糟糕。因此，提出在观看位置不正确时向观看者提供主动反馈。然而，在正确的观看位置中的其他观看者不应当得到该反馈。提出检测一个观看者何时位于或移动到反立体区中，并且在图像中提供反馈提示以向观看者指示他不能接收正确的3D效果。在示例中，第二观看者220的位置具有冲突，因为他接收两个不同的观看锥体的两个外视图。提出仅影响在观看锥体的边界处的那些观看者而不影响已经坐在锥体中部的那些观看者的指示。

图3示出观看者位置冲突的指示。该图具有与图2所示的类似的3D显示器。第一观看者310被检测到接收第一观看锥体的视图4和5，这提供正确的3D效果。第二观看者320被检测到接收第一观看锥体的视图1和第二观看锥体的视图5，这提供幻视、不正确的3D效果。因此，第二观看者具有观看者位置冲突。系统现在生成警告消息330，例如文本“差的位置”或类似的警告，或者图形警告符号。只要第二观看者320在冲突位置中，警告消息就被插入在视图1中。可选地，系统还可以在被感知的视图5中插入第二警告消息，例如第二警告文本340。然而，系统首先检测在冲突位置处被感知的视图1，5中的任一个是否也被至少一个其他观看者所感知。在示例中，第一观看者310也感知视图5。因此，系统仅生成和插入在视图1中的第一警告消息330。然而，如果第一观看者如图2中所示的那样接收视图3和4，警告消息二者被分别插入在视图1和5中。

因此，如果观看者移动到反立体区中，文本消息被叠加在他感知的至少一个图像上，在示例中为视图1和5。警告仅仅对于该观看者320是可见的，并且将促使他移出反立体区直到他在锥体的中心区（视图2-3-4）。那时，文本消息关闭并且观看者具有从视图1到5再次移动直到他再次跨越锥体边界的完全自由。

像以上所解释的，文本消息或者图形符号能够仅呈现给单只眼睛。例如，如果第一观看者经由视图4，5看到正确的立体，并且第二观看者经由视图5，1看到反立体，则文本消息可以仅在视图1中显示，从而不打扰第一观看者。

代替于叠加在图像上的文本消息，还存在其它选项以向观看者给出反馈以使其移出反立体区段。在实施例中，修改图像的颜色，例如反转。还可以通过黑白图像取代彩色图像。在另外的实施例中，可以改变图像内容。例如，只要观看者在观看者冲突位置处，就可以暂时显示黑色屏幕或红色屏幕。另外的可替换方案为示出闪烁的文本或符号以吸引最多的注意力。例如，符号可以是指示摆脱冲突的优选移动方向的箭头的覆盖。

在实施例中，可以通过生成具有相同内容的两个视图为冲突位置处的观看者提供有2D图像而不是3D图像。例如，在如图3中示出的示例中，视图1仅被第二观看者的右眼所使用。因此，视图1的内容可以从视图5复制。因此，第二观看者的两只眼睛将接收相同的图像，所以2D（单）效果将被感知。第一观看者仍旧接收3D效果，因为视图4和5未受影响。

图4示出基于具有多个光源的光操纵背光的自动立体显示器。在该显示器中，在背光单元401中，光源411，421位于透镜403后方，并且每一个源对应于特定的方向。在透镜的前方为LCD图像显示器405。要注意，单个透镜可以照亮LCD中的大量像素，而定向射束朝向观看者的特定左眼或右眼生成。LCD顺序显示左视图和右视图。在显示左视图的时间期间可以激活若干光源以将相应射束引导至观看者的左眼。当显示器在下个片刻显示右视图时，对应的光源被激活。

图4图示了具有两个同时的观看者410，420的顺序光操纵系统。通过时间顺序地表示左图像和右图像，为这两个观看者提供立体状3D图像。让我们假设LCD具有240Hz的刷新率。在该情况下，LCD将显示左眼图像1/120秒，如由从光源到眼睛的实线所指示。在该间隔期间，对应于观察者410和420左眼方向的光源闪动。在下一个1/120秒中，当对应于右眼方向的光源被接通时，右眼图像被显示，如由从光源到眼睛的虚线所指示。通过时间顺序地重复该过程，观察者看到左眼以及右眼中的黑框，其与左眼中的黑框和右眼中的图像以1/120 s交替。

图4中的显示器使用背光中的光源的空间复用以寻址（address）不同的观看方向。在示例中，观看方向之间的空间分离足以为两个观察者提供有立体状质量3D。然而，如果第一观察者410的右眼与第二观察者420的左眼处于相同的角度，则只有一个观看者能够被服务有立体。在接近于这种情形的角度处，串扰可能被任一或两个观看者可见。结果，同时向两个观察者提供有良好的立体质量实际上是不可能的。两个观看者的这样的位置被称为观看者位置射束冲突。

存在不同的方式来应对该情形。在不采用任何预防措施的情况下，两个观察者将体验到串扰中的不合期望的增加。为了避免低劣的质量，提出将至少一个观察者从立体切换到单视场视图。这能够通过呈现立体内容的仅左图像或仅右图像来实现。换言之，当示出左（或右）图像时，对应于用于两个观察者的左眼和右眼位置二者的所有背光源被接通，而在下个场中，通过关断背光源，对应的右（或左）图像不被示出。

图5示出用于检测观看者位置射束冲突的冲撞区段。该图示出类似于图4的顺序型显示器。通过使用光源集合411，421，能够为特定观看位置处的相应观看者的特定方向生成相应的定向光束。在该图中，相应观看区段515，525已被指示用于表示其中对应的定向射束能够实现所期望的3D效果的观看位置。在根据该实施例的系统中，观看者冲突检测器被布置用于经由观看者检测器获取第一观看者位置和至少第二观看者的第二观看者位置。位置可以由观看区段515，525表示。随后，观看者冲突检测器被布置用于检测其中第一观看者位置处的一个视图与所述第二观看者位置处的一个视图重合的观看者位置射束冲突。在该图中，在这样的冲突观看位置处的观看者的观看区段将部分重叠。

确定是否从立体切换到单视场视图的方式是限定观察者周围的固定区域观看区段515，525或冲撞区段。图5图示了楔形冲撞区段的使用。想法是为两个观察者呈现有立体内容，只要冲撞区域不重叠即可。当区域重叠时，至少一个或两个观察者被呈现有单视场模式。

该实施例的扩展是计及观察者的运动。假设人B坐在沙发上且不移动。另一方面，人A正在从左向右步行且某个时刻经过B的观看方向。在该情况下，为B给出在接收良好图像质量方面较高的优先级是有意义的。这背后的原因是B在观赏屏幕时存在比A高得多的改变。另外，在移动时图像质量的降级很可能看起来是可接受的。最后，无论如何，追踪移动的人使单视场回退情境有吸引力在技术上更具挑战性。以类似的方式，可以使用用于引起注意的其它线索。在坐着和移动的人的情况下，在竖直位置的分段上（即坐着对比站着）进行优先化是有意义的。

在另外的实施例中，如果人A朝向人B移动，但是决定不再次匆忙离开B的冲撞区段，两个观察者被切换到单视场视图。这里，人们可以想到人A靠近B坐下。在该情况下，观察者A继续接收串扰失真图像将是不合期望的。该问题可以通过在计时器上设置阈值来解决，所述计时器登记两个冲撞区段之间存在重叠的时间。该时间延迟在使系统对噪音较不敏感方面也是有利的，这否则可以在人接近彼此时引入随机频繁的切换。当人移动分开且在冲撞区段中不存在重叠时，再次启用立体模式是有意义的。为了最小化由切换引入的注意力分散，提出等待场景转换。除了计时器之外，还可以使用场景转换以触发向单视场模式的转换，或回到立体模式。

图6示出3D显示设备和观看者菜单。3D显示设备610提供3D电视单元的示例。在显示屏幕上示出菜单。菜单的左侧示意性地示出当前被选择为接收3D模式中的图像数据的两个观看者。菜单的右侧示出当前被设置成接收图像数据的2D版本的观看者。菜单可以使得能够改变用于每个观看者的设置。菜单的示意性表示使得能够控制观察者特定的2D/3D设置。TV示出所有观察者的特写。通过远程控制，观察者能够被划分成两组。

实施例使得能够实现观察者之间的另一种类型的交互，其为他们对于3D的偏好。通过将头部追踪器单元与面部识别结合，在不同的观察者之间进行区分是可能的。以这种方式，例如，向某些观察者呈现有单视场图像而其他人接收立体内容是可能的。图6示出能够用于在单视场组和立体组中对所检测的观察者进行分组的屏上菜单的示例。相同的方法能够用于将例如儿童排除到在立体3D模式下进行观赏之外。当所观察的用于立体状内容的深度随着距屏幕的距离减小时，切换到用于过于接近屏幕的观察者的单视场模式是有意义的。如果观察者过于远离，这也可以使用。在该情况下，眼睛之间的角度分离变得如此之小以至于串扰不能够避免。可选地，通过使用较快的显示器，包括在不同深度处再现的附加视图也是可能的。通过为不同的观看者选择相应的视图对，为不同的观察者提供不同量的深度是可能的。例如，系统可以为每个单独的观看者选择恰当的视图集。

如以上所描述的，考虑和增强多个观看者相对于显示器位于相同的外侧角的情形。另外，基于面部识别的用户特定3D设置已被描述。

所提出的系统应用于自动立体显示器的类别，其使用头部或瞳孔追踪以向观察者的左眼和右眼传送图像。更具体地，实施例是使用背光光操纵以将光引导到每一只眼睛中的自动立体显示器类别。示例配置为在透镜阵列后方使用多个可切换的光源以操纵光。这样的显示器的示例在以下文档中讨论：来自SeeReal Technologies GmbH（德国）的Hagen Stolle，Jean-Christophe Olaya，Steffen Buschbeck，Hagen Sahm，Dr. Armin Schwerdtner的“Technical solutions for a full-resolution auto-stereoscopic 2D/3D display technology（用于全分辨率自动立体2D/3D显示技术的技术解决方案）”，其在http://www.seereal.biz/en/autostereoscopy/papers/EI08%206803-24%20Web.pdf处可得到。头部追踪器用于建立观看者相对于屏幕的位置或方向。通过寻址适当的光源，光被操纵至要么左眼要么右眼。以这种方式，时序地向观看者供应立体状3D图像是可能的。视图顺序3D显示器的另外的示例在以下文档中描述，Travis，N. Emerton，T. Large，S. Bathiche的“The design of backlights for view-sequential 3D（用于视图顺序3D的背光的设计）”，其在http://download.microsoft.com/download/D/2/E/D2E425F8-CF3C-4C71-A4A2-70F9D4081007/Backlightforviewsequentialautostereo.docx处可得到。

通过光源的空间复用，光操纵能够用于向多个观看者同时供给立体状3D图像。这至少在观看者相对于屏幕位于明显可分离的方向上时是可能的。然而，如果到观察者的方向变得过于类似，单独寻址左眼和右眼不再可能。更具体地，意图用于一个观察者的右眼的光将开始与其它观察者的左眼的光空间重叠，或者反之亦然。这将引入“串扰”以及因此的3D性能的降级。在最糟糕的情况下，观察者中的一个看到反立体。

已经被标识用于多个观看者的情况的另一种类型的交互是他们对于要么2D要么3D观赏的偏好。体视学不处理在真实世界中可用的所有视觉提示。不同深度提示之间的冲突可以导致视觉不适。由于一些人对于这比其他人更敏感，他们对于3D的偏好可能不同。同样，系统引入的伪像可以导致不同的偏好。最后，每一个人的深度感知将取决于他们到屏幕的距离。靠近屏幕的观察者可以感知到比所期望的更大的深度。

由于通过相同的投影为所有任意方位处的观看者实现良好的3D性能是不可能的，因此以上描述的系统检测冲突位置并且随后向相同方向上的一些观察者提供单视场视图或警告信号。观赏2D或3D内容的不同偏好之间的冲突能够通过将头部追踪与面部识别方案耦合来解决。

图7示出设备700，其包括用于显示3D图像数据122的3D显示器160，用于从广播传输712接收3D图像数据的广播接收器710，用于从互联网716接收3D图像数据的互联网接收器714以及用于从存储介质720读取3D图像数据的存储介质读取器718。然而将领会，设备700可以仅包括所述部件的子集而不是包括所有的前述部件。设备700可以是例如包括基于透镜的多视图3D显示器160的3D电视。设备700还可以包括例如蓝光播放器、蓝光记录器、机顶盒、个人计算机、硬盘记录器等。尽管未在图7中示出，设备700可以包括用户输入装置，其用于允许用户命令观看者冲突检测器140要么开启要么关掉观看者冲突的检测，或者设置任何其它用户偏好。用户输入装置可以是远程控制信号接收器，其用于允许用户使用远程控制命令观看者冲突检测器140。

广播接收器710可以是任何合适的类型，例如，用于接收陆地、卫星或线缆广播。互联网接收器714也可以是任何合适的类型，并且可以包括如例如ADSL、以太网、WLAN、UMTS等所需的调制解调器功能性，或者可以是接口协议，例如TCP/IP。存储介质读取器718可以是用于从存储介质720读取3D图像数据122的任何合适的类型，存储介质720为任何合适的类型，例如蓝光、DVD、闪存、ROM、RAM等。存储介质可以存储计算机程序，其在装载于设备中时执行如上所描述的用于观看者冲突检测的方法。

图8示出检测观看者冲突的方法。该方法在开始处开始，并且如以上所描述的处理用于3D显示设备的3D图像数据。该设备具有用于检测3D显示器前方的观看者的观看者位置的观看者检测器。该方法继续处理3D图像数据以用于生成供在3D显示器上显示的至少两个视图。该方法还包括用于检测观看者冲突的步骤。检测以经由观看者检测器获取第一观看者的至少第一观看者位置的步骤OBTVP开始。接着，步骤DETVC检测其中所述第一视图和第二视图不为第一观看者提供3D效果的第一观看者位置处的观看者位置冲突。如果在判定步骤VC处没有检测到观看者冲突，该方法在步骤OBTVP处继续获取观看者位置。如果在判定步骤VC处检测到观看者冲突，该方法通过在步骤MODV处通过修改如第一观看者所接收的所述至少两个视图中的至少一个来修改至少一个视图而继续。如果没有另外的3D图像需要被提供，该方法在步骤结束处终止。要注意，当视图先前已被修改并且该方法检测到先前的观看者冲突不再存在时，移除先前的修改。

将领会，以上描述为了清楚起见已经参考不同的功能单元描述了本发明的各种实施例。然而，将显然易见的是，可以使用不同功能单元或处理器之间的任何合适的功能性分布而不减损本发明。例如，被说明为由分离的处理器或控制器执行的功能性可以由相同的处理器或控制器执行。因此，对特定功能单元的参考仅被视为对用于提供所描述的功能性的合适装置的参考，而不指示严格的逻辑或物理结构或组织。

本发明可以以包括硬件、软件、固件或这些的任何组合的任何合适形式来实现。本发明可以可选地至少部分被实现为运行在一个或多个数据处理器和/或数字信号处理器上的计算机软件。本发明的实施例的元件和部件可以以任何合适的方式在物理上、功能上和逻辑上被实现。事实上功能性可以实现在单个单元、多个单元中或作为其它功能单元的一部分实现。这样，本发明可以实现在单个单元，或者可以在物理上和功能上分布在不同的单元和处理器之间。

尽管已经结合一些实施例描述了本发明，但是并不旨在将本发明局限于本文所阐述的特定形式。而是，本发明的范围仅由所附权利要求限制。另外，尽管特征可能似乎被结合特定实施例而描述，但是本领域技术人员将认识到，所描述的实施例的各种特征可以依照本发明进行组合。在权利要求中，术语包括不排除其它元件或步骤的存在。

另外，尽管被单独地列举，但是多个装置、元件或方法步骤可以通过例如单个单元或处理器实现。此外，尽管各个特征可以包括在不同的权利要求里，但是它们可以可能地被有利地组合，并且包括在不同权利要求中并不暗示特征的组合是不可行的和/或是不利的。而且，在一个权利要求类别中特征的包括并不暗示对该类别的限制，而是指示特征酌情等同地适用于其它权利要求类别。另外，权利要求中的特征的次序并不暗示其中特征必须按其工作的任何特定次序，并且具体地，方法权利要求中的各个步骤的次序并不暗示步骤必须以该次序执行。而是，步骤可以以任何合适的次序来执行。此外，单数引用不排除多个。因而对“一”、“一”、“第一”、“第二”等的引用不排除多个。权利要求中的参考标号仅仅作为澄清示例而被提供，其不应当被解释为以任何方式限制权利要求的范围。

Claims (15)

1.显示设备（120，700），包括

-3D显示器（160），其用于发射三维[3D]图像数据的至少两个视图，所述视图使得能够实现观看者在多个观看位置（182，184）处的3D图像数据的自动立体观看，所述观看者经由左眼感知所述至少两个视图中的第一视图并且经由右眼感知所述至少两个视图中的第二视图以提供3D效果，

-处理器（140），其用于处理3D图像数据（122）以用于生成供在3D显示器上显示的至少两个视图，以及

-观看者检测器（130），其用于检测3D显示器前方的观看者的观看者位置，其中处理器还包括

-观看者冲突检测器（141），其被布置用于

-经由观看者检测器至少获取第一观看者的第一观看者位置，

-检测其中所述第一视图和第二视图不为第一观看者提供3D效果的第一观看者位置处的观看者位置冲突，并且

-依赖于所检测的观看者位置冲突，通过修改如由第一观看者所接收的所述至少两个视图中的至少一个来控制生成视图。

2.如权利要求1中所要求保护的设备，其中处理器（140）被布置用于通过改变所述至少两个视图中的至少一个的所述修改以用于指示3D效果未被提供。

3.如权利要求1中所要求保护的设备，其中3D显示器为布置用于在观看锥体（180）中邻近地发射3D图像数据的多于两个视图的系列（100）的多视图显示器，视图系列使得能够实现3D图像数据在观看锥体中的多个观看位置（182，184）处的自动立体观看，并且其中观看者冲突检测器（141）被布置用于

-检测其中所述第一视图为来自第一锥体的第一锥体视图并且第二视图为来自第二锥体的第二锥体视图的第一观看者位置处的观看者位置锥体冲突。

4.如权利要求3中所要求保护的设备，其中观看者冲突检测器（141）被布置用于在检测观看者位置锥体冲突时，控制处理器（140）通过以下各项中的至少一个修改第一锥体视图和第二锥体视图中的至少一个

-在相应锥体视图上覆盖图形元素；

-在相应锥体视图上覆盖文本消息；

-反转相应锥体视图；

-改变相应锥体视图的图像内容。

5.如权利要求3中所要求保护的设备，其中观看者冲突检测器（141）被布置用于在检测观看者位置锥体冲突时，控制处理器通过以下各项修改第一锥体视图和第二锥体视图中的至少一个

-向第一锥体视图和第二锥体视图二者提供相同的图像内容以为观看者生成2D效果。

6.如权利要求3中所要求保护的设备，其中观看者冲突检测器（141）被布置用于在检测观看者位置锥体冲突时，控制处理器通过以下各项中的至少一个修改第一锥体视图和第二锥体视图中的至少一个

-改变相应锥体视图的亮度；

-改变相应锥体视图的颜色。

7.如权利要求3中所要求保护的设备，其中观看者冲突检测器（141）被布置用于

-经由观看者检测器至少获取第二观看者的第二观看者位置，

以及用于在检测观看者锥体位置冲突时，

-选择第一锥体视图和第二锥体视图中的一个以使得所选择的锥体视图不是由第二观看者感知的视图，

-控制处理器仅修改所选择的锥体视图。

8.如权利要求1中所要求保护的设备，其中3D显示器为顺序视图显示器（400），其被布置用于经由至观看者的左眼的相应第一定向射束以及至右眼的相应第二定向射束连续发射左视图和右视图，视图通过结合相应定向射束使得能够实现3D图像数据在相应观看位置处的自动立体观看，并且

其中观看者冲突检测器（141）被布置用于

-经由观看者检测器至少获取第二观看者的第二观看者位置，

-检测其中第一观看者位置处的一个视图与所述第二观看者位置处的一个视图重合的观看者位置射束冲突。

9.如权利要求8中所要求保护的设备，其中观看者冲突检测器（141）被布置用于在检测观看者位置射束冲突时，控制处理器向第一视图和第二视图二者提供相同的图像内容以为要么第一观看者要么第二观看者提供2D效果，同时为所述第一和第二观看者中的其他观看者提供3D效果。

10.如权利要求9中所要求保护的设备，其中处理器（140）被布置用于基于以下各项中的至少一个为要么第一要么第二观看者提供2D效果：

-如由第一或第二观看者设置的对于3D或2D模式的偏好；

-相应第一或第二观看者的运动；

-相应第一或第二观看者距3D显示器的距离。

11.如权利要求9中所要求保护的设备，其中处理器（140）被布置用于基于相应第一或第二观看者的年龄为要么第一要么第二观看者提供2D效果，年龄基于以下各项中的至少一个：

-相应观看者的身份和相应观看者数据；

-面部特性的检测；

-眼间距离的检测；

-如经由观看者检测器所检测的第一观看者的面部和第二观看者的面部的相对尺寸的检测。

12.如权利要求8中所要求保护的设备，其中处理器（140）被布置用于生成至少三个不同的顺序视图，并且顺序视图显示器被布置用于连续发射所述三个顺序视图，第一和第二顺序视图二者构成一对左视图和右视图，并且第二和第三顺序视图构成另一对左视图和右视图，并且观看者冲突检测器被布置用于控制处理器提供第二顺序视图作为所述重合视图，以使得第一和第二观看者感知3D效果。

13.如权利要求1中所要求保护的设备，其中观看者检测器（130）被布置用于基于以下各项中的至少一个检测3D显示器前方的观看者的观看者位置

-来自照相机的视频图像中的面部检测；

-来自距离传感器的距离信息；

-来自如由观看者位置处的观看者所操作的远程控制单元的用户输入；

-检测由观看者位置处的观看者定位的观看者标记对象。

14.处理用于显示设备（120，700）的3D图像数据的方法，所述设备包括3D显示器（160）以及观看者检测器（130），所述3D显示器（160）用于发射三维[3D]图像数据（122）的至少两个视图，所述视图使得能够实现观看者在多个观看位置（182，184）处的3D图像数据的自动立体观看，所述观看者经由左眼感知所述至少两个视图中的第一视图并且经由右眼感知所述至少两个视图中的第二视图以提供3D效果，所述观看者检测器（130）用于检测3D显示器前方的观看者的观看者位置，所述方法包括处理3D图像数据以用于生成供在3D显示器上显示的至少两个视图，其中所述方法还包括通过以下各项检测观看者冲突的步骤

-经由观看者检测器至少获取第一观看者的第一观看者位置，

-检测其中所述第一视图和第二视图不为第一观看者提供3D效果的第一观看者位置处的观看者位置冲突，以及

-依赖于所检测的观看者位置冲突，通过修改如由第一观看者所接收的所述至少两个视图中的至少一个来控制生成视图。

15.一种计算机程序，包括用于使处理器系统执行根据权利要求14的方法的指令。