CN104767985A - 使用区域分布分析以自动检测三维图像格式的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种使用区域分布分析以自动检测三维图像格式的方法，其通过三维显示器的视频处理器的软件实现在接收到视频输入时，撷取视频一帧图像中或两帧相邻图像中两相对相同区域内的图像以产生两区域图像，并分析两区域图像的亮度分布或色彩分布的差异，以判断视频是二维视频或是三维视频和其三维图像格式，以便三维显示器可据以自动切换至适当的显示模式，因此不需额外的硬件来处理不具三维图像格式识别信息的三维视频，可降低成本。

Description

使用区域分布分析以自动检测三维图像格式的方法

技术领域

本发明涉及一种自动检测三维（three-dimensional，3D）图像格式的方法，特别是涉及一种从输入视频的图像内容来自动检测3D图像格式的方法。

背景技术

目前，3D显示器，例如3D电视或3D计算机屏幕等，已逐渐普及，其不仅可以显示3D视频，还可以显示二维（two-dimensional，2D）视频。目前3D视频的图像格式例如有左右并排（left-right）、上下并排（top-bottom）、行交错（row-interlaced）、列交错（column-interlaced）、帧交替（frame alternate）等。部分的3D视频，例如采用高清晰度多媒体接口（high definition multimedia interface，HDMI）规范的3D视频，其包含有3D图像格式识别（identification，ID）信息，使得3D显示器在接收到这样的3D视频后可直接抓取其中的ID信息来判断3D图像格式，以便切换到适当的显示模式来正确显示3D视频。然而，部分的3D视频，例如来自于互联网下载或视频摄像机等的3D视频，其并未包含有3D图像格式ID信息，使得3D显示器需要额外的硬件来对这样的3D视频的图像内容进行实时视频处理以判断其3D图像格式，以便切换到适当的显示模式来正确显示3D视频，但是加入额外的硬件必然会使成本增加。

发明内容

本发明的目的是提供一种使用区域分布分析（local histogram analysis）以自动检测3D图像格式的方法，其不需额外的硬件来处理不具3D图像格式ID信息的3D视频，可降低成本。

为实现上述目的，本发明的一种使用区域分布分析以自动检测3D图像格式的方法，其包括以下步骤：

通过3D显示器的视频处理器的软件实现在接收到视频输入时，撷取视频一帧图像中或两帧相邻图像中两相对相同区域内的图像以产生两区域图像，并分析两区域图像的亮度分布或色彩分布的差异，以判断视频是2D视频或是3D视频和其3D图像格式；

当两区域图像撷取自视频一帧图像的左半部图像和右半部图像中两相对相同区域内的图像，且两区域图像的亮度分布或色彩分布的差异小于阈值时，判断视频是3D视频且其3D图像格式是左右并排；

当两区域图像撷取自视频一帧图像的上半部图像和下半部图像中两相对相同区域内的图像，且两区域图像的亮度分布或色彩分布的差异小于阈值时，判断视频是3D视频且其3D图像格式是上下并排；

当两区域图像撷取自视频一帧图像的相邻两行中两相对相同区域内的图像，且两区域图像的亮度分布或色彩分布的差异小于阈值时，判断视频是3D视频且其3D图像格式是行交错；

当两区域图像撷取自视频一帧图像的相邻两列中两相对相同区域内的图像，且两区域图像的亮度分布或色彩分布的差异小于阈值时，判断视频是3D视频且其3D图像格式是列交错；

当两区域图像撷取自视频相邻两帧图像中两相对相同区域内的图像，且两区域图像的亮度分布或色彩分布的差异小于阈值时，判断视频是3D视频且其3D图像格式是帧交替。

本发明的方法还可包括以下步骤：卷动两相对相同区域以撷取视频一帧图像中或两帧相邻图像中另两相对相同区域内的图像以产生另两区域图像，并分析另两区域图像的亮度分布或色彩分布的差异，以协助判断视频是2D视频或是3D视频和其3D图像格式。

本发明的方法还可包括以下步骤：当判断视频是3D图像格式且其3D图像格式是左右并排或上下并排时，根据视频的3D图像格式判断左右并排或上下并排的两图像的位置，以便切换3D显示器的显示模式。

在本发明的方法中，两区域图像的亮度分布或色彩分布的差异是采用绝对差值总和（sum of absolute differences，SAD）方式计算而得。

在本发明的方法中，3D显示器是3D电视或3D计算机屏幕。

在本发明的方法中，视频处理器是芯片级系统（system-on-chip，SoC）。

采用以上方法，本发明因通过3D显示器的视频处理器的软件实现了从输入视频的图像的区域亮度或色彩分布的差异来判断视频是否是3D视频和其3D图像格式，以便3D显示器可据以自动切换至适当的显示模式，因此不需额外的硬件来处理不具3D图像格式ID信息的3D视频，可降低成本。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

图1是本发明使用区域分布分析以自动检测3D图像格式的方法的一种示意性实施方式的流程图。

图2是本发明撷取视频一帧图像的左半部图像和右半部图像中两相对相同区域内的图像以产生两区域图像的示意图。

图3是本发明撷取视频一帧图像的上半部图像和下半部图像中两相对相同区域内的图像以产生两区域图像的示意图。

图4是本发明撷取视频一帧图像的相邻两行中两相对相同区域内的图像以产生两区域图像的示意图。

图5是本发明撷取视频一帧图像的相邻两列中两相对相同区域内的图像以产生两区域图像的示意图。

图6是本发明撷取视频相邻两帧图像中两相对相同区域内的图像以产生两区域图像的示意图。

附图标记说明：

1、2：视频的一帧图像；

11_L：左半部图像；

11_R：右半部图像；

11_T：上半部图像；

11_B：下半部图像；

11_R1、11_R2：行；

11_C1、11_C2：列；

13、13_L、13_R、13_L’、13_R’、13_T、13_B、13_R1、13_R2、13_C1、13_C2、23：区域；

15、15_L、15_R、15_L’、15_R’、15_T、15_B、15_R1、15_R2、15_C1、15_C2、25：区域图像。

具体实施方式

为清楚呈现本发明特征，附图中的各组件仅为示意而并非按照实物的外形与比例绘制，且省略部分公知组件。此外，为呈现本发明说明的一贯性，在不同实施例中，相同或相似的标记代表相同或相似的组件。在实施例中所提到的方向用语，例如：上、下、左、右、前、后等，仅是参考附图的方向，因此，使用的方向用语是用来说明，而非用来限制本发明。

请参见图1，其是本发明使用区域分布分析以自动检测3D图像格式的方法的一种示意性实施方式的流程图。本发明的方法可应用于任何的3D显示器，例如3D电视、3D计算机屏幕等。3D显示器包含有视频处理器，例如是SoC。在本发明的方法中，在步骤S1，视频输入3D显示器的视频处理器。在步骤S21，视频处理器在接收到视频输入时，视频处理器的软件如图2所示，撷取视频一帧图像1的左半部图像11_L和右半部图像11_R中两相对相同区域13_L和13_R内的图像以产生两区域图像15_L和15_R。在此，两相对相同区域13_L和13_R指的是两区域13_L和13_R的范围大小是相同的，且区域13_L相对于左半部图像11_L的位置与区域13_R相对于右半部图像11_R的位置是相同的。因此，两区域图像15_L和15_R的范围大小是相同的，且区域图像15_L相对于左半部图像11_L的位置与区域图像15_R相对于右半部图像11_R的位置是相同的。

此视频若是3D视频且其3D图像格式是左右并排时，视频图像的左半部图像11_L和右半部图像11_R会相似。当有差异的左半部图像11_L和右半部图像11_R分别进入人的左右眼就会造成视差，人的大脑会解读以判断物体远近与产生立体视觉，使人感觉看到具有景深的立体图像。而若左半部图像11_L和右半部图像11_R相似时，两区域图像15_L和15_R也会相似。因此，在步骤S22，视频处理器的软件分析两区域图像15_L和15_R的亮度分布或色彩分布的差异是否小于阈值，以判断视频是否是3D视频且其3D图像格式是左右并排，即判断视频是否是具有左右并排3D图像格式的3D视频。若是小于阈值，则在步骤S23，视频处理器的软件可判断视频是具有左右并排3D图像格式的3D视频。而若不是小于阈值，则仅能判断视频不是具有左右并排3D图像格式的3D视频，其可能是具有其它3D图像格式的3D视频，也可能是2D视频，需要继续下一步骤作进一步分析判断。

在此，两区域图像15_L和15_R的亮度分布或色彩分布的差异可以是采用SAD方式计算而得。此外，视频处理器的软件还可以如图2所示，卷动两相对相同区域13_L和13_R到另两相对相同区域13_L’和13_R’，使其撷取同一帧图像1中另两相对相同区域13_L’和13_R’内的图像以产生另两区域图像15_L’和15_R’，并分析另两区域图像15_L’和15_R’的亮度分布或色彩分布的差异，以协助判断视频是否是具有左右并排3D图像格式的3D视频。通过持续地卷动两相对相同区域13_L和13_R，以从同一帧图像1中撷取出越多不同的两区域图像并分别分析其亮度分布或色彩分布的差异，可增加判断视频是否是具有左右并排3D图像格式的3D视频的可靠性。

当在步骤S22判断两区域图像15_L和15_R的亮度分布或色彩分布的差异不是小于阈值时，需要继续下一步骤S31作进一步分析判断。在步骤S31，视频处理器在接收到视频输入时，视频处理器的软件如图3所示，撷取视频一帧图像1的上半部图像11_T和下半部图像11_B中两相对相同区域13_T和13_B内的图像以产生两区域图像15_T和15_B。在此，两相对相同区域13_T和13_B指的是两区域13_T和13_B的范围大小是相同的，且区域13_T相对于上半部图像11_T的位置与区域13_B相对于下半部图像11_B的位置是相同的。因此，两区域图像15_T和15_B的范围大小是相同的，且区域图像15_T相对于上半部图像11_T的位置与区域图像15_B相对于下半部图像11_B的位置是相同的。

此视频若是3D视频且其3D图像格式是上下并排时，视频图像的上半部图像11_T和下半部图像11_B会相似。当有差异的上半部图像11_T和下半部图像11_B分别进入人的左右眼就会造成视差，人的大脑会解读以判断物体远近与产生立体视觉，使人感觉看到具有景深的立体图像。而若上半部图像11_T和下半部图像11_B相似时，两区域图像15_T和15_B也会相似。因此，在步骤S32，视频处理器的软件分析两区域图像15_T和15_B的亮度分布或色彩分布的差异是否小于阈值，以判断视频是否是3D视频且其3D图像格式是上下并排，即判断视频是否是具有上下并排3D图像格式的3D视频。若是小于阈值，则在步骤S33，视频处理器的软件可判断视频是具有上下并排3D图像格式的3D视频。而若不是小于阈值，则仅能判断视频也不是具有上下并排3D图像格式的3D视频，其可能是具有其它3D图像格式的3D视频，也可能是2D视频，需要继续下一步骤作进一步分析判断。

在此，两区域图像15_T和15_B的亮度分布或色彩分布的差异可以是采用SAD方式计算而得。此外，视频处理器的软件还可以仿照图2所示的方式，通过持续地卷动两相对相同区域13_T和13_B，以从同一帧图像1中撷取出越多不同的两区域图像并分别分析其亮度分布或色彩分布的差异，可增加判断视频是否是具有左右并排3D图像格式的3D视频的可靠性。

当在步骤S32判断两区域图像15_T和15_B的亮度分布或色彩分布的差异不是小于阈值时，需要继续下一步骤S41作进一步分析判断。在步骤S41，视频处理器在接收到视频输入时，视频处理器的软件如图4所示，撷取视频一帧图像1的相邻两行11_R1和11_R2中两相对相同区域13_R1和13_R2内的图像以产生两区域图像15_R1和15_R2。在此，两相对相同区域13_R1和13_R2指的是两区域13_R1和13_R2的范围大小是相同的，且区域13_R1相对于行11_R1的位置与区域13_R2相对于行11_R2的位置是相同的。因此，两区域图像15_R1和15_R2的范围大小是相同的，且区域图像15_R1相对于行11_R1的位置与区域图像15_R2相对于行11_R2的位置是相同的。

此视频若是3D视频且其3D图像格式是行交错时，视频图像的相邻两行11_R1和11_R2会相似，假设行11_R1为奇数行、行11_R2为偶数行，则所有奇数行11_R1所构成的奇数行图像和所有偶数行11_R2所构成的偶数行图像会相似。当有差异的奇数行图像和偶数行图像分别进入人的左右眼就会造成视差，人的大脑会解读以判断物体远近与产生立体视觉，使人感觉看到具有景深的立体图像。而若相邻两行11_R1和11_R2相似时，两区域图像15_R1和15_R2也会相似。因此，在步骤S42，视频处理器的软件分析两区域图像15_R1和15_R2的亮度分布或色彩分布的差异是否小于阈值，以判断视频是否是3D视频且其3D图像格式是行交错，即判断视频是否是具有行交错3D图像格式的3D视频。若是小于阈值，则在步骤S43，视频处理器的软件可判断视频是具有行交错3D图像格式的3D视频。而若不是小于阈值，则仅能判断视频也不是具有行交错3D图像格式的3D视频，其可能是具有其它3D图像格式的3D视频，也可能是2D视频，需要继续下一步骤作进一步分析判断。

在此，两区域图像15_R1和15_R2的亮度分布或色彩分布的差异可以是采用SAD方式计算而得。此外，视频处理器的软件还可以仿照图2所示的方式，通过持续地卷动两相对相同区域13_R1和13_R2，以从同一帧图像1中撷取出越多不同的两区域图像并分别分析其亮度分布或色彩分布的差异，可增加判断视频是否是具有行交错3D图像格式的3D视频的可靠性。

当在步骤S42判断两区域图像15_R1和15_R2的亮度分布或色彩分布的差异不是小于阈值时，需要继续下一步骤S51作进一步分析判断。在步骤S51，视频处理器在接收到视频输入时，视频处理器的软件如图5所示，撷取视频一帧图像1的相邻两列11_C1和11_C2中两相对相同区域13_C1和13_C2内的图像以产生两区域图像15_C1和15_C2。在此，两相对相同区域13_C1和13_C2指的是两区域13_C1和13_C2的范围大小是相同的，且区域13_C1相对于列11_C1的位置与区域13_C2相对于列11_C2的位置是相同的。因此，两区域图像15_C1和15_C2的范围大小是相同的，且区域图像15_C1相对于列11_C1的位置与区域图像15_C2相对于列11_C2的位置是相同的。

此视频若是3D视频且其3D图像格式是列交错时，视频图像的相邻两列11_C1和11_C2会相似，假设列11_C1为奇数列、列11_C2为偶数列，则所有奇数列11_C1所构成的奇数列图像和所有偶数列11_C2所构成的偶数列图像会相似。当有差异的奇数列图像和偶数列图像分别进入人的左右眼就会造成视差，人的大脑会解读以判断物体远近与产生立体视觉，使人感觉看到具有景深的立体图像。而若相邻两列11_C1和11_C2相似时，两区域图像15_C1和15_C2也会相似。因此，在步骤S52，视频处理器的软件分析两区域图像15_C1和15_C2的亮度分布或色彩分布的差异是否小于阈值，以判断视频是否是3D视频且其3D图像格式是列交错，即判断视频是否是具有列交错3D图像格式的3D视频。若是小于阈值，则在步骤S53，视频处理器的软件可判断视频是具有列交错3D图像格式的3D视频。而若不是小于阈值，则仅能判断视频也不是具有列交错3D图像格式的3D视频，其可能是具有其它3D图像格式的3D视频，也可能是2D视频，需要继续下一步骤作进一步分析判断。

在此，两区域图像15_C1和15_C2的亮度分布或色彩分布的差异可以是采用SAD方式计算而得。此外，视频处理器的软件还可以仿照图2所示的方式，通过持续地卷动两相对相同区域13_C1和13_C2，以从同一帧图像1中撷取出越多不同的两区域图像并分别分析其亮度分布或色彩分布的差异，可增加判断视频是否是具有列交错3D图像格式的3D视频的可靠性。

当在步骤S52判断两区域图像15_C1和15_C2的亮度分布或色彩分布的差异不是小于阈值时，需要继续下一步骤S61作进一步分析判断。在步骤S61，视频处理器在接收到视频输入时，视频处理器的软件如图6所示，撷取视频相邻两帧图像1和2中两相对相同区域13和23内的图像以产生两区域图像15和25。在此，两相对相同区域13和23指的是两区域13和23的范围大小是相同的，且区域13相对于图像1的位置与区域23相对于图像2的位置是相同的。因此，两区域图像15和25的范围大小是相同的，且区域图像15相对于图像1的位置与区域图像25相对于图像2的位置是相同的。

此视频若是3D视频且其3D图像格式是帧交替时，视频的相邻两帧图像1和2会相似。当有差异的两帧图像1和2分别进入人的左右眼就会造成视差，人的大脑会解读以判断物体远近与产生立体视觉，使人感觉看到具有景深的立体图像。而若相邻两帧图像1和2相似时，两区域图像15和25也会相似。因此，在步骤S62，视频处理器的软件分析两区域图像15和25的亮度分布或色彩分布的差异是否小于阈值，以判断视频是否是3D视频且其3D图像格式是帧交替，即判断视频是否是具有帧交替3D图像格式的3D视频。若是小于阈值，则在步骤S63，视频处理器的软件可判断视频是具有帧交替3D图像格式的3D视频。而若不是小于阈值，则仅能判断视频也不是具有帧交替3D图像格式的3D视频，其可能是具有其它3D图像格式的3D视频，也可能是2D视频。在本实施例中，本发明的方法仅判断视频是否是具有左右并排、上下并排、行交错、列交错或帧交替3D图像格式的3D视频，因此，当在步骤S62判断两区域图像15和25的亮度分布或色彩分布的差异不是小于阈值时，则会在步骤S7判断视频是2D视频。

在此，两区域图像15和25的亮度分布或色彩分布的差异可以是采用SAD方式计算而得。此外，视频处理器的软件还可以仿照图2所示的方式，通过持续地卷动两相对相同区域13和23，以从两帧图像1和2中撷取出越多不同的两区域图像并分别分析其亮度分布或色彩分布的差异，可增加判断视频是否是具有帧交替3D图像格式的3D视频的可靠性。

在本发明的方法中，当在步骤S22判断视频是3D图像格式且其3D图像格式是左右并排时，视频处理器的软件还可以根据视频的3D图像格式判断左右并排的两图像11_L和11_R的位置，以便切换3D显示器的显示模式。当在步骤S32判断视频是3D图像格式且其3D图像格式是上下并排时，根据视频的3D图像格式判断上下并排的两图像11_T和11_B的位置，以便切换3D显示器的显示模式。

综上所述，本发明因通过3D显示器的视频处理器的软件实现了从输入视频的图像的区域亮度或色彩分布的差异来判断视频是否是3D视频和其3D图像格式，以便3D显示器可据以自动切换至适当的显示模式，因此不需额外的硬件来处理不具3D图像格式ID信息的3D视频，可降低成本。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，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。在此处键入技术领域描述段落。 

Claims (6)

1.一种使用区域分布分析以自动检测三维图像格式的方法，其特征在于，包括以下步骤：

通过三维显示器的视频处理器的软件实现在接收到视频输入时，撷取所述视频一帧图像中或两帧相邻图像中两相对相同区域内的图像以产生两区域图像，并分析所述两区域图像的亮度分布或色彩分布的差异，以判断所述视频是二维视频或是三维视频和其三维图像格式；

当所述两区域图像撷取自所述视频一帧图像的左半部图像和右半部图像中两相对相同区域内的图像，且所述两区域图像的亮度分布或色彩分布的差异小于阈值时，判断所述视频是三维视频且其三维图像格式是左右并排；

当所述两区域图像撷取自所述视频一帧图像的上半部图像和下半部图像中两相对相同区域内的图像，且所述两区域图像的亮度分布或色彩分布的差异小于阈值时，判断所述视频是三维视频且其三维图像格式是上下并排；

当所述两区域图像撷取自所述视频一帧图像的相邻两行中两相对相同区域内的图像，且所述两区域图像的亮度分布或色彩分布的差异小于阈值时，判断所述视频是三维视频且其三维图像格式是行交错；

当所述两区域图像撷取自所述视频一帧图像的相邻两列中两相对相同区域内的图像，且所述两区域图像的亮度分布或色彩分布的差异小于阈值时，判断所述视频是三维视频且其三维图像格式是列交错；

当所述两区域图像撷取自所述视频相邻两帧图像中两相对相同区域内的图像，且所述两区域图像的亮度分布或色彩分布的差异小于阈值时，判断所述视频是三维视频且其三维图像格式是帧交替。

2.根据权利要求1所述的使用区域分布分析以自动检测三维图像格式的方法，还包括以下步骤：

卷动所述两相对相同区域以撷取所述视频一帧图像中或两帧相邻图像中另两相对相同区域内的图像以产生另两区域图像，并分析所述另两区域图像的亮度分布或色彩分布的差异，以协助判断所述视频是二维视频或是三维视频和其三维图像格式。

3.根据权利要求1所述的使用区域分布分析以自动检测三维图像格式的方法，还包括以下步骤：

当判断所述视频是三维图像格式且其三维图像格式是左右并排或上下并排时，根据所述视频的三维图像格式判断左右并排或上下并排的两图像的位置，以自动切换所述三维显示器的显示模式。

4.根据权利要求1所述的使用区域分布分析以自动检测三维图像格式的方法，其中，所述两区域图像的亮度分布或色彩分布的差异是采用绝对差值总和方式计算而得。

5.根据权利要求1所述的使用区域分布分析以自动检测三维图像格式的方法，其中，所述三维显示器是三维电视或三维计算机屏幕。

6.根据权利要求1所述的使用区域分布分析以自动检测三维图像格式的方法，其中，所述视频处理器是芯片级系统。