CN1241337A - 通过行偏振产生的三维电子图像的图像格式转换的方法和电路装置 - Google Patents

Abstract

当今,电视图像以不同的行分辨率发射,并且在这个设备上显示,其行分辨率与发射的图像的行分辨率不一致。尽管如此为了能够实现图像显示,实施相应的行转换是必要的。在此提出一个行转换方法,其允许发射的三维图像的行转换,该三维图像是借助于一个行偏振方法产生的。其中不仅嵌入或者略过行,而且还互相交换行。

Description

通过行偏振产生的三维电子图像的 图像格式转换的方法和电路装置

本发明涉及按照权利要求1前序部分的电子产生的三维图像的图像格式转换方法。此外，本发明涉及按照权利要求7和8前序部分的实施该方法的电路装置。

三维图像可以以电子方法通过使用所谓的行偏振方法产生。行偏振方法的原理在德国公开发表的论文DE 195 31 760 A1中描述。

在电视传送的情况下行偏振方法使用了交叉方法。在交叉方法中一直交替地发送一个第一和一个第二半帧，这二个半帧梳状的结合成为一个图像。

在三维视觉中对于人类的每一个眼睛来说二个图像是必须的，这二个图像根据每一个眼睛当时的另一个视角互相偏移成为一个主题。这二个半帧在电视传输的情况下可以总是描述这些图像的一个，其中必须如此考虑，使在第一方向中第一个半帧和在第二方向中的另一个半帧偏振。如果这二个图像例如可以通过一个偏振滤波器在图像显示装置的正面屏上实现，该图像显示装置交替地在一个和另一个方向中偏振逐个行。如果是这种情况，可以用一个眼镜三维地看出，该眼镜对于一个眼睛可以滤出一个图像，对于另一个眼睛可以滤出另一个图像。

现在，一个问题是所描述的不同的分辨标准，以这些标准传输图像。已知的分辨标准例如是在PAL传输方法中有625行、在HDTV传输方法中有1250行和在PAL+传输方法中有575行。如果配置了适合于上述标准之一的一个电子的图像显示装置，并且如果该显示装置继续准备，为了三维的图像显示交替地在一个或多个方向上使逐个显示行偏振，则可以可能不再显示以一个另外的分辨标准传输的三维图像，因为图像显示装置的偏振行的分配与传输半帧不再相符。

出自文章Ost，Juergen：电视电话，兼容电视广播标准。在RadioMentos Elektronik的1975年第5期194-196页中公开了通过逐行重复把313行的电子图像转换为625行的的电子图像的图像格式的方法。没有提到任何措施，以便在转换中能够以行偏振建立三维的图像。

在DE 32 34 557 C2中说明了一个“1250/100/4∶1规则”，使HDTV和3D复制成为可能。该规则基于这种情况，全帧图像由四个分图像构成，这些图像以一个与双倍的网络频率一致的分图像频率记录在彩色电视图像荧光屏上的互相偏移的光栅中。

本发明的任务是给出一个用于转换以行偏振建立的三维电子图像的图像格式的方法和电路装置。

以开始提到的方式的方法为出发点，通过在权利要求1的特征部分中给出的方法步骤解决该任务。进一步通过具有权利要求7或8特征部分的特征的电路装置解决该任务，并因此处于实施按照本发明的方法的情况。

通过该方法或电路装置实现，不依赖于分辨标准，通过该标准传输并显示图像，随时给图像显示装置的偏振行提供被传输半帧图像的一个正确分配。补充丢失的行。略过许多行。被传输的图像行的正确分配成为各自偏振的显示行，其中最后通过行交换获得是必须的。

通过一个软件实现能够执行本方法是可能的。

本发明的有益的改进是从属权利要求的目标。

为了复制嵌入行可以含有具有相应时延的延迟网络。

内插嵌入行在已说明的三维图像中提供软转变。

嵌入的或者必须略过的行的均匀分配同样改善了已说明的三维图像。

随着双方的偏移，在为了三维的显示而使用的二个半帧图像的平面中可能加强或者减弱三维的视觉效果。

如果用各前一行的内容修改当时的偶数或非偶数行，则从一个三维的图像中产生一个二维图像。通过这个措施因此可以在三维的和二维的视觉之间变换。

下面根据附图详细说明本发明。图示

图1行分配说明的一个第一图表，该行分配用于显示具有一个最大图像分辨率的三维图像，

图2根据本发明在从一个PAL系统到一个HDTV系统的图像分辨率的变化情况下行分配说明的一个第二图表，

图3根据本发明在从一个HDTV系统到一个PAL系统的图像分辨率变化的情况下行分配说明的一个第三图表，

图4根据本发明，在从一个PAL+系统到一个PAL系统的图像分辨率变化的情况下行分配说明的一个第四图表，

图5根据本发明，在从一个具有500线的系统到一个具有800线的系统的图像分辨率变化的情况下行分配说明的一个第五图表，

图6在从一个三维图像到一个二维图像变化的情况下行分配说明的一个第六图表，

图7在一个三维图像中调整一个三维的视觉效果的行分配和行始端的说明的一个图表，

图8根据样本发明电子产生的图像的一个模拟的分辨率转换的一个原理图，

图9根据样本发明电子产生的图像的一个数字的分辨率转换的一个原理图。

图1示出了二个二维图像2D图像1和2D图像2。这些图像中的每一个图像都具有Zn个行的相同的行分辨率。Zn个行的行分辨率与每次二维显示这些图像之一的一个电子图像显示装置的行分辨率相符。对于一个电子显示装置成为应当理解为一个电子管显示设备或一个LCD平面显示设备。下面偶尔仅仅非常简短的提及一个显示设备。

如果每次在屏幕上显示一个这样的图像，则以整个屏幕的分辨率显示该图像，因为每次显示了各图像的所有行。一般地这二个在图1中说明的图像2D图像1和2D图像2与一个二维的电影图像毫无区别。

为了使一个三维的视觉成为可能，显示屏的行必须是行偏振的。行偏振的一个可能性是，总是在一个方向上偏振具有非偶数的行号码的行，总是在另一个方向上偏振具有偶数的行号码的行。这例如可以通一个相应的涂在显示屏上的偏振薄膜实现。如果观察者有一个第二滤光镜，例如一个偏振眼镜，其具有与显示屏的偏振薄膜的偏振方向中的一个的偏振方向一致的一个第一偏振眼镜，并且具有与显示屏的二个偏振薄膜的偏振方向中的另一个的偏振方向一致的一个第二偏振眼镜，如果在显示屏上，各在一些偏振行上显示适合于一个眼睛的图像，在另一些偏振行上显示适合于另一个眼睛的图像，则观察者可以三维地看出图像。

显然，通过该行偏振方法显示屏的分辨率被二等分。事实上人类的眼睛几乎不能发觉这个区别。为了产生三维的图像3D图像使用了具有相同分辨率的二个图像，总共具有一个3D显示屏，其中对于三维的显示来说使用了一个图像的非偶数行，例如左眼的2D图像1，并且使用了另一个图像的偶数行，例如眼的2D图像2。

图1描述了这个事实情况，例如给出一个3D图像，其第一行Z1是2D图像1的第一行，也就是B1Z1，其第二行Z2是2D图像2的第二行，也就是B2Z2，其第三行Z3是2D图像1的第三行，也就是B1Z3，其第四行Z4是2D图像2的第二行，也就是B2Z4，等等，直至其倒数第二行Zn-1，该行是2D图像1的倒数第二行，也就是B1Zn-1，并且最后行Zn，该行是2D图像2的最后行，也就是B2Zn。

现在，一个问题是这个实际情况，即电视图像不仅仅以唯一的形式发射和显示。更确切地说现在存在多种形式的发射和显示，并且现在很多使用这些不同的形式。为了兼容这些不同的形式，必须能够适应这些形式。如果例如以一种形式发射图像，可是以另一种形式显示，则一个相应的图像转换是必须。

图2示出了三维图像的一个转换的例子，该图像以上述的PAL系统发射，并且用一个适合于一个上述HDTV显示的显示屏显示。另外的图示出了转换的其它例子。在PAL系统中图像以一个625行的分辨率发射，同时一个具有HDTV分辨率的显示屏以1250行显示该图像。假定，并且这也适合于另外的转换例子，即在每个传输的三维图像中包含各适合于一个和另一个眼睛的二个半帧。适合于一个眼睛的半帧图像在一个行偏振的行中传输，适合于另一个眼睛的图像在另一个行偏振的行中传输。

在图2中，也正如在另外相关的图中，以二个字母H和V标明这些不同的行偏振。字母H和V代表水平和垂直。水平意味着，该行应当水平偏振。垂直意味着，该行应当垂直偏振。二个连续的行始终交替地在一个和另一个方向上偏振是重要的。

图2示出了多个不同描述的列。第一列以“组分配”标记，第二列以“PAL行”标记，第三列以“PAL行，行极性”标记，第四列以“嵌入的PAL行”标记，第五列以“嵌入的PAL行，行极性”标记，第六列以“HDTV行”标记，第七列以“HDTV行，行极性”标记，第八列以“全部PAL行，在行交换之后”标记，第九列以“PAL行，行极性，在行交换之后”标记。在下面的实施例中类似地使用了这个列划分，因此，对于理解不是绝对必须的，则下面不再详细研究这个列分配。

列二和三涉及了这样一个系统，从该系统中能够实施转换。列6和7涉及了这样一个系统在该系统中能够实施转换。分别说明行号码和其各自附属的偏振方向。

在列四和五中说明，嵌入具有一个偏振方向的一行。

在图3中，在这些位置上仅说明了一列，因此与另外的图相比下面的列具有一个低一的号码。详细地说，列六和七在图3中是列5和6。在若干个图的互相比较的情况下这是需要考虑的。

与另外的图相比，在图3的列四中没有说明，应当嵌入哪一行，而是应当传输哪一行。在图3中没有涉及一个行扩展，而是涉及一个行降低。因为在图3中涉及了一个行降低，因此从输出系统的剩余行中得出新系统。列八和九，在图3中应当是列七和八，因此在图3中被删除。

正如已经提到的，图2以把一个PAL系统转换为一个HDTV系统为基础。因此，具有交替的H和V偏振行的行1至625必须转换成为具有同样交替的H和V偏振行的行1至1250。输出系统也具有n行，而目标系统具有m行。

为了实现转换，n个输出行结合成为第一组g是必须。通过数字n’确定第一组g的大小，该数字从商m’/n’中产生，同时，商m’/n’在从最大限度约分的商m/n中产生。

在按照图2的实施例中因此得出下面的分配：m/n＝1250/625。以625约分的分数m’/n’＝2/1，结果是n’等于1。

第一组g因此具有一行。

在一个另外的方法步骤中，各二个连续的第一组g结合成为一个第二组G。由于625的输出行数和各自二行的第二组G，最后的第一组g没有第二个第一组g。为了可以与这个第一组g形成一个第二组G，短暂的插入一个虚拟的第一组f是必须的，其具有与一个正常的第一组g相符的行数，可是总是没有内容。虚拟组f的行是所谓的空行L，也就是说，该行不用于图像信息的传输，而是仅仅用于，在每个过程时期中可以使用一般的转换方法。正如本实施例示出的，为了最后得出结果，此外在一些情况下必须要考虑特殊规定。

在输出行划分成第二组G之后，最迟当时必须检查，在转换时要嵌入或者略过多少行。如果要实现转换到较大的行数，则必须嵌入行。如果要实现转换到较小的行数，则必须略过行。

关系式|P|＝m’-n’规定，每第二组G必须半数地嵌入或者略过多少行。半数表明，每第二组G实际嵌入或者略过2*|P|行，在按照图2的实施例中嵌入或者略过2*1＝2行。差m’-n’的符号规定，必须嵌入行或者必须略过行。在正的差值的情况下是要嵌入行，在负的差值的情况下是要略过行。

在按照图2的实施例中，|P|＝1，并且m’-n’＝+1。也就是说，每第二组G必须嵌入2行。

不依赖于要嵌入的或者要略过每第二组的行的数目，总是二个连续的行必须涉及嵌入或者略过。

根据图2，在各第二组G中总是包括二行，并且必须嵌入二行，以至在每个第二组G中每个行都涉及嵌入。在图4中阐述了一个例子，按照该例子，在每个第二组G中嵌入四行。此外第二组G由各二个第一组g组成，第一组分别包含23行。

在图5中阐述了一个例子，按照该例子，在每个第二组G中嵌入六行。此外第二组G由各二个第一组g组成，第一组分别包含5行。

可是，行的嵌入或者略过仍然包含二个连续的行。必须注意，在一个非偶数|P|的情况下，通过2*|P|确定的一对以这样的方式分配要嵌入的或者要略过的行，即在二个在一个第二组G的内部相邻的第一组g的连接的区域内，一次在一个第一组中最后的还没涉及嵌入或者略过的行涉及嵌入或者略过，一次在另一个第一组中第一个的还没涉及嵌入或者略过的行涉及嵌入或者略过。否则可以任意选择在第二组内部的成对的行。

正如已经提到的，在按照图2的实施例中，在一个第二组G的内部每一行都涉及嵌入。这在列四和五中指明，其中以1’至625’表示嵌入的行。同时规定了基于各自嵌入行的偏振方向。在陆续地在具有偏振方向H的PAL行1的后面嵌入具有偏振方向H的PAL行1’，等等，直到最后的具有偏振方向H的PAL行625，在该行的后面嵌入具有偏振方向H的PAL行625’。

在嵌入行时，根据本发明的有益的改进，或者涉及一个各自前面的行的复制，或者涉及一个由一个前面和一个后面行插入的行。偏振与复制的或者前面的行一致。

在行嵌入之后，从行数中给出转换，而不是由交替的偏振给出。为了获得方向交替的偏振，最后总是应当按他们的顺序互相交换二个内部存在的四行组的行，该组由二个涉及嵌入的行和二个被嵌入的行组成。

在图2中，如同在图4和5中，这可以从最后的列八和九中看出。对此，各涉及交换的行以下划线标明。

在行交换方法之后转换结束。根据该转换方法，在图2中最后行产生一个空行，可是该空行在实际中是不易发觉的。该空行来自于附加的虚拟的第一组f，其附加在图像显示区域。后面用一个双划线标出图像显示的结尾。通过必要的行交换，空行L越过图像显示区域的界限进入图像显示的区域内。因此最后嵌入的行625’落在图像显示区域之外。可是，为了在图像显示区域内获得正确的偏振行，行交换是必须的。

图4和5与图2的区别在于，在图4中，实施一个从具有575行的一个PAL+图像到具有625行的一个PAL图像的转换，在图5中，实施一个从具有500行的一个示范假定的图像到具有800行的一个示范假定的图像的转换。在图4中第一组g因此包含23行，在图5中第一组包含5行。在图4中，虽然在图像显示区域的结尾采用了一个虚拟的组f，可是该组不产生作用。在图5中不需要一个如此的虚拟组，因为第一组g的数目是偶数。如果第一组g的数目和|P|总是非偶数的，则因此在实际情况中虚拟组f是必须的。按这个意义，图4是一个非偶数的第一组和一个偶数的|P|的例子。与此相反，图5是一个偶数的第一组和一个非偶数的|P|的例子。

一个非偶数的|P|情况下的特点是，在行补充在一个第二组G的情况下，无论如何一个属于相关的第二组G的第一组g的最后行，该行还没有涉及一个行的嵌入或者略过，和另一个属于相关的第二组G的第一组g的第一行，该行同样还没有涉及一个行的嵌入或者略过，涉及一个嵌入或者一个略过。

在这里这个事实也是重要的，即在行嵌入时，该行嵌入始终是成对地出现，一个行嵌入在一个第一组g中实现，另一个行嵌入在一个第二组G的另一个第一组中g中实现。此外必须全部满足，始终二个连续的行涉及一个行嵌入。

参考图5，在该图中，行1与2、5与6和行9与10涉及一个行嵌入，在不违反要求的标准时，也可以例如行3与4、5与6和7与8涉及一个行嵌入。

可是有益的是，嵌入的行在第二组G内部是如此分配的，全部得出一个尽可能均匀的嵌入行的分配。

相应的产生行的忽略。在图3中说明了一个例子，在该例子中转换包括行的忽略。

在图3中，实施了一个从具有1250行的一个HDTV图像到具有625行的一个PAL图像的转换。根据前面已说明的要求，在此得出具有2行的第一组g，并且每第二组G必须略过2行。此外要注意，始终必须是二个连续的行涉及一个行嵌入或者一个行略过，最后考虑图3的示意图，实施从一个系统到另一个系统的转换。此外在图3中，总是选择第二组G的最后二个行。可是也可以选择中间的二行或者最初的二行。对每第二组G的最初的、中间的或者最后的二个行的限制不是绝对必要的，可是为了相同的分配和因此获得改善的图像是有益的。

图6示出了一个从一个三维图像到一个二维图像的转换的例子。因为在这里行数保持不变，例如复制每个非偶数的或者每个偶数的行就足够了。在此，行偏振并不重要。

图7示出，在借助于行偏振方法产生的三维图像的情况下可能影响三维的视觉效果。通过一个眼睛的半帧的行向另一个眼睛的半帧的行的偏移，在一定的范围内增加了在三维视觉情况下的立体效果，并且该立体效果可以颠倒。

图8和9示出了电路装置的原理电路图，借助于该原理电路图根据预先说明的方法可以实施三维图像从一个行分辨率到另一个行分辨率的转换。图8示出了在这种情况下的一个模拟的电路装置的实施例，同时图9示出了一个数字电路装置的实施例。

在图8中，在分频器1中，通过从例如频率f1到频率f2的一个频率转换实施行数的转换。借助于控制电子设备6控制开关3，这些开关借助于至少一个延迟网络2把具有预先确定的时间延迟的信号接到输出端4、5上。同时每次接通一个信号。因此，使行加倍(1*▲T)或者变换(2*▲T)是可能的。

在图9中，输入信号VS被数字化，并且同时在RAM存储器2中保存至少一个图像。借助于控制器3以不依赖于存储的速度取出存储的图像，并且提供给数/模转换器4，该转换器由此产生一个新分辨率的视频信号，并且继续提供给显示屏5。对于与行偏振相关的3D转换，此外通过控制器3按不同的顺序从存储器中取出存储的图像，因此实现行加倍和行转换。

在纯数字的系统中，在该系统中视频信号已经数字化，并且在该系统中显示屏5也可以处理数字信号，可以取消元件1和4。

Claims (8)

1.从n行的、通过行偏振产生的三维电子图像到m行的图像的图像格式的转换方法，在观察时总是交替地在第一和第二方向上偏振这些图像的各自二个直接相邻的行，其中，所有在第一方向上偏振的行用于表明二个对于一个三维视觉必要的半帧的第一半帧，所有在第二方向上偏振的行用于表明二个对于一个三维视觉必要的半帧的第二半帧，其特征在于

-一个方法步骤，在该步骤中约分由值n和m中形成的m/n形式的分数，以及作为可能的整数约分为m’/n’的形式，

-一个方法步骤，在该步骤中要转换的图像的行以一个各自的行数n’分配在第一组(g)，

-一个方法步骤，其中各2个互相邻近接的组(g)组合为当时第二组(G)，同时一个最后的唯一剩余的第一组(g)与一个具有完全是空行(L)的同样大小的虚构的空组(f)组合为一个最后的第二组(G)，

-一个方法步骤，在该步骤中根据公式|P|＝|m’-n’|确定在转换每第二组(G)时各两次要嵌入的(当m’＞n’时)或者要略过(当m’＜n’时)的行，

-一个方法步骤，其中，在每个第二组(G)中总是以这种方式二次嵌入(当m’＞n’时)或者略过(当m’＜n’时)|P|行，即一直二个连续的行涉及嵌入或者略过，并且在一个非偶数的|P|的情况下，在一个当时的第二组(G)的互相邻接的第一组(g)的连接的范围内，一次是在一个第一组(g)中最后还没有涉及嵌入或者略过的行涉及嵌入或者略过，并且一次是在另一个组中第一个还没有涉及嵌入或者略过的行涉及嵌入或者略过，和

-一个方法步骤，其中，在行补充成为第二组(G)的当时的二个连续的行之后，通过该方式产生的4行的行组的各二个内部存在的行按顺序互相交换。

2.按照权利要求1的方法，其特征在于，由前面的或者后面的行复制要嵌入的行。

3.按照权利要求1的方法，其特征在于，插入由前面和后面的行组成的要嵌入的行。

4.按照上述权利要求之一的方法，其特征在于，在各自第二组(G)的内部均匀分布地选出在一个第二组(G)内部涉及嵌入或者略过的行。

5.按照上述权利要求之一的方法，其特征在于，为了调整三维的视觉效果，在一个方向上偏振的行在平面上与在另一个方向上偏振的行相比彼此偏移。

6.按照上述权利要求之一的方法，其特征在于，为了把一个三维图像转换为一个二维的图像，调整一个方法，在该方法中以一个前面行的内容修改每个偶数的或者非偶数的行。

7.用于实施按照权利要求1至6之一的方法的电路装置，其是通过用于显示在使用行偏振方法的情况下从一个加在输入端的视频信号(VS)电子产生三维图像的方法，其特征在于，含有一个分频器(1)，其调整的频率确定显示行的数目，除了加载输入端上的视频信号(VS)的直接路径外，为了图像显示至少含有一个具有一个独立的延迟值的并联的延迟网络(2)，其具有用于接通或者断开各自延迟网络(2)的控制开关(3)，并且含有控制延迟网络(2)的开关(3)的控制电子设备(6)，通过该电子控制设备的控制，开关(3)在可能的情况下交换图像行。

8.用于实施按照权利要求1至6之一的方法的电路装置，其是通过用于显示在使用行偏振方法的情况下从一个加在输入端的视频信号(VS)电子产生三维图像的方法，其特征在于，含有一个用于同时以数字形式存储至少一个三维图像的数字写入/读出存储器(RAM)，并且含有一个控制器电路(CTRL)，其以不依赖于存储的速度取出所存储的图像，同时其可能按不同的顺序选出存储的行，并且传递存储的行用于图像显示。

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