CN1311492A - 产生立体图像的方法及其装置 - Google Patents

Abstract

本发明揭示一种产生立体图像的方法及其装置,将一输入图像画面的图像变化周期划分成连续的第一及第二垂直同步信号周期,在第一垂直同步信号周期期间将输入图像画面显示在一预设起始位置及一偏移起始位置其中一个上,及在第二垂直同步信号周期期间将输入图像画面显示在该预设起始位置及该偏移起始位置的另一个上,使得在第一及第二垂直同步信号周期期间显示的图像画面之间形成一产生立体图像的视差。具有减少立体图像制作成本及简化立体图像产生步骤的优点。

Description

产生立体图像的方法及其装置

本发明涉及一种产生立体图像的方法及其装置，特别是涉及一种利用将一输入图像画面的图像变化周期划分成第一及第二垂直同步信号周期，并使该输入图像画面在第一及第二垂直同步信号周期期间分别显示在相对偏移的两个位置上而于两个图像画面之间形成一可产生立体图像的视差的方法及其装置。

以往产生立体图像的方法或装置有很多种，如图1所示，为以往的一种产生立体图像的方法及装置，其中，电脑(PC)11将图像数据输出至一插置其上的VGA卡19中，该图像数据则被读入该VGA卡的一驱动装置(driver)12中，并借由驱动装置12执行一软件程序将同一图像画面分离成两个画面并相对偏移一距离使形成一偏左图像画面13及一偏右图像画面14，然後再将两者合并一起形成一上下叠置的图像画面後，输出至一显示装置15，且在该叠置图像画面显示于显示装置15的显示屏幕之前，必须先通过一转接盒(适配器)(adapter)16将该叠置图像画面分割成上下两个图像画面，也就是上半部图像画面(偏左图像13)及下半部图像画面(偏右图像14)，然後再依序显示于显示装置15上。同时使用者需戴上一图像分离装置17，其上设有供人们眼睛对应观看的左右视区171、172，并设有一遮蔽机构，可与图像画面显示同步动作以交替遮蔽其左右视区171、172，让使用者的左眼只看见显示屏幕上偏右图像画面13，而右眼只看见显示屏幕上偏左图像画面14，则左右偏移的两个图像画面13、14就会在眼中图像合成而产生一具有立体感的图像。上述以往产生立体图像的方法及装置具有下列缺点：

1．不同的VGA卡必须搭配不同驱动装置(driver)，所以容易产生驱动装置与VGA卡无法相容的问题。

2．以往将偏左图像画面及偏右图像画面合并成一上下叠置的图像画面，将使得其被上下分割并各别输出至显示装置时，其垂直解析度会降至原输入图像画面的1/2倍。

3．以往必须利用一转接盒将上下叠置的图像画面分割成两个单一图像画面後才能输出至显示装置上显示，增加了制作及生产上的成本。

本发明的目的在于提供一种产生立体图像的方法及其装置，使一输入图像画面可通过改变显示单元上的显示位置而显示在两个相对偏移的位置上，而于其间形成一产生立体图像的视差

本发明的产生立体图像的方法及其装置，其特征在于：将一输入图像画面的图像变化周期划分成连续的第一及第二垂直同步信号周期，且于第一垂直同步信号周期期间将输入图像画面显示在一预设起始位置及一偏移起始位置其中一个上，及于第二垂直同步信号周期期间将输入图像画面显示在该预设起始位置及该偏移起始位置的另一个上，使得在第一及第二垂直同步信号周期期间显示的图像画面之间形成一产生立体图像的视差。

本发明主要利用垂直同步信号33去控制显示控制单元4中一微处理器42，使交替将两组参数存入水平/垂直处理器432的位置寄存器中，使得输出至显示屏幕2图像可在两个相对偏移的显示画面间交替显示而产生一视差。借此，当使用者配戴一图像分离器5观看显示屏幕2上具有视差的两个相同图像画面时，就能看见一呈现立体的图像，所以本发明不但不需要前述以往产生立体图像的装置中的驱动装置及转接盒，减少制作上的成本，也简化了立体图像的产生步骤。

下面结合附图及实施例对本发明进行详细说明：

图1是以往产生立体图像的装置的方块示意图。

图2是本发明第一较佳实施例的主要电路方块示意图。

图3是本发明第一较佳实施例的电路方块的时序示意图。

图4是本发明第二较佳实施例的电路方块示意图。

图5是本发明较佳实施例呈现立体图像的过程说明示意图。

图6是本发明第二较佳实施例的时序示意图。

如图2所示，图2是本发明较佳实施例的主要电路方块图，其包括一显示单元2、一图像输入装置3及一显示控制单元4，该显示单元2及显示控制单元4是一显示器的主要构件并组设于该显示器上。

该显示单元2为一CRT(阴极射线管)显示屏幕，且在本较佳实施例中是一彩色CRT显示屏幕。

该图像输入装置3供一来自电脑的图像数据输入，并产生一内含有R(红)、G(绿)、B(蓝)三原色的模拟图像信号31、一水平同步信号32及一垂直同步信号33。

该显示控制单元4主要包含一图像放大及输出电路41、一微处理器42、一偏向装置43及一同步信号产生器44。该图像放大及输出电路41分别与上述图像输入装置3及CRT显示屏幕2电气连接，以接收图像输入装置3输出的图像信号21，并将该图像信号21经适当信号放大及处理後再输出至显示屏幕2显示。

该微处理器42与图像输入装置3及偏向装置43电气连接，以接收图像输入装置3输出的水平同步信号32及垂直同步信号33，其中，水平同步信号22是用以控制显示屏幕2的扫描线起始扫描位置，而垂直同步信号23则为显示屏幕2的图像画面更新频率，也就是每秒出现在显示屏幕2上的图像画面数。并且微处理器32可电气连接至一使用者控制接口45并通过该偏向装置43与显示屏幕2间接电气连接，该使用者控制接口45可根据使用者的设定，例如画面放大、缩小、左移、右移及明暗等设定动作使微处理器42去控制显示屏幕2，相对改变其显示型态。

该偏向装置43中包含一偏向回路431及一水平/垂直处理器432，该水平/垂直处理器432是用以驱动该偏向回路431去控制图像输入装置3的输入图像31出现于显示屏幕2上的起始位置，且水平/垂直处理器432中设有多个用以设定显示屏幕2显示型态的寄存器(图中未示)，其中，如图2所示，有一组位置寄存器(也就是水平位置寄存器433及垂直位置寄存器434)是用来设定图像31输出至显示屏幕2上的起始显示位置。通常当电脑一开机时，微处理器42会先至一与其电气连接且储存有许多参数值的数据储存单元(其为一EEPROM)46中读取两组参数(即一组预设起始位置参数及一组偏移起始位置参数)，并将该组预设起始位置参数(设定显示画面置中)置入该组位置寄存器433及434中，则水平/垂直处理器432会根据位置寄存器433、434中该组参数值驱使偏向回路331控制显示屏幕2显示一置中的起始画面。因为一般显示器都包括上述该等基本构件(显示屏幕2、显示控制单元4)及功能，因此，本发明的特征就是在于利用图像输入装置3产生的垂直同步信号33控制该显示控制单元4的偏向装置43中水平/垂直处理器432的该组位置寄存器433、434，使输出至显示屏幕2的同一图像画面可显示在两个相对偏移的位置上，而在两个相对偏移图像画面之间形成一可构成立体图像的视差。

而且，使用者可利用使用者控制接口45来选择想要的显示模式为平面显示或立体显示，因此当使用者选择平面显示模式时，水平/垂直处理器432中该组位置寄存器433及434内存放的该组预设起始位置参数在图像显示过程中不会被改变，所以输出的图像会显示在显示屏幕2的同一位置上，而形成平面显示。如图2及图3所示，假设平面显示画面是位于显示屏幕2上置中位置，则当使用者选择立体显示时，微处理器42会受到使用者控制接口45动作，使当收到垂直同步信号33(在本实施例中假设垂直同步信号33频率为图像变化频率的2倍，则垂直同步信号33即会将每一图像变化周期Tm划分成一第一垂直同步信号周期Tv1及一第二垂直同步信号周期Tv2)时，微处理器42会在第一垂直同步信号周期Tv1的同步脉冲t1期间内先发出一控制信号421(图3中脉冲a)至水平/垂直处理器432并将该组偏移起始位置参数(设定显示画面偏右)置入该组位置寄存器433及434中取代原来的预设起始位置参数，偏向回路431即根据该组偏移起始位置参数改变显示屏幕2的起始显示位置；接着一输入图像31随着水平同步信号22的扫描而显示于显示屏幕2上偏右位置，呈现一偏右的图像画面21，如图2所示。然後，微处理器32在接下来的第二垂直同步信号周期Tv2的同步脉冲t2期间内输出一控制信号421(图3中脉冲b)至水平/垂直处理器432，将该组预设起始位置参数再次存入该组位置寄存器433、434中，使显示屏幕2的显示画面位置回到原来置中位置(但相较于前述偏右的画面是呈一相对偏左的画面)，所以接着被输出于显示屏幕2上的输入图像31，就呈现一相对偏左的图像画面22，如图2所示，且该偏右及偏左图像画面21、22是同一输入图像31。如上所述，微处理器3就会在垂直同步信号33接下来的每一第一垂直同步信号周期Tv1及每一第二垂直同步信号周期Tv2期间分别输出一控制信号421(脉冲c、d、e…)去执行上述动作，并分别将该组预设起始位置参数及偏移起始位置参数交替置入该组位置寄存器433、434中，使输入图像31交替显示于显示屏幕2的一偏左起始位置(预设起始位置)及一偏右起始位置(偏移起始位置)上，而呈现一偏左图像画面21及一偏右图像画面22交替出现的情况。

例如以图3及图5的图示为例，当显示控制单元4被设定在立体显示模式时，如果垂直同步信号33的频率为60Hz，而图像输入装置3的图像变化频率为30Hz，则一输入图像31在其图像变化周期Tm内可被读取并显示在显示屏幕2上两次，根据上面描述的方法，其中一次会出现在显示屏幕2上偏右的位置，形成偏右图像画面21，另一次出现在显示屏幕2上偏左的位置，形成偏左图像画面22，且这两个相对左右偏移图像21、22之间具有一偏移距离，一般称为视差(Parallax)，且这个视差量可以借由调整存入该组位置寄存器433、434的两组参数值差距来设定以形成适合于个人眼睛观看的左右视差。

而该同步信号产生器44，如图2所示，在本实施例中是一红外线发射器，其会受微处理器42同步控制而发射一与该垂直同步信号33同步的同步信号441。

由上述可知，本实施例利用图像输入装置2的垂直同步信号23控制该微处理器32，使在第一及第二垂直同步信号周期Tv1及Tv2期间交替将两组参数置入该水平/垂直处理器432的该组位置寄存器433、434中，使显示屏幕2可根据该两组参数值，将输入图像31交替显示在两个相对偏移的显示画面上而于两偏移画面之间形成一(左右)视差。

此外，本发明也可应用另一种方法来达到相同的显示效果。如图4所示，其在该偏向装置43的水平/垂直处理器432内设置有一第一组位置寄存器433、434及一第二组位置寄存器435、436，当电脑一开机时，微处理器32会从EEPROM46中读取两组参数(一组预设起始位置参数及一组偏移起始位置参数，是分别将显示画面设定在一相对偏左位置(预设起始位置)及一偏右位置(偏移起始位置)上，以形成一视差)分别存入第一组位置寄存器433,434及第二组位置寄存器435,436中。当使用者选择平面显示时，则只第一组位置寄存器433,434中的参数会被读取以设定平面显示的起始画面位置；而当使用者选择立体显示时，微处理器42会发出一控制信号421至水平/垂直处理器432，控制水平/垂直处理器432根据垂直同步信号33的第一及第二垂直同步信号周期Tv1及Tv2的到来，去交替读取第一组位置寄存器433,434及第二组位置寄存器435,436中的参数值，并依据第一种方法的步骤，使输出至显示屏幕2的图像在一相对偏左位置及一相对偏右位置间交替显示，而在两个相对偏移的图像画面21、22间形成一视差，如图4及图6所示。借此，微处理器42就不需在每一第一及第二垂直同步信号周期Tv1及Tv2到来时不断去控制水平/垂直处理器432及更改一组位置寄存器的参数值。

由上述可知，本发明较佳实施例是利用图像输入装置2输出的垂直同步信号33来控制显示控制单元4的水平/垂直处理器432中一组位置寄存器433,434(或两组位置寄存器433,434及435,436)，使输出至显示屏幕2的图像可在两个相对左右偏移的显示画面间交替显示，而在其间形成一相当于两眼的视差。而且，根据立体图像产生原理，人类的左右眼是因从左右角度分别看到同一物体，并经由大脑将左右眼分别送进来的具有两眼视差的两个物体图像合成後，才会在眼前形成该物体的立体图像(即眼睛始能看见一立体的物体)，因此，如果能让使用者戴上一图像分离器，分隔使用者左右眼使分别看见显示屏幕2上偏右图像画面21及偏左图像画面22时，即可在使用者眼前呈现一立体图像。

所以在本发明较佳实施例中更提供一可供使用者双眼配戴的图像分离器5，如图2或图4所示，其在本实施例中是一液晶立体眼镜(LC ShutterGlasses)，具有一如同眼镜的外观，并设有两个供使用者两眼对应观看的左、右视区51、52，于各该视区51、52中分别设有一液晶面板，当立体眼镜5上的开关″ON″(接通)时，其左右视区51、52中的液晶面板会交替一明一暗地闪动。此外，立体眼镜5上设有一红外线接收器53，可接收上述同步信号产生器44发出的同步信号441，并控制左右视区51、52中的液晶面板配合该同步信号441(如图3及图6中的同步脉冲R、L)一明一暗地交替遮蔽，使当使用者配戴该立体眼镜5观看显示屏幕2时，就如图5所示，当显示屏幕2出现偏左图像画面22时，立体眼镜5左视区51的晶液面板就会变暗，以遮住左眼视线，只让使用者右眼看见偏左图像22；相反地，当显示屏幕2出现偏右图像21时，右视区52的液晶面板就会变暗，以遮住右眼视线，只让使用者左眼看见偏右图像画面21，则经由使用者左右眼分别接收的右左偏移图像画面21、22会在使用者大脑中图像合成而形成一个立体图像23(如图5所示)。

Claims (16)

1．一种产生立体图像的方法，将一输入图像画面的图像变化周期划分成连续的第一及第二垂直同步信号周期，其特征在于：

该方法包括下列步骤：

(a)提供输入图像画面至一显示单元；

(b)在所述第一垂直同步信号周期期间，控制所述显示单元将所述输入图像画面显示在一预设起始位置及一相对于该预设起始位置的偏移起始位置的其中一个上；及

(c)在所述第二垂直同步信号周期期间，控制所述显示单元将所述输入图像画面显示在所述预设起始位置及所述该偏移起始位置的另一个上，以在第一及第二垂直同步信号周期期间显示的图像画面之间形成一产生立体图像的视差。

2．一种产生立体图像的装置，将一输入图像画面的一图像变化周期划分成连续的第一及第二垂直同步信号周期，其特征在于：

该装置包括一显示单元、一与显示单元电气连接且提供输入图像画面至所述显示单元的图像输入装置，及一显示控制单元；

所述显示控制单元分别与显示单元及图像输入装置电性连接，且控制该显示单元在第一垂直同步信号周期期间将输入图像画面显示在一预设起始位置及一偏移起始位置的其中一个上，及控制所述显示单元在第二垂直同步信号周期期间将输入图像画面显示在所述预设起始位置及偏移起始位置的另一个上，而在第一及第二垂直同步信号周期期间显示的图像画面之间形成一产生立体图像的视差。

3．如权利要求2所述的产生立体图像的装置，其特征在于：

所述图像输入装置还提供水平及垂直同步信号至所述显示控制单元，使所述显示控制单元控制输入图像画面的起始位置，并将该画面变化周期划分成第一及第二垂直同步信号周期。

4．如权利要求2所述的产生立体图像的装置，其特征在于：

该装置还包括一与所述显示控制单元电气连接，且储存预设起始位置参数及偏移起始位置参数的储存装置，所述显示控制单元根据所述预设起始位置参数控制所述显示单元而将输入图像画面显示在预设起始位置，及根据所述偏移起始位置参数控制所述显示单元而将输入图像画面显示在偏移起始位置。

5．如权利要求4所述的产生立体图像的装置，其特征在于：

所述显示控制装置包含一具有一组位置寄存器的处理器，且该组位置寄存器在第一垂直同步信号周期期间储存所述预设起始位置参数，并在第二垂直同步信号周期期间储存所述偏移起始位置参数。

6．如权利要求4所述的产生立体图像的装置，其特征在于：

所述显示控制单元包含一处理器，且所述处理器具有一储存所述预设起始位置参数的第一组位置寄存器，及一储存所述偏移起始位置参数的第二组位置寄存器。

7．如权利要求2所述的产生立体图像的装置，其特征在于：

所述显示单元包含一阴极射线管显示器。

8．如权利要求7所述的产生立体图像的装置，其特征在于：

所述阴极射线管显示器为一彩色阴极射线管显示器。

9．一种产生立体图像的装置，将一输入图像画面的一图像变化周期划分成连续的第一及第二垂直同步信号周期，其特征在于：

所述装置包括一显示单元、一与显示单元电气连接并操作以提供输入图像画面至显示单元的图像输入装置，及一显示控制器；

所述显示控制器分别与显示单元及图像输入装置电气连接，所述显示控制器可在一平面模式中操作，其中所述显示控制器控制所述显示单元在第一及第二垂直同步信号周期期间将输入图像画面显示在一预设起始位置，所述显示控制器也可操作在一立体模式中，其中所述显示控制器控制所述显示单元在第一垂直同步信号周期期间而将输入图像画面显示在所述预设起始位置及一相对于所述预设起始位置的偏移起始位置的其中一个上，及控制所述显示单元在第二垂直同步信号周期期间而将输入图像画面显示在所述预设起始位置及所述偏移起始位置的另一个上，而在第一及第二垂直同步信号周期期间显示的图像画面之间形成一产生立体图像的视差。

10．如权利要求9所述的产生立体图像的装置，其特征在于：

所述装置还包括一与所述显示控制器电气连接的使用者控制接口，所述使用者控制接口是可操作以控制所述显示控制器在所述平面及立体模式的一被选择的模式中操作。

11．如权利要求10所述的产生立体图像的装置，其特征在于：

所述图像输入装置还提供水平及垂直同步信号至所述显示控制器使所述显示控制器控制输入图像画面的起始位置及将所述画面变化周期划分成第一及第二垂直同步信号周期。

12．如权利要求10所述的产生立体图像的装置，其特征在于：

所述装置还包括一与所述显示控制器电气连接且将预设起始位置参数及偏移起始位置参数储存在其中的数据储存单元，当所述显示控制器操作在立体模式时，所述显示控制器根据所述预设起始位置参数控制所述显示单元将输入图像画面显示在所述预设起始位置，并根据所述偏移起始位置参数控制所述显示单元将输入图像画面显示在所述偏移起始位置。

13．如权利要求12所述的产生立体图像的装置，其特征在于：

所述显示控制器包含一具有一组位置寄存器的处理器，当所述显示控制器操作在立体模式时，所述组寄存器用以在第一垂直同步信号周期期间储存所述预设起始位置参数，及用以在第二垂直同步信号周期期间储存所述偏移起始位置参数。

14．如权利要求12所述的产生立体图像的装置，其特征在于：

所述显示控制器包含一具有一第一组位置寄存器及一第二组位置寄存器的处理器，当所述显示控制器操作在立体模式时，所述第一组位置寄存器用以储存所述预设起始位置参数，且所述第二组位置寄存器用以储存所述偏移起始位置参数。

15．如权利要求9所述的产生立体图像的装置，其特征在于：

所述显示单元包含一阴极射线管显示器。

16．如权利要求15所述的产生立体图像的装置，其特征在于：

所述阴极射线管显示器是一彩色阴极射线管显示器。

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