CN1367611A - 三维视频图像数字编码方法 - Google Patents

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Abstract

一种3D图像数字编码方法,将传统的立体隔行扫描视频图像,经特定软件转换成为具上、下分割画面的图像后,即形成一个上半部为一左(或右)眼图像及下半部为右(或左)另一眼图像的分割画面的视频图像文件,再以MPEG进行数字图像数据压缩,而此上、下分割画面的视频图像压缩文件经MPEG播放器或MPEG解码器,输出至3D立体图像产生器处理后,即可让使用者戴上3D立体眼镜,在CRT显示器上,观赏3D立体动态视频图像,而无任何闪烁现象。

Description

三维视频图像数字编码方法
本发明涉及一种三维(3D)视频图像数字编码方法，尤指一种3D立体VCD、DVD节目播放时，人们可以观赏3D立体效果的节目。
以往人们可以借由3D立体节目录像带经录放像机播放后，通过传统电视的隔行扫描显示模式来观赏以隔行扫描(Interleaved)图像格式来显示3D立体效果的节目。所谓隔行扫描显示模式即是依序显示第1、3、5、7、...等奇数(Odd)扫描线，后再依序显示第2、4、6、8、...等偶数(Even)扫描线的周而复始的循环显示方式。隔行扫描显示模式(Interlaced Display Mode)系将一个画面(Frame)分为二个场(Fields)，即奇数扫描线所构成的奇数扫描线场即奇数场(Odd Field)与偶数扫描线所构成的偶数扫描线场即偶数场(Even Field)。在使用隔行扫描显示模式做立体显像时，我们便可以将左眼图像与右眼图像分置于奇数场和偶数场(或相反顺序)中，再配合立体眼镜的左/右交替遮没(如图3的“3D立体眼镜”波形所示)；如此将左、右眼图像各自独立送至左、右眼，并快于人类视觉暂留的速度，周而复始的切换显示，人们即可清楚看见3D立体(Stereo 3D)图像了，此时切换隔行扫描显示的频率(Vertical Frequency或Refresh Rate)最好高于120Hz，否则立体眼镜(LC Shutter Glasses)观赏时可能会有“闪烁”(Flicker)现象发生。
另外，MPEG(Moving Picture Expert Group，动画专家组)是近来于多媒体领域当中，用来储存数字视频节目相当热门的一种技术，这种数字储存技术通常用在影片动画和声音的压缩，其压缩数据的比例非常高，去压缩的速度非常快，几乎可达到实时(RealTime)的效果，所以动态图像和声音，即利用此一压缩技术(压缩比约50∶1至200∶1之间)，压缩在一片650MB的VCD光碟片，可播放74分钟的影片，或储存于4.7GB的DVD光碟片，可播放135分钟的影片。
但是，目前3D立体动画图像无法如2D图像般储存于VCD、DVD而达到74分钟或135分钟的播放长度，主要原因是采用MPEGI/II(Motion Picture Expert Group I/II为动态图像压缩标准)而做的数据图像压缩，但是MPEG I/II的图像压缩系一破坏性数据压缩，所谓破坏性压缩亦是说VCD、DVD若以隔行扫描(Interleaved)图像格式来显示3D立体时，在压缩过程中，该隔行扫描(Interleaved)扫描线/场(Fields)的数据在压缩过程中会被破坏掉，即无法做3D立体(Stereo 3D)视频图像的播放。
本发明的主要目的，在于解决上述缺陷，避免出现丢失；本发明亦是将VCD、DVD的动画图像资料先行重新处理，由隔行扫描(Interleaved)排列方式转为上、下分隔置放，以避免MPEG的破坏性压缩。
本发明的另一目的，在于左、右眼图像播放速度可由如原先60Hz变为120Hz的加倍播放以便3D立体眼镜(LC Shutter Glasses)观赏时不会有“闪烁”(Flicker)现象发生。
为达上述目的，本发明将VCD、DVD的立体隔行扫描式视频图像(Stereoscopic Interlaced Video)，经特定软件(Software)将前述的隔行扫描式图像转换成为具上、下分割画面的图像(ConvertsInterlaced Video Image Into Above/Below Image)如将隔行扫描式图像的奇数扫描线(代表左眼图像)放置在画面的上(或下)方；而其偶数扫描线(代表右眼图像)则放置在画面的下(或上)方，即形成一个上半部为左(或右)眼图像及下半部为右(或左)眼图像的分割画面的视频图像文件(Above/Below Video File)，再以MPEGI/II(Motion Picture Expert Group I/II)进行数据图像数据压缩(DataCompression)到光碟片里，即形成一个具上、下分割画面动态图像，而此上、下分割画面的视频图像文件经MPEG I/II播放器(MPEGI/II Player)或MPEG I/II解码器(MPEG I/II Decoder)，输出至3D立体图像产生器处理后，再输出至显示器(Monitor)即可让使用者戴上3D立体眼镜(LC Shutter glasses)后，观赏3D立体动态视频图像。
有关本发明的技术内容及构造，现配合附图详细说明如下：
图1为本发明的3D立体VCD、DVD处理方法流程示意图。
图2为本发明的3D立体图像产生器示意图。
图3为公知与本发明的3D立体图像播放时序示意图(TimingDiagram)。
图4为本发明图1所运用的画面同步倍频器电路示意图。
图5为本发明图2所运用的液晶遮光器控制器电路示意图。
请参阅图1所示，此为本发明的示意图。如图所示：本发明的3D视频图像数字编码方法，主要是为了3D立体VCD、DVD节目播放时，人们可以观赏3D立体效果的节目。
一般的3D立体VCD、DVD无法直接以隔行扫描(Interleaved)立体图像显示，主要原因是VCD、DVD是采用MPEG I/II(MotionPicture Expert Group I/II为动态图像压缩标准)而做的数字图像压缩，但是MPEG I/II的图像压缩系一破坏性数据压缩，所谓破坏性压缩亦即若视频图像(Video Image)以隔行扫描(Interleaved)格式来显示3D立体时，在压缩过程中，该隔行扫描(Interleaved)扫描线的相临场(Fields)(代表左、右眼图像)的数据将会被破坏掉，即无法做3D立体(Stereo 3D)图像的播放。
因此，为了解决前述问题，将立体隔行扫描式视频图像(Stereoscopic Interlaced Video)1，经特定软件(Software)2将前述的隔行扫描式图像转换成为具上、下分割画面的图像(ConvertsInterlaced Video Image Into Above/Below Image)后，即形成一个上半部为左(或右)眼图像及下半部为右(或左)眼图像的分割画面的视频图像文件(Above/Below Video File)3，再以MPEG I/II(Motion Picture Expert Group I/II)进行数字图像数据压缩(MPEGI/II Data Compression)4到光碟片5里，即形成一个具上、下分割画面动态图像光碟片，经由MPEG I/II播放软件(MPEG I/IIDecoder/Player)6，再经过画面同步倍频器(Sync.Doubler)7处理后，即可输出至显示器(Monitor)8，此时以3D立体眼镜(LiquidCrystal Shutter Glasses)9可观赏3D立体图像效果。
另参阅图2、3、4、5所示，分别为本发明的3D立体图像产生器、时序、画面同步倍频器及液晶遮光器控制器电路示意图。如图所示：由于画面同步倍频器电路与液晶遮光器控制器电路为现有电路，在此不多叙述此两电路的硬件电路的动作原理。
然而，上述2D数字信号源(2D Digital Signal Source)108由此产生器的数字信号选择器(Digital Signal Selector)109输入至数字信号倍频器处理单元110的数字信号处理器及行扫描倍频器(Digital Signal Processor and Line Scan Doubler)111及第一时基校正器(Time Base Corrector)112将信号处理成全帧框(frame)上、下画面的2D数字信号(Above/Below 2D Digital Signal)113(如图3的Above/Below波形图所示)，此上、下画面的2D数字信号113输入到同步倍频处理单元114，由同步倍频处理单元114的上下画面的2D数字/模拟转换器(Above/Below 2D digital to AnalogConverter)115转换成一个上下画面的2D模拟信号(Above/Below2D Analog Signal)116，再经由同步倍频2D/3D信号产生器(Synchronizer Frequency Doubler & 2D to 3D Signal Converter)117及第二时基校正器(Time Base Corrector)118处理，亦是在上下画面之间加入一垂直同步信号(Vertical Sync.)A，即形成如图3的画面同步倍频处理(Sync.Doubling)波形输出(如由原先的60Hz变为120Hz；或是如由原先的60 Frames变为120 Frames)，此3D模拟信号(3D Analog Signal)119，在显示器(Monitor)8先展开左(或右)眼图像画面后，再展开右(或左)眼图像，如此，不断的将左(或右)眼图像及右(或左)图像展开做轮流交替切换在显示器上，再经由液晶遮光控制器(Liquid Crystal Shutter Controller)102，在戴上3D立体眼镜(Liquid Crystal Shutter Glasses)9后即可观赏3D立体(Stereo 3D)动态视频(Video)图像(如图3的Liquid CrystalShutter Glasses或LC Shutter Glasses波形)。
另外，在非数字信号的图像，经模拟信号选择器(Analog SignalSelector)104选择是由2D模拟信号源合成图像(2D Analog SignalSource Composited Video)105或2D模拟信号S图像传输端(2DAnalog Signal Source S-Video)106输入，经2D模拟/数字转换器(2DAnalog to Digital Converter)107转换成一具有上、下分割画面的图像数字信号后，在经上述的3D立体图像产生器处理后，即可显示在显示器(Monitor)8上，再戴上3D立体眼镜(Liquid Crystal ShutterGlasses)9后，即可观赏3D立体(Stereo 3D)动态视频(Video)图像。
以上所述，仅为本发明较佳实施例之一而已，并非用来限定本发明实施的范围。即凡依本发明申请专利权利要求所做的等同变化与修饰，皆为本发明专利权利要求范围所涵盖。

Claims (8)

1.一种3D视频图像数字编码方法，主要是为3D立体VCD、DVD节目播放时，人们可以观赏3D立体效果的节目，其特征在于：
a)立体隔行扫描式视频图像(1)，经特定软件(2)将前述的隔行扫描式图像转换成为具上、下分割画面的图像后，即形成一个上半部为左(或右)眼图像及下半部为右(或左)眼图像的分割画面的视频图像文件(3)；
b)将上述的上、下分割画面的视频图像文件(3)以MPEG I/II进行数字图像数据压缩(4)到光碟片(5)里，即形成一个具上、下分割画面动态图像；
c)将上述上、下分割画面的视频图像文件(3)在3D立体图像产生器读取播放后，让使用者在显示器(8)，戴上3D立体眼镜(LC Shutter Glasses)后，即可观赏3D立体动态视频图像。
2.根据权利要求1所述的3D视频图像数字编码方法，其中，该3D立体图像产生器还包括有一数字信号选择器(109)。
3.根据权利要求1所述的3D视频图像数字编码方法，其中，该3D立体图像产生器还包括有一数字信号倍频器处理单元。
4.根据权利要求3所述的3D视频图像数字编码方法，其中，该数字信号倍频器处理单元(110)包括有一数字信号处理器(109)及行扫描倍频器及第一时基校正器(112)的处理下，即形成一个上、下画面的2D数字信号(108)。
5.根据权利要求1所述的3D视频图像数字编码方法，其中，该3D立体图像产生器还包括有一画面同步倍频器(Sync.Doubler)(7)，在此单元处理后，将每次播放场(Fields)如由原先60Hz变为120Hz(或是如由原先60 Frames变为120 Frames)。
6.根据权利要求5所述的3D视频图像数字编码方法，其中，该同步倍频处理单元(114)包括有一上、下画面的2D数字/模拟转换器(115)，同步倍频2D/3D信号产生(117)及第二时基校正(118)。
7.根据权利要求1所述的3D视频图像数字编码方法，其中，该3D立体图像产生器液晶遮光控制器(102)。
8.根据权利要求1所述的3D视频图像数字编码方法，其中，在非数字信号的图像，经模拟信号选择器(104)选择是由2D模拟信号源合成图像(105)或2D模拟信号S图像传输端(106)输入，经2D模拟/数字转换器(107)转换成一具有上、下分割画面的图像数字信号后，在经上述3D立体图像产生器处理后，即可在显示器(8)，或者戴上3D立体眼镜(LC Shutter Glasses)，即可观赏3D立体动态视频图像。
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