TW201312545A - 顯示系統、其影像處理器，及其立體影像產生方法 - Google Patents

Abstract

一種影像處理器，以依照移位信號產生立體影像，此移位信號反應了觀賞者所處之位置狀態，此影像處理器內含接收電路、畫素選擇電路、畫素配置電路、以及移位電路。接收電路接收多個左眼影像以及多個右眼影像，畫素選擇電路電性連接接收電路，此畫素選擇電路係自左眼影像以及右眼影像當中挑選出畫素資訊。畫素配置電路電性連接畫素選擇電路，此畫素配置電路係將所選出之畫素資訊配放至多個位置上，以供觀賞者之左眼或右眼接收。移位電路電性連接畫素配置電路，當移位信號確立時，移位電路對經過配放的畫素資訊進行移位。

Description

顯示系統、其影像處理器，及其立體影像產生方法

本發明是有關於一種立體顯示器，且特別是有關於一種裸視類型的立體顯示器。

為了能夠產生自然的影像，顯示技術已逐步從二維顯示方式轉換到三維顯示方式。早在歐幾里得和亞里士多德的時代，人們就已經注意到，雖然人類的兩隻眼睛會分別接收不同的影像，然而人類卻不會受到雙重影像現象的困擾。大量的動物試驗以及人體試驗已經證實，人類的大腦的確能夠重現圖像的深度。

立體視覺是藉由雙目視差現象來形成，當左眼和右眼從不同角度接收圖像，就會產生雙目視差現象。人類大腦會將不同角度的圖像合併重現成為三維圖像，也就是立體影像。三維圖像顯示技術包括戴眼鏡的類型和裸視類型。戴眼鏡的類型會讓使用者無法舒適得觀賞影像，因此無法成為主流。另一方面，裸視型則越來越受到使用者的青睞。

第1圖係繪示立體視覺形成示意圖。為了形成立體視覺，二維圖像101會被劃分為右眼圖像101b與左眼圖像101a，右眼圖像101b與左眼圖像101a會透過視差屏障105或是微透鏡陣列(未顯示)分別投射到觀賞者的右眼109與左眼107。然而，觀賞者需要站在一定的位置上，才能夠產生正確的立體視覺。如果觀賞者站錯了位置，就沒有辦法產生正確的立體視覺。

因此需要一個新的立體顯示技術，以使觀賞者產生正確的立體視覺。

因此，本發明之一態樣是在提供一種影像處理器，能夠依照觀賞者所處位置來提供立體影像，使觀賞者能夠產生正確的立體視覺。

依據本發明一實施例，影像處理器係依照一移位信號產生一立體影像，其中此移位信號反應了一觀賞者所處之位置狀態，此影像處理器內含一接收電路、一畫素選擇電路、一畫素配置電路，以及一移位電路。接收電路接收複數個左眼影像以及複數個右眼影像；畫素選擇電路電性連接接收電路，此畫素選擇電路係自左眼影像以及右眼影像當中挑選出畫素資訊；畫素配置電路電性連接畫素選擇電路，畫素配置電路係將所選出之畫素資訊配放至數個位置上，以供觀賞者之一左眼或一右眼接收；移位電路電性連接畫素配置電路，當移位信號確立時，移位電路對經過配放的畫素資訊進行移位。

本發明之另一態樣是在提供一種顯示系統，能夠自動感測觀賞者所處位置，並依據所感測到的位置來提供立體影像，使觀賞者能夠產生正確的立體視覺。

依據本發明之另一實施例，顯示系統顯示一立體影像，此顯示系統內含一影像感測器以及一影像處理器。影像感測器以對一觀賞者所處之位置狀態進行感測，當所感測到的位置狀態超出範圍時，影像感測器會確立一移位信號。影像處理器依照移位信號產生立體影像，此影像處理器含有一接收電路、一畫素選擇電路、一畫素配置電路，以及一移位電路。接收電路接收複數個左眼影像以及複數個右眼影像；畫素選擇電路電性連接接收電路，此畫素選擇電路係自左眼影像以及右眼影像當中挑選出畫素資訊；畫素配置電路電性連接畫素選擇電路，此畫素配置電路係將所選出之畫素資訊配放至數個位置上，以供觀賞者之一左眼或一右眼接收。移位電路電性連接畫素配置電路，當移位信號確立時，移位電路對經過配放的畫素資訊進行移位。

本發明之再一態樣是在提供一種立體影像產生方法，能夠依照觀賞者所處位置來提供立體影像，使觀賞者能夠產生正確的立體視覺。

依據本發明之再一實施例，立體影像產生方法根據一觀賞者之位置狀態來產生複數個立體影像，此立體影像產生方法係接收複數個左眼影像以及複數個右眼影像，其中左眼影像以及右眼影像係來自一二維影像(平面影像)；自左眼影像以及右眼影像當中，挑選出畫素資訊；將所選出之畫素資訊配放至複數個位置上，以供觀賞者之一左眼或一右眼接收；根據觀賞者之位置狀態，對經過配放的畫素資訊進行移位。

本發明之又一態樣是在提供一種立體影像產生方法，能夠自動感測觀賞者所處位置，並依據所感測到的位置來提供立體影像，使觀賞者能夠產生正確的立體視覺。

依據本發明之又一實施例，立體影像產生方法根據一觀賞者之位置狀態來產生複數個立體影像，此立體影像產生方法係接收複數個左眼影像以及複數個右眼影像，其中左眼影像以及右眼影像係來自一二維影像；自左眼影像以及右眼影像當中，挑選出畫素資訊；將所選出之畫素資訊配放至複數個位置上，以供觀賞者之一左眼或一右眼接收；同時亦對觀賞者之位置狀態進行感測，當所感測到的觀賞者之位置狀態超出範圍，對經過配放的畫素資訊進行移位。

以上實施例的影像處理器、顯示系統以及立體影像產生方法，能夠依照觀賞者所處位置來調整立體影像的資訊，即便觀賞者站在不同的位置，仍然可以產生正確的立體視覺，擴大了顯示系統的可見視角。

以下實施例的顯示系統，係採用裸視技術來產生多視角(Multi-View)的立體影像，觀賞者可在不同的位置上產生正確的立體影像視覺。

請參照第2圖，其係繪示本發明一實施方式的顯示系統方塊圖。顯示系統201係顯示一立體影像，此顯示系統201主要含有影像感測器211以及影像處理器204，其中影像處理器204內含接收電路205、畫素選擇電路206、畫素配置電路207、移位電路208，以及位置檢驗電路209。

接收電路205係接收數個左眼影像202以及數個右眼影像203。畫素選擇電路206電性連接接收電路205，此畫素選擇電路206係自左眼影像202以及右眼影像203當中挑選出畫素資訊，這些畫素資訊可以提供給內含紅色子畫素、綠色子畫素，以及藍色子畫素的畫素電路，或是提供給子畫素電路。

畫素配置電路207電性連接畫素選擇電路，此畫素配置電路207係將所選出之畫素資訊配放至數個位置上，以供觀賞者219之左眼或右眼接收。舉例來說，畫素選擇電路206可以自每一左眼影像202以及右眼影像203當中，選擇出一部分來當做挑選出來的畫素資訊。接著，畫素配置電路207會組合這些挑選出來的畫素資訊，然後再將經過組合的畫素資訊配放至數個位置上，以使觀賞者219接收這些畫素資訊並產生立體視覺。

影像感測器211會對一觀賞者219所處之位置狀態進行感測，當感測到觀賞者219所處之位置狀態超出範圍時，影像感測器211會確立一移位信號，也就是改變移位信號的邏輯準位。舉例來說，影像感測器211可以偵測觀賞者219的高度、角度以及方向；倘若所偵測到的高度、角度以及方向超過範圍，例如高度大於200公分，影像感測器211會將移位信號的邏輯準位調整為邏輯1，促使移位電路208對經過配放的畫素資訊進行移位。

當畫素配置電路207將所選擇出來的左眼影像202以及右眼影像203之部分組合來產生新的影像之後，倘若移位信號沒有被確立，那麼電性連接畫素配置電路207以及影像感測器211的移位電路208就會使畫素資訊保持原來的配置狀態而不需要位移；另一方面，倘若移位信號被確立，移位電路208就會對經過配放的畫素資訊進行移位。接著，位置檢驗電路209會檢查經過移位的畫素資訊是否已經可以正確地對應至觀賞者219的左眼以及右眼。如果經過一次移位以後的畫素資訊仍然無法正確地對應至觀賞者219的左眼以及右眼，位置檢驗電路209會促使移位電路208繼續對畫素資訊進行移位。

舉例來說，倘若顯示系統201屬於雙視角類型(2 View Type)，移位電路208可對畫素資訊進行一次移位，以使畫素資訊移動到下一個位置上去；倘若移位以後的畫素資訊仍然無法藉由視差屏障217正確地對應至觀賞者219的左眼以及右眼，位置檢驗電路209也可以促使移位電路208繼續對畫素資訊進行移位。具體來說，倘若顯示系統201屬於五視角類型(5 View Type)，位置檢驗電路209最多可使移位電路208對畫素資訊移動五次。

顯示系統201進一步地含有時序控制器213、顯示面板215，以及視差屏障217。時序控制器213會根據時脈信號CLK，依序地將由影像處理器204過來的畫素資訊輸出至顯示面板215。接著，內含多個畫素電路的顯示面板215會顯示時序控制器213所輸出的畫素資訊。視差屏障217係對應顯示面板215而設置，以阻隔畫素資訊之投射，限制畫素資訊之投射方向，使畫素資訊可以分別地投射至觀賞者219的左眼以及右眼。

請參照第3A、3B以及3C圖，其係繪示本發明一實施方式兩視角立體影像的示意圖。如第3A圖所繪示，顯示系統301會將影像投射給身處位置303或是位置305的觀賞者。顯示系統301係先對以第3B圖方式配放的畫素資訊進行投射(也就是以右眼子畫素欄位307先被排放的配放方式)。倘若以第3B圖的方式來配放畫素資訊並且進行投射，身處位置303上的觀賞者可以正確得感知到立體影像，因為左眼影像與右眼影像分別對應制觀賞者的左眼以及右眼；然而，身處位置305上的觀賞者則無法正確得感知到立體影像。

因此，倘若大多數的觀賞者係處於位置305上，那麼顯示系統301就必需要對畫素資訊進行移位，使左眼子畫素欄位309位於右眼子畫素欄位307之前，如第3C圖所繪示。如此一來，位置305上的觀賞者就可以正確得感知到立體影像。

請參照第4A、4B以及4C圖，其係繪示本發明另一實施方式五視角立體影像的示意圖。顯示系統401會將影像投射給身處位置403、位置405或是位置407的觀賞者。顯示系統401係先以第4B圖方式配放的畫素資訊進行投射，(也就是同一列當中的畫素資訊係以1、2、3、4、5的順序排列)。此時身處位置403與位置405上的觀賞者可以正確得感知到立體影像，因為左眼影像與右眼影像分別正確地對應制觀賞者的左眼以及右眼；然而，身處位置407上的觀賞者則無法正確得感知到立體影像。

因此，倘若大多數的觀賞者站在位置407上，那麼顯示系統401就須要對畫素資訊進行移位，使得同一列上的畫素資訊依照5、1、2、3、4的方式排列，如第4C圖所繪示，才能使站在位置407上的觀賞者正確地感知到立體影像。

請參照第5圖，其係繪示本發明一實施方式立體影像產生方法之流程圖。立體影像產生方法係根據一觀賞者之位置狀態來產生數個立體影像，如第5圖所繪示，此立體影像產生方法係先接收多個左眼影像以及多個右眼影像(步驟501)，其中這些左眼影像以及右眼影像係來自一二維影像；接著自這些左眼影像以及右眼影像當中，挑選出畫素資訊(步驟503)；然後將所選出之畫素資訊配放至數個位置上(步驟505)，以供觀賞者之一左眼或一右眼接收；然後再根據觀賞者之位置狀態，對經過配放的畫素資訊進行移位(步驟507)。

請參照第6圖，其係繪示本發明另一實施方式立體影像產生方法之流程圖。立體影像產生方法係根據一觀賞者之位置狀態來產生數個立體影像，此立體影像產生方法係先接收數個左眼影像以及數個右眼影像(步驟601)，其中這些左眼影像以及右眼影像係來自一二維影像，並自這些左眼影像以及右眼影像當中，挑選出畫素資訊(步驟603)；接著，立體影像產生方法會將所選出之畫素資訊配放至數個位置上，以供觀賞者之一左眼或一右眼接收(步驟605)，然後再對觀賞者之位置狀態進行感測(步驟607)，當所感測到的觀賞者之位置狀態超出範圍，對經過配放的畫素資訊進行移位(步驟609)。

根據以上實施例，顯示系統及其方法可以偵測觀賞者的位置狀態，當觀賞者的位置超出範圍時，可以自動得對這些畫素資訊進行重新配置，以使畫素資訊可以正確地投射到使用者的左眼以及右眼。如此一來，即使觀賞者移動或改變了所處位置，仍然可以正確地感知到立體影像。

雖然本發明已以實施方式揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何在本發明所屬技術領域當中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

101．．．二維圖像

101a．．．左眼圖像

101b．．．右眼圖像

105．．．視差屏障

107．．．左眼

109．．．右眼

201．．．顯示系統

202．．．左眼影像

203．．．右眼影像

204．．．影像處理器

205．．．接收電路

206．．．畫素選擇電路

207．．．畫素配置電路

208．．．移位電路

209．．．位置檢驗電路

211．．．影像感測器

213．．．時序控制器

215．．．顯示面板

217．．．視差屏障

219．．．觀賞者

301．．．顯示系統

303．．．位置

305．．．位置

307．．．右眼子畫素欄位

309．．．左眼子畫素欄位

401．．．顯示系統

403．．．位置

405．．．位置

407．．．位置

501~507．．．步驟

601~609．．．步驟

為讓本發明之上述和其他目的、特徵、優點與實施例能更明顯易懂，所附圖式之說明如下：

第1圖係繪示立體視覺形成示意圖。

第2圖係繪示本發明一實施方式的顯示系統方塊圖。

第3A圖、第3B圖以及第3C圖係繪示本發明一實施方式兩視角立體影像的示意圖。

第4A圖、第4B圖以及第4C圖係繪示本發明另一實施方式五視角立體影像的示意圖。

第5圖係繪示本發明一實施方式立體影像產生方法之流程圖。

第6圖係繪示本發明另一實施方式立體影像產生方法之流程圖。

201．．．顯示系統

202．．．左眼影像

203．．．右眼影像

204．．．影像處理器

205．．．接收電路

206．．．畫素選擇電路

207．．．畫素配置電路

208．．．移位電路

209．．．位置檢驗電路

211．．．影像感測器

213．．．時序控制器

215．．．顯示面板

217．．．視差屏障

219．．．觀賞者

Claims (12)

1. 一種影像處理器，以依照一移位信號產生一立體影像，其中該移位信號反應了一觀賞者所處之位置狀態，該影像處理器包含：一接收電路，以接收複數個左眼影像以及複數個右眼影像；一畫素選擇電路，電性連接該接收電路，該畫素選擇電路係自該些左眼影像以及該些右眼影像當中挑選出畫素資訊；一畫素配置電路，電性連接該畫素選擇電路，該畫素配置電路係將所選出之畫素資訊配放至複數個位置上，以供該觀賞者之一左眼或一右眼接收；以及一移位電路，電性連接該畫素配置電路，當該移位信號確立時，該移位電路對經過配放的畫素資訊進行移位。
2. 如請求項1所述之影像處理器，更包含一位置檢驗電路，以確認經過移位的畫素資訊是否正確地對應至該左眼以及該右眼。
3. 如請求項2所述之影像處理器，其中當經過移位的畫素資訊沒有正確地對應至該左眼以及該右眼時，該移位電路會繼續對已經移位過的畫素資訊進行移位。
4. 如請求項1所述之影像處理器，其中自該些左眼影像以及該些右眼影像所選出之畫素資訊係用來提供給複數個畫素，該些畫素則內含複數個紅色子畫素、複數個綠色子畫素，以及複數個藍色子畫素。
5. 如請求項1所述之影像處理器，其中自該些左眼影像以及該些右眼影像所選出之畫素資訊係用來提供給複數個子畫素。
6. 一種顯示系統，以顯示一立體影像，該顯示系統包含：一影像感測器，以對一觀賞者所處之位置狀態進行感測，當所感測到的位置狀態超出範圍時，該影像感測器會確立一移位信號；以及一影像處理器，以依照該移位信號產生該立體影像，該影像處理器包含：一接收電路，以接收複數個左眼影像以及複數個右眼影像；一畫素選擇電路，電性連接該接收電路，該畫素選擇電路係自該些左眼影像以及該些右眼影像當中挑選出畫素資訊；一畫素配置電路，電性連接該畫素選擇電路，該畫素配置電路係將所選出之畫素資訊配放至複數個位置上，以供該觀賞者之一左眼或一右眼接收；以及一移位電路，電性連接該畫素配置電路，當該移位信號確立時，該移位電路對經過配放的畫素資訊進行移位。
7. 如請求項6所述之顯示系統，其中當該觀賞者所處之位置超出範圍時，該影像感測器會確立該移位信號。
8. 如請求項6所述之顯示系統，更包含一顯示面板，該顯示面板包含複數個畫素電路以顯示畫素資訊。
9. 如請求項8所述之顯示系統，更包含一視差屏障，依據該顯示器面板而設置，以選擇性地阻隔畫素資訊之投射。
10. 如請求項6所述之顯示系統，更包含一位置檢驗電路，以確認移位之後的畫素資訊是否正確地對應至該觀賞者之該左眼或是該右眼。
11. 如請求項10所述之顯示系統，其中當經過移位的畫素資訊沒有正確地對應至該左眼以及該右眼時，該移位電路會繼續對已經移位過的畫素資訊進行移位。
12. 如請求項6所述之顯示系統，其中自該些左眼影像以及該些右眼影像所選出之畫素資訊係用來提供給複數個畫素，該些畫素則內含複數個紅色子畫素、複數個綠色子畫素，以及複數個藍色子畫素。