TWI454130B - 二維轉三維的顏色補償系統及其方法 - Google Patents

Description

二維轉三維的顏色補償系統及其方法

本發明係有關一種顏色補償系統，特別是關於一種二維(2D)轉三維（3D）的顏色補償系統及方法。

以往在平面顯示裝置，如液晶電視，上播放的影片都是二維(2D)影像，而隨著3D顯像技術的發展，許多呈現3D視覺效果的應用日益繁多，例如，3D電影、3D遊戲、商品產示等，因此使得三維成像系統變得更為實際及普遍。

欲達到3D成像效果，除了可使用三維顯示器外，亦可於一般功能的顯示器外接一二維轉三維轉換器來達成。請參考第一圖，係為傳統二維轉三維成像系統1的方塊圖。二維轉三維成像系統1包括一二維轉三維轉換器(2D-to-3D Conversion Box)13以及一紅青眼鏡(red/cyan glasses)或互補色眼鏡(Anaglyph glasses)15，其搭配一顯示裝置11使用，如液晶電視。二維轉三維轉換器13係外接於顯示裝置11，用來將一2D影片中的所有畫面(frame)分離左右眼影像資訊後，再合併傳送至顯示裝置11播放，具體來說，二維轉三維轉換器13係利用紅藍濾光原理，將原始2D影片中的所有畫面分別去掉其中的紅色和藍綠色像素，再把兩者交錯的組合起來。

而紅青眼鏡15具有左鏡片151及右鏡片153，分別只能接收各自的色光圖像，例如，左鏡片151只能接收影像中的紅色像素部分，而右鏡片153只能接收影像中的藍綠色像素部分。因此，當使用者配戴紅青眼鏡15來觀看顯示裝置11播放的影像時，會因為左右鏡片接收的影像差異而產生三維效果。

然而，已濾光的影像在傳至顯示裝置11而被播放之前，不同廠商的顯示裝置11內建的影像處理器(Image Processor)111會對影片內容進行各種自定的調光處理，因此會修改了畫面中的RGB像素值，而導致左右鏡片接收的濾色畫面失真，進而使得3D成像效果不佳。

因此，亟需提出一種新穎的顏色補償系統及其方法，使能補償影像處理所造成的彩度失真，進而提高3D成像效果。

鑑於上述，本發明實施例的目的之一在於提出一種二維轉三維的顏色補償系統及其方法，其能補償濾色左右影像經顯示裝置進行影像處理所造成的彩度失真，進而提高3D成像效果。

本發明係揭示一種二維(2D)轉三維（3D）的顏色補償系統，係用來搭配一顯示裝置。所述之顏色補償系統包含一二維轉三維轉換器以及一校色裝置。二維轉三維轉換器係耦接於顯示裝置，其傳送至少一合併校正圖像(combined calibration pattern)至該顯示裝置，其中該合併校正圖像包含偏一第一色彩之一濾色左影像和偏一第二色彩之一濾色右影像。所述之校色裝置係用來偵測被顯示裝置處理過的合併校正圖像與原本的合併校正圖像之ㄧ差異值，並回傳差異值至二維轉三維轉換器。其中，二維轉三維轉換器根據差異值來調整合併校正圖像。

本發明又揭示一種二維(2D)轉三維（3D）的顏色補償方法，係用來補償一顯示裝置進行影像處理，顯示裝置外接一二維轉三維轉換器。所述之方法包含以下步驟：首先，二維轉三維轉換器傳送至少一合併校正圖像(combined calibration pattern)至該顯示裝置顯示；之後，顯示裝置對合併校正圖像進行影像處理；接著，偵測被顯示裝置處理過的合併校正圖像與原本的合併校正圖像之ㄧ差異值；最後，根據差異值來調整合併校正圖像。

首先，請參考第二圖，係為本發明實施例之二維(2D)轉三維（3D）的顏色補償系統的方塊圖。如第二圖所示，二維轉三維的顏色補償系統2(以下簡稱「顏色補償系統2」) 包括一二維轉三維轉換器(2D-to-3D Conversion Box)23、一校色裝置(color calibration device)27以及一紅青眼鏡(red/cyan glasses)(或稱互補色眼鏡(Anaglyph glasses))25，其搭配一顯示裝置21使用。二維轉三維轉換器23係外接於顯示裝置21，用來將一2D影片轉換成3D格式後，傳送至顯示裝置21播放。

具體來說，2D影片係由連續複數張畫面(frame)組成，二維轉三維轉換器23係利用紅藍濾光原理，將原始2D影片中的所有畫面分別去掉其中的紅色和藍綠色像素，因而各別產生偏紅色之一濾色左影像和偏藍綠色之一濾色右影像，濾色左影像只具有紅色像素(red pixel)的資訊，濾色右影像只具有藍色像素(blue pixel)和綠色像素(green pixel)的資訊。二維轉三維轉換器23會再把濾色左影像和濾色右影像交錯的組合後輸出至顯示裝置21。

而紅青眼鏡25具有左鏡片251及右鏡片253，分別只能接收各自的色光圖像，例如，左鏡片251只能接收顯示裝置21播放影像中的紅色像素部分，亦即濾色左影像；而右鏡片253只能接收顯示裝置21播放影像中的藍綠色像素部分，亦即濾色右影像。因此，當使用者配戴紅青眼鏡25來觀看顯示裝置21播放的影像時，會因為左右鏡片接收的影像差異，而產生三維效果。舉例來說，若輸入2D影片的更新頻率為60Hz，二維轉三維轉換器23會將其轉換成3D格式，由左右鏡片251, 253各自接收60Hz的濾色左影像和60Hz的濾色右影像。

顯示裝置21包含一影像處理器(Image Processor)211，用來接收轉換過的3D格式影像進行各種處理，例如調整亮度、彩度、對比等，之後才將處理好的影像播放給左右鏡片251, 253接收。ㄧ具體實施例中，顯示裝置21係為，但不限定，電漿液晶顯示器(Plasma Display Panel, PDP or Plasma TV) 、液晶電視(Liquid Crystal Display TV, LCD TV) 或真空映像管電視(Cathode Ray Tube TV, CRT TV)。

本發明之二維轉三維轉換器23預先儲存一原始校正圖像，同樣利用紅藍濾光原理將其分成一偏紅色的濾色左影像及一偏藍綠色的濾色右影像後，再組合成一合併校正圖像(combined calibration pattern)輸出，一具體實施例中，原始校正圖像係為，但不限定，一全紅圖像(completely red pattern)。在轉換2D影片前，二維轉三維轉換器23會先傳送合併校正圖像至顯示裝置21，並偵測顯示裝置21對合併校正圖像進行影像處理而修改的像素值，進而根據修改的幅度來補償之後傳送的影像。

本發明之校色裝置27係設置於顯示裝置21內部或外接於顯示裝置21，用來偵測被顯示裝置21處理過的合併校正圖像之顯示顏色，並將其與原本的合併校正圖像(或原始校正圖像)進行比較，以獲得兩者之間的差異值。校色裝置27更進一步地判斷計算出的差異值是否小於一門檻值，若否，則表示經影像處理後的畫面與原本的合併校正圖像差異太大，以至於紅青眼鏡看到的濾色左右影像失真，校色裝置27隨即傳送差異值至二維轉三維轉換器23，二維轉三維轉換器23便可根據收到的差異值來調整合併校正圖像的像素值；相反地，若差異值小於門檻值，則表示經影像處理後的畫面失真不大，因此傳送一已校色訊號至二維轉三維轉換器23，以停止調整合併校正圖像。如此一來，之後即可根據調整合併校正圖像的幅度來補償2D影片的濾色左影像與濾色右影像。其中，門檻值可視實際應用而設定，例如，像素差異量(pixel difference)之總和為5像素。

舉例來說，顯示裝置21的影像處理器211係將合併校正圖像中的每個紅色像素加10後顯示，校色裝置27掃描經處理後的畫面，並將其與原本的合併校正圖像比較後，便將上述差異量回傳至二維轉三維轉換器23。二維轉三維轉換器23便可將合併校正圖像或任一畫面的每個紅色像素先減10後輸出至顯示裝置，以進行補償。

為了更進ㄧ步了解本發明的運作，請參考第三圖，係為本發明實施例之二維轉三維的顏色補償方法之流程圖。相關系統架構請一併參考第二圖。所述之二維轉三維的顏色補償方法之步驟如下：

在播放2D影片之前，會先初始化顏色補償系統2，因而進入一校正階段，首先，預先在二維轉三維轉換器23中提供一原始校正圖像(步驟S301)，二維轉三維轉換器23利用紅藍濾色原理從原始校正圖像中分成濾色左影像及濾色右影像，分別讓左右鏡片251, 253接收(步驟S303)；接著，二維轉三維轉換器23再組合濾色左影像及濾色右影像成為合併校正圖像，並傳送至顯示裝置21(步驟S305)。

接收到合併校正圖像後，顯示裝置21會對其進行影像處理(步驟S307)。校色裝置27隨即掃描處理後的合併校正圖像(步驟S309)，偵測其與原本的合併校正圖像之差異值，並判斷差異值是否小於預設之門檻值(步驟S311)。若是，則表示經影像處理後的合併校正影像，係可分成3D效果好的左右影像，因此發送一已校色訊號至二維轉三維轉換器23(步驟S313)。

若步驟S311的判斷為否，則表示合併校正圖像的RGB各像素修改幅度過大，而導致左右鏡片251, 253接收到的濾色左右影像失真，進而降低3D成像效果，因此二維轉三維轉換器23便根據差異值來調整合併校正圖像(步驟S315)，並重複步驟S305-S311，直到收到已校色訊號為止。待完成上述初始化過程後，日後播放的2D影片便可根據之前調整合併校正圖像的幅度來補償所有畫面的像素值(步驟S317)，如此一來，左右鏡片251, 253接收的濾色畫面皆獲得適當地補償，而使得3D成像效果好。

以上所述僅為本發明之較佳實施例而已，並非用以限定本發明之申請專利範圍；凡其它未脫離發明所揭示之精神下所完成之等效改變或修飾，均應包含在下述之申請專利範圍內。

習知

11．．．顯示裝置

111．．．影像處理器

13．．．二維轉三維轉換器

15．．．紅青眼鏡

151．．．左鏡片

153．．．右鏡片

21．．．顯示裝置

211．．．影像處理器

23．．．二維轉三維轉換器

25．．．紅青眼鏡

251．．．左鏡片

253．．．右鏡片

27．．．校色裝置

S301-S317．．．步驟

第一圖顯示傳統二維轉三維（2D-to-3D）成像系統的方塊圖。
第二圖顯示本發明實施例之二維轉三維的顏色補償系統的方塊圖。
第三圖係為本發明實施例之二維轉三維的顏色補償方法之流程圖。

S301-S317．．．步驟

Claims (10)

1. 一種二維(2D)轉三維（3D）的顏色補償系統，係用來搭配一顯示裝置，包含：
   一二維轉三維轉換器，係耦接於該顯示裝置，其傳送至少一合併校正圖像(combined calibration pattern)至該顯示裝置，其中該合併校正圖像包含偏一第一色彩之一濾色左影像和偏一第二色彩之一濾色右影像；及
   一校色裝置，用來偵測被該顯示裝置處理過的該合併校正圖像與原本的該合併校正圖像之ㄧ差異值，並回傳該差異值至該二維轉三維轉換器；
   其中，該二維轉三維轉換器根據該差異值來調整該合併校正圖像。
   
   
2. 如申請專利範圍第1項所述之二維轉三維的顏色補償系統，其中若該差異值小於一門檻值，則該校色裝置傳送一已校色訊號至該二維轉三維轉換器，以停止調整該合併校正圖像。
   
   
3. 如申請專利範圍第2項所述之二維轉三維的顏色補償系統，其中該二維轉三維轉換器預先儲存一原始校正圖像，從中分成該濾色左影像及該濾色右影像後，再合併成該合併校正圖像。
   
   
4. 如申請專利範圍第1項所述之二維轉三維的顏色補償系統，更包括：
   一紅青眼鏡，其具有一左鏡片及一右鏡片，分別接收該濾色左影像和濾色右影像。
   　　
   
5. 如申請專利範圍第4項所述之二維轉三維的顏色補償系統，其中該左鏡片僅容許該合併校正圖像中的該第一色彩成份通過，且該右鏡片僅容許該合併校正圖像中的該第二色彩成份通過。
   
   
6. 如申請專利範圍第1項所述之二維轉三維的顏色補償系統，其中該校色裝置係設置於該顯示裝置內部或外接於該顯示裝置。
   
   
7. 一種二維(2D)轉三維（3D）的顏色補償方法，係用來補償一顯示裝置進行影像處理，該顯示裝置外接一二維轉三維轉換器，該方法包含：
   該二維轉三維轉換器傳送至少一合併校正圖像(combined calibration pattern)至該顯示裝置顯示，其中該合併校正圖像包含偏一第一色彩之一濾色左影像和偏一第二色彩之一濾色右影像；
   該顯示裝置對該合併校正圖像進行影像處理；
   偵測被該顯示裝置處理過的該合併校正圖像與原本的該合併校正圖像之ㄧ差異值；及
   根據該差異值來調整該合併校正圖像。
   
   
8. 如申請專利範圍第7項所述之二維轉三維的顏色補償方法，其中於傳送該合併校正圖像之步驟之前更包含：
   預先提供一原始校正圖像；
   從該原始校正圖像中分成該濾色左影像及該濾色右影像；及
   合併該濾色左影像及該濾色右影像成為該合併校正圖像。
   
   
9. 如申請專利範圍第7項所述之二維轉三維的顏色補償方法，更包含：
   判斷該差異值是否小於一門檻值；
   若上述判斷為是，則該校色裝置傳送一已校色訊號至該二維轉三維轉換器，以停止調整該合併校正圖像；及
   若上述判斷為否，則根據該差異值來調整該合併校正圖像。
   
   
10. 如申請專利範圍第9項所述之二維轉三維的顏色補償方法，其中於停止調整該合併校正圖像之步驟之後更包含：
    根據調整該合併校正圖像的幅度來補償一影片的該濾色左影像與該濾色右影像。