TWI462585B - 具有立體顯示功能的子母畫面顯示裝置及子母畫面顯示方法 - Google Patents

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Description

具有立體顯示功能的子母畫面顯示裝置及子母畫面顯示方法
本發明是有關於一種子母畫面顯示技術，特別是指一種可同時呈現平面及立體影像的子母畫面顯示技術。
一般具有子母畫面(Picture in Picture，簡稱PIP)功能的顯示器，是將二不同來源的輸入信號分別輸出到顯示幕的母畫面顯示區及子畫面顯示區，或處理成一個子母畫面信號之後輸出到顯示幕。藉此，顯示幕的母畫面顯示區以及子畫面顯示區可分別顯示該二輸入信號。
為追求更真實的視覺效果，近年來已發展出各種立體顯示技術，例如空間多工的偏光式立體顯示技術(需配戴偏光眼鏡)、時間多工的光閥式立體顯示技術(配戴光閥眼鏡)，以及無須配戴立體眼鏡的多視角(multiple views)立體顯示技術等；前述立體顯示技術皆是依據人類雙眼產生立體視覺的原理，分別在顯示器硬體及影像處理軟體方面進行改革，使左眼影像確保只進入觀賞者左眼，而右眼影像確保只進入觀賞者右眼，藉此在觀賞者的腦中產生立體視覺。
然而，現有立體顯示器皆為全螢幕的立體顯示，或全螢幕的可切換平面/立體顯示，無法讓使用者利用子母畫面顯示器在母畫面或子畫面顯示區中觀賞立體影像。
因此，本發明目的之一在於解決先前技術之問題，提 供一種可同時呈現平面及立體影像的具有立體顯示功能的子母畫面顯示裝置。
本發明的另一目的在於提供一種可同步呈現平面及立體影像的具有立體顯示功能的子母畫面顯示方法。
本發明之具有立體顯示功能的子母畫面顯示裝置可以是一電視或是一與一電腦主機連接的顯示器，並包含一接收單元、一影像處理單元，及一顯示單元。
以子母畫面顯示裝置是電視來說，接收單元是二視訊端子，分別用來接收一第一資料與一第二資料；以子母畫面顯示裝置是與電腦主機連接的顯示器來說，接收單元是一用以與電腦主機連接的連接埠，接收由電腦主機傳來的文件或影音形式的第一資料及第二資料。
影像處理單元與接收單元連接，執行預設之程式，且視設計而針對該第一資料及/或第二資料判斷是否為立體影像資料，並供進行平面轉立體或立體轉平面之運算處理。顯示單元具有一母畫面顯示區及一子畫面顯示區，其中該第一資料對應顯示於該母畫面顯示區，該第二資料對應顯示於該子畫面顯示區。舉例來說，若該子母畫面顯示裝置是設計為：母畫面顯示區用來顯示平面影像，子畫面顯示區用來顯示立體影像，則影像處理單元只需針對第二資料判斷是否為立體影像資料，若否，則將該第二資料轉換為立體影像資料。由平面轉立體或立體轉平面之運算處理技術可以是採用任何既有的運算處理技術，例如中華民國第95128055號專利申請案所揭露，將平面影像分割後作景深 值以及位移值的調整，得到左眼影像與右眼影像資料。
顯示單元的子畫面顯示區可藉由貼附立體顯示片而與該母畫面顯示區區分，但也可以是母畫面顯示區及子畫面顯示區全部貼附立體顯示片，並藉由軟體定義該子畫面顯示區的位置及大小。該立體顯示片是偏光片及光柵片其中之一。本發明採用的立體顯示技術，不包含全像式(Holography)及體積式(Volumetric)立體顯示技術，且為避免使用者觀看平面影像的效果，本發明也不適合採用需要使用者配戴紅藍眼鏡的紅藍濾光立體成像技術。
本發明子母畫面顯示方法，除了前述舉例之外，還可以有以下幾種設計：其一，該子母畫面顯示裝置是與電腦主機的顯示器，當該電腦主機與一影像擷取或播放設備(例如超音波探頭等醫療感測器或數位錄影機等)連接時，自動產生一新增視窗之指令並傳送到該接收單元，顯示單元依據該新增視窗之指令，在對應該子畫面顯示區的位置開啟一視窗，並將來自該影像擷取或播放設備的第二資料在該視窗中顯示。
其二，該子母畫面顯示裝置顯示單元必須全部貼附有立體顯示片。接收單元還供接收一切換指令，該切換指令可以是透過電視遙控器或電腦鍵盤特定按鍵而下達。當接收單元接收該切換指令，影像處理單元會提供一切換選單供顯示單元顯示，選單中提供母畫面及子畫面為平面或立體顯示的四種選擇－「平面－立體」代表母畫面為平面、子畫面為立體，「平面－平面」代表母、子畫面皆為平面，「立 體－平面」代表母畫面為立體、子畫面為平面，「立體－立體」則代表母、子畫面皆為立體。
當接收單元進一步接收一選擇該切換選單中之選項的切換選擇指令，該影像處理單元判斷所顯示的第一資料與第二資料是否符合切換選擇指令，若否，則依據該切換選擇指令針對該第一資料及/或該第二資料進行平面－立體轉換的運算處理。
當然，當接收單元接收到切換指令，也可以不提供選單，而是直接依照預設的規則使影像處理單元針對該第一資料及該第二資料其中之一進行平面－立體轉換的運算處理。例如，接收到一次切換指令時，使第一資料轉換；再接收到切換指令時，使第二資料轉換；再接收到切換指令時，使第一資料再次轉換；再接收到切換指令時，使第二資料再次轉換。
藉由上述設計，本發明可提供一種具有立體顯示功能的子母畫面顯示裝置，讓使用者可直接或透過簡單操作，在子母畫面中觀賞到平面及/或立體影像。
有關本發明之前述及其他技術內容、特點與功效，在以下配合參考圖式之四個較佳實施例的詳細說明中，將可清楚的呈現。
在本發明被詳細描述之前，要注意的是，在以下的說明內容中，類似的元件是以相同的編號來表示。
參閱圖1及圖2，本發明具有立體顯示功能的子母畫面 顯示裝置1的第一較佳實施例，是一液晶數位電視，具有一接收單元2、一與接收單元2連接的影像處理單元3，以及一與影像處理單元3連接的顯示單元4。本實施例之接收單元2包括二分別用來接收第一資料11與第二資料12的第一視訊端子21第二視訊端子22，這裡所指第一、第二資料11、12是電視訊號，例如X台與Y台之電視頻道訊號。
本實施例之影像處理單元3可針對第二資料12，判斷其是否為立體影像資料，也就是判斷其是否包含左眼影像資料及右眼影像資料；若否，則將原本為平面影像資料的第二資料12轉換為立體影像資料。
請配合參閱圖3，顯示單元4具有一母畫面顯示區41及一子畫面顯示區42，該子畫面顯示區42是藉由在內部的顯示基板外側貼附立體顯示片(圖未示)而與母畫面顯示區區分，前述立體顯示片視所採用的立體顯示技術而異，例如採用空間多工的偏光式立體顯示技術(需配戴偏光眼鏡)時，該立體顯示片是指偏光片；若採多視角立體顯示技術，則該立體顯示片是指光柵片，但不以前述舉例為限。
本實施例之子母畫面顯示裝置1執行之顯示方法，包含以下步驟：步驟S11 及S12 －第一視訊端子21及第二視訊端子22分別接收第一資料11及第二資料12。
步驟S13 －影像處理單元3接收該第一資料11及第二資料12，並針對第二資料12判斷其是否為立體影像資料？若 是，則進行步驟S15 ；若否，則進行步驟S14 。
步驟S14 －影像處理單元3將第二資料12由平面影像資料轉換為立體影像資料。
步驟S15 －第一資料11及立體的第二資料12被傳送到顯示單元4，其中第一資料11輸出至母畫面顯示區41，第二資料12則輸出至子畫面顯示區42。
藉此，本發明子母畫面顯示裝置同時呈現平面以及立體的畫面，使用者可同時觀賞平面及立體影像。
參閱圖4及圖5，本發明第二較佳實施例之具有立體顯示功能的子母畫面顯示裝置1是一與一電腦主機5連接的顯示器，特別適用於醫學影像顯示或監控畫面顯示等用途，同樣包含一接收單元2、一影像處理單元3，及一顯示單元4。本實施例之接收單元2是一用以與電腦主機5連接的連接埠；影像處理單元3同樣用以判斷第二資料12是否為立體影像資料，顯示單元4之子畫面顯示區42同樣藉由貼附立體顯示片而與母畫面顯示區41區分。
本實施例之子母畫面顯示裝置1執行之子母畫面顯示方法包含以下步驟：步驟S21 －接收單元2接收來自電腦主機5的第一資料11。該第一資料11可以是一文件檔案，例如病歷資料。
步驟S22 －顯示單元4接收來自接收單元2的第一資料11並使第一資料11輸出至整個顯示區。
步驟S23 －接收單元2接收一新增視窗之指令。該新增視窗之指令，在本實施例是當電腦主機5與一影像擷取或 播放設備6，例如超音波探頭，或數位錄影機等連接時，電腦主機5自動發出；當然，新增視窗之指令也可設計為透過電腦操作而啟動。值得注意的是，若未產生新增視窗之指令，本實施例之子母畫面顯示裝置1將保持將第一資料輸出至整個顯示區。
步驟S24 －影像處理單元3接收來自接收單元2的新增視窗指令，並依據程式已設定的座標，在對應子畫面顯示區42的位置開啟一視窗而由顯示單元4輸出。
步驟S25 －接收單元2並接收來自該影像擷取或播放設備6的第二資料12，該第二資料12為影像資料，例如超音波探頭所擷取的超音波影像，或數位錄影機所擷取的影像。
步驟S26 －影像處理單元3接收來自接收單元2的第二資料12，並判斷該第二資料12是否為立體影像資料？若是，則進行步驟S28 ；若否，則進行步驟S27 。
步驟S27 －影像處理單元3使原為平面影像資料的第二資料12轉換為立體影像資料。
步驟S28 －使第二資料12輸出於步驟S24 所開啟的視窗中。
藉此，使用者在一般狀況下可觀看平面資料，並在適當的操作下可同時觀看文件擋案等平面資料，以及立體影像資料。
參閱圖6及圖7，本發明第三較佳實施例之具有立體顯示功能的子母畫面顯示裝置1是以一電視舉例說明，且同 樣具有一接收單元2、一影像處理單元3，及一顯示單元4。本實施例之接收單元2包括分別用來接收第一資料11與第二資料12的第一視訊端子21、第二視訊端子22，及一用來接收切換指令的感應器23。在本實施例，切換指令是透過按壓電視遙控器特定按鈕而產生。值得注意的是，該子母畫面顯示裝置1也可以是一與電腦主機連接的顯示器，則該接收單元2是用以連接電腦主機且接收電腦主機傳來之資料及指令的連接埠，該切換指令是透過按壓電腦鍵盤特定按鍵而下達。
本實施例之顯示單元4必須全部貼附有立體顯示片，且具有如圖3所示的一母畫面顯示區41，及一由軟體定義的子畫面顯示區42。
本實施例之子母畫面顯示裝置1所執行的立體畫面顯示方法包含以下步驟：步驟S31 －接收單元2之第一視訊端子21接收第一資料11，第二視訊端子22接收第二資料12。
步驟S32 －顯示單元4接收來自接收單元2的第一資料11及第二資料12，且分別輸出至母畫面顯示區41及子畫面顯示區42。在此步驟，是依照第一資料11及第二資料12本身是平面影像資料或立體影像資料而進行對應的輸出；舉例來說，若第一資料11是平面影像資料、第二資料12是時間多工的立體影像資料，則第一資料11直接輸出於母畫面顯示區41，第二資料12的左眼影像資料與右眼影像資料依預定頻率輪流輸出至子畫面顯示區42。再舉例來說，第 二資料12若是空間多工的立體影像資料，則左眼影像資料與右眼影像資料分別輸出至子畫面顯示區42的間隔的行或列。
步驟S33 －感應器23是否接收切換指令？若有，則第一、三等單數次接收到切換指令是進行步驟S34 ，第二、四等雙數次接收到切換指令，則進行步驟S35 ；若否，則持續進行步驟S32 的輸出動作。
步驟S34 －影像處理單元3判斷第一資料11是否為立體影像資料？若是，則進行步驟S341 ，將該第一資料11轉換為平面影像資料，所採用技術例如忽略掉左眼或右眼影像資料，以時間多工來說，僅輸出保留的右眼或左眼影像資料，以空間多工來說，將保留的右眼或左眼影像在整個子畫面顯示區42顯示；若否，則進行步驟S342 ，將該第一資料11轉換為立體影像資料，採用技術如前所述。然後再回到步驟S32 進行輸出。
步驟S35 －影像處理單元3判斷第二資料12是否為立體影像資料？若是，則進行步驟S351 ，將該第二資料12轉換為平面影像資料；若否，則進行步驟S352 ，將該第二資料12轉換為立體影像資料。然後再回到步驟S32 進行輸出。
如此一來，使用者可藉由操作電視遙控器，使母畫面顯示區41與子畫面顯示區42循環地切換顯示平面或立體影像，得到「平面－立體」、「平面－平面」、「立體－平面」，及「立體－立體」的排列組合。
參閱圖6及圖8，本發明第四較佳實施例之具有立體顯 示功能的子母畫面顯示裝置1與第三較佳實施例類似，差異僅在於感應器23在步驟S33 中接收到切換指令之後，影像處理單元3不是直接進行判斷及轉換，而是進行如下之步驟S36 ~S38 。
步驟S36 －影像處理單元3提供一切換選單供顯示單元4顯示，選單中提供母畫面及子畫面為平面或立體顯示的四種選擇－「平面－立體」、「平面－平面」、「立體－平面」，及「立體－立體」。
步驟S37 －接收單元2之感應器23進一步接收一選擇該切換選單中特定選項的切換選擇指令。以下以選擇了「立體－平面」，也就是母畫面顯示區41進行立體影像輸出，子畫面顯示區42進行平面影像輸出舉例說明。
步驟S38 －影像處理單元3判斷在步驟S32 顯示的第一資料11與第二資料12是否符合切換選擇指令？若否，則依據該切換選擇指令針對該第一資料11及/或該第二資料12進行平面－立體轉換的運算處理。舉例來說，若原本第一資料11是平面影像資料、第二資料12是時間多工的立體影像資料，則本步驟需針對第一資料11轉換為立體影像資料，針對第二資料12轉換為第一影像資料。最後再回到步驟S32 進行輸出。
本實施例同樣提供使用者方便的操作機制，讓使用者透過操作而透過子母畫面觀賞平面及/或立體影像。
此外，前述各實施例中，顯示單元4的子畫面顯示區42不以單一個為限，可藉由在另一處貼附立體顯示片或以 軟體定義的方式增加子畫面顯示區42。
歸納上述，本發明針對顯示單元4進行硬體方面立體顯示設計，搭配影像處理單元3進行軟體方面平面－立體切換等的運算處理，藉此提供可同時平面及立體顯示的子母畫面顯示裝置，確實可達到本發明之目的。
惟以上所述者，僅為本發明之較佳實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，即大凡依本發明申請專利範圍及發明說明內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。
1‧‧‧具有立體顯示效果的子母畫面顯示裝置
11‧‧‧第一資料
12‧‧‧第二資料
2‧‧‧接收單元
21‧‧‧第一視訊端子
22‧‧‧第二視訊端子
3‧‧‧影像處理單元
4‧‧‧顯示單元
41‧‧‧母畫面顯示區
42‧‧‧子畫面顯示區
5‧‧‧電腦主機
6‧‧‧影像擷取或播放設備
S11 ~S15 ‧‧‧步驟
S21 ~S28 ‧‧‧步驟
S31 ~S38 ‧‧‧步驟
S341 、S342 ‧‧‧步驟
S351 、S352 ‧‧‧步驟
圖1是一說明本發明具有立體顯示功能的子母畫面顯示裝置第一較佳實施例的方塊圖；圖2是本實施例的子母畫面顯示方法的流程圖；圖3是一說明本發明具有立體顯示功能的子母畫面顯示裝置所顯示之子母畫面示意圖；圖4是一說明本發明第二較佳實施例的方塊圖；圖5是本實施例的子母畫面顯示方法的流程圖；圖6是一說明本發明第三較佳實施例的方塊圖；圖7是本實施例的子母畫面顯示方法的流程圖；及圖8是一說明本發明第四較佳實施例的子母畫面顯示方法的流程圖。
S11 ~S15 ‧‧‧步驟

Claims (14)

  1. 一種具有立體顯示功能的子母畫面顯示裝置，包含：一接收單元，接收一第一資料與一第二資料，並供接收一新增視窗之指令；一顯示單元，與該影像處理單元連接，預設有一母畫面顯示區及一子畫面顯示區；當該接收單元未接收該新增視窗之指令，該第一資料對應顯示於整個顯示區；當該接收單元接收該新增視窗之指令，該顯示單元在對應該子畫面顯示區的位置開啟一視窗，該第一資料對應顯示於該母畫面顯示區，並於該視窗中顯示該第二資料；及一影像處理單元，與該接收單元及顯示單元連接，供判斷該第二資料是否為立體影像資料，並供進行平面轉立體或立體轉平面之運算處理，處理後的第二資料在該視窗中顯示。
  2. 依據申請專利範圍第1項所述之具有立體顯示功能的子母畫面顯示裝置，其中，該顯示單元的子畫面顯示區是藉由貼附立體顯示片而與該母畫面顯示區區分。
  3. 依據申請專利範圍第1項所述之具有立體顯示功能的子母畫面顯示裝置，其中，該顯示單元的母畫面顯示區及子畫面顯示區全部貼附立體顯示片，並藉由軟體定義該子畫面顯示區的位置及大小。
  4. 依據申請專利範圍第2或3項所述之具有立體顯示功能的子母畫面顯示裝置，其中，該立體顯示片是偏光片及 光柵片其中之一。
  5. 依據申請專利範圍第1~3項中任一項所述之具有立體顯示功能的子母畫面顯示裝置，其中，該接收單元是二分別接收該第一資料與該第二資料的視訊端子。
  6. 依據申請專利範圍第2項所述之具有立體顯示功能的子母畫面顯示裝置，其中，該接收單元是一用以與一電腦主機連接的連接埠。
  7. 依據申請專利範圍第6項所述之具有立體顯示功能的子母畫面顯示裝置，其中，該新增視窗之指令，是當該電腦主機與一影像擷取或播放設備連接時自動產生。
  8. 依據申請專利範圍第3項所述之具有立體顯示功能的子母畫面顯示裝置，其中，該接收單元還供接收一切換指令，當該接收單元接收該切換指令，該影像處理單元會針對該第一資料及該第二資料其中之一進行平面-立體轉換的運算處理。
  9. 依據申請專利範圍第3項所述之具有立體顯示功能的子母畫面顯示裝置，其中，該接收單元還供接收一切換指令，當該接收單元接收該切換指令，該影像處理單元會提供一切換選單供該顯示單元顯示；當該接收單元進一步接收一選擇該切換選單中之選項的切換選擇指令，該影像處理單元依據該切換選擇指令針對該第一資料及/或該第二資料進行平面-立體轉換的運算處理。
  10. 一種子母畫面顯示方法，透過一顯示裝置實現；該方法包含以下步驟： (a)接收一第一資料與一第二資料，該第一資料對應顯示於整個該顯示裝置的顯示區；(e1)接收一新增視窗之指令；(e2)在該顯示裝置的一子畫面顯示區的位置開啟一視窗；(b)判斷該該第二資料是否為立體影像資料，若否，則進行步驟(c)；(c)進行平面轉立體或立體轉平面之運算處理；及(d)該第一資料對應顯示於該顯示裝置之一母畫面顯示區，並在該視窗中顯示該第二資料。
  11. 依據申請專利範圍第10項所述之子母畫面顯示方法，其中，該步驟(a)所接收的第一資料與第二資料是透過二相異視訊端子所接收。
  12. 依據申請專利範圍第10項所述之子母畫面顯示方法，其中，該步驟(a)所述第一資料與第二資料是透過該顯示裝置之一用以與一電腦主機連接的連接埠所接收。
  13. 依據申請專利範圍第10項所述之子母畫面顯示方法，更包含一步驟(d)之後的步驟(f1)接收一切換指令；及步驟(f2)針對該第一資料及該第二資料其中之一進行平面-立體轉換的運算處理。
  14. 依據申請專利範圍第10項所述之子母畫面顯示方法，更包含一步驟(d)之後的步驟(f1)接收一切換指令；步驟(f3)提供一切換選單；步驟(f4)接收一選擇該切換選單中之選項的切換選擇指令；及步驟(f5)依據該 切換選擇指令針對該第一資料及/或該第二資料進行平面-立體轉換的運算處理。
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