TWI507015B - 三維影像之調整方法及採用此方法之三維顯示器 - Google Patents

三維影像之調整方法及採用此方法之三維顯示器 Download PDF

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Description

三維影像之調整方法及採用此方法之三維顯示器
本發明是有關於三維顯示器之技術領域，尤其是有關於一種三維影像之調整方法及採用此方法之三維顯示器。
由於裸眼式的三維(three-dimension)顯示器不僅適用於公共場所的廣告投放，也適於普通家庭使用，因而存在著大量的商機，使得這種三維顯示器成為近年來各家顯示器廠商急欲發展的一種新產品。
然而，由於裸眼式的三維顯示器在顯示三維影像時，位於某些位置的觀看者會看到不正確的三維影像，而其原因是因為這些位置的觀看者的左眼會看到原本要給右眼看的影像，而這些位置的觀看者的右眼會看到原本要給左眼看的影像，也就是發生所謂的串擾(cross talk)現象，使得這些觀看者的大腦在合成影像時會出現疊影，進而使得這些觀看者覺得頭暈、不舒服。而上述這些會形成疊影的位置，即所謂的視野死角(dead zone)。
由上述可知，如何改善裸眼式的三維顯示器的視野死角問題，使得觀看者能有更舒適的三維視覺享受，便成 為各家顯示器廠商急欲解決的一個課題。
本發明提供一種三維影像之調整方法，其可主動調整視野死角的位置，使得觀看者能有更舒適的三維視覺享受。
本發明另提供一種採用上述方法之三維顯示器。
本發明提出一種三維影像之調整方法，此方法包括有下列步驟：顯示一三維影像，此三維影像係由第1至第N個不同視角之二維影像所合成，且這些二維影像係依序投射於一三維顯示器的第1至第N個視角，而在此N個視角的二維影像中，第M與第(M+1)個二維影像係為二個相鄰的視角的影像，其中N>2且M<(N-1)，並且在上述第1至第N個視角中，第D1至第D2個視角之間定義為正常觀視區；以及當有一第一觀看者位於上述第1至第N個視角中之第L1個視角，並有一第二觀看者位於上述第1至第N個視角中之第L2個視角，且第L1個視角或該第L2個視角係位於正常觀視區之外時，根據第一觀看者的位置、第二觀看者的位置、第D1個視角及第D2個視角來決定上述第1至第N個二維影像漸進向第一方向或第二方向轉移排列於上述第1至第N個視角。
本發明另提出一種三維顯示器，此三維顯示器包括有一顯示面板、一偵測單元與一三維影像處理單元。所述之顯示面板用以顯示一三維影像，此三維影像係由第1至第N個不同視角之二維影像所合成，且這些二維影像係依序投射於顯示面板的第1至第N個視角，而在上述N個視角的二維影像中，第M與第(M+1)個二維影像係為二個相鄰的視角的 影像，其中N>2且M<(N-1)，並且在上述第1至第N個視角中，第D1至第D2個視角之間定義為正常觀視區。所述之偵測單元用以偵測三維顯示器之觀看者的數目及觀看者所處之視角。至於所述之三維影像處理單元，其用以提供上述三維影像給顯示面板，且當三維影像處理單元判斷偵測單元偵測到一第一觀看者位於上述第1至第N個視角中之第L1個視角，一第二觀看者位於上述第1至第N個視角中之第L2個視角，且第L1個視角或第L2個視角係位於正常觀視區之外時，三維影像處理單元便根據第一觀看者的位置、第二觀看者的位置、第D1個視角及第D2個視角來決定上述第1至第N個二維影像漸進向第一方向或第二方向轉移排列於上述第1至第N個視角。
由以上可知，本發明係根據觀看者的位置、第D1個視角及第D2個視角來決定第1至第N個二維影像漸進向第一方向或第二方向轉移排列於顯示面板的第1至第N個視角，因此本發明可主動調整視野死角的位置，使得觀看者能有更舒適的三維視覺享受。
100‧‧‧三維顯示器
102‧‧‧顯示面板
104‧‧‧偵測單元
106‧‧‧三維影像處理單元
202、204、402、404、406‧‧‧觀看者
S602、S604‧‧‧步驟
圖1繪有依照本發明一實施例之三維顯示器。
圖2用以說明有觀看者所處之視角係位於正常觀視區之外的情形。
圖3用以說明轉移排列完之結果。
圖4用以說明有觀看者所處之視角係位於正常觀視區之外的情形。
圖5用以說明轉移排列完之結果。
圖6為依照本發明之一實施例的一種三維影像之調整方法的流程圖。
圖1繪有依照本發明一實施例之三維顯示器。請參照圖1，三維顯示器100包括有顯示面板102、偵測單元104與三維影像處理單元106。顯示面板102用以顯示一三維影像，而此三維影像係由第1至第N個不同視角之二維影像所合成，其中N>2，且這些二維影像係依序投射於顯示面板102的第1至第N個視角。以圖1所示之例子來說，上述之三維影像係由第1至第9個不同視角之二維影像所合成，且所述之第1至第9個不同視角的二維影像係依序投射於顯示面板102的第1至第9個視角。
在上述之N個視角的二維影像中，第M與第(M+1)個二維影像係為二個相鄰的視角的影像，其中M<(N-1)，並且在顯示面板102的第1至第N個視角中，第D1至第D2個視角之間定義為正常觀視區。以圖1所示之例子來說，在第1至第9個不同視角的二維影像中，相鄰二個序數所分別代表的二個二維影像係為二個相鄰的視角的影像。此外，在顯示面板102的第1至第9個視角中，第2至第7個視角之間定義為正常觀視區，而第1、第8及第9個視角即所謂的視野死角，在圖1中另以斜線來標示。
另外，上述之偵測單元104用以偵測三維顯示器100之觀看者的數目及觀看者所處之視角。較佳地，偵測單元104係偵測觀看者的臉部來判斷觀看者的數目，從而得知觀看 者在觀看空間中的位置，並且得知於此時間點下映射至觀看者所在的觀視區(或稱為視角)。至於三維影像處理單元106，其用以提供上述之三維影像給顯示面板102。此外，當三維影像處理單元106判斷偵測單元104偵測到有一第一觀看者位於第1至第N個視角中之第L1個視角，並有一第二觀看者位於第1至第N個視角中之第L2個視角，且第L1個視角或第L2個視角係位於正常觀視區之外時，就會開始進行三維影像的調整操作，以圖2來進一步說明之。圖2即用以說明有觀看者所處之視角係位於正常觀視區之外的情形，其同樣以圖1所示之三維顯示器為例。如圖2所示，假設偵測單元104偵測到三維顯示器100共有二個觀看者，且在偵測單元104所偵測到的這二個觀看者中，觀看者202係位於第1至第9個視角中之第1個視角，而觀看者204係位於第1至第9個視角中之第4個視角，且觀看者202所處之視角係位於正常觀視區之外。此時，三維影像處理單元106就會開始進行三維影像的調整操作。
當三維影像處理單元106判斷需要進行三維影像的調整操作時，三維影像處理單元106便會根據第一觀看者的位置、第二觀看者的位置、第D1個視角及第D2個視角來決定第1至第N個二維影像漸進向第一方向或第二方向轉移排列於顯示面板102之第1至第N個視角。以圖2所示為例，三維影像處理單元106會根據觀看者202的位置、觀看者204的位置、第1個視角及第4個視角來決定第1至第9個二維影像漸進向第一方向(例如面向面板102之左方)或第二方向(例如面向面板102之右方)轉移排列於顯示面板102之第1至第9個視角。
接著將進一步說明三維影像處理單元106如何進行三維影像的調整操作(亦即如何將第1至第N個二維影像漸進向第一方向或第二方向轉移排列於顯示面板之第1至第N個視角)。在此例中，三維影像處理單元106係以第一觀看者的位置、第二觀看者的位置、第D1個視角及第D2個視角來計算第1至第N個二維影像漸進向第一方向(例如面向面板102之左方)或第二方向(例如面向面板102之右方)之一轉移量，此轉移量為N1與N2之平均值，其中N1為第D1個視角的邊界位置減去第一觀看者的位置的值，而N2為第D2個視角的邊界位置減去第二觀看者的位置的值。以圖2所示為例，三維影像處理單元106係以觀看者202的位置、觀看者204的位置、第1個視角及第4個視角來計算第1至第9個二維影像漸進向左方或右方之一轉移量，此轉移量為0.5(即N1)與3.5(即N2)之平均值，其中0.5為第1個視角的邊界位置(即1.5)減去觀看者202的位置(即1)的值，而3.5為第7個視角的邊界位置(即7.5)減去觀看者204的位置(即4)的值。因此，三維影像處理單元106所計算出來的轉移量為+2。
當三維影像處理單元106計算出來之轉移量為正值時，三維影像處理單元106便依此轉移量來將第1至第N個二維影像漸進向第一方向(例如面向面板102之左方)轉移排列於顯示面板102之第1至第N個視角；而當計算出來之轉移量為負值時，三維影像處理單元106便依此轉移量來將第1至第N個二維影像漸進向該第二方向(例如面向面板102之右方)轉移排列於顯示面板102之第1至第N個視角。以圖2所示為例，由於三維影像處理單元106所計算出來的轉移量為正值，因此三維影像處理單元106便會依所計算出來的轉 移量來將第1至第9個二維影像漸進向左方轉移排列於顯示面板102之第1至第9個視角，其轉移排列完的結果如圖3所示。圖3即用以說明轉移排列完之結果。如此一來，觀看者202與204皆不需移動位置，本發明之三維顯示器100即可主動調整視野死角的位置，使得觀看者202與204皆能有更舒適的三維視覺享受。此外，由於在上述這種轉移排列的過程中皆不會產生串擾現象，因此觀看者202與204在上述這種轉移排列的過程中不會有任何不舒適的感受。必需注意的是當觀看者202與204之原始位置(即未調整前)皆位於觀視區(或稱為視角)之內，並不需要調整上述觀看者的位置；當觀看者202與204之原始位置(即未調整前)皆位於觀視區(或稱為視角)之外或者當觀看者202與204之原始位置(即未調整前)其中一個位於觀視區(或稱為視角)之內，而另一個位於觀視區(或稱為視角)之外時，所計算出來之轉移量必需要非零的數值，且為整數(即數值在沒有四捨五入之前或數值在有四捨五入之後)，否則，觀看者無法觀看三維影像。當然，當經轉移量調整之後，仍有觀看者位於觀視區之外時，就再依照上述的方式計算出新的轉移量，直至所有的觀看者皆位於觀視區之內。
另外，儘管在上述實施例中，是以二個觀看者為例，且第一觀看者與N1之間無任何觀看者且第二觀看者與N2之間無任何觀看者，然本發明並非以此為限。根據以上之說明，本領域具有通常知識者應可將上述轉移排列的方法擴展至三人及三人以上的情況。然必須注意的是，在計算三人及三人以上之情況下的轉移量的過程中，只有面對三維顯示器100最左邊的觀看者的位置及面對三維顯示器100最右邊 的觀看者的位置會納入轉移量之計算，而其他位於這二個觀看者之間的觀看者的位置則不會納入轉移量之計算。以圖4與圖5來進一步說明之。
圖4即用以說明有觀看者所處之視角係位於正常觀視區之外的情形，而圖5即用以說明轉移排列完之結果。如圖4與圖5所示，在轉移排列前，三個觀看者402、404與406中的觀看者406所處之視角係位於正常觀視區之外，而在轉移排列後，所有觀看者所處之視角皆位於正常觀視區內。在此範例中，三維影像處理單元106係以面對三維顯示器100最左邊的觀看者的位置為第一觀看者的位置、以面對三維顯示器100最右邊的觀看者的位置為第二觀看者的位置、第D1個視角及第D2個視角來計算第1至第N個二維影像漸進向第一方向(例如面向面板102之左方)或第二方向(例如面向面板102之右方)之一轉移量，此轉移量為N1與N2之平均值，其中N1為第D1個視角的邊界位置減去第一觀看者的位置的值，而N2為第D2個視角的邊界位置減去第二觀看者的位置的值。以圖4所示為例，三維影像處理單元106係以觀看者402的位置、觀看者406的位置、第4個視角及第9個視角來計算第1至第9個二維影像漸進向左方或右方之一轉移量，此轉移量為-2.5(即N1)與-1.5(即N2)之平均值，其中-2.5為第1個視角的邊界位置(即1.5)減去觀看者402的位置(即4)的值，而-1.5為第7個視角的邊界位置(即7.5)減去觀看者406的位置(即9)的值。因此，三維影像處理單元106所計算出來的轉移量為-2。由於三維影像處理單元106所計算出來的轉移量為負值，因此三維影像處理單元106便會依所計算出來的轉移量來將第1至第9個二維影像漸進向右方轉移排列於顯 示面板102之第1至第9個視角，其轉移排列完的結果如圖5所示。圖5即用以說明轉移排列完之結果。必需注意的是當觀看者402、404與406之原始位置(即未調整前)皆位於觀視區(或稱為視角)之內，並不需要調整上述觀看者的位置；當觀看者402、404與406之原始位置(即未調整前)皆位於觀視區(或稱為視角)之外或者當觀看者402、404與406之原始位置(即未調整前)其中二個位於觀視區(或稱為視角)之外，而另一個位於觀視區(或稱為視角)之內時，所計算出來之轉移量必需要非零的數值，且為整數(即數值在沒有四捨五入之前或數值在有四捨五入之後)，否則，觀看者無法觀看三維影像。當然，當經轉移量調整之後，仍有觀看者位於觀視區之外時，就再依照上述的方式計算出新的轉移量，直至所有的觀看者皆位於觀視區之內。
依據上述各實施例之教示，本領域具有通常知識者當可歸納出本發明之三維影像之調整方法的一些基本步驟，一如圖6所示。圖6為依照本發明之一實施例的一種三維影像之調整方法的流程圖。此方法包括有下列步驟：顯示一三維影像，此三維影像係由第1至第N個不同視角之二維影像所合成，且這些二維影像係依序投射於一三維顯示器的第1至第N個視角，而在此N個視角的二維影像中，第M與第(M+1)個二維影像係為二個相鄰的視角的影像，其中N>2且M<(N-1)，並且在上述第1至第N個視角中，第D1至第D2個視角之間定義為正常觀視區(如步驟S602所示)；以及當有一第一觀看者位於上述第1至第N個視角中之第L1個視角，並有一第二觀看者位於上述第1至第N個視角中之第L2個視角，且第L1個視角或該第L2個視角係位於正常觀視區 之外時，根據第一觀看者的位置、第二觀看者的位置、第D1個視角及第D2個視角來決定上述第1至第N個二維影像漸進向第一方向或第二方向轉移排列於上述第1至第N個視角(如步驟S604所示)。
綜上所述，本發明係根據觀看者的位置、第D1個視角及第D2個視角來決定第1至第N個二維影像漸進向第一方向或第二方向轉移排列於顯示面板的第1至第N個視角，因此本發明可主動調整視野死角的位置，使得觀看者能有更舒適的三維視覺享受。
S602、S604‧‧‧步驟

Claims (10)

  1. 一種三維影像之調整方法，包括：顯示一三維影像，該三維影像係由第1至第N個不同視角之二維影像所合成，且該些二維影像係依序投射於一三維顯示器的第1至第N個視角，而在該N個視角的二維影像中，第M與第(M+1)個二維影像係為二個相鄰的視角的影像，其中N>2且M<(N-1)，並且在該第1至第N個視角中，第D1至第D2個視角之間定義為一正常觀視區；以及當一第一觀看者位於該第1至第N個視角中之第L1個視角，一第二觀看者位於該第1至第N個視角中之第L2個視角，且該第L1個視角或該第L2個視角係位於該正常觀視區之外時，根據該第一觀看者的位置、該第二觀看者的位置、該第D1個視角及該第D2個視角來決定該第1至第N個二維影像漸進向一第一方向或一第二方向轉移排列於該第1至第N個視角；其中，該第一方向係為面向該三維顯示器之右方或左方其中之一，該第二方向係為面向該三維顯示器之左方或左方其中之另一。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之三維影像之調整方法，其包括以該第一觀看者的位置、該第二觀看者的位置、該第D1個視角及該第D2個視角來計算該第1至第N個二維影像漸進向該第一方向或該第二方向之一轉移量，該轉移量為N1與N2之平均值，其中N1為該第D1個視角的邊界位置減去該第一觀看者的位置的值，而N2為該第D2個視角的邊界位 置減去該第二觀看者的位置的值。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之三維影像之調整方法，其中當計算出來之該轉移量為正值時，便依該轉移量來將該第1至第N個二維影像漸進向該第一方向轉移排列於該第1至第N個視角，而當計算出來之該轉移量為負值時，便依該轉移量來將該第1至第N個二維影像漸進向該第二方向轉移排列於該第1至第N個視角。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之三維影像之調整方法，其中該第一觀看者與該第二觀看者之間更包括一第三觀看者。
  5. 如申請專利範圍第2或4項所述之三維影像之調整方法，其中該第一觀看者與N1之間無任何觀看者且該第二觀看者與N2之間無任何觀看者。
  6. 一種三維顯示器，包括：一顯示面板，用以顯示一三維影像，該三維影像係由第1至第N個不同視角之二維影像所合成，且該些二維影像係依序投射於該顯示面板的第1至第N個視角，而在該N個視角的二維影像中，第M與第(M+1)個二維影像係為二個相鄰的視角的影像，其中N>2且M<(N-1)，並且在該第1至第N個視角中，第D1至第D2個視角之間定義為一正常觀視區；一偵測單元，用以偵測該三維顯示器之觀看者的數目及觀看者所處之視角，以及 一三維影像處理單元，用以提供該三維影像給該顯示面板，且當該三維影像處理單元判斷該偵測單元偵測到一第一觀看者位於該第1至第N個視角中之第L1個視角，一第二觀看者位於該第1至第N個視角中之第L2個視角，且該第L1個視角或該第L2個視角係位於該正常觀視區之外時，該三維影像處理單元便根據該第一觀看者的位置、該第二觀看者的位置、該第D1個視角及該第D2個視角來決定該第1至第N個二維影像漸進向一第一方向或一第二方向轉移排列於該第1至第N個視角；其中，該第一方向係為面向該顯示面板之右方或左方其中之一，該第二方向係為面向該顯示面板之左方或左方其中之另一。
  7. 如申請專利範圍第6項所述之三維顯示器，其中該三維影像處理單元包括以該第一觀看者的位置、該第二觀看者的位置、該第D1個視角及該第D2個視角來計算該第1至第N個二維影像漸進向該第一方向或該第二方向之一轉移量，該轉移量為N1與N2之平均值，其中N1為該第D1個視角的邊界位置減去該第一觀看者的位置的值，而N2為該第D2個視角的邊界位置減去該第二觀看者的位置的值。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之三維顯示器，其中當計算出來之該轉移量為正值時，該三維影像處理單元便依該轉移量來將該第1至第N個二維影像漸進向該第一方向轉移排列於該第1至第N個視角，而當計算出來之該轉移量為負值時，該三維影像處理單元便依該轉移量來將該第1至第N個 二維影像漸進向該第二方向轉移排列於該第1至第N個視角。
  9. 如申請專利範圍第6項所述之三維顯示器，其中該第一觀看者與該第二觀看者之間更包括一第三觀看者。
  10. 如申請專利範圍第7或8項所述之三維顯示器，其中該第一觀看者與N1之間無任何觀看者且該第二觀看者與N2之間無任何觀看者。
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