用于自動立體多視圖顯示器的圖像的生成的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及用于自動立體多視圖顯示器的圖像的生成，以及特別但不排他地，涉 及用于使用多視圖顯示器作為單個觀看者的顯示器的圖像的生成。
【背景技術(shù)】
[0002] 三維顯示器收到日益增多的關(guān)注，并且開展了如何為觀看者提供三維感知的重要 研究。三維（3D)顯示器通過為觀看者的兩只眼睛提供正看著的場景的不同視圖，為觀看體 驗添加了第三維度。這可以通過使用戶戴上眼鏡以使顯示的兩個視圖分開而實現(xiàn)。然而，由 于這對于用戶相對不便，所以在許多情境下合期望的是，使用直接生成不同視圖并且將其 投射到用戶眼睛的自動立體顯示器。實際上，一段時間以來，各種公司已經(jīng)積極地開發(fā)適合 于渲染三維影像的自動立體顯示器。自動立體設(shè)備可以為觀看者呈現(xiàn)3D的印象而不需要特 殊的頭戴裝置(headgear )和/或眼鏡。
[0003] 自動立體顯示器一般為不同的視角提供不同的視圖。以這種方式，可以為觀看者 的左眼生成第一圖像并且為右眼生成第二圖像。通過顯示合適的圖像，即，分別從左和右眼 的視點而言是合適的，將3D的印象傳達(dá)給觀看者是可能的。
[0004] 自動立體顯示器傾向于使用諸如透鏡狀鏡頭或者屏障掩膜(barrier mask)之類 的構(gòu)件將視圖分開并且在不同方向上發(fā)送它們使得它們各自到達(dá)用戶的眼睛。對于立體顯 示器而言，兩個視圖是所要求的，但是大多數(shù)自動立體顯示器典型地使用更多的視圖（諸如 例如9個視圖）。
[0005] 為了滿足對于3D圖像效果的期望，創(chuàng)建用于包括描述所捕獲的場景的3D方面的數(shù) 據(jù)。例如，對于計算機(jī)生成的圖形，可以開發(fā)和使用三維模型以從給出的觀看位置計算圖 像。這樣的方法例如經(jīng)常用于提供三維效果的計算機(jī)游戲。
[0006] 作為另一示例，諸如電影或電視節(jié)目之類的視頻內(nèi)容被越來越多地生成為包括某 些3D信息。這樣的信息可以使用專用3D相機(jī)捕獲，所述3D相機(jī)從稍微偏移的相機(jī)位置捕獲 兩個同時的圖像，從而直接生成立體圖像。
[0007] 典型地，自動立體顯示器產(chǎn)生視圖的"錐體"，其中每個錐體含有對應(yīng)于場景的不 同視角的兩個或經(jīng)常更多個視圖。相鄰的(或者在一些情況中更遠(yuǎn)位移的)視圖之間的視角 差被生成為對應(yīng)于用戶的右眼和左眼之間的視角差。因此，左眼和右眼看著兩個合適的視 圖的觀看者將感知三維效果。在圖1中圖示了這樣的系統(tǒng)的示例，其中在一個視圖錐中生成 了九個不同的視圖。
[0008] 許多自動立體顯示器能夠產(chǎn)生大量視圖。例如，產(chǎn)生九個視圖的自動立體顯示器 并不是罕見的。這樣的顯示器例如適合于多觀看者的情境，其中幾個觀看者可以同時看著 顯示器并且全部都體驗三維效果。具有甚至更高數(shù)量視圖的顯示器也已經(jīng)被開發(fā)，其包括 例如可以提供28個不同的視圖的顯示器。這樣的顯示器可以經(jīng)常使用相對窄的視圖錐，使 得觀看者的眼睛將從多個視圖同時接收光。另外，左眼和右眼將典型地置于不相鄰的視圖 中（如在圖1的示例中）。
[0009] 然而，盡管所描述的自動立體顯示器提供非常有利的三維體驗，但是其具有一些 相關(guān)聯(lián)的缺點。例如，自動立體顯示器傾向于對觀看者的位置高度敏感并且因此傾向于比 較不適于動態(tài)情境，其中其不能保證人處于非常具體的位置。具體地，正確的三維感知高度 地依賴于用戶被定位，使得觀看者的眼睛感知對應(yīng)于正確的視角的視圖。然而，在一些情形 中，用戶的眼睛可能不能定位為接收合適的圖像視圖并且因此一些自動立體顯示器應(yīng)用和 情境可以具有迷惑人類視覺系統(tǒng)的趨勢，從而導(dǎo)致對于觀看者的不舒服的感覺，這可能可 導(dǎo)致一些不適或者甚至潛在地導(dǎo)致頭痛等等。
[0010] 許多多視圖自動立體顯示器的特定缺點是，在視圖之間可能存在相對高程度的串 擾(Cr〇SS-talk)，并且這可能會使得所感知的三維效果和所感知的圖像質(zhì)量降級。
[0011] 為了減少觀看者感知的串?dāng)_，已經(jīng)提出將顯示器的視圖分組成兩個組，其中一個 組的所有視圖顯示相同的左眼圖像，而另一組的所有視圖顯示相同的右眼圖像。因此，已經(jīng) 提出只將左眼和右眼圖像/視圖分配給自動立體多視圖3D顯示器的單獨多視圖輸入。
[0012] 例如，對于28個視圖的多視圖自動立體顯示器而言，視圖編號1到14可以顯示立體 圖像的相同的左眼視圖（L)并且視圖編號15到28可以顯示相同的右視圖（R)。該布置可以通 過下述(其中視圖編號豎直地書寫)示范：
然而，盡管這樣的方法可以減少單獨視圖之間的串?dāng)_（由于它們示出相同的圖像），但 是其也導(dǎo)致在分別用于左眼視圖和右眼視圖的視圖之間的大量串?dāng)_。例如，將存在從視圖 14(含有L視圖）到視圖17(含有R視圖）或者從視圖15(含有R視圖）到視圖12(含有L視圖）的 大量串?dāng)_。圖2圖示了可能會在這樣的方法中體驗的串?dāng)_的示例。在該圖中，x軸示出了與在 視圖14和15之間的邊界相距的視圖數(shù)量方面的偏移，而y軸示出相對串?dāng)_值。
[0013] 作為典型的示例，對于28個視圖的多視圖顯示器而言，觀看者眼睛可以由大約10 個視圖分開。隨著觀看者的眼睛集中于左和右視圖之間的過渡（即，視圖14和15之間），串?dāng)_ 的量將典型地是可接受的（如在圖3中圖示的）。然而，如果即便存在與中心的小偏移，這將 典型地導(dǎo)致在眼睛之一中的大量串?dāng)_(如通過圖4圖示的）。
[0014]因此，在這樣的系統(tǒng)中關(guān)鍵的是，用戶的位置相對于顯示器非常準(zhǔn)確，并且實際 上，可能要求該用戶非常靜止地坐著。為了解決此問題，已經(jīng)提出使用眼/面檢測器/追蹤器 以適配視圖錐的方向，使得用戶相對于該錐體而言位于中心。然而，為了實現(xiàn)可接受的性 能，典型地，使得追蹤器高度準(zhǔn)確和快速是必要的。實際上，典型地，追蹤器必須能夠基本上 立即追蹤用戶移動，并且具有幾毫米的準(zhǔn)確度。就準(zhǔn)確度和等待時間而言的這樣的嚴(yán)格要 求使得這樣的追蹤系統(tǒng)具有有限的實際使用并且實際上使得其在許多情境下是不可行的 方法。
[0015]因此，一種用于驅(qū)動自動立體顯示器的改進(jìn)的方法將是有利的，并且特別地，將有 利的是，一種允許增加的靈活性、減少的復(fù)雜度、增加的圖像質(zhì)量、改進(jìn)的三維感知、更強(qiáng)的 三維深度效果、減少的不適、減少的串?dāng)_、減少的強(qiáng)度變化和/或增加的性能的方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0016] 因此，本發(fā)明尋求單個地或以任何組合地優(yōu)選地減輕、緩和或消除一個或多個上 面提到的缺點。
[0017] 依據(jù)本發(fā)明的一方面，提供一種用于為被布置成顯示多個圖像的自動立體多視圖 顯示器生成圖像的裝置，該裝置包括：用于為多個視圖中的第一組鄰接視圖中的視圖生成 第一圖像的第一圖像生成器，該第一圖像對應(yīng)于右眼視角；用于為多個視圖中的第二組鄰 接視圖中的視圖生成第二圖像的第二圖像生成器，該第二圖像對應(yīng)于左眼視角；用于為多 個視圖中的第三組鄰接視圖中的至少一個視圖生成第三圖像的第三圖像生成器，該第三組 鄰接視圖包括第一組鄰接視圖和第二組鄰接視圖之間的視圖；并且其中第三圖像對應(yīng)于右 眼視角和左眼視角之間的視角。
[0018] 該方法可以允許對于來自多視圖自動立體顯示器的三維圖像的改進(jìn)的渲染。該方 法可以特別允許當(dāng)多視圖自動立體顯示器用于單個觀看者時的改進(jìn)渲染。
[0019] 具體地，在許多實施例中，該方法可以顯著減少所感知的串?dāng)_。該方法在許多情境 中減少串?dāng)_，同時保持非常低程度的強(qiáng)度變化，并且實際上，在許多實施例中，串?dāng)_的減少 在不需要引入任何附加強(qiáng)度變化的情況下實現(xiàn)。
[0020] 所減少的串?dāng)_可以顯著減少對于將用戶最佳地放置的要求。因此，該方法可以允 許用戶在頭部移動方面的更高程度的自由，并且可以在使用頭部或眼睛追蹤器的實施例中 顯著減少對追蹤性能的要求。
[0021] 該方法可以當(dāng)圖像為多視圖自動立體顯示器渲染時，提供改進(jìn)的整體感知的圖像 質(zhì)量。
[0022] 在傳統(tǒng)的自動立體多視圖顯示器中，由不同視圖的圖像的差別導(dǎo)致的降級以及特 別是串?dāng)_典型地具有如下這樣的重要性，即：視差并且因此三維效果保持在低水平。實際 上，對于自動立體多視圖顯示器的典型的深度范圍典型地大約是20-30厘米左右，以便不引 入降級，其被感知為降低了圖像質(zhì)量或者甚至潛在地為觀看者引起某些不適。使用本發(fā)明 的方法可以經(jīng)常提供高得多的深度效果。實際上，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的是，超過一米的深度范圍可以 在不導(dǎo)致顯著圖像降級（特別是重影)或者用戶不適的情況下實現(xiàn)。因此，該方法可以允許 比可以由常規(guī)的顯示器實現(xiàn)的更強(qiáng)烈得多的深度模式。
[0023] 在一些實施例中，多視圖自動立體顯示器可以包括用于為該多視圖自動立體顯示 器生成圖像的裝置。在一些實施例中，該裝置可以在多視圖自動立體顯示器的外部。例如， 該裝置可以被包括于諸如機(jī)頂盒之類的設(shè)備中。因此，在一些實施例中，該裝置可以包括用 于為多視圖自動立體顯示器生成驅(qū)動信號的輸出，該驅(qū)動信號包括第一圖像、第二圖像以 及至少第三圖像。在一些實施例中，驅(qū)動信號可以包括用于多視圖自動立體顯示器的每個 視圖的圖像。圖像可以在驅(qū)動信號中以任何合適的形式表示，其包括例如提供一些圖像作 為對于多個視圖的公共圖像，作為編碼的或未編碼的圖像，直接作為用于顯示器的像素的 驅(qū)動彳目號等等。
[0024]第一圖像、第二圖像和第三圖像都是相同場景的視圖。這些視圖位于不同的視角 中。實際上，典型地，對于自動立體多視圖顯示器的所有視圖而言，圖像由的相同場景生成。 圖像可以對應(yīng)于場景的不同視角，其中第一圖像對應(yīng)于用于右眼的視角（或視點），第二圖 像對應(yīng)于用于左眼的視角（或視點）。因此，第一圖像在被右眼感知時以及第二圖像在被左 眼感知時將提供場景的三維表示。第三圖像將對應(yīng)于第一和第二圖像之間的視角，即，對應(yīng) 于左眼視角和右眼視角之間的視角。
[0025] 第一圖像可以是基本相同的圖像。實際上，在大多數(shù)實施例中，相同圖像用于第一 組鄰接視圖中的所有視圖，即，第一圖像可以是相同圖像。在一些實施例中，典型地基本上 感知不到的差別的小差別可以出現(xiàn)在第一圖像之間。
[0026] 第二圖像可以基本是相同的圖像。實際上，在大多數(shù)實施例中，相同圖像用于第二 組鄰接視圖中的所有視圖，即，第二圖像可以是相同圖像。在一些實施例中，典型地基本上 感知不到的差別的小差別可以出現(xiàn)在第二圖像之間。
[0027] 在一些實施例中，圖像中的至少一些圖像可以是部分圖像。在一些實施例中，針對 一只眼睛的完整圖像可以通過多個視圖的組