專利名稱：去除立體3d影像雜訊區(qū)域的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于一種處理立體3D影像的方法，特別是于立體3D影像系統(tǒng)中，將立體3D影像雜訊區(qū)域去除的方法。
如圖1，在計(jì)算機(jī)3D繪圖系統(tǒng)中處理3D平面影像時(shí)，AGP或PCI總線4下達(dá)2D或3D繪圖指令，該繪圖指令被傳送至3D繪圖引擎5，由時(shí)序控制器6，最后經(jīng)由數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換控制器(Digital-Analog Converter)7將影像由數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)顯示在屏幕上，而在3D繪圖系統(tǒng)內(nèi)包含一儲(chǔ)存影像的繪圖內(nèi)存(graphics memory)3，組件8則為內(nèi)存控制器。
圖2為立體3D影像系統(tǒng)，立體3D影像系統(tǒng)與3D繪圖系統(tǒng)相似，同樣包含一3D繪圖引擎5負(fù)責(zé)接收AGP或PCI總線4的繪圖指令，3D繪圖引擎5將影像資料傳送至數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器7，由時(shí)序控制器6，最后在屏幕上顯示出影像，而立體3D影像系統(tǒng)與3D繪圖系統(tǒng)最大的不同在于，立體3D影像系統(tǒng)中的影像分為左眼影像31及右眼影像32，仿真人類左眼與右眼因所觀賞物體的視角不同，得到不同的左眼影像31與右眼影像32，因此繪圖內(nèi)存中儲(chǔ)存左眼影像31及右眼影像32。同時(shí)配合同步信號(hào)，讓左眼只看到左眼影像31，讓右眼只看到右眼影像32。
由于人類有兩只眼睛，計(jì)算機(jī)屏幕卻只有一個(gè)，必須要讓左、右眼所看的影像各自獨(dú)立分開(kāi)，才能有立體視覺(jué)，因此解決這個(gè)問(wèn)題的方法，就是將左眼影像及右眼影像交替顯示在屏幕上，再利用一個(gè)同步快門(mén)觀賞器(Synchronized ShutterViewer)，也就是立體眼鏡(Shutter Glasses)25，在屏幕顯示左眼影像時(shí)，將右眼遮蔽起來(lái)；相反地，當(dāng)屏幕顯示右眼影像時(shí)，將左眼遮蔽起來(lái)，如此周而復(fù)始地，以快于人類的視覺(jué)暫留的速度進(jìn)行交替顯示，人類的大腦就可被給蒙混過(guò)去，而產(chǎn)生立體視覺(jué)。而在立體3D影像系統(tǒng)中利用一內(nèi)存控制器(memory controller)8決定何時(shí)顯示左眼影像31或右眼影像32。
另外，如圖3，同樣是一3D繪圖引擎5負(fù)責(zé)接收AGP或PCI總線4的繪圖指令，3D繪圖引擎5將影像資料傳送至映像管時(shí)序控制器(CRT timing controller)6及數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器7，最后在屏幕上顯示出影像，但以紅藍(lán)立體眼鏡(Red-Blue Glasses)27替代立體眼鏡25，使兩眼視線分別落于左眼影像31及右眼影像32上。而其方法為將左眼影像31及右眼影像32的一做偏紅的處理(濾掉藍(lán)色及綠色)，另一影像做偏藍(lán)綠的處理(濾掉紅色)，而紅藍(lán)眼鏡中一邊鏡片只允許紅光通過(guò)，只能看到偏紅的影像，另一邊鏡片只允許藍(lán)光及綠光通過(guò)，只能看到偏藍(lán)綠的影像，因此即可使兩眼的視線分別落于左眼影像31及右眼影像32上。
圖4說(shuō)明觀察位于不同深度距離的影像時(shí)，在投射面得到不同位移量的左眼影像及右眼影像。當(dāng)在原始中線(Original)40觀察影像時(shí)，無(wú)論位于映像管空間(CRT space)46的物體11或位于觀看者空間(Viewer space)45的物體21投射在投射面44上均在同一位置得一原始影像10，看不出立體的效果。假設(shè)觀察位于映像管空間46的物體11，以左眼42觀察物體11時(shí)會(huì)在投射面44左邊得一左眼影像12，以右眼41觀察物體11時(shí)會(huì)在投射面44右邊得一右眼影像13。又假設(shè)觀察位于觀看者空間45的物體21，以左眼42觀察物體21時(shí)會(huì)在投射面右邊得一左眼影像22，以右眼41觀察物體21時(shí)會(huì)在投射面左邊得一右眼影像23。此即為制作左、右眼影像的原理。
如圖5所示，當(dāng)計(jì)算機(jī)3D繪圖引擎將影像做處理產(chǎn)生左眼影像51及右眼影像52時(shí)，基本上是將物體的投影影像向左或向右移，而得到左眼及右眼的影像，但原先落于投影區(qū)間外的影像早已經(jīng)由3D繪圖引擎去除，所以當(dāng)物體全落在正視差范圍內(nèi)時(shí)，則左眼影像51的右緣會(huì)產(chǎn)生一無(wú)影像的雜訊區(qū)域，右眼影像52的左緣會(huì)產(chǎn)生一無(wú)影像的雜訊區(qū)域，當(dāng)左眼影像51及右眼影像52交替顯示在屏幕上時(shí)，屏幕畫(huà)面的左右緣會(huì)各有一雜訊區(qū)域57、58。
因此即需要一個(gè)好方法將影像畫(huà)面左緣的第一預(yù)定區(qū)域61及右緣的第二預(yù)定區(qū)域62刪除，如圖6所示。
本發(fā)明是為一種將一立體3D影像雜訊區(qū)域去除的方法，該立體3D影像包含供左眼觀看的一左眼影像及供右眼觀看的一右眼影像，包含下列步驟于產(chǎn)生該立體3D影像的過(guò)程中，將立體3D影像中左緣的一第一預(yù)定區(qū)域及右緣的一第二預(yù)定區(qū)域刪除。


圖1揭示一已知3D繪圖系統(tǒng)的圖標(biāo)。
圖2揭示一已知立體3D影像系統(tǒng)的圖標(biāo)。
圖3揭示另一已知立體3D影像系統(tǒng)的圖標(biāo)。
圖4是為位于不同深度的物體，在投射面上呈現(xiàn)不同位移影像的示意圖。
圖5揭示以已知方法所得影像雜訊區(qū)域的圖標(biāo)。
圖6揭示本發(fā)明將3D影像的第一預(yù)定區(qū)域及第二預(yù)定區(qū)域刪除的結(jié)果。
圖7是為去除立體3D影像雜訊區(qū)域的步驟流程圖。
圖8揭示本發(fā)明觀看者在不同位置觀察一物體的坐標(biāo)圖。
圖9揭示調(diào)整融合點(diǎn)位置使影像產(chǎn)生浮出或陷入屏幕的效果。
圖10揭示影像信號(hào)、水平掃描同步信號(hào)及垂直掃描同步信號(hào)。
圖11揭示由水平掃描同步信號(hào)、顯示激活信號(hào)及影像數(shù)據(jù)控制屏幕上影像顯示。
圖12揭示由調(diào)整水平掃描同步信號(hào)(Hsync)及顯示激活信號(hào)(Display Enable)將立體3D影像的第一預(yù)定區(qū)域及第二預(yù)定區(qū)域刪除。
如圖7，首先步驟71中，進(jìn)行3D立體所需的位移計(jì)算，設(shè)定起始參數(shù)，如一瞳孔至兩眼中點(diǎn)的距離e和融合點(diǎn)fp(fusion point)等，其中融合點(diǎn)fp用以加強(qiáng)影像三維效果，特別是當(dāng)多數(shù)物體位于遠(yuǎn)方，影像三維效果不明顯時(shí)。在設(shè)定起始參數(shù)后，在步驟73中計(jì)算出影像去除區(qū)間值。然后根據(jù)此去除區(qū)間值，于步驟75中適當(dāng)調(diào)整映像管時(shí)序信號(hào)以便移除雜訊區(qū)域。
去除區(qū)間值的計(jì)算可參考圖8，其中投射面(projectionplane)以X軸表示，原始中線(Original)以Z軸表示。假設(shè)一物體位于坐標(biāo)(a、b)，a為于X軸坐標(biāo)值，b為Z軸坐標(biāo)值，若觀看者在兩眼中點(diǎn)位置觀察物體，影像會(huì)在X軸上通過(guò)x點(diǎn)，x點(diǎn)的X軸坐標(biāo)為x=adb+d]]>其中d為觀看者與投射面的距離。若觀看者以右眼81觀察物體，會(huì)在X軸上通過(guò)x1點(diǎn)，x1點(diǎn)的X軸坐標(biāo)值為x1=(be+ad)b+d]]>其中e為一瞳孔與兩眼中點(diǎn)的距離。由上，可推得x與x1的距離為Δx=x1-x=beb+d]]>如已知技術(shù)所知悉，在計(jì)算機(jī)繪圖系統(tǒng)中具有一用以儲(chǔ)存物體的深度的Z緩沖器(Z-buffer)，而Z緩沖器所存的深度值可定義為(Normalization)Z_buffer=(Z-N)×FZ×(F-N)]]>其中N為近切割平面(near clipping plane)，F(xiàn)為遠(yuǎn)切割平面(far clipping plane)，Z為物體參考原始坐標(biāo)的真正深度。一般而言，物體不會(huì)平均分布在整個(gè)Z軸上，而是大約集中于某一區(qū)域，因此為了減少內(nèi)存的浪費(fèi)及定義Z軸的困難度，會(huì)重新定義一近切割平面及一遠(yuǎn)切割平面，當(dāng)物體處于近切割平面與遠(yuǎn)切割平面間以外的范圍時(shí)，便不處理該物體。一般而言，將N定義為0，F(xiàn)定義為1。
由圖8可推得Z＝b+d，N＝d，所以，b＝Z-N，且Δx=Z_buffer×(F-N)F×e]]>其中(F-N)介于0和1之間，且在大多數(shù)的應(yīng)用中(F-N)F≅1]]>因此推得Δx≅Z_buffer×e]]>因Z-buffer值恒為正值，在沒(méi)定義一融合點(diǎn)的前，可推得Δx亦恒為正值，而這代表所有物體都像是陷入屏幕中。圖9則為說(shuō)明融合點(diǎn)(fusion point)的作用，利用調(diào)整立體面(融合點(diǎn))91的位置，使得物體有浮出屏幕或陷入屏幕的效果。然而，若定義一融合點(diǎn)使得(Z-buffer-fp)可能為負(fù)值，則可使Δx可能為負(fù)值，使得物體有浮出屏幕的效果。由上Δx亦可定義為Δx≅e×(Z_buffer-fp)]]>其中fp即為融合點(diǎn)的值。
假設(shè)物體位于最大深度位置時(shí)，Z緩沖器所存的值為1.0，則可得一去除區(qū)間值mask1mask＝e×(1.0-fp)＝e-e×fp又假設(shè)物體位于最小深度位置，Z緩沖器所存的值為0，可得一去除區(qū)間值mask2mask2＝abs(e×(0.0-fp))＝e×fp而本發(fā)明則在區(qū)間值mask1與區(qū)間值mask2中選取最大值(max)，得到去除區(qū)間值mask-sizemask_size＝max(mask1，mask2)決定去除區(qū)間值后，本發(fā)明藉由調(diào)整映像管時(shí)序信號(hào)，將影像的雜訊區(qū)域去除。如圖10所示，一影像信號(hào)100可分為數(shù)個(gè)部分前廊(Front Porch)、同步(Sync)、后廊(Backporch)、上/左邊框(Top/left Border)、尋址影像(“Addressable”Video)及下/右邊框(BOttOm/RightBorder)。為了使影像資料正確的顯示在屏幕上，映像管時(shí)序控制器會(huì)利用一水平掃描同步信號(hào)(Hsync)101及垂直掃描同步信號(hào)(Vsync)102的矩形脈沖，使發(fā)射信號(hào)端與接收信號(hào)端的掃描同步，正確的將影像資料顯示在屏幕上。
而屏幕上影像的顯示是受一水平掃描同步信號(hào)101、一顯示激活信號(hào)104、一水平遮沒(méi)信號(hào)105及一影像資料106的控制，參考圖11，其中水平掃描信號(hào)控制信號(hào)101的發(fā)射與接收同步，顯示激活信號(hào)104控制影像于顯示器屏幕上的顯示，水平遮沒(méi)信號(hào)105使人眼看不到掃描中所必須的返馳動(dòng)作。
因此，本發(fā)明是藉由調(diào)整一水平掃瞄同步信號(hào)(Hsync)及一顯示激活信號(hào)(Display Enable)，將立體3D影像的第一預(yù)定區(qū)域及第二預(yù)定區(qū)域刪除，如圖12所示，該方法包含下列步驟由一預(yù)設(shè)資料決定一去除區(qū)間值(mask-size)；將該水平掃瞄同步信號(hào)120提早一個(gè)去除區(qū)間值，使立體3D影像的時(shí)序提早一個(gè)去除區(qū)間值，如此將使立體3D影像中左緣的一第一預(yù)定區(qū)域126刪除；將該顯示激活信號(hào)121時(shí)序的一起始端固定不變，一結(jié)束緣提早兩個(gè)去除區(qū)間值，如此將3D立體影像中右緣的一第二預(yù)定區(qū)域127刪除。
其中，第一預(yù)定區(qū)域126是為影像左緣的雜訊區(qū)域，第二預(yù)定區(qū)域127是為影像右緣的雜訊區(qū)域，第一預(yù)定區(qū)域126的值等于第二預(yù)定區(qū)域127的值，第一預(yù)定區(qū)域126的值亦等于去除區(qū)間值。
本發(fā)明以一較佳實(shí)施例說(shuō)明如上，僅用于幫助了解本發(fā)明的實(shí)施，并非用以限定本發(fā)明，任何熟習(xí)此項(xiàng)技術(shù)者，在不脫離本發(fā)明的精神何范圍內(nèi)，當(dāng)可做些許的更動(dòng)與潤(rùn)飾，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍當(dāng)視后附的申請(qǐng)專利范圍為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種去除立體3D影像雜訊區(qū)域的方法，該立體3D影像包含供第一眼觀看的一第一眼影像及供第二眼觀看的一第二眼影像，其特征在于，包含下列步驟于產(chǎn)生該立體3D影像的過(guò)程中，將立體3D影像中左緣的一第一預(yù)定區(qū)域及右緣的一第二預(yù)定區(qū)域刪除。
2.如權(quán)利要求1所述的去除立體3D影像雜訊區(qū)域的方法，其特征在于，其中該第一預(yù)定區(qū)域是為該影像左緣的雜訊區(qū)域。
3.如權(quán)利要求1所述的去除立體3D影像雜訊區(qū)域的方法，其特征在于，其中該第二預(yù)定區(qū)域是為該影像右緣的雜訊區(qū)域。
4.如權(quán)利要求1所述的去除立體3D影像雜訊區(qū)域的方法，其特征在于，其中該第一預(yù)定區(qū)域的值是等于該第二預(yù)定區(qū)域的值。
5.如權(quán)利要求1所述的去除立體3D影像雜訊區(qū)域的方法，其特征在于，其中該第一預(yù)定區(qū)域值(mask-size1)是根據(jù)mask-size1＝max(mask1、mask2)算出，其中max為取極大值，而mask1是為該物體位于一最大深度的一對(duì)應(yīng)雜訊區(qū)域值，mask2是為該物體位于一最小深度的一對(duì)應(yīng)雜訊區(qū)域值。
6.如權(quán)利要求5所述的去除立體3D影像雜訊區(qū)域的方法，其特征在于，其中該物體位于最大深度的雜訊區(qū)域值mask1是根據(jù)mask1＝e*(Z-buffer-fp)算出，其中e是為一觀看者瞳孔至兩眼中點(diǎn)的距離，Z-buffer是為該物體深度的值，fp是用于調(diào)整影像三維效果的一預(yù)定值。
7.如權(quán)利要求5所述的去除立體3D影像雜訊區(qū)域的方法，其特征在于，其中該影像位于最小深度的雜訊區(qū)域值mask2是根據(jù)mask2＝e*(Z-buffer-fp)算出，其中e是為一觀看者瞳孔至兩眼中點(diǎn)的距離，Z-buffer是為該影像深度的值，fp是用于調(diào)整影像三維效果的一預(yù)定值。
8.如權(quán)利要求6所述的去除立體3D影像雜訊區(qū)域的方法，其特征在于，其中該Z-buffer值為1.0。
9.如權(quán)利要求7所述的去除立體3D影像雜訊區(qū)域的方法，其特征在于，其中該Z-buffer值為0.0。
10.一種將立體3D影像雜訊區(qū)域去除的方法，該立體3D影像包含供第一眼觀看的一第一眼影像及供第二眼觀看的一第二眼影像，其特征在于，該方法是由調(diào)整一水平掃瞄同步信號(hào)及一顯示激活信號(hào)，包含下列步驟由一預(yù)設(shè)資料決定一去除區(qū)間值(mask-size)；將該水平掃瞄同步信號(hào)提早一個(gè)去除區(qū)間值，使立體3D影像的時(shí)序提早一個(gè)去除區(qū)間值，如此將使立體3D影像中左緣的一第一預(yù)定區(qū)域刪除；將該顯示激活信號(hào)的時(shí)序的一結(jié)束緣提早兩個(gè)去除區(qū)間值，如此將3D立體影像中右緣的一第二預(yù)定區(qū)域刪除。
11.如權(quán)利要求10所述的將立體3D影像雜訊區(qū)域去除的方法，其特征在于，其中該第一預(yù)定區(qū)域是為該影像左緣的雜訊區(qū)域。
12.如權(quán)利要求10所述的將立體3D影像雜訊區(qū)域去除的方法，其特征在于，其中該第二預(yù)定區(qū)域是為該影像右緣的雜訊區(qū)域。
13.如權(quán)利要求10所述的將立體3D影像雜訊區(qū)域去除的方法，其特征在于，其中該去除區(qū)間值是等于該第一預(yù)定區(qū)域值。
14.如權(quán)利要求10所述的將立體3D影像雜訊區(qū)域去除的方法，其特征在于，其中該第一預(yù)定區(qū)域的值是等于該第二預(yù)定區(qū)域的值。
15.如權(quán)利要求10所述的將立體3D影像雜訊區(qū)域去除的方法，其特征在于，其中該顯示激活信號(hào)的時(shí)序的起始端固定不變。
16.如權(quán)利要求10所述的將立體3D影像雜訊區(qū)域去除的方法，其特征在于，其中該去除區(qū)間值(mask-size)是根據(jù)mask-size＝max(mask1、mask2)算出，其中max為取極大值，而mask1是為該物體位于一最大深度的一雜訊區(qū)域值，mask2是為該物體一位于最小深度的一雜訊區(qū)域值。
17.如權(quán)利要求16所述的將立體3D影像雜訊區(qū)域去除的方法，其特征在于，其中該物體位于最大深度的雜訊區(qū)域值mask1是根據(jù)mask1＝e*(Z-buffer-fp)算出，其中e是為一觀看瞳孔至兩眼中點(diǎn)的距離，Z-buffer是為該影像深度的值，fp是用于調(diào)整影像三維效果的一預(yù)定值。
18.如權(quán)利要求16所述的將立體3D影像雜訊區(qū)域去除的方法，其特征在于，其中該物體位于最小深度的雜訊區(qū)域值mask2是根據(jù)mask2＝e*(Z-buffer-fp)算出，其中e是為一觀看者瞳孔至兩眼中點(diǎn)的距離，Z-buffer是為該影像深度的值，fp是用于調(diào)整影像三維效果的一預(yù)定值。
19.如權(quán)利要求17所述的將立體3D影像雜訊區(qū)域去除的方法，其特征在于，其中該Z-buffer值為1.0。
20.如權(quán)利要求18所述的將立體3D影像雜訊區(qū)域去除的方法，其特征在于，其中該Z-buffer值為0.0。
全文摘要
本發(fā)明是關(guān)于在立體3D影像系統(tǒng)中，一種將立體3D影像雜訊區(qū)域去除的方法。該立體3D影像是包含一供左眼觀看的左眼影像及一供右眼觀看的右眼影像，該方法是決定一去除區(qū)間值，由調(diào)整映像管時(shí)序的一水平掃描同步信號(hào)及一顯示激活信號(hào)，將立體3D影像左緣雜訊區(qū)域及右緣雜訊區(qū)域刪除。
文檔編號(hào)G06T15/10GK1410946SQ0114223
公開(kāi)日2003年4月16日 申請(qǐng)日期2001年9月25日 優(yōu)先權(quán)日2001年9月25日
發(fā)明者李潤(rùn)容, 呂麗淑, 黃裕明 申請(qǐng)人:矽統(tǒng)科技股份有限公司