專利名稱：形成立體影像的方法及其相關(guān)顯示模組的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于一種影像形成方法及其相關(guān)顯示模組，尤指一種形成立體影像的方 法及其相關(guān)顯示模組。
背景技術(shù)：
一般而言，立體影像的工作原理即是將左眼所看到的影像和右眼所看到的影像分 別傳送到左眼及右眼，藉由左右眼視角的角度差異，而使得左右眼所接收到的影像在使用 者的腦中迭合為具有景深以及層次感的一立體影像。目前常見用來讓左右眼看到具有不 同視差的影像的立體影像生成方法有偏光眼鏡(Polarizing glasses)、快門立體顯示眼鏡 (Shutter Glasses)、紅綠(藍(lán))立體顯示眼鏡(anaglyph)以及裸眼式立體顯示等方式。但不論采用何種立體影像生成方式來呈現(xiàn)，其產(chǎn)生左右眼不同的訊息手法都是 相似的，一般來說都是在影像信號(hào)本身就必須先具有分別給左右眼不同的影像，其中一種 常見的方式是利用對(duì)應(yīng)彩色影像的深度圖以計(jì)算出彩色影像上各個(gè)像素的相對(duì)平移量， 進(jìn)而產(chǎn)生多組分別對(duì)應(yīng)左右眼且具有不同平移量的彩色影像，然而目前用來產(chǎn)生相對(duì)應(yīng) 深度圖的生成方式往往具有演算復(fù)雜或是深度圖擷取錯(cuò)誤的問題，舉例來說，于美國專利 US20060232666中是公開根據(jù)前一張及目前畫面的運(yùn)動(dòng)向量、亮度或顏色值以進(jìn)行影像內(nèi) 對(duì)象的邊緣偵測(cè)，再利用邊緣偵測(cè)結(jié)果來產(chǎn)生深度圖，然此種方法在偵測(cè)對(duì)象時(shí)常發(fā)生輪 廓擷取錯(cuò)誤的問題，導(dǎo)致產(chǎn)生失真的深度圖而影響立體影像的質(zhì)量。此外，另一種常見的方 式則是利用相關(guān)繪圖軟件(如Wiotoshop)以人工手動(dòng)的方式制作深度圖，利用此種方式所 繪制的深度圖雖然具有較高的準(zhǔn)確度，然深度圖制作過程往往耗時(shí)費(fèi)力。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明是提供一種形成立體影像的方法及其相關(guān)顯示模組，藉以解決上述 的問題。本發(fā)明是提供一種形成立體影像的方法，包含有輸入一彩色影像；將該彩色影像 轉(zhuǎn)換成一第一灰階影像；縮減該第一灰階影像的一第一亮度范圍至一第二亮度范圍；根據(jù) 該第一亮度范圍以及該第二亮度范圍產(chǎn)生對(duì)應(yīng)該第一灰階影像的空間分布的一灰階梯度 影像；迭合具有該第二亮度范圍的該第一灰階影像以及該灰階梯度影像以產(chǎn)生一第二灰階 影像；根據(jù)該第二灰階影像以及該彩色影像產(chǎn)生一平移影像；以及根據(jù)該彩色影像以及該 平移影像形成一立體影像。本發(fā)明還提供一種用來顯示立體影像的顯示模組，其包含有一輸入單元，其是用 來輸入一彩色影像；一灰階轉(zhuǎn)換單元，其是用來將該彩色影像轉(zhuǎn)換成一第一灰階影像；一 亮度處理單元，其是用來縮減該第一灰階影像的一第一亮度范圍至一第二亮度范圍；一灰 階影像生成單元，其是用來根據(jù)該第一亮度范圍以及該第二亮度范圍產(chǎn)生對(duì)應(yīng)該第一灰階 影像的空間分布的一灰階梯度影像，以及用來迭合具有該第二亮度范圍的該第一灰階影像 以及該灰階梯度影像以產(chǎn)生一第二灰階影像；一平移影像生成單元，其是用來根據(jù)該第二3灰階影像以及該彩色影像產(chǎn)生一平移影像；以及一顯示單元，其是用來根據(jù)該彩色影像以 及該平移影像顯示一立體影像。


圖1為本發(fā)明較佳實(shí)施例顯示模組的功能方塊示意圖。圖2為圖1所示顯示模組形成立體影像的方法的流程圖。
具體實(shí)施例方式在說明書及前述的權(quán)利要求范圍當(dāng)中使用了某些詞匯來指稱特定的組件。所屬領(lǐng) 域中具有通常知識(shí)者應(yīng)可理解，制造商可能會(huì)用不同的名詞來稱呼同樣的組件。本說明書 及前述的權(quán)利要求范圍并不以名稱的差異來作為區(qū)別組件的方式，而是以組件在功能上的 差異來作為區(qū)別的基準(zhǔn)。在通篇說明書及前述的權(quán)利要求當(dāng)中所提及的「包含」是為一開 放式的用語，故應(yīng)解釋成「包含但不限定于」。請(qǐng)參閱圖1，其為本發(fā)明一較佳實(shí)施例一顯示模組10的功能方塊示意圖。如圖1 所示，顯示模組10包含有一輸入單元12、一灰階轉(zhuǎn)換單元14、一亮度處理單元16、一灰階 影像生成單元18、一平移影像生成單元20，以及一顯示單元22 ；輸入單元12是用來輸入 一彩色影像，在本發(fā)明中，輸入單元12是較佳地為一般常見的影像信號(hào)輸入端子，如RGB 模擬輸入端子、YPWr色差輸入端子、高分辨率多媒體接口(High Definition Multimedia Interface, HDMI)端子等；灰階轉(zhuǎn)換單元14是用來將該彩色影像轉(zhuǎn)換成一第一灰階影像； 亮度處理單元16是用來縮減該第一灰階影像的亮度范圍，以及用來針對(duì)縮減亮度范圍后 的該第一灰階影像進(jìn)行對(duì)比伸張(Brightness Enhancement)；灰階影像生成單元18是用 來產(chǎn)生對(duì)應(yīng)該第一灰階影像的空間分布的一灰階梯度影像，以及用來迭合該第一灰階影像 以及該灰階梯度影像以產(chǎn)生一第二灰階影像；平移影像生成單元20是用來根據(jù)該第二灰 階影像以及原本輸入的該彩色影像產(chǎn)生一平移影像；顯示單元22是用來根據(jù)該彩色影像 以及該平移影像顯示一立體影像，在本發(fā)明中，顯示單元22是較佳地為一液晶屏幕。接著，請(qǐng)參閱圖2，其為圖1所示顯示模組10形成立體影像的方法的流程圖，其方 法包含有下列步驟。步驟200 輸入單元12輸入該彩色影像；步驟202 灰階轉(zhuǎn)換單元14將該彩色影像轉(zhuǎn)換成該第一灰階影像；步驟204 亮度處理單元16針對(duì)該第一灰階影像進(jìn)行對(duì)比伸張；步驟206 亮度處理單元16將該第一灰階影像的一第一亮度范圍縮減至一第二亮 度范圍；步驟208 灰階影像生成單元18根據(jù)該第一亮度范圍以及該第二亮度范圍產(chǎn)生對(duì) 應(yīng)該第一灰階影像的空間分布的該灰階梯度影像；步驟210 灰階影像生成單元18迭合進(jìn)行過對(duì)比伸張且具有該第二亮度范圍的該 第一灰階影像以及該灰階梯度影像以產(chǎn)生該第二灰階影像；步驟212 平移影像生成單元20根據(jù)該第二灰階影像以及該彩色影像產(chǎn)生該平移 影像；步驟214 顯示單元22根據(jù)該彩色影像以及該平移影像顯示該立體影像。
于此針對(duì)分別針對(duì)上述的步驟進(jìn)行詳細(xì)的說明。首先，由步驟200以及步驟202可 知，在利用輸入單元12輸入該彩色影像后，輸入單元12即可將接受到的該彩色影像傳送至 灰階轉(zhuǎn)換單元14，接著灰階轉(zhuǎn)換單元14即可開始進(jìn)行該彩色影像的灰階轉(zhuǎn)換，此處所采用 的轉(zhuǎn)換方法是可為目前常見的灰階轉(zhuǎn)換算法，舉例來說，灰階轉(zhuǎn)換單元14可先針對(duì)該彩色 影像中每一像素的R值、G值以及B值相加取平均以產(chǎn)生一平均值，接著再將經(jīng)過運(yùn)算所得 的每一平均值設(shè)定為相對(duì)應(yīng)像素的一亮度值，如此即可將該彩色影像轉(zhuǎn)換為相對(duì)應(yīng)的該第 一灰階影像；或者是，灰階轉(zhuǎn)換單元14可先判斷出每一像素的R值、G值以及B值中的最大 值以及最小值并將兩者相加取平均以產(chǎn)生一平均值，最后再將經(jīng)過運(yùn)算所得的每一平均值 設(shè)定為相對(duì)應(yīng)像素的一亮度值，如此亦可將該彩色影像轉(zhuǎn)換為相對(duì)應(yīng)的該第一灰階影像； 換句話說，在先前技術(shù)中只要是用來將彩色影像轉(zhuǎn)換成灰階影像的轉(zhuǎn)換方法均可適用于本 發(fā)明中，至于采用何種轉(zhuǎn)換方法，端視顯示模組10的實(shí)際應(yīng)用而定。在將該彩色影像轉(zhuǎn)換成該第一灰階影像后，亮度處理單元16即可以經(jīng)灰階轉(zhuǎn)換 單元14轉(zhuǎn)換后的該第一灰階影像為影像基礎(chǔ)依序進(jìn)行對(duì)比伸張的步驟(步驟204)以及縮 減亮度范圍的步驟(步驟206)。在對(duì)比伸張方面，舉例來說，亮度處理單元16是可將該第 一灰階影像的像素中亮度值小于64的像素的亮度值均設(shè)定為0，且將亮度值大于192的像 素的亮度值均設(shè)定為192，至于亮度值介于64至192之間的像素，則可將其亮度值減去64 后再乘以一大于1的特定值(如幻，如此一來，在經(jīng)過上述對(duì)比伸張的步驟之后，即可達(dá)到 擴(kuò)大該第一灰階影像中各個(gè)像素間的亮度相對(duì)變化的效果，此外，此步驟所采用的對(duì)比伸 張方法是可不限于上述方法，舉例來說，其亦可針對(duì)該第一灰階影像內(nèi)不同的亮度分布區(qū) 段進(jìn)行動(dòng)態(tài)的對(duì)比伸張，由于其是為先前技術(shù)中常見的方法，故其相關(guān)描述于此不再贅述； 而在縮減亮度范圍方面，亮度處理單元16是可將該第一灰階影像的原始亮度范圍除以一 大于1的一特定值以產(chǎn)生相對(duì)應(yīng)的該第二亮度范圍，舉例來說，假設(shè)該特定值等于4而該第 一灰階影像的原始亮度范圍是為0至255的亮度范圍，則亮度處理單元16就會(huì)將該第一灰 階影像中每一像素的亮度值除以4，以使該第一灰階影像的亮度范圍從原本的0至255的亮 度范圍(可視為該第一亮度范圍)縮減到0至63的亮度范圍(可視為該第二亮度范圍)， 藉以達(dá)到亮度范圍變化的目的。在利用亮度處理單元16擴(kuò)大該第一灰階影像中各個(gè)像素間的亮度相對(duì)變化以及 將該第一灰階影像的該第一亮度范圍縮減至該第二亮度范圍之后，接著灰階影像生成單元 18即可根據(jù)該第一亮度范圍與該第二亮度范圍的一相減結(jié)果產(chǎn)生相對(duì)應(yīng)的該灰階梯度影 像(步驟208)，以上述舉例為基礎(chǔ)來進(jìn)行說明，由上述可知，該第一亮度范圍是為0至255 的亮度范圍且該第二亮度范圍是為0至63的亮度范圍，則在將該第一亮度范圍以及該第二 亮度范圍相減之后即可得到0至192的亮度范圍，接著灰階影像生成單元18即可相對(duì)應(yīng)地 產(chǎn)生具有0至192的亮度范圍的該灰階梯度影像，在正常情況下，影像內(nèi)的亮度變化是會(huì)與 影像內(nèi)所對(duì)應(yīng)的空間距離遠(yuǎn)近成正比，意即距離越遠(yuǎn)，亮度值越小，而影像底端的像素通常 會(huì)被視為距離相對(duì)最近的像素，故越靠近該影像底端的像素的亮度值越大，反之，越遠(yuǎn)離該 影像底端的像素的亮度值則是越小，因此，該灰階梯度影像是可設(shè)定為亮度從影像底端至 影像頂端遞減變化的一梯度影像。此外，值得注意的是，該灰階梯度影像是會(huì)同時(shí)對(duì)應(yīng)該第 一灰階影像的空間分布，也就是說，該灰階梯度影像內(nèi)所對(duì)應(yīng)的分辨率是會(huì)等于該第一灰 階影像內(nèi)所對(duì)應(yīng)的分辨率，以利后續(xù)影像迭合步驟的進(jìn)行。
接下來，在產(chǎn)生該灰階梯度影像之后，灰階影像生成單元18即可開始進(jìn)行影像迭 合的步驟，也就是步驟210。在步驟210中，灰階影像生成單元18是會(huì)迭合進(jìn)行過對(duì)比伸張 且具有該第二亮度范圍的該第一灰階影像以及具有相對(duì)互補(bǔ)的亮度范圍的該灰階梯度影 像以產(chǎn)生該第二灰階影像。以下繼續(xù)以上述舉例所提及的假設(shè)值來進(jìn)行影像迭合的說明， 由上述可知，該第二亮度范圍是為0至63的亮度范圍且該灰階梯度影像的亮度范圍是為0 至192的亮度范圍，則灰階影像生成單元18就會(huì)將該第一灰階影像中各個(gè)像素的亮度值與 該灰階梯度影像中所分別對(duì)應(yīng)的各個(gè)像素的亮度值相加，再將經(jīng)過相加所得的每一亮度值 設(shè)定為相對(duì)應(yīng)像素的一亮度值，如此即可產(chǎn)生對(duì)應(yīng)該彩色影像的該第二灰階影像，其中該 第二灰階影像的亮度范圍是為0至255的亮度范圍。接著，在灰階影像生成單元18迭合該灰階梯度影像以及該第一灰階影像以產(chǎn)生 該第二灰階影像后，平移影像生成單元20就可根據(jù)該第二灰階影像以及該彩色影像產(chǎn)生 相對(duì)應(yīng)的該平移影像(步驟21 。在步驟212中，由于經(jīng)由上述的步驟所產(chǎn)生的該第二 灰階影像中每一像素的亮度值是可視為影像亮度的變量以及影像空間的變量的迭合值，也 就是說，該第二灰階影像是可視為用來計(jì)算出該彩色影像上各個(gè)像素的相對(duì)平移量的深度 圖，因此，平移影像生成單元20是可根據(jù)該第二灰階影像以及該彩色影像產(chǎn)生至少一平移 影像，其中該平移影像是相對(duì)于該彩色影像具有一影像平移量，如此一來，該彩色影像以及 該平移影像即可構(gòu)成一組分別對(duì)應(yīng)左右眼且具有不同平移量的影像組合。最后，在接受到此一影像組合之后，顯示單元22即可根據(jù)該彩色影像以及該平移 影像形成相對(duì)應(yīng)的該立體影像(步驟214)，此處顯示單元22所采用的立體影像顯示方法 是可為一般常見的平面多任務(wù)式立體顯示，其是在同一顯示單元上分別提供使用者左右 眼不同視角的平面影像，接著再藉由視覺暫留的特性，讓使用者的大腦將不同視角的平面 影像迭合并認(rèn)知為具有景深以及層次感的立體影像，此即平面多任務(wù)式立體顯示的作用 原理，而平面多任務(wù)式立體顯示又可再細(xì)分為空間多任務(wù)(Spatial-multiplexed)或時(shí) 間多任務(wù)(Time-multiplexed)立體顯示。在空間多任務(wù)立體顯示方面，其是以影像交錯(cuò) (Interweaving)的方式在液晶屏幕上同時(shí)顯示一組以上類似上述該彩色影像以及該平移 影像的影像組合，舉例來說，其是可將液晶屏幕的像素分成若干個(gè)奇數(shù)像素及偶數(shù)像素的 影像，奇數(shù)像素影像是對(duì)應(yīng)使用者一眼的影像，而偶數(shù)像素影像則是對(duì)應(yīng)使用者另一眼的 影像，接著再利用柱狀透鏡(Lenticular Lens)將光線分光，進(jìn)而將奇數(shù)像素影像與偶數(shù) 像素影像分別投影至使用者的雙眼以供使用者觀看到立體影像。相較于空間多任務(wù)立體 顯示，時(shí)間多任務(wù)立體顯示方式則是控制液晶屏幕在某一時(shí)間點(diǎn)將右眼影像投影到使用者 的右眼，而在下一個(gè)時(shí)間點(diǎn)，則是將左眼影像投影至使用者的左眼，當(dāng)投射至左右眼的影像 切換速度夠快時(shí)，使用者的大腦就會(huì)因視覺暫留作用而不會(huì)感受到影像的切換，進(jìn)而將雙 眼所觀看的影像迭合為立體影像。綜上所述，在步驟214中，若顯示單元22采用影像交錯(cuò) 的空間多任務(wù)立體顯示方式，則顯示單元22就可以奇偶數(shù)像素顯示的方式且可在每秒30 幅影像的顯示速度下顯示該彩色影像以及該平移影像，進(jìn)而讓使用者的左右眼各自看到該 彩色影像以及該平移影像，如此使用者即可觀看到由彩色影像以及該平移影像所迭合而成 的該立體影像。若顯示單元22采用時(shí)間多任務(wù)立體顯示方式，則顯示單元22則是可依序 交錯(cuò)地顯示該彩色影像以及該平移影像，進(jìn)而讓使用者的左右眼各自看到該彩色影像以及 該平移影像，如此使用者即可觀看到由該彩色影像以及該平移影像所迭合而成的該立體影像。在本發(fā)明中，顯示單元22是較佳地以影像交錯(cuò)的方式同時(shí)顯示兩組由該彩色影像以及 相對(duì)應(yīng)平移影像所組成的影像組合以形成該立體影像。值得一提的是，上述步驟204是可為一可省略的步驟，也就是說，在灰階轉(zhuǎn)換單元 14將該彩色影像轉(zhuǎn)換成該第一灰階影像之后，亮度處理單元16可跳過步驟204而直接進(jìn)行 該第一灰階影像的亮度范圍縮減步驟。除此之外，由上述可知，該第二灰階影像中每一像素 的亮度值是可視為影像亮度的變量以及影像空間的變量的迭合值，然該第一灰階影像以及 該灰階梯度影像的亮度范圍是可不限于上述實(shí)施例的亮度范圍，舉例來說，亮度處理單元 16亦可將該第一灰階影像的該第一亮度范圍除以2，以使該第一灰階影像具有0至127的 亮度范圍，而該灰階梯度影像則相對(duì)應(yīng)地變更為具有0至128的亮度范圍。簡言之，只要該 第一灰階影像與該灰階梯度影像迭合后的亮度范圍最大值不超過255，其衍生的亮度范圍 變化均屬于本發(fā)明所提供的方法的變化態(tài)樣。相較于先前技術(shù)在深度圖的制作上往往具有演算復(fù)雜、圖像容易失真，以及過程 耗時(shí)費(fèi)力的問題，本發(fā)明是利用上述灰階轉(zhuǎn)換、亮度范圍變化以及影像迭合的步驟來產(chǎn)生 對(duì)應(yīng)彩色影像的灰階深度圖，如此一來，透過上述簡易的演算步驟，不僅可大幅度地縮減深 度圖的制作時(shí)間，同時(shí)由于經(jīng)上述步驟處理而得的灰階深度圖的亮度值是可視為影像亮度 的變量以及影像空間的變量的迭合值，因此即可提高其所提供的深度信息的正確性，以避 免深度圖失真的問題，進(jìn)而大大地提升立體影像的質(zhì)量。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，凡依本發(fā)明權(quán)利要求范圍所做的均等變化與 修飾，皆應(yīng)屬本發(fā)明的涵蓋范圍。
權(quán)利要求
1.一種形成立體影像的方法，其特征在于，包含有 輸入一彩色影像；將該彩色影像轉(zhuǎn)換成一第一灰階影像； 縮減該第一灰階影像的一第一亮度范圍至一第二亮度范圍；根據(jù)該第一亮度范圍以及該第二亮度范圍產(chǎn)生對(duì)應(yīng)該第一灰階影像的空間分布的一 灰階梯度影像；迭合具有該第二亮度范圍的該第一灰階影像以及該灰階梯度影像以產(chǎn)生一第二灰階 影像；根據(jù)該第二灰階影像以及該彩色影像產(chǎn)生一平移影像；以及 根據(jù)該彩色影像以及該平移影像形成一立體影像。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，將該彩色影像轉(zhuǎn)換成該第一灰階影像包含有將該彩色影像中每一像素的R值、G值以及B值的一平均值設(shè)定為該像素的一亮度值。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，縮減該第一灰階影像的該第一亮度范圍至 該第二亮度范圍包含有將該第一灰階影像的該第一亮度范圍除以大于1的一特定值，以產(chǎn)生該第二亮度范圍。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，根據(jù)該第一亮度范圍以及該第二亮度范圍 產(chǎn)生對(duì)應(yīng)該第一灰階影像的空間分布的該灰階梯度影像包含有根據(jù)該第一亮度范圍與該第二亮度范圍的一相減結(jié)果產(chǎn)生對(duì)應(yīng)該第一灰階影像的空 間分布的該灰階梯度影像。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，根據(jù)該第一亮度范圍以及該第二亮度范圍 產(chǎn)生對(duì)應(yīng)該第一灰階影像的空間分布的該灰階梯度影像包含有根據(jù)該第一亮度范圍以及該第二亮度范圍產(chǎn)生亮度自影像底端至影像頂端遞減變化 的該灰階梯度影像。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，還包含有 針對(duì)該第一灰階影像進(jìn)行對(duì)比伸張。
7.一種用來顯示立體影像的顯示模組，其特征在于，包含有 一輸入單元，其用來輸入一彩色影像；一灰階轉(zhuǎn)換單元，其用來將該彩色影像轉(zhuǎn)換成一第一灰階影像； 一亮度處理單元，其用來縮減該第一灰階影像的一第一亮度范圍至一第二亮度范圍； 一灰階影像生成單元，其用來根據(jù)該第一亮度范圍以及該第二亮度范圍產(chǎn)生對(duì)應(yīng)該第 一灰階影像的空間分布的一灰階梯度影像，以及用來迭合具有該第二亮度范圍的該第一灰 階影像以及該灰階梯度影像以產(chǎn)生一第二灰階影像；一平移影像生成單元，其用來根據(jù)該第二灰階影像以及該彩色影像產(chǎn)生一平移影像；以及一顯示單元，其用來根據(jù)該彩色影像以及該平移影像顯示一立體影像。
8.如權(quán)利要求7所述的顯示模組，其特征在于，該顯示單元為一液晶熒幕。
9.如權(quán)利要求7所述的顯示模組，其特征在于該輸入單元是為一影像信號(hào)輸入端子。
全文摘要
一種影像形成方法包含有輸入一彩色影像、將該彩色影像轉(zhuǎn)換成一第一灰階影像、縮減該第一灰階影像的一第一亮度范圍至一第二亮度范圍、根據(jù)該第一亮度范圍以及該第二亮度范圍產(chǎn)生對(duì)應(yīng)該第一灰階影像的空間分布的一灰階梯度影像、迭合具有該第二亮度范圍的該第一灰階影像以及該灰階梯度影像以產(chǎn)生一第二灰階影像、根據(jù)該第二灰階影像以及該彩色影像產(chǎn)生一平移影像，以及根據(jù)該彩色影像以及該平移影像形成一立體影像。
文檔編號(hào)H04N15/00GK102055992SQ20091020993
公開日2011年5月11日 申請(qǐng)日期2009年10月29日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月29日
發(fā)明者沈自強(qiáng), 高盟超 申請(qǐng)人:中華映管股份有限公司, 華映視訊(吳江)有限公司