《立體圖像處理方法和立體顯示裝置》是深圳超多維光電子有限公司於2010年7月7日申請的發明專利，該專利的申請號為2010102305025，公布號為CN101888567A，公布日為2010年11月17日，發明人是閆飛、劉寧、李統福、李亞奎、戈張。
《立體圖像處理方法和立體顯示裝置》包括：從圖像源接收壓縮後的第一圖像的像素數據和壓縮後的第二圖像的像素數據，並將所接收到的壓縮後的第一圖像的像素數據和壓縮後的第二圖像的像素數據快取入行暫存器組；判斷第一圖像和第二圖像的行數關係，根據該行數關係按照設定的時序對該行暫存器組進行讀取和寫入操作。該發明立體圖像處理方法具有數據存儲單元數量較少的優點。
2014年11月6日，《立體圖像處理方法和立體顯示裝置》獲得第十六屆中國專利優秀獎。
（概述圖為《立體圖像處理方法和立體顯示裝置》摘要附圖）
基本介紹
- 中文名：立體圖像處理方法和立體顯示裝置
- 公布號：CN101888567A
- 公布日：2010年11月17日
- 申請號：2010102305025
- 申請日：2010年7月7日
- 申請人：深圳超多維光電子有限公司
- 地址：廣東省深圳市南山區華僑城東部工業區東H-1棟101
- 發明人：閆飛、劉寧、李統福、李亞奎、戈張
- 分類號：H04N13/00（2006.01）I、H04N13/04（2006.01）I、H04N7/26（2006.01）I
- 代理機構：深圳市威世博智慧財產權代理事務所（普通合夥）
- 類別：發明專利
- 代理人：丁建春、藺顯俊
專利背景,發明內容,專利目的,技術方案,改善效果,附圖說明,權利要求,實施方式,榮譽表彰,
專利背景
在立體圖像從圖像源向顯示設備傳輸時，通常需要分別傳輸兩幅圖像，其中一幅是為了提供給左眼觀看，另一幅是為了提供給右眼觀看，通過左眼和右眼的視差來得到立體的效果。
在圖像從圖像源（如機頂盒或計算機主機等）向顯示設備進行數據傳輸時，左圖和右圖有多種傳輸格式，其中一種為隔行排列（line-alternative）格式。所謂隔行排列格式，就是在立體區域內，左圖的數據和右圖的數據隔行排列，例如第1、3、5、7行排列左圖的數據，第2、4、6、8行排列右圖的數據。
現有二維圖像沒有區分左圖和右圖，只有一幅圖像給左眼和右眼同時觀看。而立體圖像由於區分左圖和右圖，數據量是現有二維圖像的一倍。為了兼容現有的二維圖像傳輸方式和借用現有的二維圖像傳輸通道，需要將左圖和右圖在傳送給立體圖像顯示核心設備前分別進行壓縮。立體圖像顯示核心設備在收到壓縮後的左圖和右圖後，對其分別進行圖像解壓縮，然後將左圖和右圖的數據分別處理，並顯示在螢幕上。在上述圖像解壓縮時所用的雙三次插值算法中參考鄰近的四個像素的值來得到新的像素的值，所以，在隔行排列格式中，分別需要四行的左圖數據和四行的右圖數據，才能進行正確的解壓縮得到正常顯示所需的數據。（註：“現有”指“2010年7月前已有”。）
如上所述，由於壓縮後的左圖和右圖在解壓縮時會被多次參考，所以其通常需要大量的數據存儲單元對數據進行快取，不但使得立體顯示裝置的結構複雜，也對應造成成本的上升。
發明內容
專利目的
為了解決2010年7月前已有技術立體圖像處理方法所需大量數據存儲單元的問題，《立體圖像處理方法和立體顯示裝置》提出一種所需數據存儲單元得到最佳化的立體圖像處理方法。
該發明還提供一種套用上述立體圖像處理方法的立體顯示裝置。
技術方案
一種立體圖像處理方法，其包括：從圖像源接收壓縮後的第一圖像的像素數據和壓縮後的第二圖像的像素數據，並將所接收到的壓縮後的第一圖像的像素數據和壓縮後的第二圖像的像素數據快取入行暫存器組；判斷第一圖像和第二圖像的行數關係，根據該行數關係按照設定的時序對該行暫存器組進行讀取和寫入操作。
作為上述立體圖像處理方法的進一步改進，該行暫存器組的容量是能同時正確解壓第一圖像和第二圖像所需像素數據所必須的最小容量。
作為上述立體圖像處理方法的進一步改進，該行暫存器組的容量為八行像素數據的數據量。
作為上述立體圖像處理方法的進一步改進，該行暫存器組包括八個行暫存器，每個行暫存器對應一行像素數據。
作為上述立體圖像處理方法的進一步改進，該第一圖像解壓縮時參考四個鄰近的壓縮後的該第一圖像的像素數據，該第二圖像解壓縮時參考四個鄰近的壓縮後的該第二圖像的像素數據，且該第一圖像的像素數據和該第二圖像的像素數據隔行排列。
作為上述立體圖像處理方法的進一步改進，當某行像素數據量小於該行所對應行暫存器的容量時，該行的像素數據獨占所對應的行暫存器。
作為上述立體圖像處理方法的進一步改進，在接收該第一圖像的像素數據和該第二圖像的像素數據時，當所要輸出的像素為立體區域的第奇數行時，解壓縮該第一圖像和該第二圖像所需的像素數據全部從該行暫存器組讀取。
作為上述立體圖像處理方法的進一步改進，在接收該第一圖像的像素數據和該第二圖像的像素數據時，當所要輸出的像素為立體區域的第偶數行時，從行暫存器組中讀取行暫存器中的已有七行像素數據，另一行像素數據讀取自當前行暫存器組正在接收的像素數據。
作為上述立體圖像處理方法的進一步改進，當第一圖像的像素數據和第二圖像的像素數據行數不等時，如果第一圖像的像素數據和第二圖像的像素數據差別較小，將最後一行數據複製到數據少一行的圖像。
作為上述立體圖像處理方法的進一步改進，當第一圖像的像素數據和第二圖像的像素數據行數不等時，如果第一圖像和第二圖像沒有突變，將第一圖像和第二圖像中像素數據少一行者的最後一行數據複製為下一行像素數據。
一種立體顯示裝置，其包括源圖像提供模組、行暫存器組以及微處理單元。該源圖像提供模組提供第一圖像的像素數據和第二圖像的像素數據，該第一圖像的像素數據和該第二圖像的像素數據為壓縮數據。該行暫存器組快取壓縮後的第一圖像的像素數據和壓縮後的第二圖像的像素數據。該微處理單元判斷第一圖像和第二圖像的行數關係，根據該行數關係按照設定的時序對該行暫存器組進行讀取和寫入操作。
作為上述立體顯示裝置的進一步改進，該多個行暫存器的容量是能同時正確解壓第一圖像和第二圖像所需像素數據所必須的最小容量。
作為上述立體顯示裝置的進一步改進，該多個行暫存器包括至少八個行暫存器。
作為上述立體顯示裝置的進一步改進，每個該行暫存器對應快取一行的像素數據。
作為上述立體顯示裝置的進一步改進，該第一圖像解壓縮時參考四個鄰近的壓縮後的該第一圖像的像素數據，該第二圖像解壓縮時參考四個鄰近的壓縮後的該第二圖像的像素數據，且該第一圖像的像素數據和該第二圖像的像素數據隔行排列。
作為上述立體顯示裝置的進一步改進，當某行像素數據量小於該行所對應行暫存器的容量時，該行的像素數據獨占所對應的行暫存器。
改善效果
該發明立體圖像處理方法通過設定合理的行暫存器作為最小數據的數據快取單元，配合合適的讀取和寫入時序，可以減少所需的數據存儲單元，對應降低該立體顯示裝置的結構複雜程度和成本。
附圖說明
圖1是該發明立體顯示裝置一較佳實施方式的功能模組示意圖。
圖2是該發明立體圖像處理方法一較佳實施方式的行暫存器與像素數據的對應關係圖。
圖3是解壓縮圖像時生成的圖像數據和所需要的原始像素數據的對應關係圖。
圖4是圖1所示行暫存器的讀寫數據的時序圖。《立體圖像處理方法和立體顯示裝置》
權利要求
1.一種立體圖像處理方法，其特徵在於，該立體圖像處理方法包括：從圖像源接收壓縮後的第一圖像的像素數據和壓縮後的第二圖像的像素數據，並將所接收到的壓縮後的第一圖像的像素數據和壓縮後的第二圖像的像素數據快取入行暫存器組；判斷第一圖像和第二圖像的行數關係，根據該行數關係按照設定的時序對該行暫存器組進行讀取和寫入操作。
2.根據權利要求1所述的立體圖像處理方法，其特徵在於，該行暫存器組的容量是能同時正確解壓第一圖像和第二圖像所需像素數據所必須的最小容量。
3.根據權利要求1所述的立體圖像處理方法，其特徵在於，該行暫存器組的容量為八行像素數據的數據量。
4.根據權利要求3所述的立體圖像處理方法，其特徵在於，該行暫存器組包括八個行暫存器，每個行暫存器對應一行像素數據。
5.根據權利要求4所述的立體圖像處理方法，其特徵在於，該第一圖像解壓縮時參考四個鄰近的壓縮後的該第一圖像的像素數據，該第二圖像解壓縮時參考四個鄰近的壓縮後的該第二圖像的像素數據，且該第一圖像的像素數據和該第二圖像的像素數據隔行排列。
6.根據權利要求1所述的立體圖像處理方法，其特徵在於，當某行像素數據量小於該行所對應行暫存器的容量時，該行的像素數據獨占所對應的行暫存器。
7.根據權利要求1所述的立體圖像處理方法，其特徵在於，在接收該第一圖像的像素數據和該第二圖像的像素數據時，當所要輸出的像素為立體區域的第奇數行時，解壓縮該第一圖像和該第二圖像所需的像素數據全部從該行暫存器組讀取。
8.根據權利要求3所述的立體圖像處理方法，其特徵在於，在接收該第一圖像的像素數據和該第二圖像的像素數據時，當所要輸出的像素為立體區域的第偶數行時，從行暫存器組中讀取行暫存器組中的已有七行像素數據，另一行像素數據讀取自當前行暫存器組正在接收的像素數據。
9.根據權利要求1所述的立體圖像處理方法，其特徵在於，當第一圖像的像素數據和第二圖像的像素數據行數不等時，如果第一圖像的像素數據和第二圖像的像素數據差別較小，將最後一行數據複製到數據少一行的圖像。
10.一種立體顯示裝置，其包括源圖像提供模組，該源圖像提供模組提供第一圖像的像素數據和第二圖像的像素數據，該第一圖像的像素數據和該第二圖像的像素數據為壓縮數據，其特徵在於，該立體顯示裝置進一步包括行暫存器組以及微處理單元，該行暫存器組快取壓縮後的第一圖像的像素數據和壓縮後的第二圖像的像素數據；該微處理單元判斷第一圖像和第二圖像的行數關係，根據該行數關係按照設定的時序對該行暫存器組進行讀取和寫入操作。
11.根據權利要求10所述的立體顯示裝置，其特徵在於，該行暫存器組的容量是能同時正確解壓第一圖像和第二圖像所需像素數據所必須的最小容量。
12.根據權利要求10所述的立體顯示裝置，其特徵在於，該行暫存器組包括至少八個行暫存器。
13.根據權利要求12所述的立體顯示裝置，其特徵在於，每個該行暫存器對應快取一行的像素數據。
14.根據權利要求13所述的立體顯示裝置，其特徵在於，該第一圖像解壓縮時參考四個鄰近的壓縮後的該第一圖像的像素數據，該第二圖像解壓縮時參考四個鄰近的壓縮後的該第二圖像的像素數據，且該第一圖像的像素數據和該第二圖像的像素數據隔行排列。
15.根據權利要求13所述的立體顯示裝置，其特徵在於，當某行像素數據量小於該行所對應行暫存器的容量時，該行的像素數據獨占所對應的行暫存器。
實施方式
該發明通過合理設定最小的數據存儲單元容量以及合理的時序控制，以達到最佳化所需數據存儲單元的效果，詳細如下所述。
參閱圖1，該發明立體顯示裝置1包括源圖像提供模組10、行暫存器組12和微處理器14。該源圖像提供模組10提供該立體顯示裝置1顯示所需的左圖和右圖，其中，在對外傳輸過程中，該左圖的像素數據和該右圖的像素數據都為壓縮數據，在該實施方式中，其壓縮比為2∶1。
該行暫存器組12與該圖像提供模組10電性連線，該行暫存器組12的包括8n（n為非零自然數）個行暫存器，其主要作用是用來接收並快取該左圖的像素數據和該右圖的像素數據。為了達到減少數據存儲單元的目的，每8個行暫存器形成一個行暫存器組12，其容量是能同時正確解壓左圖和右圖所需像素數據所必須的最小容量。
該微處理單元14與該行暫存器組12分別電性連線，其主要作用是判斷該左圖的像素數據和該右圖的像素數據，並按照設定的時序對該行暫存器組12進行讀取和寫入操作。其中，該立體顯示裝置1中的立體圖像處理方法如下所述。
首先，將所收到的顯示數據快取入對應的行暫存器。參閱圖2，是該發明立體圖像處理方法的行暫存器組12中的行暫存器與像素數據的對應關係圖。其中，第一行暫存器對應快取第8n行像素數據，第二行暫存器對應快取第8n+1行像素數據，第三行暫存器對應快取第8n+2行像素數據，第四行暫存器對應快取第8n+3行像素數據，第五行暫存器對應快取第8n+4行像素數據，第六行暫存器對應快取第8n+5行像素數據，第七行暫存器對應快取第8n+6行像素數據，第八行暫存器對應快取第8n+7行像素數據，n為1，2，3，4，......等自然數。如果某行的像素數據量小於該行所對應行暫存器的容量，則該行的像素數據獨占所對應的行暫存器。
在解壓縮圖像時，生成的圖像數據和所需要的原始像素數據的對應關係參閱圖3。在圖3中，所需數據所在的原始行數中行號0、2、4、6、8等偶數行傳輸的是左圖的數據，所需數據所在的原始行數中行號1、3、5、7、9等奇數行傳輸的是右圖的數據。根據解壓縮時所用的雙三次插值算法，在生成解壓縮後的左圖第10行時，參考原始圖像的第6、8、10和12行，對應的，在生成解壓縮後的右圖第10行時，參考原始圖像的第7、9、11和13行。
其次，同時讀取左圖的四個像素數據和右圖的四個像素數據。為了解壓縮後同時得到一個正確的左圖像素數據和一個正確的右圖像素數據，需要同時讀取解壓縮前的左圖的四個像素數據和解壓縮前的右圖的四個像素數據。其中，在對數據進行讀取和寫入時，其讀取時序和寫入時序如圖4所示。在圖4中，按照時間順序從上至下排列，在不同時刻表示了當前正在進行寫入和讀取的對應行數，由於行數與行暫存器組12中的行暫存器為對應關係，從而可以獲知在某時刻對某個對應的行暫存器的讀取和寫入。
在進行像素數據的讀取時，主要有兩種讀取方式。第一種像素數據讀取方式，其所需要的八個像素數據全部從行暫存器組12中讀取。例如，如圖4所示，T10時刻，所要輸出的像素是立體區域的第L6行時，此時行暫存器組12正在接收壓縮後的左圖數據的第L10行，對應需要的數據是L2～L9。
第二種像素數據讀取方式，其所需要的八個像素數據中的七個像素數據從行暫存器組12中讀取，剩餘的一個像素數據從當前要寫入該行暫存器組12的數據讀取。例如，如圖4所示，T11時刻，所要輸出的像素是立體區域的第L7行時，此時行暫存器組12正在接收壓縮後的右圖數據的第L11行，對應需要的數據是L4～L11，其中，L4～L10從行暫存器組12中讀取，而另外一行的數據L11讀取自當前正在接收的數據。
此外，在數據處理過程中，可能會遇到左圖數據和右圖數據行數不等的情況，例如左圖數據多一行，或者右圖數據多一行。在這種情況下，需要避免數據錯誤引起的圖像突變。其中，第一種處理方式，在左圖數據和右圖數據差別較小的情況下，將最後一行數據複製到數據少一行的圖像，然後對分別複製後的數據進行解壓縮。第二種處理方式，在圖像本身沒有突變的情況下，將數據少一行的圖像的最後一行數據複製為下一行數據，然後再分別進行解壓縮。
相較於2010年7月前技術，該發明的立體顯示裝置1及立體圖像處理方法通過設定合理的行暫存器作為最小數據的數據快取單元，配合合適的讀取和寫入時序，可以減少像素數據存儲量，提高數據處理效率，減少所需的數據存儲單元，對應降低立體顯示裝置1的設計成本和製造成本。
榮譽表彰
2014年11月6日，《立體圖像處理方法和立體顯示裝置》獲得第十六屆中國專利優秀獎。
