專利名稱：用于三維(3d)放映的干擾和失真修正的方法和系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于三維(3D)放映中的干擾和失真修正方法，以及帶有干擾和失真補(bǔ)償?shù)牧Ⅲw圖象。
背景技術(shù)：
當(dāng)前，三維電影正在變得流行，而使得這成為可能的是三維數(shù)字影院放映系統(tǒng)。然而，數(shù)字系統(tǒng)的推廣速度還是不能充分地跟上需求，部分由于其相對較高的費用。雖然更加早期的3D電影系統(tǒng)遭遇了各種各樣的技術(shù)困難，包括錯誤配置，低亮度，圖象褪色，但它們比起數(shù)字影院的方式要便宜很多。在20世紀(jì)80年代，利用克里斯 康頓(Chris Condon)設(shè)計并獲得專利(美國專利4，464，028)的使用透鏡和過濾器的3D電影在美國和其他地區(qū)流行起來。其他對康頓設(shè)計的改進(jìn)被提了出來，例如力普敦(Lipton)的美國專利5，481，321。 上述兩項參考文獻(xiàn)被全文引用并包含于此。之前的單一放映機(jī)3D影片系統(tǒng)使用一個雙透鏡同時投映出在同一塊膠片上彼此上下排布的左眼和右眼圖象。這些左眼和右眼圖象被分別編碼(例如，通過不同的偏振或顏色過濾器進(jìn)行編碼)，一起被投映到屏幕上，并被佩戴著作為解碼器的過濾眼鏡的觀眾觀看，這樣觀眾的左眼主要看到投映的左眼圖象，并且右眼主要看到投映的右眼圖象。然而，由于在放映和觀看系統(tǒng)中的一個或多個組成部分，例如，編碼過濾器、解碼過濾器，或者放映屏幕之類的缺陷(例如，在垂直方向的線性偏振器可能透過一定量的水平偏振的光，或者極性保留屏幕可能使一小部分從其上散射的入射光去極化)，一定量的用于投映右眼圖象的光可能變得對觀眾的左眼可見，以及相似地，一定量的用于投映左眼圖象的光可能變得對觀眾的右眼可見，從而形成干擾。一般來說，“干擾”是指在立體放映系統(tǒng)中的光泄漏現(xiàn)象或行為，造成投映的圖象對錯誤的眼睛是可見的。其他用于描述各種與干擾相關(guān)的參數(shù)的術(shù)語包括，例如，“干擾百分比”以及“干擾值”，所述“干擾百分比”表示與從一只眼睛的圖象到另一只眼睛的圖象的光泄漏有關(guān)的可測量的量，其例如被表示為百分比或分?jǐn)?shù)，并且是顯示器或放映系統(tǒng)的一個特征；所述“干擾值”是指用適當(dāng)?shù)呐c亮度相關(guān)的單位表達(dá)的干擾的量，是特定于系統(tǒng)顯示的一對圖象的干擾的實例。任何與干擾相關(guān)的參數(shù)可以一般地被認(rèn)為是干擾信息。作為立體影像的特征的雙目視差將要由左眼和右眼看到的物體放在屏幕的水平不同位置上(并且水平上的分離程度決定了距離感)。當(dāng)結(jié)合了雙目視差時，干擾的效果是每只眼睛在屏幕上的正確位置看到物體的明亮的圖象，在稍微偏移的位置看到昏暗(或比另一個圖象更昏暗)的同一個物體的圖象，造成明亮的圖象的視覺“回聲”或“鬼影”。進(jìn)一步，這些現(xiàn)有技術(shù)的“上下排布”3D放映系統(tǒng)在左眼和右眼表現(xiàn)出有差別梯形失真，即，被投映的左眼和右眼圖象有不同的梯形失真，其中每個被投映的圖象有縱貫圖象的不同的放大，使得矩形形狀被投映成梯形形狀。進(jìn)一步，在同一屏幕區(qū)域，左眼和右眼圖象有不同的放大，在屏幕的上面和底部特別明顯。這更進(jìn)一步改變了干擾圖象的位置，超出了單純的雙眼視差。有差別的梯形失真的產(chǎn)生，是由于“上”透鏡(通常被用來投映右眼圖象)比“下” 透鏡(被用來投映左眼圖象)位于比屏幕下部更高之處，于是，到屏幕底部的投距或距離更大。這使得右眼圖象比起左眼圖象來具有到屏幕底部的更大的放大。相似地，左眼圖象(被 “下”透鏡投映)比起右眼圖象來具有到屏幕頂部的更大的放大。這有差異的梯形失真對使用雙透鏡配置的三維放映帶來兩種危害效果。首先，在屏幕左上區(qū)域，被更大放大的左眼圖象比起被更小放大的右眼圖象顯得更偏左。這在三維中對應(yīng)于圖象中的物體更遠(yuǎn)。在右上區(qū)域發(fā)生的正相反，更大放大的左眼圖象顯得更偏右， 以及，由于觀眾的眼睛更加匯聚，結(jié)果物體顯得更近。出于相似原因，屏幕左下區(qū)域顯示的物體比希望的更近，右下區(qū)域顯示的物體比希望的更遠(yuǎn)。整體的深度失真是像馬鈴薯片一樣，或馬鞍形狀，一對相對的角看起來更遠(yuǎn)，另一對看起來更近。第二，有差異的梯形失真使得左眼和右眼圖象之間在靠近屏幕頂部和底部有垂直未對準(zhǔn)。這未對準(zhǔn)會在長時間觀看時造成疲勞，使得一些個體降低了舒適和迅速地合成在那里成像的三維物體的能力。這些效果結(jié)合起來，不僅分散觀眾的注意力，也會導(dǎo)致眼睛疲勞，并且減弱3D呈現(xiàn)。馬特寇文(Matt Cowan)在美國公開專利申請2006/268，104A1中揭示了在數(shù)字影院呈現(xiàn)中修正干擾的技術(shù)，從一只眼睛的圖象中減去另一只眼睛的圖象的部分，該部分對應(yīng)于預(yù)期的干擾。這在沒有有差別的梯形失真的數(shù)字影院(和視頻)或放映系統(tǒng)中起作用， 例如，在時域復(fù)用左眼和右眼圖象，使得左眼和右眼圖象從同樣物理圖象，沿同樣光學(xué)軸線投映，使得兩圖象精確地互相重疊。然而，對于表現(xiàn)出有差別梯形失真的立體膠片放映系統(tǒng)，雙放映機(jī)系統(tǒng)，或單投映機(jī)上下系統(tǒng)，這種方式是不足的。進(jìn)一步，在三維電影中應(yīng)用寇文的技術(shù)會降低圖象質(zhì)量，因為經(jīng)過干擾補(bǔ)償?shù)奈矬w的邊緣實際上被銳化了。這是因為，當(dāng)為干擾進(jìn)行的補(bǔ)償實際發(fā)生在不同地點時(例如， 因為未被補(bǔ)償?shù)挠胁顒e失真)，不是在合適的遭到干擾的地點降低了亮度，而是鄰近地點或像素的亮度降低了，而干擾仍然未被解決。于是，不是僅僅遭受未被補(bǔ)償?shù)母蓴_，結(jié)果是在未被修正的亮線附近得到人為的暗線，造成視覺上強(qiáng)化的邊緣。于是，在呈現(xiàn)有差別失真的情況下，需要不同的干擾補(bǔ)償技術(shù)。


通過結(jié)合附圖考慮以下詳細(xì)描述，可以容易地理解本發(fā)明的教導(dǎo)，在附圖中圖1是一個采用雙重(上下)透鏡的立體電影放映系統(tǒng)；圖2表示通過圖1的立體電影放映系統(tǒng)投映的左右眼圖象的有差異失真；圖3a表示適于在圖1放映系統(tǒng)中被使用的三維電影的片段；圖北表示適于在本發(fā)明的一個實施例中使用的校準(zhǔn)影片的測試形；圖4表示適于圖1放映系統(tǒng)使用的，經(jīng)本發(fā)明失真修正的三維電影的片段；圖5表示來自立體對中第一圖象的被投映像素與來自立體對中第二圖象的鄰近像素之間的空間關(guān)系，所述臨近像素可能對第一圖象像素貢獻(xiàn)干擾；圖6表示適合用來補(bǔ)償在立體電影放映中的有差別失真和干擾的方法；圖7a表示用來補(bǔ)償在立體電影放映中的有差別失真和干擾的又一方法；圖7b表示圖7a方法的變形；以及圖8表示數(shù)字立體放映系統(tǒng)。為了方便理解，在圖中對于同樣的元素，盡可能地使用了相同的標(biāo)號。附圖不是按照比例的，一個或者多個特征可能為了清晰而被擴(kuò)展或縮小。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個方面涉及一種針對用于立體放映系統(tǒng)的多個立體圖象對提供干擾和有差別失真補(bǔ)償?shù)姆椒āＫ龇椒ò?a)基于與立體圖象對的第一和第二圖象的放映相關(guān)的至少一個有差別失真，確定失真補(bǔ)償變換；(b)根據(jù)與殘留有差別失真有關(guān)的不確定性，及被投映圖象空間的區(qū)域的干擾百分比，對多個立體圖象對施加干擾補(bǔ)償；以及 (c)對多個干擾補(bǔ)償后的立體圖象對施加失真補(bǔ)償變換，來制作包含多個包括有差別失真修正的干擾補(bǔ)償后的圖象對的立體呈現(xiàn)。本發(fā)明的另一方面關(guān)于一種在用于立體放映系統(tǒng)的立體圖象對中提供干擾和有差別失真補(bǔ)償?shù)姆椒āＴ摲椒ò?a)基于與第一立體圖象對的第一和第二圖象的放映相關(guān)的至少一個有差別失真，確定失真補(bǔ)償變換；(b)根據(jù)與殘留有差別失真有關(guān)的不確定性，及被投映圖象空間的區(qū)域的干擾百分比，對第一立體圖象對施加至少一個干擾補(bǔ)償； 以及(c)對第一干擾補(bǔ)償后的立體圖象對施加失真補(bǔ)償變換，來制作帶有干擾和有差別失真修正的第二立體圖象對。本發(fā)明的再另一方面關(guān)于用于立體放映系統(tǒng)的多個立體圖象。多個立體圖象包括第一組圖象和第二組圖象，來自兩組圖象的一組的各個圖象與來自兩組圖象的另一組的相關(guān)圖象組成立體圖象對，其中第一和第二組圖象中的至少一些圖象包含對有差別失真和干擾的補(bǔ)償，且干擾補(bǔ)償被部分基于有關(guān)殘留有差別失真的不確定性來確定。
具體實施例方式本發(fā)明有關(guān)為放映系統(tǒng)的干擾和有差異失真描繪特性并補(bǔ)償?shù)姆椒?。該方法為膠片或數(shù)字圖象文件提供失真補(bǔ)償，來至少部分減低有差別失真(例如梯形失真)的效果，以及將存在有差別失真殘留考慮在內(nèi)的干擾補(bǔ)償，即，如果有差別失真沒有被完全修正。圖1示出一上/下透鏡3D或立體影片放映系統(tǒng)100，也稱雙透鏡3D影片放映系統(tǒng)。矩形左眼圖象112和矩形右眼圖象111，都在上/下3D膠片110上，由位于膠片之后， 并被光圈擋片120(為了清楚，僅其光圈的內(nèi)邊緣被示出)框住的光源和聚光光學(xué)器件(共同稱為“照明器件”，未示出)同時照亮，這樣在膠片110上的全部其他圖象都不是可見的， 因為它們被光圈擋片的不透明部分遮蔽。通過光圈擋片120可見的左右眼圖象(形成一個立體圖象對)被上/下透鏡系統(tǒng)130投映到屏幕140上，一般被這樣排列和疊加，使得兩個被投映的圖象的頂部在屏幕可視區(qū)域的頂部邊緣142處對準(zhǔn)，被投映的圖象的底部在屏幕可視區(qū)域的底部邊緣143處對準(zhǔn)。上/下透鏡系統(tǒng)130包括本體131，入口端132，和出口端133。透鏡系統(tǒng)130的上半部和下半部可以被稱為是兩個透鏡組件，它們被中隔138分開，防止散射光在二個透鏡組件之間穿過。上部透鏡組件通常和右眼圖象相關(guān)(即，用于投映出右眼圖象，例如圖象 111)，有入口透鏡134和出口透鏡135。下部的透鏡組件通常與左眼圖象相關(guān)(即，用于投映出左眼圖象，例如圖象112)，有入口透鏡136和出口透鏡137。為了清晰的緣故，雙透鏡系統(tǒng)130的每一半的內(nèi)部的孔徑光闌139被示出，而其他透鏡元件沒有示出。其他外部透鏡元件，例如，位于雙透鏡130出口端之后的放大器，當(dāng)對恰當(dāng)調(diào)整投映系統(tǒng)100合適時，也可能被添加，但也沒有顯示在圖1中。放映屏幕140具有可視區(qū)域中心點141，兩個膠片圖象111和112的被投映的圖象的中心應(yīng)在該中心點。左眼圖象和右眼圖象112和111被分別通過左眼編碼過濾器和右眼編碼過濾器 152和151(也可以被稱為放映過濾器)投映。要觀看立體圖象，觀眾成員160佩帶一副帶有適當(dāng)?shù)慕獯a或觀看過濾器或快門的眼鏡，這樣觀眾的右眼161通過右眼解碼過濾器171 看，并且左眼162通過左眼解碼過濾器172看。左眼編碼過濾器152和左眼解碼過濾器172 被選擇和調(diào)整，使得允許左眼162僅能夠看到投映在屏幕140上的左眼圖象，而不是被投映的右眼圖象。同樣，右眼編碼過濾器151和右眼解碼過濾器171被選擇和調(diào)整，使得允許右眼161僅能夠看到投映在屏幕140上的右眼圖象，而不是左眼圖象。適用于實現(xiàn)以上目的的過濾器的例子包括線性偏振器，圓偏振器，互補(bǔ)色 (anaglyphic)(例如，紅色和藍(lán)色)和交錯干涉梳狀過濾器(interlaced interference comb filters)，以及其他。動態(tài)快門眼鏡，例如，使用液晶顯示(IXD)快門，與用來壓制相應(yīng)膠片圖象投映的時鐘相似的快門同步地交替阻攔左眼或右眼，也是可行的。然而，由于過濾器151，152，171，172的物理或性能相關(guān)的局限，以及在某些情況下，屏幕140和投映系統(tǒng)100的幾何條件，能夠存在非零量的干擾，被投映的左眼圖象輕微地，即，模糊地或相對低強(qiáng)度地，對右眼161可見，并且被投映的右眼圖象輕微地對左眼162 可見。這干擾，亦稱漏出，導(dǎo)致在被投映圖象中的某些物體的輕微的重影。在最好的情況下，這重影分散注意，在最壞情況下可能破壞3D感。因此希望消除它。在一個實施例中，過濾器151和152是線性偏振器，例如，安置在出口透鏡135之后的具有垂直方向的吸收線性偏振器151，以及安置在出口透鏡137之后的具有水平方向的吸收線性偏振器152。屏幕140是極性保留放映屏，例如，銀幕。觀眾的觀看眼鏡包括右眼觀看過濾器171和左眼觀看過濾器172，右眼觀看過濾器171是有垂直偏振軸的線性偏振器，左眼觀看過濾器172是有水平偏振軸的線性偏振器(即，眼鏡中的每個觀看過濾器或偏振器有和它對應(yīng)的與各自立體圖象相關(guān)聯(lián)的過濾器或偏振器151或152 —樣的偏振方向)。 因此，通過雙透鏡130的上半部被投映的右眼圖象111在通過過濾器151以后成為垂直偏振的，并且該垂直偏振在被投映的圖象被屏幕140反射后被保留。因為垂直偏振觀看過濾器171有和右眼圖象的放映過濾器151同樣的偏振，被投映的右眼圖象111只能被觀眾的右眼161看見。然而，被投映的右眼圖象111將被水平偏振的左眼過濾器172基本上擋住， 因此觀眾的左眼162不會看到被投映的右眼圖象111。遺憾的是，這樣的過濾器的性能特性不總是理想的，于是它們的非理想特性能夠引起干擾。在本例子中，被投映的右眼圖象到達(dá)觀眾成員160的左眼162里的干擾百分比 (泄漏)是三個初階因素(first-order factors)的函數(shù)首先，右眼編碼過濾器151傳導(dǎo)水平偏振的光(過濾器151被安置來主要傳導(dǎo)垂直偏振的光)的量；其次，屏幕140未能保存它反射的光的偏振性的程度；以及第三，左眼解碼過濾器172傳導(dǎo)為投映右眼圖象的垂直偏振的光的量(過濾器172被安置為主要傳送水平偏振的光)。這些因素是可測量的物理值或者量，同等地影響整個圖象。然而，有的變化可以在橫跨屏幕中被測量到(例如，偏振性被保持的程度可以隨入射角，或者視角，或者這兩者而變化)，或者在不同的波長被測量到(例如，偏振器也許在光譜的藍(lán)色部分比在紅色部分表現(xiàn)出更多對不希望的偏振性的傳導(dǎo))。因為干擾是從放映系統(tǒng)的一個或更多組成部分發(fā)生的，它可以被認(rèn)為是同放映系統(tǒng)，或者立體圖象放映聯(lián)系在一起的。在一些當(dāng)代立體數(shù)字放映系統(tǒng)(沒有示出)中，被投映的左眼圖象的像素與被投映的右眼圖象的像素精確地對準(zhǔn)，這是因為兩個被投映的圖象是在同一數(shù)字成像器中被形成，該數(shù)字成像器以一足夠快速的頻率在左眼和右眼圖象間進(jìn)行時域復(fù)用，以便使閃爍感最小。已知，從第一圖象到第二圖象的干擾可以通過從第二圖象的像素中減少相當(dāng)于來自第一圖象中的相同像素的預(yù)期干擾的明度來補(bǔ)償(參見寇文Cowan的前面引用的文獻(xiàn))。當(dāng)預(yù)期數(shù)值的干擾發(fā)生時，從被投映的錯誤眼睛圖象(例如，第一圖象)泄漏出來的光的量基本恢復(fù)了被投映的正確眼睛圖象(例如，第二圖象)已被減少的明度。更進(jìn)一步，已知這修正可能因色彩(例如，修正這樣的情況，即投映機(jī)的藍(lán)色原色表現(xiàn)出和綠色或紅色在干擾上的量的不同)或空間(例如，修正這樣的情況，即屏幕中心比邊緣表現(xiàn)出較少干擾)而不同。然而，這些已知的干擾修正方法假設(shè)在被投映的左眼和右眼圖象之間完美的對準(zhǔn)，對于其他放映系統(tǒng)來說，例如那些本發(fā)明要處理的具有有差別的失真的放映系統(tǒng)，是不適用的。 實際上，在某些情況下，沒有考慮到圖象因為有差別的失真而沒有對準(zhǔn)，而運用已知的干擾修正方法于被投映的立體圖象，可能因為使得干擾更加可見從而惡化干擾的不利影響?，F(xiàn)在參見附圖2，被投映的展示200顯示在放映屏幕140的觀看部分，其具有中心點141，垂直中心線201，水平中心線202。當(dāng)合適地對準(zhǔn)后，投映的左眼和右眼圖象是以垂直中心線201為水平中心，水平中心線202為垂直中心的。被投映的左眼和右眼圖象的頂部靠近可視屏幕區(qū)域的頂部142，并且被投映的圖象的底部靠近可視屏幕區(qū)域的底部143。 在這種情況下，得到的被投映的左眼和右眼圖象，圖象112和111的邊界大致分別是左眼被投映圖象邊界212和右眼被投映圖象邊界211 (為了更清楚地進(jìn)行下面的討論，在圖2中以夸大的有差別的失真示出)。
由于透鏡130的本身性質(zhì)，圖象111和112在被投映到屏幕140時被倒置。因此， 左眼圖象112的底部112B(靠近光圈擋片120的開口的中心)是被投映到放映屏幕140的可見部分的底部邊緣143。同樣，右眼圖象111的頂部111T(靠近光圈擋片120的開口的中心)是被投映到屏幕140的可見部分的頂部邊緣142。另一方面，左眼圖象112的頂部112Τ 是被投映在頂部邊緣142附近，并且右眼圖象111的底部IllB是被投映在放映屏幕140的可見部分的底部邊緣143附近。圖2還顯示出有差別的失真的存在，S卩，在兩個被投映的右眼和左眼圖象之間的有差別的幾何失真。有差別的失真來源于右眼和左眼圖象的不同的放映幾何特性。在本例中，被投映的右眼圖象由一個輕微地失真的四邊形代表，其具有邊界211，以及角AK、Be, Ce 和Dk ；左眼圖象由一個輕微地失真的四邊形代表，其具有邊界212以及角‘ Bl, Cl和隊。右眼圖象邊界211和左眼圖象邊界212表示了這樣的系統(tǒng)布置，被投映的立體圖象的有差別的梯形失真關(guān)于垂直中心線201水平對稱，并且左眼與右眼的有差別的梯形失真關(guān)于水平中心線202垂直對稱。梯形失真的結(jié)果主要是因為右眼圖象111是被雙透鏡 130的上半部投映的，該上半部位于比起雙透鏡130的下半部距離觀看區(qū)域(或被投映的圖象區(qū)域)的底部邊緣143更遠(yuǎn)。透鏡130的上半部比起透鏡130的下半部到屏幕稍微增加的距離使得被投映的右眼圖象比起左眼圖象略微增加了放大，這表現(xiàn)在被投映的右眼圖象211的底部邊緣DkCk比起被投映的左眼圖象212的底部邊緣1\(^更長。另一方面，雙透鏡130的上半部比透鏡130的下部距離觀看區(qū)域的頂部邊緣142更近。因此，被投映的右眼圖象211的頂部邊緣AkBk比被投映的左眼圖象212的頂部邊緣^B1更短。在屏幕140的左上角附近，左眼被投映的圖象邊界212有水平放大梯形誤差 (keystone error) 233 (代表角kL和角A之間的水平距離，角A即在沒有梯形失真時kL將會在的位置)，以及垂直放大梯形誤差(keystone error) 231。當(dāng)被對稱排布時，在屏幕140 的右上角有相似的誤差。在屏幕140左下角附近，左眼被投映的圖象邊界212有水平縮小梯形誤差(keystone error) 2；34和垂直縮小梯形誤差(keystone error) 232。除了只是有差別梯形失真以外，還可能存在另外的有差別的失真，例如一有差別的枕形失真(pincushion distortion)，其中在被投映的右眼圖象212的中心頂部的垂直放大誤差221對于屏幕140的頂部142來說可能不同于在角部的垂直放大誤差231。同樣，在被投映的右眼圖象212的中心底部的垂直縮小誤差(demagnification error) 222可能不同于垂直縮小誤差(demagnification error) 2320 (為了簡要起見，在本例中，另外的水平失真沒有示出。)場曲(field curvature)引發(fā)的枕形失真或者桶形失真(barrel distortion)可以被本發(fā)明修正，不論其在被投映的左眼和右眼圖象中是否非常地不同。如果在左眼和右眼圖象之間枕形失真或者桶形失真沒有非常地不同，對于左眼和右眼圖象則可以用同樣的方式對場曲(field curvature)進(jìn)行修正。然而，如果在左眼和右眼圖象之間枕形或者桶形失真不同，則對兩圖象需要進(jìn)行不同的修正。在其他實施例中，對有差別的枕形和/或桶形失真的修正可以被省略，例如，如果決定這些有差別的失真是無關(guān)緊要或者可被忽略的。圖3a表示上/下三維膠片300，例如，沒有為放映系統(tǒng)的幾何失真進(jìn)行修正的原始膠片。膠卷(film Stock)302有正常空間的立體圖象對，例如，第一對左眼和右眼圖象310 和311，第二對312和313，和第三對314和315(分別標(biāo)為Li，Rl，L2，R2，L3和R3)，還有沿兩邊緣的輸送孔304，及可能是數(shù)字式的光學(xué)聲軌306。原始圖象310-315被排布為具有恒定的幀內(nèi)間隙(intra-frame gap)，即，對于各圖象對，立體圖象對的左眼和右眼圖象之間的距離或間隙是一樣的(例如，gl = g2 = g3)， 同樣也有恒定的幀間間隙(inter-frame gap) “G”，S卩，對于每個相鄰的對，一立體圖象對的右眼圖象和其下一個或鄰接立體圖象對的左眼圖象的距離或間隙是相同的(例如，Gl = G2)。相應(yīng)的，對于所有的對來說，一對中的圖象(例如，L2，R2)的頂之間的距離320是一樣的，而相鄰的對的相鄰圖象(例如，R2和L3)的頂之間的距離321也是這樣。距離320和 321的和是幀的長度，對于給定放映機(jī)來說通常是同樣的，不論是放映2D或3D。在本例中， 幀的長度對應(yīng)于四齒孔(four perforations)(又被稱為4-perf)的標(biāo)準(zhǔn)35mm膠片。圖4表示根據(jù)本發(fā)明一個實施例的上/下三維膠片400，有分別的左眼和右眼圖象410-415，其已經(jīng)從三維膠片300的原始圖象310-315對應(yīng)地經(jīng)過修改。特別地，圖象410-415被修改以便修正幾何失真，使得被投映的左眼圖象和右眼圖象將基本互相重疊 (例如，右眼圖象211和左眼圖象212在圖2中將會重疊)。膠卷402也有輸送孔404和聲軌406，與在三維膠片300上的相似。在圖4的例子中，三維膠片400的每個左眼和右眼圖象被變形或修改，以便基本上修正在圖2中所示的由有差別梯形誤差和場曲引發(fā)的失真。在1990年由加利福尼亞州Los Alamitos的IEEE計算機(jī)協(xié)會出版社出版的，喬治.沃爾伯格(George ffolberg)所著的《數(shù)字圖像變形》(Digital Image Warping)中，揭示并討論了適合實現(xiàn)這樣的變形的算法。對于僅僅修正梯形失真的簡單變形，在美國專利5，808，623中由漢堡(Hamburg)揭示的算法可以被采用。上述兩文獻(xiàn)的主題在此被包括并全文引用。作為產(chǎn)生圖象410-415的變形的結(jié)果，在膠片400上額幀內(nèi)距離(intra-frame distance) g2'可能不等于膠片300上的幀內(nèi)距離g2。相似地，膠片400上的幀間距離 (inter-frame distance)G2，可能不等于膠片300上的幀間距離G2。同樣，在一對中的圖象的頂之間的距離420可能不等于相應(yīng)的距離320 ；相鄰對的相鄰圖象之間的頂?shù)木嚯x421 可能不等于相應(yīng)的距離321。但是，距離420和421的和，即，幀的長度，與距離320和321 的和是相同的，于是允許直接用失真修正的三維膠片400替換現(xiàn)有技術(shù)的三維膠片300。通常，距離420可以與距離421相同或者不同，距離440可以和距離441相同或者不同。如沃爾伯格所示，很多不同的算法可以實現(xiàn)對圖象310-315的變形來得到變形的圖象410-415?？赡茏詈唵蔚氖峭敢曌冃危洳捎脤D2中所示的失真的經(jīng)驗測量，并在圖 6的流程圖的一個分支中進(jìn)行討論。在本發(fā)明中，在實施圖4中示出的變形和記錄圖象410-415到膠片之前，對每個立體對中的每個左眼和右眼圖象的像素實施干擾補(bǔ)償。對另一圖象的給定像素貢獻(xiàn)干擾的一圖象的像素之間的空間關(guān)系被圖5示出，其顯示出覆蓋的立體圖象對的區(qū)域500，該區(qū)域圍繞左眼圖象像素510 (表示為加粗的矩形)， 以及來自右眼圖象并可能給像素510貢獻(xiàn)干擾值的周圍像素。注意，圖5中的像素指原圖中的像素，在任何失真修正之前。這里的假定是，投映膠片400 (即，經(jīng)過失真補(bǔ)償)，將使得在每個立體圖象對中的右眼和左眼圖象基本上相互重疊。這樣，在原始圖象間進(jìn)行干擾修正是可行的措施，因為已知或預(yù)期失真補(bǔ)償將基本修正放映中的有差別的失真。對于有差別失真沒有被完全修正的部分(例如，結(jié)果有殘留的有差別失真)，任何另外的干擾貢獻(xiàn)可以根據(jù)有關(guān)失真補(bǔ)償?shù)牟淮_定性而被處理，這將在下面被討論。左眼圖象像素510有坐標(biāo){i，j}，被表示為L(i，j)。坐標(biāo)表示為R(i，j)的右眼像素525，是右眼圖象中對應(yīng)于左眼像素510的像素，即，當(dāng)沒有有差別失真時，這兩個像素應(yīng)當(dāng)互相重疊。區(qū)域500中的其他像素包括右眼圖象像素521-529，在像素510的相鄰或鄰近處。左眼像素510的邊界的左邊由網(wǎng)格線511示出，上邊由網(wǎng)格線513示出。在本例中，網(wǎng)格線511和513可以被認(rèn)為分別有坐標(biāo)值i和j，于是左眼像素510的左上角被表示為L(i，j)。注意網(wǎng)格線511和513是直的，相互垂直的線，代表左眼和右眼圖象處于的坐標(biāo)系。盡管此例中，像素510和525以及線511和513本意應(yīng)當(dāng)精確地互相對準(zhǔn)，為了清晰地表示出各自像素和線，在表示時帶有一點位移。右眼像素521-5 有左上角，分別表示為{i-1，j-1}，{i，j_l}，{i+1，j_l}，{i_l， j}，{i，j}，{i+l，j}，{i-l，j+l}，{i，j+l}，and{i+l，j+l}。然而，如果沒有經(jīng)幾何補(bǔ)償就被放映，就像在膠片300中那樣，由于有差別幾何失真，左眼像素510和對應(yīng)的右眼像素525 的圖象可能不會被對齊甚至重疊。即使實施了合適的圖象變形來提供膠片400的幾何補(bǔ)償，仍還有該變形能夠在多么好的程度上產(chǎn)生對準(zhǔn)的不確定性，例如，表達(dá)為標(biāo)準(zhǔn)偏差，該不確定性要么出于對單一放映系統(tǒng)100的失真測量的不確定性，或是出于在多個影院間的差別。特別地，這不確定性指在實際的有差別失真和被提供補(bǔ)償?shù)挠胁顒e失真(假定，補(bǔ)償是對實際失真的一些測量進(jìn)行的建模)之間的剩余(或差別)，例如，膠片400，當(dāng)補(bǔ)償是基于對一透鏡系統(tǒng)的測量而得到的，或是基于對不同透鏡系統(tǒng)的測量確定的平均失真而得到的。這不確定性的來源包括1)測量中的不準(zhǔn)確，例如，簡單誤差，或近似到最近的像素；2) 當(dāng)多個影院被平均時的統(tǒng)計方差，或幻兩者皆有。由于修正失真變形提供的對準(zhǔn)中的不確定性，存在至多距離像素510 —個像素 (本例假設(shè)在對準(zhǔn)或失真補(bǔ)償中的不確定性至多為大約0. 33像素，且失真測量呈高斯分布 (Gaussian distribution))的右眼像素521-5 對左眼像素510的投映的干擾值帶來的預(yù)期的不可忽略的貢獻(xiàn)。然而，如果不確定性超出0.33像素，那么比像素521-5 更遠(yuǎn)的另外的像素(沒有示出)可能也有不可忽略的干擾貢獻(xiàn)。盡管右眼圖象像素525對左眼圖象像素510的投映的干擾值具有最大預(yù)期貢獻(xiàn)， 相鄰或鄰近的像素521-5 和5沈-5四也有非零的預(yù)期貢獻(xiàn)。進(jìn)一步，依賴于在任何給定像素的對準(zhǔn)的不確定性的大小，另外的周圍右眼圖象像素(未示出)可能也有不可忽略的預(yù)期干擾貢獻(xiàn)。在本發(fā)明的一個實施例，當(dāng)確定右眼圖象的像素對左眼圖象像素510 處的干擾值的貢獻(xiàn)時，這圖象的失真修正中的不確定性被處理。在一個例子中，高斯模糊 (Gaussian blur)被用來生成模糊的圖象，其考慮到第一眼圖象像素的位置的不確定性 (源于失真測量或修正中的不確定性)，該不確定性被預(yù)期貢獻(xiàn)另一眼圖象中的像素的干擾值。于是，不是在計算干擾值中使用右眼圖象像素525的實際的值，像素525的值被用右眼圖象的模糊的或經(jīng)低通過濾(lowpass filtered)(高斯模糊是一種低通過濾)后的版本來提供。這樣說來，像素的值是指一個或多個像素的屬性的代表，其可以是，例如，亮度或明度，以及或許是顏色。給定像素處的干擾值的計算將在后面段落中進(jìn)一步討論。注意，反之也是成立的。當(dāng)考慮在右眼圖象像素525的投映處由左眼圖象投映帶來的干擾貢獻(xiàn)時，左眼圖象的低通過濾的版本被用來提供像素510的“模糊”的像素值，以便代替像素510的真正的值用于干擾計算。
低通過濾器的行為，或這模糊的量，應(yīng)當(dāng)與不確定性的量成比例，S卩，更大不確定性以為著更模糊。在一個方法中，例如，本領(lǐng)域技術(shù)人員已知，可以通過從高斯分布的值來建立卷積矩陣(convolution matrix)，并施加矩陣于圖象，來施加高斯模糊于圖象。在這個例子中，矩陣的系數(shù)將根據(jù)下面公式由不確定性的大小來決定，該不確定性的大小表示為經(jīng)過施加幾何失真補(bǔ)償后殘留的誤差的標(biāo)準(zhǔn)偏差σ (西格瑪)。式1

權(quán)利要求
1.一種針對用于立體放映系統(tǒng)的多個立體圖象對提供干擾和有差別失真補(bǔ)償?shù)姆椒ǎ?所述方法包括(a)基于與一立體圖象對的第一圖象和第二圖象的放映相關(guān)的至少一個有差別失真， 確定失真補(bǔ)償變換；(b)根據(jù)與殘留有差別失真有關(guān)的不確定性，及被投映圖象空間的區(qū)域的干擾百分比， 對所述多個立體圖象對施加干擾補(bǔ)償；以及(c)對多個干擾補(bǔ)償后的立體圖象對施加所述失真補(bǔ)償變換，來制作包含多個包括有差別失真修正的干擾補(bǔ)償后的圖象對的立體呈現(xiàn)。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中步驟(a)還包括通過進(jìn)行測量、估算和計算中的至少一個，確定所述至少一個有差別失真。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，還包括部分基于所述干擾百分比，對立體對的第一圖象中的至少一個像素確定干擾值；以及基于該干擾值，對所述至少一個像素確定干擾補(bǔ)償。
4.如權(quán)利要求3所述的方法，其中干擾值的確定進(jìn)一步包括對所述立體對的第二圖象施加模糊函數(shù)。
5.如權(quán)利要求4所述的方法，其中所述與殘留有差別失真有關(guān)的不確定性是所述模糊函數(shù)中的參數(shù)。
6.如權(quán)利要求5所述的方法，其中所述模糊函數(shù)是高斯函數(shù)。
7.如權(quán)利要求1所述的方法，其中步驟(b)進(jìn)一步包括，通過測量和計算的至少一個， 對被投映的圖象空間中的區(qū)域確定干擾百分比。
8.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述多個立體圖象對被在膠片和數(shù)字圖象文件的一個中提供。
9.一種在用于立體放映系統(tǒng)的立體圖象對中提供干擾和有差別失真補(bǔ)償?shù)姆椒?，所述方法包?a)基于與第一立體圖象對的第一圖象和第二圖象的放映相關(guān)的至少一個有差別失真，確定失真補(bǔ)償變換；(b)根據(jù)與殘留有差別失真有關(guān)的不確定性，及被投映圖象空間的區(qū)域的干擾百分比， 對所述第一立體圖象對施加至少一個干擾補(bǔ)償；以及(c)對第一干擾補(bǔ)償后的立體圖象對施加所述失真補(bǔ)償變換，來制作帶有干擾和有差別失真修正的第二立體圖象對。
10.如權(quán)利要求9所述的方法，其中步驟(a)進(jìn)一步包括通過進(jìn)行測量、估算和計算中的至少一個，確定所述至少一個有差別失真。
11.如權(quán)利要求9所述的方法，還包括部分基于步驟(d)中確定的干擾百分比，對第一立體對的第一圖象中的至少一個像素確定干擾值；以及基于所述至少一個像素的所述干擾值，確定所述至少一個干擾補(bǔ)償。
12.如權(quán)利要求11所述的方法，其中干擾值的確定進(jìn)一步包括對所述第一立體對的第二圖象施加模糊函數(shù)。
13.如權(quán)利要求12所述的方法，其中所述與殘留有差別失真有關(guān)的不確定性是所述模糊函數(shù)中的參數(shù)。
14.如權(quán)利要求13所述的方法，其中所述模糊函數(shù)是高斯函數(shù)。
15.如權(quán)利要求9所述的方法，其中步驟(b)進(jìn)一步包括，通過測量和計算的至少一個， 對被投映的圖象空間中的區(qū)域確定干擾百分比。
16.用于立體放映系統(tǒng)的多個立體圖象，包括第一組圖象和第二組圖象，來自這兩組圖象的一組的各個圖象與來自這兩組圖象的另一組的相關(guān)圖象組成立體圖象對；所述第一組圖象和第二組圖象中的至少一些圖象包含對有差別失真和干擾的補(bǔ)償，且干擾補(bǔ)償是部分基于有關(guān)殘留有差別失真的不確定性來確定的。
17.如權(quán)利要求16所述的多個圖象，其中干擾補(bǔ)償包括對所述第一組圖象的至少一個區(qū)域的亮度調(diào)整。
18.如權(quán)利要求17所述的多個圖象，其中干擾補(bǔ)償是至少從來自所述第一組圖象的圖象中一像素的一干擾值確定的，所述干擾值是從該像素周圍的至少一個區(qū)域中的干擾百分比以及來自屬于所述第二組圖象的圖象的干擾貢獻(xiàn)而得到的。
19.如權(quán)利要求18所述的多個圖象，其中所述來自屬于所述第二組圖象的圖象的干擾貢獻(xiàn)是使用模糊函數(shù)確定的。
20.如權(quán)利要求19所述的多個圖象，其中所述模糊函數(shù)是高斯函數(shù)。
全文摘要
本發(fā)明公開一種用于三維或立體放映的方法，其帶有對呈現(xiàn)的立體圖象的干擾和有差別失真的補(bǔ)償，使得被投映的圖象將被減低干擾和有差別失真。
文檔編號H04N13/00GK102474640SQ201080035807
公開日2012年5月23日 申請日期2010年8月12日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月12日
發(fā)明者威廉·格本斯·瑞德曼, 杰德·哈姆森, 約書亞·派恩斯, 馬克·J·胡貝爾 申請人:湯姆遜許可證公司