專(zhuān)利名稱(chēng)：視頻顯示方法和視頻顯示裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種視頻顯示方法和視頻顯示裝置，當(dāng)顯示基于一輸入視頻信號(hào)的視頻圖像時(shí)，該視頻顯示方法和視頻顯示裝置能夠表現(xiàn)所顯示的物體的前/后感和立體感。
在立體顯示系統(tǒng)中具有最佳可實(shí)現(xiàn)性的系統(tǒng)是使用左/右視差信息的立體顯示系統(tǒng)。根據(jù)該系統(tǒng)，用兩個(gè)攝像機(jī)進(jìn)行攝影，并拍攝左眼視頻圖像和右眼視頻圖像以便得到視差信息。通過(guò)使視頻圖像重顯以便兩個(gè)圖像分別投射到左眼和右眼中，可實(shí)現(xiàn)立體顯示。


圖1A和1B表示利用一雙眼(左/右)視差進(jìn)行立體化操作的原理。通過(guò)在水平方向上移動(dòng)一左眼視頻圖像3L和一右眼視頻圖像3R而獲得的圖像顯示在一顯示板1上。通常，左眼和右眼(2L，2R)的焦點(diǎn)(左視線和右視線相交的一點(diǎn)該點(diǎn)稱(chēng)作對(duì)應(yīng)聚散度的點(diǎn))，和每只眼(2L，2R)的一焦點(diǎn)(在單只眼的情況下對(duì)應(yīng)該眼的調(diào)節(jié)的一點(diǎn))位于相同位置。特別值得一提的是，在一個(gè)陰極射線管CRT或諸如此類(lèi)的情況下，CRT表面對(duì)應(yīng)于與該聚散度和該調(diào)節(jié)相應(yīng)的位置。在一投影裝置或諸如此類(lèi)的情況下，屏幕對(duì)應(yīng)于與該聚散度和該調(diào)節(jié)相應(yīng)的位置。
圖1A表示一交叉聚散度的例子。在這種情況下，向左移動(dòng)的視頻圖像3R可以投射到右眼2R，向右移動(dòng)的視頻圖像3L可以投射到左眼2L。此時(shí)，一圖像合成到前部，就好象一物體已位于左右眼的聚散度相應(yīng)的位置。這種虛像4A看起來(lái)好象投射到顯示板1的前側(cè)。另一方面，圖1B表示一平行聚散度(無(wú)交叉聚散度)的情況。在這種情況下，向左移動(dòng)的視頻圖像3L可以投射到左眼2L，向右移動(dòng)的視頻圖像3R可以投射到右眼2R。在平行聚散度中，一虛像4B合成到顯示板1的后側(cè)。
通過(guò)利用左/右視差的原理即使在普通的二維圖像中也能夠獲得立體感，這種技術(shù)著重利用Pulfrich(普爾弗里克)效應(yīng)獲得立體感。Pulfrich擺錘效應(yīng)是指“當(dāng)兩只眼觀察一物體在眼前方且在一垂直面內(nèi)左右擺動(dòng)時(shí)，在一只眼前安裝一個(gè)用來(lái)減少光的濾光片(ND濾光片)，該物體看起來(lái)好象移動(dòng)了一深度，同時(shí)以一種該物體位于該平面的前側(cè)或后側(cè)的方式繪制一橢圓形軌跡”。例如，如圖2所示，在一ND濾光片5安裝在左眼2L前的狀態(tài)下，可觀察到一個(gè)擺在一平面6內(nèi)左右擺動(dòng)。當(dāng)擺從右側(cè)移向左側(cè)時(shí)，擺從平面6前方通過(guò)，相反，當(dāng)擺從左側(cè)移向右側(cè)時(shí)，擺從平面6后方通過(guò)。結(jié)果，觀察擺時(shí)就好象擺的軌跡形成了一個(gè)橢圓軌道7。
由于當(dāng)眼發(fā)生的信號(hào)傳送到大腦中時(shí)，與光沒(méi)有變?nèi)醯挠已?R相比，光變?nèi)醯淖笱?L產(chǎn)生一時(shí)間延遲，因此，發(fā)生Pulfrich擺錘效應(yīng)。即，在圖2的例子中，當(dāng)擺從右側(cè)移向左側(cè)并位于位置q時(shí)，左眼2L發(fā)出的信號(hào)延遲，以致此時(shí)，在左眼2L看起來(lái)好象擺位于位置p。以這種方式，雙眼視差產(chǎn)生，而且通過(guò)上述圖1A所示的交叉聚散度觀察者感覺(jué)好象擺位于位置N。相反，當(dāng)擺從左側(cè)移向右側(cè)并位于位置q時(shí)，在左眼2L看起來(lái)好象擺位于位置r。由于雙眼視差，通過(guò)圖1B所示的平行聚散度觀察者感覺(jué)好象擺存在于位置F。
因此，使用上述Pulfrich效應(yīng)的方法作為一種加強(qiáng)普通的二維視頻圖像的立體感的方法已經(jīng)公知。然而，上述方法有一個(gè)缺點(diǎn)，即僅表現(xiàn)在一特定方向上移動(dòng)的物體的立體感(深度感)而且該效應(yīng)在靜止部分不發(fā)生。這種方法還有一個(gè)缺點(diǎn)即物體的移動(dòng)速度和方向影響其立體感。換句話說(shuō)，深度感根據(jù)移動(dòng)速度而改變，前/后側(cè)則無(wú)條件的由移動(dòng)方向確定。如上所述，根據(jù)傳統(tǒng)的立體感增強(qiáng)方法，僅能夠正確的表現(xiàn)在一個(gè)特定方向上移動(dòng)的一物體的立體感(深度感)。
本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種視頻顯示方法和視頻顯示裝置，它通過(guò)利用一個(gè)二維視頻信號(hào)源即使對(duì)靜止部分也能表現(xiàn)出立體感。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供一種接收一視頻信號(hào)并形成一顯示在一顯示裝置上的視頻信號(hào)的視頻顯示方法，該方法包括的步驟有檢測(cè)輸入視頻信號(hào)的邊緣信息；和在所述檢測(cè)后的邊緣信息的基礎(chǔ)上檢測(cè)在一視頻圖像中一物體的前/后關(guān)系。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供一種用來(lái)顯示上述視頻圖像的視頻顯示裝置。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供一種接收一視頻信號(hào)并將一視頻信號(hào)顯示在一顯示裝置上的視頻顯示方法，該方法包括的步驟有檢測(cè)輸入視頻信號(hào)的邊緣信息；在檢測(cè)后的邊緣信息的基礎(chǔ)上檢測(cè)在視頻圖像中的一物體的前/后關(guān)系；控制該圖像的位置以便根據(jù)檢測(cè)后的前/后關(guān)系使該位置在水平方向上移動(dòng)；和顯示具有由于所述控制形成的一左/右視差的一視頻圖像。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供一種用來(lái)顯示上述視頻圖像的一視頻顯示裝置。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供一種接收視頻信號(hào)并將視頻信號(hào)顯示在一顯示裝置上的視頻顯示方法，該方法包括的步驟有檢測(cè)輸入視頻信號(hào)的邊緣信息；在所述檢測(cè)后的邊緣信息的基礎(chǔ)上檢測(cè)在視頻圖像中的物體的前/后關(guān)系；在所述檢測(cè)后的前/后關(guān)系的基礎(chǔ)上將深度信息調(diào)制成立體信息；和顯示具有所述調(diào)制后的深度信息的視頻圖像。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供一種用來(lái)顯示上述視頻圖像的一視頻顯示裝置。
通常利用一攝像機(jī)拍攝視頻圖像。在許多情況下，攝像機(jī)圍繞作為中心的聚焦位置來(lái)拍攝。在許多情況下，在這種聚焦位置，視頻信號(hào)的高頻成分的幅度高于其它區(qū)域的幅度。即使在一攝像機(jī)的自動(dòng)對(duì)焦過(guò)程中，高頻成分的大幅度點(diǎn)也用作一焦點(diǎn)。通過(guò)利用這種特性，該區(qū)域是否是聚焦區(qū)域可通過(guò)檢查所包含的高頻成分的程度來(lái)確定。在由普通的攝像機(jī)拍攝的視頻圖像情況下，即使聚焦區(qū)域確定為前景視頻圖像時(shí)通常也是沒(méi)有問(wèn)題的。
通過(guò)利用這種特性，根據(jù)本發(fā)明，有許多對(duì)應(yīng)于聚焦位置的邊緣信息(高頻成分量邊緣的傾斜度和邊緣的幅度)的位置確定為前景，而其它區(qū)域確定為背景。根據(jù)鑒別結(jié)果，圖像在水平方向上的位置受控制，且通過(guò)控制產(chǎn)生右/左視差。代替圖像在水平方向上的位置調(diào)制作為立體信息的深度信息。以這種方式可表現(xiàn)一立體感(或前/后感)。
根據(jù)本發(fā)明，可利用二維視頻信號(hào)源來(lái)顯示增強(qiáng)前/后感和立體感的視頻圖像。根據(jù)利用Pulfrich的規(guī)律的傳統(tǒng)方法，僅能增強(qiáng)移動(dòng)物體的立體感。然而，根據(jù)本發(fā)明，對(duì)不僅移動(dòng)物體而且靜止物體，均能表現(xiàn)前/后感和立體感。
參考附圖通過(guò)下面詳細(xì)的說(shuō)明書(shū)和權(quán)利要求書(shū)，本發(fā)明的上述和其它目的及特點(diǎn)將十分明顯。
圖1A和1B是說(shuō)明通過(guò)視差信息來(lái)加強(qiáng)立體感的方法的示意圖；圖2是說(shuō)明通過(guò)視差信息來(lái)加強(qiáng)立體感的方法的Pulfrich擺錘效應(yīng)的一實(shí)例的示意圖3是本發(fā)明的第一實(shí)施例的方框圖；圖4是在第一實(shí)施例中一可變延遲電路的一實(shí)例的連接圖；圖5是在第一實(shí)施例中一可變延遲電路的另一實(shí)例的連接圖；圖6是說(shuō)明本發(fā)明的第一實(shí)施例的工作的示意圖；圖7是說(shuō)明本發(fā)明的第一實(shí)施例的工作的示意圖；圖8是本發(fā)明的第一實(shí)施例修改例的方框圖；圖9是本發(fā)明的第二實(shí)施例的方框圖；圖10A至10C是用來(lái)說(shuō)明在第二實(shí)施例中使一場(chǎng)速加倍的過(guò)程的時(shí)間圖；圖11是為檢測(cè)一前/后感的結(jié)構(gòu)的另一實(shí)例的方框圖；圖12是為檢測(cè)一前/后感的結(jié)構(gòu)的又一實(shí)例的方框圖；圖13A和13B是用來(lái)說(shuō)明在本發(fā)明的第三實(shí)施例中使用的一眼鏡型顯示裝置的示意圖；圖14是用來(lái)說(shuō)明該眼鏡型顯示裝置的一光學(xué)系統(tǒng)的示意圖；和圖15是使用眼鏡型顯示裝置的第三實(shí)施例的方框圖。
下面參照附圖來(lái)描述本發(fā)明的實(shí)施例。圖3表示了本發(fā)明的第一實(shí)施例。第一實(shí)施例涉及本發(fā)明應(yīng)用于一投影式顯示裝置的一實(shí)例，該投影式顯示裝置使用兩個(gè)投影裝置以顯示左右視頻圖像。在第一實(shí)施例中，水平方向上的位置根據(jù)一輸入視頻信號(hào)的邊緣信息來(lái)控制，從而在左右視頻圖像之間產(chǎn)生視差信息。
在圖3中，一個(gè)二維視頻信號(hào)(復(fù)合彩色視頻信號(hào))供給一輸入端11。例如，由一天線和一調(diào)諧器接收的電視廣播信號(hào)是一種二維視頻信號(hào)源的一個(gè)例子。作為其它信號(hào)源，還有可能從一模擬衛(wèi)星廣播，一數(shù)字廣播，或一使用如磁盤(pán)、像帶或諸如此類(lèi)的媒體的一視頻信號(hào)重現(xiàn)裝置中接收二維視頻信號(hào)。
將輸入彩色視頻信號(hào)供給Y/C分離電路12，將一亮度信號(hào)Y和一色度信號(hào)(載波色度信號(hào))C分離。色度信號(hào)C供給一彩色信號(hào)解調(diào)電路13并且進(jìn)行彩色信號(hào)解調(diào)。兩個(gè)色差信號(hào)(R-Y和B-Y)從彩色信號(hào)解調(diào)電路13中產(chǎn)生。亮度信號(hào)Y供給一可變延遲電路14L。色差信號(hào)R-Y和B-Y分別供給固定延遲電路15L和16L。以與左眼視頻信號(hào)路徑類(lèi)似的方式，一可變延遲電路14R和固定延遲電路15R和16R供給右眼視頻信號(hào)路徑。在公開(kāi)的說(shuō)明書(shū)中，參考標(biāo)記L和R用來(lái)表示左眼視頻圖像和右眼視頻圖像之間的關(guān)系。
可變延遲電路14L和延遲電路15L和16L的輸出信號(hào)供給一矩陣電路17L?？勺冄舆t電路14R和延遲電路15R和16R的輸出信號(hào)供給一矩陣電路17R。三基色信號(hào)R，G和B由矩陣電路17L和17R產(chǎn)生。為了說(shuō)明更簡(jiǎn)單這里省略了聲頻信號(hào)處理。
由矩陣電路17L產(chǎn)生的三基色信號(hào)R，G和B通過(guò)一前置放大器18L供給一CRT(陰極射線管)激勵(lì)電路19L。由矩陣電路17R產(chǎn)生的三基色信號(hào)R，G和B通過(guò)一前置放大器18R供給一CRT(陰極射線管)激勵(lì)電路19R。
投影使用的CRT(陰極射線管)20L和20R分別由CRT激勵(lì)電路19L和19R來(lái)激勵(lì)。兩個(gè)投影裝置由CRT激勵(lì)電路和多個(gè)CRT構(gòu)成。作為一個(gè)投影裝置，可以使用由基色信號(hào)激勵(lì)的三個(gè)CRT，或者也可以用液晶來(lái)代替CRT。作為一個(gè)投影裝置，可使用反射式或者發(fā)射式結(jié)構(gòu)。
由投影裝置產(chǎn)生的左眼視頻圖像和右眼視頻圖像重疊地顯示在一屏幕22的相同位置上。在重疊過(guò)程中，經(jīng)過(guò)調(diào)節(jié)以便視頻圖像不至于偏離其位置。由CRT20L投影獲得的左眼視頻圖像是經(jīng)過(guò)一水平偏振濾光片21L透射后的圖像。另一方面，由CRT 20R投影獲得的右眼視頻圖像是經(jīng)過(guò)一垂直偏振濾光片21R透射后的圖像。
通過(guò)使用具有一左眼的水平偏振濾光片24L和一右眼的垂直偏振濾光片24R的眼鏡23，可以分別看到通過(guò)CRT 20L和20R投射到屏幕22上的視頻圖像。本發(fā)明不僅限于水平/垂直偏振濾光片而且可以用具有不同偏振方向的濾光片，例如，還可使用右取向/左取向?yàn)V光片。
根據(jù)第一實(shí)施例，通過(guò)控制，以便根據(jù)輸入視頻信號(hào)中的邊緣信息，利用可調(diào)延遲電路14L和14R，來(lái)使左和右視頻圖像的水平位置在相反方向上移動(dòng)，從而形成具有視差信息的左和右視頻圖像。同時(shí)，以下面的方式進(jìn)行控制，即在物體具有大量的邊緣信息的情況下，它被確定為前景，且利用視差信息在前側(cè)進(jìn)行圖像合成，而在物體具有少量的邊緣信息的情況下，它被確定為背景，且利用視差信息在后側(cè)進(jìn)行圖像合成。在由Y/C分離電路12產(chǎn)生的亮度信號(hào)Y的基礎(chǔ)上檢測(cè)邊緣信息的量。即，通過(guò)一高通濾波器25和一整流電路26傳輸亮度信號(hào)Y，從而產(chǎn)生一檢測(cè)信號(hào)Sd。
高通濾波器25在亮度信號(hào)中檢測(cè)一高頻分量。高頻分量(微分分量)包括一正極性和一負(fù)極性脈中。整流電路26對(duì)高通濾波器25的輸出信號(hào)進(jìn)行整流并產(chǎn)生具有正極性和負(fù)極性之一的檢測(cè)信號(hào)Sd。作為檢測(cè)邊緣信息的數(shù)量的結(jié)構(gòu)，可使用與高通濾波器25和整流電路26不同的結(jié)構(gòu)。例如，還有可能通過(guò)數(shù)字信號(hào)處理以提取一邊緣部分，檢測(cè)邊緣的傾斜度大小和邊緣的幅度，根據(jù)邊緣信息量產(chǎn)生檢測(cè)信號(hào)Sd。
檢測(cè)信號(hào)Sd作為一控制其延遲量的信號(hào)供給可變延遲電路14L并且還供給一非門(mén)27。由非門(mén)27轉(zhuǎn)換后的檢測(cè)信號(hào)Sd＇作為一控制其延遲量的信號(hào)供給可變延遲電路14R。非門(mén)27不限于極性可轉(zhuǎn)換的結(jié)構(gòu)，還可以是可產(chǎn)生互補(bǔ)輸出的結(jié)構(gòu)。在互補(bǔ)結(jié)構(gòu)情況下，假定檢測(cè)信號(hào)Sd的電平在一范圍內(nèi)(0≤Sd的電平≤1)，產(chǎn)生具有電平(1-Sd的電平)的信號(hào)以作為檢測(cè)信號(hào)Sd′。由于檢測(cè)信號(hào)Sd和Sd＇供給可變延遲電路14L和14R，左和右視頻信號(hào)中的亮度信號(hào)在一時(shí)基上在相反方向被調(diào)制。即左右視頻圖像在水平方向上的位置被控制以便通過(guò)檢測(cè)信號(hào)Sd和Sd′在相反方向上移動(dòng)。而且，通過(guò)反映邊緣信息量的檢測(cè)信號(hào)Sd和Sd′進(jìn)行控制可使具有邊緣的物體圖像合成在前后側(cè)的其中之一處。
作為可變延遲電路14L和14R，可使用圖4所示的數(shù)字電路的結(jié)構(gòu)。在圖4中，通過(guò)一A/D轉(zhuǎn)換器(未示出)數(shù)字化的亮度信號(hào)供給一輸入端41。在一預(yù)定的取樣頻率下對(duì)亮度信號(hào)取樣并且每個(gè)樣品轉(zhuǎn)換成八位數(shù)據(jù)。參考數(shù)字42代表與數(shù)字亮度信號(hào)同步的取樣時(shí)鐘CK的一個(gè)輸入端。
n級(jí)鎖存器(Latch)與輸入端41串聯(lián)連接。每個(gè)鎖存器具有一數(shù)據(jù)輸入端D，一數(shù)據(jù)輸出端Q，和一時(shí)鐘端。n級(jí)(n＝1，2，3...n)鎖存器的每個(gè)輸出供給選擇器43。n級(jí)鎖存器的輸出是通過(guò)輸入亮度數(shù)據(jù)T(T取樣時(shí)鐘的一個(gè)周期)，2T，...和nT的時(shí)滯而延遲的信號(hào)。因此，通過(guò)選擇輸入亮度數(shù)據(jù)的其中之一，延遲了時(shí)鐘周期T的整數(shù)倍的時(shí)間的亮度數(shù)據(jù)由選擇器43產(chǎn)生。選擇器43由一第一控制信號(hào)CTLa來(lái)控制。
取樣時(shí)鐘CK供給一延遲電路44。延遲電路44使取樣時(shí)鐘CK延遲一時(shí)間，該時(shí)間是將一時(shí)鐘周期T細(xì)分后所得的時(shí)間?，F(xiàn)在，假定將一時(shí)鐘周期T等分成m個(gè)時(shí)間間隔后所得的時(shí)間標(biāo)記為Δ T(m＝1，2，3...，m)，延遲電路44分別產(chǎn)生具有延遲量為0，ΔT，2ΔT，…和(m-1)ΔT的m個(gè)取樣時(shí)鐘。延遲電路44可以是使得許多延遲線的組合改變的結(jié)構(gòu)，利用時(shí)間恒定電路的結(jié)構(gòu)，使用頻率高于取樣時(shí)鐘的時(shí)鐘的結(jié)構(gòu)或諸如此類(lèi)的結(jié)構(gòu)。
由選擇器45選擇的取樣時(shí)鐘CK供給一D/A轉(zhuǎn)換器46。用來(lái)選擇m個(gè)取樣時(shí)鐘的其中之一的控制信號(hào)CTLb供給選擇器45。由選擇器43選擇且通過(guò)一鎖存器47輸送的數(shù)字亮度信號(hào)供給D/A轉(zhuǎn)換器46。取出模擬亮度信號(hào)送到D/A轉(zhuǎn)換器46的輸出端48。
在上述圖4所示的結(jié)構(gòu)中，在延遲量為0的情況下，控制信號(hào)CTLa控制選擇器43以便選擇具有延遲量為n/2·T的數(shù)字亮度信號(hào)，控制信號(hào)CTLb控制選擇器45以便選擇具有延遲量為m/2·ΔT的取樣時(shí)鐘。每個(gè)n/2·T和m/2·ΔT是可變延遲的中心值。在可變延遲電路14L的情況下，控制信號(hào)CTLa和CTLb在檢測(cè)信號(hào)Sd的基礎(chǔ)上形成。在可變延遲電路14R的情況下，控制信號(hào)CTLa和CTLb在檢測(cè)信號(hào)Sd＇的基礎(chǔ)上形成。
由于提供了“非”門(mén)27，由可變延遲電路14L和14R引起的延遲量具有相反的極性。即，當(dāng)由可變延遲電路14L引起的延遲量為(n/2·T)+a·T+(m/2·ΔT)+b·ΔT時(shí)，可變延遲電路14R引起(n/2·T)-a·T+(m/2·ΔT)-b·ΔT的延遲量。由可變延遲電路14L和14R引起的延遲用來(lái)產(chǎn)生視差信息并加強(qiáng)立體感。實(shí)際上，它還足以引起約1微秒的延遲量。且足以將ΔT設(shè)定為約幾個(gè)毫秒(nsec)。
每個(gè)可變延遲電路14L和14R還可由圖5所示的一模擬電路構(gòu)成。在圖5中，一輸入端51和一個(gè)三極管的基極相連接，模擬亮度信號(hào)供給該輸入端51。三極管52的集電極和發(fā)射極通過(guò)具有相同值的電阻R分別與一電源正極端53和大地相連接。三極管52的集電極通過(guò)一線圈L和一電容C與一三極管54的基極相連。一可變電阻元件Rc與線圈L和電容C的串聯(lián)電路并聯(lián)連接。三極管54的集電極與電源端53連接。三極管54的發(fā)射極通過(guò)一電阻與大地連接且一輸出端55從發(fā)射極伸出。
在三極管52的集電極和發(fā)射極產(chǎn)生反相的亮度信號(hào)。集電極輸出信號(hào)是由線圈L和電容C移動(dòng)的相位并在三極管54的基極與通過(guò)可變電阻元件Rc傳輸?shù)陌l(fā)射極輸出合成。一相移量即延遲量由可變電阻元件Rc的電阻值來(lái)控制。因此，根據(jù)模擬檢測(cè)信號(hào)Sd和Sd＇通過(guò)控制可變電阻元件Rc的電阻值，可以控制輸出到輸出端55的亮度信號(hào)的延遲量。
對(duì)于可變延遲電路14L和14R，除了圖4或5所示的結(jié)構(gòu)外還可使用其它不同的結(jié)構(gòu)。例如，還可使用由CCD形成的模擬延遲電路結(jié)構(gòu)。再舉一個(gè)例子，還可使用利用一RAM的數(shù)字電路結(jié)構(gòu)。
參見(jiàn)圖6和7，下面將描述相對(duì)于上述本發(fā)明的實(shí)施例增強(qiáng)了立體感的工作過(guò)程。在圖6和7中，橫坐標(biāo)軸表示一時(shí)基(即在水平方向上的位置)，縱坐標(biāo)軸表示一幅度電平。圖6的例子表示了對(duì)應(yīng)一信號(hào)(物體)S1的工作過(guò)程，該信號(hào)具有一前邊緣E1和一后邊緣E2，且邊緣的傾斜很陡，在輸入視頻信號(hào)中的幅度很大。圖6所示的信號(hào)S1在可變延遲電路14L和14R的中心具有一延遲量。
對(duì)于信號(hào)S1，檢測(cè)信號(hào)Sd的電平較高，可變延遲電路14L的延遲量通過(guò)檢測(cè)信號(hào)Sd增加，可變延遲電路14R的延遲量通過(guò)檢測(cè)信號(hào)Sd′減少。因此，與信號(hào)S1對(duì)應(yīng)的右眼視頻信號(hào)S1r的延遲量減少且右眼視頻圖像93R的位置移向左邊。另一方面，與信號(hào)S1對(duì)應(yīng)的左眼視頻信號(hào)S11的延遲量增加且左眼視頻圖像93L的位置移向右邊。
右眼視頻圖像93R投射到右眼92R，且左眼視頻圖像93L投射到左眼92L。如上所述，由于左右眼92L和92R沿趨近的方向上取向，通過(guò)與圖1A類(lèi)似的交叉聚散度的方式在一顯示面91前的一位置處合成了一虛像94A。如上所述，經(jīng)檢測(cè)以使邊緣信息量較大的物體看起來(lái)好象是投射到顯示面91的前側(cè)。
圖7表示了對(duì)應(yīng)一信號(hào)(物體)S11的工作過(guò)程，該信號(hào)具有一前邊緣E11和一后邊緣E12，且邊緣的傾斜很小，幅度也小。圖7所示的信號(hào)S11在可變延遲電路14L和14R的中心具有一延遲量。對(duì)于信號(hào)S11，檢測(cè)信號(hào)Sd的電平低，可變延遲電路14L的延遲量通過(guò)檢測(cè)信號(hào)Sd減少，可變延遲電路14R的延遲量通過(guò)檢測(cè)信號(hào)Sd′增加。因此，與信號(hào)S11對(duì)應(yīng)的右眼視頻信號(hào)S11r的延遲量增加且右眼視頻圖像93R的位置移向右邊。另一方面，與信號(hào)S11對(duì)應(yīng)的左眼視頻信號(hào)S11l的延遲量減少且左眼視頻圖像93L的位置移向左邊。
如上所述，其位置受控制的右眼視頻圖像93R投射到右眼92R，左眼視頻圖像93L投射到左眼92L。如上所述，由于左右眼92L和92R沿分開(kāi)的方向上取向，通過(guò)與圖1B類(lèi)似的平行聚散度的方式在一顯示面91后側(cè)的一位置處合成了一虛像94B。如上所述，檢測(cè)的邊緣信息量較小的物體看起來(lái)好象是投射到顯示面91的后側(cè)。
在圖7中，還包括與脈沖信號(hào)S21和S22一起的信號(hào)S11。經(jīng)測(cè)定這些信號(hào)的邊緣信息量較大。因此，如圖7所示，與S11的延遲量控制相反的延遲量控制針對(duì)信號(hào)S21和S22實(shí)施。即，如S21r和S22r中所示，通過(guò)可變延遲電路14R可將信號(hào)S21和S22移向左側(cè)。如S211和S221中所示，通過(guò)可變延遲電路14L可將信號(hào)S21和S22移向右側(cè)。如上所述，有可能以一種使具有較大邊緣信息量的邊緣確定為一聚焦區(qū)域的方式進(jìn)行控制，以便使圖像合成到顯示面的前側(cè)，具有較小邊緣信息量的邊緣確定為一焦點(diǎn)外的區(qū)域，以便使圖像合成到顯示面的后側(cè)。
圖8表示本發(fā)明的第一實(shí)施例的修改。與圖3所對(duì)應(yīng)的部分用相同的參考數(shù)字表示。圖8與圖3不同之處在于用一固定延遲電路14R′代替可變延遲電路14R。在圖3的結(jié)構(gòu)中，左眼視頻信號(hào)和右眼視頻信號(hào)被控制以便在相反方向上延遲。然而，在圖8所示的結(jié)構(gòu)中，只有一個(gè)左眼視頻信號(hào)受控制，使右眼視頻信號(hào)產(chǎn)生一固定延遲。由于在一個(gè)方向上進(jìn)行控制，盡管延遲量是在兩個(gè)方向上進(jìn)行控制時(shí)的延遲量的一半，使用一個(gè)可變延遲電路卻已足夠。
盡管僅對(duì)亮度信號(hào)進(jìn)行時(shí)基(水平方向上的位置)控制，也可以與亮度信號(hào)類(lèi)似的方式控制兩個(gè)色差信號(hào)。通常，由于與亮度信號(hào)相比，對(duì)于色差信號(hào)清晰度很難感知，因此，僅控制亮度信號(hào)也就能產(chǎn)生增強(qiáng)的立體感(前/后感)的效果。
現(xiàn)在描述本發(fā)明的第二實(shí)施例。盡管在前述第一實(shí)施例中已使用兩個(gè)用于投影裝置的CRT，根據(jù)第二實(shí)施例，對(duì)輸入視頻信號(hào)實(shí)施了使場(chǎng)速加倍的處理并且使用一個(gè)CRT。例如，在用作一對(duì)其場(chǎng)速經(jīng)加倍的視頻信號(hào)的兩個(gè)場(chǎng)中，第一場(chǎng)用作左眼視頻信號(hào)，加倍場(chǎng)速的第二場(chǎng)用作右眼視頻信號(hào)。
圖9表示本發(fā)明的第二實(shí)施例的結(jié)構(gòu)。亮度信號(hào)Y和對(duì)應(yīng)于來(lái)自輸入端11的復(fù)合彩色視頻信號(hào)的彩色信號(hào)C通過(guò)Y/C分離電路12獲得。亮度信號(hào)Y供給加倍場(chǎng)速電路61，彩色信號(hào)C供給彩色信號(hào)解調(diào)電路13。彩色信號(hào)解調(diào)電路13產(chǎn)生的兩個(gè)色差信號(hào)供給加倍場(chǎng)速電路61。加倍場(chǎng)速電路61形成一視頻信號(hào)。該視頻信號(hào)的場(chǎng)頻是輸入視頻信號(hào)的兩倍。
圖10A至10C表示加倍場(chǎng)速電路61的工作過(guò)程。在圖10A至10C中，為描述簡(jiǎn)單起見(jiàn)，省略了色差信號(hào)。當(dāng)提供一場(chǎng)周期Tv(在NTSC制下為1/60秒；在PAL/SECAM制下為1/50秒)的輸入亮度信號(hào)Y(圖10A)時(shí)，形成一場(chǎng)周期等于1/2·Tv的一輸出亮度信號(hào)(圖10B)。即，由輸入亮度信號(hào)的一場(chǎng)A形成一對(duì)加倍場(chǎng)頻的場(chǎng)A1和A2。由一場(chǎng)B形成一對(duì)加倍場(chǎng)頻的場(chǎng)B1和B2。圖10C表示一脈沖信號(hào)2V，該脈沖信號(hào)2V的電平使整個(gè)倍速場(chǎng)倒相。通過(guò)一種結(jié)構(gòu)可進(jìn)行這種倍速處理以便將視頻信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)和使視頻信號(hào)成為由一數(shù)字存貯器壓縮的時(shí)基。
在第二實(shí)施例中，第一場(chǎng)(A1，B1...)用作左眼視頻信號(hào)，在該第一場(chǎng)中與倍速場(chǎng)同步的脈沖信號(hào)2V處于高電平，第二場(chǎng)(A2，B2...)用作右眼視頻信號(hào)，在該第二場(chǎng)中脈沖信號(hào)2V處于低電平。在加倍場(chǎng)速電中61中產(chǎn)生一加倍場(chǎng)速亮度信號(hào)2Y和一加倍場(chǎng)速色差信號(hào)2(R-Y)和2(B-Y)。
倍速亮度信號(hào)2Y供給一可變延遲電路62。倍速色差信號(hào)2(R-Y)和2(B-Y)分別供給固定延遲電路63和64。倍速亮度信號(hào)2Y供給高通濾波器25。高通濾波器25的輸出信號(hào)供給整流電路26。高通濾波器25和整流電路26以與第一實(shí)施例相同的方式根據(jù)在亮度信號(hào)中的邊緣信息量來(lái)產(chǎn)生檢測(cè)信號(hào)Sd。通過(guò)非門(mén)27形成與檢測(cè)信號(hào)Sd互補(bǔ)的檢測(cè)信號(hào)Sd′。
檢測(cè)信號(hào)Sd和Sd′分別供給開(kāi)關(guān)電路65的兩個(gè)輸入端。開(kāi)關(guān)電路65的輸出作為控制其延遲量的信號(hào)供給可變延遲電路62?？刂崎_(kāi)關(guān)電路65，以便在脈沖信號(hào)2V處于高電平的一段時(shí)間內(nèi)即在左眼視頻信號(hào)的一段時(shí)間內(nèi)向可變延遲電路62供給檢測(cè)信號(hào)Sd，以及在脈沖信號(hào)2V處于低電平的一段時(shí)間內(nèi)即在右眼視頻信號(hào)的一段時(shí)間內(nèi)向可變延遲電路62供給從非門(mén)27輸出的檢測(cè)信號(hào)Sd′。因此在可變延遲電路62中，左眼視頻信號(hào)通過(guò)檢測(cè)信號(hào)Sd延遲，右眼視頻信號(hào)通過(guò)檢測(cè)信號(hào)Sd′延遲。
可變延遲電路62產(chǎn)生的亮度信號(hào)和固定延遲電路63和64產(chǎn)生的兩個(gè)色差信號(hào)供給一矩陣電路17。矩陣電路17形成加倍場(chǎng)速的三基色信號(hào)2R，2G和2B。通過(guò)一前置放大器和激勵(lì)電路18將三基色信號(hào)供給一CRT200。CRT200可顯示一加倍場(chǎng)速彩色視頻信號(hào)。即CRT 200的一垂直掃描頻率和一水平掃描頻率設(shè)定為一頻率的兩倍，該頻率是在顯示其場(chǎng)速并非倍速的視頻信號(hào)情況下的頻率。具有由可變延遲電路62形成的視差信息的左眼視頻信號(hào)和右眼視頻信號(hào)通過(guò)倍速場(chǎng)顯示在CRT200上。
而且，通過(guò)佩戴在左側(cè)和右側(cè)具有快門(mén)224L和224R的眼鏡223來(lái)觀察圖像時(shí)，左右眼分別可以看到左眼視頻圖像和右眼視頻圖像?？扉T(mén)可以是電子開(kāi)關(guān)，例如，快門(mén)224L和224R可使用液晶快門(mén)?？刂瓶扉T(mén)224L和224R以便通過(guò)與脈沖信號(hào)2V同步的脈沖信號(hào)來(lái)執(zhí)行開(kāi)關(guān)操作。例如，脈沖信號(hào)2V通過(guò)紅外傳輸由接受器端接受，在脈沖信號(hào)2V處于高電平的一段時(shí)間內(nèi)快門(mén)224L開(kāi)且快門(mén)224R關(guān)。在脈沖信號(hào)2V處于低電平的一段時(shí)間內(nèi)轉(zhuǎn)換快門(mén)開(kāi)/關(guān)狀態(tài)。這樣，由CRT200顯示的左眼視頻圖像和右眼視頻圖像可分別通過(guò)左右眼看到。
在圖9所示的本發(fā)明的第二實(shí)施例中，還有可能以下列方式進(jìn)行控制，即在左眼視頻信號(hào)和右眼視頻信號(hào)中僅有其中之一的延遲量可變化而另一延遲量固定。
在上述本發(fā)明的第一和第二實(shí)施例中，根據(jù)邊緣信息測(cè)定前/后感，且根據(jù)亮度信號(hào)測(cè)定邊緣信息。本發(fā)明根據(jù)三基色信號(hào)R，G和B不僅限于測(cè)定亮度信號(hào)而且可測(cè)定邊緣信息。
圖11表示根據(jù)三基色信號(hào)R，G和B來(lái)測(cè)定邊緣信息的一結(jié)構(gòu)的例子。圖12表示了另一個(gè)例子。通過(guò)將本發(fā)明運(yùn)用于圖3或8所示的本發(fā)明的第一個(gè)實(shí)施例中可實(shí)現(xiàn)這兩種結(jié)構(gòu)的例子。Y/C分離電路12中產(chǎn)生的亮度信號(hào)和彩色信號(hào)解調(diào)電路13中產(chǎn)生的兩個(gè)色差信號(hào)供給一矩陣電路67。
矩陣電路67中產(chǎn)生的三基色信號(hào)R，G和B供給一最大值檢測(cè)電路68。最大值檢測(cè)電路68檢測(cè)三基色信號(hào)R，G和B中的最大值并輸出該檢測(cè)后的最大值。最大值檢測(cè)電路68的輸出信號(hào)通過(guò)高通濾波器25供給整流電路26以便從整流電路26中產(chǎn)生檢測(cè)信號(hào)Sd。根據(jù)檢測(cè)為三基色信號(hào)中的最大值的信號(hào)形成檢測(cè)信號(hào)Sd。
通過(guò)整流電路26中產(chǎn)生的檢測(cè)信號(hào)Sd來(lái)控制可變延遲電路14L的延遲量。如上所述，在邊緣信息的基礎(chǔ)上進(jìn)行這樣的控制以便增強(qiáng)立體感。從可變延遲電路14L中產(chǎn)生的亮度信號(hào)Y，從固定延遲電路15L中產(chǎn)生的色差信號(hào)(R-Y)，和從固定延遲電路15R中產(chǎn)生的色差信號(hào)(B-Y)供給矩陣電路17。在圖3的結(jié)構(gòu)中，檢測(cè)信號(hào)Sd通過(guò)“非”門(mén)供給可變延遲電路14R。
在圖12所示的結(jié)構(gòu)中，由矩陣電路67形成的三基色信號(hào)分別供給高通濾波器25R，25G和25B。高通濾波器25R，25G和25B的輸出分別供給整流電路26R，26G和26B。整流電路26R，26G和26B的輸出信號(hào)分別供給最大值檢測(cè)電路69。取在整流電路26R，26G和26B的輸出信號(hào)中的最大值作為檢測(cè)信號(hào)Sd，為最大值檢測(cè)電路69的輸出。在圖12的結(jié)構(gòu)中，基于在三基色信號(hào)中的每一個(gè)執(zhí)行形成檢測(cè)信號(hào)的流程，且將形成的信號(hào)中的最大值作為檢測(cè)信號(hào)Sd輸出。
與根據(jù)亮度信號(hào)測(cè)定前/后感的系統(tǒng)相比，根據(jù)在三基色信號(hào)R，G和B的基礎(chǔ)上測(cè)定前/后感的系統(tǒng)，盡管需要矩陣電路67和最大值檢測(cè)電路68、69，但能夠產(chǎn)生更自然的前/后感。圖11或12所示的結(jié)構(gòu)并不局限于使用投影裝置的第一實(shí)施例還可應(yīng)用于使用倍速場(chǎng)處理的第二實(shí)施例。
而且，根據(jù)本發(fā)明的第三實(shí)施例，除投影裝置和加倍場(chǎng)速CRT之外還可使用眼鏡型液晶顯示裝置。圖13A和13B表示了這種顯示裝置的例子。圖13A和13B分別是眼鏡型液晶顯示裝置(用70表示)與一個(gè)人的頭部連接狀態(tài)的俯視圖和側(cè)視圖。顯示裝置70通過(guò)一繩71和可延伸帶72和73安裝在頭部上。包括液晶顯示器的一光學(xué)系統(tǒng)安裝在與前部連接的一殼體74中。
圖14示意性的表示安裝在殼體74中的光學(xué)系統(tǒng)。根據(jù)提供的視頻信號(hào)激勵(lì)彩色液晶顯示板81。為了右眼和左眼分別能看到，使用了兩個(gè)液晶顯示板。圖14表示一例的結(jié)構(gòu)。參考數(shù)字80代表一白色熒光燈或諸如此類(lèi)燈的背景光，82表示一散射器(散射板)。
液晶顯示板81的顯示光被一半反射鏡83反射并射入一凹半透鏡84中。被凹半反射鏡84反射的視頻光通過(guò)一半反射鏡83射入一眼85中。因此，通過(guò)半反射鏡83可以看到在液晶顯示板81中的視頻圖像。由于提供了凹半反射鏡84，操作者感覺(jué)到視頻圖像顯示后好象更大且比實(shí)際的凹半透鏡84的位置更遠(yuǎn)。例如，操作者感覺(jué)到視頻圖像86最終顯示在距離眼85約2米處且具有52英寸的屏幕大小。
提供兩個(gè)液晶顯示板81以便其分別由左眼和右眼看到。以與上述第一實(shí)施例類(lèi)似的方式處理后的左眼視頻圖像和右眼視頻圖像分別顯示在每個(gè)液晶顯示板上，以便加強(qiáng)立體感。圖15表示在使用眼鏡型液晶顯示器情況下的信號(hào)處理系統(tǒng)。以與圖3的結(jié)構(gòu)類(lèi)似的方式處理的三基色信號(hào)供給液晶激勵(lì)電路28L和28R。液晶顯示板29L和29R分別由激勵(lì)電路28L和28R的輸出激勵(lì)。而且，即使在使用一個(gè)液晶顯示板的情況下，通過(guò)使用與第二實(shí)施例相同的加倍場(chǎng)速處理流程和快門(mén)，也能加強(qiáng)立體感。
圖15的結(jié)構(gòu)與圖13的結(jié)構(gòu)略有不同。圖15的結(jié)構(gòu)通過(guò)使兩個(gè)小顯示器(不限于液晶式)懸掛在或設(shè)置在頭部的整個(gè)表面上且不使用頭帶來(lái)實(shí)現(xiàn)。然而，對(duì)于使用兩個(gè)小顯示器的觀點(diǎn)，實(shí)施了與圖15中相同的信號(hào)處理步驟。(LCD變換成小顯示器)。
在本發(fā)明的第四實(shí)施例(未示出)中，通過(guò)以與上述第一實(shí)施例類(lèi)似的方式利用亮度信號(hào)或三基色信號(hào)來(lái)測(cè)定前/后感。通過(guò)測(cè)定結(jié)果來(lái)控制(調(diào)制)深度信息以代替水平方向上的位置。例如，將許多液晶顯示板分層，前景顯示在液晶顯示板的前側(cè)，背景顯示在液晶顯示板的后側(cè)。還可使用能顯示深度信息而非多層液晶顯示板的顯示器。
本發(fā)明不僅限于前述實(shí)施例，在不超出本發(fā)明的實(shí)質(zhì)和權(quán)利要求的范圍的前提下可作多種修改和變化。
權(quán)利要求
1.一種接收視頻信號(hào)并形成顯示到視頻顯示裝置上的視頻信號(hào)的視頻顯示方法，該方法包括步驟檢測(cè)所述輸入視頻信號(hào)的邊緣信息；和在所述測(cè)定的邊緣信息的基礎(chǔ)上檢測(cè)在視頻圖像中的物體的前/后關(guān)系。
2.一種接收視頻信號(hào)并在顯示裝置上顯示視頻圖像的視頻顯示方法，該方法包括步驟檢測(cè)所述輸入視頻信號(hào)的邊緣信息；和在所述檢測(cè)的邊緣信息的基礎(chǔ)上檢測(cè)在視頻圖像中的物體的前/后關(guān)系；控制該圖像的一位置以便在所述測(cè)定的前/后關(guān)系的基礎(chǔ)上使該位置在水平方向上移動(dòng)；和顯示具有作為所述控制的結(jié)果形成的左/右視差的視頻圖像。
3.一種接收視頻信號(hào)并在一顯示裝置上顯示視頻圖像的視頻顯示方法，該方法包括步驟檢測(cè)所述輸入視頻信號(hào)的邊緣信息；和在所述檢測(cè)后的邊緣信息的基礎(chǔ)上檢測(cè)在視頻圖像中的物體的前/后關(guān)系；在所述測(cè)定的前/后關(guān)系的基礎(chǔ)上調(diào)制深度信息以作為立體信息；和顯示具有所述調(diào)制后的深度信息的視頻圖像。
4.如權(quán)利要求1，2，或3所述的方法，其中所述邊緣信息是在所述輸入視頻信號(hào)中一邊緣的傾斜度和幅度。
5.如權(quán)利要求1，2，或3所述的方法，其中所述邊緣信息是在所述輸入視頻信號(hào)中的高頻成分量。
6.如權(quán)利要求1，2，或3所述的方法，其中在彩色視頻信號(hào)中所述邊緣信息是從亮度信號(hào)中測(cè)得。
7.如權(quán)利要求1，2，或3所述的方法，其中所述邊緣信息是從三基色信號(hào)中測(cè)得。
8.一種用來(lái)接收視頻信號(hào)并形成顯示到視頻顯示裝置上的視頻信號(hào)的視頻顯示裝置，其中檢測(cè)所述輸入視頻信號(hào)的邊緣信息，且在所述檢測(cè)后的邊緣信息的基礎(chǔ)上檢測(cè)在一視頻圖像中的一物體的前/后關(guān)系。
9.一種用來(lái)接收視頻信號(hào)并在一顯示裝置上顯示一視頻圖像的視頻顯示裝置，該裝置包括用來(lái)檢測(cè)所述輸入視頻信號(hào)的邊緣信息和在所述測(cè)定的邊緣信息的基礎(chǔ)上檢測(cè)在一視頻圖像中的一物體的前/后關(guān)系的檢測(cè)裝置；和用來(lái)控制該圖像的一位置以便在所述測(cè)定的前/后關(guān)系的基礎(chǔ)上使該位置在水平方向上移動(dòng)的裝置，其中可顯示具有由于所述控制形成的左/右視差的視頻圖像。
10.一種用來(lái)接收一視頻信號(hào)并在一顯示裝置上顯示一視頻圖像的視頻顯示裝置，該裝置包括用來(lái)檢測(cè)所述輸入視頻信號(hào)的邊緣信息的裝置，和用來(lái)根據(jù)所述檢測(cè)后的邊緣信息來(lái)調(diào)制深度信息以作為立體信息的裝置，其中可顯示具有所述調(diào)制后的深度信息的一視頻圖像。
11.如權(quán)利要求8，9，或10所述的裝置，其中所述視頻顯示裝置是一使用了兩個(gè)陰極射線管(CRT)作為投影器的一投影型顯示器。
12.如權(quán)利要求8，9，或10所述的裝置，其中所述視頻顯示裝置是一個(gè)陰極射線管(CRT)，在該陰極射線管中對(duì)輸入視頻信號(hào)實(shí)施了加倍場(chǎng)速處理。
13.如權(quán)利要求8，9，或10所述的裝置，其中所述視頻顯示裝置是一個(gè)眼鏡型液晶顯示裝置。
全文摘要
一種接收視頻信號(hào)并形成顯示到視頻顯示裝置上的視頻信號(hào)的視頻顯示方法及顯示裝置,該方法包括步驟:檢測(cè)所述輸入視頻信號(hào)的邊緣信息;根據(jù)所述測(cè)定的邊緣信息檢測(cè)在視頻圖像中的物體的前/后關(guān)系。該顯示裝置包括:用來(lái)檢測(cè)所述輸入視頻信號(hào)的邊緣信息和在所述測(cè)定的邊緣信息的基礎(chǔ)上檢測(cè)在一視頻圖像中的一物體的前/后關(guān)系的檢測(cè)裝置;用來(lái)控制該圖像的一位置以便在所述測(cè)定的前/后關(guān)系的基礎(chǔ)上使該位置在水平方向上移動(dòng)的裝置。
文檔編號(hào)H04N13/04GK1201338SQ98108229
公開(kāi)日1998年12月9日 申請(qǐng)日期1998年3月28日 優(yōu)先權(quán)日1997年3月28日
發(fā)明者原田茂, 鍵田純司, 大澤洋仁, 藤原和彥 申請(qǐng)人:索尼公司