專利名稱：三維顯示系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及三維顯示系統(tǒng)和用于該三維顯示系統(tǒng)的操作方法。
背景技術(shù)：
三維顯示器正在得到越來(lái)越多的關(guān)注，并且在如何在不需要用戶佩戴特定的眼鏡或其他不便的裝備或不需要用戶的眼睛保持在特定位置處的情況下提供三維觀看感覺(jué)方面進(jìn)行了有意義的研究。三維(3D)顯示器通過(guò)向觀看者的雙眼提供正被觀看的場(chǎng)景的不同視圖來(lái)將第三維添加到觀看體驗(yàn)中。這可以通過(guò)使得用戶佩戴眼鏡來(lái)分離被顯示的兩個(gè)視圖來(lái)實(shí)現(xiàn)。然而，由于這對(duì)用戶而言可能被認(rèn)為是不便的，所以在許多情況中，優(yōu)選的是使用自動(dòng)立體顯示器，其使用在顯示器處的裝置(比如雙凸透鏡或屏障(barrier))來(lái)分離視圖并且在不同的方向上發(fā)送它們，這些視圖可以在所述不同方向上單獨(dú)地到達(dá)用戶的眼睛。自動(dòng)立體顯示器典型地產(chǎn)生視圖的“錐(cone)”，其中每個(gè)錐包含對(duì)應(yīng)于場(chǎng)景的不同視角的兩個(gè)或通常更多個(gè)視圖。鄰近的視圖之間的視角差被生成以對(duì)應(yīng)于用戶右眼與左眼之間的視角差。因此，眼睛觀看兩個(gè)鄰近視圖的觀看者將感覺(jué)到三維效果。圖1中示出了其中在觀看錐(viewing cone)中生成九個(gè)不同視圖的這種系統(tǒng)的實(shí)例。然而，盡管所述的自動(dòng)立體顯示器提供非常有利的三維體驗(yàn)，但是它們也有一些相關(guān)聯(lián)的缺點(diǎn)。例如，自動(dòng)立體顯示器傾向于對(duì)觀看者的位置高度敏感并且因此傾向于較不適用于其中不能保證人處于非常特定的位置的動(dòng)態(tài)情況。特別地，正確的三維感覺(jué)高度依賴于用戶被定位成使得用戶的眼睛感覺(jué)到對(duì)應(yīng)于正確的視角的視圖。然而，在一些情形中，用戶的眼睛可能沒(méi)有被最優(yōu)地定位以接收合適的圖像視圖，并且因此一些自動(dòng)立體顯示器應(yīng)用和情況，特別是其中將適當(dāng)?shù)囊晥D對(duì)著觀看者的眼睛的情況，可以具有這樣的趨勢(shì)擾亂人的視覺(jué)系統(tǒng)從而導(dǎo)致不適的感覺(jué)。這種體驗(yàn)可能不限于處于其中接收不正確的視圖的位置的用戶，而是甚至可以在人不直接觀看顯示器而僅僅將其作為他的周邊視覺(jué)的一部分觀看時(shí)被體驗(yàn)到。對(duì)于其中人們可能沿著顯示器移動(dòng)由此經(jīng)過(guò)多個(gè)視圖的實(shí)施例， 所述體驗(yàn)可能是特別顯著的。因此，一種改進(jìn)的三維設(shè)計(jì)系統(tǒng)將是有利的，并且特別地允許增加的靈活性、改進(jìn)的用戶體驗(yàn)、減少的用戶不適和/或提高的性能的系統(tǒng)將是有利的。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明設(shè)法優(yōu)選地單獨(dú)地或以任何組合地減輕、緩和或消除上文提及的缺點(diǎn)中的一個(gè)或多個(gè)。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了三維顯示系統(tǒng)，包括用于呈現(xiàn)場(chǎng)景的多個(gè)視圖的顯示器，每個(gè)視圖對(duì)應(yīng)于該場(chǎng)景的觀看方向(viewing direction)；用于為多個(gè)視圖的每一個(gè)生成圖像的再現(xiàn)單元，該再現(xiàn)單元能夠?yàn)橄噜徱晥D生成包含有區(qū)別的圖像數(shù)據(jù)的有區(qū)別的圖像，在相鄰視圖被觀看者的不同眼睛觀看時(shí)有區(qū)別的圖像數(shù)據(jù)提供三維深度效果；用于響應(yīng)于在顯示系統(tǒng)的觀看區(qū)域(viewing area)中對(duì)用戶的嘗試檢測(cè)來(lái)生成用戶存在估計(jì)的裝置；以及用于響應(yīng)于所述用戶存在估計(jì)修改相鄰視圖的所述有區(qū)別的圖像以調(diào)適三維效果的修改裝置。本發(fā)明可以在許多實(shí)施例和情況中提供改進(jìn)的用戶體驗(yàn)。特別地，可以為專注的 (dedicated)用戶提供高效的3D體驗(yàn)，同時(shí)減少可能在一些環(huán)境和情況中體驗(yàn)到的不適和不便。例如，當(dāng)估計(jì)不存在用戶時(shí)顯示系統(tǒng)可以在二維(2D)模式中操作并且在檢測(cè)到用戶可能在觀看顯示器時(shí)可以切換到三維(3D)模式。這可以減少可能帶給沒(méi)有位于用于最優(yōu)3D觀看位置的人的不便和不適，同時(shí)對(duì)于專注于3D體驗(yàn)的用戶允許未受損的3D性能。所述用戶存在估計(jì)可以是提供是否檢測(cè)到任何用戶的指示的二進(jìn)制指示。觀看區(qū)域可以是任何合適的區(qū)域并且事實(shí)上可以由用于確定用戶存在估計(jì)的裝置自身定義。例如，用戶存在估計(jì)可以基于覆蓋一定區(qū)域的照相機(jī)生成并且觀看區(qū)域可以是由該照相機(jī)覆蓋的區(qū)域。在一些實(shí)施例中，所述用戶存在估計(jì)可以指示用戶存在的估計(jì)的特性。例如，在用戶存在估計(jì)中可以估計(jì)并反映相對(duì)于顯示器的位置或距離。作為另一個(gè)實(shí)例，用戶存在估計(jì)可以指示用戶的移動(dòng)性特性，并且特別地可以指示反映用戶當(dāng)前如何移動(dòng)的特性。因此， 所提供的三維效果可以例如依賴于所檢測(cè)到的用戶是否正在移動(dòng)。優(yōu)選地，根據(jù)本發(fā)明的三維顯示系統(tǒng)是自動(dòng)立體顯示系統(tǒng)，比如雙凸透鏡或屏障顯示系統(tǒng)，其中透鏡和遮光器(shutter)分別用于將視圖信息對(duì)著用戶的眼睛。更優(yōu)選地， 顯示器同時(shí)提供多于三個(gè)視圖。在雙凸透鏡自動(dòng)立體顯示系統(tǒng)中，各個(gè)視圖隨后被放置在顯示器上的透鏡以特定角度引導(dǎo)在顯示器與觀看者之間。根據(jù)本發(fā)明的可選特征，所述修改裝置被布置為響應(yīng)于用戶存在估計(jì)調(diào)節(jié)由有區(qū)別的圖像表示的場(chǎng)景的深度范圍。這可以允許特別吸引人的用戶體驗(yàn)并且可以改進(jìn)和/或便于對(duì)所提供的3D體驗(yàn)進(jìn)行調(diào)節(jié)和控制。所述深度范圍可以是最前面的與最后面的圖像像素之間的感覺(jué)深度差。 該深度范圍可以例如通過(guò)在相鄰視圖的圖像的對(duì)應(yīng)圖像區(qū)域之間的視差特性和/或遮斷 (occlusion)數(shù)據(jù)方面的有區(qū)別的數(shù)據(jù)來(lái)反映。根據(jù)本發(fā)明的可選特征，所述修改裝置被布置為響應(yīng)于用戶存在估計(jì)修改有區(qū)別的圖像數(shù)據(jù)以改變有區(qū)別的(differentiated)圖像的對(duì)應(yīng)的圖像區(qū)域的視差特性。這可以允許控制3D效果的特別高效的且高性能的裝置。例如，所述再現(xiàn)單元可以基于場(chǎng)景的深度數(shù)據(jù)生成視差值并且所生成的視差值可以簡(jiǎn)單地依賴于用戶存在估計(jì)而被修改。例如，所述修改裝置可以被布置為響應(yīng)于用戶存在估計(jì)調(diào)節(jié)相鄰視圖的對(duì)應(yīng)圖像區(qū)域之間的視差偏移。特別地，所述修改裝置可以被布置為在用戶存在估計(jì)指示存在用戶時(shí)相對(duì)于在用戶存在估計(jì)指示不存在用戶時(shí)減少相鄰視圖的對(duì)應(yīng)圖像區(qū)域之間的視差偏移。根據(jù)本發(fā)明的可選特征，所述再現(xiàn)裝置被布置為響應(yīng)于場(chǎng)景的深度圖數(shù)據(jù)生成有區(qū)別的圖像數(shù)據(jù)，并且該修改裝置被布置為響應(yīng)于用戶存在估計(jì)修改深度圖值與視差值之間的關(guān)系。
這可以允許控制所生成的3D效果的特別高效且實(shí)用的方式。特別地，它可以減少?gòu)?fù)雜性、計(jì)算資源要求和/或成本，同時(shí)提供改進(jìn)的用戶體驗(yàn)。例如，像素相對(duì)于屏幕深度級(jí)(或例如最前景或背景級(jí))的深度值可以在基于該深度值的再現(xiàn)之前被按縮放因子縮放。 然后該縮放因子可以簡(jiǎn)單地由修改裝置控制。根據(jù)本發(fā)明的可選特征，所述修改裝置被布置為響應(yīng)于用戶存在估計(jì)修改所述有區(qū)別的圖像數(shù)據(jù)以改變所述有區(qū)別的圖像之間的視角偏移。這可以允許控制所生成的3D效果的特別高效且實(shí)用的方式。特別地，它可以減少?gòu)?fù)雜性、計(jì)算資源要求和/或成本，同時(shí)提供改進(jìn)的用戶體驗(yàn)。例如，所述再現(xiàn)可以基于具有相關(guān)聯(lián)的深度圖數(shù)據(jù)的一個(gè)或多個(gè)公共圖像并且所述再現(xiàn)單元可以被布置為基于指定圖像的視角的輸入值為不同的視圖生成圖像。然后，所述3D效果可以簡(jiǎn)單地通過(guò)修改用于再現(xiàn)要在不同視圖中顯示的不同圖像的相對(duì)視角的差來(lái)控制。根據(jù)本發(fā)明的可選特征，所述修改裝置被布置為響應(yīng)于對(duì)新用戶的檢測(cè)而將顯示系統(tǒng)從第一操作模式轉(zhuǎn)變(transition)為第二操作模式，相對(duì)于第二操作模式，第一操作模式對(duì)應(yīng)于減少的三維效果。這可以允許改進(jìn)的用戶體驗(yàn)，并且可以特別地允許對(duì)專注用戶而言非常高效的3D 體驗(yàn)而不會(huì)在該用戶和/或系統(tǒng)能夠提供最優(yōu)化的體驗(yàn)之前為其他觀看者或該用戶帶來(lái)不便。例如，當(dāng)用戶存在估計(jì)指示在觀看區(qū)域中不存在用戶時(shí)，顯示系統(tǒng)可以在2D模式中操作，由此不給經(jīng)過(guò)的用戶或觀看區(qū)域之外的用戶造成任何不便。當(dāng)所述系統(tǒng)檢測(cè)到存在新用戶時(shí)，該系統(tǒng)可以切換到3D模式以向該用戶提供3D體驗(yàn)。新用戶可以是先前未被檢測(cè)到的用戶。因此，可以通過(guò)檢測(cè)到之前未被檢測(cè)到的用戶來(lái)觸發(fā)所述轉(zhuǎn)變。新用戶可以是觀看區(qū)域中的唯一用戶。作為特定實(shí)例，用戶存在估計(jì)可以提供指示是否存在一個(gè)或多個(gè)用戶或者是否不存在用戶的估計(jì)的二進(jìn)制估計(jì)。當(dāng)所述估計(jì)從指示不存在用戶改變?yōu)橹甘敬嬖谝粋€(gè)或多個(gè)用戶時(shí)，可以促成(instigate)從2D 操作模式到3D操作模式的轉(zhuǎn)變。根據(jù)本發(fā)明的可選特征，所述修改裝置被設(shè)置為控制所述轉(zhuǎn)變以使得轉(zhuǎn)變時(shí)間介于0.5秒與10秒之間。這可以提供改進(jìn)的用戶體驗(yàn)。事實(shí)上，可以為用戶提供更愉快的體驗(yàn)，其中2D圖像逐漸化為3D圖像(即深度感覺(jué)可以緩慢地顯現(xiàn))。這可以提供改進(jìn)的體驗(yàn)并且還可以允許系統(tǒng)適于特定情況，比如適于針對(duì)用戶的特定位置提供視圖的最優(yōu)化。根據(jù)本發(fā)明的可選特征，所述修改裝置被布置為響應(yīng)于用戶的不存在的檢測(cè)將顯示系統(tǒng)從第二操作模式轉(zhuǎn)變?yōu)榈谝徊僮髂Ｊ剑鄬?duì)于第二操作模式，第一操作模式對(duì)應(yīng)于減少的三維效果。這可以允許改進(jìn)的用戶體驗(yàn)并且特別地可以允許對(duì)專注用戶而言非常高效的3D 體驗(yàn)而不會(huì)在該用戶和/或系統(tǒng)能夠提供最優(yōu)化的體驗(yàn)之前為其他觀看者或該用戶帶來(lái)不便。例如，當(dāng)用戶存在估計(jì)指示存在用戶時(shí)，系統(tǒng)可以在3D模式中操作以向用戶提供 3D體驗(yàn)。然而，當(dāng)檢測(cè)到用戶離開(kāi)時(shí)，顯示系統(tǒng)可以切換到2D模式，由此不會(huì)導(dǎo)致任何對(duì)經(jīng)過(guò)的觀看者的不便。
用戶的不存在可以是在觀看區(qū)域中不存在任何用戶，或者在一些實(shí)施例中可以對(duì)應(yīng)于不存在先前存在的用戶。因此，可以通過(guò)沒(méi)有檢測(cè)到之前被檢測(cè)到的用戶來(lái)觸發(fā)所述轉(zhuǎn)變。作為特定實(shí)例，用戶存在估計(jì)可以提供指示是否存在一個(gè)或多個(gè)用戶或者是否不存在用戶的估計(jì)的二進(jìn)制估計(jì)。當(dāng)所述估計(jì)從指示存在一個(gè)或多個(gè)用戶改變?yōu)槠渲甘静淮嬖谟脩魰r(shí)，可以促成從3D操作模式到2D操作模式的轉(zhuǎn)變。在一些實(shí)施例中，所述修改裝置可以被布置為控制所述轉(zhuǎn)變以使得轉(zhuǎn)變時(shí)間介于 0. 5秒和10秒之間。這可以提供改進(jìn)的用戶體驗(yàn)。根據(jù)本發(fā)明的可選特征，所述三維顯示系統(tǒng)進(jìn)一步被布置為呈現(xiàn)多個(gè)相鄰的視圖組，每個(gè)視圖組包括所述多個(gè)視圖中的至少一些。這可以允許改進(jìn)的用戶體驗(yàn)并且可以特別地允許向相對(duì)于顯示器處于不同位置處的用戶提供高質(zhì)量3D體驗(yàn)。所述方法可以進(jìn)一步允許便利的和/或改進(jìn)的顯示器設(shè)計(jì)和制造。根據(jù)本發(fā)明的可選特征，所述三維顯示系統(tǒng)被布置為降低第一視圖組的至少第一視圖相對(duì)于第一視圖組的第二視圖的發(fā)光度(luminosity)，第二視圖比第一視圖更靠近第一視圖組的中心。這可以允許改進(jìn)的用戶體驗(yàn)并且可以特別地減少在一些情況中可能被一些用戶感覺(jué)到的不便和不適。特別地，盡管單個(gè)組內(nèi)的多個(gè)視圖被排序以對(duì)應(yīng)于圖像的方向(其分別對(duì)應(yīng)于右眼和左眼)，但是該關(guān)系在組的末端破裂(break down).特別地，最向右的觀看方向典型地將在組(錐)的末端，其鄰近于來(lái)自對(duì)應(yīng)于最向左觀看方向的相鄰組的視圖。因此，3D圖像感覺(jué)不僅將由于增加的視角而變形，而且它還將由于倒轉(zhuǎn)的/鏡像的觀看方向而惡化。這可以導(dǎo)致變形的視圖并且可以造成對(duì)用戶的不便和不適。可以通過(guò)降低朝向所述組的邊緣的發(fā)光度來(lái)減少這個(gè)效果。例如，當(dāng)用戶朝向組/觀看錐的邊緣移動(dòng)時(shí)，圖像可能變得更暗， 由此減輕向下一個(gè)組/觀看錐移動(dòng)的用戶的眼睛之一的感覺(jué)沖擊?？商娲鼗虼送?，它可以向用戶提供反饋，該反饋可以使用戶遠(yuǎn)離所述組/錐邊緣偏移。所述發(fā)光度可以例如是圖像的平均發(fā)光度或圖像的默認(rèn)或背景發(fā)光度。根據(jù)本發(fā)明的可選特征，所述三維顯示系統(tǒng)進(jìn)一步被布置為不在至少一個(gè)視圖組的至少一個(gè)邊緣視圖中呈現(xiàn)場(chǎng)景的圖像。這可以允許改進(jìn)的用戶體驗(yàn)并且可以特別地減少在一些情況中可能被一些用戶感覺(jué)到的不便和不適。特別地，與上面的描述相當(dāng)?shù)?，這可以減輕用戶由于處于兩個(gè)鄰近組 /觀看錐之間的邊緣處而接收倒轉(zhuǎn)的3D提示(cue)。特別地，可以通過(guò)改為提供沒(méi)有細(xì)節(jié)的圖像，比如全白色或全黑色圖像(例如對(duì)應(yīng)于沒(méi)有亮度(luminance ))，來(lái)實(shí)現(xiàn)不呈現(xiàn)場(chǎng)景的圖像。該方法可以防止用戶感覺(jué)到鏡像的 /反轉(zhuǎn)(reversed)的3D提示，因?yàn)閷?duì)于相對(duì)于顯示器處于正常觀看位置的用戶而言，跨越 (span)多于兩個(gè)視圖可能是不可行的或者甚至是不可能的?？商娲鼗虼送?，它可以向用戶提供反饋，該反饋可以使得用戶遠(yuǎn)離所述組/錐邊緣而偏移。根據(jù)本發(fā)明的可選特征，用戶存在估計(jì)包括檢測(cè)到的新用戶關(guān)于顯示器的相對(duì)用戶位置的指示，并且所述三維顯示系統(tǒng)進(jìn)一步包括用于將視圖組對(duì)向所述相對(duì)用戶位置的裝置。
這可以提供改進(jìn)的用戶體驗(yàn)并且可以特別地基于與先前描述的本發(fā)明的特性和選項(xiàng)的協(xié)同交互作用來(lái)提供改進(jìn)的用戶體驗(yàn)。例如，該方法可以允許向用戶提供朝向他相對(duì)于屏幕的當(dāng)前位置對(duì)準(zhǔn)(target)的 3D效果。例如，該顯示器可以調(diào)適以使得當(dāng)新用戶占據(jù)顯示器前面的位置時(shí)，調(diào)適輸出以使得用戶處于組/觀看錐的中心。然而，在用戶占據(jù)該位置的時(shí)間期間以及在系統(tǒng)的調(diào)適時(shí)間期間，可以向用戶呈現(xiàn)2D圖像，由此避免不恰當(dāng)對(duì)準(zhǔn)(aligned)的3D呈現(xiàn)的不利效果。 當(dāng)用戶已經(jīng)使他的位置穩(wěn)定并且系統(tǒng)已經(jīng)使觀看錐適合穩(wěn)定的位置時(shí)，所述三維特性可以逐漸地出現(xiàn)(turn up)以提供完全的3D體驗(yàn)。根據(jù)本發(fā)明的可選特征，用戶存在估計(jì)包括指示用戶對(duì)顯示器的注意力的用戶注意力估計(jì)。這可以允許改進(jìn)的操作并且可以特別地允許系統(tǒng)對(duì)于特定用戶環(huán)境和特性的改進(jìn)的適應(yīng)。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供一種用于三維顯示系統(tǒng)的操作方法，該操作方法包括在顯示器上呈現(xiàn)場(chǎng)景的多個(gè)視圖，每個(gè)視圖對(duì)應(yīng)于場(chǎng)景的觀看方向；為所述多個(gè)視圖的每一個(gè)生成圖像，包括為相鄰視圖生成包含有區(qū)別的圖像數(shù)據(jù)的有區(qū)別的圖像，在相鄰視圖被觀看者的不同眼睛觀看時(shí)所述圖像數(shù)據(jù)提供三維深度效果；響應(yīng)于在顯示系統(tǒng)的觀看區(qū)域中對(duì)用戶的嘗試檢測(cè)生成用戶存在估計(jì)；以及響應(yīng)于用戶存在估計(jì)修改相鄰視圖的有區(qū)別的圖像以調(diào)適三維效果。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供一種用于執(zhí)行上述方法的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品。本發(fā)明的這些和其他方面、特征和優(yōu)點(diǎn)將根據(jù)下文描述的實(shí)施例(一個(gè)或多個(gè))而清楚明白并且將參照這些實(shí)施例而被闡釋。


將參照附圖僅通過(guò)實(shí)例描述本發(fā)明的實(shí)施例，在附圖中圖1是根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的提供多個(gè)視圖的三維顯示系統(tǒng)的圖示； 圖2示出根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例的三維顯示系統(tǒng)的實(shí)例； 圖3是由三維顯示系統(tǒng)生成的多個(gè)視圖的圖示；以及圖4示出用于根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例的三維顯示系統(tǒng)的操作方法的實(shí)例。
具體實(shí)施例方式圖2示出根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例的三維顯示系統(tǒng)的實(shí)例。該三維顯示系統(tǒng)被布置為生成對(duì)應(yīng)于相同場(chǎng)景的不同視角的多個(gè)視圖，以使得在兩只眼睛中看到不同視圖的用戶可以感覺(jué)到三維圖像。在該實(shí)例中，三維顯示系統(tǒng)包括圖像數(shù)據(jù)源201，其提供可以允許生成三維感覺(jué)的圖像的圖像數(shù)據(jù)和相關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)。在該特定實(shí)例中，所提供的數(shù)據(jù)是由對(duì)應(yīng)于背景圖像的一個(gè)或多個(gè)前景層和背景層的多個(gè)圖像層提供的。此外，所提供的數(shù)據(jù)包括用于每個(gè)圖像層的深度圖，其包含圖像層的每個(gè)像素的深度值。為了清楚和簡(jiǎn)短，下面的描述將聚焦于單個(gè)圖像(比如靜止圖像)的處理。然而，將理解，所描述的原理同樣適用于例如三維動(dòng)畫(huà)和活動(dòng)圖像的表示。例如，當(dāng)分層的深度模型被用作三維視頻信號(hào)時(shí)，所描述的處理可以單獨(dú)地應(yīng)用于三維視頻信號(hào)的每個(gè)圖像和深度圖。圖像數(shù)據(jù)源201被耦合到再現(xiàn)處理器203，再現(xiàn)處理器203被布置為再現(xiàn)由從圖像數(shù)據(jù)源201接收的圖像數(shù)據(jù)表示的場(chǎng)景的不同視圖的多個(gè)圖像。所述圖像被再現(xiàn)為對(duì)應(yīng)于分別被觀看者的右眼或左眼感覺(jué)到的圖像。特別地，再現(xiàn)處理器203可以生成圖像范圍，其中每個(gè)圖像對(duì)應(yīng)于一只眼睛的視圖，鄰近視圖對(duì)應(yīng)于另一只眼睛的視圖。這些圖像被生成，使得當(dāng)兩個(gè)鄰近視圖分別被用戶的左眼和右眼感覺(jué)到時(shí)，期望的3D效果被用戶感覺(jué)到。例如，當(dāng)在完全3D模式中操作時(shí)，再現(xiàn)處理器203可以為中心視圖生成圖像，其對(duì)應(yīng)于將在場(chǎng)景前面被眼睛直接看到的圖像。該圖像是基于所接收的圖像層和深度圖生成的。然后，右邊緊鄰的視圖的圖像可被生成以對(duì)應(yīng)于將從向右偏移一定量的視角看到的視圖，該一定量對(duì)應(yīng)于在期望的距離處左眼與右眼之間的視角的典型差。通過(guò)重復(fù)該過(guò)程(即通過(guò)生成對(duì)應(yīng)于進(jìn)一步向右偏移一定量的視角的圖像，該一定量對(duì)應(yīng)于在期望距離處左眼與右眼之間的視角的典型差)生成該視圖右邊的視圖的圖像。相同的方法將用于對(duì)應(yīng)于中心視圖左邊的視圖的圖像(其中視角在處于相反方向的兩個(gè)圖像之間偏移)。因此，被定位使得左眼和右眼接收來(lái)自鄰近視圖的圖像的用戶將接收包含反映不同視角的有區(qū)別的圖像數(shù)據(jù)的有區(qū)別的圖像。因此，用戶可以感覺(jué)三維深度效果。在該特定實(shí)例中，再現(xiàn)處理器 203為九個(gè)鄰近視圖生成九個(gè)圖像(類似于圖1的實(shí)例)。如下文將解釋的，再現(xiàn)處理器203可能不總是在3D模式中操作，而是可以在包括 2D模式的降級(jí)的3D模式中操作，在2D模式中所有生成的圖像是相同的，即其中相同的圖像用于所有視圖。將理解，可以使用任何適當(dāng)?shù)挠糜卺槍?duì)給定視角從三維模型或視頻信號(hào)生成圖像的算法，而不減損(detracting from)本發(fā)明。例如，用于基于三維模型(比如三維分層深度模式)針對(duì)多視圖顯示器再現(xiàn)視圖的算法對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言是眾所周知的。用于基于分層深度模型再現(xiàn)視圖的適當(dāng)算法的實(shí)例可以在Siade，J等人在SIGGRAPH98發(fā)表的 "Layered Depth Images”中找到。用于再現(xiàn)視圖的算法的其他來(lái)源可以在計(jì)算機(jī)圖像學(xué) (Computer Graphics)教材中找至lj。所生成的圖像被饋送到組控制器205，其生成多個(gè)鄰近視圖組。組控制器205被布置為生成多個(gè)視圖組，以使得每個(gè)組包括相同的視圖。該組控制器205被耦合到布置為再現(xiàn)該視圖組的3D顯示器。每個(gè)視圖組因此可以對(duì)應(yīng)于例如圖1中圖示的觀看錐。因此，在該實(shí)例中，3D顯示器不僅僅顯示非重疊視圖，而且顯示跨顯示器重復(fù)的或復(fù)制的視圖組。特別地，每個(gè)視圖組可以在類似于圖1中圖示的觀看錐的觀看錐中呈現(xiàn)，但是該觀看錐被跨顯示器重復(fù)。因此，一個(gè)視圖組的最左邊的視圖將鄰近于鄰近視圖組的最右邊的視圖(其與該視圖組自身的最右邊的視圖相同)。相似地，一個(gè)視圖組的最右邊的視圖將鄰近于鄰近視圖組的最左邊的視圖(其與該視圖組自身的最左邊的視圖相同)。因此，在該實(shí)例中，視圖的基本集被跨顯示器重復(fù)，由此允許例如處于相對(duì)于顯示器的不同位置的用戶感覺(jué)高效的3d感覺(jué)。因此，如圖3中圖示的，觀看錐可以跨顯示器周期性地重復(fù)，以使得處于不同錐中的人可以觀看到相同的內(nèi)容。組控制器205將對(duì)應(yīng)于不同視角的再現(xiàn)的圖像分配給組中的適當(dāng)?shù)囊晥D。特別地，對(duì)應(yīng)于最左邊的視角的圖像被分配給每個(gè)組/錐的最左邊的視圖，對(duì)應(yīng)于下一個(gè)最左邊的視角的圖像被分配給每個(gè)組/錐的下一個(gè)最左邊的視圖，等等。然而，此外，圖1的系統(tǒng)被布置為響應(yīng)于一個(gè)或多個(gè)用戶的存在的估計(jì)調(diào)適行為， 以便減少處于次最優(yōu)位置的觀看者的不便和不適。特別地，如果觀看者位于錐邊界處從而他正觀看來(lái)自不同組的視圖，則他將看到左右倒轉(zhuǎn)的視圖，這可能擾亂人的視覺(jué)系統(tǒng)并且因此導(dǎo)致不適的感覺(jué)(例如左眼可以看到圖3的+4圖像，而右眼可以看到-4圖像)。這些組/錐邊界轉(zhuǎn)變提供了關(guān)于大多數(shù)自動(dòng)立體3D顯示器的主要缺點(diǎn)之一。事實(shí)上，甚至當(dāng)人不直接觀看顯示器而是僅將其作為他的周邊視覺(jué)的一部分而觀看時(shí)，可能在靠近錐邊界處引起不適。當(dāng)人們沿著顯示器移動(dòng)時(shí)，這可能特別關(guān)鍵，因?yàn)檫@將導(dǎo)致他們穿過(guò)若干錐邊界。在圖2的系統(tǒng)中，響應(yīng)于所生成的對(duì)用戶存在于適當(dāng)區(qū)域中的估計(jì)而調(diào)適所述操作。用戶估計(jì)可以特別地用于調(diào)適觀看錐，以使得當(dāng)檢測(cè)到新用戶時(shí)組控制器205生成視圖組，使得將傾向于生成觀看組/錐，其中用戶位于觀看錐中心。然而，盡管使觀看錐/組適合于用戶的位置可以大大地改進(jìn)用戶體驗(yàn)并且減少了不便和不適，但是用戶最初可以位于觀看組之間的邊界上。例如，在從用戶典型地開(kāi)始觀看屏幕直到他位于其期望的位置的時(shí)間間隔期間，用戶可以體驗(yàn)到導(dǎo)致不適的變形的或鏡像的3D提示。同樣，調(diào)適最初的觀看錐將不會(huì)減輕偶然的觀看者(例如橫過(guò)顯示器移動(dòng)的觀看者)的問(wèn)題。在圖2的系統(tǒng)中，這是通過(guò)用戶存在估計(jì)減輕的，用戶存在估計(jì)還被用于控制由不同視圖的圖像提供的3D效果。作為特定實(shí)例，用戶存在估計(jì)可以用于在2D操作模式與3D操作模式之間切換顯示系統(tǒng)。例如，如果用戶存在估計(jì)指示在給定的時(shí)間間隔沒(méi)有檢測(cè)到用戶，則顯示系統(tǒng)可以在2D操作模式中操作。這可以例如通過(guò)在所有視圖中顯示相同內(nèi)容來(lái)實(shí)現(xiàn)，即通過(guò)在所有視圖組的所有視圖中呈現(xiàn)相同的再現(xiàn)的圖像來(lái)實(shí)現(xiàn)。在此情況下，處于占據(jù)用于觀看顯示器的位置的過(guò)程中的偶然的觀看者或用戶將不會(huì)體驗(yàn)到任何變形或不適，而是將僅僅體驗(yàn)到二維場(chǎng)景。然而，當(dāng)檢測(cè)到用戶時(shí)，顯示系統(tǒng)可以例如通過(guò)逐漸增加深度效果例如超過(guò)兩秒緩慢地從2D操作模式轉(zhuǎn)變到3D操作模式。這將向用戶給出對(duì)象緩慢地從2D變成3D的印象。而且，在轉(zhuǎn)變到3D模式之前，觀看組或錐可以瞄準(zhǔn)(aim at)用戶或以以下的方式放置使得相對(duì)于多個(gè)用戶位置該方式是最優(yōu)的。當(dāng)檢測(cè)到多個(gè)用戶時(shí)，對(duì)觀看組或錐的調(diào)適可以通過(guò)瞄準(zhǔn)所述視圖的錐/組使得最小數(shù)量的用戶被錐邊界撞上(hit)或通過(guò)最大化從所檢測(cè)的臉(face)中心到他們的最近的錐邊界的平均距離來(lái)實(shí)現(xiàn)。例如，如果檢測(cè)到兩個(gè)用戶，則每個(gè)所檢測(cè)到的臉的中心與最近的錐邊界之間的平均距離或距離和可以針對(duì)例如錐的所有可能的對(duì)準(zhǔn)(alignment) (例如針對(duì)顯示器每個(gè)錐提供九個(gè)視圖的九種不同的可能性)而被求值。然后可以選擇提供到錐邊界的最大組合距離的對(duì)準(zhǔn)。相同的方法可以例如用于最小化從錐的中心到臉中心的組合距離?？商娲兀瑢?duì)于每個(gè)對(duì)準(zhǔn)，可以確定所檢測(cè)的臉位置中的任意一個(gè)是否太靠近錐邊界。然后可以選擇一種對(duì)準(zhǔn)，對(duì)于該對(duì)準(zhǔn)而言在給定的錐邊界間隔內(nèi)不存在所檢測(cè)的臉位置。如果沒(méi)有這樣的對(duì)準(zhǔn)是可能的，則可以選擇導(dǎo)致只有一個(gè)臉位于錐邊界間隔中的對(duì)準(zhǔn)。如果這是不可能的，則可以選擇只有兩個(gè)臉在錐邊界間隔中的對(duì)準(zhǔn)，等等。
將理解，依賴于用戶的數(shù)量和位置，調(diào)適觀看錐/組以使得將沒(méi)有用戶處在觀看錐之間的邊界處可能不總是可能的。在一些實(shí)施例中，這可以被認(rèn)為是可接受的(例如位于邊界內(nèi)的用戶典型地可以在他們沒(méi)有感覺(jué)到可接受的3D圖像的情況下移動(dòng))。然而，在其他實(shí)施例中，可以響應(yīng)于視圖組的邊界間隔中用戶的檢測(cè)調(diào)節(jié)3D效果。例如，所述設(shè)備可以保持在2D操作模式中，直到檢測(cè)到在沒(méi)有任何用戶位于觀看錐邊界間隔中的情況下觀看組/錐的對(duì)準(zhǔn)是可能的為止。如果對(duì)于給定的間隔沒(méi)有檢測(cè)到用戶，則顯示器可以緩慢地轉(zhuǎn)變回2D操作模式。 已經(jīng)進(jìn)行了多個(gè)實(shí)驗(yàn)，這些實(shí)驗(yàn)表明，與使用固定深度效果和靜態(tài)錐邊界相比，感覺(jué)到結(jié)果愉快得多。特別地，2D與3D之間的轉(zhuǎn)變以及向后的轉(zhuǎn)變不被感覺(jué)為不愉快。因此，圖2的顯示系統(tǒng)包括用戶處理器209，其被布置為生成用戶存在估計(jì)，該用戶存在估計(jì)特別地可以是指示用戶被估計(jì)為存在還是不存在的二進(jìn)制值。在該實(shí)例中，用戶處理器209被耦合到被布置為捕獲顯示器207前面的區(qū)域的照相機(jī)。照相機(jī)211可以例如定位在顯示器之上或之下。來(lái)自照相機(jī)211的信號(hào)被饋送到用戶處理器209，用戶處理器209對(duì)該信號(hào)進(jìn)行評(píng)估以檢測(cè)用戶的存在。在該特定實(shí)例中，用戶處理器209根據(jù)所接收的視頻信號(hào)執(zhí)行臉檢測(cè)。因此，臉檢測(cè)算法設(shè)法通過(guò)試圖在所接收的信號(hào)中檢測(cè)臉來(lái)檢測(cè)用戶的存在。如果檢測(cè)到臉，則用戶存在估計(jì)被設(shè)置為指示用戶存在，否則它被設(shè)置為指示用戶不存在。臉檢測(cè)算法可以特別地被布置為檢測(cè)轉(zhuǎn)向照相機(jī) 211和顯示器207的臉，因?yàn)檫@可以提供不僅觀看者存在的指示而且還可以指示觀看者可能是顯示器的用戶，即所檢測(cè)的臉瞄準(zhǔn)顯示器以便觀看顯示的圖像(一個(gè)或多個(gè))。因此，該方法可以提供用戶與偶然的觀看者之間的有利區(qū)別并且因此可以不僅提供存在指示而且還提供注意力指示。將理解，用戶存在檢測(cè)可能受制于要滿足的各種要求。例如，對(duì)于指示存在用戶的用戶存在指示，可以要求已在至少給定的時(shí)間間隔中檢測(cè)到用戶。類似地，對(duì)于指示不存在用戶的用戶存在指示，可以要求在至少給定時(shí)間間隔中沒(méi)有檢測(cè)到用戶。將理解，用于臉檢測(cè)的不同算法是本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的。還將理解，用于確定用戶存在估計(jì)的其他算法可替代地或此外可以用在其他實(shí)施例中。在該實(shí)例中，用戶處理器209生成用戶存在估計(jì)，其不僅可以指示是否存在用戶而且還可以提供對(duì)用戶相對(duì)于顯示器的位置的估計(jì)。例如，照相機(jī)211所捕獲的圖像中臉的位置可以用于估計(jì)用戶沿著顯示器207的位置。該位置信息在該特定實(shí)例中被饋送到組控制器205，組控制器205使用該位置信息來(lái)生成對(duì)應(yīng)于所估計(jì)的沿著顯示器的位置的觀看組/錐。例如，所述視圖可以分配給特定的顯示視圖束，以使得圖像組的中心視圖(例如圖3的實(shí)例的視圖0)被分配給對(duì)應(yīng)于用戶的位置的束。例如，顯示器207特別地可以具有每錐/組九個(gè)視圖以及總共八個(gè)錐/組。因此， 視圖的總數(shù)是72。臉檢測(cè)算法可以檢測(cè)位于例如視圖37中的人。由于顯示器的雙凸透鏡 (Ienticula)的物理性質(zhì)，所述視圖每九個(gè)視圖重復(fù)它們自己，即對(duì)所有i，視圖i與視圖 i+9相同。所述再現(xiàn)計(jì)算9個(gè)不同的視圖，-4到4，其中視圖0是原始的2D圖像。所再現(xiàn)的中心視圖分配給所述72個(gè)視圖之一。僅有九種不同的配置來(lái)分配中心視圖。其他所再現(xiàn)的視圖被放置在中心視圖周圍，如圖3中所例示。為了針對(duì)處于位置37的觀看者進(jìn)行最優(yōu)化，因此組控制器205將中心視圖分配給位置37。
在該實(shí)例中，假設(shè)觀看者在最優(yōu)觀看距離處。使顯示器適合特定的觀看者距離可能更加復(fù)雜。例如，假設(shè)觀看者在例如細(xì)的距離處，則確定了從位置37并且在細(xì)的距離處哪些像素是可見(jiàn)的并且中心視圖被放置在這個(gè)像素子集中。再現(xiàn)的視圖1然后被放置在從位置38且在細(xì)的距離處可見(jiàn)的像素子集中。再現(xiàn)的視圖-1被放置在從位置36且在細(xì)的距離處可見(jiàn)的像素子集中，等等。將理解，距離和位置估計(jì)可以使用臉檢測(cè)來(lái)獲得。特別地，臉檢測(cè)算法是已知的， 其提供表示所檢測(cè)的臉的矩形。矩形的中心可被用作臉的位置。對(duì)于所述特定系統(tǒng)，一般不需要確切的眼睛位置。而且，對(duì)于錐/觀看組瞄準(zhǔn)而言，僅僅需要水平位置(距離和垂直位置都不需要)。矩形的尺寸可以用于估計(jì)到人的距離。該距離例如對(duì)于忽略遠(yuǎn)處的人們同時(shí)允許跟蹤這些人直到他們變得更近為止是有用的。典型地，僅僅生成某個(gè)最小尺寸(例如20x20個(gè)像素)以上的矩形，由此經(jīng)常限制距離范圍。因此，對(duì)于個(gè)別的實(shí)施例和情況，需要合適的視圖域，其中窄視圖域?qū)е麻L(zhǎng)距離范圍且寬視圖域?qū)е露叹嚯x范圍。更高分辨率的照相機(jī)允許更大的距離范圍。VGA照相機(jī)(640x480)對(duì)于大多數(shù)情況而言是足夠的。還將理解，各種照相機(jī)改進(jìn)可以用于提高臉檢測(cè)算法的精確度和可靠性。例如，照相機(jī)211可以是立體照相機(jī)、紅外照相機(jī)、高動(dòng)態(tài)范圍照相機(jī)和/或深度照相機(jī)(特別地基于光飛行時(shí)間)。還將理解，在其他實(shí)施例中，可以使用用于檢測(cè)用戶存在估計(jì)的其他方法和原理。 例如，簡(jiǎn)單的紅外熱傳感器(例如無(wú)源紅外檢測(cè)器，PID)可以用于提供在傳感器所覆蓋的區(qū)域內(nèi)是否存在人的簡(jiǎn)單二進(jìn)制估計(jì)。顯示系統(tǒng)還包括耦合到用戶處理器209和再現(xiàn)處理器203的3D控制器213。該 3D控制器213從用戶處理器209接收用戶存在估計(jì)并且基于該估計(jì)該3D控制器對(duì)由再現(xiàn)處理器203所生成的圖像提供的3D效果進(jìn)行控制。在該實(shí)例中，3D控制器213控制所述圖像提供的3D感覺(jué)的程度。因此由再現(xiàn)處理器203再現(xiàn)的不同圖像的圖像數(shù)據(jù)的差異適于提供期望的3D效果。特別地，可以由3D控制器213依賴于用戶估計(jì)調(diào)適場(chǎng)景的深度范圍。因此，可以依賴于用戶存在估計(jì)來(lái)調(diào)適被感覺(jué)為分別距離觀看者最遠(yuǎn)和最近的像素元素的深度之間的差異。在該實(shí)例中，當(dāng)顯示系統(tǒng)在正常的3D操作模式中操作時(shí)(即當(dāng)用戶已經(jīng)存在超過(guò)給定的時(shí)間量時(shí))，深度范圍可以處于由來(lái)自圖像數(shù)據(jù)源201的場(chǎng)景數(shù)據(jù)表示的滿級(jí)(full level)，但是當(dāng)系統(tǒng)在2D操作模式中操作時(shí)(即當(dāng)用戶已經(jīng)存在超過(guò)給定的時(shí)間量時(shí))，可以不包含深度范圍。而且，在該實(shí)例中，3D控制器213可以將2D操作模式與3D操作模式之間的轉(zhuǎn)變控制為非常漸進(jìn)。事實(shí)上，當(dāng)檢測(cè)到用戶時(shí)(即已經(jīng)在長(zhǎng)于給定間隔的時(shí)間里檢測(cè)到臉)，3D 控制器213逐步地控制再現(xiàn)處理器以生成從對(duì)應(yīng)于平坦的圖像(所有視圖中的相同圖像)改變?yōu)閷?duì)應(yīng)于完全3D視圖的圖像(S卩，具有對(duì)應(yīng)于右眼和左眼的不同視角的有區(qū)別的圖像數(shù)據(jù))的圖像。相似地，當(dāng)檢測(cè)到已經(jīng)不存在用戶超過(guò)給定時(shí)間間隔時(shí)(例如，先前檢測(cè)到的臉不再被檢測(cè)到或事實(shí)上在給定間隔沒(méi)有檢測(cè)到臉)，3D控制器213逐步地控制再現(xiàn)處理器以生成從對(duì)應(yīng)于完全3D視圖(即具有對(duì)應(yīng)于右眼和左眼的不同視角的有區(qū)別的圖像數(shù)據(jù))改變?yōu)閷?duì)應(yīng)于平坦圖像的圖像(所有視圖中的相同圖像)的圖像。在該實(shí)例中，3D控制器213控制再現(xiàn)處理器203，以使得所述轉(zhuǎn)變相對(duì)較慢。針對(duì)具有0. 5秒和10秒之間(特別地1秒和5秒之間)的轉(zhuǎn)變時(shí)間的一個(gè)或兩個(gè)轉(zhuǎn)變，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了特別的吸引人的用戶體驗(yàn)。該方法可以向用戶提供以下體驗(yàn)當(dāng)他在顯示器前面坐下時(shí)， 所呈現(xiàn)的圖像將自動(dòng)地且逐漸地變?yōu)槿S。另外，該圖像在該用戶離開(kāi)時(shí)將自動(dòng)回復(fù)到2D 圖像，由此減少了其他用戶的不便和不適。在該實(shí)例中，由具有相對(duì)于彼此的有區(qū)別的圖像數(shù)據(jù)的不同圖像提供3D感覺(jué)提示(cue)，即當(dāng)提供3D效果時(shí)，這些圖像是不同的。所述有區(qū)別的圖像數(shù)據(jù)可以特別地包括對(duì)應(yīng)于視差值的圖像區(qū)域的變化，所述視差值表示圖像區(qū)域的特定深度的視差效果(左眼與右眼之間)。例如，圖像對(duì)象進(jìn)一步朝向用戶，則視差值將增加，并且因此，圖像區(qū)域進(jìn)一步向前，則相鄰視圖的圖像之間的這些圖像區(qū)域的偏移將增加。事實(shí)上，對(duì)于許多背景圖像區(qū)域，視差值和偏移將傾向于為零。另外，有區(qū)別的圖像數(shù)據(jù)可以例如包含遮斷數(shù)據(jù)。例如，背景圖像區(qū)域在一個(gè)圖像中可以被前景圖像對(duì)象遮斷，但是在另一個(gè)圖像中可以是可見(jiàn)的。因此，對(duì)應(yīng)的像素值在一個(gè)圖像中可以對(duì)應(yīng)于前景圖像對(duì)象并且在相鄰圖像中可以對(duì)應(yīng)于背景圖像。將理解，在不同的實(shí)施例中，可以使用不同的方法依賴于用戶存在估計(jì)修改3D效果。例如，在一些實(shí)施例中，用戶存在估計(jì)可以作為再現(xiàn)算法的部分詳細(xì)地考慮。然而，在其他實(shí)施例中，3D控制器213可以通過(guò)一個(gè)或多個(gè)參數(shù)控制再現(xiàn)處理器的操作。例如，3D效果的修改可以通過(guò)響應(yīng)于用戶存在估計(jì)修改所述有區(qū)別的圖像數(shù)據(jù)以使得這些有區(qū)別的圖像數(shù)據(jù)之間的視角偏移被改變來(lái)實(shí)現(xiàn)。因此，當(dāng)處于2D操作模式時(shí)， 所有圖像的視角可以是相同的并且事實(shí)上可以沒(méi)有有區(qū)別的圖像數(shù)據(jù)。然而，當(dāng)在3D操作模式中操作時(shí)，所述有區(qū)別的圖像數(shù)據(jù)可以反映對(duì)應(yīng)于人眼睛之間的視角偏移的不同圖像的不同視角的沖擊(impact)。在一些實(shí)施例中，3D控制器213可以特別地向再現(xiàn)處理器203提供相鄰視圖之間的視角偏移。再現(xiàn)處理器然后可以使用該圖像觀看偏移創(chuàng)建有區(qū)別的圖像以使得它們對(duì)應(yīng)于該圖像觀看偏移。因此，將執(zhí)行遮斷和視差處理，以使得所生成的圖像表示具有指定的視角偏移的場(chǎng)景的圖像。3D控制器213然后可以簡(jiǎn)單地通過(guò)逐步地將視角偏移從零增加到對(duì)應(yīng)于左眼和右眼的完全視角偏移的值來(lái)將顯示系統(tǒng)從2D轉(zhuǎn)變到3D。所述從3D模式到2D 模式的轉(zhuǎn)變可以通過(guò)將視角偏移從滿值(full value)減小到零來(lái)實(shí)現(xiàn)。因此，在該系統(tǒng)中，相鄰圖像之間的有區(qū)別的圖像數(shù)據(jù)的視差特性將依賴于用戶存在估計(jì)而改變。用于生成圖像數(shù)據(jù)的視差值通常可以作為由深度圖定義的圖像區(qū)域的深度級(jí)的函數(shù)而被生成。因此，作為背景中較遠(yuǎn)的圖像對(duì)象的部分的像素將具有低視差(并且特別地可以沒(méi)有視差)，因?yàn)樗粌芍谎劬σ源篌w相同的角度看到。然而，靠近用戶的圖像對(duì)象的像素將具有高視差。再現(xiàn)算法典型地將視差確定為深度的函數(shù)，并且在圖2的系統(tǒng)中，3D控制器213可以被布置為依賴于用戶存在估計(jì)修改該函數(shù)。例如，像素的深度的給定值的視差可以響應(yīng)于用戶存在估計(jì)而被改變。作為特定實(shí)例，來(lái)自包括像素的深度圖的深度值可以在它被轉(zhuǎn)換為視差值之前被修改。作為簡(jiǎn)單實(shí)例，視差值可以被確定為
dis=f (c d)
其中f (χ)是深度到視差值的標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)換，d是像素的深度且c是由3D控制器213控制的縮放因子。因此，當(dāng)沒(méi)有用戶被估計(jì)為存在時(shí)，3D控制器213可以將該縮放因子設(shè)置為零，從而導(dǎo)致生成2D顯示輸出，并且當(dāng)檢測(cè)到用戶時(shí)，將縮放因子緩慢增加到1，從而導(dǎo)致3D深度效果逐漸顯現(xiàn)。將理解，在一些實(shí)施例中，用戶存在估計(jì)可以不僅指示用戶是否被估計(jì)為存在，而且還可以包括以下指示用戶是否被估計(jì)為主動(dòng)地集中在屏幕上。例如，可以通過(guò)確定臉檢測(cè)算法檢測(cè)轉(zhuǎn)向屏幕的臉的持續(xù)時(shí)間來(lái)估計(jì)用戶對(duì)顯示器的注意的估計(jì)。因此，如果所述算法在較長(zhǎng)的時(shí)間間隔檢測(cè)到轉(zhuǎn)向屏幕的臉，則可能的是，用戶正在主動(dòng)地觀看顯示器并且因此提供強(qiáng)的3D效果。然而，如果臉檢測(cè)僅僅在相對(duì)較短的間隔中檢測(cè)到臉，則可能的是，這是因?yàn)橛脩粢恢睂⑺念^轉(zhuǎn)向遠(yuǎn)離顯示器，并且因此沒(méi)有主動(dòng)地注視顯示器并且因此更可能地是對(duì)錐邊緣感到不適。因此，可以減少3D效果。在一些實(shí)施例中，用戶存在估計(jì)可以包括用戶的移動(dòng)性特性的指示。例如，臉檢測(cè)算法可以檢測(cè)被檢測(cè)到的臉的移動(dòng)并且用戶存在估計(jì)可以指示這個(gè)移動(dòng)的屬性，比如該臉移動(dòng)得多快或者該移動(dòng)是否在連續(xù)的方向上(例如對(duì)應(yīng)于從顯示器旁走過(guò)的觀看者)上。所提供的3D效果然后可以依賴于該移動(dòng)性特性修改。例如，如果檢測(cè)到不移動(dòng)的用戶，則所述設(shè)備可以僅從2D操作模式轉(zhuǎn)變?yōu)?D操作模式。因此，對(duì)于快速移動(dòng)的觀看者(比如在顯示器旁走過(guò)的觀看者)，不提供有區(qū)別的3D視圖，由此減少了不適。在一些實(shí)施例中，所述顯示設(shè)備可以進(jìn)一步被布置為依賴于圖像被呈現(xiàn)在視圖組的哪個(gè)視圖中來(lái)改變圖像的特性。例如，組控制器205可以被布置為相對(duì)于錐/組的更靠近中心的視圖的發(fā)光度， 減少至少一個(gè)朝向錐/組的邊緣的視圖的發(fā)光度。因此，朝向錐邊緣，圖像可以變得更暗， 由此減少交叉(cross)錐/組視圖的沖擊并且向用戶提供以下反饋他正在接近其中3D效果退化的區(qū)域。特別地，組控制器205可被布置為不在各組的至少一個(gè)邊緣視圖中呈現(xiàn)場(chǎng)景的圖像。例如，可以改為呈現(xiàn)全白或全黑圖像，由此確保用戶不接收鏡像的3D提示并且向用戶提供反饋。例如，在圖3中，對(duì)應(yīng)于-4和+4的所有視圖可以是均勻的黑色圖像，由此提供反饋并防止鏡像效果。將理解，在許多實(shí)施例中，可以通過(guò)僅修改每一組的一個(gè)視圖來(lái)減輕重疊風(fēng)險(xiǎn)。例如使對(duì)應(yīng)于圖3的視圖+4的所有圖像變暗將確保沒(méi)有兩個(gè)鄰近視圖呈現(xiàn)鏡像的3D提示。作為特定實(shí)例，顯示系統(tǒng)可以對(duì)錐/組邊緣附近的視圖進(jìn)行暗化。暗化的程度可以朝向錐/組邊緣而被逐步增加，直到正好處在錐/組邊緣處的視圖完全黑為止。這將具有以下效果錐/組邊界處的觀看者將看到黑色的顯示器，這不會(huì)導(dǎo)致通常與倒轉(zhuǎn)的視圖和3D提示相關(guān)聯(lián)的不適。當(dāng)用戶處于次最優(yōu)位置時(shí)，該方法還向該用戶提供反饋。事實(shí)上， 它將傾向于下意識(shí)地使用戶遠(yuǎn)離邊緣偏移。折衷(trade — of )在于，一些視圖將不可用于 3D呈現(xiàn)，但是這可能越來(lái)越不是那么不利，因?yàn)轱@示器越來(lái)越傾向于能夠提供每個(gè)組/錐的大量的視圖(并且預(yù)計(jì)該數(shù)量會(huì)增加)。該方法特別地可能對(duì)于多用戶情況是有利的。在該特定實(shí)例中，再現(xiàn)處理器203、組控制器205、用戶處理器209和3D控制器213 被實(shí)現(xiàn)為在作為顯示系統(tǒng)的一部分的計(jì)算設(shè)備(比如處理器或計(jì)算平臺(tái))上運(yùn)行的固件。該計(jì)算平臺(tái)可以例如是執(zhí)行圖4的方法的數(shù)字信號(hào)處理器。在步驟401中，為多個(gè)視圖的每一個(gè)生成圖像。這包括有時(shí)為相鄰視圖生成包含有區(qū)別的圖像數(shù)據(jù)的有區(qū)別的圖像，在相鄰視圖被觀看者的不同眼睛觀看時(shí)該圖像數(shù)據(jù)提供三維深度效果。
步驟401之后是步驟403，在該步驟中，響應(yīng)于對(duì)顯示系統(tǒng)的觀看區(qū)域中用戶的嘗試檢測(cè)生成用戶存在估計(jì)。步驟403之后是步驟405，在該步驟中，響應(yīng)于用戶存在估計(jì)修改由多個(gè)視圖的圖像提供的三維效果。步驟405之后是步驟407，在該步驟中，多個(gè)視圖被呈現(xiàn)在顯示器上，其中每個(gè)視圖對(duì)應(yīng)于場(chǎng)景的觀看方向。隨后，該方法返回到步驟401。將理解，盡管上面的描述集中于其中呈現(xiàn)靜止圖像的應(yīng)用，但是該方法同樣適用于例如運(yùn)動(dòng)的圖像。例如，圖4的方法的每次重復(fù)可以處理同一個(gè)靜止圖像或可以處理運(yùn)動(dòng)圖像序列中的新圖像。例如，每次重復(fù)可以處理視頻信號(hào)的新幀。將理解，為了清楚起見(jiàn)，上面的描述已經(jīng)參考不同的功能單元和處理器描述了本發(fā)明的實(shí)施例。然而，應(yīng)當(dāng)清楚，不同功能單元或處理器之間的任何適當(dāng)?shù)墓δ芊植伎梢员皇褂?，而不減損(detract from)本發(fā)明。例如，被說(shuō)明成將由分開(kāi)的處理器或控制器執(zhí)行的功能可以由相同的處理器或控制器來(lái)執(zhí)行。因此，對(duì)特定功能單元的引用僅被看作對(duì)用于提供所描述的功能的適當(dāng)裝置的引用，而不是指示嚴(yán)格的邏輯或物理結(jié)構(gòu)或組織。本發(fā)明可以以包括硬件、軟件、固件或這些的任意組合的任何適當(dāng)形式實(shí)現(xiàn)。本發(fā)明可選地可以至少部分地實(shí)現(xiàn)為在一個(gè)或多個(gè)數(shù)據(jù)處理器和/或數(shù)字信號(hào)處理器上運(yùn)行的計(jì)算機(jī)軟件。本發(fā)明實(shí)施例的元件和組件可以以任何適當(dāng)?shù)姆绞轿锢淼亍⒐δ苄缘匾约斑壿嫷貙?shí)現(xiàn)。事實(shí)上，所述功能可以實(shí)現(xiàn)在單個(gè)單元中、實(shí)現(xiàn)在多個(gè)單元中，或者作為其他功能單元的一部分實(shí)現(xiàn)。同樣，本發(fā)明可以實(shí)現(xiàn)在單個(gè)單元中或者可以物理地以及功能性地分布在不同單元和處理器之間。盡管已經(jīng)結(jié)合一些實(shí)施例描述了本發(fā)明，但是本發(fā)明不旨在受限于本文所提出的特定形式。相反地，本發(fā)明的范圍僅由所附權(quán)利要求限定。此外，盡管特征可以看來(lái)是結(jié)合特定實(shí)施例描述的，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到所描述的實(shí)施例的各種特征可以根據(jù)本發(fā)明組合。在權(quán)利要求中，術(shù)語(yǔ)包括不排除其他元件或步驟的存在。另外，盡管單獨(dú)地列出，但是多個(gè)裝置、元件或方法步驟可以通過(guò)例如單個(gè)單元或處理器實(shí)現(xiàn)。此外，盡管各個(gè)特征可以包含在不同的權(quán)利要求中，但是這些特征有可能可以有利地組合，并且包含在不同的權(quán)利要求中不暗示特征的組合不是可行的和/或有利的。 同樣，特征包含在權(quán)利要求的一個(gè)類別中不暗示限于該類別，而是指示該特征同樣可以適用于其他權(quán)利要求類別。而且，權(quán)利要求中的特征的順序不暗示這些特征必須按照其工作的任何特定順序，并且特別地，方法權(quán)利要求中的各個(gè)步驟的順序不暗示這些步驟必須按此順序執(zhí)行。相反地，這些步驟可以以任何適當(dāng)?shù)捻樞驁?zhí)行。此外，單數(shù)引用不排除多個(gè)。 因此對(duì)“一”、“第一”、“第二”等的引用不排除多個(gè)。權(quán)利要求中的附圖標(biāo)記僅被提供作為闡明性的實(shí)例，不應(yīng)當(dāng)將其解釋為以任何方式限制權(quán)利要求的范圍。
權(quán)利要求
1.一種三維顯示系統(tǒng)，包括顯示器(207)，用于呈現(xiàn)場(chǎng)景的多個(gè)視圖，每個(gè)視圖對(duì)應(yīng)于該場(chǎng)景的觀看方向；再現(xiàn)單元(203)，用于為多個(gè)視圖的每一個(gè)生成圖像，該再現(xiàn)單元能夠?yàn)橄噜徱晥D生成包含有區(qū)別的圖像數(shù)據(jù)的有區(qū)別的圖像，在相鄰視圖被觀看者的不同眼睛觀看時(shí)所述圖像數(shù)據(jù)提供三維深度效果；用于響應(yīng)于在顯示系統(tǒng)的觀看區(qū)域中對(duì)用戶的嘗試檢測(cè)來(lái)生成用戶存在估計(jì)的裝置 (209,211)；以及修改裝置(213)，用于響應(yīng)于所述用戶存在估計(jì)修改相鄰視圖的所述有區(qū)別的圖像以調(diào)適三維效果。
2.權(quán)利要求1的三維顯示系統(tǒng)，其中所述修改裝置(213)被布置為響應(yīng)于用戶存在估計(jì)調(diào)節(jié)由有區(qū)別的圖像表示的場(chǎng)景的深度范圍。
3.權(quán)利要求1的三維顯示系統(tǒng)，其中所述修改裝置(213)被布置為響應(yīng)于用戶存在估計(jì)修改有區(qū)別的圖像數(shù)據(jù)以改變有區(qū)別的圖像的對(duì)應(yīng)的圖像區(qū)域的視差特性。
4.權(quán)利要求3的三維顯示系統(tǒng)，其中所述再現(xiàn)裝置(203)被布置為響應(yīng)于場(chǎng)景的深度圖數(shù)據(jù)生成有區(qū)別的圖像數(shù)據(jù)，并且所述修改裝置(213)被布置為響應(yīng)于用戶存在估計(jì)修改深度圖值與視差值之間的關(guān)系。
5.權(quán)利要求1的三維顯示系統(tǒng)，其中所述修改裝置(213)被布置為響應(yīng)于用戶存在估計(jì)修改所述有區(qū)別的圖像數(shù)據(jù)以改變所述有區(qū)別的圖像之間的視角偏移。
6.權(quán)利要求1的三維顯示系統(tǒng)，其中所述修改裝置(213)被布置為響應(yīng)于對(duì)新用戶的檢測(cè)而將顯示系統(tǒng)從第一操作模式轉(zhuǎn)變?yōu)榈诙僮髂Ｊ?，相?duì)于第二操作模式，第一操作模式對(duì)應(yīng)于減少的三維效果。
7.權(quán)利要求6的三維顯示系統(tǒng)，其中所述修改裝置(213)被布置為控制所述轉(zhuǎn)變以使得轉(zhuǎn)變時(shí)間介于0. 5秒和10秒之間。
8.權(quán)利要求1的三維顯示系統(tǒng)，其中所述修改裝置(213)被布置為響應(yīng)于用戶的不存在的檢測(cè)將顯示系統(tǒng)從第二操作模式轉(zhuǎn)變?yōu)榈谝徊僮髂Ｊ?，相?duì)于第二操作模式，第一操作模式對(duì)應(yīng)于減少的三維效果。
9.權(quán)利要求1的三維顯示系統(tǒng)，進(jìn)一步被布置為呈現(xiàn)多個(gè)鄰近的視圖組，每個(gè)視圖組包括所述多個(gè)視圖中的至少一些。
10.權(quán)利要求9的三維顯示系統(tǒng)，被布置為降低第一視圖組的至少第一視圖相對(duì)于第二視圖的發(fā)光度，第二視圖比第一視圖更靠近第一視圖組的中心。
11.權(quán)利要求9的三維顯示系統(tǒng)，進(jìn)一步被布置為不在至少一個(gè)視圖組的至少一個(gè)邊緣視圖中呈現(xiàn)場(chǎng)景的圖像。
12.權(quán)利要求9的三維顯示系統(tǒng)，其中用戶存在估計(jì)包括檢測(cè)到的新用戶相對(duì)于顯示器的相對(duì)用戶位置的指示，并且進(jìn)一步包括用于將視圖組對(duì)向所述相對(duì)用戶位置的裝置(205)。
13.權(quán)利要求1的三維顯示系統(tǒng)，其中用戶存在估計(jì)包括指示用戶對(duì)顯示器的注意的用戶注意估計(jì)。
14.一種用于三維顯示系統(tǒng)的操作方法，包括在顯示器上呈現(xiàn)(407)場(chǎng)景的多個(gè)視圖，每個(gè)視圖對(duì)應(yīng)于場(chǎng)景的觀看方向；為所述多個(gè)視圖的每一個(gè)生成(401)圖像，包括為相鄰視圖生成包含有區(qū)別的圖像數(shù)據(jù)的有區(qū)別的圖像，在相鄰視圖被觀看者的不同眼睛觀看時(shí)所述圖像數(shù)據(jù)提供三維深度效果；響應(yīng)于在顯示系統(tǒng)的觀看區(qū)域中對(duì)用戶的嘗試檢測(cè)生成(403)用戶存在估計(jì)；以及響應(yīng)于用戶存在估計(jì)修改(405)相鄰視圖的有區(qū)別的圖像以調(diào)適三維效果。
15. 一種用于執(zhí)行權(quán)利要求14的方法的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品。
全文摘要
三維顯示系統(tǒng)包括呈現(xiàn)場(chǎng)景的多個(gè)視圖的顯示器(207)，其中每個(gè)視圖對(duì)應(yīng)于該場(chǎng)景的觀看方向。再現(xiàn)單元(203)為所述視圖的每一個(gè)生成圖像。再現(xiàn)單元(203)能夠?yàn)橄噜徱晥D生成包含有區(qū)別的圖像數(shù)據(jù)的有區(qū)別的圖像，該圖像數(shù)據(jù)在相鄰視圖被觀看者的不同眼睛觀看時(shí)提供三維深度效果。用戶處理器(209)響應(yīng)于在顯示系統(tǒng)的觀看區(qū)域中對(duì)用戶的嘗試檢測(cè)來(lái)生成用戶存在估計(jì)。3D模式控制器(213)響應(yīng)于所述用戶存在估計(jì)修改三維效果。例如，顯示系統(tǒng)可以在不存在用戶時(shí)提供二維圖像并且在存在用戶時(shí)提供三維圖像。這可以減少在次最優(yōu)位置處的觀看者體驗(yàn)到的不適。
文檔編號(hào)H04N13/00GK102197653SQ200980143024
公開(kāi)日2011年9月21日 申請(qǐng)日期2009年10月26日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月28日
發(fā)明者F·G·格雷姆澤, M·B·托比亞斯, V·菲洛明 申請(qǐng)人:皇家飛利浦電子股份有限公司