交織輸出3DTV圖像清晰度的調節方法

摘 要：利用傳統技術在調節交織輸出的3D電視信號的清晰度時，會引起圖像的重影問題。為了克服現有2D技術對圖像清晰度調節的不足，對交織輸出的3D電視清晰度提升，可以在左/右眼圖像信號合成交織圖像后，只針對單一方向（水平或垂直）的清晰度做提升，然后再輸出到顯示屏。這樣既可以改善3D畫面的清晰效果，同時可以消除因為調整清晰度而引起的畫面重影問題。

關鍵詞：清晰度；色度亮度干擾；交織信號；運動估計與運動補償

中圖分類號：TD745 文獻標識碼：A 文章編號：1674-7712 （2014） 20-0000-02

隨著越來越多的3DTV走進商場，大家對3D的概念并不再陌生，可形式多樣的3D顯示技術也讓大家在選擇上備受困擾。不僅在3D片源格式上存在多樣性（例如：上/下，左/右，交織格式等），而且3D效果的觀看方式也很多（例如：主動式，偏光式，自由立體式）。本文就3D顯示的基本原理做簡單的陳述，并對交織輸出的3D電視清晰度的調節方法做詳細的介紹。

3D圖像顯示的原理是使人的左眼與右眼看到不同的內容，兩個眼睛的視差在人的大腦里就會形成一個立體的假象。左眼看到的是對應左眼睛的圖像信號，右眼看到的是對應右眼睛的圖像信號。這樣就在人的大腦里形成了立體像（見圖1）。如果左眼看到左眼圖像的同時也看到了右眼圖像信號，或者右眼看到右眼圖像的同時也看到了左眼圖像信號。這樣就會在人的大腦里形成圖像的重影，這種現象稱之為Crosstalk。如果我們輸出到屏的3D信號為交織信號，即就是一場信號里，一行左眼圖像信號，一行右眼圖像信號。并且3D的左/右眼圖像信號是有視差的。

圖像清晰度強調的原理：圖像清晰度強調的是圖像細節邊緣變化的敏銳程度。在圖像細節的邊緣處，光學密度或亮度隨位置的變化越敏銳（變化快）、越劇烈（反差大），則細節的邊緣就越清晰，可辨程度越高。也就是加強圖像中景物的邊緣和輪廓，而不改變其他部位的圖像特征。對于圖像信號來說，圖像的邊沿輪廓的頻率成分比較高，在做圖像清晰度強調時會把這些頻率成分比較高的區域加強。通常在實現這一功能時，我們把圖像的清晰度強調分為3個方向的矢量，第一是水平方向的圖像清晰度強調；第二是垂直方向的圖像清晰度強調；第三是斜線方向的圖像清晰度強調。

所以在有視差的區域左眼信號與右眼信號在垂直方向的頻率成分比較高，這樣電視就會把這個區域誤判斷為清晰度是需要重調的。所以在做清晰度重調時會把這個區域的信號加強，從而造成這些有視差的圖像邊沿會有嚴重的重影。

為了克服現有技術對圖像清晰度調節的不足，對交織輸出的3D電視清晰度提升，在左/右眼圖像信號合成交織圖像后，只針對單一方向的清晰度做提升：若為水平交織（如圖2），只針對水平方向做清晰度提升；若為垂直交織，則只針對垂直方向做清晰度提升。然后再輸出到顯示屏，而不再對其他方向的清晰度做提升，可以避免因此產生的重影。這樣既可以改善3D畫面的清晰效果，同時可以消除因為調整清晰度而引起的畫面重影問題。

3D視頻輸入單元用于輸入3D片源信號即3D視頻，所述3D視頻的特點是分為左眼信號與右眼信號，這種信號有可能是一行左眼信號一行右眼信號（交織格式），也有可能一場左眼信號一場右眼信號（幀連續格式），還有可能一場信號里，上半部份是左眼信號，下半部份是右眼信號（上下格式），或者左半部份是左眼信號，右半部份是右眼信號（左右格式）。當然3D視頻的格式不只是以上這些，還有可能是別的格式。這些格式的3D視頻信號輸入到3D視頻捕獲L/R分離單元。

3D視頻解碼L/R分離單元的功能是將輸入的3D視頻信號捕獲并在處理器的命令下將左右圖像信號分離，獲得左眼圖像L和右眼圖像R并分別存在存儲單元的不同區域。

圖像縮放單元用來對存儲在不同區域的左眼圖像和右眼圖像的大小按系統需求分別進行放大或者縮小處理，例如對連續兩幀的左眼圖像L進行放大處理獲得L1和L2，對連續兩幀的右眼圖像R進行放大處理獲得R1和R2。

運動補償控制單元（即運動估計及運動補償）用來對運動圖像信號進行補償處理，使圖像從低場頻變到高場頻時不至于出現畫面不連貫和拖尾等不良現象，所述運動補償控制單元對存儲在存儲單元中的L1和L2比較運算，得出運動矢量，將計算結果存在存儲單元中得到新的一幀L12，這一幀的順序是在L1和L2之間，同理得到新的一幀R12，這一幀的順序是在R1和R2之間。

處理器用來判斷輸入的視頻格式，根據判斷結果控制3D視頻捕獲L/R分離單元、圖像縮放單元和運動補償控制單元工作，并協調整個3D視頻場頻轉換系統的工作。

交織圖像合成單元用來實現將經過縮放、倍場后的左/右眼圖像信號合成交織的視頻信號（使同一場里，一行為左眼信號，下一行為右眼信號；或者一列為左眼信號，下一列為右眼信號）。

清晰度強調單元用來對交織的圖像視頻信號的清晰度加強（若為水平交織，只針對水平方向做清晰度提升；若為垂直交織，則只針對垂直方向做清晰度提升）。

視頻顯示單元用來根據顯示屏的特性控制輸出信號，使圖像信號按照水平交織（一行左眼信號，下一行為右眼信號）輸出，或者垂直交織（一列左眼信號，下一列為右眼信號）輸出到顯示屏。

遙控單元用來接收外界傳輸的遙控命令給處理器。

上述3D視頻轉換系統的具體信號處理流程如下（圖4）描述：

參考文獻：

[1]www.baidu.com.關于清晰度調節方法的引用[J/OL].

[作者簡介]馮倉勝，男，陜西蒲城人，硬件設計師，研究方向：3D電視顯示技術。