专利名称：用于显示立体图像的系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于显示立体图像的系统。
背景技术：
立体显微镜图像在显示屏上的显示变得越来越重要且现在被使用者期望用于很多应用。现今广泛使用的是具有用于立体显示的显示屏(要求使用用于观看的主动式眼镜或被动式眼镜)的系统。作为示例，此处参考Truevision 3D Surgical公司的“Truevision” 系统。最近的发展已经具有不需要眼镜的显示屏。传统的用于显示立体显微镜图像的系统具有显著的缺点:他们错误地评价或设置立体观测。“立体观测”被理解为指从立体相关的单目视觉(monoscopic)图像对获取深度信息的能力。这种图像对从稍微不同的观看角度显示相同的物体或相同的主题。因此，两个单目视觉图像中的物体和表面的位置、方向或阴影不同，从这些差异中可以获取立体视觉所需的深度的印象。 与立体观测密切相关的是所谓的视差。术语“视差”指的是由观察者的位置的移动(即，观看角度的改变)产生的观察物体的位置的明显改变。由此，立体深度感知是基于两个眼睛的单目视觉图像之间的与视差相关的差异的。如上所述，术语“单目视觉图像”被理解为指由每个眼睛看到的观察场景的单个图像。通过观察者的相应的大脑活动对两个这种图像的算术组合或混合产生立体深度感知，即三维感知。由此，立体观测和视差组成用于立体图像对的立体感知能力的评价的标准。错误的立体观测调整和/或过量的视差导致显示在显示屏上显示的立体图像对不再能够被观察者混合。因此，实际上，这种显示系统不被使用者接受，因为它们传递不相容的或无用的视觉印象。例如，当使用窄通道与由显微镜捕获的图像在显示屏(监控器)上的显示连接时，产生这种错误的视觉印象。此时，右和左(单目视觉)图像不再能够被混合在一起，因为它们在显示屏上间隔得太远。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于显示立体显微镜图像的系统，该系统尽可能地克服上面描述的不相容性。这个目的通过具有权利要求1的特征的用于显示立体显微镜图像的系统和具有权利要求4的特征的相应的方法来实现。本发明的特征是确定立体图像的所有或至少一些立体图像对是否可被观测者立体地感知。如果否，则在显示屏上显示单目视觉图像(例如，右单目视觉图像或左单目视觉图像)，而不是显示不能被立体地分辨或感知的图像对。由此，总的说来，场景或图像可以以部分立体的和部分单目视觉的表现形式在显示屏上显示。已经发现，这种立体的和单目视觉的部分图像的组合不会导致任何不相容的或令人不满意的视觉印象。本发明的优选实施例是从属权利要求的主题。在本发明的特别优选的实施例中，确定提供的或计算出的立体图像的视差是否超过与立体感知能力相关的阈值。然后，在超过这个阈值的区域中或对于超过这个阈值的图像对可以生成和/或利用单目视觉图像，在不超过这个阈值的区域中可以生成并利用立体图像。这两种情况可彼此叠加以便为观察者生成混合的立体和单目视觉图像。例如，如果单目视觉地显示的图像区域与立体地显示的图像区域相比是非常小的，立体的和单目视觉的图像区域的叠加很难被观测者感知。总的说来，图像基本上显示为立体图像。优选地，评价装置能够使用单目视觉图像的一个(即，例如使用左图像或右图像)或者使用从两个图像计算出的合成单目视觉图像替换立体图像。这种合成单目视觉图像可以例如为位置在各个左单目视觉图像和右单目视觉图像之间的单目视觉图像。
本发明的进一步优点和实施例将从下面的描述和附图中变得明显。应理解，在不脱离本发明的范围的前提下，上述的和那些下面描述的特征不仅可以用于特定组合，也可以用于其他组合或者单独使用。本发明将在使用示例性实施例的附图中示意性地示出，并在下面结合附图详细描述。
图1示出根据本发明的系统的优选实施例的必要组件的示意图；以及图2a至图2c示出示出显示主题的两个单目视觉图像的显示屏的示意图，以及示意性地示出为观察者产生的图像。附图标记列表:100 系统110立体显微镜115记录设备120计算机设备130显示屏P 视差L 左单目视觉图像R 右单目视觉图像S 立体图像
具体实施例方式在图1中，仅以示意性的形式示出根据本发明的系统的优选实施例，并将系统标记为100。系统100包括用于立体地观看待观测的物体的立体显微镜110。立体显微镜110可被提供有用于物体的直接立体观看的目镜(未示出)。立体显微镜的基本设计对于本领域的技术人员是已知的，因此此处不需要详细描述。可能被提及的示例包括在专利公布DE10255961AUDE10332603AUDE102004022330A1 和 DE102010003640A1 中描述的立体显微镜。
立体显微镜100与具有例如用于每个立体观看通道(未示出)的CXD芯片的记录设备115相连。未示出的是可以用于这个连接中的输出耦合设备，例如半透明镜。上述的CXD芯片用于记录被观察的物体的各个图像，即左单目视觉图像和右单目视觉图像。记录设备115的CXD芯片(也未示出)与计算机设备20相连。计算机设备20能够基于由各个C⑶芯片记录的图像计算或生成可立体感知的图像。例如，计算机设备120被设计为对两个图像和/或合成或计算出的立体图像应用算法，其中算法测量立体图像对之间的距离并在距离超过预定阈值时抑制两个单目视觉图像的一个。这个立体图像可在与计算机设备120相连的显示屏130上显示。关于可立体感知的图像，可以参考例如以快速交替的方式在显示屏上显示的单目视觉图像。每个图像应每秒显示大约60次，结果是每秒总共显示120个单个的图像。为了这种交替地显示的图像能够被立体地感知，典型地需要能够为每只眼睛滤除校正半图像的所谓的快门眼镜。如果目的是不使用眼镜，另一个选择是以交叉线的图案同步地显示两个图像。然后，在显示屏上或前面提供的具有相应的图案的薄膜可以滤除两个图像并以关于彼此的特定角度显示它们，由此使能立体观测。最后，参考所谓的眼睛跟踪方法，其中确定并使用观看者的眼睛方向。本发明的特征是:对于计算出的立体图像的一些或所有区域，计算机设备120确定两个单目视觉图像之间的视差是否超过用于这个区域的可预设的或可选的阈值。对于视差不超过阈值的区域，将立体图像提供给显示屏130。但是，对于视差达到或超过阈值的区域，初始提供的立体图像被单目视觉图像(即，例如左或右(单目视觉)图像)替换，在显示屏130上显示这个区域的各个单目视觉图像。由此，总的来说，可在显示屏上产生合成的立体和单目视觉图像，而这个图像不会令观察者不满意。将结合图2a至图2c再次说明这个关系:在图2a中，作为示例，在显示屏130上显示被观察的物体或者相应的区域的左单目视觉图像L和右单目视觉图像R。如上所述，在实际中有多种方式来实现这种叠加的图像。通过例如图像的两个中心之间的距离P来给定视差。如果这个视差比特定阈值(对于使用者群体或者对于单个使用者都是可确定的)小，那么观察者能够以使它们显示为立体图像的方式处理这个图像。这种情况在图2b中示出。相反地，如果视差P比这个阈值大，那么观察者不再能够混合这两个图像。观察者将看见显得模糊不清的重像，如图2c中以示`例的方式所示出的，其中单目视觉图像L、R不能被混合。
权利要求
1.一种用于显示立体显微镜图像的系统，包括: 显示屏(130);和 计算机设备(120)，用于从单目视觉图像计算或提供立体图像， 其中，所述计算机设备(120)具有评价装置，所述评价装置用于评价计算出的或提供的立体图像的立体感知能力，以及在确定至少一个区域的立体图像不能够被立体地感知的情况下，使用单目视觉图像替换在所述至少一个区域中的所述计算出的或提供的立体图像。
2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述评价装置确定所述计算的或提供的立体图像的视差是否超过与立体感知能力相关的阈值。
3.根据权利要求1或2所述的系统，其中，所述评价装置能够使用所述单目视觉图像的一个或从两个所述单目视觉图像计算出的合成单目视觉图像替换立体图像。
4.一种用于在显示屏(130)上显示立体显微镜图像的方法，其中通过计算机设备(120)基于单目视觉图像计算或提供立体图像， 其中，通过所述计算机设备(120)评价计算出的或提供的立体图像的立体感知能力，以及在确定至少一个区域的立体图像不能够被立体地感知的情况下，使用单目视觉图像替换所述至少一个区域中的所述计算出的或提供的立体图像。
5.根据权利要求4所述的方法，其中，确定所述计算出的或提供的立体图像的视差是否超过与所述立体感知能力相关的阈值。
6.根据权利要求4或5所述的方法，其中，在使用单目视觉图像至少部分地替换计算出的或提供的立体图 像的情况下，使用所述单目视觉图像的一个或从两个所述单目视觉图像计算出的合成单目视觉图像作为所述单目视觉图像。
全文摘要
本发明涉及一种用于显示立体显微镜图像的系统，包括显示屏(130)和用于从单目视觉图像计算或提供立体图像的计算机设备(120)。计算机设备(120)具有评价装置，所述评价装置用于评价所述计算出的或提供的立体图像的立体感知能力，以及在确定至少一个区域的立体图像不能够被立体地感知的情况下，使用单目视觉图像替换在所述至少一个区域中的所述计算出的或提供的立体图像。
文档编号G02B21/22GK103246054SQ20131004678
公开日2013年8月14日 申请日期2013年1月30日 优先权日2012年2月2日
发明者乌尔里克·桑德 申请人:徕卡显微系统(瑞士)股份公司