专利名称：3d立体视频信号转换器及其技术应用的制作方法
技术领域：
本发明属于应用技术的视频图像信号的2D到3D的转换处理领域。是把平面二维 (2D)的视频图像信号高效、实时、低成本的转换为三维立体3D视频图像信号的转换技术， 具体涉及一种利用通用的视频显示终端观看转换后的三维立体图像的3D立体视频信号转 换器及技术应用。
背景技术：
众所周知，目前人们使用的现有的技术和设备，将平面二维2D的视频图像信号转 换为三维立体(3D)的视频信号过于复杂，信号转换时间偏长、效率偏低，并且无法通过现 有的通用视频显示终端进行立体视频信号的显示，诸如电视机(CRT、等离子、液晶、背投 等)、电脑显示器、LED大屏、投影仪、MP4等，需要专用的高成本的视频信号显示终端，由此 大大增加使用者的使用成本，限制了其使用的领域，无法达到针对个体用户的大面积广泛 推广的目的。
发明内容
本发明的目的是根据上述不足之处，而提供一种3D立体视频信号转换器及系统 技术应用。对平面二维的视频信号进行高效、实时、低成本的转换处理，变换成带有三维立 体效果的视频信号，并且能够在现有的通用视频显示终端上显示出来，通过专用的立体眼 镜进行三维立体(3D)图像的观看，这样能够充分的保护用户现有的视频显示终端投入成 本，达到使用通用视频显示终端就能轻松收看三维立体电视的目的。 本发明的有益效果因现有任何2D视频图像信号均可转换为R/G/B三基色的三路 图像电信号的叠加形式，所以不同格式的2D视频电信号通过相应的接口转换设备均可转 换成R/G/B三基色的三路图像电信号，然后对R/G/B图像电信号进行相应的处理，即可实现 2D视频到3D视频的转换。 本发明的最大优点就是通过技术创新，能够将平面二维(2D)的视频信号高效、低 成本、实时的转换成三维立体(3D)效果的视频信号，并且能够通过通用的显示终端显示出 来，诸如电视机、电脑显示器、LED大屏等，并通过专用立体眼镜进行三维立体视频图像的 观看。 本发明有如下优点
①视频资源利用度高 可以充分将现有丰富的平面二维(2D)的视频资源二次利用，将其高效、实时、低 成本的转换成三维立体的视频信号，使用户能够享受丰富多彩的三维立体(3D)视频服务， 而无需额外花费巨资和时间拍摄专门的3D视频；
②显示终端通用性高 可以充分利用用户现有的通用视频显示终端，诸如电视机(CRT、等离子、液晶、 LED大屏、背投)、电脑显示器、投影仪等，进行三维立体视频信号的显示，通过专用立体眼
4镜进行观看，无需重新购买昂贵的专用显示终端，最大限度的保护了使用者显示终端的前 期投资； ③信号格式、接口兼容性好 该发明可对模拟、数字格式的2D电信号进行3D电信号的转换；可对不同图像分辨 率(清晰度)的2D信号进行3D信号转换，诸如VGA、 QVGA等分辨率的视频信号，标清、高 清电视等分辨率的视频信号的2D到3D转换。该技术兼容各种视频电信号接口格式，诸如 电脑显示领域的VGA、DVI等视频信号接口格式，电视显示领域的CVBS(Av)接口、分量(S端 子)接口、色差(Y/Cr/Cb、Y/PrPb)接口 、 HDMI接口等接口格式。
④技术使用成本低 相对于业界现有的复杂技术和设备，可以低成本的实现2D视频到3D视频的转换，
便于实现针对广大个体使用者的推广；
⑤使用领域广 本发明可在电脑视频显示、电视、监控等视频显示领域得到普遍应用，将普通平面 二维的视频图像信号转换为三维立体的视频图像信号。本发明可分别用在公共视频信号源 的处理和个体终端显示这两个环节
公共视频信号源处理环节 可将2D视频图像信号源转换为3D视频图像信号，然后以数字或模拟的格式传送 给大众用户，使其能够通过通用显示终端同时接收并显示3D视频图像信号。
个体终端显示环节 个体用户可将接收到的诸如DVD、VCD、模拟电视信号、数字电视信号等2D视频信 号通过本发明转换为3D视频信号，然后通过通用显示终端进行播放显示。
本发明的技术原理 本发明基于人眼观察图像时立体感的呈现原理，即当人眼观察一副景物时，左右 单眼所看到的图像是略有不同的，即存在一定的位移视差，通过人脑的视觉经验产生出图 像的立体感觉。 本发明实现的一个基础条件是构成图像的视频信号均可分解成红(R)绿(G)蓝 (B)三种颜色的三路图像视频信号，即任何图像的视频信号均可由R/G/B三种颜色的三路 图像视频信号叠加而成，R/G/B三种颜色又称为三基色。 本发明依据此基本原理和基本条件，通过技术创新对构成平面二维图像视频全部 信息的红(R)绿(G)蓝(B)三路三种颜色的图像视频电信号进行相应的信号处理，使输出 的视频图像电信号在通用视频显示终端上呈现出存在位移视差的、类似于重影的、不同颜 色的两幅图像，当用专用的立体分色眼镜进行观看时，由于分色眼镜的颜色过滤作用，这两 幅不同颜色的、存在位移视差的两幅图像，将分别进入观看者左右眼，左右眼将分别看到相 应颜色的、不同的图像，根据人脑的视觉经验，图像将呈现出强烈的立体感。见附图2 :
本发明的关键技术是 将从2D视频图像信号中分解出的R/G/B三基色的三路图像视频电信号中的一路
或两路组合图像信号进行延时处理，使处理后的信号在通用视频显示终端上呈现出两幅存
在位移差的不同颜色的图像，通过专用立体分色眼镜观看时，呈现出强烈的立体感。 由此存在对R/G/B三基色的三路的视频图像电信号的多种组合处理方式，均能够
5达到视频信号经过延时处理后，在通用显示终端上显示出两幅不同颜色的存在不同位移的 图像的效果，详述如下 a.将2D图像信号分解为R/G/B三基色的三路图像电信号后，对B+G组合颜色或 R颜色构成的图像电信号进行延时处理，然后通过接口转换输出通用视频显示器所需要的 视频电信号格式，由此处理后的视频电信号将在通用显示终端显示出两幅不同颜色的图像 (B+G组合颜色图像、R颜色图像)并出现位移； b.将2D图像信号分解为R/G/B三基色的三路图像电信号后，对R+G组合颜色或B 颜色构成的图像电信号进行延时处理，然后通过接口转换输出通用视频显示器所需要的视 频电信号格式，由此处理后的视频电信号将在通用显示终端显示出两幅不同颜色的R+G组 合颜色图像、B颜色图像并出现位移； c.将2D图像信号分解为R/G/B三基色的三路图像电信号后，对R+B组合颜色或G 颜色构成的图像电信号进行延时处理，然后通过接口转换输出通用视频显示器所需要的视 频电信号格式，由此处理后的视频电信号将在通用显示终端上显示出两幅不同颜色的R+B 组合颜色图像、G颜色图像，并出现位移。 本发明技术方案是这样实现的，为将2D视频电信号转换为3D视频电信号的3D立 体视频信号转换器，它由3个主要模块组成，如图1所述 R/G/B视频图像电信号分解模块、信号延时和处理模块、视频图像电信号接口转换 模块，三个模块保持电气连接。 其中，R/G/B视频图像电信号分解模块是将输入该模块的2D视频图像电信号分解 为R/G/B三基色的三路视频图像电信号，然后送到信号延时和处理模块进行信号处理；
信号延时和处理模块是将从R/G/B视频电信号分解模块传送过来的R/G/B三基色 的三路视频图像信号，对其中的一路图像信号或两路组合图像电信号进行适当的延时和辅 助处理，使输出的R/G/B视频图像电信号具备了在通用显示终端上呈现出两幅不同颜色的
图像并出现位移的能力； 视频图像电信号接口模块是将信号延时和处理模块送来的经过适当延时的R/G/B 视频图像电信号进行相应的电接口转换，使输出的视频图像信号符合通用视频显示终端的 不同电接口输入要求。 本发明系统组成模块间完整的连接方式
三个组成模块的电气连接方式为 输入的2D视频图像电信号——>R/G/B视频图像电信号分解模块——> 信号延时
和处理模块——> 视频图像电信号接口模块——> 输出的3D视频图像电信号。 本发明为实现2D视频图像信号到3D的转换功能，依据不同的使用情况，可由R/G/
B视频图像电信号分解模块、信号延时和处理模块、视频图像电信号接口模块这三个模块进
行灵活的组合组成本发明四种组合方式。 A、由R/G/B视频图像电信号分解模块+信号延时和处理模块+视频图像电信号接 口模块三个模块组成本发明； B、由R/G/B视频图像电信号分解模块+信号延时和处理模块两个模块组成本发 明； C、由信号延时和处理模块+视频图像电信号接口模块组成本发明；
D、由信号延时和处理模块组成本发明。
附图1 :为本发明整体结构组合示意图。
附图2 :为本发明工作原理示意图。
附图3 :为本发明公共领域应用示意图。
附图4 :为本发明个体领域应用示意图。 下面结合附图对发明进一步说明，图1标识①为R/G/B视频图像电信号分解模块 将输入立体视频转换器的各种接口格式的2D视频图象信号，分解为R/G/B三基色的三路 视频图像信号，①所标识的R/G/B视频图像电信号分解模块可将HD-SDI、 HDMI、 DVI、 SDI、 VGA、Y/Pr/Pb、Y/Cr/Cb、S端子、CVBS(Av)等视频接口格式的电信号分解为R/G/B视频图像 电信号，然后通过电气连接传送到②所标识的电路模块。 图1中标识②为信号延时和处理模块它是本发明的核心模块，由2D视频图像信 号分解成的R/G/B三基色的三路视频图像电信号输入本模块，本模块对一路或两路组合的 三基色视频图像电信号进行适当的信号延时和辅助处理，由此具备在通用视频显示终端上 呈现出两幅不同颜色的、存在位移差的图像的能力。
其作用是 (1)对R/G/B三基色的三路图像电信号的一路或两路组合的图像电信号进行信号 滤波，以去除不需要的频率成分。 (2)对滤波后的该路图像电信号进行延时处理，延时可通过数字信号或模拟信号 电路的方式予以实现，诸如LC延时电路、声表面波滤波器延时电路、超声波延时线电路、 开关电容延时电路、电荷储能元器件组成的延时网络、A/D变换后通过移位寄存器等存储元 器件再经过D/A变换等的延时电路进行实现。 (3)对延时处理后的视频图像电信号进行高频补偿实现图像轮廓再生，以加强延
时后图像电信号在通用显示终端上的细节表现力，提升图像的清晰度。 (4)对轮廓再生后的图像电信号进行驱动放大，以补偿因滤波、延时、轮廓再生等
环节损失的信号能量。 图1中标识③为视频图像电信号接口模块 将经过信号延时和辅助处理后R/G/B三基色的三路视频图像电信号转换为通用
显示终端所要求的各种视频图像电信号的接口格式，以便能被通用视频显示终端接收并显
示。③的视频图像电信号转换模块可实现R/G/B视频图像电信号到HD-SDI 、HDMI 、DVI 、SDI 、
VGA、 Y/Pr/Pb、 Y/Cr/Cb、 S端子、CVBS (Av)等视频电信号接口格式的转换。 本系统针对不同的应用环境，可以由附图1中①、②、③三个模块的四种组合方式
来实现如下 A、①+②+③； B、①+②； C、②+③； D、②. 本发明系统实现了将2D视频图像信号高效、低成本、实时的转换成3D视频图像信号，并可在通用视频显示终端上显示，通过专用立体眼镜(分色眼镜)，使观看者产生强烈 的立体3D效果。
具体实施例方式
本发明系对不同的使用环境可通过附图1中①、②、③三个模块的四种组合方式 予以实现，使2D图像视频信号到3D图像视频信号高效、实时、低成本的转换，并在通用视频 终端上进行显示。
本发明系统的产品形态为两种 A、独立形态独立存在的3D视频信号转换器产品形态； B、内置形态本发明系统集成进应用视频电子设备，电视机、电脑、MP4、 VCD、 DVD、
数字电视机顶盒等的产品形态。
本发明系统的应用领域为个人视频应用和公共视频应用两个领域
公共视频应用领域 该领域指广播电视领域、视频监控领域、互联网视频领域、IPTV领域。 本发明系统将公共的2D视频信号源进行高效、实时、低成本的3D立体视频信号转
换处理，然后通过互联网、广播电视网传送到大众用户的通用视频显示终端处并显现出来，
使用者通过专用的立体眼镜(分色眼镜)进行3D图像的观看。如附图3所示 个体视频应用领域 指个体使用者可通过本发明产品将通过互联网、广播电视网获取的，或本地产生 的(诸如DVD、VCD、电脑视频文件等视频源)2D图像视频信号高效、低成本、实时的进行3D 视频图像信号的转换处理，然后在个体用户的通用视频显示终端上显示出来，个体使用者 通过专用的立体分色眼镜进行3D图像的观看。如附图4所示。
权利要求
一种3D立体视频信号转换器及其技术应用，其特征是将2D视频图像信号转换为3D视频图像信号的3D立体视频信号转换器，具体由3个主要模块组成，R/G/B视频图像电信号分解模块、信号延时和处理模块、视频图像电信号接口转换模块，三个模块保持电气之连接，即输入的2D视频图像电信号→R/G/B视频图像电信号分解模块→信号延时和处理模块→视频图像电信号接口模块→输出口3D视频图像电信号；R/G/B视频图像电信号分解模块是将输入该模块的2D视频图像电信号分解为R/G/B三基色的三路视频图像电信号，然后送到信号延时和处理模块进行信号处理；信号延时和处理模块是将从R/G/B视频图像电信号分解模块传送过来的R/G/B三基色的三路视频图像信号，对其中的一路图像信号或两路组合的图像电信号进行延时和辅助处理，使输出的R/G/B视频图像电信号具备了在通用显示终端上呈现出两幅不同颜色的图像并出现位移的能力；视频图像电信号接口模块是将信号延时和处理模块送来的经过适当延时的R/G/B视频图像电信号进行相应的电接口转换，使输出的视频图像信号符合通用视频显示终端的不同电接口输入要求。
2. —种3D立体视频信号转换器及其技术应用，其特征是将从2D视频图像信号中分解 出的R/G/B三基色的三路图像视频电信号中的一路或两路组合图像信号进行延时处理，使 处理后的信号在通用视频显示终端上呈现出两幅存在位移差的不同颜色的图像，通过专用 立体分色眼镜观看时，呈现出强烈的立体感。
3. 根据权利要求1所述的3D立体视频信号转换器及其技术应用，其特征是模块组合方 式为如下四种；A、 R/G/B视频图像电信号分解模块+信号延时和处理模块+视频图像电信 号接口模块；B、R/G/B视频图像电信号分解模块+信号延时和处理模块；C、信号延时和处理 模块+视频图像电信号接口模块；D、信号延时和处理模块。
4. 根据权利要求1、2所述的3D立体视频信号转换器及其技术应用，其特征是将2D图 像信号分解为R/G/B三基色的三路图像电信号后，对B+G组合颜色或R颜色构成的图像电 信号进行延时处理，然后通过接口转换输出通用视频显示终端所需要的视频电信号格式， 处理后的视频电信号将在通用显示终端上显示出两幅不同颜色的图像(B+G组合颜色图 像、R颜色图像)并出位移；将2D图像信号分解为R/G/B三基色的三路图像电信号后，对 R+G组合颜色或B颜色构成的图像电信号进行延时处理，然后通过接口转换输出通用视频显示终端所需要的视频电信号格式，处理后的视频电信号将在通用显示终端上显示出两幅 不同颜色的图像(R+G组合颜色图像、B颜色图像)并出现位移；将2D图像信号分解为R/G/ B三基色的三路图像电信号后，对R+B组合颜色或G颜色构成的图像电信号进行延时处理， 然后通过接口转换输出通用视频显示终端所需要的视频电信号格式，处理后的视频电信号 将在通用显示终端上显示出两幅不同颜色的图像(R+B组合颜色图像、G颜色图像)并出现 位移。
5. 根据权利要求1所述的3D立体视频信号转换器及其技术应用，其特征是为两种产品 形态独立形态，即独立存在的3D视频信号转换器产品形态，内置形态，将本发明集成进应 用视频电子设备、电视机、电脑、MP4、 VCP、 DVD、数字电视机顶盒等产品形态。
6. 根据权利要求1所述的3D立体视频信号转换器及其技术应用，其特征是该产品公共 视频领域应用为在广播电视、视频监控、互联网视频、IPIV领域中的应用，它将2D视频图像信号通过3D立体视频信号转换器转换为3D视频图像信号，将转换后的3D立体视频图像 电信号经过互联网、广播电视网传送到使用者的通用视频显示终端处显现出来，使用者通 过立体分色眼镜进行3D图像观看。该产品个体视频应用领域为将个体用户通过互联网、 广播电视网、或DVD、 VCD、电脑视频文件所获取的2D视频图像电信号，通过3D立体视频信 号转换器转换成3D视频图像电信号，并在个体用户的通用视频显示终端上显示出来，个体 使用者经过专用立体分色眼镜进行3D图像观看。
全文摘要
本发明涉及一种3D立体视频信号转换器及其技术应用。该产品是将2D视频图像信号转换为3D视频图像信号的3D立体视频信号转换器，它由R/G/B视频图像电信号分解模块，信号延时和处理模块、视频图像电信号接口转换模块三个模块组合，保持电器之间连接构成，对从2D视频图像信号中分解出的R/G/B三基色的三路图像视频电信号中一路或两路图像信号进行延时处理，处理后的信号在通用视频显示终端上呈现出两幅存在位移差的不同颜色的图像，通过专用立体分色眼镜观看时，呈现出强烈的立体感。它广泛地应用于广播电视网，电子视频设备，互联网、DVD、VCD、电脑视频等设备中。
文档编号H04N15/00GK101765024SQ200910226698
公开日2010年6月30日 申请日期2009年12月22日 优先权日2009年12月22日
发明者周晓军, 周晓民 申请人:周晓民