專利名稱：3d視頻會(huì)議的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種3D視頻會(huì)議平臺(tái)(station)，該平臺(tái)包括-用于采集第一用戶的第一圖像和該第一用戶的第二圖像的照相機(jī)；-用于接收第二用戶的立體圖像的接收裝置；-用于使所述立體圖像顯象的光學(xué)裝置，所述光學(xué)裝置包括用于該第一用戶的眼鏡。
眾所周知，非語言的消息構(gòu)成個(gè)人通信的一個(gè)重要方面。這就是為什么人們具有要看到與他們交談的人的自然需求的原因。廉價(jià)的網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)的出現(xiàn)和用于IP業(yè)務(wù)的帶寬的增加開始使得人們可以在家中或在辦公室內(nèi)進(jìn)行個(gè)人可視通信。對(duì)可視通信系統(tǒng)增加給人的深刻印象即給用戶好像真的和那個(gè)與他們交談的人在一起的印象的一個(gè)方法是給顯象增加一個(gè)第三空間維。

圖1示出一種可能的設(shè)置，即3D視頻會(huì)議平臺(tái)的一個(gè)例子。兩臺(tái)照相機(jī)104-106記錄第一用戶的立體圖像。這個(gè)立體圖像通過一個(gè)通信信道被傳送到其中放置了類似的3D視頻會(huì)議平臺(tái)的遠(yuǎn)程位置。在該遠(yuǎn)程位置，立體圖像例如被順序地顯示。3D視頻會(huì)議平臺(tái)包括一個(gè)被設(shè)計(jì)成在第一和第二偏振方向之間交替的電光設(shè)備108。該電光設(shè)備108被放置在顯示設(shè)備102例如CRT監(jiān)視器的前面，并與交替顯示的左圖像和右圖像同步。第一用戶戴著針對(duì)每只眼睛116-118具有不同偏振濾光片112-114的眼鏡。左偏振濾光片114對(duì)第一偏振方向上的光基本上是半透明的(translucent)，而對(duì)第二偏振方向上的光基本上是不透明的。右偏振濾光片112對(duì)第二偏振方向上的光基本上是半透明的，而對(duì)第一偏振方向上的光是不透明的。通過這種方式，第一用戶的左眼118可以看見利用遠(yuǎn)程3D視頻會(huì)議平臺(tái)的左照相機(jī)(未示出)記錄的圖像，而第一用戶的右眼116可以看見利用遠(yuǎn)程3D視頻會(huì)議平臺(tái)的右照相機(jī)(未示出)記錄的圖像。因此，第一用戶看見了第二遠(yuǎn)程用戶的立體圖像。
在這個(gè)應(yīng)用中使用具有偏振濾光片112-114的眼鏡具有眼睛的可見度降低的惱人的副作用。換言之，它使得難以看到與第二用戶交談的第一用戶的眼睛，并且反之亦然。注意，看見眼睛很可能是原先選擇可視通信的最重要的原因。下面對(duì)可見度的降低進(jìn)行解釋。光源120照射第一用戶110的面部。利用一組照相機(jī)104-106來拍攝圖像。想象光源120發(fā)出的光線在用戶的右眼區(qū)域116處反射向照相機(jī)104。這個(gè)光線穿過右眼116前面的偏振濾光片112，在第一方向上變成偏振的并因此損失其強(qiáng)度的50％。隨后，光線在眼睛區(qū)域116處被反射，并且損失了它的偏振。反射后的光線再次穿過偏振濾光片112并變成偏振的，再次損失其強(qiáng)度的50％；并且最后被照相機(jī)104記錄。與在面部的其他部分上反射的光線相比，在這個(gè)過程中損失了原始強(qiáng)度的75％。
本發(fā)明的目的是提供一種在開始段落中描述的類型的3D視頻會(huì)議平臺(tái)，由此第一用戶的眼睛較好地被遠(yuǎn)程3D視頻會(huì)議平臺(tái)的第二用戶看見。
本發(fā)明的這個(gè)目的的實(shí)現(xiàn)是因?yàn)槠脚_(tái)被設(shè)置成在第一時(shí)刻采集第一圖像并在第二時(shí)刻采集第二圖像，以及因?yàn)槠脚_(tái)包括用于根據(jù)與第一用戶的左眼相應(yīng)的第一圖像的第一部分以及與第一用戶的右眼相應(yīng)的第二圖像的第二部分來計(jì)算第三圖像的計(jì)算裝置，其中，第一用戶的左眼在第一時(shí)刻比在第二時(shí)刻可更好地被照相機(jī)觀察到，而第一用戶的右眼在第二時(shí)刻比在第一時(shí)刻可更好地被照相機(jī)觀察到。因此，第一用戶的左眼和右眼比較好地被看見。本發(fā)明的一個(gè)重要的方面是圖像采集的同步。這意味著在第一時(shí)刻采集第一圖像，在第一時(shí)刻中，與來自面部的其他部分的其他光線相比，來自第一用戶的左眼附近的面部區(qū)域的光線可以在基本上沒有強(qiáng)度損失的情況下穿過眼鏡的左部傳向照相機(jī)。類似地，第二圖像在第二時(shí)刻被采集，在第二時(shí)刻中，與來自面部的其他部分的其他光線相比，來自第一用戶的右眼附近的面部區(qū)域的光線可以在基本上沒有強(qiáng)度損失的情況下穿過眼鏡的左部傳向照相機(jī)。
本發(fā)明的另一個(gè)重要的方面是根據(jù)在第一時(shí)刻采集的第一圖像和根據(jù)在第二時(shí)刻采集的第二圖像來合成第三圖像，在第一時(shí)刻中，與第一用戶面部的其他部分相比，左眼附近的面部區(qū)域可相對(duì)較好地被照相機(jī)觀察到，在第二時(shí)刻中，與第一用戶面部的其他部分相比，右眼附近的面部區(qū)域可相對(duì)較好地被照相機(jī)觀察到。
根據(jù)本發(fā)明的3D視頻會(huì)議平臺(tái)的一個(gè)實(shí)施例包括-一個(gè)用于顯示立體圖像的顯示裝置；-一個(gè)被布置在眼鏡的左部的第一電光快門，該第一電光快門具有一個(gè)使第一用戶利用左眼能夠看到該顯示裝置的第一開啟狀態(tài)以及一個(gè)使第一用戶利用左眼不能看到顯示裝置的第一關(guān)閉狀態(tài)；-一個(gè)被布置在眼鏡的右部的第二電光快門，該第二電光快門具有一個(gè)使第一用戶利用右眼能夠看到該顯示裝置的第二開啟狀態(tài)以及一個(gè)使第一用戶利用右眼不能看到顯示裝置的第二關(guān)閉狀態(tài)；以及-同步裝置，用于在該第一電光快門處于第一開啟狀態(tài)時(shí)采集該第一圖像，以及在該第二電光快門處于第二開啟狀態(tài)時(shí)采集該第二圖像。
在根據(jù)本發(fā)明的這個(gè)實(shí)施例中，基于時(shí)分多路復(fù)用來顯示立體圖像。左眼和右眼前面的這兩個(gè)電光快門分別交替地關(guān)閉和開啟，以使第一用戶利用相應(yīng)的眼睛能夠看見正被顯示裝置顯示的圖像。這意味著圖像顯示裝置與這兩個(gè)電光快門同步。通過照相機(jī)進(jìn)行的圖像采集還與這些電光快門同步。這意味著第一圖像是在第一電光快門處于開啟狀態(tài)的時(shí)刻通過照相機(jī)采集的，以及第二圖像是在第二電光快門處于開啟狀態(tài)的時(shí)刻通過照相機(jī)采集的。在電光快門處于開啟狀態(tài)時(shí)圖像的采集意味著眼睛周圍的區(qū)域的照相機(jī)可觀察性比得上面部其他區(qū)域的照相機(jī)可觀察性。
根據(jù)本發(fā)明的3D視頻會(huì)議平臺(tái)的另一個(gè)實(shí)施例包括-一個(gè)用于顯示立體圖像的顯示裝置；-一個(gè)第一偏振裝置，其被布置在該顯示裝置的前面，并被設(shè)置成在第一偏振狀態(tài)與第二偏振狀態(tài)之間轉(zhuǎn)換，在第一偏振狀態(tài)中，該第一偏振裝置對(duì)第一偏振方向上的光基本上是半透明的，而對(duì)第二偏振方向上的光基本上是不透明的，在第二偏振狀態(tài)中，該第一偏振裝置對(duì)第二偏振方向上的光基本上是半透明的，而對(duì)第一偏振方向上的光基本上是不透明的；-一個(gè)第二偏振裝置，其被布置在眼鏡的左部，并對(duì)第一偏振方向上的光基本上是半透明的，而對(duì)第二偏振方向上的光基本上是不透明的；-一個(gè)第三偏振裝置，其被布置在眼鏡的右部，并對(duì)第二偏振方向上的光基本上是半透明的，而對(duì)第一偏振方向上的光基本上是不透明的；-一個(gè)第四偏振裝置，其被布置在照相機(jī)的前面，并被設(shè)置成在第三偏振狀態(tài)和第四偏振狀態(tài)之間轉(zhuǎn)換，在第三偏振狀態(tài)中，該第四偏振裝置對(duì)第一偏振方向上的光基本上是半透明的，而對(duì)第二偏振方向上的光基本上是不透明的，在第四偏振狀態(tài)中，該第四偏振裝置對(duì)第二偏振方向上的光基本上是半透明的，而對(duì)第一偏振方向上的光基本上是不透明的；以及-同步裝置，用于在該第四偏振裝置處于該第三偏振狀態(tài)時(shí)采集第一圖像，以及在該第四偏振裝置處于該第四偏振狀態(tài)時(shí)采集第二圖像。
在根據(jù)本發(fā)明的這個(gè)實(shí)施例中，還基于時(shí)分多路復(fù)用來顯示立體圖像。被布置在顯示裝置前面的第一偏振裝置在第一偏振狀態(tài)和第二偏振狀態(tài)之間轉(zhuǎn)換，第一偏振狀態(tài)與被布置在眼鏡左部的第二偏振裝置的第一偏振方向匹配，第二偏振狀態(tài)與被布置在眼鏡右部的第三偏振裝置的第二偏振方向匹配。圖像顯示裝置與被布置在顯示裝置前面的第一偏振裝置同步。通過照相機(jī)進(jìn)行的圖像的采集還與被布置在照相機(jī)前面的第四偏振裝置同步。這意味著第一圖像是在第一時(shí)刻通過照相機(jī)采集的，并且第二圖像是在第二時(shí)刻通過照相機(jī)采集的，其中，在第一時(shí)刻中，被布置在照相機(jī)前面的第四偏振裝置的狀態(tài)與被布置在眼鏡左部的第二偏振裝置的第一偏振方向匹配，在第二時(shí)刻中，被布置在照相機(jī)前面的第四偏振裝置的狀態(tài)與被布置在眼鏡的右部的第三偏振裝置的第二偏振方向匹配。在第四偏振裝置處于與相應(yīng)眼鏡的偏振方向匹配的偏振狀態(tài)的時(shí)刻采集圖像意味著，眼睛周圍的區(qū)域的照相機(jī)可觀察性實(shí)際上提高了。
在根據(jù)本發(fā)明的3D視頻會(huì)議平臺(tái)的一個(gè)實(shí)施例中，第一偏振裝置是第四偏振裝置。換言之，第一偏振裝置和第四偏振裝置是組合的。這意味著照相機(jī)和顯示裝置均被放置在相同的偏振裝置后面。
根據(jù)本發(fā)明的3D視頻會(huì)議平臺(tái)的另一個(gè)實(shí)施例包括-一個(gè)用于顯示立體圖像的顯示裝置；-一個(gè)第一偏振裝置，其被布置在該顯示裝置的第一部分的前面，并對(duì)第一偏振方向上的光基本上是半透明的，而對(duì)第二偏振方向上的光基本上是不透明的；-一個(gè)第二偏振裝置，其被布置在該顯示裝置的第二部分的前面，并對(duì)第二偏振方向上的光基本上是半透明的，而對(duì)第一偏振方向上的光基本上是不透明的；-一個(gè)第三偏振裝置，其被布置在眼鏡的左部，并對(duì)第一偏振方向上的光基本上是半透明的，而對(duì)第二偏振方向上的光基本上是不透明的；-一個(gè)第四偏振裝置，其被布置在眼鏡的右部，并對(duì)第二偏振方向上的光基本上是半透明的，而對(duì)第一偏振方向上的光基本上是不透明的；-一個(gè)第五偏振裝置，其被布置在照相機(jī)的前面，并被設(shè)置成在第一偏振狀態(tài)和第二偏振狀態(tài)之間轉(zhuǎn)換，其中，在第一偏振狀態(tài)中，第五偏振裝置對(duì)第一偏振方向上的光基本上是半透明的，而對(duì)第二偏振方向上的光基本上是不透明的，在第二偏振狀態(tài)中，第五偏振裝置對(duì)第二偏振方向上的光基本上是半透明的，而對(duì)第一偏振方向的光基本上是不透明的；以及-同步裝置，用于在該第五偏振裝置處于該第一偏振狀態(tài)時(shí)采集第一圖像，以及在該第五偏振裝置處于該第二偏振狀態(tài)時(shí)采集第二圖像。
在根據(jù)本發(fā)明的這個(gè)實(shí)施例中，基于空間多路復(fù)用來顯示立體圖像。這意味著顯示裝置的第一部分被用來顯示立體對(duì)的左面一個(gè)的相應(yīng)部分，而與第一部分交錯(cuò)的顯示裝置的第二部分被用來顯示立體對(duì)的右面一個(gè)的相應(yīng)部分。在第一部分前面布置具有第一偏振方向的第一組偏振濾光片，并在第二部分的前面布置具有第二偏振方向的第二組偏振濾光片。第一組偏振濾光片的第一偏振方向與被布置在眼鏡左部的第三偏振裝置的第一偏振方向匹配，并且第二組偏振濾光片的第二偏振方向與被布置在眼鏡右部的第四偏振裝置的第二偏振方向匹配。
通過照相機(jī)進(jìn)行的圖像采集還與被布置在照相機(jī)前面的第五偏振裝置同步。這意味著第一圖像是在第一時(shí)刻通過照相機(jī)采集的，并且第二圖像是在第二時(shí)刻通過照相機(jī)采集的，其中，在第一時(shí)刻中，被布置在照相機(jī)前面的第五偏振裝置的狀態(tài)與被布置在眼鏡左部的第三偏振裝置的第一偏振方向匹配，在第二時(shí)刻中，被布置在照相機(jī)前面的第五偏振裝置的狀態(tài)與被布置在眼鏡右部的第四偏振裝置的第二偏振方向匹配。在第五偏振裝置處于與相應(yīng)眼鏡的偏振方向匹配的偏振狀態(tài)的時(shí)刻采集圖像意味著，眼睛周圍的區(qū)域的照相機(jī)可觀察性實(shí)際上提高了。
根據(jù)本發(fā)明的3D視頻會(huì)議平臺(tái)的一個(gè)實(shí)施例包括一個(gè)光源，該光源被設(shè)置成在第一時(shí)刻產(chǎn)生具有第一偏振方向的光，并在第二時(shí)刻產(chǎn)生具有第二偏振方向的光。這個(gè)實(shí)施例的優(yōu)點(diǎn)是，來自眼鏡后面的區(qū)域的光與來自面部其他部分的光之間的對(duì)比度是最小的。
在根據(jù)本發(fā)明的3D視頻會(huì)議平臺(tái)的一個(gè)實(shí)施例中，組合裝置被設(shè)置成基于第一圖像和第二圖像之間的差異計(jì)算第三圖像。優(yōu)選地，該組合裝置被設(shè)置成-通過計(jì)算第一圖像和第二圖像之間的差異來計(jì)算一個(gè)中間圖像；-分割該中間圖像以檢測(cè)與第一部分相應(yīng)的第一區(qū)域；-基于分段從該第一圖像中提取出該第一部分；以及-將該第一部分與該第二圖像的第二部分進(jìn)行組合。
通過下文的實(shí)現(xiàn)和實(shí)施例并且參考附圖，根據(jù)本發(fā)明的3D視頻會(huì)議平臺(tái)的這些和其他方面將變得明顯并將被闡明，其中圖1示意性地示出根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的3D視頻會(huì)議平臺(tái)的一個(gè)實(shí)施例；圖2A示意性地示出3D視頻會(huì)議平臺(tái)的一個(gè)實(shí)施例，該3D視頻會(huì)議平臺(tái)包括處于第一偏振狀態(tài)的偏振裝置，該第一偏振狀態(tài)與左眼前面的偏振濾光片的偏振方向匹配；圖2B示意性地示出圖2A的3D視頻會(huì)議平臺(tái)的實(shí)施例，該3D視頻會(huì)議平臺(tái)包括處于第二偏振狀態(tài)的偏振裝置，該第二偏振狀態(tài)與右眼前面的偏振濾光片的偏振方向匹配；圖3A示意性地示出3D視頻會(huì)議平臺(tái)的一個(gè)實(shí)施例，該3D視頻會(huì)議平臺(tái)包括兩個(gè)電光快門，其中位于左眼前面的第一個(gè)處于開啟狀態(tài)而位于右眼前面的另一個(gè)處于關(guān)閉狀態(tài)；
圖3B示意性地示出圖3A的3D視頻會(huì)議平臺(tái)的實(shí)施例，該3D視頻會(huì)議平臺(tái)包括兩個(gè)電光快門，其中位于左眼前面的第一個(gè)處于關(guān)閉狀態(tài)而位于右眼前面的另一個(gè)處于開啟狀態(tài)；圖4示意性地示出光源，該光源被設(shè)置成在第一時(shí)刻產(chǎn)生具有第一偏振方向的光，并在第二時(shí)刻產(chǎn)生具有第二偏振方向的光；圖5示意性地示出3D視頻會(huì)議平臺(tái)的一個(gè)實(shí)施例，該平臺(tái)包括基于空間多路復(fù)用顯示立體圖像的顯示裝置；圖6示意性地示出將第一和第二圖像組合成將要被傳輸?shù)牡谌龍D像的圖像處理步驟；以及圖7示意性地示出包括通信裝置的3D視頻會(huì)議平臺(tái)的一個(gè)實(shí)施例。
所有附圖中相同的附圖標(biāo)記用來表示類似的部分。
圖1示意性地示出根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的3D視頻會(huì)議平臺(tái)100的一個(gè)實(shí)施例，如在上面引言中所述。
圖2A示意性地示出根據(jù)本發(fā)明的3D視頻會(huì)議平臺(tái)200的一個(gè)實(shí)施例。該3D視頻會(huì)議平臺(tái)200包括-一個(gè)用于顯示立體圖像的顯示裝置102；-一個(gè)第一偏振裝置108，其被布置在顯示裝置102的前面和照相機(jī)104-106的前面，并被設(shè)置成在第一偏振狀態(tài)和第二偏振狀態(tài)之間轉(zhuǎn)換，其中，在第一偏振狀態(tài)中，第一偏振裝置108對(duì)具有第一偏振方向的光基本上是半透明的，而對(duì)具有第二偏振方向的光基本上是不透明的，在第二偏振狀態(tài)中，第一偏振裝置對(duì)具有第二偏振方向的光是基本上是半透明的，而對(duì)具有第一偏振方向的光基本上是不透明的；-一個(gè)第一偏振濾光片114，其被布置在眼鏡的左部，并且對(duì)具有第一偏振方向的光基本上是半透明的，而對(duì)具有第二偏振方向的光基本上是不透明的；-一個(gè)第二偏振濾光片112，其被布置在眼鏡的右部，并對(duì)第二偏振方向上的光基本上是半透明的，而對(duì)第一偏振方向上的光基本上是不透明的；-一個(gè)包括偏振裝置206的光源120，該光源被設(shè)置成產(chǎn)生具有第一偏振方向或具有第二偏振方向的光。這個(gè)光源120是可選的；以及-一個(gè)同步器220，用于使照相機(jī)104-106與第一偏振裝置108同步。優(yōu)選地，借助于相同的同步器220使顯示裝置102和光源也與照相機(jī)104-106同步。3D視頻會(huì)議平臺(tái)200的圖像采集如下。假設(shè)第一偏振裝置108包括兩層一個(gè)偏振層202和一個(gè)電控LC(液晶)層204。這個(gè)LC層204是雙折射的材料，其可以改變穿過其的已偏振光的偏振方向。因此，LC層204被設(shè)置成調(diào)整由顯示裝置102產(chǎn)生的已偏振光的偏振方向，但也被設(shè)置成調(diào)整在相反方向上傳播的已偏振光即來自包括第一用戶110的面部的被照射場(chǎng)景的已偏振光的偏振方向。由于LC層204對(duì)非偏振光不起作用，這樣的光在其傳過第一偏振裝置108傳向照相機(jī)104-106時(shí)只受LC層204后面的偏振層202的影響。
假設(shè)第一偏振裝置108處于第一偏振狀態(tài)，該第一偏振狀態(tài)與左眼118前面的偏振濾光片114的偏振方向匹配。包括偏振裝置206的光源120正在產(chǎn)生具有一個(gè)與左眼118前面的偏振濾光片114的偏振方向基本上相同的偏振方向的光。
設(shè)想光線217由光源120產(chǎn)生并在第一用戶的左眼區(qū)域118反射向照相機(jī)104。這個(gè)光線217是偏振的，并且在其穿過第一用戶110的左眼118前面的第一偏振濾光片114時(shí)沒有強(qiáng)度損失。光線217在左眼區(qū)域118被反射，并且因此解除了其偏振。當(dāng)?shù)诙未┻^第一偏振濾光片114時(shí)其強(qiáng)度損失50％，因?yàn)橹挥械谝黄穹较蚣吹谝黄駷V光片114的偏振方向的光可以通過。假設(shè)照相機(jī)104-106和顯示裝置102前面的第一偏振裝置108的LC層204處于與第一偏振方向匹配的第一偏振狀態(tài)。最后，光線217不受影響地通過第一偏振裝置108的偏振層202。在用戶面部的反射率等于100％的情況中，光線217接著以其原始強(qiáng)度的50％到達(dá)照相機(jī)104-106。
接著描述了由用戶面部的另一部分反射的光線214的類似測(cè)定。已偏振光線214在用戶面部被反射，在此其偏振被解除；其不受影響地穿過第一偏振裝置108的LC層204，并最后穿過第一偏振裝置108的偏振濾光片202，在此其強(qiáng)度損失50％。
因此，光線217和214均損失它們?cè)紡?qiáng)度的50％。這意味著面部被覆蓋部分即左眼區(qū)域118和面部未被覆蓋部分例如鼻子之間沒有對(duì)比度的差異。換言之，在第一偏振裝置108的這個(gè)第一偏振狀態(tài)期間采集的第一圖像中，眼鏡的左部114是透明的。然而，眼鏡的右部112是黑暗的，因?yàn)槠淦穹较蚺c如由包括偏振裝置206的光源120產(chǎn)生的被照射的光的偏振方向不匹配。因此，光線213不能通過被布置在眼鏡右部的第二偏振濾光片112。此外，第二偏振濾光片112的偏振方向與第一偏振裝置108的當(dāng)前偏振方向不匹配。
圖2B示意性地示出圖2A的3D視頻會(huì)議平臺(tái)的實(shí)施例。然而，現(xiàn)在第一偏振裝置108處于與右眼116前面的偏振濾光片112的偏振方向匹配的第二偏振狀態(tài)。設(shè)想光線212由光源120產(chǎn)生并在第一用戶的左眼區(qū)域116被反射向照相機(jī)104。這個(gè)光線212是偏振的，并且其在通過第一用戶110的右眼116前面的第二偏振濾光片112時(shí)沒有強(qiáng)度損失。光線212在右眼區(qū)域116被反射，并因此其偏振被解除。當(dāng)?shù)诙瓮ㄟ^第二偏振濾光片112時(shí)其強(qiáng)度損失50％，因?yàn)橹挥械诙穹较蚣吹诙駷V光片112的偏振方向的光可以通過。假設(shè)照相機(jī)104-106和顯示裝置102前面的第一偏振裝置108的LC層204處于與第二偏振方向匹配的第二偏振狀態(tài)。最后，光線212不受影響地通過第一偏振裝置108的偏振層202。在用戶面部反射率等于100％的情況中，光線212接著以其原始強(qiáng)度的50％到達(dá)照相機(jī)104-106。
因此，光線212和214損失它們?cè)紡?qiáng)度的50％。這意味著面部被覆蓋部分即右眼區(qū)域116和面部未被覆蓋部分例如鼻子之間沒有對(duì)比度的差異。換言之，在第一偏振裝置108的這個(gè)第二偏振狀態(tài)期間采集的第二圖像中，眼鏡的右部112是透明的。然而，眼鏡的左部114是黑暗的，因?yàn)槠淦穹较蚺c如由包括偏振裝置206的光源120產(chǎn)生的被照射的光的偏振方向不匹配。因此，光線216不能通過被布置在眼鏡左部的第一偏振濾光片114。此外，第一偏振濾光片114的偏振方向與第一偏振裝置108的當(dāng)前偏振方向不匹配。
通過交替地將第一偏振裝置108和可選地將偏振裝置206設(shè)置在第一或第二偏振狀態(tài)，可使得照相機(jī)104-106能夠記錄圖像，在該圖像中，第一用戶110的左眼118和右眼116可以交替地被清楚地看見，此時(shí)另一只眼睛不能清楚地被看見。
圖3A示意性地示出根據(jù)本發(fā)明的3D視頻會(huì)議平臺(tái)的另一個(gè)實(shí)施例300，包括
-一個(gè)用于顯示立體圖像的顯示裝置102，該立體圖像表示遠(yuǎn)程位置的第二用戶；-一個(gè)被布置在眼鏡302的左部的第一電光快門114，該第一電光快門114具有一個(gè)使第一用戶110利用左眼118能夠看到顯示裝置102的第一開啟狀態(tài)以及一個(gè)使第一用戶110利用左眼118不能看到顯示裝置102的第一關(guān)閉狀態(tài)；-一個(gè)被布置在眼鏡302的右部的第二電光快門112，該第二電光快門112具有一個(gè)使第一用戶110利用右眼116能夠看到顯示裝置102的第二開啟狀態(tài)以及一個(gè)使第一用戶110利用右眼116不能看到顯示裝置102的第二關(guān)閉狀態(tài)；以及-同步器220，用于在第一電光快門114處于第一開啟狀態(tài)時(shí)采集該第一圖像，以及在第二電光快門112處于第二開啟狀態(tài)時(shí)采集該第二圖像。
更具體地，圖3A示意性地示出在第一時(shí)刻中的3D視頻會(huì)議平臺(tái)300，在第一時(shí)刻中，左眼118前面的第一電光快門114處于開啟狀態(tài)，而右眼116前面的第二電光快門112處于關(guān)閉狀態(tài)。圖3B示意性地示出在第二時(shí)刻中的3D視頻會(huì)議平臺(tái)300，在第二時(shí)刻中，左眼118前面的第二電光快門114處于關(guān)閉狀態(tài)，而右眼116前面的第二電光快門112處于開啟狀態(tài)。
同步裝置220被設(shè)置成控制立體圖像的顯示、眼鏡302中的兩個(gè)電光快門112-114以及照相機(jī)104-106。同步是這樣的第一圖像是在左眼可相對(duì)較好地被照相機(jī)104-106觀察到的第一時(shí)刻被采集，而第二圖像是在右眼可相對(duì)較好地被照相機(jī)104-106觀察到的第二時(shí)刻被采集。
圖4示意性地示出光源120，其被設(shè)置成在第一時(shí)刻產(chǎn)生具有第一偏振方向的光，并在第二時(shí)刻產(chǎn)生具有第二偏振方向的光。光源120包括-在第一外殼中的第一光生成裝置404，例如燈，其包括一個(gè)第一無源偏振濾光片408，該偏振濾光片對(duì)第一偏振方向上的光基本上是透明的；-在第二外殼中的第二光生成裝置402，例如燈，其包括一個(gè)第二無源偏振濾光片410，該偏振濾光片對(duì)第二偏振方向上的光基本上是透明的；以及-一個(gè)開關(guān)406，其可使得第一光生成裝置404產(chǎn)生光或使得第二光生成裝置402產(chǎn)生光。
光源120的工作如下所述。如果開關(guān)406使得第一光生成裝置404產(chǎn)生光，那么這個(gè)光部分地通過第一無源偏振濾光片408。因此，光源120則產(chǎn)生了具有第一偏振方向的光。如果開關(guān)406使得第二光生成裝置402產(chǎn)生光，那么這個(gè)光部分地通過第二無源偏振濾光片410。因此，光源120產(chǎn)生了具有第二偏振方向的光。
這個(gè)光源120可以應(yīng)用于如結(jié)合圖2A和2B所描述的3D視頻會(huì)議平臺(tái)。在這種情況中，光源120被連接到同步器220。
圖5示意性地示出3D視頻會(huì)議平臺(tái)的一個(gè)實(shí)施例，其包括基于空間多路復(fù)用顯示立體圖像的顯示裝置102。顯示裝置102與偏振器530-544陣列的組合例如是市場(chǎng)上可買到的由VREX制造的名為μPolTM。μPol是一個(gè)光學(xué)裝置，其逐行地改變光的偏振。它是一個(gè)顯微的小偏振器530-544的周期性的陣列，其在第一偏振方向和與第一偏振方向垂直的第二偏振方向之間在空間上交替。
該3D視頻會(huì)議平臺(tái)500包括-一個(gè)用于顯示立體圖像的顯示裝置102；-一個(gè)第一偏振裝置530，其被布置在顯示裝置102的第一部分510的前面，并對(duì)第一偏振方向上的光基本上是半透明的，而對(duì)第二偏振方向上的光基本上是不透明的；-一個(gè)第二偏振裝置532，其被布置在顯示裝置102的第二部分512的前面，并對(duì)第二偏振方向上的光基本上是半透明的，而對(duì)第一偏振方向上的光基本上是不透明的；-一個(gè)第三偏振裝置114，其被布置在眼鏡的左部，并對(duì)第一偏振方向上的光基本上是半透明的，而對(duì)第二偏振方向上的光基本上是不透明的；-一個(gè)第四偏振裝置112，其被布置在眼鏡的右部，并對(duì)第二偏振方向上的光基本上是半透明的，而對(duì)第一偏振方向上的光基本上是不透明的；-一個(gè)第五偏振裝置502，其被布置在照相機(jī)104的前面，并被設(shè)置成在第一偏振狀態(tài)和第二偏振狀態(tài)之間轉(zhuǎn)換，其中，在第一偏振狀態(tài)中，第五偏振裝置對(duì)第一偏振方向上的光基本上是半透明的，而對(duì)第二偏振方向上的光基本上是不透明的，在第二偏振狀態(tài)中，第五偏振裝置對(duì)第二偏振方向上的光基本上是半透明的，而對(duì)第一偏振方向上的光基本上是不透明的；以及-同步器220，用于在第五偏振裝置502處于該第一偏振狀態(tài)時(shí)采集第一圖像，以及在第五偏振裝置502處于該第二偏振狀態(tài)時(shí)采集第二圖像。
第五偏振裝置502包括兩層偏振層506和電控LC(液晶)層504。顯示裝置102包括用于顯示立體圖像的左圖像的第一組部分510、514、518和522以及用于顯示立體圖像的右圖像的第二組部分512、516、520和524。
3D視頻會(huì)議平臺(tái)500的工作與如結(jié)合圖2A和2B所描述的3D視頻會(huì)議平臺(tái)200的工作類似。不同的是，如圖5中描述的3D視頻會(huì)議平臺(tái)500中不需要對(duì)顯示裝置前面的偏振裝置530-544進(jìn)行時(shí)間控制。
雖然在圖5中沒有示出，但是3D視頻會(huì)議平臺(tái)500包括第二照相機(jī)106并可包括光源120，該光源被設(shè)置成在第一時(shí)刻產(chǎn)生具有第一偏振方向的光，并在第二時(shí)刻產(chǎn)生具有第二偏振方向的光。
圖6示意性地示出將第一圖像604和第二圖像602組合成必須被傳送到遠(yuǎn)程3D視頻會(huì)議平臺(tái)的第三圖像606的圖像處理步驟。換言之，示出了由組合裝置712執(zhí)行的圖像處理步驟。組合裝置712包括一個(gè)用于計(jì)算的處理器和用于存儲(chǔ)中間結(jié)果的存儲(chǔ)器。組合裝置712被設(shè)置成-通過計(jì)算第一圖像604和第二圖像602之間的差異來計(jì)算一個(gè)中間圖像608；-分割中間圖像608以檢測(cè)與第一圖像604的第一部分相應(yīng)的第一區(qū)域612；-基于第一區(qū)域612從第一圖像604中提取出該第一部分；以及-將該第一圖像的第一部分與第二圖像602的第二部分進(jìn)行組合。
換句話說，視頻處理包括利用來自在時(shí)間n-1處采集的圖像的未覆蓋區(qū)域的信息代替圖像n中被覆蓋的面部區(qū)域，其中n表示所記錄的圖像數(shù)。視頻處理包括下列步驟
-兩個(gè)連續(xù)的圖像604-602的減法。優(yōu)選地確定連續(xù)圖像604-602之間的絕對(duì)差異。這產(chǎn)生一個(gè)中間圖像608，該中間圖像的與用戶面部相應(yīng)的像素具有相對(duì)較低的值，因?yàn)閮蓚€(gè)圖像604-602就圖像的這些部分來說基本上是彼此相同的。與眼鏡相應(yīng)的像素610-612具有相對(duì)較高的值；-中間圖像608中兩個(gè)鏡片的輪廓的檢測(cè)。眼鏡的框架的形狀和顏色是先驗(yàn)已知的。這減輕了對(duì)輪廓的搜索。
-基于一個(gè)輪廓從第一圖像604中提取第一部分。
-利用所提取的第一部分代替第二圖像的一個(gè)部分。
如果在時(shí)刻n和n-1處輪廓不相同，那么應(yīng)用來自第一圖像604的第一部分的可選的幾何縮放(scaling)。這也許是由于在照相機(jī)的光軸方向上的頭部旋轉(zhuǎn)或頭部平移，即遠(yuǎn)離或靠近照相機(jī)。
應(yīng)用來自第一圖像604的第一部分的可選的光度縮放來對(duì)在眼鏡中任何剩余光損耗進(jìn)行補(bǔ)償。與眼鏡的其他部分相應(yīng)的另一部分的光度縮放也可以被應(yīng)用。
圖7示意性地示出包括通信裝置的3D視頻會(huì)議平臺(tái)的實(shí)施例700。用戶110戴著眼鏡112-114，并正看著幀速率為120Hz的基于CRT的監(jiān)視器102。在監(jiān)視器102的上面，放置著兩個(gè)彼此水平相隔例如7cm的照相機(jī)104-106。照相機(jī)104-106還具有120Hz的幀速率。電光開關(guān)108被放置在監(jiān)視器102前面，其遮蓋著監(jiān)視器102的前部以及照相機(jī)104-106。這個(gè)電光開關(guān)108包括兩層一個(gè)偏振濾光片202和一個(gè)電控LC層204。在監(jiān)視器102上面某一位置放置用于用戶110的照明的光源120。光源部分地被外殼覆蓋，該外殼迫使發(fā)出的光通過另一個(gè)電光開關(guān)206。它也是工作在120Hz。監(jiān)視器102、照相機(jī)104-106以及電光開關(guān)108-206全部是同步的。照相機(jī)104-106被連接到視頻處理單元714。在60Hz間隔之內(nèi)，視頻處理單元714從每一照相機(jī)104-106接收兩個(gè)圖像。照相機(jī)104-106之一的兩個(gè)圖像基本上彼此相同，除了眼鏡的透明度以外在一個(gè)圖像上，左眼鏡是透明的而右眼鏡是黑暗的，而在另一圖像中反之亦然。視頻處理單元714被設(shè)置成利用結(jié)合圖6描述的步驟將兩個(gè)圖像組合成一個(gè)圖像。然后，視頻處理單元714以每60Hz的間隔將用戶(具有透明的眼鏡)的一個(gè)立體(左和右)圖像輸出到視頻編碼器712。視頻編碼器712例如利用MPEG編碼對(duì)視頻流進(jìn)行壓縮，以使其與通信信道702的可用帶寬相適合。視頻編碼器712被連接到發(fā)射機(jī)710，該發(fā)射機(jī)將通過例如因特網(wǎng)的通信信道702發(fā)送視頻信號(hào)。
由遠(yuǎn)程3D視頻會(huì)議平臺(tái)發(fā)送的一個(gè)輸入信號(hào)被接收機(jī)704接收，被解碼器706解碼，并且合成的立體(左和右)圖像以時(shí)間上順序的方式被傳送到監(jiān)視器102。這是由包括幀存儲(chǔ)器的顯示驅(qū)動(dòng)器708完成的，以便適應(yīng)本地和遠(yuǎn)程3D視頻會(huì)議平臺(tái)之間缺乏的同步。顯示驅(qū)動(dòng)器708利用兩個(gè)信號(hào)來驅(qū)動(dòng)顯示器102視頻信號(hào)和如由同步器220提供的同步信號(hào)。后一個(gè)信號(hào)還用來使照相機(jī)104-106和電光裝置108以及206同步。遠(yuǎn)程用戶利用透明的眼鏡感覺到本地用戶的3D印象，并且反之亦然。
注意，電光裝置108和206需要一定量的時(shí)間來從一個(gè)偏振狀態(tài)轉(zhuǎn)換到另一個(gè)。照相機(jī)應(yīng)當(dāng)只記錄偏振方向穩(wěn)定時(shí)的圖像。因此，照相機(jī)104-106內(nèi)的光傳感器的積分時(shí)間應(yīng)該是短的。這是采用具有CMOS傳感器的照相機(jī)的理由。這些傳感器是敏感的，并因此可以具有短的積分時(shí)間。
可以采用其他類型的顯示裝置例如LCD或PDP來代替基于CRT的顯示裝置。
應(yīng)該注意，上述的實(shí)施例是說明而不是限制本發(fā)明，并且本領(lǐng)域技術(shù)人員將可以在不脫離所附權(quán)利要求書的范圍的情況下設(shè)計(jì)出替代的實(shí)施例。在權(quán)利要求書中，括號(hào)內(nèi)的任何附圖標(biāo)記不應(yīng)被解釋為對(duì)權(quán)利要求的限制。措詞“包括”不排除存在未列入權(quán)利要求中的其他元件或步驟。一個(gè)元件前面的措詞“一”或“一個(gè)”不排除存在多個(gè)這樣的元件。本發(fā)明可以通過包括若干不同元件的硬件以及通過適當(dāng)編程的計(jì)算機(jī)來實(shí)施。在列舉了若干裝置的裝置權(quán)利要求中，這些裝置中的一些可以被同一項(xiàng)硬件來實(shí)現(xiàn)。
權(quán)利要求
1.一種3D視頻會(huì)議平臺(tái)(200、300、500、700)，包括-一個(gè)用于采集第一用戶(110)的第一圖像(604)和該第一用戶(110)的第二圖像(602)的照相機(jī)(104)；-用于接收第二用戶的立體圖像的接收裝置；-用于使所述立體圖像顯象的光學(xué)裝置，該光學(xué)裝置包括用于該第一用戶(110)的眼鏡，其特征在于，該平臺(tái)被設(shè)置成在第一時(shí)刻采集該第一圖像(604)并在第二時(shí)刻采集該第二圖像(602)，在第一時(shí)刻中該第一用戶(110)的左眼比在第二時(shí)刻中可更好地被該照相機(jī)(104)觀察到，在第二時(shí)刻中該第一用戶(110)的右眼比在第一時(shí)刻中可更好地被該照相機(jī)(104)觀察到，并且其特征還在于該平臺(tái)包括計(jì)算裝置(714)，用于根據(jù)該第一圖像(604)的與該第一用戶(110)的左眼相應(yīng)的第一部分和該第二圖像(602)的與該第一用戶(110)的右眼相應(yīng)的第二部分來計(jì)算一個(gè)第三圖像(606)。
2.如權(quán)利要求1所述的3D視頻會(huì)議平臺(tái)(300)，其特征在于該平臺(tái)包括-一個(gè)用于顯示立體圖像的顯示裝置(102)；-一個(gè)被布置在眼鏡左部的第一電光快門(114)，該第一電光快門(114)具有一個(gè)使得該第一用戶(110)利用左眼能夠看到該顯示裝置(102)的第一開啟狀態(tài)和一個(gè)使得該第一用戶(110)利用左眼不能看到該顯示裝置(102)的第一關(guān)閉狀態(tài)；-一個(gè)被布置在眼鏡右部的第二電光快門(112)，該第二電光快門(112)具有一個(gè)使該第一用戶(110)利用右眼能夠看到該顯示裝置(102)的第二開啟狀態(tài)以及一個(gè)使第一用戶(110)利用右眼不能看到該顯示裝置(102)的第二關(guān)閉狀態(tài)；以及-同步裝置(220)，用于在該第一電光快門(114)處于第一開啟狀態(tài)時(shí)采集該第一圖像(604)，以及在該第二電光快門(112)處于第二開啟狀態(tài)時(shí)采集該第二圖像(602)。
3.如權(quán)利要求1所述的3D視頻會(huì)議平臺(tái)(200)，其特征在于該平臺(tái)包括-一個(gè)用于顯示立體圖像的顯示裝置(102)；-一個(gè)第一偏振裝置(108)，其被布置在該顯示裝置(102)的前面，并被設(shè)置成在第一偏振狀態(tài)和第二偏振狀態(tài)之間轉(zhuǎn)換，在第一偏振狀態(tài)中，該第一偏振裝置(108)對(duì)第一偏振方向上的光基本上是半透明的，而對(duì)第二偏振方向上的光基本上是不透明的，在第二偏振狀態(tài)中，該第一偏振裝置(108)對(duì)第二偏振方向上的光基本上是半透明的，而對(duì)第一偏振方向上的光基本上是不透明的；-一個(gè)第二偏振裝置(114)，其被布置在眼鏡的左部，并對(duì)第一偏振方向上的光基本上是半透明的，而對(duì)第二偏振方向上的光基本上是不透明的；-一個(gè)第三偏振裝置(112)，其被布置在眼鏡的右部，并對(duì)第二偏振方向上的光基本上是半透明的，而對(duì)第一偏振方向上的光基本上是不透明的；-一個(gè)第四偏振裝置(206)，其被布置在該照相機(jī)(104)的前面，并被設(shè)置成在第三偏振狀態(tài)和第四偏振狀態(tài)之間轉(zhuǎn)換，在第三偏振狀態(tài)中，該第四偏振裝置(206)對(duì)第一偏振方向上的光基本上是半透明的，而對(duì)第二偏振方向上的光基本上是不透明的，在第四偏振狀態(tài)中，該第四偏振裝置(206)對(duì)第二偏振方向上的光基本上是半透明的，而對(duì)第一偏振方向上的光基本上是不透明的；以及-同步裝置(220)，用于在該第四偏振裝置(206)處于該第三偏振狀態(tài)時(shí)采集該第一圖像(604)，以及在該第四偏振裝置(206)處于該第四偏振狀態(tài)時(shí)采集該第二圖像(602)。
4.如權(quán)利要求3所述的3D視頻會(huì)議平臺(tái)(200)，其特征在于，該第一偏振裝置(108)是該第四偏振裝置(206)。
5.如權(quán)利要求1所述的3D視頻會(huì)議平臺(tái)(500)，其特征在于該平臺(tái)包括-一個(gè)用于顯示立體圖像的顯示裝置(102)；-一個(gè)第一偏振裝置(530)，其被布置在該顯示裝置(102)的第一部分(510)的前面，并對(duì)第一偏振方向上的光基本上是半透明的，而對(duì)第二偏振方向上的光基本上是不透明的；-一個(gè)第二偏振裝置(532)，其被布置在該顯示裝置(102)的第二部分(512)的前面，并對(duì)第二偏振方向上的光基本上是半透明的，而對(duì)第一偏振方向上的光基本上是不透明的；-一個(gè)第三偏振裝置(114)，其被布置在眼鏡的左部，并對(duì)第一偏振方向上的光基本上是半透明的，而對(duì)第二偏振方向上的光基本上是不透明的；-一個(gè)第四偏振裝置(112)，其被布置在眼鏡的右部，并對(duì)第二偏振方向上的光基本上是半透明的，而對(duì)第一偏振方向上的光基本上是不透明的；-一個(gè)第五偏振裝置(502)，其被布置在該照相機(jī)(104)的前面，并被設(shè)置成在第一偏振狀態(tài)和第二偏振狀態(tài)之間轉(zhuǎn)換，其中，在第一偏振狀態(tài)中，該第五偏振裝置(502)對(duì)第一偏振方向上的光基本上是半透明的，而對(duì)第二偏振方向上的光基本上是不透明的，在第二偏振狀態(tài)中，該第五偏振裝置(502)對(duì)第二偏振方向上的光基本上是半透明的，而對(duì)第一偏振方向上的光基本上是不透明的；以及-同步裝置(220)，用于在該第五偏振裝置(502)處于該第一偏振狀態(tài)時(shí)采集該第一圖像(604)，以及在該第五偏振裝置(502)處于該第二偏振狀態(tài)時(shí)采集該第二圖像(602)。
6.如權(quán)利要求3至5中任一項(xiàng)所述的3D視頻會(huì)議平臺(tái)(200、300、500、700)，其特征在于，該平臺(tái)包括一個(gè)光源(120)，該光源(120)被設(shè)置成在該第一時(shí)刻產(chǎn)生具有該第一偏振方向的光，以及在該第二時(shí)刻產(chǎn)生具有該第二偏振方向的光。
7.如權(quán)利要求1所述的3D視頻會(huì)議平臺(tái)，其特征在于，該組合裝置(714)被設(shè)置成基于該第一圖像(604)和該第二圖像(602)之間的差異計(jì)算該第三圖像(606)。
8.如權(quán)利要求7所述的3D視頻會(huì)議平臺(tái)，其特征在于該組合裝置(714)被設(shè)置成-通過計(jì)算該第一圖像(604)和該第二圖像(602)之間的差異來計(jì)算一個(gè)中間圖像；-分割該中間圖像以檢測(cè)與該第一部分相應(yīng)的第一區(qū)域(612)；-基于該第一區(qū)域(612)從該第一圖像(604)中提取出該第一部分；以及-將該第一部分與該第二圖像(602)的第二部分進(jìn)行組合。
全文摘要
一種3D視頻會(huì)議平臺(tái)(200、300、500、700)包括一個(gè)用于采集第一用戶(110)的第一圖像(604)和第二圖像(602)的照相機(jī)(104)；以及用于使第二用戶的立體圖像顯象的光學(xué)裝置，該光學(xué)裝置包括用于該第一用戶(110)的眼鏡。該平臺(tái)(200、300、500、700)被設(shè)置成在第一時(shí)刻采集該第一圖像(604)并在第二時(shí)刻采集第二圖像(602)，在第一時(shí)刻中該第一用戶(110)的左眼比在第二時(shí)刻中可更好地被該照相機(jī)(104)觀察到，在第二時(shí)刻中該第一用戶(110)的右眼比在第一時(shí)刻中可更好地被該照相機(jī)(104)觀察到。該平臺(tái)進(jìn)一步包括組合裝置(714)，用于將該第一圖像(604)的第一部分與該第二圖像(602)的第二部分組合成一個(gè)第三圖像(606)，在該第三圖像中，第一用戶(110)的左眼和右眼均被相對(duì)較好地看見。
文檔編號(hào)G02B27/22GK1762157SQ200480006837
公開日2006年4月19日 申請(qǐng)日期2004年3月11日 優(yōu)先權(quán)日2003年3月14日
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