APARATO PARA PRESENTACION ESTEREOSCOPICA DE PLASMA.

Método para tratamiento de imágenes de vídeo estereoscópicas para su presentación estereoscópica en un dispositivo de presentación con una pluralidad de elementos luminosos,

uno u más de los cuales corresponden a cada uno de los píxeles de una imagen de vídeo, en el que cada imagen de vídeo estereoscópica incluye una imagen original izquierda (L) y una imagen original derecha (R), y en el que la duración temporal de un campo/trama de vídeo de una imagen de vídeo estereoscópica se divide en una pluralidad de subcampos durante los cuales pueden activarse los elementos luminosos para la emisión de luz en pequeños impulsos correspondientes a una palabra de código de subcampo que se utiliza para el control de brillo, caracterizado porque incluye las etapas de determinación de un número de subcampos denominados subcampos comunes (SFC'') para generar impulsos luminosos que han de ser percibidos por ambos ojos, de determinación de un número de subcampos denominados subcampos izquierdos específicos (SFL'') para generar impulsos luminosos que han de ser percibidos por el ojo izquierdo, de determinación de un número de subcampos denominados subcampos derechos específicos (SFR'') para generar impulsos luminosos que han de ser percibidos por el ojo derecho, de extracción a partir de parejas correspondientes píxeles de la imagen original izquierda (L) y de la imagen original derecha (R) de una parte común de las parejas de valores de vídeo, y de determinación de palabras de código de subcampo para el control de la presentación, en el que la parte común se codificará con los subcampos comunes (SFC''), la parte específica izquierda se codificará con los subcampos específicos izquierdos (SFL'') y la parte específica derecha se codificará con los subcampos específicos derechos (SFR''), en el que la palabra de código del subcampo de los correspondientes píxeles de la imagen izquierda original (L) y de la imagen derecha original (R) tienen idénticas entradas para los subcampos comunes (SFC'') y las entradas individuales correspondientes a los subcampos específicos izquierdos (SFL'') y los subcampos específicos derechos (SFR'')

Aparato para presentación estereoscópica de plasma.

La presente invención se refiere a un método y un dispositivo para tratamiento de imágenes de vídeo estereoscópicas. Concretamente, la presente invención se refiere a la presentación estereoscópica de imágenes en un panel de presentación de plasma (PDP).

Antecedentes

La tecnología de plasma permite la obtención de pantallas planas de grandes dimensiones, con un espesor muy reducido y sin limitaciones importantes relativas al ángulo de visión. Por estos motivos, las PDPs resultan especialmente adecuadas para su utilización en la visión estereoscópica. Estas pantallas no provocan distorsiones en la imagen presentada, por lo que permiten una impresión de profundidad precisa en las imágenes estereoscópicas. Además, las grandes dimensiones de este tipo de pantallas se adaptan muy bien para conseguir una fuerte impresión de volumen.

Actualmente no cabe duda de que muchas comunicaciones visuales y dispositivos de entretenimiento doméstico pueden mejorarse significativamente mediante la adición de otra dimensión, a saber, la profundidad. Con la aparición de las transmisiones digitales (MPEGn, ...) combinadas con la evolución de los sistemas informáticos y el menor coste de la electrónica, la generación, manipulación y transmisión de imágenes 3D se está convirtiendo en una realidad.

La percepción 3D del Sistema de Visión Humano (HVS) se basa en la situación de cercanía de los ojos. Cada ojo adquiere una visión del mismo área, desde un ángulo ligeramente diferente. Estas dos imágenes independientes se envían al cerebro para su tratamiento, de acuerdo con la figura 1. Cuando ambas imágenes llegan simultáneamente a la parte posterior del cerebro, se funden en una imagen. La mente combina las dos imágenes haciendo coincidir las similitudes y añadiendo las pequeñas diferencias para capturar por último una imagen estereoscópica tridimensional. Con la visión estéreo, el HVS percibe un objeto como sólido en tres dimensiones espaciales (anchura, altura y profundidad) y es la percepción añadida de la dimensión de profundidad lo que hace que la visión estéreo sea tan rica y especial. Además, una imagen estéreo aumentará la impresión de nitidez en el cerebro.

Las imágenes 3D se generan con la ayuda de dos cámaras de vídeo situadas una al lado de otra, de forma similar a los ojos humanos. Otros métodos, que principalmente se basan en un software complejo, también pueden generar imágenes estéreo artificiales mediante el trazado de rayos (simulación de la propagación de la luz). En los párrafos que siguen se denominará a estas imágenes imagen izquierda y derecha. El principio de transmisión estereoscópica se basa en la transmisión de ambas imágenes. Este concepto global se muestra en la figura 2. Si las imágenes izquierda y derecha, se visualizan secuencialmente desde una fuente, y un sistema sincronizado de obturador situado frente al ojo permite que la imagen derecha sólo acceda al ojo derecho y que la imagen izquierda acceda solamente al ojo izquierdo, la visión estéreo podrá entonces observarse como se muestra en la figura 3. El obturador puede estar montado en gafas, sincronizadas con un dispositivo de presentación en la que se muestran alternativamente las dos imágenes constituyentes, en lugar de hacerlo de forma simultánea. Las gafas tapan un ojo y posteriormente el otro, de forma sincronizada con la presentación de la imagen. Este método se denomina con frecuencia "secuencial de campos". Este método evita la rivalidad retinal provocada por la visión anaglífica (otro método basado en gafas de dos colores asociadas a una imagen en dos colores, estando cada uno de los colores asociado a un ojo, con lo que se obtiene una visión estereoscópica monocroma, un método muy antiguo que se remonta a 1858). No obstante, este método puede introducir otros factores de incomodidad, como la introducción de un paralaje temporal entre ambas imágenes, o la posibilidad de aparición de "imágenes fantasma" entre las imágenes, provocadas por la persistencia del fósforo. La mayor parte de los sistemas de obturación para gafas utilizan LCDs que funcionan con luz polarizada. En la actualidad, las gafas que utilizan LCDs pueden proporcionar una adecuada velocidad de intercambio y una extinción razonable de las lentes alternativas.

El obturador electro-óptico de polarización que está disponible actualmente en el mercado transmite tan sólo un 30% de la entrada de luz no polarizada (en lugar del 50% de los polarizadores perfectos), y esto reduce enormemente el brillo de la imagen. Algunos obturadores montados en visores se encuentran conectados mediante cables al monitor, mientras que otros están controlados por infrarrojos y son inalámbricos.

La presentación de imágenes estéreo en un dispositivo de presentación de plasma también requiere la posibilidad de visualizar dos imágenes diferentes por cuadro, lo que representa un nuevo desafío para esta tecnología.

Un PDP utiliza una configuración matricial de células de descarga, que tan sólo pueden estar "ON" u "OFF". Igualmente, a diferencia de un tubo de rayos catódicos o un LCD, en los que los niveles de gris se representan mediante el control analógico de la emisión de luz, un PDP controla el nivel de gris modulando el número de impulsos luminosos por cuadro (impulsos sostenidos). Esta modulación temporal será integrada por el ojo a lo largo de un período correspondiente a la respuesta temporal del ojo. Para llevar a cabo la interpretación de la escala de grises, la pantalla de plasma suele estar dividida en períodos de sub-iluminación denominados subcampos, y cada uno de ellos corresponde a un bit de los datos de imagen de vídeo de entrada. Por ejemplo, si se disponen unos niveles de luminancia de 8 bits, en ese caso cada nivel estará representado por una combinación de los 8 bits siguientes:

1 - 2- 4 - 8 - 16 - 32 - 64 - 128.

Para conseguir esta codificación con la tecnología PDP, el período de la trama se dividirá en 8 períodos de iluminación (denominados subcampos), cada uno de los cuales corresponde a un bit. El número de impulsos luminosos correspondientes al bit "2" es el doble que en el caso del bit "1", y así sucesivamente. Con estos 8 subperíodos podremos, a través de la combinación de subcampos, construir los 256 niveles de grises.

Un método sencillo de implementación de una presentación estereoscópica en un PDP se basa en la separación de subcampos en grupos Izquierdo (L) y Derecho (R), que se sincronizan con la apertura y el cierre de las gafas con obturador LCD. Una ventaja adicional de este método consiste en que con la misma pantalla se pueden generar fácilmente imágenes 2D y 3D, mediante un simple cambio del proceso de codificación del subcampo. Se dispone de pantallas de plasma 3D con los adecuados filtros delanteros consistentes en una pluralidad de lentes para dirigir la luz de unos píxeles dedicados a los diferentes ojos, lo cual no es el caso.

La invención

Para las siguientes explicaciones asumiremos que el PDP es capaz de visualizar 18 subcampos por trama en el modo de 60 Hz (período de trama de 16,67 ms). Además, también asumiremos que la respuesta temporal de las gafas con obturador necesita el tiempo de un período de direccionamiento. Obviamente, todos estos valores constituyen tan sólo un ejemplo.

La figura 4 muestra un esquema de emisión de luz que cuenta con dieciocho subcampos por trama en el modo de 60 Hz (16,7 ms). Se asignan nueve subcampos a cada una de las imágenes izquierda y derecha, por ejemplo.

En el caso del método de "campo secuencial" estándar, se pierde una gran cantidad de luminancia. En el ejemplo de la figura 4, cada ojo percibe solamente la mitad de la luz disponible del PDP. Dicho de otro modo, si la luminancia global de la imagen en la presentación en 2D es de 100 cd/m², el cerebro percibirá solamente 50 cd/m² en el caso de la presentación en 3D. Además, las gafas con visor de obturación electro-óptico de polarización, actualmente disponibles en el mercado transmiten tan sólo un 30% de la luz de entrada no polarizada (en lugar del 50% de los polarizadores perfectos). En cualquier caso, las gafas con obturador introducirán una pérdida de luz adicional, lo que finalmente tendrá como resultado una imagen 3D muy oscura.

En vista de cuanto antecede, el objeto de la presente invención consiste en facilitar un método y un dispositivo para el procesamiento de imágenes de vídeo estereoscópicas, en el que se reduce la pérdida de luminancia.