一种使100Hz场频彩色电视机实现立体电视功能的技术

摘要

本发明涉及一种在场频为100Hz的彩色电视机上实现无闪烁立体电视欣赏功能的技术。其基本特征是,利用场频为100Hz的彩色电视机的倍频奇偶场信号编入原奇数场图像和偶数场图像,形成倍频奇偶场时分立体电视图像信号,提取奇偶场同步信号并将其倍频以形成液晶眼镜同步开关控制信号,液晶眼镜接收这种倍频奇偶场同步控制信号并控制液晶眼镜镜片与电视图象同步开关,从而使观众可以通过场频为100Hz的彩色电视机观看到无闪烁时分式立体电视图象。

说明书

观看立体电视图像的方法很多，但基本的方法只有一个，这就是必须保证左眼所看到的图像和右眼所看到的图像是有区别的。如果用两部摄像机模拟人的双眼拍摄立体电视图像，其中一只摄像机所拍摄图像的作为左眼图像，而另一只摄像机所拍摄图像的作为右眼图像，然后分别将这两幅图像传送到观察者的左眼和右眼，这样，观察者就会看到一幅立体图像。目前广播电视技术是用奇偶场隔场传输图像的，如果用两部摄像机拍摄立体电视图像，可以将左眼图像编入奇数场(或偶数场)，将右眼图像编入偶数场(或奇数场)，这样仍然可以利用原有的广播电视技术中的奇偶场隔场编码的方法传输这种立体电视图像，由于左眼图像和右眼图像在时间上是分时传送的，因此我们将这种立体电视图像的编码方法和传输方法成为时分式立体电视图像编码技术。在显示的时候，电视机屏幕上所显示的图像是由左眼图像和右眼图像分时显示的，如果观众利用某种手段，可以保证左眼只看到左眼图像，而右眼只看到右眼图像，则观众即可以看到立体电视图像。这种手段的实现方法之一是采用同步开关的液晶光开关技术。当电视机屏幕上显示左眼图像时，观众左眼前的液晶光开关打开，右眼前的液晶光开关关断。当电视机屏幕上显示右眼图像时，右眼前的液晶光开关打开，左眼前的液晶光开关关断，由此保证观众的左眼和右眼可以分别独立地看到摄像机拍摄的左眼图像和右眼图像，并在观察者的大脑中合成立体电视图像。

这种“时分式立体电视技术”已经实际应用于广播电视技术领域，但是有一个问题仍然没有获得圆满的解决，这就是画面的闪烁问题。由于这种时分式立体电视技术的编码技术是利用奇数场编入左眼图像，利用偶数场编入右眼图像，因此在显示时，每只眼所看到的图像只有每秒中25幅画面(当电视制式是NTSC时是30幅画面)，所以会感觉到画面闪烁，观众会感觉到不舒适，并容易引起视疲劳。解决的方法之一是将电视机显示频率提高，使得显示左眼和右眼图像时的频率提高到每秒50幅画面(当电视制式为NTSC时是60幅画面)，这样就看不到画面的闪烁了。

目前100HZ的电视机已经问世，如康佳彩电、海尔彩电、熊猫彩电、创维彩电等。其功能是提高大屏幕显示图像时的图像清晰度和降低图像闪烁。由于当电视机屏幕超过29英寸时，每场300多条的行扫描线已经可以被观众明显感觉到，使图像清晰度的感觉下降。同时画面加大，亮度增加后，人眼的临界闪烁频率会提高，因此画面的闪烁感觉会较小屏幕、低亮度时明显。这样利用场频为100HZ的技术，可以让行扫描线增加一倍，达到一场600多条，既可以改善清晰度，又可以改善大屏幕高亮度的图像闪烁问题。100HZ彩色电视机并不是为显示立体电视图象而设计的，但是如果将一种新技术应用于目前上市的100HZ彩色电视机中，就可以使其产生能够观赏无闪烁立体电视图像的功能，这就是本发明所要解决的问题。

本发明涉及一种利用现有100HZ彩色电视机实现无闪烁立体电视图像观赏功能的技术。它包括100HZ彩色电视机的倍频奇偶场编码方法、液晶眼镜同步驱动信号提取方法、立本液晶眼镜的驱动方法。目前实现100HZ彩色电视机奇偶场图像信号编码方案有多种，都是为实现不同的数字图像处理目的而设计的，但为了能够使目前生产的100HZ彩色电视机能够观赏无闪烁立体电视图象就必须采用特殊的编码方式，即将场频提升至100HZ后，必须在相对于原奇数场的位置先后编入左眼图像和右眼图像(或右眼图像和左眼图像)，而在相对于原偶数场的位置也先后编入左眼图像和右眼图像(或右眼图像和左眼图像)，形成倍频奇偶场时分立体图像信号。将视频输入信号中的奇偶场信号提取出来并进行倍频处理，控制红外同步信号发射器发射控制液晶眼镜的红外同步控制信号，或直接自场倍频信号中提取场同步控制信号，控制红外同步信号发射器发射控制液晶眼镜的同步信号。液晶眼镜接收这个控制信号后将控制左眼和右眼的液晶光开关与电视图像同步开关，以保证在电视显示左眼图像时，左眼前的液晶镜片打开，右眼前的液晶镜片关闭。而电视在下世右眼图像时，右眼前的液晶镜片打开，左眼前的液晶镜片关闭，观众即可以看到一幅无闪烁的十分立体电视图像。观看这种立体电视图像的另一种方法是通过电视机内部提取的液晶眼镜同步控制信号直接控制有线液晶眼镜的光开关，以实现同样观看无闪烁立体电视图像的目的。

下面结合附图对本发明进行更进一步的说明。

图1．是100HZ彩色电视机倍频奇偶场时分立体电视图像信号编码方案。1是奇数场图像信号，2是偶数场图像信号，3是奇数场图像信号，4是偶数场图像信号。16是是奇数场，17是偶数场。13、14是场同步信号，15是场倍频后的场同步信号。7和9是和1一样内容的奇数场图像信号，但是场频提高了一倍。10和12是同2一样的偶数场图像信号，但是产品也被提高一倍。原来是利用奇数场图像信号1编入左眼图像信号，而利用偶数场图像信号2编入右眼图像信号(也可以相反)，在场倍频后必须使得原来的奇偶场图像信号仍然隔场排列，即反映左眼图像的奇数场图像信号和反映右眼图像的偶数场图像信号原来是隔场排列的，在场倍频后，其图像编码仍然必须是奇数场反映左眼图像，偶数场反映右眼图像，只是场频增加一倍，这就是倍频奇偶场时分立体电视图像信号。18是倍频后的奇数场，19是倍频后的偶数场。同样，5和7是和1以前的奇数场一样内容的奇数场图像信号，只是在场倍频后被连续两次读出。6和8是和1以前一样的偶数场图像信号，同样只是在场倍频后被连续两次读出。

图2．是液晶眼镜同步控制信号的提取和产生原理图。1是奇数场图像信号，2是偶数场图像信号，16是奇数场，17是偶数场，13是场同步信号。将反应奇数场信号16和反应偶数场信号17的奇偶场同步信号提取出来，形成奇偶场同步信号20。将场同步信号13倍频，形成倍频场同步信号21，利用20和21形成倍频奇偶场同步信号22。这是控制液晶眼镜同步开关的关键。保证在22高电平时液晶眼镜的左眼镜片打开，右眼镜片关闭，而当22低电平时，液晶眼镜的左眼镜片关闭，右眼前的液晶镜片打开(或相反)。

图3．是液晶眼镜的驱动信号产生原理图。1和2是奇数场图像信号和偶数场图像信号，20是奇偶场同步信号，5、7、9、11是倍频后的奇数场图像信号，6、8、10是倍频后的偶数场图像信号。22是倍频后的奇偶场同步信号，23是左眼前液晶镜片驱动信号，24是右眼前液晶镜片驱动信号，这两个信号以场倍频的频率交替出现，驱动液晶镜片的电压为峰值为正负12伏特、振荡频率为1000HZ左右的方波，利用这种液晶镜片的驱动信号方式是有利于防止液晶极化。当23出现时，液晶眼镜左眼前的镜片25打开，右眼前的液晶镜片26关闭。而当24出现时，右眼前的液晶镜片26打开，左眼前的液晶镜片25关闭。对照该图中的倍频图像信号，可以看出当倍频奇数场图像信号出现时，观察者的左眼通过25恰好可以看到奇数场倍频图像信号5，而当倍频偶数场图像信号出现时，观察者的右眼通过26恰好可以看到偶数场倍频图像信号7。因此观察者通过同步驱动的液晶眼镜可以看到无闪烁立体电视图像。这个液晶眼镜可以是有线驱动的，也可以被无线驱动。当被有线驱动时，23和24直接加在液晶镜片上。当被无线驱动时，22被用来调制红外发射器，并将这个同步信号发射出去，液晶眼镜将这个同步信号接收下来，再形成23和24进而驱动液晶眼镜的液晶镜片。

图4．是一个实施例。40是一台100HZ彩色电视接收机的基本原理框图。30是该电视接收机的天线，31是高频解调器，32是中频电路，33是视频电路，34是图像倍频电路，其中包括模数转换电路、场存贮电路、图像处理电路、图像信号倍频电路、数模转换电路，35是视频放大电路，38是显像管，36是同步信号分离电路，其中包括场倍频信号发生电路、行倍频信号发生电路，场消隐信号发生电路、行消隐信号发生电路，37是扫描电路，它生成各种行场倍频扫描信号，送往偏转线圈，38是视频图像播放设备，它将视频图像信号直接送入电视机的视频输入端。这种100HZ彩色电视机是无法收看五闪烁时分立体电视图像的，使其具有显示无闪烁时分立体电视图像功能的实施方法是：先将34中的倍频奇偶场图像编码方案调整为如图1所示的倍频奇偶场时分立体电视图像编码方式，然后在33中取出全电视彩色视频信号60，将60送入奇偶场同步信号提取电路41，41可以由1881集成电路实现，也可以用其它的行场同步信号分离电路实现。42是奇偶场同步信号倍频电路，可以用4046锁相器和4040计数器实现，也可以通过其它倍频电路实现。43是锁相电路，它将42产生的倍频奇偶场同步信号的高电平前沿儿锁在原奇偶场的高电平的前沿儿上，该电路可以由4013双D触发器实现，也可以用其它锁相电路实现。45是方波振荡器，它可以由555电路、或40106电路实现，也可以由其它方波振荡电路实现，它产生的40KHZ左右的方波信号被倍频奇偶场同步信号调制，然后送入功率放大器46,46可以由任何一种高频功率晶体管实现，经46放大后的信号被送入红外信号发生器47，它将电信号转换为红外信号48后发射出去，图中采用了三只或三只以上的红外信号发射装置，分别安装在电视机的内部的不同位置，也可以安装在电视机的外部。调整红外辐射器的辐射角度，以便于红外信号可以以更大的角度向外发射。53是红外信号接收器，它安装在遥控液晶眼镜上。53将红外信号转换为电信号，并送入前置放大器54，它可以由一只三极管构成，也可以由一只带有放大头的红外接收元件构成。55是由4098单稳态电路构成的滤波器，它将接收信号中的40KHZ左右的方波滤除，生成倍频的奇偶场同步信号，52是一只能产生1000HZ左右振荡信号的方波发生器，它可以由一只40106组成。56是一只由4052或4066组成的视频开关，它根据倍频奇偶场信号控制1 000HZ方波信号的输出，形成如图23和24所示的液晶镜片控制信号，并将其加在液晶镜片57和61上。50是两节3V钮扣型电池，51是升压电路，它将两节3V钮扣电池的电压升压为12V。当显像管38显示左眼图像时，左眼前的液晶镜片57打开，61关闭。而当显像管38显示右眼图像时，右眼前的液晶镜片61打开，57关闭。人眼58和59交替看到左眼和右眼图像，因此在观察者的大脑中合成立体图像。

本发明所涉及的无闪烁立体电视技术可以在我国康佳、海尔、创维、熊猫等具有100HZ场频功能的彩色电视机中实现，使其实现具有无闪烁立体电视机的新功能。例如康佳T2998型、T3498型和T3898型100HZ彩色电视接收机采用本发明所涉及的技术即可实现无闪烁立体电视功能，利用电视台或视频播放设备播放时分立体电视图像，观众通过遥控液晶眼镜即可以欣赏到无闪烁时分式的立体电视图像。同样，熊猫C2926型、C3426型、C3826型100HZ彩色电视机，东芝2989XP型、2999UXC型、2999UC型、29G6UXC型、34G6UXC型100HZ彩色电视机，创维2928型100HZ彩色电视机，乐华RX29PN-100型、RY29PN-100型彩色电视机也可以通过采用本发明所述的技术实现无闪烁立体电视功能。这种电视机的内部都有较大的空间，可以安装液晶眼镜驱动电路以及红外发射电路，作为一种为这些100HZ电视机配套观看无闪烁立体电视图像的附件，液晶眼镜驱动电路和红外发射器也可以安装在电视机的外面。