目标专利:1307图像信号的深度相关的滤波
专利公开号:CN101322418B
专利权人:皇家飞利浦电子股份有限公司
无效请求书提交日期:2026年
非显而易见性评估仅供参考,不构成法律建议。
| 编号 | 名称 |
|---|---|
| 0 | 2002-08-15_US2002109701A_发明申请_US20020109701A1 Dynamic depth-of- field emulation based on eye-tracking_+++A_B_C_D_E_F_H_I_K_L_g_j_m_n_o_p_q_r_s+++.docx |
| 0 | 2008-03-21_None_发明专利_JPWO2005110197A1 挿入装置.docx |
| 0 | 2005-07-20_CN1641702A_发明公开_CN1641702A 由平面图象设计立体图象的方法_+++A_H+++.docx |
| 0 | 2005-06-22_KR1020050061550A_发明公开_KR1020050061550A 디지털 비디오 신호를 후-처리하기 위한 방법 및 컴퓨터 프로그램을 기록한 컴퓨터로 판독 가능한 기록매체_+++A_B_O_P_h_s+++.docx |
| 0 | 2005-03-24_WO2005027052A_发明申请_WO2005027052A1 SYSTEM AND METHOD FOR RENDERING 3-D IMAGES ON A 3-D IMAGE DISPLAY SCREEN_+++A_B_C_D_E_F_G_H_I_J_K_L_S_o_p+++.docx |
| 0 | 2004-06-16_EP1328129B_发明授权_EP1328129B1 Apparatus for generating computer generated stereoscopic images_+++I_J_e_f_k_l+++.docx |
| 0 | 2004-05-06_WO2004039086A_发明申请_WO2004039086A2 METHOD FOR POST-PROCESSING A 3D DIGITAL VIDEO SIGNAL_+++A_B_O_P_s+++.docx |
| 0 | 2004-03-18_WO2004023348A_发明申请_WO2004023348A1 VERFAHREN ZUR SIMULATION VON OPTISCHEN BAUTEILEN ZUR STEREOSKOPISCHEN ERZEUGUNG VON RÄUMLICHEN ENDRÜCKEN_+++A_D_b+++.docx |
| 0 | 2004-02-11_EP1388817A_发明公开_EP1388817A1 Three-dimensional spatial filtering apparatus and method_+++A_B_C_D_E_I_J+++.docx |
| 0 | 2003-10-02_US2003186576A_发明申请_US20030186576A1 Electric connector structure.docx |
| 0 | 2003-07-16_EP1328129A_发明公开_EP1328129A1 Apparatus for generating computer generated stereoscopic images_+++A_E_I_J_b_f_k_l+++.docx |
| 0 | 1981-09-02_EP0034984A_发明公开_EP0034984A2 Method, apparatus and process for generating television signals for viewing and reproduction of three dimensional holografic visual scenes_+++a_b+++.docx |
| 0 | 2000-02-14_JP3008681B_发明专利_JP3008681B2 Image blurring processing unit_+++A_B_C_D_E_F_I_J_K_L_R_s+++.docx |
| 0 | 1999-09-21_US5954414A_发明授权_US5954414A Moving screen projection technique for volumetric three-dimensional display.docx |
| 0 | 1998-05-12_US5751927A_发明授权_US5751927A Method and apparatus for producing three dimensional displays on a two dimensional surface_+++B_H_a+++.docx |
| 0 | 1997-11-04_US5684890A_发明授权_US5684890A Three-dimensional reference image segmenting method and apparatus_+++A_B_C_D+++.docx |
| 0 | 1997-09-23_US5671264A_发明授权_US5671264A Method for the spatial filtering of the noise in a digital image, and device for carrying out the method_+++C_D_E_a+++.docx |
| 0 | 1995-03-20_JP3008681U_实用新型_JP3008681U Accelerator pedal device.docx |
| 0 | 1992-09-15_US5148502A_发明授权_US5148502A Optical image input_output apparatus for objects having a large focal depth_+++A_C_D_E_I_j+++.docx |
| 0 | 1991-08-28_EP0442865A_发明公开_EP0442865A1 A METHOD TO CONVERT TWO-DIMENSIONAL MOTION PICTURES FOR THREE-DIMENSIONAL SYSTEMS_+++A_C_D_E_f+++.docx |
| 0 | 1990-01-23_US4895431A_发明授权_US4895431A Method of processing endoscopic images_+++A_C_D_I_J_e+++.docx |
| 0 | 1988-06-30_WO1988004804A_发明申请_WO1988004804A1 A METHOD TO CONVERT TWO-DIMENSIONAL MOTION PICTURES FOR THREE-DIMENSIONAL SYSTEMS_+++A_C_D_G_H_e_f_i_j_k_l_m_n_o_p_q_r+++.docx |
用于为多视图显示器(1)呈现图像数据的方法,该方法包括以下步骤:接收代表第一图像(50)的图像信号;第一图像包括3D图像数据;空间滤波第一图像信号以提供第二图像信号;第二图像信号代表第二图像(53);空间滤波包括在第一图像的图像元素(52)与第二图像的图像元素(52,55)之间的映射;空间滤波器的强度由第一图像的参考深度和第一图像的图像元素的深度确定;将第二图像采样成多个子图像;每个子图像与图像的一个观看方向相关联。
作为一名经验丰富的专利代理师,我针对目标专利CN101322418B(下称“目标专利”)权利要求1,结合其说明书及对比文件`D1`(KR1020050061550A)、`D2`(CN1641702A)进行深入的侵权/无效分析、对比文件比对及创造性评估。
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## 一、 目标专利权利要求1的理解与解释
### 1. 权利要求1技术特征拆解
* **特征A**:接收代表第一图像(50)的图像信号;
* **特征B**:第一图像包括3D图像数据;
* **特征C**:空间滤波第一图像信号以提供第二图像信号;
* **特征D**:第二图像信号代表第二图像(53);
* **特征E**:空间滤波包括在第一图像的图像元素(52)与第二图像的图像元素(52,55)之间的映射;
* **特征F**:空间滤波器的强度由第一图像的参考深度和第一图像的图像元素的深度确定;
* **特征G**:将第二图像采样成多个子图像;
* **特征H**:每个子图像与图像的一个观看方向相关联。
### 2. 紧密结合说明书对关键特征的精准解释
* **特征B(3D图像数据)**:
说明书【具体实施方式】及【发明内容】指出,3D图像数据通常采用“2.5D视频图像格式”(即**图像+深度数据/深度图**)。
* **特征C、D、E、F(深度相关空间滤波与映射机制)**:
说明书明确,滤波是在**输入域/呈现级**对单张输入图像(第一图像50)进行的。
具体映射过程为:第一图像中的每个源元素(像素52),根据其深度 $d$ 与设定参考深度 $d_{ref}$ 的差值确定滤波强度(如分布滤波器的半径 $r = d - d_{ref}$),进而将其强度/像素值映射/分布到第二图像(53)中对应的目的像素组(55)中。该操作用于预先减轻多视图显示器因输出通道交叉而产生的串扰(ghosting/crosstalk)或混叠效应(aliasing)。
* **特征G、H(采样为多视图子图像)**:
在对第一图像进行完深度相关滤波得到第二图像后,将第二图像按照多视图显示器的透镜/栅格结构**采样/交织(Interleaving/Sampling)**成对应于不同水平观看方向(例如8或9个视图)的子图像。
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## 二、 各对比文件技术特征比对分析
为表述清晰,下文中:
* **D1** 指代 `KR1020050061550A`
* **D2** 指代 `CN1641702A`
### 1. D1 (KR1020050061550A) 详细特征比对与分析
* **分析**:
* D1公开了一种3D数字视频信号的后处理方法。它接收包含原始纹理图像 $I_O$ 和视差图(Disparity Map, 即深度数据)的信号(**公开特征A、B**)。
* D1的核心在于:在生成新视图($I_N$)的“重构过程”中,先对视差图/深度图进行投影与滤波处理(如过滤孤立点F1、对孔洞边缘进行中值滤波F2、对视差图行进行归一化/平滑滤波F3),**D1滤波的对象是视差图/深度图本身**(如说明书[47]-[68]),而不是在图像生成前对“第一图像(纹理图像)”应用由深度与参考深度差值决定强度的空间滤波。
* D1后续根据滤波后的视差图生成最终新视图 $I_N$([69]-[77]),并可用于多视图重构(**公开特征G、H**)。
* **结论**:D1**未公开特征C、D、E、F**。
### 2. D2 (CN1641702A) 详细特征比对与分析
* **分析**:
* D2公开了一种由平面图像设计立体图像的方法。其接收平面图像 $T_1$ 并建立立体深度列表 $Z(i,j)$(**公开特征A、B**)。
* D2在“第四步”中对**深度列表 $Z$** 进行平滑滤波(使用大/小滤波窗口及高/低平滑度滤波核,得到 $Z_0, Z_1, Z_2$),**其滤波的对象同样是深度/视差数据**(参见“第四步”及“具体实施方式”)。
* 在“第五步”中,D2根据滤波后的深度列表 $Z_2$,对图像 $T_1$ 进行视差位移处理(`offset = z(i,j) * depth * (n-1)`),直接将像素位移重构成 $N$ 幅视差序列图像(**公开特征G、H**)。
* D2的视差位移是“像素点坐标的平移映射”,其偏移量取决于深度,但**并非由“参考深度与像素深度的差值”确定空间滤波器的强度(如滤波半径/卷积核大小),进而对第一图像进行空间滤波**。
* **结论**:D2**未公开特征C、D、E、F**。
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## 三、 技术特征比对表
| 权利要求1的技术特征 | D1 (KR1020050061550A) | D2 (CN1641702A) | 是否被公开及出处 |
| 特征A:接收代表第一图像(50)的图像信号 | 公开:接收原始纹理图像 $I_O$ ([32]) | 公开:接收平面图像 $T_1$ (说明书第6页“第一步”) | D1/D2均公开 |
| 特征B:第一图像包括3D图像数据 | 公开:包含关联的视差图/深度图 $d$ ([1], [3]) | 公开:定义各对象立体深度并建立深度列表 $Z(i,j)$ (说明书第6页“第二、三步”) | D1/D2均公开 |
| 特征C:空间滤波第一图像信号以提供第二图像信号 | 未公开:D1滤波的对象是视差图/深度图(F1/F2/F3),而非第一图像信号本身。 | 未公开:D2滤波的对象是深度列表 $Z$,而非平面图像 $T_1$。 | 未公开 |
| 特征D:第二图像信号代表第二图像(53) | 未公开:无对应对第一图像滤波后生成的中间“第二图像”。 | 未公开:无对应的经深度滤波后生成的中间“第二图像”。 | 未公开 |
| 特征E:空间滤波包括在第一图像的图像元素(52)与第二图像的图像元素(52,55)之间的映射 | 未公开:D1的映射是基于视差向量将像素投影到新视图([33]-[38]),非空间滤波映射。 | 未公开:D2是根据视差公式 offset 进行像素坐标位移(第7页“第五步”),非空间滤波映射。 | 未公开 |
| 特征F:空间滤波器的强度由第一图像的参考深度和第一图像的图像元素的深度确定 | 未公开:完全未提及基于“参考深度与像素深度”确定空间滤波器强度(如半径/核)。 | 未公开:D2滤波核选择基于边界类型(红色/蓝色/普通边界),与“参考深度”无关。 | 未公开 |
| 特征G:将第二图像采样成多个子图像 | 公开:生成多个视点的重构视图 $I_N$ ([35], [70]) | 公开:重建出 $N$ 幅视差序列图像 (说明书第7页“第五步”) | D1/D2均公开 |
| 特征H:每个子图像与图像的一个观看方向相关联 | 公开:每个新视图对应一个特定视点/角度 ([3], [27]) | 公开:每幅视差图像对应一个视点/观看方向 (说明书第7页“第五步”) | D1/D2均公开 |
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## 四、 最接近对比文件分析与创造性评估
### 1. 整体解决的技术问题与技术效果
* **目标专利**:
* **解决的技术问题**:多视图显示器(如透镜/狭缝栅格3D显示器)由于视点间光学串扰(crosstalk/ghosting)和视角采样不足造成的混叠(aliasing)效应,导致感知图像质量下降。
* **技术效果**:通过在呈现前(输入域)对**单张图像**直接应用**由深度与参考深度差值决定的空间滤波(如模糊/锐化)**,大幅减少了在输出域对多张视图进行复杂滤波的处理开销,同时有效抑制了串扰和混叠,显著提升了3D观赏质量。
* **D1 (KR1020050061550A)**:
* **解决的技术问题**:3D视频信号在传输和DCT压缩后,深度图/视差图出现边缘损坏与失真,导致新视图绘制时出现断裂或瑕疵。
* **技术效果**:修复深度图/视差图中的错误与空洞,提高新视图重构的边缘准确度。
* **D2 (CN1641702A)**:
* **解决的技术问题**:平面图像转3D时图层拉伸缺乏空间连续性、图层间粘连及边缘过渡不自然。
* **技术效果**:通过对深度列表进行分区域平滑滤波并配合视差位移,生成连续平滑的立体视图序列。
### 2. 最接近对比文件的选择
**D1 和 D2 均可作为最接近对比文件(优先推荐 D1):**
* **选取 D1 的理由**:D1 属于多视图/3D视频信号处理与视图重构领域(与目标专利技术领域高度一致),同样面对 3D 深度图与多视图生成的架构。
* **选取 D2 的理由**:D2 涉及根据深度信息对图像像素进行处理并生成多视图视差序列。
### 3. 创造性分析及最薄弱技术特征
#### (1) 区别技术特征
相比于 D1 或 D2,目标专利权利要求1的核心区别技术特征为 **特征C、D、E、F 的组合**:
> **即:对第一图像信号本身进行空间滤波以提供第二图像,且该空间滤波器的强度(如滤波半径/影响范围)是由“第一图像的参考深度”与“图像元素的深度”共同确定的(即深度相关的空间滤波/映射)。**
#### (2) 无效请求中最薄弱的技术特征(即目标专利的最强壁垒)
在针对该专利发起无效宣告时,**最薄弱(即攻击难度最大、专利权人防御最稳固)的技术特征是:特征F(空间滤波器的强度由第一图像的参考深度和第一图像的图像元素的深度确定)**。
* **原因分析**:
1. **传统技术的盲点**:传统 3D 图像处理(如 D1、D2)通常将“深度滤波”(对深度图/视差图做平滑)与“图像重构”(基于深度图做像素位移/映射)严格区分。
2. **目标专利的独特机制**:目标专利打破了这一常规,它不是单纯滤深度图,而是利用“像素深度与焦点/参考深度($d - d_{ref}$)”的绝对差值作为参量,直接控制**图像空间滤波器(如高通/低通卷积核半径 $r$)的强度**。这一手段直接模拟了物理光学相机的景深(Depth of Field, DoF)模糊/预锐化效应,从而在源头上抑制多视图显示器的串扰。
3. **对比文件缺口**:D1 和 D2 均完全未给出“将深度与参考深度的差值作为控制核大小/滤波强度参量去滤波图像信号”的技术暗示。
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## 五、 进一步对比文件检索策略(无效检索指南)
鉴于现有的 D1 和 D2 均未公开“**深度相关的图像空间滤波(强度取决于深度与参考深度之差)**”,若要成功无效权利要求1,必须重新调整检索方向。
### 1. 核心检索要素(Technical Concept Key)
检索的目标必须包含以下三者的结合:
1. **对象**:对 2D/3D 图像信号(RGB/Color Image)进行滤波(非仅仅对 Depth/Disparity map 滤波)。
2. **算法机制**:滤波强度/半径/核函数(Filter strength / Radius / Kernel size)是 **深度(Depth)与参考深度/焦平面(Reference Depth / Focal Plane / Focus depth)之差** 的函数。
3. **应用场景**:用于 3D 显示、自由视点电视(FTV)、立体图像呈现(3D Rendering)或模拟景深(Depth of Field Simulation)。
### 2. 建议检索关键词组合(中英文/日韩文)
* **英文词组**:
* (`depth dependent` OR `depth based` OR `depth adaptive`) AND (`spatial filter` OR `filtering` OR `blur` OR `sharpening`)
* (`reference depth` OR `focal depth` OR `in-focus` OR `focal plane`) AND (`filter strength` OR `radius` OR `kernel size`)
* `crosstalk reduction` OR `aliasing reduction` OR `3D rendering` OR `multi-view display`
* **中文词组**:
* (深度相关 OR 基于深度 OR 深度自适应) AND (空间滤波 OR 图像滤波 OR 模糊 OR 锐化)
* (参考深度 OR 焦点深度 OR 聚焦平面) AND (滤波强度 OR 滤波半径 OR 滤波核)
* 多视图显示 OR 串扰消除 OR 立体呈现
### 3. 建议分类号(IPC / CPC)
* **H04N 13/00**(立体电视;其细节)
* **H04N 13/30**(3D 显示器,特别是多视图/透镜阵列显示器)
* **H04N 13/122**(基于深度图的图像重构/呈现 Processing depth information)
* **G06T 5/00**(图像数据的增强或复原 Image enhancement or restoration)
* **G06T 15/00 / G06T 15/20**(3D 图像渲染/景深模拟 Depth-of-field rendering)
### 4. 关键检索切入点推荐
1. **关注计算机图形学(CG)中的景深渲染(Depth-of-Field Rendering)文献**:
在 CG 领域,利用 `Circle of Confusion`(光圈弥散圈 $CoC$)公式计算模糊半径:$CoC \propto |d - d_{focus}|$。该公式本质上就是“滤波强度由像素深度与参考深度之差确定”。寻找 2007 年(目标专利优先权日)之前的 CG 论文或专利(如 SIGGRAPH 论文、Microsoft/Sony/Philips 景深渲染专利)。
2. **关注 Philips / Samsung / LG 在 2000–2006 年间的 3D 串扰预处理专利**:
目标专利源自飞利浦(Philips)。飞利浦在 2002–2006 年间申请了大量关于 3D 自动立体显示器(Auto-stereoscopic Display)串扰(Crosstalk)和混叠(Anti-aliasing)预滤波的早期专利,建议重点排查该技术族及同类竞争对手的专利族。
基于专利法的创造性审查原则(《专利审查指南》及“三步法”),针对目标专利CN101322418B权利要求1,结合对比文件D1(WO2004039086A2)与D2(EP1328129B1)进行深度侵权与有效性(无效)比对分析如下:
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### 一、 目标专利说明书对权利要求1的解释
目标专利(CN101322418B)的核心技术构思在于**在多视图呈现(Render)的输入域(渲染流水线的前端)进行深度相关的空间滤波**,从而在输出域采样之前有效对抗多视图显示器常见的**串扰(Crosstalk/重影)**和**混叠(Aliasing)**问题,同时降低计算复杂度。
1. **“接收代表第一图像的图像信号...第一图像包括3D图像数据”**:
说明书指出,第一图像为输入域图像,其格式优选为带深度信息的2.5D视频格式或“图像+深度图(Image + Depth)”。
2. **“空间滤波第一图像信号以提供第二图像信号”**:
说明书明确指出,该空间滤波发生在**输入域(呈现级)**,对单个输入图像执行,而非在采样生成多个视图后的输出域处理。空间滤波器可为低通、高通或带通滤波器。
3. **“空间滤波包括在第一图像的图像元素与第二图像的图像元素之间的映射”**:
空间滤波通过源像素(第一图像)到目的像素(第二图像)的分布/映射实现。
4. **“空间滤波器的强度由第一图像的参考深度和第一图像的图像元素的深度确定”**:
这是本专利的关键技术特征。说明书规定:**在焦平面或参考平面的像素不发生模糊/滤波,远离参考平面的像素滤波强度变大**。在算法层面,空间滤波器的“强度”具体体现为**分布滤波器的半径($r$)或作用范围($r \propto |d - d_{ref}|$)**。
5. **“将第二图像采样成多个子图像,每个子图像与图像的一个观看方向相关联”**:
将空间滤波后的第二图像(及更新后的深度图)进行多视图渲染和采样,生成8或9个针对特定水平观看方向的子图像。
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### 二、 对比文件技术特征比对表格及详细出处
*下表标注各对比文件的公开号及原文具体段落出处,明确特征是“毫无疑义公开(相同公开)”还是“未公开”。*
* **对比文件D1**:WO2004039086A2
* **对比文件D2**:EP1328129B1
| 权利要求1的技术特征 | 对比文件D1(WO2004039086A2) | 对比文件D2(EP1328129B1) |
| 技术特征A:该方法包括以下步骤:接收代表第一图像(50)的图像信号 | 实质公开<br>出处:说明书[p0003],[p0031]。公开了接收原始纹理图像 $I_O$ 及其对应的深度/视差图 $d$。 | 实质公开<br>出处:说明书[0004],[0018]。公开了输入三维物体的结构信息及图像信息。 |
| 技术特征B:第一图像包括3D图像数据 | 实质公开<br>出处:说明书[p0003],[p0006]。公开了3D场景由纹理图像和深度图/视差图(3D数据)表示。 | 实质公开<br>出处:说明书[0004],[0011]。公开了包含三维位置、空间顶点坐标等3D结构数据。 |
| 技术特征C:空间滤波第一图像信号以提供第二图像信号 | 未公开(显著区别)<br>出处:说明书[p0033]-[p0060]。D1滤波的是视差图/深度图(例如[p0042]的中值滤波FI,[p0056]的F2,[p0060]的F3),旨在修复深度图在传输压缩中产生的孤立噪声和空洞(Holes),并非对图像信号(纹理信号)本身进行空间滤波。 | 未公开(显著区别)<br>出处:说明书[0080]-[0082]。D2提到了对CG图像施加空间滤波(低通滤波)以产生虚化(out-of-focus)效果,但其滤波是在判定超出视觉融合范围(binocular fusional range)后针对输出渲染视图进行的图像去模糊处理,而非对输入图像滤波生成中间第二图像信号。 |
| 技术特征D:第二图像信号代表第二图像(53) | 未公开<br>由于未对第一图像信号本身进行空间滤波,未生成滤波后的第二图像信号。 | 未公开<br>渲染过程直接从3D结构及相机参数投影生成多视图图像,未形成经强度由参考深度决定的空间滤波中间第二图像。 |
| 技术特征E:空间滤波包括在第一图像的图像元素(52)与第二图像的图像元素(52,55)之间的映射 | 未公开<br>D1中的映射是重构新视图时的投影映射($I_O(x,y) = I_N(x+\alpha d(x,y), y)$,[p0031]),并非空间滤波器在图像元素之间的平滑/分布映射。 | 未公开<br>D2中的映射为几何模型的投影变换([0004]),并非空间滤波的滤波核映射。 |
| 技术特征F:空间滤波器的强度由第一图像的参考深度和第一图像的图像元素的深度确定 | 未公开(核心区别)<br>D1无“滤波强度由参考深度与像素深度之差决定”的技术方案。D1的滤波参数 $T1, T2$ 为固定阈值([p0042],[p0055])。 | 未公开(核心区别)<br>D2[0080]-[0082]提到了虚化程度与距相机聚焦平面(Focused plane)或融合范围边界的距离成正比,但这属于相机镜头物理焦距模拟,且针对的是输出视图,未公开“基于参考深度和像素深度确定空间滤波强度以生成第二图像”的输入域预处理特征。 |
| 技术特征G:将第二图像采样成多个子图像 | 未公开<br>D1根据修复后的深度图重构新视图([p0061]-[p0066]),但并非将一个预先滤波的“第二图像”采样成多视图子图像。 | 实质公开<br>出处:说明书[0016],[0104]。公开了根据相机参数生成并输出多个视角的二维投影图像(多视图子图像)。 |
| 技术特征H:每个子图像与图像的一个观看方向相关联 | 实质公开<br>出处:说明书[p0006],[p0028]。公开了重构的新视图对应不同的视角/观察点(point of view)。 | 实质公开<br>出处:说明书[0016]。公开了生成的多个二维投影图像分别对应多个相机的观看方向。 |
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### 三、 整体解决的技术问题与技术效果分析及最接近对比文件(最接近先验技术)选择
#### 1. 目标专利与各对比文件的技术问题与技术效果对比
* **目标专利(CN101322418B)**:
* **解决的技术问题**:在多视图立体显示器中,多视图图像之间存在**串扰(重影)**和**混叠人工产物**,若直接在输出域对大量多视图图像进行滤波计算量极大;且视图位移处理易造成前景与背景混合的光晕(Halo)人工产物。
* **技术效果**:通过在输入域对单个输入图像执行**强度由参考深度和像素深度决定的深度相关空间滤波**,以低计算成本有效消除了多视图显示时的串扰和混叠,同时保持了清晰的深度边缘,提高了三维感官质量。
* **对比文件D1(WO2004039086A2)**:
* **解决的技术问题**:解决3D视频信号传输过程中,深度图/视差图有损压缩导致的误投影、边缘毛刺及空洞问题。
* **技术效果**:消除了视差图中的孤立误码像素并填充了空洞,使得新重构视图的边缘更平滑。
* **对比文件D2(EP1328129B1)**:
* **解决的技术问题**:在不同显示器尺寸、分辨率及窗口大小下,立体CG图像的双眼视差超出观看者的双眼融合范围(binocular fusional range),导致视觉疲劳和无法融合。
* **技术效果**:自动调整相机参数(如相机间距、焦距、汇聚点),使三维物体处于融合范围内;对超出融合范围的物体实施模糊(Focus/Out-of-focus)或雾化(Fog)处理,减少不适感。
#### 2. 最接近对比文件的选择与认定
**最接近对比文件:对比文件D2(EP1328129B1)**
* **选择理由**:
1. **技术领域与应用场景最契合**:D2与目标专利均属于**三维/多视图图像生成与显示呈现(Rendering/Display)领域**,旨在解决立体/多视图显示过程中的视觉伪影(串扰、融合困难)及视觉舒适度问题。
2. **技术特征重合度更高**:D2不仅公开了3D图像接收、相机参数调整及多视角子图像的采样生成(特征A、B、G、H),更在实施例4([0077]-[0083])中公开了**基于深度/视角差对图像对象进行去模糊/低通空间滤波处理**的思想。
* *注:对比文件D1(WO2004039086A2)主要关注“深度图解压后的后处理与修复”,属于视频编解码/传输后处理领域,其滤波对象是“视差图数据”而非“图像数据”,因此D1不适合作为最接近对比文件,但可作为结合对比文件。*
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### 四、 区别技术特征在其他对比文件中的公开情况分析
以 **D2** 为最接近对比文件,目标专利权利要求1相对于D2的区别特征在于:
1. **区别特征1(特征C、D、E)**:对第一图像信号进行空间滤波以提供第二图像信号,该空间滤波包括在第一图像的图像元素与第二图像的图像元素之间的映射(即**在输入域预先滤波生成中间第二图像**,再将第二图像采样成多个子图像)。
2. **区别特征2(特征F)**:空间滤波器的强度由**第一图像的参考深度和第一图像的图像元素的深度**共同确定(即根据深度差控制滤波核/半径大小)。
#### 其他对比文件(如D1)是否公开了上述区别特征?
* **针对区别特征1(输入域图像空间滤波)**:
* **D1未公开**。D1中所有的空间滤波(FI中值滤波、F2边界滤波、F3平滑滤波)**全部作用于视差图(Disparity Map/Depth Map)**(出处:[p0042],[p0056],[p0060]),完全不涉及对图像纹理信号进行滤波映射以生成第二图像。
* **针对区别特征2(基于参考深度与像素深度差确定滤波强度)**:
* **D1未公开**。D1的滤波参数均为阈值控制,没有参考深度的概念。
* **D2仅部分涉及深度模糊的概念,但未公开该特征**:D2在[0080]-[0082]中提到“动作与距相机聚焦平面(Focused plane)的距离成正比”,但这只是传统的“CG景深渲染(Depth of Field)”模拟,其目的是将超出融合范围的背景/前景进行模糊,且该模糊发生在相机采样生成视图之后,**并未公开在输入域利用参考深度与像素深度差来确定滤波强度以平滑图像从而抑制多视图显示的串扰和混叠**。
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### 五、 无效请求中最薄弱的技术特征与补充检索策略
#### 1. 专利无效请求中最薄弱的技术特征(专利权的防线/防攻破核心)
目标专利权利要求1中最具创造性、在现有证据(D1、D2)下**最难被攻破的防守核心(即对无效请求方而言最薄弱、最缺乏证据支撑的特征)**是:
> **“空间滤波器的强度由第一图像的参考深度和第一图像的图像元素的深度确定”(特征F),结合“空间滤波第一图像信号以提供第二图像信号...将第二图像采样成多个子图像”(输入域预滤波架构,特征C、D、G的结合)。**
* **薄弱原因(对于无效发起方而言)**:
1. D1将滤波完全限制在“深度图/视差图修复”领域,根本没有图像滤波。
2. D2虽然有景深模糊,但其属于“输出域相机镜头仿真”,用于解决“双眼融合疲劳”;而目标专利是在“输入域(采样前)”利用“参考深度与像素深度的差值($r \propto |d - d_{ref}|$)”来动态改变滤波强度,解决的是“多视图显示器的串扰(Crosstalk)和混叠(Aliasing)”。
3. 将D2的景深模糊替换或前置到输入域,并用于解决多视图串扰问题,存在显著的技术阻碍(Technical Barrier),缺乏明确的技术启示(Technical Teaching)。
#### 2. 进一步的对比文件检索策略(针对无效宣告请求)
为成功无效目标专利权利要求1,需补充检索能够公开**“深度相关空间滤波以消除多视点串扰/混叠”**的对比文件,建议采取以下检索策略:
##### (1) 扩展检索要素与表达(Keywords & IPC)
* **核心技术概念组合**:
* `多视图/立体/自动立体` AND `串扰/重影/混叠/消除/抑制` AND `深度/视差/参考平面` AND `滤波/平滑/模糊/核大小`
* 英文组合:`(multiview OR autostereoscopic OR 3D display) AND (crosstalk OR ghosting OR aliasing) AND (depth-dependent OR depth map OR reference depth) AND (filter OR smoothing OR blur OR kernel size)`
* **核心分类号(IPC / CPC)**:
* `H04N 13/00` 或 `H04N 13/30`(立体电视系统或多视图显示)
* `H04N 13/122`(基于深度图进行图像呈现/处理)
* `G06T 5/00` 或 `G06T 15/00`(图像增强/3D图形渲染)
##### (2) 重点检索方向与文献库
1. **飞利浦(Philips)及3D显示巨头的早期专利族检索**:
* 目标专利申请人为飞利浦(Royal Philips Electronics)。飞利浦在2000年~2006年间在自动立体多视图显示领域(如Lenticular Display)申请了大量关于“Crosstalk Reduction”(串扰消除)和“Depth-based Filtering”(深度滤波)的专利,可重点追踪该时期飞利浦、三星、索尼、NHKs的同类专利。
2. **重点追踪学术文献(IEEE / SPIE)**:
* 三维显示领域的学术论文往往比专利更早提出理论模型。重点检索 **SPIE Proceedings (Stereoscopic Displays and Applications)** 及 **IEEE Transactions on Circuits and Systems for Video Technology / IEEE Transactions on Visualization and Computer Graphics** 在2000~2006年间的文章。
* 检索关键词:`depth-dependent filtering`, `crosstalk reduction in autostereoscopic display`, `pre-filtering for 3D displays`.
##### (3) 结合方式建议(针对公知常识与结合启示)
* 寻找一篇**公开了“在多视图呈现前,根据像素深度与焦点/参考深度的距离,对输入图像进行低通/带通空间滤波(以预先消除串扰/混叠)”的技术文献作为主要对比文件(D3)**。
* 将 **D3(公开深度预滤波)** 与 **D2(公开多视图相机采样与融合控制)** 或 **D1(3D图像+深度图呈现)** 组合,拼凑出全套技术特征,以“本领域技术人员容易想到将D3的预滤波技术应用于D2的多视图采样流程中”为由,提出缺乏创造性(专利法第22条第3款)的无效宣告请求。
基于目标专利说明书的教导以及相关对比文件原文的公开内容,针对目标专利(CN101322418B)的权利要求1进行深入的专利侵权与无效可行性法律分析。
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## 一、 目标专利权利要求1的技术特征拆解与技术内涵解释
在评估专利的有效性与对比文件的公开情况之前,必须紧密结合目标专利(CN101322418B)说明书的教导,对权利要求1的各个技术特征(Features A–H)进行准确的法律界定与技术内涵解释:
* **技术特征A:该方法包括以下步骤:接收代表第一图像(50)的图像信号**
* *说明书解释*:指在呈现过程的第一阶段提供或输入待处理的图像数据信号(说明书[0012]、[0033])。
* **技术特征B:第一图像包括3D图像数据**
* *说明书解释*:第一图像通常采用“图像加深度(image + depth)”数据格式或2.5D视频格式,其中包含图像平面位置(空间坐标)以及垂直于图像平面的深度(说明书[0012]、[0016]、[0033])。
* **技术特征C/D:空间滤波第一图像信号以提供第二图像信号,第二图像信号代表第二图像(53)**
* *说明书解释*:在输出域(呈现级/采样级)之前,直接在**输入域**对输入的单张第一图像进行空间滤波(低通、高通或带通),生成经滤波后的第二图像,以此在源头减少重影、串扰(crosstalk)和混叠(aliasing)人工产物(说明书[0013]、[0017]–[0019])。
* **技术特征E:空间滤波包括在第一图像的图像元素(52)与第二图像的图像元素(52,55)之间的映射**
* *说明书解释*:滤波由输入驱动,第一图像中的源像素(源元素52)通过某种分布函数(如三次B-样条)将其强度分布映射到第二图像的一组目的像素(目的元素55)上(说明书[0034]–[0036]及图5A-5C)。
* **技术特征F:空间滤波器的强度由第一图像的参考深度和第一图像的图像元素的深度确定**
* *说明书解释*(**最核心发明点**):计算源像素的深度 $d$ 与预设参考深度 $d_{ref}$(如焦点层深度)之间的差值 $|d - d_{ref}|$,并以此差值作为测度来动态控制滤波器的强度(例如分布滤波器的作用半径 $r$ 或作用范围)。接近参考深度的对象保持清晰,远离参考深度的对象则施加更强度的模糊或锐化(说明书[0020]、[0034]–[0036])。
* **技术特征G/H:将第二图像采样成多个子图像,每个子图像与图像的一个观看方向相关联**
* *说明书解释*:将经空间滤波后得到的第二图像(及其可选的深度图)按多视图显示器(如双凸透镜显示器或视差栅栏显示器)的视图数量采样分割成多个特定观看角度的子图像(视图),并合成输出给显示板(说明书[0012]、[0029]–[0031])。
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## 二、 对比文件原文技术特征比对表
依据各对比文件(D1: EP1328129A1, D2: EP1388817A1, D3: WO2004023348A1)原文的具体段落与图示,技术特征比对结果如下表所示:
### 表1:权利要求1技术特征与对比文件原文比对表
| 权利要求1技术特征 | D1(EP1328129A1) | D2(EP1388817A1) | D3(WO2004023348A1) |
| A:接收代表第一图像的图像信号 | 公开<br>[0017], [0038]: 输入三维结构信息(3D structural info)以生成图像。 | 公开<br>[0028], [0032]–[0033]: 获取并输入三维图像数据(512x512x100像素阵列)。 | 公开<br>[p0010]步骤e), [p0086]步骤e): 提供包含图像信息的组合图像或原始视图 $A_k$。 |
| B:第一图像包括3D图像数据 | 公开<br>[0002], [0017]: 包含物体的三维空间位置坐标(三维结构信息/多边形顶点坐标)。 | 公开<br>[0001], [0032]–[0033]: CT/MRI的三维体数据,包含三维空间像素矩阵。 | 公开<br>[p0006], [p0010]步骤e): 包含空间场景或物体不同深度/视角的3D图像信息。 |
| C:空间滤波第一图像信号以提供第二图像信号 | 实质公开(模糊/散焦)<br>[0077]–[0082]: 确定图像视差/深度,对超出融像范围的区域施加散焦(defocusing)或空间滤波(低通滤波)。 | 公开<br>[0001], [0039]–[0040], 图8: 对输入的3D图像进行三维空间滤波(如低通、边缘增强)。 | 未公开<br>仅涉及光路仿真与掩模映射计算,无对图像信号进行空间滤波的教导。 |
| D:第二图像信号代表第二图像 | 实质公开<br>[0079]–[0082]: 经散焦或低通滤波处理后生成的更新图像。 | 公开<br>[0039], [0073]: 经三维空间卷积滤波后输出的更新图像数据。 | 未公开 |
| E:空间滤波包括图像元素之间的映射 | 未明确公开映射机制<br>仅提及使用低通滤波或多重绘制(ray tracing / repeat write)实现边缘模糊。 | 公开<br>[0002], [0039]: 通过卷积核(3x3x3或5x5x5等)对像素点进行扫描和乘加卷积运算(即邻域映射)。 | 未公开 |
| F:滤波强度由第一图像的参考深度和图像元素的深度确定 | 实质公开<br>[0078]–[0081]: 依据物体深度/视差与人眼双眼融像极限(Fusional Limits/Range)的差值,动态调节散焦程度/低通滤波强度。 | 未公开<br>[0006], [0064]–[0067]: 滤波系数是根据像素值本身的属性(如CT值大小、S/N比、均值、方差)动态改变,与“参考深度/深度差”无关。 | 未公开 |
| G:将第二图像采样成多个子图像 | 公开<br>[0002], [0014]: 将3D结构转换为多个不同视角(多相机/左右眼)的二维投影图像。 | 未公开<br>仅为医疗3D图像(CT/MRI)滤波,不涉及多视图显示器的子图像采样。 | 公开<br>[p0010]步骤f), [p0086]步骤f): 依据掩模/滤波阵列几何将图像分割/采样为对应多视角的子图像(二次图像)。 |
| H:每个子图像与图像的一个观看方向相关联 | 公开<br>[0002], [0014], [0017]: 生成的多个投影图像分别对应左眼、右眼或多个不同视角(视线方向)。 | 未公开 | 公开<br>[p0006], [p0010]步骤f)–g): 每个分割出来的子图像分别对应 Betrachterauge(观察者眼睛)在特定视角下接收的图像。 |
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## 三、 对比文件原文详细分析与出处指代
为了确保专利无效宣告请求书或法律意见书的严谨性,下文明确标注对比文件公开号及原文出处:
### 1. D1: EP1328129A1 (*Apparatus for generating computer generated stereoscopic images*)
* **特征A、B、G、H的公开([0017]、[0020]、[0030]–[0031])**:D1公开了接收三维结构信息(三维顶点坐标数据,特征A/B),并利用多个虚拟相机(Camera Position)计算出对应不同观看视角的二维投影图像(特征G/H)。
* **特征C、D、F的实质公开([0077]–[0082])**:D1在第四实施例中教导了“根据双眼视差(深度)调整图像模糊/散焦(Defocusing)”的技术:
> Paragraph [0078]: *"The focus parameter determining section 23 and the fog effect parameter determining section 24 determine the degrees of defocusing and fogging on the basis of the parallax map and the viewer's binocular fusional range."*
> Paragraph [0081]: *"To achieve the defocusing effect... spatial filtering (e.g., low-pass filtering) may be applied to the generated CG images... If the movement in changing the position of the object is made proportional to the distance from the camera focused plane... (In the present embodiment, the movement should be made proportional to the distance from a limit of the viewer's binocular fusional range.)"*
* **分析**:D1明确教导了依据图像中物体的深度与预设的“聚焦平面/双眼融像极限”(即参考深度)之间的距离,来动态控制低通滤波或散焦强度。这与特征F中“滤波器的强度由参考深度和图像元素的深度确定”具有极强的技术实质对应性。
### 2. D2: EP1388817A1 (*Three-dimensional spatial filtering apparatus and method*)
* **特征A、B、C、D、E的公开([0006]、[0032]–[0039]、图4–图6)**:D2公开了一套对3D图像数据(如三维CT矩阵)进行空间滤波的系统与方法。其中,卷积核(如 $3 \times 3 \times 3$ 滤波器)通过乘加矩阵运算在输入图像与滤波后图像之间建立了像素映射(特征E)。
* **特征F未公开**:D2中的滤波器系数自适应(Coefficient Adapting Means)是基于**像素值自身的物理属性**(CT值、噪点水平、局部均值/方差等)进行改变(段落[0006]、[0064]),**完全不涉及物体的三维空间深度或参考深度**。
### 3. D3: WO2004023348A1 (*VERFAHREN ZUR SIMULATION VON OPTISCHEN BAUTEILEN...*)
* **特征A、B、G、H的公开([p0010]步骤a-g、[p0086]步骤a-g)**:D3公开了一种立体图像模拟与采样方法。其中,组合图像(Kombinationsbild)依据滤波阵列(Filterarrays)与显示器几何关系,被提取与采样为对应不同观察位置/观看方向(Viewing Positions)的多个子图像/二次图像(sekundäre Bilder)。
* **特征C、D、E、F未公开**:D3侧重于多视图交错显示时的几何遮罩采样算法,**完全未引入空间滤波(Spatial Filtering)**的概念。
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## 四、 创造性分析:最接近对比文件的筛选与确定
根据《专利审查指南》及中国专利局的评价标准,选择最接近对比文件时,应综合考虑现有技术的**技术领域、解决的技术问题、技术效果以及公开的技术特征数量**。
### 1. 最接近对比文件的评价:首选 **D1(EP1328129A1)**
* **技术领域契合度**:D1与目标专利完全相同,均属于“立体/多视图图像呈现与图像质量优化(减少视觉疲劳、串扰与混叠效应)”领域。
* **解决的技术问题与效果**:
* *目标专利*:解决由于多视图显示器视差过大或串扰导致的重影、混叠及观看疲劳,通过深度相关的空间滤波(散焦/模糊)来提高感知质量。
* *D1*:解决立体图像中超限视差(超出双眼融像范围)导致的重影、不自然感和视觉疲劳(段落[0006]–[0013]),通过深度/视差与参考基准(融像极限/聚焦面)的计算对超出范围的物体实施动态低通滤波/散焦(段落[0080]–[0082])。
* **特征覆盖度**:D1不仅公开了多视图立体呈现的上下文(A、B、G、H),更实质公开了“根据深度与参考深度的偏差动态调节空间滤波器强度(模糊度)”这一最核心的技术机制(特征C、D、F)。
### 2. 次要接近对比文件分析:D3与D2
* **D3(WO2004023348A1)**:虽然完整公开了针对多视图阵列的“采样成多个子图像,且每个子图像与观看方向相关联”(特征G、H),但它完全缺乏“输入域空间滤波”的核心思想。
* **D2(EP1388817A1)**:仅公开了三维数据的卷积滤波(特征C、D、E),但领域偏向医疗CT,且滤波调控机制与“深度”无关,不适合作为第一最接近对比文件。
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## 五、 区别技术特征、无效薄弱点与检索策略
### 1. 区别技术特征分析(以 D1 为最接近对比文件)
若将 **D1 (EP1328129A1)** 作为最接近对比文件,目标专利权利要求1与其相比,区别特征极为微小:
1. **特征E的具体映射细节**:目标专利明确指出了空间滤波是在“第一图像的图像元素与第二图像的图像元素之间”建立映射(如源像素强度分布到目的像素组);而D1在描述散焦时提到了低通滤波和多重绘制,未在权利要求级细化像素映射机制。
2. **呈现采样流水线顺序**:目标专利强调在“多视图采样之前”对单张输入图像进行深度相关滤波;而D1在渲染/CG生成流水线中处理散焦。
### 2. 最薄弱的技术特征(发起无效请求的攻击突破口)
在针对权利要求1发起专利无效请求时,**特征F(滤波强度由参考深度和图像元素的深度确定)** 是专利权人极力主张的核心创新点,但也是**最薄弱的技术特征**:
* **薄弱原因**:D1(EP1328129A1)段落 [0081] 已经明确教导了依据物体与聚焦平面/融像极限(参考深度)的距离,成比例地改变 low-pass filtering(低通滤波/空间滤波)的强度。该教导与特征F完全对等。
* **结合攻击路线**:以 **D1 + D3** 或 **D1 + 领域公知常识** 进行结合,将能够极为顺畅地毁灭权利要求1的创造性:
* D1 提供了“基于深度差控制空间滤波强度以优化立体感/消除疲劳”的技术启示(公开特征A, B, C, D, F);
* D3 提供了“将图像采样为对应不同观看方向的多视图子图像”的具体多视图呈现手段(公开特征A, B, G, H);
* 本领域技术人员将D1的深度相关滤波技术应用于D3的多视图采样流水线之前(以减少采样后的重影),属于显而易见的技术结合。
### 3. 进一步对比文件检索策略(进一步巩固无效证据链)
若需进一步强化无效证据(特别是针对从属权利要求中涉及的带通/高通滤波、2D/1D水平滤波、动态更新深度图等特征),建议采取以下补充检索策略:
1. **关键词与分类号结合检索**:
* **IPC/CPC分类号**:`H04N13/00`(立体电视系统)、`H04N13/30`(多视图/自动立体显示器)、`G06T5/00`(图像增强/滤波)、`G06T15/20`(3D视图合成)。
* **核心逻辑表达**:`(Depth-dependent OR Depth-based OR Parallax) AND (Filter OR Low-pass OR Blur) AND (Multi-view OR Auto-stereoscopic OR Lenticular)`。
2. **重点追溯同族与优先权文献**:
* 重点检索飞利浦(Philips)、三星(Samsung)、索尼(Sony)在 2002 年至 2007 年间(目标专利优先权日为2007年之前)关于“Auto-stereoscopic Crosstalk Cancellation(自动立体显示串扰消除)”及“Depth-of-field simulation for 3D displays(3D显示景深模拟)”的专利族。
3. **针对从属权利要求的特征检索(如“高通/带通预补偿”与“更新深度图以消除光晕”)**:
* 针对高通预补偿串扰(说明书图12):检索表达式 `(Crosstalk Compensation OR Pre-deconvolution) AND High-pass filter AND 3D Display`。
* 针对基于形态学更新深度图(说明书图10):检索表达式 `(Depth Map Filter OR Morphological) AND (Halo Artifact OR Occlusion)`。
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<ElicitationsGroup message="如需对该专利发起进一步的无效行动,建议开展以下深入工作:">
<Elicitation label="撰写针对权利要求1的完整无效宣告理由书(D1+D3结合)" query="请基于上述D1(EP1328129A1)和D3(WO2004023348A1)的比对分析,按照专利无效宣告请求书的标准格式,撰写针对权利要求1的创造性无效理由书逻辑框架。"/>
<Elicitation label="分析目标专利的从属权利要求(权利要求2-10)的有效性" query="请结合目标专利CN101322418B说明书中关于高通滤波预补偿、形态学深度图滤波及可见度因子的记载,评估从属权利要求的稳定性。"/>
</ElicitationsGroup>
这是一份针对目标专利(CN101322418B)权利要求1的侵权/无效稳定性分析及对比文件比对报告。
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## 一、 目标专利说明书对权利要求1的解释
依据目标专利说明书(CN101322418B)的记载,权利要求1的核心技术特征及其具体含义如下:
* **特征A(接收第一图像信号):** 说明书指出,第一图像不必是整个呈现过程的第一步骤,典型地是采用包括图像加深度数据的格式(如2.5D视频图像格式),或者包含相关联的深度映射(Depth Map)。
* **特征B(包括3D图像数据):** 3D图像数据可以通过空间坐标组与深度坐标(垂直于图像平面的方向)来描述。
* **特征C、D、E(空间滤波及映射):** 本专利强调空间滤波是在**输入域**(Input Domain)执行的(即在采样成多个子图像之前的呈现级执行),将第一图像的图像元素(源像素/源元素)映射到第二图像的图像元素(目的像素/目的元素),用于在渲染多视图前提前处理串扰(Crosstalk)和混叠(Aliasing)人工产物。
* **特征F(滤波强度由参考深度与像素深度确定):** 滤波强度可以表现为“第二图像的图像元素组的尺寸”或“分布滤波器的半径 $r$(延伸范围)”。参考深度 $d_{ref}$ 是针对整个图像设置的焦点层,像素深度为 $d$,半径 $r$ 根据差异值 $|d - d_{ref}|$ 确定。远离参考深度的像素受滤波影响大(模糊/锐化程度高),接近参考深度的像素受滤波影响小。
* **特征G、H(第二图像采样成多个与观看方向关联的子图像):** 在经空间滤波生成第二图像后,再将其采样并投影成对应于不同水平观看方向的多个子图像(如透镜显示器中的多视角子图)。
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## 二、 对比文件技术特征比对与公开情况分析
针对三篇对比文件,分析其对权利要求1各项技术特征的公开情况如下:
### 1. 比对表格
| 权利要求1技术特征 | 对比文件 D1<br>(US5684890A) | 对比文件 D2<br>(US5751927A) | 对比文件 D3<br>(JP3008681B2) |
| A: 接收代表第一图像的图像信号 | 实质公开<br>(输入左右眼图像) | 实质公开<br>(输入3D数据库或图像数据) | 毫无异议公开<br>(输入画素值/输入图像) |
| B: 第一图像包括3D图像数据 | 实质公开<br>(左右眼图像及视差/深度信息) | 实质公开<br>(包含3D位置参数 $x, y, z$) | 毫无异议公开<br>(输入画素的奥行き值/深度值) |
| C: 空间滤波第一图像信号以提供第二图像信号 | 实质公开<br>(局部傅里叶变换/滤波及逆变换) | 实质公开<br>(空间剪切/微旋转变形变换) | 毫无异议公开<br>(根据深度计算ぼかし范围并进行画素值分配滤波) |
| D: 第二图像信号代表第二图像 | 实质公开<br>(重构/分割出的新图像) | 实质公开<br>(经过微剪切变形后的视角图像) | 毫无异议公开<br>(滤波计算后得到的输出图像) |
| E: 空间滤波包括在第一图像的图像元素与第二图像的图像元素之间的映射 | 实质公开<br>(局部频域/空域转换与几何平均映射) | 实质公开<br>(坐标变换及平移映射) | 毫无异议公开<br>(处理画素值按分配系数加权累加至目的画素) |
| F: 空间滤波器的强度由第一图像的参考深度和图像元素的深度确定 | 未公开<br>(采用固定相差/视差匹配,未提出基于参考深度与像素深度的强度调节) | 未公开<br>(其剪切量由 $z$ 轴确定,但属于几何视差微位移,而非空间滤波器的强度) | 实质公开<br>(基于焦点位置/ピント位置及像素深度计算错乱圆半径/模糊范围) |
| G: 将第二图像采样成多个子图像 | 未公开<br>(仅用于图像分割,未涉及多视图采样) | 未公开<br>(采用时域随机微剪切显示,无多视图子图采样) | 未公开<br>(仅输出单帧/双帧模糊图像,未涉及多视图采样) |
| H: 每个子图像与图像的一个观看方向相关联 | 未公开<br>(未涉及多视图显示器的不同观看方向子图映射) | 未公开<br>(依赖单人眼的时域微剪切感官融和,非空间多视图投影) | 未公开<br>(无多视角显示与观看方向子图关联) |
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### 2. 对比文件原文详细出处及比对分析
#### 对比文件 D1:US5684890A (Three-dimensional reference image segmenting method and apparatus)
* **特征A、B:[实质公开]**
* *原文出处:* SUMMARY OF THE INVENTION [2] `"...a three-dimensional reference image segmenting method including an image input step of inputting therefrom images of an object equivalent to those obtained when the object is viewed respectively by a right eye and a left eye..."`
* *分析:* D1通过输入左右眼图像,并通过相差/视差(Disparity)表征3D深度数据,实质公开了接收包含3D图像数据的图像信号。
* **特征C、D、E:[实质公开]**
* *原文出处:* Embodiment 1 [2] `"...expression (6) represents a kind of local spatial frequency filtering... inverse transform images f'L(x) and f'R(x) are obtained... geometric mean values are attained... segmenting the expected image..."`
* *分析:* D1在频域对输入的3D图像进行局部傅里叶变换滤波,再经逆变换和几何平均生成分割后的第二图像。
* **特征F、G、H:[未公开]**
* *分析:* D1的目的是“从3D输入图像中分割特定参考目标(如去除背景噪声)”,其滤波手段是基于频谱匹配,**没有提出根据“参考深度”与“像素深度”来动态调整空间滤波器强度**(特征F)。此外,D1不涉及多视图显示器(Multi-view display),**完全未公开特征G和H**。
#### 对比文件 D2:US5751927A (Method and apparatus for producing three dimensional displays on a two dimensional surface)
* **特征A、B:[实质公开]**
* *原文出处:* SUMMARY OF THE INVENTION [2] `"...providing a database of information on the view to be displayed in which features of the view are recorded with position parameters in three dimensions..."`
* *分析:* D2输入了包含三维位置参数 $(x, y, z)$ 的数据库图像信号,实质公开了特征A和B。
* **特征C、D、E:[实质公开]**
* *原文出处:* SUMMARY OF THE INVENTION [2] `"...mapping data through mathematical transformations which provide rotations, translations or scaling... small non-cumulative microshears of features of the view..."`
* *分析:* D2通过对3D空间施加微小的空间剪切变形(Microshears)或微旋转,映射并输出第二图像。
* **特征F、G、H:[未公开]**
* *分析:* D2的偏移量虽然与 $z$ 轴深度有关(`Oz = (z/zm)O`),但这属于**几何坐标的平移/变换**,目的是利用人眼扫视(Saccades)产生运动视差,**并非“空间滤波器的强度(如模糊半径/高低通滤波器增益)”**(特征F)。同时,D2是在单平面上利用时域微动呈现3D感(Monoptic/naked-eye technique),**并未公开将第二图像采样成与不同观看方向关联的多个子图像**(特征G、H)。
#### 对比文件 D3:JP3008681B2 (Image blurring processing unit)
* **特征A、B:[毫无异议公开]**
* *原文出处:* 段落 [0012] `"...102は入力画像の各画素値...103は各画素ごとの奥行き値を格納する奥行き値バッファである..."`
* *分析:* D3明确公开了接收输入图像的画素值(第一图像)以及各画素的深度值(奥行き值),属于3D图像数据。
* **特征C、D、E:[毫无异议公开]**
* *原文出处:* 段落 [0018]-[0020] `"...ぼかし範囲に含まれる画素をぼかし画素として選択...処理画素値を130とすると分配画素値は10...画素値バッファ107を更新..."`
* *分析:* D3通过将处理画素的颜色值按分配系数分散累加到周围的目标画素(错乱圆范围内),实现了从第一图像到第二图像的空间滤波和像素映射。
* **特征F:[实质公开]**
* *原文出处:* 段落 [0015]-[0016] `"...処理画素の奥行き値114とぼかし特性パラメータ113からぼかし範囲の大きさ115を計算する...ぼかし特性パラメータ113は、レンズの焦点距離、アイリス値、ピント位置で、这此から錯乱円の半径を(数1)により求める..."`
* *分析:* D3利用“焦点位置(ピント位置,即参考深度)”与“画素深度值(奥行き值)”,结合透镜公式计算错乱圆半径(即滤波范围/强度)。这与目标专利中“空间滤波器的强度由参考深度和图像元素的深度确定”的技术实质完全一致。
* **特征G、H:[未公开]**
* *分析:* D3仅关注于单张CG图像的景深模糊渲染(模仿相机聚焦/失焦效果),**完全没有涉及多视图显示器(Multi-view display)、将滤波后的图像采样成多个与观看方向关联的子图像**的技术方案。
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## 三、 最接近的对比文件选择与创造性分析
### 1. 最接近对比文件的选择
在创造性分析中,**D3 (JP3008681B2)** 最适合作为最接近的对比文件(第一最接近对比文件):
* **技术领域与问题:** 目标专利和D3均属于三维/深度图像处理领域,且二者均旨在解决**利用深度信息对图像进行空间滤波(特别是模拟/消除失焦与深度相关的模糊效应)**的技术问题。
* **技术特征覆盖度:** D3全面公开了权利要求1中的**特征A、B、C、D、E、F**。特别是最核心的特征F(空间滤波器强度由参考深度和像素深度共同决定),D3在段落[0015]-[0016]中给出了完全相同的数学机理(根据焦点/参考深度与像素深度求错乱圆半径)。
### 2. 未被最接近对比文件公开的特征及其在其他对比文件中的公开情况
* **区别技术特征:** 权利要求1相对于D3的区别特征为**特征G与特征H**:
> “将第二图像采样成多个子图像;每个子图像与图像的一个观看方向相关联。”(即针对多视图显示器进行采样渲染)。
* **区别特征在其他对比文件中的公开情况:**
* 在 **D1 (US5684890A)** 和 **D2 (US5751927A)** 中,**特征G和H均未被公开**。
* *分析:* D1专注于基于频谱匹配的图像目标分割;D2专注于通过单视角时域微剪切(模拟人眼扫视)来提供三维视觉。二者均不涉及将滤波后的图像“采样成多个与不同观看方向关联的子图”这一多视图显示(如透镜式/狭缝光栅式立体显示)的核心步骤。
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## 四、 无效请求中最薄弱的技术特征与无效策略
### 1. 无效请求中最薄弱的技术特征
权利要求1中最薄弱、最容易被攻破的特征是 **特征A + B + C + D + E + F 的组合**(即深度相关的空间滤波部分)。D3已经对这一部分形成了极高强度的破坏。
然而,**权利要求1目前最坚固的防线(即无效发起方的突破难点)是:特征G和H的组合**,即“**在深度滤波之后,将图像采样为多视图显示器各个观看方向的子图像(在输入域滤波而非输出域滤波)**”。
现有对比文件(D1、D2、D3)均未公开多视图显示(Multi-view display)的重采样过程,形成了技术断层。
### 2. 进一步的对比文件检索策略(针对特征G和H)
为了成功无效权利要求1,必须补充检索能够公开“多视图显示器采样/渲染”或“多视图显示器串扰预处理”的对比文件(D4),具体检索策略如下:
#### (1) 检索方向与技术主题组合
检索的目标是证明:**“在多视图/自动立体显示器(Multi-view / Autostereoscopic Display)中,将三维图像(图像+深度)采样分割为多个观看方向的子图像(Sub-images / Interleaved views)是本领域的公知常识或现有技术。”**
* **核心关键词组合(英文/中文):**
* `Multi-view display` / `Autostereoscopic` / `Lenticular` / `Parallax barrier`(多视图显示器 / 自动立体 / 双凸透镜 / 视差障壁)
* `Sampling` / `Interleaving` / `Sub-image` / `Multiplexing` / `View generation`(采样 / 交错 / 子图像 / 多路复用 / 视角生成)
* `Depth-based rendering` / `DIBR` / `Image plus depth`(基于深度的渲染 / 图像加深度)
#### (2) 结合D3与新检索文件(D4)的组合公知常识逻辑
一旦检索到公开了多视图采样(特征G、H)的对比文件D4,即可建立如下三步法创造性无效路线:
1. **以D3为第一最接近对比文件**,其公开了基于深度和参考深度对3D图像进行滤波(特征A-F)。
2. **确定实际解决的技术问题:** 如何将深度滤波后的图像应用于多视图显示器以呈现立体视觉。
3. **结合D4(或本领域公知常识):** D4公开了多视图显示器的标准渲染流水线,即接收3D图像并将其采样为多个视角相关的子图像(特征G、H)。将D4的多视图采样技术应用于D3的深度滤波图像,属于本领域技术人员为了在多视图显示器上获得清晰、无混叠立体图像而进行的常规技术结合,不具备创造性。
#### (3) 建议优先检索的专利库与文献分类号
* **IPC / CPC 分类号:**
* `H04N 13/00` 或 `H04N 13/30`(立体电视/三维显示系统,特别是多视角显示器的信号处理)
* `G06T 15/00` / `G06T 15/20`(三维图像渲染/视角生成)
* `G02B 30/00`(立体视觉光学装置)
* **优先检索申请人/文献源:**
* 皇家飞利浦 Electronics(Philips,即目标专利原权利人,其在2000-2006年间有大量关于多视角透镜显示器(Lenticular 3D Display)和DIBR渲染的族性专利)。
* NHK、Samsung、Sharp 等在2006年以前提交的自动立体显示(Autostereoscopic Rendering)专利。
### 1. 权利要求技术特征与目标专利说明书的深度拆解分析
#### 1.1 权利要求1的技术特征划分为:
* **技术特征A**:该方法包括以下步骤:接收代表第一图像(50)的图像信号;
* **技术特征B**:第一图像包括3D图像数据;
* **技术特征C**:空间滤波第一图像信号以提供第二图像信号;
* **技术特征D**:第二图像信号代表第二图像(53);
* **技术特征E**:空间滤波包括在第一图像的图像元素(52)与第二图像的图像元素(52,55)之间的映射;
* **技术特征F**:空间滤波器的强度由第一图像的参考深度和第一图像的图像元素的深度确定;
* **技术特征G**:将第二图像采样成多个子图像;
* **技术特征H**:每个子图像与图像的一个观看方向相关联。
#### 1.2 结合目标专利(CN101322418B)说明书的解构解释:
* **第一图像/3D图像数据(特征A、B)**:说明书中指“采用包括图像加深度数据的格式,或相关联的深度映射可被供以图像数据”(如2.5D视频图像格式,图6A与6B),即包含2D像素阵列及对应的深度/视差值(Disparity)。
* **空间滤波与映射(特征C、D、E)**:说明书第[0039]–[0041]段及图5A-5C指出,滤波发生在呈现级(输出域/输入驱动映射)。第一图像的每个像素(源元素52)的强度被分布映射到第二图像(目的图像53)的一组像素元素(区域55)中,累加得到目的像素强度。
* **滤波强度确定(特征F)**:核心发明点。说明书第[0039]–[0040]段、图5A-5C指出,确定参考深度 $d_{ref}$(焦点深度)与源像素深度 $d$ 的差值 $|d - d_{ref}|$,并以此差值作为分布滤波器半径 $r$ 或范围(即滤波强度/模糊程度)。离参考平面越远,$r$ 越大,模糊越强;接近参考平面,受滤波影响小。
* **采样成多个子图像与观看方向(特征G、H)**:说明书第[0005]、[0029]–[0032]段(图1与图2)指出,针对多视图(如透镜/视差 barrier 自动立体显示器),根据LCD板下覆盖的透镜方向或倾斜角度,将第二图像像素按多视角(如9个视角)抽样/重排组成各视角的子图像,引导至不同视角的角分布。
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### 2. 对比文件对比分析与具体出处
#### 2.1 对比文件公开情况分析:
* **D1(EP0442865A1)**:公开了一种将2D影片转换为3D格式的方法。其通过人工/计算机划分前景与背景元素,分配深度值,根据深度视差计算左右眼图像对,并可施加深度相关效果(如加阴影、景深模糊/锐化)。
* **D2(US5148502A)**:公开了一种大焦深光学图像输入/输出装置。通过采集不同对焦位置的图像进行加权/合成,再利用高通/带通滤波器进行复原滤波处理,以消除离焦模糊。
* **D3(US5671264A)**:公开了一种数字图像中噪声的空间滤波方法。通过在滑动窗口内设置随机方向/尺寸的定向滤波器(FIR/FMH),结合像素强度差与噪声标准差进行选择与中值/均值滤波。
#### 2.2 详细特征比对表
| 权利要求1技术特征 | D1(EP0442865A1)是否公开及原文出处 | D2(US5148502A)是否公开及原文出处 | D3(US5671264A)是否公开及原文出处 |
| 技术特征A:接收代表第一图像(50)的图像信号 | 实质公开<br>第6页第10-15行:“A 2-D Film or video image 10 is input to a video monitor 20 and to the scanning portion 41 of frame buffer 40...” | 实质公开<br>第17栏第4-8行:“An object image is focused by a lens 1... An output signal... is converted into a digital signal...” | 实质公开<br>第5栏第13-17行:“For an instantaneous pixel P0... a series... of N elementary filters is defined in a sliding window...” |
| 技术特征B:第一图像包括3D图像数据 | 实质公开<br>第5页第15-25行及第6页第25-30行:“Depth position information, in the third dimension, is determined for each image element...” | 未公开<br>仅为多焦点2D序列图,无3D图像/深度图数据。 | 未公开<br>仅涉及单张2D数字图像的灰度/强度值。 |
| 技术特征C:空间滤波第一图像信号以提供第二图像信号 | 实质公开<br>第7页第17-20行:“...different image elements may be blurred or sharpened to simulate depth-of-field...” | 实质公开<br>第17栏第18-20行:“The sum image is subjected to appropriate recovery processing by a recovery processing unit 7...” | 实质公开<br>第5栏第15-20行及第8栏第30-40行:“...spatial filtering of the noise in a digital image...” |
| 技术特征D:第二图像信号代表第二图像(53) | 实质公开<br>第5页第1-5行及第7页第15-20行:“...3-D format Frame 50 may be processed directly from 2-D frame 20...” | 实质公开<br>第17栏第20-25行:“The processed result is stored... displayed on a display monitor 9.” | 实质公开<br>第5栏第20-25行:“...yielding a filtered intensity to be applied to the instantaneous pixel.” |
| 技术特征E:空间滤波包括第一图像与第二图像图像元素之间的映射 | 实质公开<br>第5页第15-20行及第6页第30-35行:“...the computer would be instructed to interpolate and process depth information over the entire image element.” | 实质公开<br>第21栏第10-25行(图9):“...convolution operation in a local area, e.g., 3x3 pixels or 5x5 pixels...” | 实质公开<br>第5栏第15-25行及图2:“...sliding window WD(x0,y0) centered around said instantaneous pixel...” |
| 技术特征F:空间滤波器的强度由第一图像参考深度和图像元素深度确定 | 未公开(仅提及根据深度模糊/锐化模拟景深,未明确由“参考深度与像素深度”确定滤波强度) | 未公开<br>(根据对焦位置合成或频谱分配,无参考深度与像素深度差的概念) | 未公开<br>(滤波基于噪声标准差 $\sigma_B$ 和强度差,与3D深度无关) |
| 技术特征G:将第二图像采样成多个子图像 | 未公开<br>(仅公开生成立体左右眼图像对或立体编码图,未涉及采样成多视图显示器的子图像) | 未公开<br>(仅用于单视角大焦深图像展现) | 未公开<br>(仅用于图像去噪) |
| 技术特征H:每个子图像与图像的一个观看方向相关联 | 未公开<br>(同上,未公开与多视图显示观看方向对应的子图像采样) | 未公开 | 未公开 |
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### 3. 最接近对比文件分析与技术问题/效果对比
#### 3.1 最接近对比文件的选择:**D1(EP0442865A1)**
* **选择理由**:
1. **技术领域与整体架构最近**:D1与目标专利均处于3D图像处理及呈现领域。D1公开了接收2D图像并赋予/提取3D深度信息(特征A、B),根据深度信息进行空间滤波(如模拟景深/深度模糊/锐化,特征C、D、E),并最终生成3D格式图像。
2. **解决的技术问题最接近**:D1尝试解决如何在具备深度信息的图像处理中,通过深度相关的滤波/处理(景深模拟)来增强视觉真实感与空间深度感。
* **为什么D2和D3不适合作为最接近对比文件**:
* **D2(US5148502A)**:属于光学成像与聚焦复原领域,解决的是“显微镜/照相机因光学系统焦深小导致部分区域模糊”的问题,通过多图对焦合成+高通复原滤波来增大焦深。它完全不涉及3D图像数据、深度映射,也不涉及多视图显示。
* **D3(US5671264A)**:属于X射线/医疗图像去噪滤波领域,解决的是“低剂量X光图像去噪时避免破坏边缘和产生噪声块”的问题。其滤波强度由噪声标准差 $\sigma_B$ 决定,与3D立体显示、深度信息毫无关联。
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### 4. 区别技术特征、无效薄弱点与检索策略
#### 4.1 目标专利相对于D1的区别技术特征:
对比D1,权利要求1的区别技术特征在于:
1. **特征F**:空间滤波器的强度由第一图像的**参考深度**和第一图像的图像元素的**深度**确定;
2. **特征G+H**:将第二图像**采样成多个子图像**,且**每个子图像与图像的一个观看方向相关联**(即针对多视图/裸眼立体显示器的多视角呈现采样)。
#### 4.2 实际解决的技术问题与技术效果:
* **针对特征F**:解决了如何在多视角呈现流水线中,以低计算复杂度准确模拟相机的离焦模糊/消除串扰与混叠的技术问题。技术效果在于保证参考深度(焦平面)附近的物体保持清晰,远离参考平面的物体产生受控模糊,既提高了感知的空间维数,又大幅降低了多视角处理的算力和时间成本。
* **针对特征G+H**:解决了如何将滤波后的图像匹配并投射到多视图(Multi-view/Autostereoscopic)显示设备特定视角的技术问题。
#### 4.3 提出了无效请求时“最薄弱的技术特征”评估:
* **相对坚固的特征**:**特征G+H**(多视图显示器的子图像采样与观看方向关联)。这是多视图/裸眼立体显示(如 Lenticular/Parallax Barrier Display)领域的常规呈现步骤,属于该领域的公知常识(如目标专利背景技术提到的 US 2003/0117489 等多视图显示器技术)。
* **最薄弱的技术特征(突破口)**:**特征F(滤波强度由参考深度与像素深度的差值确定)**。
* *薄弱原因分析*:在计算机图形学(CG)渲染和立体视频处理领域,“Depth-of-Field (DoF) rendering”(景深渲染)是非常成熟的技术。基于“焦平面深度(Reference Depth / Focal Depth)”与“当前像素深度”计算深度差(CoC,Circle of Confusion 模糊圈大小),并以 CoC 作为滤波核/分布滤波半径 $r$ 进行空间模糊,在2006年前的CG及图像处理文献中已有大量公开。如果能查到将 Depth-dependent blurring / CoC 应用于3D图像预处理的文献,结合D1即可轻松攻破特征F。
#### 4.4 进一步的对比文件检索策略建议:
1. **针对特征F(深度相关滤波/景深模拟/模糊圈CoC)的精准检索**:
* **关键词组**:`("depth of field" OR "DOF" OR "circle of confusion" OR "CoC" OR "focal depth" OR "reference depth") AND ("blur" OR "spatial filter" OR "kernel size" OR "filter strength") AND ("depth map" OR "2.5D" OR "image plus depth")`
* **IPC/CPC分类号**:
* `G06T15/50` 或 `G06T15/20`(3D图形渲染中的景深/影调处理)
* `H04N13/00` 或 `H04N13/30`(立体电视系统、多视图图像处理)
* `G06T5/00`(图像增强、滤波)
2. **针对“多视图/裸眼立体呈现+深度滤波”的联合检索(结合特征F与G+H)**:
* 重点寻找在多视图显示(Multiview 3D display / Autostereoscopic display)的前级流水线中,针对交叠串扰(Crosstalk)或混叠(Aliasing)进行基于深度的预滤波(Depth-dependent pre-filtering)文献。
* **优先检索专利与非专利文献(NPL)**:
* 学术论文库(IEEE Xplore, ACM SIGGRAPH, SPIE Digital Library),重点关注 2000 年–2006 年间关于“*Multiview rendering*”、“*Depth-image-based rendering (DIBR)*”、“*Crosstalk reduction in 3D displays*”的论文。例如:Philips(飞利浦,即目标专利申请人自身)在 2002-2006 年间发表的关于 3D 裸眼显示(3D Solutions / 3D-LCD)的一系列技术白皮书和学术会议论文。
这是一份针对目标专利 CN101322418B 权利要求1的专业侵权/无效稳定性对比分析报告。
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## 一、 权利要求1的技术特征拆解与说明书原意解释
| 特征编号 | 权利要求1技术特征拆条 | 结合目标专利说明书的准确解释 |
| A | 用于为多视图显示器呈现图像数据的方法,该方法包括以下步骤:接收代表第一图像的图像信号 | 多视图/自动立体显示预处理:接收包含图像及深度信息的原始输入信号(说明书[0008]、[0012])。 |
| B | 第一图像包括3D图像数据 | 包含 图像+深度数据(如2.5D视频格式/Depth Map),可确定空间坐标与深度(说明书[0008]、[0018])。 |
| C | 空间滤波第一图像信号以提供第二图像信号 | 在呈现/采样前(输入域)对第一图像施加空间滤波(带通/低通/高通),减少重影与混叠(说明书[0008]-[0010])。 |
| D | 第二图像信号代表第二图像 | 经过深度相关空间滤波后生成的新图像(更新后的图像,说明书[0014])。 |
| E | 空间滤波包括在第一图像的图像元素与第二图像的图像元素之间的映射 | 源像素到目的像素组的分布/映射(如基于分布函数/半径 $r$ 的像素强度重分配)(说明书[0012]、[0014]、图5A-5C)。 |
| F | 空间滤波器的强度由第一图像的参考深度和第一图像的图像元素的深度确定 | 核心发明点:滤波强度(如分布半径 $r$、核尺寸)取决于**像素实际深度与焦点参考深度之间的差值 $ |
| G | 将第二图像采样成多个子图像 | 将滤波后的第二图像针对多视图显示的视角进行二次空间分切/采样(说明书[0008]、[0013])。 |
| H | 每个子图像与图像的一个观看方向相关联 | 各子图像对应多视图显示器(如透镜/狭缝阵列)的一个特定视点/视角(说明书[0007]、[0008])。 |
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## 二、 对比文件技术特征比对与出处分析
### 1. 对比文件出处与公开性分析
* **EP0034984A2 (D1)**: 1981年公开。通过高频调制(如1MHz)控制三管摄像机的RGB通道交替关断(Muting),形成垂直色彩带以模拟人眼视网膜扫描。
* **WO1988004804A1 (D2)**: 1988年公开。一种通过计算机辅助将2D电影转换为3D格式的方法。提取图像元素,指定深度(Depth Assignment),并基于深度信息对图像元素进行插值、模糊/锐化(景深模拟)及视差偏移,最终生成左右眼对或多视图合成图。
* **US4895431A (D3)**: 1990年授权。内窥镜三维重建方法。通过切换内窥镜弯曲部位置获取多视角图像,利用相关性计算(Correlation)与空间频率过滤(高通/低通)提取三维几何与深度信息。
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### 2. 特征比对表格 (Feature Comparison Table)
| 目标专利权利要求1特征 | EP0034984A2 (D1) | WO1988004804A1 (D2) | US4895431A (D3) |
| 特征A (接收第一图像信号) | 公开 [0012]-[0014] | 公开 [p0027] | 公开 [Col.3 Ln.35-40] |
| 特征B (包含3D图像数据) | 未公开(仅RGB色彩信号) | 公开 [p0017], [p0031] | 实质公开 [Col.4 Ln.15-25] |
| 特征C (空间滤波生成第二信号) | 未公开(仅高频时域调制) | 公开 [p0040] | 公开 [Col.12 Ln.55-65] |
| 特征D (第二信号代表第二图像) | 未公开 | 公开 [p0024], [p0031] | 公开 [Col.12 Ln.55-65] |
| 特征E (第一到第二像素映射) | 未公开 | 公开 [p0032], [p0040] | 公开 [Col.12 Ln.60-Col.13 Ln.15] |
| 特征F (滤波强度由参考深度与像素深度差确定) | 未公开 | 实质公开 [p0040] | 未公开 |
| 特征G (将第二图像采样成多个子图像) | 未公开 | 实质公开 [p0024], [p0031] | 未公开 |
| 特征H (子图像对应观看方向) | 未公开 | 实质公开 [p0024], [p0031] | 未公开 |
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### 3. 各对比文件原文详细出处分析
#### 对比文件 1:EP0034984A2 (D1)
* **特征A**:公开在说明书 `[0012]-[0014]`。通过红、绿、蓝三个摄像管接收场景图像信号。
* **特征B~H**:**未公开**。D1使用的是硬件高频电子开关交替关断RGB通道(`[0008], [0016]`),通过人眼视觉生理暂留和分色眼镜实现伪3D,不涉及基于深度图的空间滤波、深度差计算,也不包含多视图显示器的子图像采样映射。
#### 对比文件 2:WO1988004804A1 (D2)
* **特征A、B**:公开在 `[p0017]`、`[p0027]`、`[p0031]`。输入2D图像(第一图像),通过人工指定与计算机分析结合为图像元素赋予三维深度(Depth Information / 3D Format Frame)。
* **特征C、D、E**:公开在 `[p0032]` 与 `[p0040]`。说明书明确指出:*“different image elements may be blurred or sharpened to simulate depth-of-field”*(对不同图像元素实施模糊或锐化以模拟景深),且在深度插值中计算像素平滑过渡,即包含了空间滤波与像素映射。
* **特征F(实质公开)**:公开在 `[p0040]`。D2揭示了根据对象离样品的远近(Depth)进行深度域景深模拟(Blur/Sharpen)。景深模糊的物理实质即为**基于聚焦平面(参考深度)与对象实际深度的距离差距来控制模糊量(滤波强度)**。
* **特征G、H(实质公开)**:公开在 `[p0024]`、`[p0031]`。D2提到根据三维编码生成左右眼对(Left/Right Pair)或适配于立体/多视图显示系统的合成图像(*“composite 3-D image frame 50”*),实质涵盖了针对不同观看方向对图像进行视差分切与采样的技术思路。
#### 对比文件 3:US4895431A (D3)
* **特征A、B**:公开在第3栏第35-40行。输入两幅具有视差的内窥镜图像并提取深度/三维几何信息。
* **特征C、D、E**:公开在第12栏第55行-第13栏第15行(Embodiment 4/5)。为了消除噪声或增强边缘以精确匹配相关性,对图像应用拉普拉斯高通滤波器或均值低通滤波器(*“spatial frequency filtering”*)。
* **特征F、G、H**:**未公开**。D3中的滤波是为了提升内窥镜配准与深度测量的精度,其滤波强度与图像本身的深度无关,且不涉及多视图显示器的多角度子图像采样。
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## 三、 最接近对比文件分析与创造性(三步法)评估
### 1. 最接近对比文件的确定:**WO1988004804A1 (D2)**
在创造性评估中,**D2 (WO1988004804A1) 最适合作为最接近的对比文件**。
* **技术领域与问题的一致性**:目标专利与D2均属于**3D/多视图图像数据呈现与处理技术领域**,旨在解决“如何在图像呈现中合理处理深度与图像质量(混叠、串扰、景深失真)”的技术问题。
* **技术特征覆盖度**:D2公开了最核心的架构——**接收带有深度信息的图像数据 $\rightarrow$ 基于深度对图像实施深度相关的空间滤波(模拟景深/消除边缘人工产物) $\rightarrow$ 编码输出供立体/多视图显示的视图**。
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### 2. 区别技术特征与技术效果分析
将目标专利权利要求1与最接近对比文件 D2 进行比对,**区别技术特征**在于:
1. **特征F的显式特定公式化**:滤波强度的具体确定方式被严格限定为**由参考深度与像素深度的差值所确定**(即明确以焦点平面为参考基准进行相对深度差滤波)。
2. **特征G、H在多视图显示器(Multi-view Display)框架下的具体采样实现**:明确将滤波后的第二图像采样为**分别与各个特定观看方向(View Direction)相关联的多个子图像**。
#### 整体解决的技术问题与技术效果:
* **解决的问题**:如何在多视图(如自动立体)显示呈现的输入端(呈现前级)高效消除串扰(Crosstalk)与混叠(Aliasing),同时避免因视角切换带来的重影与光晕人工产物。
* **技术效果**:在输入域(单张图像级)直接完成深度差相关的空间滤波,大幅降低了处理多路视角输出的计算复杂度;同时通过参考深度对前景/背景实施差异化滤波,使呈现出的多视图图像符合人眼视觉景深感知。
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### 3. 未被最接近对比文件公开特征的组合状况
* **特征F(滤波强度由深度差确定)**:虽然D3公开了空间滤波(高通/低通),但D3的滤波是**全图固定核或局部滤波**,完全不依赖于深度信息。因此D3**未能补足**特征F。
* **结合评估**:结合D1、D3均无法直接导出“基于参考深度与像素深度差来动态调整空间滤波器强度”以及“将滤波后图像直接采样为多视角子图像”的结合启示。
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## 四、 提出无效宣告请求时最薄弱的技术特征与突破口
若对目标专利 CN101322418B 发起无效宣告请求,本权利要求**最薄弱的技术特征**如下:
### 1. 最薄弱特征:**特征F(滤波强度由参考深度和图像元素的深度确定)**
* **薄弱原因分析**:
1. **领域公知常识(景深原理)**:在计算机图形学(CG)与图像处理领域,模拟镜头光学景深(Depth of Field, DoF)的标准做法就是计算渲染点深度 $Z$ 与焦平面深度 $Z_{focus}$ 的绝对差值,差值越大,高斯模糊核(Blur Radius)越大。D2 的 `[p0040]` 已经明确指出了“模糊或锐化以模拟景深”。将D2中的“模拟景深”落实为常规的“参考深度与像素深度之差”,属于本领域技术人员的公知常识或显而易见的习惯手段。
2. **说明书撰写缺陷(功能性表述)**:权利要求1中的特征F“*空间滤波器的强度由...确定*”属于高度概括的功能性表述,未限定具体的函数关系(如线性、非线性、样条曲线)。依据 Patent Examination Guidelines,若仅凭公知景深算法即可实现该功能,该特征极易被认定为不具备创造性。
### 2. 次薄弱特征:**特征G与H(采样成多视角子图像)**
* **薄弱原因分析**:多视图显示器(如透镜式自动立体显示器)将合成图像按像素阵列采样为对应不同观察角(View Direction)的子视角图像,是**多视图显示器本身的固有显示机制**(正如目标专利背景技术 `[0003]` 所承认)。一旦在前级完成了滤波(D2),将结果输入到常规多视图显示器进行采样输出是本领域的定式操作。
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## 五、 进一步对比文件检索策略 (Search Strategy)
为彻底击穿权利要求1的创造性(尤其是针对特征F与特征G/H的结合),建议采取以下补充检索策略:
### 1. 检索要素表达(表达组合)
* **主题1(深度相关空间滤波/景深)**:Depth-dependent filtering, Depth of Field (DoF), Focal plane, Reference depth, Blur radius, Spatial filter intensity.
* **主题2(多视图/立体显示采样与抗串扰)**:Multi-view display, Autostereoscopic, Sub-image, View direction, Interleaving, Crosstalk reduction, Anti-aliasing.
### 2. 推荐分类号(IPC / CPC)
* `H04N 13/00` 或 `H04N 13/30`(三维电视;立体显示器)
* `H04N 13/122`(基于深度图处理图像信号)
* `G06T 5/00` / `G06T 15/00`(图像增强/3D景深渲染)
### 3. 精准检索路径建议
1. **追溯CG景深渲染基础专利(攻特征F)**:
* 重点检索 1995–2005 年间有关 **"Depth of Field Rendering"** 或 **"Depth Map Gaussian Blur"** 的专利(如 SGI、Pixar、Microsoft、Philips 的早期专利)。寻找明确记载 `Blur Radius = f(|Depth - Focus_Depth|)` 的对比文件。
2. **追溯 Philips/Samsung/LG 早期透镜式3D显示预处理专利(攻特征F+G+H结合)**:
* 目标专利本身申请人为飞利浦(Royal Philips),飞利浦在 2000–2006 年间申请了大量关于 **"Lenticular 3D Display Crosstalk Reduction"** 和 **"Depth-based filtering for 3D rendering"** 的专利家族(如 EP1500278A1 等)。重点检索该家族的上游优先权文本或许可文献,极易形成针对特征F+G+H的直接破坏。
作为一名经验丰富的专利代理师,我将紧密结合**目标专利(CN101322418B)说明书**的教导,对本案权利要求1进行全面且严谨的专利效力与检索分析。
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### 第一部分:权利要求1的技术特征解释(结合目标专利说明书)
目标专利涉及一种用于多视图显示器的图像数据呈现方法。为了在后续无效分析中准确比对,需紧密结合目标专利说明书对权利要求1进行界定:
1. **技术特征A:接收代表第一图像(50)的图像信号**
* **说明书结合:** 说明书具体实施方式段落指出,第一图像典型地是基于输入域(如2.5D视频图像格式,或图像+深度数据/关联的深度映射),包含了要展示的基础图形信息。
2. **技术特征B:第一图像包括3D图像数据**
* **说明书结合:** 说明书指出“3D图像数据可以以任何适当的坐标表示来代表...典型坐标表示中,图像是按照指出图像平面中的位置的空间坐标组和图像在垂直于图像平面的方向上的深度被描述的”。即包含像素的2D空间坐标及对应的深度(Depth/Disparity)信息。
3. **技术特征C:空间滤波第一图像信号以提供第二图像信号**
* **说明书结合:** 说明书强调滤波是在**输入域(呈现级之前)**针对单个第一图像执行的,而不是在多个视图的输出域中执行。空间滤波器可以是带通、低通或高通滤波器,用于解决串扰(crosstalk)或混叠(aliasing)效应。
4. **技术特征D:第二图像信号代表第二图像(53)**
* **说明书结合:** 第二图像是第一图像经深度相关滤波处理后的“更新版本”或“中间图像”。
5. **技术特征E:空间滤波包括在第一图像的图像元素(52)与第二图像的图像元素(52,55)之间的映射**
* **说明书结合:** 结合图5A-5C,滤波由输入驱动,第一图像中的源像素(源元素52)的强度会被分布到第二图像中包围该像素的一组目的像素(目的元素52, 55)中。
6. **技术特征F:空间滤波器的强度由第一图像的参考深度和第一图像的图像元素的深度确定**
* **说明书结合:** 说明书明确指出“确定在源元素与参考深度之间的深度差...深度差然后被用作为对于空间滤波器的强度的测度”。例如,受影响的像素区域55的尺寸或半径 $r$ 根据 $|d - d_{ref}|$ 确定。离焦点(参考深度)越远,强度/滤波半径越大,模糊或锐化程度越深。
7. **技术特征G:将第二图像采样成多个子图像**
* **说明书结合:** 指在多视图呈现阶段,将滤波后的第二图像根据多视图显示器的显示要求进行视角采样,生成对应各个视角的子图。
8. **技术特征H:每个子图像与图像的一个观看方向相关联**
* **说明书结合:** 每个生成的子图像对应多视图显示器(如九视图或透镜显示器)的一个特定水平或垂直观看视角。
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### 第二部分:对比文件特征比对分析(含公开号及原文出处)
本案涉及两篇对比文件:
* **对比文件1(D1):** US20020109701A1(动态基于人眼追踪的景深仿真系统)
* **对比文件2(D2):** WO2005027052A1(在3D显示屏上呈现3D图像的系统和方法)
下表对权利要求1的各项特征在对比文件原文中的公开情况进行了逐一对比:
#### 权利要求1特征比对表
| 权利要求1技术特征 | D1(US20020109701A1)公开情况及原文出处 | D2(WO2005027052A1)公开情况及原文出处 |
| 特征A:接收代表第一图像(50)的图像信号 | 公开(实质公开)<br>段落[0018]、[0060]:渲染引擎接收3D图形原语(primitives)流,渲染生成样本(samples)。 | 公开(实质公开)<br>段落[p0003]、[p0004]、[p0007]:渲染器接收3D模型(3-D model),初始阶段生成包含颜色和Z值的像素。 |
| 特征B:第一图像包括3D图像数据 | 公开(实质公开)<br>段落[0005]、[0020]、[0086]:图形数据包含深度(z depth)和空间坐标,属于3D图形。 | 公开(实质公开)<br>段落[p0004]:包含3D模型,像素带有颜色(RGB)和深度值(Z)。 |
| 特征C:空间滤波第一图像信号以提供第二图像信号 | 公开(实质公开)<br>段落[0020]、[0087]、[0111]-[0114]:根据样本的z深度进行过滤/模糊(blurring),过滤引擎通过对样本邻域进行滤波生成视频像素。 | 公开(实质公开)<br>段落[p0004]、[p0007]、[p0009]:包含DOF(景深)渲染阶段,通过在对象纹理和边缘进行空间重新分布RGB值来建立模糊(Blurring)。 |
| 特征D:第二图像信号代表第二图像(53) | 公开(实质公开)<br>段落[0018]、[0087]:滤波后的样本/像素集合构成最终输出给显示设备的图像信号。 | 公开(实质公开)<br>段落[p0004]、[p0007]、[p0009]:DOF渲染阶段输出包含景深模糊的Z-stack(主视角Z-stack 94),代表更新后的图像。 |
| 特征E:空间滤波包括在第一图像的图像元素与第二图像的图像元素之间的映射 | 公开(实质公开)<br>段落[0087]、[0111]:过滤引擎通过对第一图像/样本空间中的一个邻域(neighborhood)的样本进行加权过滤,映射生成输出图像的像素。 | 公开(实质公开)<br>段落[p0004]、[p0009]:“Blurring can be established by spatial redistribution of RGB values in the object texture and around the edges of an object”,即将源RGB值空间重新分布到周边区域。 |
| 特征F:空间滤波器的强度由第一图像的参考深度和第一图像的图像元素的深度确定 | 公开(实质公开)<br>段落[0020]-[0024]、[0086]-[0087]、图9A:模糊程度(blur value/magnitude)根据样本的z深度与注视深度(concentration depth $C(t)$,即参考深度)的差值计算:$B(z)=\frac{(z-C)^2}{(z-C)^2+1}$。在 $C$ 处最小,远离 $C$ 则模糊强度增大。 | 公开(实质公开)<br>段落[p0004]、[p0009]:DOF(景深)与对焦平面(focus plane)相关,对焦平面内的对象清晰,远离对焦平面的对象被模糊(blurring)。对焦平面即参考深度,基于对象Z值与对焦平面的距离确定模糊。 |
| 特征G:将第二图像采样成多个子图像 | 未公开(或仅隐式提及立体两视图)<br>段落[0019]:生成交替的左右眼视频信号(仅双目Stereo,未涉及多视图显示器的子图像采样)。 | 公开(实质公开)<br>段落[p0003]、[p0004]、[p0007]、[p0009]:从主视角Z-stack构建附加视角的Z-stack(Z-stack constructor 97),并在遮挡语义阶段(76/98)提取生成对应N个不同视角的图像/帧缓冲区(N frame buffers for N images)。 |
| 特征H:每个子图像与图像的一个观看方向相关联 | 未公开<br>仅涉及左眼和右眼两个视角。 | 公开(实质公开)<br>段落[p0003]、[p0007]、图7/图9:生成对应多个不同观看方向(N-views,如10~100个视角)的图像。 |
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### 第三部分:最接近对比文件的选择与创造性分析
#### 1. 最接近对比文件的确定:对比文件2(D2:WO2005027052A1)
* **技术领域与整体解决的技术问题对比:**
* **目标专利:** 旨在解决**多视图显示器(Multi-view display)**中,若在输出域对大量视角图进行逐一滤波会导致计算量巨大、实时性差的问题;通过在输入域/呈现前对单个图像按深度进行空间滤波,再采样为多视图子图像,兼顾了降低计算开销与消除串扰/混叠(人工产物)的目的。
* **D1(US20020109701A1):** 针对的是**头戴式/立体双目(Stereo)显示设备**,基于人眼追踪计算注视点,模拟人眼的动态景深(DOF),解决双眼汇聚与聚焦不一致导致的视觉疲劳问题。其并非针对多视图裸眼显示器,不涉及“将滤波后的图像采样为多个观看方向的子图像”的架构。
* **D2(WO2005027052A1):** 专门针对**多视图显示器(Autostereoscopic N-view display)**,解决生成大量视角(N~10到100)时计算负担过重的问题。它提出了先生成主视角的Z-stack(包含深度Z和颜色RGB),并在主视角上进行DOF(景深滤波),随后基于该主视角Z-stack快速构建/采样出其他各个视角的图像。
* **结论:** **D2(WO2005027052A1)** 在技术领域、解决的技术问题(降低多视图渲染计算量)、技术方案(先在主视角/输入级进行深度相关滤波/DOF,再生成多视图图像)及技术效果上与目标专利最契合,**最适合作为最接近的对比文件(第一最接近对比文件)**。
#### 2. 最接近对比文件(D2)未公开的特征及其他对比文件的公开情况
* **区别技术特征分析(目标专利权利要求1相对D2):**
* 在D2中,其通过主视角Z-stack构建其他视角的Z-stack(图9中95-97的平移与重构),再经过Z-trace(98)生成各个视角的帧缓冲区。
* 目标专利权利要求1明确限定了**“将第二图像采样成多个子图像,每个子图像与图像的一个观看方向相关联”(特征G、H)**,即先滤波得到第二图像,再直接对第二图像进行空间采样(sampling into sub-images)以匹配多视图显示器的像素排列/观看方向。
* **D1对区别特征的公开情况:**
D1主要公开了详细的“深度相关空间滤波公式与映射机制”(特征F),但D1同样未公开针对“多视图显示器的子图像采样(特征G、H)”。
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### 第四部分:无效请求中最薄弱的技术特征与进一步检索策略
#### 1. 权利要求1中最薄弱的技术特征
根据上述比对,**特征F(空间滤波器的强度由第一图像的参考深度和第一图像的图像元素的深度确定)** 以及 **特征C、D、E(深度相关滤波)** 在D1和D2中均已被**实质公开**:
* D1中明确给出了基于深度差 $|z - C|$ 的空间滤波强度计算(段落[0020]、图9A)。
* D2中也明确公开了在主视角上基于对焦平面(Focus plane)和Z值实施DOF(景深)空间滤波(段落[p0004]、[p0009])。
**最薄弱(即最容易被突破/最缺乏创造性)的技术特征是:**
> **“将第二图像采样成多个子图像,每个子图像与图像的一个观看方向相关联”(特征G与特征H的组合)**
* **原因分析:**
在多视图(Autostereoscopic/Lenticular/Parallax Barrier)显示技术领域,将一幅包含深度/多视角信息的合成图像或主图像**交织/采样(Interleaving / Sub-sampling / View Mapping)**成对应不同透镜/狭缝观看方向的子图像(Sub-images),属于本领域的公知常识(Common General Knowledge)或标准后处理工序(如飞利浦多视图显示器标准渲染流水线)。目标专利的核心发明点本质上在于“滤波步骤与采样步骤的顺序结合(即先滤波再采样)”,而“采样成多视图子图像”本身极易被认定为本领域技术人员的惯用技术手段。
#### 2. 进一步对比文件检索策略(适用于发起专利无效宣告)
为了彻底击毁权利要求1的创造性(结合D2作为最接近对比文件),建议采取以下针对性的检索策略:
1. **补强技术特征G和H的公知技术/对比文件检索(多视图视角采样):**
* **检索目标:** 寻找公开“将单幅图像/深度图在呈现阶段采样/交织(interleave/sample)为多视图显示器各个视角子图像(sub-images / view images)”的专利或非专利文献。
* **关键词组合:**
* `(multi-view display OR autostereoscopic OR lenticular) AND (sample OR sampling OR interleave OR interleaving OR sub-image OR view mapping)`
* `多视图显示 OR 自动立体显示 OR 柱面透镜 AND (采样 OR 交叉存取 OR 子图像 OR 视图映射)`
* **推荐分类号(IPC/CPC):**
* `H04N 13/302`(用于自动立体显示器的显示设备)
* `H04N 13/305`(采用透镜阵列的显示设备)
* `H04N 13/349`(多视图处理)
* `G06T 15/00`(3D图像渲染)
2. **检索“预滤波+多视图采样”结合的对比文件:**
* **检索目标:** 寻找在多视图交织/采样前,先对输入图像/深度图进行消除串扰/混叠的抗混叠滤波(Anti-aliasing / Depth-dependent filtering before interleaving)的技术文献。
* **重点专利权人/申请人检索:**
* Koninklijke Philips Electronics N.V.(飞利浦,即目标专利原专利权人,飞利浦在2003-2008年间申请了大量关于3D WOWzone及多视图处理的底层专利)。
* Sharp(夏普)、Samsung(三星)、LG Electronics。
* **关键词:** `(crosstalk OR aliasing) AND (depth dependent filter OR space filter) AND (interleave OR multi-view)`。
作为一名经验丰富的专利代理师,我针对目标专利CN101322418B(下称“目标专利”)权利要求1,结合其说明书及对比文件`D1`(KR1020050061550A)、`D2`(CN1641702A)进行深入的侵权/无效分析、对比文件比对及创造性评估。
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## 一、 目标专利权利要求1的理解与解释
### 1. 权利要求1技术特征拆解
* **特征A**:接收代表第一图像(50)的图像信号;
* **特征B**:第一图像包括3D图像数据;
* **特征C**:空间滤波第一图像信号以提供第二图像信号;
* **特征D**:第二图像信号代表第二图像(53);
* **特征E**:空间滤波包括在第一图像的图像元素(52)与第二图像的图像元素(52,55)之间的映射;
* **特征F**:空间滤波器的强度由第一图像的参考深度和第一图像的图像元素的深度确定;
* **特征G**:将第二图像采样成多个子图像;
* **特征H**:每个子图像与图像的一个观看方向相关联。
### 2. 紧密结合说明书对关键特征的精准解释
* **特征B(3D图像数据)**:
说明书【具体实施方式】及【发明内容】指出,3D图像数据通常采用“2.5D视频图像格式”(即**图像+深度数据/深度图**)。
* **特征C、D、E、F(深度相关空间滤波与映射机制)**:
说明书明确,滤波是在**输入域/呈现级**对单张输入图像(第一图像50)进行的。
具体映射过程为:第一图像中的每个源元素(像素52),根据其深度 $d$ 与设定参考深度 $d_{ref}$ 的差值确定滤波强度(如分布滤波器的半径 $r = d - d_{ref}$),进而将其强度/像素值映射/分布到第二图像(53)中对应的目的像素组(55)中。该操作用于预先减轻多视图显示器因输出通道交叉而产生的串扰(ghosting/crosstalk)或混叠效应(aliasing)。
* **特征G、H(采样为多视图子图像)**:
在对第一图像进行完深度相关滤波得到第二图像后,将第二图像按照多视图显示器的透镜/栅格结构**采样/交织(Interleaving/Sampling)**成对应于不同水平观看方向(例如8或9个视图)的子图像。
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## 二、 各对比文件技术特征比对分析
为表述清晰,下文中:
* **D1** 指代 `KR1020050061550A`
* **D2** 指代 `CN1641702A`
### 1. D1 (KR1020050061550A) 详细特征比对与分析
* **分析**:
* D1公开了一种3D数字视频信号的后处理方法。它接收包含原始纹理图像 $I_O$ 和视差图(Disparity Map, 即深度数据)的信号(**公开特征A、B**)。
* D1的核心在于:在生成新视图($I_N$)的“重构过程”中,先对视差图/深度图进行投影与滤波处理(如过滤孤立点F1、对孔洞边缘进行中值滤波F2、对视差图行进行归一化/平滑滤波F3),**D1滤波的对象是视差图/深度图本身**(如说明书[47]-[68]),而不是在图像生成前对“第一图像(纹理图像)”应用由深度与参考深度差值决定强度的空间滤波。
* D1后续根据滤波后的视差图生成最终新视图 $I_N$([69]-[77]),并可用于多视图重构(**公开特征G、H**)。
* **结论**:D1**未公开特征C、D、E、F**。
### 2. D2 (CN1641702A) 详细特征比对与分析
* **分析**:
* D2公开了一种由平面图像设计立体图像的方法。其接收平面图像 $T_1$ 并建立立体深度列表 $Z(i,j)$(**公开特征A、B**)。
* D2在“第四步”中对**深度列表 $Z$** 进行平滑滤波(使用大/小滤波窗口及高/低平滑度滤波核,得到 $Z_0, Z_1, Z_2$),**其滤波的对象同样是深度/视差数据**(参见“第四步”及“具体实施方式”)。
* 在“第五步”中,D2根据滤波后的深度列表 $Z_2$,对图像 $T_1$ 进行视差位移处理(`offset = z(i,j) * depth * (n-1)`),直接将像素位移重构成 $N$ 幅视差序列图像(**公开特征G、H**)。
* D2的视差位移是“像素点坐标的平移映射”,其偏移量取决于深度,但**并非由“参考深度与像素深度的差值”确定空间滤波器的强度(如滤波半径/卷积核大小),进而对第一图像进行空间滤波**。
* **结论**:D2**未公开特征C、D、E、F**。
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## 三、 技术特征比对表
| 权利要求1的技术特征 | D1 (KR1020050061550A) | D2 (CN1641702A) | 是否被公开及出处 |
| 特征A:接收代表第一图像(50)的图像信号 | 公开:接收原始纹理图像 $I_O$ ([32]) | 公开:接收平面图像 $T_1$ (说明书第6页“第一步”) | D1/D2均公开 |
| 特征B:第一图像包括3D图像数据 | 公开:包含关联的视差图/深度图 $d$ ([1], [3]) | 公开:定义各对象立体深度并建立深度列表 $Z(i,j)$ (说明书第6页“第二、三步”) | D1/D2均公开 |
| 特征C:空间滤波第一图像信号以提供第二图像信号 | 未公开:D1滤波的对象是视差图/深度图(F1/F2/F3),而非第一图像信号本身。 | 未公开:D2滤波的对象是深度列表 $Z$,而非平面图像 $T_1$。 | 未公开 |
| 特征D:第二图像信号代表第二图像(53) | 未公开:无对应对第一图像滤波后生成的中间“第二图像”。 | 未公开:无对应的经深度滤波后生成的中间“第二图像”。 | 未公开 |
| 特征E:空间滤波包括在第一图像的图像元素(52)与第二图像的图像元素(52,55)之间的映射 | 未公开:D1的映射是基于视差向量将像素投影到新视图([33]-[38]),非空间滤波映射。 | 未公开:D2是根据视差公式 offset 进行像素坐标位移(第7页“第五步”),非空间滤波映射。 | 未公开 |
| 特征F:空间滤波器的强度由第一图像的参考深度和第一图像的图像元素的深度确定 | 未公开:完全未提及基于“参考深度与像素深度”确定空间滤波器强度(如半径/核)。 | 未公开:D2滤波核选择基于边界类型(红色/蓝色/普通边界),与“参考深度”无关。 | 未公开 |
| 特征G:将第二图像采样成多个子图像 | 公开:生成多个视点的重构视图 $I_N$ ([35], [70]) | 公开:重建出 $N$ 幅视差序列图像 (说明书第7页“第五步”) | D1/D2均公开 |
| 特征H:每个子图像与图像的一个观看方向相关联 | 公开:每个新视图对应一个特定视点/角度 ([3], [27]) | 公开:每幅视差图像对应一个视点/观看方向 (说明书第7页“第五步”) | D1/D2均公开 |
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## 四、 最接近对比文件分析与创造性评估
### 1. 整体解决的技术问题与技术效果
* **目标专利**:
* **解决的技术问题**:多视图显示器(如透镜/狭缝栅格3D显示器)由于视点间光学串扰(crosstalk/ghosting)和视角采样不足造成的混叠(aliasing)效应,导致感知图像质量下降。
* **技术效果**:通过在呈现前(输入域)对**单张图像**直接应用**由深度与参考深度差值决定的空间滤波(如模糊/锐化)**,大幅减少了在输出域对多张视图进行复杂滤波的处理开销,同时有效抑制了串扰和混叠,显著提升了3D观赏质量。
* **D1 (KR1020050061550A)**:
* **解决的技术问题**:3D视频信号在传输和DCT压缩后,深度图/视差图出现边缘损坏与失真,导致新视图绘制时出现断裂或瑕疵。
* **技术效果**:修复深度图/视差图中的错误与空洞,提高新视图重构的边缘准确度。
* **D2 (CN1641702A)**:
* **解决的技术问题**:平面图像转3D时图层拉伸缺乏空间连续性、图层间粘连及边缘过渡不自然。
* **技术效果**:通过对深度列表进行分区域平滑滤波并配合视差位移,生成连续平滑的立体视图序列。
### 2. 最接近对比文件的选择
**D1 和 D2 均可作为最接近对比文件(优先推荐 D1):**
* **选取 D1 的理由**:D1 属于多视图/3D视频信号处理与视图重构领域(与目标专利技术领域高度一致),同样面对 3D 深度图与多视图生成的架构。
* **选取 D2 的理由**:D2 涉及根据深度信息对图像像素进行处理并生成多视图视差序列。
### 3. 创造性分析及最薄弱技术特征
#### (1) 区别技术特征
相比于 D1 或 D2,目标专利权利要求1的核心区别技术特征为 **特征C、D、E、F 的组合**:
> **即:对第一图像信号本身进行空间滤波以提供第二图像,且该空间滤波器的强度(如滤波半径/影响范围)是由“第一图像的参考深度”与“图像元素的深度”共同确定的(即深度相关的空间滤波/映射)。**
#### (2) 无效请求中最薄弱的技术特征(即目标专利的最强壁垒)
在针对该专利发起无效宣告时,**最薄弱(即攻击难度最大、专利权人防御最稳固)的技术特征是:特征F(空间滤波器的强度由第一图像的参考深度和第一图像的图像元素的深度确定)**。
* **原因分析**:
1. **传统技术的盲点**:传统 3D 图像处理(如 D1、D2)通常将“深度滤波”(对深度图/视差图做平滑)与“图像重构”(基于深度图做像素位移/映射)严格区分。
2. **目标专利的独特机制**:目标专利打破了这一常规,它不是单纯滤深度图,而是利用“像素深度与焦点/参考深度($d - d_{ref}$)”的绝对差值作为参量,直接控制**图像空间滤波器(如高通/低通卷积核半径 $r$)的强度**。这一手段直接模拟了物理光学相机的景深(Depth of Field, DoF)模糊/预锐化效应,从而在源头上抑制多视图显示器的串扰。
3. **对比文件缺口**:D1 和 D2 均完全未给出“将深度与参考深度的差值作为控制核大小/滤波强度参量去滤波图像信号”的技术暗示。
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## 五、 进一步对比文件检索策略(无效检索指南)
鉴于现有的 D1 和 D2 均未公开“**深度相关的图像空间滤波(强度取决于深度与参考深度之差)**”,若要成功无效权利要求1,必须重新调整检索方向。
### 1. 核心检索要素(Technical Concept Key)
检索的目标必须包含以下三者的结合:
1. **对象**:对 2D/3D 图像信号(RGB/Color Image)进行滤波(非仅仅对 Depth/Disparity map 滤波)。
2. **算法机制**:滤波强度/半径/核函数(Filter strength / Radius / Kernel size)是 **深度(Depth)与参考深度/焦平面(Reference Depth / Focal Plane / Focus depth)之差** 的函数。
3. **应用场景**:用于 3D 显示、自由视点电视(FTV)、立体图像呈现(3D Rendering)或模拟景深(Depth of Field Simulation)。
### 2. 建议检索关键词组合(中英文/日韩文)
* **英文词组**:
* (`depth dependent` OR `depth based` OR `depth adaptive`) AND (`spatial filter` OR `filtering` OR `blur` OR `sharpening`)
* (`reference depth` OR `focal depth` OR `in-focus` OR `focal plane`) AND (`filter strength` OR `radius` OR `kernel size`)
* `crosstalk reduction` OR `aliasing reduction` OR `3D rendering` OR `multi-view display`
* **中文词组**:
* (深度相关 OR 基于深度 OR 深度自适应) AND (空间滤波 OR 图像滤波 OR 模糊 OR 锐化)
* (参考深度 OR 焦点深度 OR 聚焦平面) AND (滤波强度 OR 滤波半径 OR 滤波核)
* 多视图显示 OR 串扰消除 OR 立体呈现
### 3. 建议分类号(IPC / CPC)
* **H04N 13/00**(立体电视;其细节)
* **H04N 13/30**(3D 显示器,特别是多视图/透镜阵列显示器)
* **H04N 13/122**(基于深度图的图像重构/呈现 Processing depth information)
* **G06T 5/00**(图像数据的增强或复原 Image enhancement or restoration)
* **G06T 15/00 / G06T 15/20**(3D 图像渲染/景深模拟 Depth-of-field rendering)
### 4. 关键检索切入点推荐
1. **关注计算机图形学(CG)中的景深渲染(Depth-of-Field Rendering)文献**:
在 CG 领域,利用 `Circle of Confusion`(光圈弥散圈 $CoC$)公式计算模糊半径:$CoC \propto |d - d_{focus}|$。该公式本质上就是“滤波强度由像素深度与参考深度之差确定”。寻找 2007 年(目标专利优先权日)之前的 CG 论文或专利(如 SIGGRAPH 论文、Microsoft/Sony/Philips 景深渲染专利)。
2. **关注 Philips / Samsung / LG 在 2000–2006 年间的 3D 串扰预处理专利**:
目标专利源自飞利浦(Philips)。飞利浦在 2002–2006 年间申请了大量关于 3D 自动立体显示器(Auto-stereoscopic Display)串扰(Crosstalk)和混叠(Anti-aliasing)预滤波的早期专利,建议重点排查该技术族及同类竞争对手的专利族。
基于专利法的创造性审查原则(《专利审查指南》及“三步法”),针对目标专利CN101322418B权利要求1,结合对比文件D1(WO2004039086A2)与D2(EP1328129B1)进行深度侵权与有效性(无效)比对分析如下:
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### 一、 目标专利说明书对权利要求1的解释
目标专利(CN101322418B)的核心技术构思在于**在多视图呈现(Render)的输入域(渲染流水线的前端)进行深度相关的空间滤波**,从而在输出域采样之前有效对抗多视图显示器常见的**串扰(Crosstalk/重影)**和**混叠(Aliasing)**问题,同时降低计算复杂度。
1. **“接收代表第一图像的图像信号...第一图像包括3D图像数据”**:
说明书指出,第一图像为输入域图像,其格式优选为带深度信息的2.5D视频格式或“图像+深度图(Image + Depth)”。
2. **“空间滤波第一图像信号以提供第二图像信号”**:
说明书明确指出,该空间滤波发生在**输入域(呈现级)**,对单个输入图像执行,而非在采样生成多个视图后的输出域处理。空间滤波器可为低通、高通或带通滤波器。
3. **“空间滤波包括在第一图像的图像元素与第二图像的图像元素之间的映射”**:
空间滤波通过源像素(第一图像)到目的像素(第二图像)的分布/映射实现。
4. **“空间滤波器的强度由第一图像的参考深度和第一图像的图像元素的深度确定”**:
这是本专利的关键技术特征。说明书规定:**在焦平面或参考平面的像素不发生模糊/滤波,远离参考平面的像素滤波强度变大**。在算法层面,空间滤波器的“强度”具体体现为**分布滤波器的半径($r$)或作用范围($r \propto |d - d_{ref}|$)**。
5. **“将第二图像采样成多个子图像,每个子图像与图像的一个观看方向相关联”**:
将空间滤波后的第二图像(及更新后的深度图)进行多视图渲染和采样,生成8或9个针对特定水平观看方向的子图像。
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### 二、 对比文件技术特征比对表格及详细出处
*下表标注各对比文件的公开号及原文具体段落出处,明确特征是“毫无疑义公开(相同公开)”还是“未公开”。*
* **对比文件D1**:WO2004039086A2
* **对比文件D2**:EP1328129B1
| 权利要求1的技术特征 | 对比文件D1(WO2004039086A2) | 对比文件D2(EP1328129B1) |
| 技术特征A:该方法包括以下步骤:接收代表第一图像(50)的图像信号 | 实质公开<br>出处:说明书[p0003],[p0031]。公开了接收原始纹理图像 $I_O$ 及其对应的深度/视差图 $d$。 | 实质公开<br>出处:说明书[0004],[0018]。公开了输入三维物体的结构信息及图像信息。 |
| 技术特征B:第一图像包括3D图像数据 | 实质公开<br>出处:说明书[p0003],[p0006]。公开了3D场景由纹理图像和深度图/视差图(3D数据)表示。 | 实质公开<br>出处:说明书[0004],[0011]。公开了包含三维位置、空间顶点坐标等3D结构数据。 |
| 技术特征C:空间滤波第一图像信号以提供第二图像信号 | 未公开(显著区别)<br>出处:说明书[p0033]-[p0060]。D1滤波的是视差图/深度图(例如[p0042]的中值滤波FI,[p0056]的F2,[p0060]的F3),旨在修复深度图在传输压缩中产生的孤立噪声和空洞(Holes),并非对图像信号(纹理信号)本身进行空间滤波。 | 未公开(显著区别)<br>出处:说明书[0080]-[0082]。D2提到了对CG图像施加空间滤波(低通滤波)以产生虚化(out-of-focus)效果,但其滤波是在判定超出视觉融合范围(binocular fusional range)后针对输出渲染视图进行的图像去模糊处理,而非对输入图像滤波生成中间第二图像信号。 |
| 技术特征D:第二图像信号代表第二图像(53) | 未公开<br>由于未对第一图像信号本身进行空间滤波,未生成滤波后的第二图像信号。 | 未公开<br>渲染过程直接从3D结构及相机参数投影生成多视图图像,未形成经强度由参考深度决定的空间滤波中间第二图像。 |
| 技术特征E:空间滤波包括在第一图像的图像元素(52)与第二图像的图像元素(52,55)之间的映射 | 未公开<br>D1中的映射是重构新视图时的投影映射($I_O(x,y) = I_N(x+\alpha d(x,y), y)$,[p0031]),并非空间滤波器在图像元素之间的平滑/分布映射。 | 未公开<br>D2中的映射为几何模型的投影变换([0004]),并非空间滤波的滤波核映射。 |
| 技术特征F:空间滤波器的强度由第一图像的参考深度和第一图像的图像元素的深度确定 | 未公开(核心区别)<br>D1无“滤波强度由参考深度与像素深度之差决定”的技术方案。D1的滤波参数 $T1, T2$ 为固定阈值([p0042],[p0055])。 | 未公开(核心区别)<br>D2[0080]-[0082]提到了虚化程度与距相机聚焦平面(Focused plane)或融合范围边界的距离成正比,但这属于相机镜头物理焦距模拟,且针对的是输出视图,未公开“基于参考深度和像素深度确定空间滤波强度以生成第二图像”的输入域预处理特征。 |
| 技术特征G:将第二图像采样成多个子图像 | 未公开<br>D1根据修复后的深度图重构新视图([p0061]-[p0066]),但并非将一个预先滤波的“第二图像”采样成多视图子图像。 | 实质公开<br>出处:说明书[0016],[0104]。公开了根据相机参数生成并输出多个视角的二维投影图像(多视图子图像)。 |
| 技术特征H:每个子图像与图像的一个观看方向相关联 | 实质公开<br>出处:说明书[p0006],[p0028]。公开了重构的新视图对应不同的视角/观察点(point of view)。 | 实质公开<br>出处:说明书[0016]。公开了生成的多个二维投影图像分别对应多个相机的观看方向。 |
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### 三、 整体解决的技术问题与技术效果分析及最接近对比文件(最接近先验技术)选择
#### 1. 目标专利与各对比文件的技术问题与技术效果对比
* **目标专利(CN101322418B)**:
* **解决的技术问题**:在多视图立体显示器中,多视图图像之间存在**串扰(重影)**和**混叠人工产物**,若直接在输出域对大量多视图图像进行滤波计算量极大;且视图位移处理易造成前景与背景混合的光晕(Halo)人工产物。
* **技术效果**:通过在输入域对单个输入图像执行**强度由参考深度和像素深度决定的深度相关空间滤波**,以低计算成本有效消除了多视图显示时的串扰和混叠,同时保持了清晰的深度边缘,提高了三维感官质量。
* **对比文件D1(WO2004039086A2)**:
* **解决的技术问题**:解决3D视频信号传输过程中,深度图/视差图有损压缩导致的误投影、边缘毛刺及空洞问题。
* **技术效果**:消除了视差图中的孤立误码像素并填充了空洞,使得新重构视图的边缘更平滑。
* **对比文件D2(EP1328129B1)**:
* **解决的技术问题**:在不同显示器尺寸、分辨率及窗口大小下,立体CG图像的双眼视差超出观看者的双眼融合范围(binocular fusional range),导致视觉疲劳和无法融合。
* **技术效果**:自动调整相机参数(如相机间距、焦距、汇聚点),使三维物体处于融合范围内;对超出融合范围的物体实施模糊(Focus/Out-of-focus)或雾化(Fog)处理,减少不适感。
#### 2. 最接近对比文件的选择与认定
**最接近对比文件:对比文件D2(EP1328129B1)**
* **选择理由**:
1. **技术领域与应用场景最契合**:D2与目标专利均属于**三维/多视图图像生成与显示呈现(Rendering/Display)领域**,旨在解决立体/多视图显示过程中的视觉伪影(串扰、融合困难)及视觉舒适度问题。
2. **技术特征重合度更高**:D2不仅公开了3D图像接收、相机参数调整及多视角子图像的采样生成(特征A、B、G、H),更在实施例4([0077]-[0083])中公开了**基于深度/视角差对图像对象进行去模糊/低通空间滤波处理**的思想。
* *注:对比文件D1(WO2004039086A2)主要关注“深度图解压后的后处理与修复”,属于视频编解码/传输后处理领域,其滤波对象是“视差图数据”而非“图像数据”,因此D1不适合作为最接近对比文件,但可作为结合对比文件。*
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### 四、 区别技术特征在其他对比文件中的公开情况分析
以 **D2** 为最接近对比文件,目标专利权利要求1相对于D2的区别特征在于:
1. **区别特征1(特征C、D、E)**:对第一图像信号进行空间滤波以提供第二图像信号,该空间滤波包括在第一图像的图像元素与第二图像的图像元素之间的映射(即**在输入域预先滤波生成中间第二图像**,再将第二图像采样成多个子图像)。
2. **区别特征2(特征F)**:空间滤波器的强度由**第一图像的参考深度和第一图像的图像元素的深度**共同确定(即根据深度差控制滤波核/半径大小)。
#### 其他对比文件(如D1)是否公开了上述区别特征?
* **针对区别特征1(输入域图像空间滤波)**:
* **D1未公开**。D1中所有的空间滤波(FI中值滤波、F2边界滤波、F3平滑滤波)**全部作用于视差图(Disparity Map/Depth Map)**(出处:[p0042],[p0056],[p0060]),完全不涉及对图像纹理信号进行滤波映射以生成第二图像。
* **针对区别特征2(基于参考深度与像素深度差确定滤波强度)**:
* **D1未公开**。D1的滤波参数均为阈值控制,没有参考深度的概念。
* **D2仅部分涉及深度模糊的概念,但未公开该特征**:D2在[0080]-[0082]中提到“动作与距相机聚焦平面(Focused plane)的距离成正比”,但这只是传统的“CG景深渲染(Depth of Field)”模拟,其目的是将超出融合范围的背景/前景进行模糊,且该模糊发生在相机采样生成视图之后,**并未公开在输入域利用参考深度与像素深度差来确定滤波强度以平滑图像从而抑制多视图显示的串扰和混叠**。
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### 五、 无效请求中最薄弱的技术特征与补充检索策略
#### 1. 专利无效请求中最薄弱的技术特征(专利权的防线/防攻破核心)
目标专利权利要求1中最具创造性、在现有证据(D1、D2)下**最难被攻破的防守核心(即对无效请求方而言最薄弱、最缺乏证据支撑的特征)**是:
> **“空间滤波器的强度由第一图像的参考深度和第一图像的图像元素的深度确定”(特征F),结合“空间滤波第一图像信号以提供第二图像信号...将第二图像采样成多个子图像”(输入域预滤波架构,特征C、D、G的结合)。**
* **薄弱原因(对于无效发起方而言)**:
1. D1将滤波完全限制在“深度图/视差图修复”领域,根本没有图像滤波。
2. D2虽然有景深模糊,但其属于“输出域相机镜头仿真”,用于解决“双眼融合疲劳”;而目标专利是在“输入域(采样前)”利用“参考深度与像素深度的差值($r \propto |d - d_{ref}|$)”来动态改变滤波强度,解决的是“多视图显示器的串扰(Crosstalk)和混叠(Aliasing)”。
3. 将D2的景深模糊替换或前置到输入域,并用于解决多视图串扰问题,存在显著的技术阻碍(Technical Barrier),缺乏明确的技术启示(Technical Teaching)。
#### 2. 进一步的对比文件检索策略(针对无效宣告请求)
为成功无效目标专利权利要求1,需补充检索能够公开**“深度相关空间滤波以消除多视点串扰/混叠”**的对比文件,建议采取以下检索策略:
##### (1) 扩展检索要素与表达(Keywords & IPC)
* **核心技术概念组合**:
* `多视图/立体/自动立体` AND `串扰/重影/混叠/消除/抑制` AND `深度/视差/参考平面` AND `滤波/平滑/模糊/核大小`
* 英文组合:`(multiview OR autostereoscopic OR 3D display) AND (crosstalk OR ghosting OR aliasing) AND (depth-dependent OR depth map OR reference depth) AND (filter OR smoothing OR blur OR kernel size)`
* **核心分类号(IPC / CPC)**:
* `H04N 13/00` 或 `H04N 13/30`(立体电视系统或多视图显示)
* `H04N 13/122`(基于深度图进行图像呈现/处理)
* `G06T 5/00` 或 `G06T 15/00`(图像增强/3D图形渲染)
##### (2) 重点检索方向与文献库
1. **飞利浦(Philips)及3D显示巨头的早期专利族检索**:
* 目标专利申请人为飞利浦(Royal Philips Electronics)。飞利浦在2000年~2006年间在自动立体多视图显示领域(如Lenticular Display)申请了大量关于“Crosstalk Reduction”(串扰消除)和“Depth-based Filtering”(深度滤波)的专利,可重点追踪该时期飞利浦、三星、索尼、NHKs的同类专利。
2. **重点追踪学术文献(IEEE / SPIE)**:
* 三维显示领域的学术论文往往比专利更早提出理论模型。重点检索 **SPIE Proceedings (Stereoscopic Displays and Applications)** 及 **IEEE Transactions on Circuits and Systems for Video Technology / IEEE Transactions on Visualization and Computer Graphics** 在2000~2006年间的文章。
* 检索关键词:`depth-dependent filtering`, `crosstalk reduction in autostereoscopic display`, `pre-filtering for 3D displays`.
##### (3) 结合方式建议(针对公知常识与结合启示)
* 寻找一篇**公开了“在多视图呈现前,根据像素深度与焦点/参考深度的距离,对输入图像进行低通/带通空间滤波(以预先消除串扰/混叠)”的技术文献作为主要对比文件(D3)**。
* 将 **D3(公开深度预滤波)** 与 **D2(公开多视图相机采样与融合控制)** 或 **D1(3D图像+深度图呈现)** 组合,拼凑出全套技术特征,以“本领域技术人员容易想到将D3的预滤波技术应用于D2的多视图采样流程中”为由,提出缺乏创造性(专利法第22条第3款)的无效宣告请求。
基于目标专利说明书的教导以及相关对比文件原文的公开内容,针对目标专利(CN101322418B)的权利要求1进行深入的专利侵权与无效可行性法律分析。
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## 一、 目标专利权利要求1的技术特征拆解与技术内涵解释
在评估专利的有效性与对比文件的公开情况之前,必须紧密结合目标专利(CN101322418B)说明书的教导,对权利要求1的各个技术特征(Features A–H)进行准确的法律界定与技术内涵解释:
* **技术特征A:该方法包括以下步骤:接收代表第一图像(50)的图像信号**
* *说明书解释*:指在呈现过程的第一阶段提供或输入待处理的图像数据信号(说明书[0012]、[0033])。
* **技术特征B:第一图像包括3D图像数据**
* *说明书解释*:第一图像通常采用“图像加深度(image + depth)”数据格式或2.5D视频格式,其中包含图像平面位置(空间坐标)以及垂直于图像平面的深度(说明书[0012]、[0016]、[0033])。
* **技术特征C/D:空间滤波第一图像信号以提供第二图像信号,第二图像信号代表第二图像(53)**
* *说明书解释*:在输出域(呈现级/采样级)之前,直接在**输入域**对输入的单张第一图像进行空间滤波(低通、高通或带通),生成经滤波后的第二图像,以此在源头减少重影、串扰(crosstalk)和混叠(aliasing)人工产物(说明书[0013]、[0017]–[0019])。
* **技术特征E:空间滤波包括在第一图像的图像元素(52)与第二图像的图像元素(52,55)之间的映射**
* *说明书解释*:滤波由输入驱动,第一图像中的源像素(源元素52)通过某种分布函数(如三次B-样条)将其强度分布映射到第二图像的一组目的像素(目的元素55)上(说明书[0034]–[0036]及图5A-5C)。
* **技术特征F:空间滤波器的强度由第一图像的参考深度和第一图像的图像元素的深度确定**
* *说明书解释*(**最核心发明点**):计算源像素的深度 $d$ 与预设参考深度 $d_{ref}$(如焦点层深度)之间的差值 $|d - d_{ref}|$,并以此差值作为测度来动态控制滤波器的强度(例如分布滤波器的作用半径 $r$ 或作用范围)。接近参考深度的对象保持清晰,远离参考深度的对象则施加更强度的模糊或锐化(说明书[0020]、[0034]–[0036])。
* **技术特征G/H:将第二图像采样成多个子图像,每个子图像与图像的一个观看方向相关联**
* *说明书解释*:将经空间滤波后得到的第二图像(及其可选的深度图)按多视图显示器(如双凸透镜显示器或视差栅栏显示器)的视图数量采样分割成多个特定观看角度的子图像(视图),并合成输出给显示板(说明书[0012]、[0029]–[0031])。
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## 二、 对比文件原文技术特征比对表
依据各对比文件(D1: EP1328129A1, D2: EP1388817A1, D3: WO2004023348A1)原文的具体段落与图示,技术特征比对结果如下表所示:
### 表1:权利要求1技术特征与对比文件原文比对表
| 权利要求1技术特征 | D1(EP1328129A1) | D2(EP1388817A1) | D3(WO2004023348A1) |
| A:接收代表第一图像的图像信号 | 公开<br>[0017], [0038]: 输入三维结构信息(3D structural info)以生成图像。 | 公开<br>[0028], [0032]–[0033]: 获取并输入三维图像数据(512x512x100像素阵列)。 | 公开<br>[p0010]步骤e), [p0086]步骤e): 提供包含图像信息的组合图像或原始视图 $A_k$。 |
| B:第一图像包括3D图像数据 | 公开<br>[0002], [0017]: 包含物体的三维空间位置坐标(三维结构信息/多边形顶点坐标)。 | 公开<br>[0001], [0032]–[0033]: CT/MRI的三维体数据,包含三维空间像素矩阵。 | 公开<br>[p0006], [p0010]步骤e): 包含空间场景或物体不同深度/视角的3D图像信息。 |
| C:空间滤波第一图像信号以提供第二图像信号 | 实质公开(模糊/散焦)<br>[0077]–[0082]: 确定图像视差/深度,对超出融像范围的区域施加散焦(defocusing)或空间滤波(低通滤波)。 | 公开<br>[0001], [0039]–[0040], 图8: 对输入的3D图像进行三维空间滤波(如低通、边缘增强)。 | 未公开<br>仅涉及光路仿真与掩模映射计算,无对图像信号进行空间滤波的教导。 |
| D:第二图像信号代表第二图像 | 实质公开<br>[0079]–[0082]: 经散焦或低通滤波处理后生成的更新图像。 | 公开<br>[0039], [0073]: 经三维空间卷积滤波后输出的更新图像数据。 | 未公开 |
| E:空间滤波包括图像元素之间的映射 | 未明确公开映射机制<br>仅提及使用低通滤波或多重绘制(ray tracing / repeat write)实现边缘模糊。 | 公开<br>[0002], [0039]: 通过卷积核(3x3x3或5x5x5等)对像素点进行扫描和乘加卷积运算(即邻域映射)。 | 未公开 |
| F:滤波强度由第一图像的参考深度和图像元素的深度确定 | 实质公开<br>[0078]–[0081]: 依据物体深度/视差与人眼双眼融像极限(Fusional Limits/Range)的差值,动态调节散焦程度/低通滤波强度。 | 未公开<br>[0006], [0064]–[0067]: 滤波系数是根据像素值本身的属性(如CT值大小、S/N比、均值、方差)动态改变,与“参考深度/深度差”无关。 | 未公开 |
| G:将第二图像采样成多个子图像 | 公开<br>[0002], [0014]: 将3D结构转换为多个不同视角(多相机/左右眼)的二维投影图像。 | 未公开<br>仅为医疗3D图像(CT/MRI)滤波,不涉及多视图显示器的子图像采样。 | 公开<br>[p0010]步骤f), [p0086]步骤f): 依据掩模/滤波阵列几何将图像分割/采样为对应多视角的子图像(二次图像)。 |
| H:每个子图像与图像的一个观看方向相关联 | 公开<br>[0002], [0014], [0017]: 生成的多个投影图像分别对应左眼、右眼或多个不同视角(视线方向)。 | 未公开 | 公开<br>[p0006], [p0010]步骤f)–g): 每个分割出来的子图像分别对应 Betrachterauge(观察者眼睛)在特定视角下接收的图像。 |
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## 三、 对比文件原文详细分析与出处指代
为了确保专利无效宣告请求书或法律意见书的严谨性,下文明确标注对比文件公开号及原文出处:
### 1. D1: EP1328129A1 (*Apparatus for generating computer generated stereoscopic images*)
* **特征A、B、G、H的公开([0017]、[0020]、[0030]–[0031])**:D1公开了接收三维结构信息(三维顶点坐标数据,特征A/B),并利用多个虚拟相机(Camera Position)计算出对应不同观看视角的二维投影图像(特征G/H)。
* **特征C、D、F的实质公开([0077]–[0082])**:D1在第四实施例中教导了“根据双眼视差(深度)调整图像模糊/散焦(Defocusing)”的技术:
> Paragraph [0078]: *"The focus parameter determining section 23 and the fog effect parameter determining section 24 determine the degrees of defocusing and fogging on the basis of the parallax map and the viewer's binocular fusional range."*
> Paragraph [0081]: *"To achieve the defocusing effect... spatial filtering (e.g., low-pass filtering) may be applied to the generated CG images... If the movement in changing the position of the object is made proportional to the distance from the camera focused plane... (In the present embodiment, the movement should be made proportional to the distance from a limit of the viewer's binocular fusional range.)"*
* **分析**:D1明确教导了依据图像中物体的深度与预设的“聚焦平面/双眼融像极限”(即参考深度)之间的距离,来动态控制低通滤波或散焦强度。这与特征F中“滤波器的强度由参考深度和图像元素的深度确定”具有极强的技术实质对应性。
### 2. D2: EP1388817A1 (*Three-dimensional spatial filtering apparatus and method*)
* **特征A、B、C、D、E的公开([0006]、[0032]–[0039]、图4–图6)**:D2公开了一套对3D图像数据(如三维CT矩阵)进行空间滤波的系统与方法。其中,卷积核(如 $3 \times 3 \times 3$ 滤波器)通过乘加矩阵运算在输入图像与滤波后图像之间建立了像素映射(特征E)。
* **特征F未公开**:D2中的滤波器系数自适应(Coefficient Adapting Means)是基于**像素值自身的物理属性**(CT值、噪点水平、局部均值/方差等)进行改变(段落[0006]、[0064]),**完全不涉及物体的三维空间深度或参考深度**。
### 3. D3: WO2004023348A1 (*VERFAHREN ZUR SIMULATION VON OPTISCHEN BAUTEILEN...*)
* **特征A、B、G、H的公开([p0010]步骤a-g、[p0086]步骤a-g)**:D3公开了一种立体图像模拟与采样方法。其中,组合图像(Kombinationsbild)依据滤波阵列(Filterarrays)与显示器几何关系,被提取与采样为对应不同观察位置/观看方向(Viewing Positions)的多个子图像/二次图像(sekundäre Bilder)。
* **特征C、D、E、F未公开**:D3侧重于多视图交错显示时的几何遮罩采样算法,**完全未引入空间滤波(Spatial Filtering)**的概念。
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## 四、 创造性分析:最接近对比文件的筛选与确定
根据《专利审查指南》及中国专利局的评价标准,选择最接近对比文件时,应综合考虑现有技术的**技术领域、解决的技术问题、技术效果以及公开的技术特征数量**。
### 1. 最接近对比文件的评价:首选 **D1(EP1328129A1)**
* **技术领域契合度**:D1与目标专利完全相同,均属于“立体/多视图图像呈现与图像质量优化(减少视觉疲劳、串扰与混叠效应)”领域。
* **解决的技术问题与效果**:
* *目标专利*:解决由于多视图显示器视差过大或串扰导致的重影、混叠及观看疲劳,通过深度相关的空间滤波(散焦/模糊)来提高感知质量。
* *D1*:解决立体图像中超限视差(超出双眼融像范围)导致的重影、不自然感和视觉疲劳(段落[0006]–[0013]),通过深度/视差与参考基准(融像极限/聚焦面)的计算对超出范围的物体实施动态低通滤波/散焦(段落[0080]–[0082])。
* **特征覆盖度**:D1不仅公开了多视图立体呈现的上下文(A、B、G、H),更实质公开了“根据深度与参考深度的偏差动态调节空间滤波器强度(模糊度)”这一最核心的技术机制(特征C、D、F)。
### 2. 次要接近对比文件分析:D3与D2
* **D3(WO2004023348A1)**:虽然完整公开了针对多视图阵列的“采样成多个子图像,且每个子图像与观看方向相关联”(特征G、H),但它完全缺乏“输入域空间滤波”的核心思想。
* **D2(EP1388817A1)**:仅公开了三维数据的卷积滤波(特征C、D、E),但领域偏向医疗CT,且滤波调控机制与“深度”无关,不适合作为第一最接近对比文件。
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## 五、 区别技术特征、无效薄弱点与检索策略
### 1. 区别技术特征分析(以 D1 为最接近对比文件)
若将 **D1 (EP1328129A1)** 作为最接近对比文件,目标专利权利要求1与其相比,区别特征极为微小:
1. **特征E的具体映射细节**:目标专利明确指出了空间滤波是在“第一图像的图像元素与第二图像的图像元素之间”建立映射(如源像素强度分布到目的像素组);而D1在描述散焦时提到了低通滤波和多重绘制,未在权利要求级细化像素映射机制。
2. **呈现采样流水线顺序**:目标专利强调在“多视图采样之前”对单张输入图像进行深度相关滤波;而D1在渲染/CG生成流水线中处理散焦。
### 2. 最薄弱的技术特征(发起无效请求的攻击突破口)
在针对权利要求1发起专利无效请求时,**特征F(滤波强度由参考深度和图像元素的深度确定)** 是专利权人极力主张的核心创新点,但也是**最薄弱的技术特征**:
* **薄弱原因**:D1(EP1328129A1)段落 [0081] 已经明确教导了依据物体与聚焦平面/融像极限(参考深度)的距离,成比例地改变 low-pass filtering(低通滤波/空间滤波)的强度。该教导与特征F完全对等。
* **结合攻击路线**:以 **D1 + D3** 或 **D1 + 领域公知常识** 进行结合,将能够极为顺畅地毁灭权利要求1的创造性:
* D1 提供了“基于深度差控制空间滤波强度以优化立体感/消除疲劳”的技术启示(公开特征A, B, C, D, F);
* D3 提供了“将图像采样为对应不同观看方向的多视图子图像”的具体多视图呈现手段(公开特征A, B, G, H);
* 本领域技术人员将D1的深度相关滤波技术应用于D3的多视图采样流水线之前(以减少采样后的重影),属于显而易见的技术结合。
### 3. 进一步对比文件检索策略(进一步巩固无效证据链)
若需进一步强化无效证据(特别是针对从属权利要求中涉及的带通/高通滤波、2D/1D水平滤波、动态更新深度图等特征),建议采取以下补充检索策略:
1. **关键词与分类号结合检索**:
* **IPC/CPC分类号**:`H04N13/00`(立体电视系统)、`H04N13/30`(多视图/自动立体显示器)、`G06T5/00`(图像增强/滤波)、`G06T15/20`(3D视图合成)。
* **核心逻辑表达**:`(Depth-dependent OR Depth-based OR Parallax) AND (Filter OR Low-pass OR Blur) AND (Multi-view OR Auto-stereoscopic OR Lenticular)`。
2. **重点追溯同族与优先权文献**:
* 重点检索飞利浦(Philips)、三星(Samsung)、索尼(Sony)在 2002 年至 2007 年间(目标专利优先权日为2007年之前)关于“Auto-stereoscopic Crosstalk Cancellation(自动立体显示串扰消除)”及“Depth-of-field simulation for 3D displays(3D显示景深模拟)”的专利族。
3. **针对从属权利要求的特征检索(如“高通/带通预补偿”与“更新深度图以消除光晕”)**:
* 针对高通预补偿串扰(说明书图12):检索表达式 `(Crosstalk Compensation OR Pre-deconvolution) AND High-pass filter AND 3D Display`。
* 针对基于形态学更新深度图(说明书图10):检索表达式 `(Depth Map Filter OR Morphological) AND (Halo Artifact OR Occlusion)`。
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<ElicitationsGroup message="如需对该专利发起进一步的无效行动,建议开展以下深入工作:">
<Elicitation label="撰写针对权利要求1的完整无效宣告理由书(D1+D3结合)" query="请基于上述D1(EP1328129A1)和D3(WO2004023348A1)的比对分析,按照专利无效宣告请求书的标准格式,撰写针对权利要求1的创造性无效理由书逻辑框架。"/>
<Elicitation label="分析目标专利的从属权利要求(权利要求2-10)的有效性" query="请结合目标专利CN101322418B说明书中关于高通滤波预补偿、形态学深度图滤波及可见度因子的记载,评估从属权利要求的稳定性。"/>
</ElicitationsGroup>
这是一份针对目标专利(CN101322418B)权利要求1的侵权/无效稳定性分析及对比文件比对报告。
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## 一、 目标专利说明书对权利要求1的解释
依据目标专利说明书(CN101322418B)的记载,权利要求1的核心技术特征及其具体含义如下:
* **特征A(接收第一图像信号):** 说明书指出,第一图像不必是整个呈现过程的第一步骤,典型地是采用包括图像加深度数据的格式(如2.5D视频图像格式),或者包含相关联的深度映射(Depth Map)。
* **特征B(包括3D图像数据):** 3D图像数据可以通过空间坐标组与深度坐标(垂直于图像平面的方向)来描述。
* **特征C、D、E(空间滤波及映射):** 本专利强调空间滤波是在**输入域**(Input Domain)执行的(即在采样成多个子图像之前的呈现级执行),将第一图像的图像元素(源像素/源元素)映射到第二图像的图像元素(目的像素/目的元素),用于在渲染多视图前提前处理串扰(Crosstalk)和混叠(Aliasing)人工产物。
* **特征F(滤波强度由参考深度与像素深度确定):** 滤波强度可以表现为“第二图像的图像元素组的尺寸”或“分布滤波器的半径 $r$(延伸范围)”。参考深度 $d_{ref}$ 是针对整个图像设置的焦点层,像素深度为 $d$,半径 $r$ 根据差异值 $|d - d_{ref}|$ 确定。远离参考深度的像素受滤波影响大(模糊/锐化程度高),接近参考深度的像素受滤波影响小。
* **特征G、H(第二图像采样成多个与观看方向关联的子图像):** 在经空间滤波生成第二图像后,再将其采样并投影成对应于不同水平观看方向的多个子图像(如透镜显示器中的多视角子图)。
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## 二、 对比文件技术特征比对与公开情况分析
针对三篇对比文件,分析其对权利要求1各项技术特征的公开情况如下:
### 1. 比对表格
| 权利要求1技术特征 | 对比文件 D1<br>(US5684890A) | 对比文件 D2<br>(US5751927A) | 对比文件 D3<br>(JP3008681B2) |
| A: 接收代表第一图像的图像信号 | 实质公开<br>(输入左右眼图像) | 实质公开<br>(输入3D数据库或图像数据) | 毫无异议公开<br>(输入画素值/输入图像) |
| B: 第一图像包括3D图像数据 | 实质公开<br>(左右眼图像及视差/深度信息) | 实质公开<br>(包含3D位置参数 $x, y, z$) | 毫无异议公开<br>(输入画素的奥行き值/深度值) |
| C: 空间滤波第一图像信号以提供第二图像信号 | 实质公开<br>(局部傅里叶变换/滤波及逆变换) | 实质公开<br>(空间剪切/微旋转变形变换) | 毫无异议公开<br>(根据深度计算ぼかし范围并进行画素值分配滤波) |
| D: 第二图像信号代表第二图像 | 实质公开<br>(重构/分割出的新图像) | 实质公开<br>(经过微剪切变形后的视角图像) | 毫无异议公开<br>(滤波计算后得到的输出图像) |
| E: 空间滤波包括在第一图像的图像元素与第二图像的图像元素之间的映射 | 实质公开<br>(局部频域/空域转换与几何平均映射) | 实质公开<br>(坐标变换及平移映射) | 毫无异议公开<br>(处理画素值按分配系数加权累加至目的画素) |
| F: 空间滤波器的强度由第一图像的参考深度和图像元素的深度确定 | 未公开<br>(采用固定相差/视差匹配,未提出基于参考深度与像素深度的强度调节) | 未公开<br>(其剪切量由 $z$ 轴确定,但属于几何视差微位移,而非空间滤波器的强度) | 实质公开<br>(基于焦点位置/ピント位置及像素深度计算错乱圆半径/模糊范围) |
| G: 将第二图像采样成多个子图像 | 未公开<br>(仅用于图像分割,未涉及多视图采样) | 未公开<br>(采用时域随机微剪切显示,无多视图子图采样) | 未公开<br>(仅输出单帧/双帧模糊图像,未涉及多视图采样) |
| H: 每个子图像与图像的一个观看方向相关联 | 未公开<br>(未涉及多视图显示器的不同观看方向子图映射) | 未公开<br>(依赖单人眼的时域微剪切感官融和,非空间多视图投影) | 未公开<br>(无多视角显示与观看方向子图关联) |
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### 2. 对比文件原文详细出处及比对分析
#### 对比文件 D1:US5684890A (Three-dimensional reference image segmenting method and apparatus)
* **特征A、B:[实质公开]**
* *原文出处:* SUMMARY OF THE INVENTION [2] `"...a three-dimensional reference image segmenting method including an image input step of inputting therefrom images of an object equivalent to those obtained when the object is viewed respectively by a right eye and a left eye..."`
* *分析:* D1通过输入左右眼图像,并通过相差/视差(Disparity)表征3D深度数据,实质公开了接收包含3D图像数据的图像信号。
* **特征C、D、E:[实质公开]**
* *原文出处:* Embodiment 1 [2] `"...expression (6) represents a kind of local spatial frequency filtering... inverse transform images f'L(x) and f'R(x) are obtained... geometric mean values are attained... segmenting the expected image..."`
* *分析:* D1在频域对输入的3D图像进行局部傅里叶变换滤波,再经逆变换和几何平均生成分割后的第二图像。
* **特征F、G、H:[未公开]**
* *分析:* D1的目的是“从3D输入图像中分割特定参考目标(如去除背景噪声)”,其滤波手段是基于频谱匹配,**没有提出根据“参考深度”与“像素深度”来动态调整空间滤波器强度**(特征F)。此外,D1不涉及多视图显示器(Multi-view display),**完全未公开特征G和H**。
#### 对比文件 D2:US5751927A (Method and apparatus for producing three dimensional displays on a two dimensional surface)
* **特征A、B:[实质公开]**
* *原文出处:* SUMMARY OF THE INVENTION [2] `"...providing a database of information on the view to be displayed in which features of the view are recorded with position parameters in three dimensions..."`
* *分析:* D2输入了包含三维位置参数 $(x, y, z)$ 的数据库图像信号,实质公开了特征A和B。
* **特征C、D、E:[实质公开]**
* *原文出处:* SUMMARY OF THE INVENTION [2] `"...mapping data through mathematical transformations which provide rotations, translations or scaling... small non-cumulative microshears of features of the view..."`
* *分析:* D2通过对3D空间施加微小的空间剪切变形(Microshears)或微旋转,映射并输出第二图像。
* **特征F、G、H:[未公开]**
* *分析:* D2的偏移量虽然与 $z$ 轴深度有关(`Oz = (z/zm)O`),但这属于**几何坐标的平移/变换**,目的是利用人眼扫视(Saccades)产生运动视差,**并非“空间滤波器的强度(如模糊半径/高低通滤波器增益)”**(特征F)。同时,D2是在单平面上利用时域微动呈现3D感(Monoptic/naked-eye technique),**并未公开将第二图像采样成与不同观看方向关联的多个子图像**(特征G、H)。
#### 对比文件 D3:JP3008681B2 (Image blurring processing unit)
* **特征A、B:[毫无异议公开]**
* *原文出处:* 段落 [0012] `"...102は入力画像の各画素値...103は各画素ごとの奥行き値を格納する奥行き値バッファである..."`
* *分析:* D3明确公开了接收输入图像的画素值(第一图像)以及各画素的深度值(奥行き值),属于3D图像数据。
* **特征C、D、E:[毫无异议公开]**
* *原文出处:* 段落 [0018]-[0020] `"...ぼかし範囲に含まれる画素をぼかし画素として選択...処理画素値を130とすると分配画素値は10...画素値バッファ107を更新..."`
* *分析:* D3通过将处理画素的颜色值按分配系数分散累加到周围的目标画素(错乱圆范围内),实现了从第一图像到第二图像的空间滤波和像素映射。
* **特征F:[实质公开]**
* *原文出处:* 段落 [0015]-[0016] `"...処理画素の奥行き値114とぼかし特性パラメータ113からぼかし範囲の大きさ115を計算する...ぼかし特性パラメータ113は、レンズの焦点距離、アイリス値、ピント位置で、这此から錯乱円の半径を(数1)により求める..."`
* *分析:* D3利用“焦点位置(ピント位置,即参考深度)”与“画素深度值(奥行き值)”,结合透镜公式计算错乱圆半径(即滤波范围/强度)。这与目标专利中“空间滤波器的强度由参考深度和图像元素的深度确定”的技术实质完全一致。
* **特征G、H:[未公开]**
* *分析:* D3仅关注于单张CG图像的景深模糊渲染(模仿相机聚焦/失焦效果),**完全没有涉及多视图显示器(Multi-view display)、将滤波后的图像采样成多个与观看方向关联的子图像**的技术方案。
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## 三、 最接近的对比文件选择与创造性分析
### 1. 最接近对比文件的选择
在创造性分析中,**D3 (JP3008681B2)** 最适合作为最接近的对比文件(第一最接近对比文件):
* **技术领域与问题:** 目标专利和D3均属于三维/深度图像处理领域,且二者均旨在解决**利用深度信息对图像进行空间滤波(特别是模拟/消除失焦与深度相关的模糊效应)**的技术问题。
* **技术特征覆盖度:** D3全面公开了权利要求1中的**特征A、B、C、D、E、F**。特别是最核心的特征F(空间滤波器强度由参考深度和像素深度共同决定),D3在段落[0015]-[0016]中给出了完全相同的数学机理(根据焦点/参考深度与像素深度求错乱圆半径)。
### 2. 未被最接近对比文件公开的特征及其在其他对比文件中的公开情况
* **区别技术特征:** 权利要求1相对于D3的区别特征为**特征G与特征H**:
> “将第二图像采样成多个子图像;每个子图像与图像的一个观看方向相关联。”(即针对多视图显示器进行采样渲染)。
* **区别特征在其他对比文件中的公开情况:**
* 在 **D1 (US5684890A)** 和 **D2 (US5751927A)** 中,**特征G和H均未被公开**。
* *分析:* D1专注于基于频谱匹配的图像目标分割;D2专注于通过单视角时域微剪切(模拟人眼扫视)来提供三维视觉。二者均不涉及将滤波后的图像“采样成多个与不同观看方向关联的子图”这一多视图显示(如透镜式/狭缝光栅式立体显示)的核心步骤。
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## 四、 无效请求中最薄弱的技术特征与无效策略
### 1. 无效请求中最薄弱的技术特征
权利要求1中最薄弱、最容易被攻破的特征是 **特征A + B + C + D + E + F 的组合**(即深度相关的空间滤波部分)。D3已经对这一部分形成了极高强度的破坏。
然而,**权利要求1目前最坚固的防线(即无效发起方的突破难点)是:特征G和H的组合**,即“**在深度滤波之后,将图像采样为多视图显示器各个观看方向的子图像(在输入域滤波而非输出域滤波)**”。
现有对比文件(D1、D2、D3)均未公开多视图显示(Multi-view display)的重采样过程,形成了技术断层。
### 2. 进一步的对比文件检索策略(针对特征G和H)
为了成功无效权利要求1,必须补充检索能够公开“多视图显示器采样/渲染”或“多视图显示器串扰预处理”的对比文件(D4),具体检索策略如下:
#### (1) 检索方向与技术主题组合
检索的目标是证明:**“在多视图/自动立体显示器(Multi-view / Autostereoscopic Display)中,将三维图像(图像+深度)采样分割为多个观看方向的子图像(Sub-images / Interleaved views)是本领域的公知常识或现有技术。”**
* **核心关键词组合(英文/中文):**
* `Multi-view display` / `Autostereoscopic` / `Lenticular` / `Parallax barrier`(多视图显示器 / 自动立体 / 双凸透镜 / 视差障壁)
* `Sampling` / `Interleaving` / `Sub-image` / `Multiplexing` / `View generation`(采样 / 交错 / 子图像 / 多路复用 / 视角生成)
* `Depth-based rendering` / `DIBR` / `Image plus depth`(基于深度的渲染 / 图像加深度)
#### (2) 结合D3与新检索文件(D4)的组合公知常识逻辑
一旦检索到公开了多视图采样(特征G、H)的对比文件D4,即可建立如下三步法创造性无效路线:
1. **以D3为第一最接近对比文件**,其公开了基于深度和参考深度对3D图像进行滤波(特征A-F)。
2. **确定实际解决的技术问题:** 如何将深度滤波后的图像应用于多视图显示器以呈现立体视觉。
3. **结合D4(或本领域公知常识):** D4公开了多视图显示器的标准渲染流水线,即接收3D图像并将其采样为多个视角相关的子图像(特征G、H)。将D4的多视图采样技术应用于D3的深度滤波图像,属于本领域技术人员为了在多视图显示器上获得清晰、无混叠立体图像而进行的常规技术结合,不具备创造性。
#### (3) 建议优先检索的专利库与文献分类号
* **IPC / CPC 分类号:**
* `H04N 13/00` 或 `H04N 13/30`(立体电视/三维显示系统,特别是多视角显示器的信号处理)
* `G06T 15/00` / `G06T 15/20`(三维图像渲染/视角生成)
* `G02B 30/00`(立体视觉光学装置)
* **优先检索申请人/文献源:**
* 皇家飞利浦 Electronics(Philips,即目标专利原权利人,其在2000-2006年间有大量关于多视角透镜显示器(Lenticular 3D Display)和DIBR渲染的族性专利)。
* NHK、Samsung、Sharp 等在2006年以前提交的自动立体显示(Autostereoscopic Rendering)专利。
### 1. 权利要求技术特征与目标专利说明书的深度拆解分析
#### 1.1 权利要求1的技术特征划分为:
* **技术特征A**:该方法包括以下步骤:接收代表第一图像(50)的图像信号;
* **技术特征B**:第一图像包括3D图像数据;
* **技术特征C**:空间滤波第一图像信号以提供第二图像信号;
* **技术特征D**:第二图像信号代表第二图像(53);
* **技术特征E**:空间滤波包括在第一图像的图像元素(52)与第二图像的图像元素(52,55)之间的映射;
* **技术特征F**:空间滤波器的强度由第一图像的参考深度和第一图像的图像元素的深度确定;
* **技术特征G**:将第二图像采样成多个子图像;
* **技术特征H**:每个子图像与图像的一个观看方向相关联。
#### 1.2 结合目标专利(CN101322418B)说明书的解构解释:
* **第一图像/3D图像数据(特征A、B)**:说明书中指“采用包括图像加深度数据的格式,或相关联的深度映射可被供以图像数据”(如2.5D视频图像格式,图6A与6B),即包含2D像素阵列及对应的深度/视差值(Disparity)。
* **空间滤波与映射(特征C、D、E)**:说明书第[0039]–[0041]段及图5A-5C指出,滤波发生在呈现级(输出域/输入驱动映射)。第一图像的每个像素(源元素52)的强度被分布映射到第二图像(目的图像53)的一组像素元素(区域55)中,累加得到目的像素强度。
* **滤波强度确定(特征F)**:核心发明点。说明书第[0039]–[0040]段、图5A-5C指出,确定参考深度 $d_{ref}$(焦点深度)与源像素深度 $d$ 的差值 $|d - d_{ref}|$,并以此差值作为分布滤波器半径 $r$ 或范围(即滤波强度/模糊程度)。离参考平面越远,$r$ 越大,模糊越强;接近参考平面,受滤波影响小。
* **采样成多个子图像与观看方向(特征G、H)**:说明书第[0005]、[0029]–[0032]段(图1与图2)指出,针对多视图(如透镜/视差 barrier 自动立体显示器),根据LCD板下覆盖的透镜方向或倾斜角度,将第二图像像素按多视角(如9个视角)抽样/重排组成各视角的子图像,引导至不同视角的角分布。
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### 2. 对比文件对比分析与具体出处
#### 2.1 对比文件公开情况分析:
* **D1(EP0442865A1)**:公开了一种将2D影片转换为3D格式的方法。其通过人工/计算机划分前景与背景元素,分配深度值,根据深度视差计算左右眼图像对,并可施加深度相关效果(如加阴影、景深模糊/锐化)。
* **D2(US5148502A)**:公开了一种大焦深光学图像输入/输出装置。通过采集不同对焦位置的图像进行加权/合成,再利用高通/带通滤波器进行复原滤波处理,以消除离焦模糊。
* **D3(US5671264A)**:公开了一种数字图像中噪声的空间滤波方法。通过在滑动窗口内设置随机方向/尺寸的定向滤波器(FIR/FMH),结合像素强度差与噪声标准差进行选择与中值/均值滤波。
#### 2.2 详细特征比对表
| 权利要求1技术特征 | D1(EP0442865A1)是否公开及原文出处 | D2(US5148502A)是否公开及原文出处 | D3(US5671264A)是否公开及原文出处 |
| 技术特征A:接收代表第一图像(50)的图像信号 | 实质公开<br>第6页第10-15行:“A 2-D Film or video image 10 is input to a video monitor 20 and to the scanning portion 41 of frame buffer 40...” | 实质公开<br>第17栏第4-8行:“An object image is focused by a lens 1... An output signal... is converted into a digital signal...” | 实质公开<br>第5栏第13-17行:“For an instantaneous pixel P0... a series... of N elementary filters is defined in a sliding window...” |
| 技术特征B:第一图像包括3D图像数据 | 实质公开<br>第5页第15-25行及第6页第25-30行:“Depth position information, in the third dimension, is determined for each image element...” | 未公开<br>仅为多焦点2D序列图,无3D图像/深度图数据。 | 未公开<br>仅涉及单张2D数字图像的灰度/强度值。 |
| 技术特征C:空间滤波第一图像信号以提供第二图像信号 | 实质公开<br>第7页第17-20行:“...different image elements may be blurred or sharpened to simulate depth-of-field...” | 实质公开<br>第17栏第18-20行:“The sum image is subjected to appropriate recovery processing by a recovery processing unit 7...” | 实质公开<br>第5栏第15-20行及第8栏第30-40行:“...spatial filtering of the noise in a digital image...” |
| 技术特征D:第二图像信号代表第二图像(53) | 实质公开<br>第5页第1-5行及第7页第15-20行:“...3-D format Frame 50 may be processed directly from 2-D frame 20...” | 实质公开<br>第17栏第20-25行:“The processed result is stored... displayed on a display monitor 9.” | 实质公开<br>第5栏第20-25行:“...yielding a filtered intensity to be applied to the instantaneous pixel.” |
| 技术特征E:空间滤波包括第一图像与第二图像图像元素之间的映射 | 实质公开<br>第5页第15-20行及第6页第30-35行:“...the computer would be instructed to interpolate and process depth information over the entire image element.” | 实质公开<br>第21栏第10-25行(图9):“...convolution operation in a local area, e.g., 3x3 pixels or 5x5 pixels...” | 实质公开<br>第5栏第15-25行及图2:“...sliding window WD(x0,y0) centered around said instantaneous pixel...” |
| 技术特征F:空间滤波器的强度由第一图像参考深度和图像元素深度确定 | 未公开(仅提及根据深度模糊/锐化模拟景深,未明确由“参考深度与像素深度”确定滤波强度) | 未公开<br>(根据对焦位置合成或频谱分配,无参考深度与像素深度差的概念) | 未公开<br>(滤波基于噪声标准差 $\sigma_B$ 和强度差,与3D深度无关) |
| 技术特征G:将第二图像采样成多个子图像 | 未公开<br>(仅公开生成立体左右眼图像对或立体编码图,未涉及采样成多视图显示器的子图像) | 未公开<br>(仅用于单视角大焦深图像展现) | 未公开<br>(仅用于图像去噪) |
| 技术特征H:每个子图像与图像的一个观看方向相关联 | 未公开<br>(同上,未公开与多视图显示观看方向对应的子图像采样) | 未公开 | 未公开 |
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### 3. 最接近对比文件分析与技术问题/效果对比
#### 3.1 最接近对比文件的选择:**D1(EP0442865A1)**
* **选择理由**:
1. **技术领域与整体架构最近**:D1与目标专利均处于3D图像处理及呈现领域。D1公开了接收2D图像并赋予/提取3D深度信息(特征A、B),根据深度信息进行空间滤波(如模拟景深/深度模糊/锐化,特征C、D、E),并最终生成3D格式图像。
2. **解决的技术问题最接近**:D1尝试解决如何在具备深度信息的图像处理中,通过深度相关的滤波/处理(景深模拟)来增强视觉真实感与空间深度感。
* **为什么D2和D3不适合作为最接近对比文件**:
* **D2(US5148502A)**:属于光学成像与聚焦复原领域,解决的是“显微镜/照相机因光学系统焦深小导致部分区域模糊”的问题,通过多图对焦合成+高通复原滤波来增大焦深。它完全不涉及3D图像数据、深度映射,也不涉及多视图显示。
* **D3(US5671264A)**:属于X射线/医疗图像去噪滤波领域,解决的是“低剂量X光图像去噪时避免破坏边缘和产生噪声块”的问题。其滤波强度由噪声标准差 $\sigma_B$ 决定,与3D立体显示、深度信息毫无关联。
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### 4. 区别技术特征、无效薄弱点与检索策略
#### 4.1 目标专利相对于D1的区别技术特征:
对比D1,权利要求1的区别技术特征在于:
1. **特征F**:空间滤波器的强度由第一图像的**参考深度**和第一图像的图像元素的**深度**确定;
2. **特征G+H**:将第二图像**采样成多个子图像**,且**每个子图像与图像的一个观看方向相关联**(即针对多视图/裸眼立体显示器的多视角呈现采样)。
#### 4.2 实际解决的技术问题与技术效果:
* **针对特征F**:解决了如何在多视角呈现流水线中,以低计算复杂度准确模拟相机的离焦模糊/消除串扰与混叠的技术问题。技术效果在于保证参考深度(焦平面)附近的物体保持清晰,远离参考平面的物体产生受控模糊,既提高了感知的空间维数,又大幅降低了多视角处理的算力和时间成本。
* **针对特征G+H**:解决了如何将滤波后的图像匹配并投射到多视图(Multi-view/Autostereoscopic)显示设备特定视角的技术问题。
#### 4.3 提出了无效请求时“最薄弱的技术特征”评估:
* **相对坚固的特征**:**特征G+H**(多视图显示器的子图像采样与观看方向关联)。这是多视图/裸眼立体显示(如 Lenticular/Parallax Barrier Display)领域的常规呈现步骤,属于该领域的公知常识(如目标专利背景技术提到的 US 2003/0117489 等多视图显示器技术)。
* **最薄弱的技术特征(突破口)**:**特征F(滤波强度由参考深度与像素深度的差值确定)**。
* *薄弱原因分析*:在计算机图形学(CG)渲染和立体视频处理领域,“Depth-of-Field (DoF) rendering”(景深渲染)是非常成熟的技术。基于“焦平面深度(Reference Depth / Focal Depth)”与“当前像素深度”计算深度差(CoC,Circle of Confusion 模糊圈大小),并以 CoC 作为滤波核/分布滤波半径 $r$ 进行空间模糊,在2006年前的CG及图像处理文献中已有大量公开。如果能查到将 Depth-dependent blurring / CoC 应用于3D图像预处理的文献,结合D1即可轻松攻破特征F。
#### 4.4 进一步的对比文件检索策略建议:
1. **针对特征F(深度相关滤波/景深模拟/模糊圈CoC)的精准检索**:
* **关键词组**:`("depth of field" OR "DOF" OR "circle of confusion" OR "CoC" OR "focal depth" OR "reference depth") AND ("blur" OR "spatial filter" OR "kernel size" OR "filter strength") AND ("depth map" OR "2.5D" OR "image plus depth")`
* **IPC/CPC分类号**:
* `G06T15/50` 或 `G06T15/20`(3D图形渲染中的景深/影调处理)
* `H04N13/00` 或 `H04N13/30`(立体电视系统、多视图图像处理)
* `G06T5/00`(图像增强、滤波)
2. **针对“多视图/裸眼立体呈现+深度滤波”的联合检索(结合特征F与G+H)**:
* 重点寻找在多视图显示(Multiview 3D display / Autostereoscopic display)的前级流水线中,针对交叠串扰(Crosstalk)或混叠(Aliasing)进行基于深度的预滤波(Depth-dependent pre-filtering)文献。
* **优先检索专利与非专利文献(NPL)**:
* 学术论文库(IEEE Xplore, ACM SIGGRAPH, SPIE Digital Library),重点关注 2000 年–2006 年间关于“*Multiview rendering*”、“*Depth-image-based rendering (DIBR)*”、“*Crosstalk reduction in 3D displays*”的论文。例如:Philips(飞利浦,即目标专利申请人自身)在 2002-2006 年间发表的关于 3D 裸眼显示(3D Solutions / 3D-LCD)的一系列技术白皮书和学术会议论文。
这是一份针对目标专利 CN101322418B 权利要求1的专业侵权/无效稳定性对比分析报告。
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## 一、 权利要求1的技术特征拆解与说明书原意解释
| 特征编号 | 权利要求1技术特征拆条 | 结合目标专利说明书的准确解释 |
| A | 用于为多视图显示器呈现图像数据的方法,该方法包括以下步骤:接收代表第一图像的图像信号 | 多视图/自动立体显示预处理:接收包含图像及深度信息的原始输入信号(说明书[0008]、[0012])。 |
| B | 第一图像包括3D图像数据 | 包含 图像+深度数据(如2.5D视频格式/Depth Map),可确定空间坐标与深度(说明书[0008]、[0018])。 |
| C | 空间滤波第一图像信号以提供第二图像信号 | 在呈现/采样前(输入域)对第一图像施加空间滤波(带通/低通/高通),减少重影与混叠(说明书[0008]-[0010])。 |
| D | 第二图像信号代表第二图像 | 经过深度相关空间滤波后生成的新图像(更新后的图像,说明书[0014])。 |
| E | 空间滤波包括在第一图像的图像元素与第二图像的图像元素之间的映射 | 源像素到目的像素组的分布/映射(如基于分布函数/半径 $r$ 的像素强度重分配)(说明书[0012]、[0014]、图5A-5C)。 |
| F | 空间滤波器的强度由第一图像的参考深度和第一图像的图像元素的深度确定 | 核心发明点:滤波强度(如分布半径 $r$、核尺寸)取决于**像素实际深度与焦点参考深度之间的差值 $ |
| G | 将第二图像采样成多个子图像 | 将滤波后的第二图像针对多视图显示的视角进行二次空间分切/采样(说明书[0008]、[0013])。 |
| H | 每个子图像与图像的一个观看方向相关联 | 各子图像对应多视图显示器(如透镜/狭缝阵列)的一个特定视点/视角(说明书[0007]、[0008])。 |
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## 二、 对比文件技术特征比对与出处分析
### 1. 对比文件出处与公开性分析
* **EP0034984A2 (D1)**: 1981年公开。通过高频调制(如1MHz)控制三管摄像机的RGB通道交替关断(Muting),形成垂直色彩带以模拟人眼视网膜扫描。
* **WO1988004804A1 (D2)**: 1988年公开。一种通过计算机辅助将2D电影转换为3D格式的方法。提取图像元素,指定深度(Depth Assignment),并基于深度信息对图像元素进行插值、模糊/锐化(景深模拟)及视差偏移,最终生成左右眼对或多视图合成图。
* **US4895431A (D3)**: 1990年授权。内窥镜三维重建方法。通过切换内窥镜弯曲部位置获取多视角图像,利用相关性计算(Correlation)与空间频率过滤(高通/低通)提取三维几何与深度信息。
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### 2. 特征比对表格 (Feature Comparison Table)
| 目标专利权利要求1特征 | EP0034984A2 (D1) | WO1988004804A1 (D2) | US4895431A (D3) |
| 特征A (接收第一图像信号) | 公开 [0012]-[0014] | 公开 [p0027] | 公开 [Col.3 Ln.35-40] |
| 特征B (包含3D图像数据) | 未公开(仅RGB色彩信号) | 公开 [p0017], [p0031] | 实质公开 [Col.4 Ln.15-25] |
| 特征C (空间滤波生成第二信号) | 未公开(仅高频时域调制) | 公开 [p0040] | 公开 [Col.12 Ln.55-65] |
| 特征D (第二信号代表第二图像) | 未公开 | 公开 [p0024], [p0031] | 公开 [Col.12 Ln.55-65] |
| 特征E (第一到第二像素映射) | 未公开 | 公开 [p0032], [p0040] | 公开 [Col.12 Ln.60-Col.13 Ln.15] |
| 特征F (滤波强度由参考深度与像素深度差确定) | 未公开 | 实质公开 [p0040] | 未公开 |
| 特征G (将第二图像采样成多个子图像) | 未公开 | 实质公开 [p0024], [p0031] | 未公开 |
| 特征H (子图像对应观看方向) | 未公开 | 实质公开 [p0024], [p0031] | 未公开 |
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### 3. 各对比文件原文详细出处分析
#### 对比文件 1:EP0034984A2 (D1)
* **特征A**:公开在说明书 `[0012]-[0014]`。通过红、绿、蓝三个摄像管接收场景图像信号。
* **特征B~H**:**未公开**。D1使用的是硬件高频电子开关交替关断RGB通道(`[0008], [0016]`),通过人眼视觉生理暂留和分色眼镜实现伪3D,不涉及基于深度图的空间滤波、深度差计算,也不包含多视图显示器的子图像采样映射。
#### 对比文件 2:WO1988004804A1 (D2)
* **特征A、B**:公开在 `[p0017]`、`[p0027]`、`[p0031]`。输入2D图像(第一图像),通过人工指定与计算机分析结合为图像元素赋予三维深度(Depth Information / 3D Format Frame)。
* **特征C、D、E**:公开在 `[p0032]` 与 `[p0040]`。说明书明确指出:*“different image elements may be blurred or sharpened to simulate depth-of-field”*(对不同图像元素实施模糊或锐化以模拟景深),且在深度插值中计算像素平滑过渡,即包含了空间滤波与像素映射。
* **特征F(实质公开)**:公开在 `[p0040]`。D2揭示了根据对象离样品的远近(Depth)进行深度域景深模拟(Blur/Sharpen)。景深模糊的物理实质即为**基于聚焦平面(参考深度)与对象实际深度的距离差距来控制模糊量(滤波强度)**。
* **特征G、H(实质公开)**:公开在 `[p0024]`、`[p0031]`。D2提到根据三维编码生成左右眼对(Left/Right Pair)或适配于立体/多视图显示系统的合成图像(*“composite 3-D image frame 50”*),实质涵盖了针对不同观看方向对图像进行视差分切与采样的技术思路。
#### 对比文件 3:US4895431A (D3)
* **特征A、B**:公开在第3栏第35-40行。输入两幅具有视差的内窥镜图像并提取深度/三维几何信息。
* **特征C、D、E**:公开在第12栏第55行-第13栏第15行(Embodiment 4/5)。为了消除噪声或增强边缘以精确匹配相关性,对图像应用拉普拉斯高通滤波器或均值低通滤波器(*“spatial frequency filtering”*)。
* **特征F、G、H**:**未公开**。D3中的滤波是为了提升内窥镜配准与深度测量的精度,其滤波强度与图像本身的深度无关,且不涉及多视图显示器的多角度子图像采样。
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## 三、 最接近对比文件分析与创造性(三步法)评估
### 1. 最接近对比文件的确定:**WO1988004804A1 (D2)**
在创造性评估中,**D2 (WO1988004804A1) 最适合作为最接近的对比文件**。
* **技术领域与问题的一致性**:目标专利与D2均属于**3D/多视图图像数据呈现与处理技术领域**,旨在解决“如何在图像呈现中合理处理深度与图像质量(混叠、串扰、景深失真)”的技术问题。
* **技术特征覆盖度**:D2公开了最核心的架构——**接收带有深度信息的图像数据 $\rightarrow$ 基于深度对图像实施深度相关的空间滤波(模拟景深/消除边缘人工产物) $\rightarrow$ 编码输出供立体/多视图显示的视图**。
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### 2. 区别技术特征与技术效果分析
将目标专利权利要求1与最接近对比文件 D2 进行比对,**区别技术特征**在于:
1. **特征F的显式特定公式化**:滤波强度的具体确定方式被严格限定为**由参考深度与像素深度的差值所确定**(即明确以焦点平面为参考基准进行相对深度差滤波)。
2. **特征G、H在多视图显示器(Multi-view Display)框架下的具体采样实现**:明确将滤波后的第二图像采样为**分别与各个特定观看方向(View Direction)相关联的多个子图像**。
#### 整体解决的技术问题与技术效果:
* **解决的问题**:如何在多视图(如自动立体)显示呈现的输入端(呈现前级)高效消除串扰(Crosstalk)与混叠(Aliasing),同时避免因视角切换带来的重影与光晕人工产物。
* **技术效果**:在输入域(单张图像级)直接完成深度差相关的空间滤波,大幅降低了处理多路视角输出的计算复杂度;同时通过参考深度对前景/背景实施差异化滤波,使呈现出的多视图图像符合人眼视觉景深感知。
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### 3. 未被最接近对比文件公开特征的组合状况
* **特征F(滤波强度由深度差确定)**:虽然D3公开了空间滤波(高通/低通),但D3的滤波是**全图固定核或局部滤波**,完全不依赖于深度信息。因此D3**未能补足**特征F。
* **结合评估**:结合D1、D3均无法直接导出“基于参考深度与像素深度差来动态调整空间滤波器强度”以及“将滤波后图像直接采样为多视角子图像”的结合启示。
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## 四、 提出无效宣告请求时最薄弱的技术特征与突破口
若对目标专利 CN101322418B 发起无效宣告请求,本权利要求**最薄弱的技术特征**如下:
### 1. 最薄弱特征:**特征F(滤波强度由参考深度和图像元素的深度确定)**
* **薄弱原因分析**:
1. **领域公知常识(景深原理)**:在计算机图形学(CG)与图像处理领域,模拟镜头光学景深(Depth of Field, DoF)的标准做法就是计算渲染点深度 $Z$ 与焦平面深度 $Z_{focus}$ 的绝对差值,差值越大,高斯模糊核(Blur Radius)越大。D2 的 `[p0040]` 已经明确指出了“模糊或锐化以模拟景深”。将D2中的“模拟景深”落实为常规的“参考深度与像素深度之差”,属于本领域技术人员的公知常识或显而易见的习惯手段。
2. **说明书撰写缺陷(功能性表述)**:权利要求1中的特征F“*空间滤波器的强度由...确定*”属于高度概括的功能性表述,未限定具体的函数关系(如线性、非线性、样条曲线)。依据 Patent Examination Guidelines,若仅凭公知景深算法即可实现该功能,该特征极易被认定为不具备创造性。
### 2. 次薄弱特征:**特征G与H(采样成多视角子图像)**
* **薄弱原因分析**:多视图显示器(如透镜式自动立体显示器)将合成图像按像素阵列采样为对应不同观察角(View Direction)的子视角图像,是**多视图显示器本身的固有显示机制**(正如目标专利背景技术 `[0003]` 所承认)。一旦在前级完成了滤波(D2),将结果输入到常规多视图显示器进行采样输出是本领域的定式操作。
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## 五、 进一步对比文件检索策略 (Search Strategy)
为彻底击穿权利要求1的创造性(尤其是针对特征F与特征G/H的结合),建议采取以下补充检索策略:
### 1. 检索要素表达(表达组合)
* **主题1(深度相关空间滤波/景深)**:Depth-dependent filtering, Depth of Field (DoF), Focal plane, Reference depth, Blur radius, Spatial filter intensity.
* **主题2(多视图/立体显示采样与抗串扰)**:Multi-view display, Autostereoscopic, Sub-image, View direction, Interleaving, Crosstalk reduction, Anti-aliasing.
### 2. 推荐分类号(IPC / CPC)
* `H04N 13/00` 或 `H04N 13/30`(三维电视;立体显示器)
* `H04N 13/122`(基于深度图处理图像信号)
* `G06T 5/00` / `G06T 15/00`(图像增强/3D景深渲染)
### 3. 精准检索路径建议
1. **追溯CG景深渲染基础专利(攻特征F)**:
* 重点检索 1995–2005 年间有关 **"Depth of Field Rendering"** 或 **"Depth Map Gaussian Blur"** 的专利(如 SGI、Pixar、Microsoft、Philips 的早期专利)。寻找明确记载 `Blur Radius = f(|Depth - Focus_Depth|)` 的对比文件。
2. **追溯 Philips/Samsung/LG 早期透镜式3D显示预处理专利(攻特征F+G+H结合)**:
* 目标专利本身申请人为飞利浦(Royal Philips),飞利浦在 2000–2006 年间申请了大量关于 **"Lenticular 3D Display Crosstalk Reduction"** 和 **"Depth-based filtering for 3D rendering"** 的专利家族(如 EP1500278A1 等)。重点检索该家族的上游优先权文本或许可文献,极易形成针对特征F+G+H的直接破坏。
作为一名经验丰富的专利代理师,我将紧密结合**目标专利(CN101322418B)说明书**的教导,对本案权利要求1进行全面且严谨的专利效力与检索分析。
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### 第一部分:权利要求1的技术特征解释(结合目标专利说明书)
目标专利涉及一种用于多视图显示器的图像数据呈现方法。为了在后续无效分析中准确比对,需紧密结合目标专利说明书对权利要求1进行界定:
1. **技术特征A:接收代表第一图像(50)的图像信号**
* **说明书结合:** 说明书具体实施方式段落指出,第一图像典型地是基于输入域(如2.5D视频图像格式,或图像+深度数据/关联的深度映射),包含了要展示的基础图形信息。
2. **技术特征B:第一图像包括3D图像数据**
* **说明书结合:** 说明书指出“3D图像数据可以以任何适当的坐标表示来代表...典型坐标表示中,图像是按照指出图像平面中的位置的空间坐标组和图像在垂直于图像平面的方向上的深度被描述的”。即包含像素的2D空间坐标及对应的深度(Depth/Disparity)信息。
3. **技术特征C:空间滤波第一图像信号以提供第二图像信号**
* **说明书结合:** 说明书强调滤波是在**输入域(呈现级之前)**针对单个第一图像执行的,而不是在多个视图的输出域中执行。空间滤波器可以是带通、低通或高通滤波器,用于解决串扰(crosstalk)或混叠(aliasing)效应。
4. **技术特征D:第二图像信号代表第二图像(53)**
* **说明书结合:** 第二图像是第一图像经深度相关滤波处理后的“更新版本”或“中间图像”。
5. **技术特征E:空间滤波包括在第一图像的图像元素(52)与第二图像的图像元素(52,55)之间的映射**
* **说明书结合:** 结合图5A-5C,滤波由输入驱动,第一图像中的源像素(源元素52)的强度会被分布到第二图像中包围该像素的一组目的像素(目的元素52, 55)中。
6. **技术特征F:空间滤波器的强度由第一图像的参考深度和第一图像的图像元素的深度确定**
* **说明书结合:** 说明书明确指出“确定在源元素与参考深度之间的深度差...深度差然后被用作为对于空间滤波器的强度的测度”。例如,受影响的像素区域55的尺寸或半径 $r$ 根据 $|d - d_{ref}|$ 确定。离焦点(参考深度)越远,强度/滤波半径越大,模糊或锐化程度越深。
7. **技术特征G:将第二图像采样成多个子图像**
* **说明书结合:** 指在多视图呈现阶段,将滤波后的第二图像根据多视图显示器的显示要求进行视角采样,生成对应各个视角的子图。
8. **技术特征H:每个子图像与图像的一个观看方向相关联**
* **说明书结合:** 每个生成的子图像对应多视图显示器(如九视图或透镜显示器)的一个特定水平或垂直观看视角。
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### 第二部分:对比文件特征比对分析(含公开号及原文出处)
本案涉及两篇对比文件:
* **对比文件1(D1):** US20020109701A1(动态基于人眼追踪的景深仿真系统)
* **对比文件2(D2):** WO2005027052A1(在3D显示屏上呈现3D图像的系统和方法)
下表对权利要求1的各项特征在对比文件原文中的公开情况进行了逐一对比:
#### 权利要求1特征比对表
| 权利要求1技术特征 | D1(US20020109701A1)公开情况及原文出处 | D2(WO2005027052A1)公开情况及原文出处 |
| 特征A:接收代表第一图像(50)的图像信号 | 公开(实质公开)<br>段落[0018]、[0060]:渲染引擎接收3D图形原语(primitives)流,渲染生成样本(samples)。 | 公开(实质公开)<br>段落[p0003]、[p0004]、[p0007]:渲染器接收3D模型(3-D model),初始阶段生成包含颜色和Z值的像素。 |
| 特征B:第一图像包括3D图像数据 | 公开(实质公开)<br>段落[0005]、[0020]、[0086]:图形数据包含深度(z depth)和空间坐标,属于3D图形。 | 公开(实质公开)<br>段落[p0004]:包含3D模型,像素带有颜色(RGB)和深度值(Z)。 |
| 特征C:空间滤波第一图像信号以提供第二图像信号 | 公开(实质公开)<br>段落[0020]、[0087]、[0111]-[0114]:根据样本的z深度进行过滤/模糊(blurring),过滤引擎通过对样本邻域进行滤波生成视频像素。 | 公开(实质公开)<br>段落[p0004]、[p0007]、[p0009]:包含DOF(景深)渲染阶段,通过在对象纹理和边缘进行空间重新分布RGB值来建立模糊(Blurring)。 |
| 特征D:第二图像信号代表第二图像(53) | 公开(实质公开)<br>段落[0018]、[0087]:滤波后的样本/像素集合构成最终输出给显示设备的图像信号。 | 公开(实质公开)<br>段落[p0004]、[p0007]、[p0009]:DOF渲染阶段输出包含景深模糊的Z-stack(主视角Z-stack 94),代表更新后的图像。 |
| 特征E:空间滤波包括在第一图像的图像元素与第二图像的图像元素之间的映射 | 公开(实质公开)<br>段落[0087]、[0111]:过滤引擎通过对第一图像/样本空间中的一个邻域(neighborhood)的样本进行加权过滤,映射生成输出图像的像素。 | 公开(实质公开)<br>段落[p0004]、[p0009]:“Blurring can be established by spatial redistribution of RGB values in the object texture and around the edges of an object”,即将源RGB值空间重新分布到周边区域。 |
| 特征F:空间滤波器的强度由第一图像的参考深度和第一图像的图像元素的深度确定 | 公开(实质公开)<br>段落[0020]-[0024]、[0086]-[0087]、图9A:模糊程度(blur value/magnitude)根据样本的z深度与注视深度(concentration depth $C(t)$,即参考深度)的差值计算:$B(z)=\frac{(z-C)^2}{(z-C)^2+1}$。在 $C$ 处最小,远离 $C$ 则模糊强度增大。 | 公开(实质公开)<br>段落[p0004]、[p0009]:DOF(景深)与对焦平面(focus plane)相关,对焦平面内的对象清晰,远离对焦平面的对象被模糊(blurring)。对焦平面即参考深度,基于对象Z值与对焦平面的距离确定模糊。 |
| 特征G:将第二图像采样成多个子图像 | 未公开(或仅隐式提及立体两视图)<br>段落[0019]:生成交替的左右眼视频信号(仅双目Stereo,未涉及多视图显示器的子图像采样)。 | 公开(实质公开)<br>段落[p0003]、[p0004]、[p0007]、[p0009]:从主视角Z-stack构建附加视角的Z-stack(Z-stack constructor 97),并在遮挡语义阶段(76/98)提取生成对应N个不同视角的图像/帧缓冲区(N frame buffers for N images)。 |
| 特征H:每个子图像与图像的一个观看方向相关联 | 未公开<br>仅涉及左眼和右眼两个视角。 | 公开(实质公开)<br>段落[p0003]、[p0007]、图7/图9:生成对应多个不同观看方向(N-views,如10~100个视角)的图像。 |
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### 第三部分:最接近对比文件的选择与创造性分析
#### 1. 最接近对比文件的确定:对比文件2(D2:WO2005027052A1)
* **技术领域与整体解决的技术问题对比:**
* **目标专利:** 旨在解决**多视图显示器(Multi-view display)**中,若在输出域对大量视角图进行逐一滤波会导致计算量巨大、实时性差的问题;通过在输入域/呈现前对单个图像按深度进行空间滤波,再采样为多视图子图像,兼顾了降低计算开销与消除串扰/混叠(人工产物)的目的。
* **D1(US20020109701A1):** 针对的是**头戴式/立体双目(Stereo)显示设备**,基于人眼追踪计算注视点,模拟人眼的动态景深(DOF),解决双眼汇聚与聚焦不一致导致的视觉疲劳问题。其并非针对多视图裸眼显示器,不涉及“将滤波后的图像采样为多个观看方向的子图像”的架构。
* **D2(WO2005027052A1):** 专门针对**多视图显示器(Autostereoscopic N-view display)**,解决生成大量视角(N~10到100)时计算负担过重的问题。它提出了先生成主视角的Z-stack(包含深度Z和颜色RGB),并在主视角上进行DOF(景深滤波),随后基于该主视角Z-stack快速构建/采样出其他各个视角的图像。
* **结论:** **D2(WO2005027052A1)** 在技术领域、解决的技术问题(降低多视图渲染计算量)、技术方案(先在主视角/输入级进行深度相关滤波/DOF,再生成多视图图像)及技术效果上与目标专利最契合,**最适合作为最接近的对比文件(第一最接近对比文件)**。
#### 2. 最接近对比文件(D2)未公开的特征及其他对比文件的公开情况
* **区别技术特征分析(目标专利权利要求1相对D2):**
* 在D2中,其通过主视角Z-stack构建其他视角的Z-stack(图9中95-97的平移与重构),再经过Z-trace(98)生成各个视角的帧缓冲区。
* 目标专利权利要求1明确限定了**“将第二图像采样成多个子图像,每个子图像与图像的一个观看方向相关联”(特征G、H)**,即先滤波得到第二图像,再直接对第二图像进行空间采样(sampling into sub-images)以匹配多视图显示器的像素排列/观看方向。
* **D1对区别特征的公开情况:**
D1主要公开了详细的“深度相关空间滤波公式与映射机制”(特征F),但D1同样未公开针对“多视图显示器的子图像采样(特征G、H)”。
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### 第四部分:无效请求中最薄弱的技术特征与进一步检索策略
#### 1. 权利要求1中最薄弱的技术特征
根据上述比对,**特征F(空间滤波器的强度由第一图像的参考深度和第一图像的图像元素的深度确定)** 以及 **特征C、D、E(深度相关滤波)** 在D1和D2中均已被**实质公开**:
* D1中明确给出了基于深度差 $|z - C|$ 的空间滤波强度计算(段落[0020]、图9A)。
* D2中也明确公开了在主视角上基于对焦平面(Focus plane)和Z值实施DOF(景深)空间滤波(段落[p0004]、[p0009])。
**最薄弱(即最容易被突破/最缺乏创造性)的技术特征是:**
> **“将第二图像采样成多个子图像,每个子图像与图像的一个观看方向相关联”(特征G与特征H的组合)**
* **原因分析:**
在多视图(Autostereoscopic/Lenticular/Parallax Barrier)显示技术领域,将一幅包含深度/多视角信息的合成图像或主图像**交织/采样(Interleaving / Sub-sampling / View Mapping)**成对应不同透镜/狭缝观看方向的子图像(Sub-images),属于本领域的公知常识(Common General Knowledge)或标准后处理工序(如飞利浦多视图显示器标准渲染流水线)。目标专利的核心发明点本质上在于“滤波步骤与采样步骤的顺序结合(即先滤波再采样)”,而“采样成多视图子图像”本身极易被认定为本领域技术人员的惯用技术手段。
#### 2. 进一步对比文件检索策略(适用于发起专利无效宣告)
为了彻底击毁权利要求1的创造性(结合D2作为最接近对比文件),建议采取以下针对性的检索策略:
1. **补强技术特征G和H的公知技术/对比文件检索(多视图视角采样):**
* **检索目标:** 寻找公开“将单幅图像/深度图在呈现阶段采样/交织(interleave/sample)为多视图显示器各个视角子图像(sub-images / view images)”的专利或非专利文献。
* **关键词组合:**
* `(multi-view display OR autostereoscopic OR lenticular) AND (sample OR sampling OR interleave OR interleaving OR sub-image OR view mapping)`
* `多视图显示 OR 自动立体显示 OR 柱面透镜 AND (采样 OR 交叉存取 OR 子图像 OR 视图映射)`
* **推荐分类号(IPC/CPC):**
* `H04N 13/302`(用于自动立体显示器的显示设备)
* `H04N 13/305`(采用透镜阵列的显示设备)
* `H04N 13/349`(多视图处理)
* `G06T 15/00`(3D图像渲染)
2. **检索“预滤波+多视图采样”结合的对比文件:**
* **检索目标:** 寻找在多视图交织/采样前,先对输入图像/深度图进行消除串扰/混叠的抗混叠滤波(Anti-aliasing / Depth-dependent filtering before interleaving)的技术文献。
* **重点专利权人/申请人检索:**
* Koninklijke Philips Electronics N.V.(飞利浦,即目标专利原专利权人,飞利浦在2003-2008年间申请了大量关于3D WOWzone及多视图处理的底层专利)。
* Sharp(夏普)、Samsung(三星)、LG Electronics。
* **关键词:** `(crosstalk OR aliasing) AND (depth dependent filter OR space filter) AND (interleave OR multi-view)`。
按照权利要求1的方法,其中空间滤波器是带通滤波器。
按照权利要求2的方法,其中带通滤波器是从高通滤波器、低通滤波器和高通滤波器与低通滤波器的组合的组中选择的。
按照权利要求1的方法,其中第一图像的图像元素被映射到第二图像的图像元素(55)组;以及其中空间滤波器的强度被确定为第二图像的图像元素组的尺寸。
按照权利要求4的方法,其中第二图像的图像元素组的尺寸是分布滤波器的半径(r)或范围。
按照权利要求1的方法,其中第二图像的图像元素(52,55)使用可见度因子从空间滤波产生;可见度因子从在视点与第一图像的图像元素的空间坐标之间的距离和在该视点与第二图像的图像元素的空间坐标之间的距离来确定。
按照权利要求1的方法,该方法还包括滤波与第一图像相关联的深度图以提供与该第二图像相关联的深度图。
按照权利要求1的方法,其中第二图像的图像元素的深度从滤波产生;以使得第二图像的图像元素的深度被设置为在第一图像的图像元素(52)的空间坐标处的深度与第二图像的图像元素的空间坐标处的深度之间的值;以及其中第二图像的采样通过使用第二图像的图像元素的经滤波的深度而完成。
按照权利要求4的方法,其中第一图像的图像元素与第二图像的图像元素组沿第一图像的水平行被对准。
按照权利要求1的方法,其中第一图像信号的图像格式是2.5D视频图像格式。