景深保持裝置、3d顯示裝置及顯示方法
2023-10-04 03:14:29
專利名稱：景深保持裝置、3d顯示裝置及顯示方法
技術領域：
本發明涉及顯示技術領域，特別涉及一種景深保持裝置、3D顯示裝置及顯示方法。
背景技術：
3D顯示已經成為顯示行業的一大趨勢。現在的3D顯示的基本原理就是「視差產生立體」，S卩，使觀看者的左眼只看到左眼圖，右眼只看到右眼圖，左眼圖和右眼圖是對於某一空間景象的了兩個角度拍攝而 得，這二者被稱為立體圖像對。人的大腦就會把這兩幅圖融合起來，從而產生3D效果。而人眼睛判斷顯示內容的景深的方法可以用圖I來說明。處於觀看者位置處的兩間距為S的圓圈分別代表觀看者左右眼，S為瞳距。顯示屏幕平面所在位置上兩個正方形代表某個物體的左右眼視圖，他們分別被觀看者的右、左眼看到。經過此立體成像，觀看者的大腦就會認為該物體其實位於距離屏幕表面L的位置，距離L就是景深，D是觀看者的觀看距離。所以根據上圖，很容易得到如下公式
「 ^ M L—=-
S D-L現有的3D顯示器中，對於同一場景，顯示屏幕上立體圖像對的間距是不變的(即M不變)，於是當觀看者位置發生變化時(即D變化)，其實景深會跟著變化了(即L隨D變化)。如圖2所示(左圖為觀看距離變化前的情況，右圖為觀看距離變化後的情況)，S為瞳距，不能變，當M不變時，觀看者觀看距離D變化成D "時，景深L變為了 L "。而事實上，為了模擬出更逼真的畫面，希望景深是不變的。
發明內容
(一)要解決的技術問題本發明要解決的技術問題是如何使得在觀看者移動的情況下，保持觀看者看到的3D畫面的景深不變。(二)技術方案為解決上述技術問題，本發明提供了一種景深保持裝置，包括3D視頻信號輸入裝置、位置測定裝置、圖像處理裝置及3D視頻信號輸出裝置，所述3D視頻信號輸入裝置、位置測定裝置及3D視頻信號輸出裝置均連接所述圖像處理裝置，所述3D視頻信號輸入裝置將獲取的3D視頻信號傳輸至所述圖像處理裝置；所述位置測定裝置將檢測到的觀看者與顯示屏幕的位置信息傳輸至所述圖像處理裝置；所述圖像處理裝置根據所述位置信息調節3D視頻信號中的左右眼視圖中各物點的間距使景深保持不變，並將調節後的3D視頻信號傳輸至所述3D視頻信號輸出裝置。其中，所述圖像處理裝置包括左右眼視圖調節模塊，根據所述位置信息調節3D視頻信號中的左右眼視圖中各物點的間距使景深相對同一觀看者保持不變，將調節後的左右眼視圖傳輸至3D視頻信號生成模塊；3D視頻信號生成模塊，根據調節後的左右眼視圖生成新的3D視頻信號，並將新的3D視頻信號傳輸至所述3D視頻信號輸出裝置。其中，所述圖像處理裝置還包括左右眼視圖提取模塊，所述左右眼視圖提取模塊接收所述3D視頻信號，並將從所述3D視頻信號提取的左右眼視圖傳輸至左右眼視圖調節模塊。 其中，所述左右眼視圖提取模塊包括採樣子模塊，採集所述3D視頻信號中的一幀數據，並將所述一幀數據發送至拆分子模塊；拆分子模塊，將從所述一幀數據中拆分出的左右眼視圖傳輸至所述左右眼視圖調節模塊。其中，還包括景深獲取裝置和景深存儲器，所述景深獲取裝置連接所述位置測定裝置、所述圖像處理裝置和景深存儲器，所述景深存儲器連接所述圖像處理裝置，所述景深獲取裝置接收所述位置測定裝置檢測得到的觀看者的初始位置信息和接收所述圖像處理裝置發送的3D視頻信號中的左右眼視圖中各物點的初始間距，並計算所述景深，將所述景深發送至景深存儲器存儲。其中，還包括景深獲取裝置和景深存儲器，所述景深獲取裝置連接所述景深存儲器，所述景深存儲器連接所述圖像處理裝置，所述景深獲取裝置將接收到的初始景深值發送至所述景深存儲器存儲。其中，所述位置測定裝置包括攝像頭、紅外感應器或手動輸入位置信息的裝置。本發明還提供了一種3D顯示裝置，包括顯示裝置及上述任一項所述的景深保持裝置，所述景深保持裝置的3D視頻信號輸出裝置連接所述顯示裝置，將所述調節後的3D視頻信號傳輸至所述顯示裝置顯示。其中，所述顯示裝置包括快門眼鏡式、相位差板式(不閃式3D)、視差擋板式、柱透鏡光柵式或指向背光式3D顯示裝置。本發明還提供了一種採用上述景深保持裝置實現的3D顯示方法，包括以下步驟SI :根據觀看者的位置變化實時採集觀看者與顯示屏幕之間的位置信息，並獲取3D視頻信號中的左右眼視圖；S2:根據所述位置信息實時計算所述左右視圖在顯示屏幕上顯示時各物點的間距，使景深相對於同一觀看者保持不變；S3 :按照步驟S2計算的間距和左右眼視圖生成新的3D視頻信號並在顯示屏幕上顯不。其中，所述步驟SI中通過攝像頭、紅外感應器或手動輸入位置信息的裝置採集觀看者與顯示屏幕之間的位置信息。其中，若3D視頻信號中左右眼視圖以同一幅圖的形式傳輸，所述步驟SI中獲取3D視頻信號中的左右眼視圖的步驟包括採集所述3D視頻信號中的一幀數據；從所述一幀數據中拆分出的左右眼視圖。
其中，所述步驟S2中計算公式如下
權利要求
1.一種景深保持裝置，其特徵在於，包括3D視頻信號輸入裝置、位置測定裝置、圖像處理裝置及3D視頻信號輸出裝置，所述3D視頻信號輸入裝置、位置測定裝置及3D視頻信號輸出裝置均連接所述圖像處理裝置， 所述3D視頻信號輸入裝置將獲取的3D視頻信號傳輸至所述圖像處理裝置； 所述位置測定裝置將檢測到的觀看者與顯示屏幕的位置信息傳輸至所述圖像處理裝置； 所述圖像處理裝置根據所述位置信息調節3D視頻信號中的左右眼視圖中各物點的間距使景深保持不變，並將調節後的3D視頻信號傳輸至所述3D視頻信號輸出裝置。
2.如權利要求I所述的景深保持裝置，其特徵在於，所述圖像處理裝置包括 左右眼視圖調節模塊，根據所述位置信息調節3D視頻信號中的左右眼視圖中各物點的間距使景深相對同一觀看者保持不變，將調節後的左右眼視圖傳輸至3D視頻信號生成模塊； 3D視頻信號生成模塊，根據調節後的左右眼視圖生成新的3D視頻信號，並將新的3D視頻信號傳輸至所述3D視頻信號輸出裝置。
3.如權利要求2所述的景深保持裝置，其特徵在於，所述圖像處理裝置還包括左右眼視圖提取模塊，所述左右眼視圖提取模塊接收所述3D視頻信號，並將從所述3D視頻信號提取的左右眼視圖傳輸至左右眼視圖調節模塊。
4.如權利要求3所述的景深保持裝置，其特徵在於，所述左右眼視圖提取模塊包括 採樣子模塊，採集所述3D視頻信號中的一幀數據，並將所述一幀數據發送至拆分子模塊； 拆分子模塊，將從所述一幀數據中拆分出的左右眼視圖傳輸至所述左右眼視圖調節模塊。
5.如權利要求I所述的景深保持裝置，其特徵在於，還包括景深獲取裝置和景深存儲器，所述景深獲取裝置連接所述位置測定裝置、所述圖像處理裝置和景深存儲器，所述景深存儲器連接所述圖像處理裝置， 所述景深獲取裝置接收所述位置測定裝置檢測得到的觀看者的初始位置信息和接收所述圖像處理裝置發送的3D視頻信號中的左右眼視圖中各物點的初始間距，並計算所述景深，將所述景深發送至景深存儲器存儲。
6.如權利要求I所述的景深保持裝置，其特徵在於，還包括景深獲取裝置和景深存儲器，所述景深獲取裝置連接所述景深存儲器，所述景深存儲器連接所述圖像處理裝置，所述景深獲取裝置將接收到的初始景深值發送至所述景深存儲器存儲。
7.如權利要求1飛中任一項所述的景深保持裝置，其特徵在於，所述位置測定裝置包括攝像頭、紅外感應器或手動輸入位置信息的裝置。
8.一種3D顯示裝置，其特徵在於，包括顯示裝置及權利要求廣5中任一項所述的景深保持裝置，所述景深保持裝置的3D視頻信號輸出裝置連接所述顯示裝置，將所述調節後的3D視頻信號傳輸至所述顯示裝置顯示。
9.如權利要求8所述的3D顯示裝置，其特徵在於，所述顯示裝置包括快門眼鏡式、相位差板式、視差擋板式、柱透鏡光柵式或指向背光式3D顯示裝置。
10.一種採用如權利要求I所述的景深保持裝置實現的3D顯示方法，其特徵在於，包括以下步驟 SI :根據觀看者的位置變化實時採集觀看者與顯示屏幕之間的位置信息，並獲取3D視頻信號中的左右眼視圖； S2:根據所述位置信息實時計算所述左右視圖在顯示屏幕上顯示時各物點的間距，使景深相對於同一觀看者保持不變； S3:按照步驟S2計算的間距和左右眼視圖生成新的3D視頻信號並在顯示屏幕上顯示。
11.如權利要求10所述的3D顯示方法，其特徵在於，所述步驟SI中通過攝像頭、紅外感應器或手動輸入位置信息的裝置採集觀看者與顯示屏幕之間的位置信息。
12.如權利要求10所述的3D顯示方法，其特徵在於，若3D視頻信號中左右眼視圖以同一幅圖的形式傳輸，所述步驟SI中獲取3D視頻信號中的左右眼視圖的步驟包括 採集所述3D視頻信號中的一幀數據； 從所述一幀數據中拆分出的左右眼視圖。
13.如權利要求10所述的3D顯示方法，其特徵在於，所述步驟S2中計算公式如下 ^ SL M —- D-L 其中，M為左右視圖在顯示屏幕上顯示時各物點的間距，S為觀看者的瞳距，D為觀看者與顯示屏幕之間的距離，L為景深。
14.如權利要求1(T13中任一項所述的3D顯示方法，其特徵在於，所述步驟SI之前還包括根據左右視圖在顯示屏幕上顯示時各物點的間距的初始值和觀看者與顯示屏幕之間的距離的初始值，按如下公式計算景深 MD ~ S + M 其中，M為左右視圖在顯示屏幕上顯示時各物點的間距，S為觀看者的瞳距，D為觀看者與顯示屏幕之間的距離，L為景深。
15.如權利要求1(T13中任一項所述的3D顯示方法，其特徵在於，所述步驟SI之前還包括獲取用戶設置的初始景深。
全文摘要
本發明公開了一種景深保持裝置，涉及顯示技術領域，包括3D視頻信號輸入裝置、位置測定裝置、圖像處理裝置及3D視頻信號輸出裝置，3D視頻信號輸入裝置、位置測定裝置及3D視頻信號輸出裝置均連接圖像處理裝置，3D視頻信號輸入裝置將獲取的3D視頻信號傳輸至圖像處理裝置；位置測定裝置將檢測到的觀看者與顯示屏幕的位置信息傳輸至圖像處理裝置；圖像處理裝置根據位置信息調節3D視頻信號中的左右眼視圖中各物點的間距使景深保持不變，並將調節後的3D視頻信號傳輸至3D視頻信號輸出裝置。還公開了一種3D顯示裝置及方法。本發明根據觀看者移動後與顯示屏幕的距離重新計算顯示屏幕上左右眼視圖的間距，從而使得景深不變，達到了較好的觀看效果。
文檔編號H04N13/04GK102752621SQ201210216350
公開日2012年10月24日 申請日期2012年6月26日 優先權日2012年6月26日
發明者武延兵, 董友梅, 陳炎順 申請人:京東方科技集團股份有限公司