一種數字標牌系統的製作方法
2023-10-04 05:00:39
本發明涉及智能顯示技術領域，具體而言，涉及一種數字標牌系統。
背景技術：
數字標牌(Digital Signage)是一種全新的媒體概念，指的是在大型商場、超市、酒店大堂、飯店、影院及其他人流匯聚的公共場所，通過大屏幕終端顯示設備，發布商業、財經和娛樂信息的多媒體專業視聽系統。其旨在特定的物理場所、特定的時間段對特定的人群進行廣告信息播放的特性，讓其獲得了廣告的效應。
現有集成成像技術適用於立體圖像的無盲區顯示，但對於應用於一般性展示場景的數字標牌(例如商店的促銷信息等)，很多時候並不需要呈現非常精細逼真的三維場景，僅需要在視覺上呈現出一定的立體層次感和衝擊力即可，而更介意於內容製作和更新的便利性、整個圖形顯示系統的成本等等，即使是簡單的美術字、符號、幾何圖案的組合也能滿足基本顯示需求。
因此，為了解決上述問題，有必要提供一種適用於一般性展示場景的數字標牌系統。
技術實現要素：
本發明正是基於上述問題，提出了一種數字標牌系統，以在視覺上呈現出一定的立體層次感和衝擊力的同時，降低應用的複雜度和成本。
有鑑於此，本發明的一方面提出了一種數字標牌系統，包括用於顯示圖像的顯示屏，還包括填充單元。
進一步，所述填充單元，用於根據所述圖像的景深和色彩灰度合成填充圓點，及用所述填充圓點填充所述顯示屏，生成基本紋理。
進一步，還包括圓點光柵，所述圓點光柵平行放置於所述顯示屏前方；所述圓點光柵包括多個按照某一排列方式排列的顯示圓點；所述顯示圓點投影在所述顯示屏上，與所述基本紋理發生幹涉。
進一步，還包括圓點光柵，所述圓點光柵與所述顯示屏膠合；所述圓點光柵包括多個按照某一排列方式排列的顯示圓點；所述顯示圓點投影在所述顯示屏上，與所述基本紋理發生幹涉。
進一步，還包括圖像分割單元，所述圖像分割單元用於按預設規則分割所述圖像為多個圖元。
進一步，還包括獲取單元，所述獲取單元用於獲取各個所述圖元的景深和色彩灰度。
進一步，所述填充單元包括合成模塊、設置模塊、調整模塊和填充模塊。
所述合成模塊，用於合成所述填充圓點；
所述設置模塊，用於根據各個所述圖元的景深和色彩灰度，設置所述填充圓點的填充參數。
所述調整模塊，用於根據所述填充參數調整所述填充圓點。
所述填充模塊，用於用調整後的所述填充圓點填充所述顯示屏，生成所述基本紋理。
進一步，所述填充參數包括所述填充圓點的排列方式，所述填充圓點的排列方式與所述顯示圓點的排列方式一致。
進一步，所述填充參數包括所述填充圓點的色彩灰度，所述填充圓點的色彩灰度與所述圖元的色彩灰度一致。
進一步，所述填充參數包括所述填充圓點的排列間距。
所述景深包括正景深、負景深和零景深。
在所述零景深，所述排列間距等於相鄰所述顯示圓點在所述顯示屏上的投影間距。
在所述正景深，所述排列間距大於相鄰所述顯示圓點在所述顯示屏上的投影間距。
在所述負景深，所述排列間距小於相鄰所述顯示圓點在所述顯示屏上的投影間距。
所述排列間距偏離所述投影間距的程度與所述景深偏離所述零景深的程度正相關。
進一步，所述填充參數還包括所述填充圓點的大小。
所述填充圓點的大小與所述填充圓點的排列間距成正比。
在所述零景深，所述填充圓點的大小與所述顯示圓點在所述顯示屏的投影的大小一致。
本發明提供的一種數字標牌系統，圓點光柵的使用及填充單元獨特的圖形產生機制，使得圖像在視覺上呈現出一種立體層次感和衝擊力，滿足一般性展示場景的需求；圖像分割單元自動獲取圖像的景深信息，使得圖像內容更換便利；大大降低了數字標牌系統的複雜度和成本。
為使本發明的上述目的、特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉較佳實施例，並配合所附附圖，作詳細說明如下。
附圖說明
為了更清楚地說明本發明實施例的技術方案，下面將對實施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，應當理解，以下附圖僅示出了本發明的某些實施例，因此不應被看作是對範圍的限定，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他相關的附圖。
圖1示出了本發明實施例提供的一種數字標牌系統的模塊結構示意圖；
圖2示出了本發明實施例提供的一種數字標牌系統的圖像分割單元的圖像分割示意圖；
圖3示出了圖2所示的一種數字標牌系統的圖像分割單元分割的一圖像的景深示意圖；
圖4示出了本發明實施例提供的一種數字標牌系統的填充單元的模塊結構示意圖；
圖5示出了本發明實施例提供的一種數字標牌系統的第一結構示意圖；
圖6示出了本發明實施例提供的一種數字標牌系統的第二結構示意圖。
主要元件符號說明：
100-數字標牌系統；1、2、3、4-圖元；10-圖像分割單元；20-填充單元；21-合成模塊；22-設置模塊；23-調整模塊；24-填充模塊；30-顯示屏；40-調製單元；41-圓點光柵；42-顯示圓點；50-獲取單元。
具體實施方式
為了便於理解本發明，下面將參照相關附圖對數字標牌系統進行更清楚、完整地描述。附圖中給出了數字標牌系統的優選實施例。數字標牌系統可以通過許多不同的形式來實現，並不限於本文所描述的實施例。因此，以下對在附圖中提供的本發明的實施例的詳細描述並非旨在限制要求保護的本發明的範圍，而是僅僅表示本發明的選定實施例。基於本發明的實施例，本領域技術人員在沒有做出創造性勞動的前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本發明保護的範圍。
圖1示出了本發明實施例提供的一種數字標牌系統的結構示意圖。
如圖1所示，數字標牌系統100包括圖像分割單元10、獲取單元50、填充單元20、顯示屏30和調製單元40。
圖像分割單元10用於按照預設規則分割待顯示的圖像為多個圖元。
具體地，如果圖像是由計算機軟體及通用圖形卡生成，可以採用圖像分割算法對所述圖像進行分割；如果圖像可以直接獲取其3D立體信息，如點雲圖像、V+D格式立體視頻等，則可以根據景深閾值對所述圖像進行分割；如果圖像為2D圖像，則可以根據圖像的灰度梯度、光流或圖像連通性對所述圖像進行分割。
例如，請一併參閱圖2所示，圖像分割單元10將圖像分割為圖元1、圖元2、圖元3和圖元4四個圖元。圖元1為背景；圖元2為五角星；圖元3為葉片；圖元4為HELLO字樣。
當然，通過硬體圖形接口製取的圖像通常已經是離散化的圖元。例如，基於FPGA(Field Programmable Gate Array，現場可編程門陣列)、ASIC(Application Specific Integrated Circuit，為專門目的而設計的集成電路)、帶有字符存貯模塊的圖形發生器或疊加器等製成的圖像通常已經經過圓點迭代離散化。此時，可以不再採用圖像分割單元10對圖像進行分割。
獲取單元50用於獲取顯示屏30顯示圖像的景深和色彩灰度。
具體地，獲取單元50用於獲取每個圖元的景深及色彩灰度。所述色彩灰度是指構成圖像的各圖元的顏色信息、灰度信息及其飽和度信息等。本實施例中，所述圖元相應的景深記作Di，其中，i＝1，2......N，N為所述圖元的數量。所述景深是指在攝影機鏡頭或其他成像器前沿能夠取得清晰圖像的成像所測定的被攝物體前後距離範圍。所述景深包括正景深、負景深和零景深。其中，零景深記作D0；在正景深，Di＞0；在負景深，Di＜0。
例如，在上一舉例中，請一併參閱圖3所示，圖元1的景深D1為-0.5；圖元2的景深D2為-0.5～-0.1；圖元3的景深D3為-0.1～0.4；圖元4的景深D4為0.4～0.5。
填充單元20用於根據每個圖元的景深和色彩灰度合成填充圓點，及用所述填充圓點填充顯示屏30，生成基本紋理。
顯示屏30可以是LCD、OLED(Organic Light-Emitting Diode,有機發光二極體)、LED、PDP等。顯示屏30是由無數個像素按照一定排列方式整齊排列的特殊光學材料。所述像素為構成影像的最小單元。通常，圖像經放大會發現圖像的連續色調其實是由許多色小方點組成，每一小方點就是一個像素。
本實施例中，調製單元40具體為圓點光柵41。請一併參閱圖6所示，圓點光柵41是由無數個顯示圓點42按照一定排列方式整齊排列的特殊光學材料。顯示圓點42的排列方式可以是正交排列、三角排列等。
進一步地，請一併參閱圖4所示，填充單元20包括合成模塊21、設置模塊22、調整模塊23和填充模塊24。
合成模塊21用於合成填充圓點。
設置模塊22用於根據各個圖元的景深和色彩灰度，設置填充圓點的填充參數。所述填充參數包括但不限於填充圓點的排列方式、色彩灰度、排列間距和大小等。
調整模塊23用於根據填充參數調整填充圓點。
具體地，調整模塊23調整填充圓點的排列方式與顯示圓點42的排列方式一致。調整模塊23調整填充圓點的色彩灰度與圖像的色彩灰度一致。進一步地，在一所述景深，填充圓點的色彩灰度與該景深內的圖元的色彩灰度一致。
本實施例中，填充圓點的排列間距記作Pi，i＝1，2......N，N為所述圖元的數量。Pi為景深Di內填充圓點的排列間距，其中，零景深D0處填充圓點的排列間距記作P0。
本實施例中，圓點光柵41上相鄰的顯示圓點42在顯示屏30上的投影間距記作Q。請一併參閱圖5所示，顯示屏30實際的像素與圓點光柵41之間的距離記作d。具體地，如果顯示屏30為LCD(Liquid Crystal Display，液晶顯示器)，d為彩色濾色膜位置至圓點光柵41之間的距離；如果顯示屏30為PDP(Plasma Display Panel，等離子顯示板)或LED，d為螢光粉外表層至圓點光柵41之間的距離。人眼至圓點光柵41之間的觀察距離記作L。顯示屏30實際的像素與圓點光柵41之間介質的平均折射率記作n。則投影間距Q為：
本實施例中，調整模塊23調整零景深D0處填充圓點的排列間距P0等於相鄰顯示圓點42在顯示屏30上的投影間距Q；調整模塊23調整正景深內填充圓點的排列間距Pi大於相鄰顯示圓點在顯示屏30上的投影間距Q；調整模塊23調整負景深內填充圓點的排列間距Pi小於相鄰顯示圓點在顯示屏30上的投影間距Q。進一步地，排列間距Pi偏離投影間距Q的程度與景深偏離零景深D0的程度正相關。
填充圓點的大小與排列間距Pi成正比。顯示圓點42投影在顯示屏30上，產生投影圓點。調整模塊23調整零景深D0處的填充圓點的大小與所述投影圓點的大小一致。
進一步地，填充單元20預設有由景深到排列間距Pi的映射公式。換句話說，按照所述映射公式，可以由一圖元對應的景深Di計算得出該圖元對應的填充圓點的排列間距Pi變化的梯度。在一圖元的景深Di，填充圓點根據該景深Di對應的所述梯度改變排列間距Pi和大小。
例如，在上一舉例中，假設圓點光柵41相鄰顯示圓點的中心間距為3.771；相鄰顯示圓點42在顯示屏30上的投影間距Q為3.775。預設的圖元3的投影公式可以是3.776*[1+0.02/(D3+0.1)]。在景深D3內，圖元3對應的填充圓點按照上述投影公式形成的線性梯度變化。當然，這裡給出的投影公式只是示意性的，並不具有通用性。通常不同圖元對應的投影公式是不同的，需要根據經驗統計得出合理的投影公式，以達到較好的顯示效果。對於投影公式的設定，這裡不作限定。
填充模塊24用於用調整後的填充圓點填充顯示屏，生成基本紋理。具體地，填充模塊24用調整後的填充圓點填充顯示屏中的像素。
顯示屏30用於顯示圖像，具體地，顯示屏30顯示用調整後的填充圓點填充後形成的基本紋理。所述基本紋理通過改變填充圓點的排列間距和大小實現，使得圖像具有一定的立體效果。
調製單元40用於調製所述基本紋理，產生更好的立體效果。本實施例中，調製單元40具體為圓點光柵41。圓點光柵41平行放置在顯示屏30前方或與顯示屏30膠合。圓點光柵41可以是掩模、膠片、濾光片等。本實施例中，圓點光柵41採用波前調製型，即黑白型的掩膜，當然，也可以採用透鏡陣列型掩膜。
請一併參閱圖6所示，圓點光柵41是由無數個顯示圓點42按照一定排列方式整齊排列的特殊光學材料。顯示圓點42的排列方式可以是正交排列、三角排列等。
本實施例中，相鄰的顯示圓點42的間距記作Pm。每一顯示圓點42相當於一微型的凸形放大鏡。把圓點光柵41貼在特製的圓點圖案上，就組成了一幅上下左右360°具有立體感的立體畫面。用圓點光柵41製作的立體畫沒有暈眼的感覺，甚至不用刻意對準。
值得注意的是，兩個周期性結構之間的差拍，會引起新的周期。對應到本實施例中，填充園點的排列間距Pi與圓點光柵41相鄰顯示圓點42的中心間距不同，會產生一定頻率的幹涉條紋。本實施例中，相鄰幹涉條紋之間的間距記作T。為了避免人眼察覺到幹涉條紋，應保證幹涉條紋間距T遠小於人眼極限線分辨本領。而幹涉條紋間距T為：
從而在零景深D0，排列間距P0應充分偏離相鄰顯示圓點的中心間距。換句話說，排列間距P0應遠大於或遠小於相鄰顯示圓點的中心間距。而本實施例中，在零景深D0，排列間距P0等於相鄰顯示圓點在顯示屏上的投影間距Q。這樣，相鄰顯示圓點在顯示屏上的投影間距Q應充分偏離相鄰顯示圓點的中心間距。因此，應控制好顯示屏30與圓點光柵41之間的距離d。
本發明提供的一種數字標牌系統，圓點光柵的使用及填充單元獨特的圖形產生機制，使得圖像在視覺上呈現出一種立體層次感和衝擊力，滿足一般性展示場景的需求；圖像分割單元自動獲取圖像的景深信息，使得圖像內容更換便利；大大降低了數字標牌系統的複雜度和成本。
在這裡示出和描述的所有示例中，任何具體值應被解釋為僅僅是示例性的，而不是為限制，因此，示例性實施例的其他示例可以具有不同的值。應注意到：相似的標號和字母在下面的附圖中表示類似項，因此，一旦某一項在一個附圖中被定義，則在隨後的附圖中不需要對其進行進一步定義和解釋。
在本申請所提供的幾個實施例中，應該理解到，所揭露的裝置可以通過其它的方式實現。以上所描述的裝置實施例僅僅是示意性的，例如，所述單元的劃分，僅僅為一種邏輯功能劃分，實際實現時可以有另外的劃分方式，又例如，多個單元或組件可以結合或者可以集成到另一個系統，或一些特徵可以忽略，或不執行。另一點，所顯示或討論的相互之間的耦合或直接耦合或通信連接可以是通過一些通信接口，裝置或單元的間接耦合或通信連接，可以是電性，機械或其它的形式。
所述為分離器說明的單元可以是或者也可以不是物理上分開的，為單元顯示的器可以是或者也可以不是物理單元，即可以位於一個地方，或者也可以分布到多個網絡單元上。可以根據實際的需要選擇其中的部分或者全部單元來實現本實施例方案的目的。
另外，在本發明各個實施例中的各功能單元可以集成在一個處理單元中，也可以是各個單元單獨物理存在，也可以兩個或兩個以上單元集成在一個單元中。
以上所述，僅為本發明的具體實施方式，但本發明的保護範圍並不局限於此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本發明揭露的技術範圍內，可輕易想到變化或替換，都應涵蓋在本發明的保護範圍之內。因此，本發明的保護範圍應所述以權利要求的保護範圍為準。