專利名稱：景深保持裝置、3d顯示裝置及顯示方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及顯示技術(shù)領(lǐng)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(shù)：
3D顯示已經(jīng)成為顯示行業(yè)的一大趨勢(shì)?，F(xiàn)在的3D顯示的基本原理就是“視差產(chǎn)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(duì)于某一空間景象的了兩個(gè)角度拍攝而 得，這二者被稱為立體圖像對(duì)。人的大腦就會(huì)把這兩幅圖融合起來，從而產(chǎn)生3D效果。而人眼睛判斷顯示內(nèi)容的景深的方法可以用圖I來說明。處于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(gè)正方形代表某個(gè)物體的左右眼視圖，他們分別被觀看者的右、左眼看到。經(jīng)過此立體成像，觀看者的大腦就會(huì)認(rèn)為該物體其實(shí)位于距離屏幕表面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(jù)上圖，很容易得到如下公式
「 ^ M L—=-
S D-L現(xiàn)有的3D顯示器中，對(duì)于同一場(chǎng)景，顯示屏幕上立體圖像對(duì)的間距是不變的(即M不變)，于是當(dāng)觀看者位置發(fā)生變化時(shí)(即D變化)，其實(shí)景深會(huì)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后的情況)，S為瞳距，不能變，當(dāng)M不變時(shí)，觀看者觀看距離D變化成D "時(shí)，景深L變?yōu)榱?L "。而事實(shí)上，為了模擬出更逼真的畫面，希望景深是不變的。

發(fā)明內(nèi)容
(一)要解決的技術(shù)問題本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是如何使得在觀看者移動(dòng)的情況下，保持觀看者看到的3D畫面的景深不變。(二)技術(shù)方案為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種景深保持裝置，包括3D視頻信號(hào)輸入裝置、位置測(cè)定裝置、圖像處理裝置及3D視頻信號(hào)輸出裝置，所述3D視頻信號(hào)輸入裝置、位置測(cè)定裝置及3D視頻信號(hào)輸出裝置均連接所述圖像處理裝置，所述3D視頻信號(hào)輸入裝置將獲取的3D視頻信號(hào)傳輸至所述圖像處理裝置；所述位置測(cè)定裝置將檢測(cè)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(jù)所述位置信息調(diào)節(jié)3D視頻信號(hào)中的左右眼視圖中各物點(diǎn)的間距使景深保持不變，并將調(diào)節(jié)后的3D視頻信號(hào)傳輸至所述3D視頻信號(hào)輸出裝置。其中，所述圖像處理裝置包括左右眼視圖調(diào)節(jié)模塊，根據(jù)所述位置信息調(diào)節(jié)3D視頻信號(hào)中的左右眼視圖中各物點(diǎn)的間距使景深相對(duì)同一觀看者保持不變，將調(diào)節(jié)后的左右眼視圖傳輸至3D視頻信號(hào)生成模塊；3D視頻信號(hào)生成模塊，根據(jù)調(diào)節(jié)后的左右眼視圖生成新的3D視頻信號(hào)，并將新的3D視頻信號(hào)傳輸至所述3D視頻信號(hào)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(hào)，并將從所述3D視頻信號(hào)提取的左右眼視圖傳輸至左右眼視圖調(diào)節(jié)模塊。 其中，所述左右眼視圖提取模塊包括采樣子模塊，采集所述3D視頻信號(hào)中的一幀數(shù)據(jù)，并將所述一幀數(shù)據(jù)發(fā)送至拆分子模塊；拆分子模塊，將從所述一幀數(shù)據(jù)中拆分出的左右眼視圖傳輸至所述左右眼視圖調(diào)節(jié)模塊。其中，還包括景深獲取裝置和景深存儲(chǔ)器，所述景深獲取裝置連接所述位置測(cè)定裝置、所述圖像處理裝置和景深存儲(chǔ)器，所述景深存儲(chǔ)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(cè)定裝置檢測(cè)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(fā)送的3D視頻信號(hào)中的左右眼視圖中各物點(diǎn)的初始間距，并計(jì)算所述景深，將所述景深發(fā)送至景深存儲(chǔ)器存儲(chǔ)。其中，還包括景深獲取裝置和景深存儲(chǔ)器，所述景深獲取裝置連接所述景深存儲(chǔ)器，所述景深存儲(chǔ)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(fā)送至所述景深存儲(chǔ)器存儲(chǔ)。其中，所述位置測(cè)定裝置包括攝像頭、紅外感應(yīng)器或手動(dòng)輸入位置信息的裝置。本發(fā)明還提供了一種3D顯示裝置，包括顯示裝置及上述任一項(xiàng)所述的景深保持裝置，所述景深保持裝置的3D視頻信號(hào)輸出裝置連接所述顯示裝置，將所述調(diào)節(jié)后的3D視頻信號(hào)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(fā)明還提供了一種采用上述景深保持裝置實(shí)現(xiàn)的3D顯示方法，包括以下步驟SI :根據(jù)觀看者的位置變化實(shí)時(shí)采集觀看者與顯示屏幕之間的位置信息，并獲取3D視頻信號(hào)中的左右眼視圖；S2:根據(jù)所述位置信息實(shí)時(shí)計(jì)算所述左右視圖在顯示屏幕上顯示時(shí)各物點(diǎn)的間距，使景深相對(duì)于同一觀看者保持不變；S3 :按照步驟S2計(jì)算的間距和左右眼視圖生成新的3D視頻信號(hào)并在顯示屏幕上顯不。其中，所述步驟SI中通過攝像頭、紅外感應(yīng)器或手動(dòng)輸入位置信息的裝置采集觀看者與顯示屏幕之間的位置信息。其中，若3D視頻信號(hào)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(hào)中的左右眼視圖的步驟包括采集所述3D視頻信號(hào)中的一幀數(shù)據(jù)；從所述一幀數(shù)據(jù)中拆分出的左右眼視圖。
其中，所述步驟S2中計(jì)算公式如下
權(quán)利要求
1.一種景深保持裝置，其特征在于，包括3D視頻信號(hào)輸入裝置、位置測(cè)定裝置、圖像處理裝置及3D視頻信號(hào)輸出裝置，所述3D視頻信號(hào)輸入裝置、位置測(cè)定裝置及3D視頻信號(hào)輸出裝置均連接所述圖像處理裝置， 所述3D視頻信號(hào)輸入裝置將獲取的3D視頻信號(hào)傳輸至所述圖像處理裝置； 所述位置測(cè)定裝置將檢測(cè)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(jù)所述位置信息調(diào)節(jié)3D視頻信號(hào)中的左右眼視圖中各物點(diǎn)的間距使景深保持不變，并將調(diào)節(jié)后的3D視頻信號(hào)傳輸至所述3D視頻信號(hào)輸出裝置。
2.如權(quán)利要求I所述的景深保持裝置，其特征在于，所述圖像處理裝置包括 左右眼視圖調(diào)節(jié)模塊，根據(jù)所述位置信息調(diào)節(jié)3D視頻信號(hào)中的左右眼視圖中各物點(diǎn)的間距使景深相對(duì)同一觀看者保持不變，將調(diào)節(jié)后的左右眼視圖傳輸至3D視頻信號(hào)生成模塊； 3D視頻信號(hào)生成模塊，根據(jù)調(diào)節(jié)后的左右眼視圖生成新的3D視頻信號(hào)，并將新的3D視頻信號(hào)傳輸至所述3D視頻信號(hào)輸出裝置。
3.如權(quán)利要求2所述的景深保持裝置，其特征在于，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(hào)，并將從所述3D視頻信號(hào)提取的左右眼視圖傳輸至左右眼視圖調(diào)節(jié)模塊。
4.如權(quán)利要求3所述的景深保持裝置，其特征在于，所述左右眼視圖提取模塊包括 采樣子模塊，采集所述3D視頻信號(hào)中的一幀數(shù)據(jù)，并將所述一幀數(shù)據(jù)發(fā)送至拆分子模塊； 拆分子模塊，將從所述一幀數(shù)據(jù)中拆分出的左右眼視圖傳輸至所述左右眼視圖調(diào)節(jié)模塊。
5.如權(quán)利要求I所述的景深保持裝置，其特征在于，還包括景深獲取裝置和景深存儲(chǔ)器，所述景深獲取裝置連接所述位置測(cè)定裝置、所述圖像處理裝置和景深存儲(chǔ)器，所述景深存儲(chǔ)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(cè)定裝置檢測(cè)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(fā)送的3D視頻信號(hào)中的左右眼視圖中各物點(diǎn)的初始間距，并計(jì)算所述景深，將所述景深發(fā)送至景深存儲(chǔ)器存儲(chǔ)。
6.如權(quán)利要求I所述的景深保持裝置，其特征在于，還包括景深獲取裝置和景深存儲(chǔ)器，所述景深獲取裝置連接所述景深存儲(chǔ)器，所述景深存儲(chǔ)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(fā)送至所述景深存儲(chǔ)器存儲(chǔ)。
7.如權(quán)利要求1飛中任一項(xiàng)所述的景深保持裝置，其特征在于，所述位置測(cè)定裝置包括攝像頭、紅外感應(yīng)器或手動(dòng)輸入位置信息的裝置。
8.一種3D顯示裝置，其特征在于，包括顯示裝置及權(quán)利要求廣5中任一項(xiàng)所述的景深保持裝置，所述景深保持裝置的3D視頻信號(hào)輸出裝置連接所述顯示裝置，將所述調(diào)節(jié)后的3D視頻信號(hào)傳輸至所述顯示裝置顯示。
9.如權(quán)利要求8所述的3D顯示裝置，其特征在于，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。
10.一種采用如權(quán)利要求I所述的景深保持裝置實(shí)現(xiàn)的3D顯示方法，其特征在于，包括以下步驟 SI :根據(jù)觀看者的位置變化實(shí)時(shí)采集觀看者與顯示屏幕之間的位置信息，并獲取3D視頻信號(hào)中的左右眼視圖； S2:根據(jù)所述位置信息實(shí)時(shí)計(jì)算所述左右視圖在顯示屏幕上顯示時(shí)各物點(diǎn)的間距，使景深相對(duì)于同一觀看者保持不變； S3:按照步驟S2計(jì)算的間距和左右眼視圖生成新的3D視頻信號(hào)并在顯示屏幕上顯示。
11.如權(quán)利要求10所述的3D顯示方法，其特征在于，所述步驟SI中通過攝像頭、紅外感應(yīng)器或手動(dòng)輸入位置信息的裝置采集觀看者與顯示屏幕之間的位置信息。
12.如權(quán)利要求10所述的3D顯示方法，其特征在于，若3D視頻信號(hào)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(hào)中的左右眼視圖的步驟包括 采集所述3D視頻信號(hào)中的一幀數(shù)據(jù)； 從所述一幀數(shù)據(jù)中拆分出的左右眼視圖。
13.如權(quán)利要求10所述的3D顯示方法，其特征在于，所述步驟S2中計(jì)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(shí)各物點(diǎn)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(quán)利要求1(T13中任一項(xiàng)所述的3D顯示方法，其特征在于，所述步驟SI之前還包括根據(jù)左右視圖在顯示屏幕上顯示時(shí)各物點(diǎn)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(jì)算景深 MD ~ S + M 其中，M為左右視圖在顯示屏幕上顯示時(shí)各物點(diǎn)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(quán)利要求1(T13中任一項(xiàng)所述的3D顯示方法，其特征在于，所述步驟SI之前還包括獲取用戶設(shè)置的初始景深。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種景深保持裝置，涉及顯示技術(shù)領(lǐng)域，包括3D視頻信號(hào)輸入裝置、位置測(cè)定裝置、圖像處理裝置及3D視頻信號(hào)輸出裝置，3D視頻信號(hào)輸入裝置、位置測(cè)定裝置及3D視頻信號(hào)輸出裝置均連接圖像處理裝置，3D視頻信號(hào)輸入裝置將獲取的3D視頻信號(hào)傳輸至圖像處理裝置；位置測(cè)定裝置將檢測(cè)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(jù)位置信息調(diào)節(jié)3D視頻信號(hào)中的左右眼視圖中各物點(diǎn)的間距使景深保持不變，并將調(diào)節(jié)后的3D視頻信號(hào)傳輸至3D視頻信號(hào)輸出裝置。還公開了一種3D顯示裝置及方法。本發(fā)明根據(jù)觀看者移動(dòng)后與顯示屏幕的距離重新計(jì)算顯示屏幕上左右眼視圖的間距，從而使得景深不變，達(dá)到了較好的觀看效果。
文檔編號(hào)H04N13/04GK102752621SQ201210216350
公開日2012年10月24日 申請(qǐng)日期2012年6月26日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月26日
發(fā)明者武延兵, 董友梅, 陳炎順 申請(qǐng)人:京東方科技集團(tuán)股份有限公司