本發(fā)明涉及裸眼立體顯示領(lǐng)域，更具體地，涉及一種裸眼立體顯示中分辨率指標(biāo)的評價方法及系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
：分辨率是顯示設(shè)備質(zhì)量的重要指標(biāo)之一，它決定了顯示設(shè)備反映圖像細(xì)節(jié)的精細(xì)程度。高分辨率的顯示屏幕與片源可以為觀眾帶來極佳的視覺效果與浸入式的真實感。對于普通的2D顯示器來說，分辨率可以用其水平方向上的像素總和與豎直方向上的像素總和的乘積表示，例如1920×1080或者1080P都可以表示顯示器平板的分辨率；然而對于3D顯示設(shè)備而言，分辨率指標(biāo)不再單純地用顯示設(shè)備的分辨率來表示。因為對于3D顯示這類雙(多)通道顯示設(shè)備，大腦對多個通道的圖片信號進行融合時，其信息量必然會不同于顯示器本身的分辨率。因此3D顯示的分辨率指標(biāo)需要重新進行評定。IEC國際標(biāo)準(zhǔn)對于3D顯示(IEC62629-22-1)分辨率的指標(biāo)并沒有做評價及測量，因此現(xiàn)今有一種約定俗成的評價方法是：對于一個N視點的空分式裸眼3D顯示設(shè)備(例如光柵擋板式裸眼3D顯示器)會使顯示設(shè)備的平面分辨率降低至1/N。例如，對于一個2視點的1920×1080顯示分辨率的光柵擋板式3D顯示設(shè)備，其分配到單通道的分辨率應(yīng)該為960×1080。然而，沒有實測數(shù)據(jù)可以輔證此評價方法的準(zhǔn)確性。又有一類研究是借助分辨率標(biāo)靶對分辨率進行量化，但是人眼的一般可視空間頻率的閾值是30線對/度(CPD)，這對于一些全高清分辨率設(shè)備(FHD,1920×1080)或者是超高清分辨率設(shè)備(UHD,3840×2160)甚至是視網(wǎng)膜分辨率(RetinaDisplay)顯示設(shè)備來說，僅依靠人眼來評價分辨率是不實際的；除此之外，莫爾條紋以及亮度的波動會使顯示設(shè)備的對比度有所差異，這提高了對最小分辨率測試標(biāo)靶的確定難度。因此，對裸眼3D顯示設(shè)備來說，制定一種定量的測量標(biāo)準(zhǔn)來評價分辨率指標(biāo)是不可或缺的。技術(shù)實現(xiàn)要素：本發(fā)明為解決以上現(xiàn)有技術(shù)的難題，提供了一種裸眼立體顯示中分辨率指標(biāo)的評價方法。該方法通過裸眼立體顯示設(shè)備在3D模式下空間頻率、對比度的變化來表征裸眼立體顯示設(shè)備的分辨率指標(biāo)的變化。為實現(xiàn)以上發(fā)明目的，采用的技術(shù)方案是：裸眼立體顯示中分辨率指標(biāo)的評價方法，包括以下步驟：S1采集裸眼立體顯示設(shè)備在3D模式下播放純白色圖片時的亮度，記為E；然后采集裸眼立體顯示設(shè)備在3D模式下播放純白色圖片時的照度L1和播放純黑色圖片時的照度L2；S2.利用3D模式下對顯示設(shè)備測試得到的E、L1和L2建立起空間頻率-對比度閾值曲線C(f)；S3.令裸眼立體顯示設(shè)備在3D模式下顯示測試圖片，然后對裸眼立體顯示設(shè)備顯示的圖像進行拍攝，并對拍攝的圖像進行圖像處理，從而獲取拍攝圖像的對比度；S4.對拍攝圖像的空間頻率進行求解；S5.根據(jù)拍攝圖像的對比度、空間頻率在f-C空間內(nèi)確定相應(yīng)的點P，通過該點與空間頻率-對比度閾值曲線C(f)的位置關(guān)系來判定分辨率的損失情況：(1)若該點低于閾值曲線，則分辨率損失；(2)若該點高于閾值曲線，則分辨率無損，即分辨率不變。優(yōu)選地，在判定分辨率已經(jīng)損失的情況下，則評價方法還包括有確定裸眼立體顯示設(shè)備3D模式下的實際分辨率的步驟，具體為將確定的點P向左平移使其落在空間頻率-對比度閾值曲線C(f)上，然后確定此對比度對應(yīng)的空間頻率，根據(jù)確定的空間頻率對裸眼立體顯示設(shè)備3D模式下的實際分辨率進行求解。優(yōu)選地，所述空間頻率-對比度閾值曲線C(f)的建立過程可用以下公式表示：F(f)=cfexp(-b·f)1+0.06exp(b·f)]]>b＝0.3(1+100/αL)0.15α=0.187+0.355e-10-5·E/0.073,E≥1621-287.65E/105,0≤E<162]]>L＝(L1+L2)/2C(f)=1F(f).]]>優(yōu)選地，所述步驟S2顯示的測試圖片為條紋圖片，該測試圖片由均勻分布且黑白相間的縱向條紋排列而成；所述步驟S3中，首先對拍攝的圖像進行灰度化處理，然后對其灰階做直方統(tǒng)計得到灰階直方圖，對灰階直方圖進行多峰高斯擬合得到擬合曲線，在擬合曲線中確定兩個峰值分別為黑、白條紋的峰值，計算黑、白條紋峰值的灰度平均值B3D、W3D，然后計算拍攝的圖像的對比度C3D：C3D=W3DB3D·1255.]]>優(yōu)選地，所述求解拍攝的圖像的空間頻率f的過程可用以下公式表示：f=Ntan-1(W/Z)]]>其中N是條紋圖片黑白條紋的總對數(shù)，W是裸眼立體顯示設(shè)備顯示屏幕的寬度，Z是拍攝的距離。同時，本發(fā)明還提供一種應(yīng)用以上方法的系統(tǒng)，其具體的方案如下：包括光譜輻射度計C01、照度計C02、拍攝設(shè)備和上位機；其中光譜輻射度計C01用于采集裸眼立體顯示設(shè)備在3D模式下播放純白色圖片時的亮度；照度計C02用于采集裸眼立體顯示設(shè)備在3D模式下播放純白色圖片時的照度L1和播放純黑色圖片時的照度L2；拍攝設(shè)備用于拍攝裸眼立體顯示設(shè)備顯示的圖像；上位機用于建立起空間頻率-對比度閾值曲線C(f)，以及拍攝的圖像進行圖像處理獲得圖像的對比度，以及執(zhí)行步驟S4、S5進行顯示分辨率的判斷分析。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：裸眼立體顯示設(shè)備在將2D模式切換至3D模式時圖像的對比度受到調(diào)制較大，因此可以通過對比度來表征裸眼3D顯示中成像的質(zhì)量變化。本發(fā)明正是基于這個原理，利用裸眼立體顯示設(shè)備在3D模式下空間頻率、對比度的變化來表征裸眼立體顯示設(shè)備的分辨率指標(biāo)的變化，由于空間頻率、對比度的變化與分辨率指標(biāo)之間是相互關(guān)聯(lián)的，因此本發(fā)明提供的方法能夠貼合3D顯示的實際情況，準(zhǔn)確地對裸眼立體顯示中分辨率指標(biāo)的變化做出評價。附圖說明圖1為CSF閾值與對比度空間及其閾值的曲線圖。圖2為實拍的條紋圖片示例、圖片的灰度直方分布和擬合結(jié)果圖。圖3為實例1的分辨率量化說明圖。圖4為實例1的分辨率量化說明圖。圖5為評價方法的流程圖。圖6為系統(tǒng)的搭建示意圖。具體實施方式附圖僅用于示例性說明，不能理解為對本專利的限制；以下結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明做進一步的闡述。實施例13D顯示的原理是雙目視差原理，即利用分光元件將圖像分成兩個通道，使得不同的圖像分別送入不同的眼睛，之后大腦經(jīng)過對圖像的融合產(chǎn)生了凹凸感的視覺效果，于是有了立體視覺。這個過程中最關(guān)鍵的元件是分光元件，這也是顯示器在2D模式與3D模式下最大的區(qū)別。在眼鏡式3D顯示中，利用了偏振片或者快門眼鏡實現(xiàn)了分光，而在裸眼3D顯示中，則用了光柵陣列或者透鏡陣列實現(xiàn)分光。其次，分光元件作為一個線性光學(xué)系統(tǒng)，當(dāng)物光經(jīng)過分光元件成像時，其空間頻譜會受到調(diào)制(Modulation)，調(diào)制行為表現(xiàn)為：成像的對比度與相位會受到調(diào)制，成像質(zhì)量也因此受到影響。裸眼3D顯示中，物的相位不受明顯調(diào)制，所以對比度變化可以用于表征裸眼3D顯示中成像的質(zhì)量變化。而表征對比度變化的函數(shù)即為調(diào)制傳遞函數(shù)(ModulateTransferFunction,MTF)，因此，可以將顯示器在2D轉(zhuǎn)3D時的成像變化用MTF函數(shù)表述，即用MTF表征顯示器在2D/3D模式下的成像對比度的變化。在以上基礎(chǔ)上，本實施例引入對比度敏感函數(shù)(ContrastSensitivityFunction,CSF)，它反映了人眼對同空間頻率下不同對比度圖像分辨能力的響應(yīng)程度，如圖1所示，圖中的曲線11是人眼在此空間頻率下剛好能辨認(rèn)條紋的CSF閾值(F)，這之中CSF值是對比度的倒數(shù)。因此，如果已知圖像信息的空間頻率和對比度，就可以在“空間頻率-對比度敏感函數(shù)”(f–F)空間坐標(biāo)系上找到對應(yīng)的點，再與閾值曲線做比較，就可以與人眼對此圖像的分辨能力聯(lián)系起來。為了更直觀地表示圖片對比度與閾值曲線的關(guān)系，本發(fā)明統(tǒng)一使用對比度C代替CSF值，即C＝1/F，得到“空間頻率-對比度”(f-C)坐標(biāo)空間以及對比度閾值曲線22。如圖1所示，將顯示器在2D模式下播放特定空間頻率f的黑白條紋圖像時的對比度C1用此空間坐標(biāo)系下的點221來表示；當(dāng)顯示模式切換為3D模式時對比度變成了C2(空間頻率f不變)，此時其在f-C空間下的點移動到了點222位置。本發(fā)明通過確定點222與曲線22之間的位置關(guān)系來確定人眼對條紋圖像分辨能力的變化，即顯示器在3D模式下分辨率的變化。為此，如圖5所示，本發(fā)明提供的方法在技術(shù)上必須包括以下三個步驟：(1)建立起空間頻率-對比度閾值曲線C(f)；(2)令裸眼立體顯示設(shè)備在2D模式下和3D模式下顯示測試圖片，然后對裸眼立體顯示設(shè)備在2D模式下和3D模式下顯示的圖像分別進行拍攝，并對拍攝的圖像進行圖像處理，從而獲取2D模式下和3D模式下拍攝圖像的對比度，以及對拍攝圖像的空間頻率進行求解；(3)根據(jù)2D模式下和3D模式下拍攝圖像的對比度、空間頻率在f-C空間內(nèi)確定相應(yīng)的點，判斷該點與空間頻率-對比度閾值曲線C(f)的位置關(guān)系，從而確定分辨率的損失情況：步驟(1)中，首先采集裸眼立體顯示設(shè)備在3D模式下播放純白色圖片時的亮度，記為E；然后采集裸眼立體顯示設(shè)備在3D模式下播放純白色圖片時的照度L1和播放純黑色圖片時的照度L2；然后利用E、L1和L2建立起空間頻率-對比度閾值曲線C(f)：F(f)=cfexp(-b·f)1+0.06exp(b·f)]]>b＝0.3(1+100/αL)0.15α=0.187+0.355e-10-5·E/0.073,E≥1621-287.65E/105,0≤E<162]]>L＝(L1+L2)/2C(f)=1F(f).]]>步驟(2)中，如圖2所示，顯示的測試圖片為條紋圖片，該測試圖片由多條黑白相間的縱向條紋排列而成；在計算圖像的對比度時，首先對拍攝的圖像進行灰度化處理，然后對其灰階做直方統(tǒng)計得到灰階直方圖，對灰階直方圖進行高斯擬合得到擬合曲線，在擬合曲線中確定兩個峰值分別為黑、白條紋的峰值，計算黑、白條紋峰值的灰度平均值B2D、B3D、W2D、W3D，然后根據(jù)B2D、B3D、W2D、W3D計算拍攝的圖像的對比度C2D、C3D：C2D=W2DB2D·1255]]>C3D=W3DB3D·1255.]]>而在求解圖像的空間頻率時，主要通過以下公式進行求解：f=Ntan-1(W/Z)]]>其中N是條紋圖片黑白條紋的總對數(shù)，W是裸眼立體顯示設(shè)備顯示屏幕的寬度，Z是拍攝的距離。步驟(3)中，主要通過以下內(nèi)容判定分辨率的損失情況：(1)若該點低于閾值曲線，則分辨率損失；(2)若該點高于閾值曲線，則分辨率無損，即分辨率不變。實施例2實施例1提供的評價方法只能夠判定在3D模式下裸眼立體顯示設(shè)備的分辨率是否發(fā)生了損失，但是并沒能夠?qū)ζ鋵嶋H的分辨率做出評價。本實施例為解決這種技術(shù)上的缺陷，提供了另外的一種評價方法，該方法在實施例1的方法的基礎(chǔ)上，增設(shè)了一個步驟，具體內(nèi)容如下：在判定分辨率已經(jīng)損失的情況下，則評價方法還包括有確定裸眼立體顯示設(shè)備3D模式下的實際分辨率的步驟，具體為將確定的點向左平移使其落在空間頻率-對比度閾值曲線C(f)上，然后確定此對比度對應(yīng)的空間頻率，然后根據(jù)空間頻率對裸眼立體顯示設(shè)備3D模式下的實際分辨率進行求解。實施例3本實施例通過兩個實例來進一步解釋量化過程。實例1如圖3所示，11為相機實拍下得到的條紋圖片，計算得到對比度后代入f-C空間如22所示，發(fā)現(xiàn)2D模式下的對比度221與3D模式下的對比度222均在對比度閾值曲線33的上方，此時可以認(rèn)為此時的顯示器在3D模式下分辨率沒有損失。結(jié)果數(shù)據(jù)見表1。表1實例1評價數(shù)據(jù)與結(jié)果實例2如圖4所示，11為相機實拍下得到的條紋圖片，利用計算機得到對比度后代入f-C空間如22所示，發(fā)現(xiàn)2D模式下的對比度221在對比度閾值曲線33之上，但是3D模式下的對比度222在對比度閾值曲線33的下方，也就是說該顯示器在3D模式下分辨率發(fā)生了劣化，分辨率發(fā)生了下降，結(jié)果數(shù)據(jù)見表2。表2實例2評價數(shù)據(jù)與結(jié)果實施例4如圖6所示，本實施例提供了一種應(yīng)用實施例1、2、3所述方法的系統(tǒng)，其包括光譜輻射度計C01、照度計C02、拍攝設(shè)備和上位機；其中光譜輻射度計C01用于采集裸眼立體顯示設(shè)備在3D模式下播放純白色圖片時的亮度；照度計C02用于采集裸眼立體顯示設(shè)備在3D模式下播放純白色圖片時的照度L1和播放純黑色圖片時的照度L2；拍攝設(shè)備用于拍攝裸眼立體顯示設(shè)備顯示的圖像；上位機用于建立起空間頻率-對比度閾值曲線C(f)，以及拍攝的圖像進行圖像處理獲得圖像的對比度和空間頻率，以及根據(jù)2D模式下和3D模式下拍攝的圖像的對比度、空間頻率在f-C空間內(nèi)確定相應(yīng)的點，判斷該點與空間頻率-對比度閾值曲線C(f)的位置關(guān)系，從而確定分辨率的損失情況。顯然，本發(fā)明的上述實施例僅僅是為清楚地說明本發(fā)明所作的舉例，而并非是對本發(fā)明的實施方式的限定。對于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在上述說明的基礎(chǔ)上還可以做出其它不同形式的變化或變動。這里無需也無法對所有的實施方式予以窮舉。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明權(quán)利要求的保護范圍之內(nèi)。當(dāng)前第1頁1 2 3