裸眼3D广告机的制作方法

本实用新型涉及3D设备领域，具体涉及裸眼3D广告机。

背景技术：

人机交互技术的方向始终朝着和谐自然的方向发展，人们希望得到的人机交互方式是同自然生活中一样，而不是需要手持交互工具、两眼注视屏幕的被动的交互方式。在计算机输出显示方面，英国物理学家Charle Wheatstone早在19世纪就发现人眼能够看到3维物体的根本原因是人的两只眼睛观察到的图像不同造成的。经过近一个多世纪的研究，人类基于这种让左右眼观察到不同图像的原理研发出各类3D图像展示技术，并将之运用到各大领域。现有将头戴式3D显示器与体感操作装置结合，形成一种全沉浸的3维体验系统，还有的研究了超高清多视角裸眼电视实现技术，通过理论计算证明超高清屏幕解决多视角裸眼3D技术分辨率低的问题的可行性。非穿戴式裸眼3D显示技术将会是今后显示器发展的重要分支。虽然在高清显示与裸眼显示领域都已经有过很过研究，但是如何将高清与临场感强烈的互动体验系统仍亟待研究。

技术实现要素：

为了解决上述技术问题的至少之一，本实用新型提供了一种裸眼3D广告机。

根据本实用新型的一个方面，裸眼3D广告机，包括前端处理单元、3D图像处理单元、FRC处理单元和显示单元，信号进入到前端处理单元，进行解码为视频信号和音频信号，音频信号经过采样后送到音频放大器进行功率放大，视频信号经过画质调整、缩放后将视频信号再次编码送到3D图像处理单元进行处理；3D图像处理单元改善图像显示效果并再次将信号编码处理转化为V-bye-One信号，经过FRC处理单元处理后的信号送到多视点裸视3D显示屏，3D显示屏前端T-con接收信号并将信号转化为行场时序控制信号，直接驱动液晶显示器，将图像还原播放显示。

3D图像处理单元包括DDR3单元、FLASH单元、晶振单元、EEPROM单元和FPGA单元，DDR3单元、FLASH单元、晶振单元和EEPROM单元分别连接FPGA单元，前端处理单元的输出信号进入FPGA单元后又输出信号到FRC处理单元。

FRC处理单元包括主芯片单元和从芯片单元，主芯片单元连接从芯片单元，主芯片单元和从芯片单元都连接面板单元，主芯片单元连接第一SPI接口、第一DDR3单元和第二DDR3单元，从芯片单元连接第二SPI接口、第三DDR3单元和第四DDR3单元。

显示单元包括T-con处理单元、电压转换单元和LCD单元，T-con处理单元和电压转换单元连接LCD单元，视频信号经T-con处理单元后进入LCD单元，电压单元经电压转换单元后进入LCD单元，LCD单元包括信号单元和背光单元。

本实用新型具有如下有益的效果：

本实用新型设计合理，使用方便，将体感交互与裸眼3D结合的展示方式能够显著增加交互沉浸感，吸引玩家体验欲望，采用4K2K显示屏，在多视点裸眼3D显示时还是可以保证高清分辨率显示水平。

附图说明

附图示出了本公开的示例性实施方式，并与其说明一起用于解释本公开的原理，其中包括了这些附图以提供对本公开的进一步理解，并且附图包括在本说明书中并构成本说明书的一部分。

图1为本实用新型的整体结构示意图；

图2为本实用新型的3D图像处理单元结构图；

图3为本实用新型的FRC处理单元结构图；

图4为本实用新型的显示单元结构图。

具体实施方式

下面结合附图和实施方式对本公开作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于解释相关内容，而非对本公开的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本公开相关的部分。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本公开中的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施方式来详细说明本公开。

如图1-图4所示，裸眼3D广告机，包括前端处理单元1、3D图像处理单元2、FRC(帧比率控制)处理单元3和显示单元4，信号进入到前端处理单元1，解码为视频信号和音频信号，音频信号经过采样后送到音频放大器进行功率放大，视频信号经过画质调整、缩放后将视频信号再次编码送到3D图像处理单元2进行处理。3D图像处理单元2改善图像显示效果并再次将信号编码处理转化为V-bye-One信号，经过FRC处理单元3处理后的信号送到多视点裸视3D显示屏4。3D显示屏前端T-con(时序控制器)接收信号并将信号转化为行场时序控制信号，直接驱动液晶显示器，将图像还原播放显示。

3D图像处理单元包括DDR3单元6、FLASH单元7、晶振单元9、EEPROM单元10和FPGA单元11，DDR3单元6、FLASH单元7、晶振单元9和EEPROM单元10分别连接FPGA单元11，前端处理单元的输出信号5进入FPGA单元后又输出信号8到FRC处理单元。

FRC处理单元包括主芯片单元16和从芯片单元17，主芯片单元16连接从芯片单元17，主芯片单元16和从芯片单元17都连接面板单元15，主芯片单元16连接第一SPI接口12、第一DDR3单元13和第二DDR3单元14，从芯片单元17连接第二SPI接口18、第三DDR3单元19和第四DDR3单元20。

显示单元包括T-con(时序控制器)处理单元23、电压转换单元24和LCD单元25，T-con处理单元23和电压转换单元24连接LCD单元25，视频信号21经T-con处理单元23后进入LCD单元25，电压单元22经电压转换单元24后进入LCD单元25，LCD单元25包括信号单元26和背光单元27。

根据本实用新型的内容，其工作原理：首先信号会进入到前端处理单元，进行解码为视频信号和音频信号，音频信号经过采样，音频调整，后送到音频放大器进行功率放大，放大后的音频信号可以直接连接扬声器进行播放。视频信号经过画质调整，缩放，以及其他参数调整后将视频信号再次编码送到多视点裸眼3D算法处理模块进行处理；视频信号在这里先解码，再进行深度图萃取，再依据深度图信息与原始的视频顿绘制虚拟多视点视图，接着对虚拟多视点视图进行填补产生各个视点视图，再依据显示屏的像素分布进行多视点视图图像帧的映射，然后编码成为LVDS信号送到后端信号处理，后端信号处理器将接收过来的信号进行解码，再经过MEMC处理，将视频帧帧频提升，通过算法智能插入视频帧，增加图像刷新率，改善图像显示效果并再次将信号编码处理转化为V-bye-One信号，经过FRC处理后的信号送到多视点裸视3D显示屏，3D显示屏前端T-con接收信号并将信号转化为行场时序控制信号，直接驱动液晶显示器，将图像还原播放显示。

本公开的上述的采样、音频调整、功率放大、画质调整、缩放及再次编码等图像、音频、视频等处理技术本领域的技术人员可以根据现有技术来选择合适的方式。

前端处理单元：采用Panasonic SLD3/NIN2WS0220作为电视系统端的主芯片，支持多种数字和模拟信号源输入，同样其外围设置多种接口形式供设计开发选择使用。其外围信号输入接口有RJ45，HDMI，USB，SD card，VGA，YpbPr，CVBS以及模拟立体声音频输入。另外还可以支持数字电视丁S码流输入，其前端有一体化的Silicon Tuner，支持模拟和数字信号输入，并将模拟信号直接解调为CVBS和SIF信号，将数字信号解调为IF信号，IF信号通过Demodulator解调为TS流送到主芯片，这样就完成了模拟和数字电视节目的接收。由于主芯片其本身没有包含电源管理和待机处理模块，则需要外挂一个MCU处理系统电源管理，开关机上电、掉电时序，接收外部控制指令等。MCU也是采用Panasonic芯片型号为MN1O1SFH9GTP的解决方案。MCU外部连接有IR输入信一号、按键板拄制信号、以及环境光亮度传感器信号，作为终端客户控制操作电视系统的用户界面。系统电视主芯片和MCU是通过UART和I2C接口进行信息交流和指令传送。

3D图像处理单元：FPGA数据输入接口和输出接口都采用LVDS接口，输入信号大概有以下格式1920*1080@100Hz，120Hz和3840*2160@24Hz，25Hz，30Hz，在系统是2D显示模式的时候，FPGA将接收到的LVDS信号直接bypass输出，不做处理；在系统是3D显示模式的时候，FPGA将接收的信号做相关处理后全部转成3840*2160@30Hz输出。另外，FPGA作为系统的一个处理器件，其需要接收前端主芯片的控制，其控制总线采用I2C通信。

FRC处理单元：采用两片同样的处理芯片完成对一前端传送过来的LVDS信号的处理。其输入接口为LVDS输入信号格式有1080P@120Hz和4K2K@30Hz两种，由于后端搭配的显示屏的物理分辨率为4K2K刷新率为120Hz，则此模块需要对两种信号做不同的处理如果是FHD 1080P@120Hz信号则需要对信号做Up-scaler放大处理，如果是UHD 4K2K@30Hz，在2D模式下，则需要对图像视频帧做MEMC处理，智能插帧，通过前后视频帧信息产生新的中间帧，提高视频帧帧频，进一步提升显示屏的刷新率，改善显示效果，提升画质，在3D模式下，直接做视频帧倍频处理。

系统有两片相同信号的芯片，所以在工作的时候需要其中一个作为主控芯片Master，一个作为从动芯片Slave。每个芯片都有自己的一套程序支撑本身工作，其外部各自都连接有存储工作程序的SPI Flash，选择的芯片为MX25L3206EM2I-12G，另外由于做图像视频帧画质调整和图像缩放处理以及MEMC运算实现FRC转换，需要大量的动态存储器资源，所以每片都接有2片256Mb的DDR2芯片。

信号首先接入到Master，Master接收到LUDS信号，此时是完整的4K2K@30Hz或者FHD@120Hz，通过4组LUDS传送，Master将LUDS信号进行分流，一边接收送往后端进行处理，同时将信号bypass传送到Slave,Master和Slave中间通过一个GPIO设置同步信号，各自处理一半画幅视频帧，这里涉及Master送出画面的左半部分信号，Slave送出画面的右半部分，在FHD信号送进来的时候Master将左半部分信号，也就是960*1080信号放大成为1920*2160画幅视频帧，同样Slave处理右半部分，这样经过同步信号同步处理，送出的信号就是完整的3840*2160全画幅信号。

显示单元：由FRC送过来的V-by-one视频信号经过Panel的T-con进行处理，转化为控制Cell的RSDS信号，输入信号格式为4K2K@120Hz，其对应有16组的V-by-one信号。T-con采用独立供电，采用12V直流电压。另外还连接有控制信号，与主板进行通信以及切换显示模式和参数调整。为保证良好的显示和节能效果，采用LED光源作为背光源设计，采用侧入式背光源放置方法布置LED灯条。由于LED灯条上会布置大量的LED灯，需要提供较高的电压和功率，所以需要一块LED驱动板即DC Converter进行电压调整，Converter将较低的直流电压提升到可以驱动LED灯条的合适电压，另外其设计有调整信号调整背光亮度。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例/方式”、“一些实施例/方式”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例/方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例/方式或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例/方式或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例/方式或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例/方式或示例以及不同实施例/方式或示例的特征进行结合和组合。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

本领域的技术人员应当理解，上述实施方式仅仅是为了清楚地说明本公开，而并非是对本公开的范围进行限定。对于所属领域的技术人员而言，在上述公开的基础上还可以做出其它变化或变型，并且这些变化或变型仍处于本公开的范围内。