一种可自动调整影像显示深度的立体显示装置及方法
【专利摘要】本发明公开了一种可自动调整影像显示深度的立体显示装置及方法，其包括距离获取单元、图像格式判断单元、原始深度计算单元、深度计算单元、影像处理单元、像素排列单元，距离获取单元的输出端连接到深度计算单元的输入端，图像格式判断单元的输入端连接有图像信号，图像格式判断单元的输出端连接到深度计算单元的输入端或原始深度计算单元的输入端，原始深度计算单元的输出端连接到深度计算单元的输入端，深度计算单元的输出端连接到影像处理单元的输入端，影像处理单元的输出端连接到像素排列单元的输入端，像素排列单元的输出端连接到立体显示装置的显示屏的输入端。本发明增大物体的立体效果，使观看者看到的立体景象有跃然眼前的效果。
【专利说明】—种可自动调整影像显示深度的立体显示装置及方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种立体显示装置，尤其涉及一种可自动调整影像显示深度的立体显示装置及方法。
【背景技术】
[0002]目前的裸眼3D显示设备，为了避免观看者在观看时站错位置而看不到立体画面，会在显示设备上方中央处添加摄像头等影像获取装置，结合人脸跟踪系统来计算用户的位置，并根据用户的位置，实时调整输出的左右眼画面的内容，使用户在最佳观赏范围内的任何位置都可以看到三维立体效果。
[0003]现有的立体显示装置只会在观看者左右位置变化的时候，根据观看者的位置改变输出的内容，但不会根据观看者到立体显示装置的距离改变输出图像中物体的景深，调节出屏和入屏物体的立体效果，因此不能使观看者看到的立体景象有跃然眼前的效果。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于提供一种可自动调整三维影像显示深度，能使观看者看到的立体景象有跃然眼前效果的立体显示装置及方法。
[0005]为实现上述目的，本发明采用以下设计方案:所述的立体显示装置包括距离获取单元、图像格式判断单元、原始深度计算单元、深度计算单元、影像处理单元、像素排列单元，所述的距离获取单元的输出端连接到深度计算单元的输入端，所述的图像格式判断单元的输入端连接有图像信号，所述的图像格式判断单元的输出端连接到深度计算单元的输入端或原始深度计算单元的输入端，所述的原始深度计算单元的输出端连接到深度计算单元的输入端，所述的深度计算单元的输出端连接到影像处理单元的输入端，所述的影像处理单元的输出端连接到像素排列单元的输入端，所述的像素排列单元的输出端连接到立体显示装置的显示屏的输入端。
[0006]采用可自动调整影像显示深度的立体显示装置的方法，所述的方法包括以下步骤:
1)距离获取单元获取观看者与立体显示装置之间的距离L；
2)图像格式判断单元对输入的图像信号的格式进行判断，若获取的图像信号包含有左眼图像和右眼图像，则图像格式判断单元将图像信号输入到原始深度计算单元中计算出图像信号的原始深度图像D1，原始深度计算单元再将计算好的原始深度图像Dl和左眼图像，或原始深度图像Dl和右眼图像的信号输入到深度计算单元；若获取的图像信号包含有二维图像和原始深度图像D1，则图像格式判断单元将原始深度图像Dl和二维图像的信号输入到深度计算单元；
3)深度计算单元根据距离获取单元获取的观看距离L，计算深度变换系数b=a*L，其中a是立体显示装置的系数，取值为0.0002—0.05，并根据原始深度图像Dl和深度变换系数b生成新深度图像D2，并将新深度图像D2和左眼图像，或新深度图像D2和右眼图像，或新深度图像D2和原始二维图像的信号输入到影像处理单元；
4)影像处理单元根据新深度图像D2和左眼图像，或新深度图像D2和右眼图像，或新深度图像D2和二维图像生成N个不同视角的图像，并将结果输入到像素排列单元；
5)像素排列单元根据立体显示装置的像素排列方式将N个不同视角的图像进行像素排列形成具有N个视角的立体图像，并输入到立体显示装置的显示屏上显示。
[0007]所述步骤4)中:
a.当立体显示装置为两视角立体显示器或电视时，将二维图像、左眼图像或者右眼图像作为新的左眼图像，并根据新深度图像D2和新的左眼图像生成新的右眼图像；或将二维图像、左眼图像或者右眼图像作为新的右眼图像，再根据新深度图像D2和新的右眼图像生成新的左眼图像；
b.当立体显示装置为N视角立体显示器或电视时，可以将二维图像、左眼图像或者右眼图像作为一个视角的图像，再根据新深度图像D2依次生成其他N-1个视角的图像，其中N大于2 ;
c.当立体显示装置为投影式显示装置时，则根据生成的新深度图像D2和左眼图像，或新深度图像D2和右眼图像，或新深度图像D2和二维图像生成各个视角的图像。
[0008]所述的步骤b中的N视角立体显示装置的N为偶数时，可将二维图像、左眼图像或者右眼图像作为第N/2视角或者第N/2+1视角的图像，再根据新深度图像D2生成其他N-1个视角的图像小为奇数时，可将二维图像、左眼图像或者右眼图像作为第(N+1)/2视角的图像，再根据原始深度图像D2生成其他N-1个视角的图像。
[0009]所述的距离获取单元为两个以上的摄像头或深度摄像头。
[0010]本发明采用以上设计方案，通过根据观看者和立体显示装置的距离，及通过b=a*L实时变换，同步调整输出的立体图像，调整其出屏或入屏物体的立体效果，使观看者在不同的位置可以看到较佳的立体景象，并使得立体影像有跃然眼前的效果，并以此来改善立体显示装置的立体效果。
【专利附图】
【附图说明】
[0011]下面结合附图和【具体实施方式】对本发明作进一步详细的说明:
图1为本发明观看者和立体显示装置距离为L的结构示意图；
图2为本发明实施方式的结构示意图；
图3为本发明原始深度图像Dl的示意图；
图4为本发明新深度图像D2的示意图。
【具体实施方式】
[0012]如图1、图2所示，本发明所述的立体显示装置包括距离获取单元1、图像格式判断单元2、原始深度计算单元3、深度计算单元4、影像处理单元5、像素排列单元6，所述的距离获取单元I的输出端连接到深度计算单元4的输入端，所述的图像格式判断单元2的输入端连接有图像信号，所述的图像格式判断单元2的输出端连接到原始深度计算单元3的输入端或深度计算单元4的输入端，所述的原始深度计算单元3的输出端连接到深度计算单元4的输入端，所述的深度计算单元4的输出端连接到影像处理单元5的输入端，所述的影像处理单元5的输出端连接到像素排列单元6的输入端，所述的像素排列单元6的输出端连接到立体显示装置的显示屏7的输入端，所述的方法包括以下步骤:
1)距离获取单元I获取观看者8与立体显示装置的显示屏7之间的距离L；
2)图像格式判断单元2对输入的图像信号的格式进行判断，若获取的图像信号包含有左眼图像和右眼图像，则图像格式判断单元2将图像信号输入到原始深度计算单元3中计算出图像信号的原始深度图像D1，原始深度计算单元3再将计算好的原始深度图像Dl和左眼图像，或原始深度图像Dl和右眼图像的信号输入到深度计算单元4 ;若获取的图像信号包含有二维图像和原始深度图像D1，则图像格式判断单元2将原始深度图像Dl和二维图像的信号输入到深度计算单元4 ；
3)深度计算单元4根据距离获取单元I获取的观看距离L，计算深度变换系数b=a*L，其中a是显示装置的系数，该系数与显示器的尺寸、像素大小和光栅或透镜的设计有关，优选地，a的取值范围为0.0002—0.05，并根据原始深度图像Dl和深度变换系数b生成新深度图像D2，并将新深度图像D2和左眼图像，或新深度图像D2和右眼图像，或新深度图像D2和二维图像输入到影像处理单元5中；
4)影像处理单元5根据新深度图像D2和左眼图像，或新深度图像D2和右眼图像，或新深度图像D2和二维图像，生成N个不同视角的图像，并将结果输入到像素排列单元6 ；
5)像素排列单元6根据立体显示装置的像素排列方式将N个不同视角的图像进行像素排列，形成具有N个视角的立体图像，并输入到立体显示装置的显示屏7上显示。
[0013]上述步骤4)中:
a.当立体显示装置为两视角立体显示器或电视时，将二维图像、左眼图像或者右眼图像作为新的左眼图像，并根据新深度图像D2和新的左眼图像生成新的右眼图像；或将二维图像、左眼图像或者右眼图像作为新的右眼图像，再根据新深度图像D2和新的右眼图像生成新的左眼图像；
b.当立体显示装置为N视角立体显示器或电视时，可以将二维图像、左眼图像或者右眼图像作为一视角的图像，再根据新深度图像D2依次生成其他N-1个视角的图像，其中N大于2，优选地，当N为偶数时，二维图像、左眼图像或者右眼图像作为第N/2视角或者第N/2+1视角的图像，再根据新深度图像D2生成其他N-1个视角的图像；当N为奇数时，二维图像、左眼图像或者右眼图像作为第(N+1)/2视角的图像，再根据原始深度图像D2生成其他N-1个视角的图像。假设立体显示装置为5视角立体显示器，则将二维图像，或者左眼图像，或者右眼图像作为视角3的图像，然后结合新深度图像D2生成其余4个视角的图像，再分别填入视角1、视角2、视角4和视角5中；假设立体显示装置为6视角立体显示器，则将二维图像，或者左眼图像，或者右眼图像作为视角3的图像，然后结合新深度图像D2生成其余5个视角的图像，再分别填入视角1、视角2、视角4、视角5和视角6中或者将二维图像，或者左眼图像，或者右眼图像作为视角4的图像，然后结合新深度图像D2生成其余5个视角的图像，再分别填入视角1、视角2、视角3、视角5和视角6中；
c.当立体显示装置为投影式显示装置时，则根据生成的新深度图像D2和左眼图像，或新深度图像D2和右眼图像，或新深度图像D2和二维图像生成其他视角的图像。
[0014]所述的距离获取单元I可以是两个以上的摄像头或深度摄像头。
[0015]具体的，假设b=a*L中，a取0.03，观看者8与立体显示装置的显示屏7的距离L为500厘米，则b=l.5，假设原始深度图像Dl如图3所示，则立体显示装置的显示屏7根据原始深度图像Dl和深度变换系数b生成如图4所示的新深度图像D2，新深度图像D2相对原始深度图像Dl的图像根据立体效果，给人更有跃然于眼前的感觉。
【权利要求】
1.一种可自动调整影像显示深度的立体显示装置，其特征在于:所述的立体显示装置包括距离获取单元、图像格式判断单元、原始深度计算单元、深度计算单元、影像处理单元、像素排列单元，所述的距离获取单元的输出端连接到深度计算单元的输入端，所述的图像格式判断单元的输入端连接有图像信号，所述的图像格式判断单元的输出端连接到深度计算单元的输入端或原始深度计算单元的输入端，所述的原始深度计算单元的输出端连接到深度计算单元的输入端，所述的深度计算单元的输出端连接到影像处理单元的输入端，所述的影像处理单元的输出端连接到像素排列单元的输入端，所述的像素排列单元的输出端连接到立体显示装置的显示屏的输入端。
2.一种采用权利要求1所述的可自动调整影像显示深度的立体显示装置的方法，其特征在于:所述的方法包括以下步骤: 1)距离获取单元获取观看者与立体显示装置之间的距离L； 2)图像格式判断单元对输入的图像信号格式进行判断，若获取的图像信号包含有左眼图像和右眼图像，则图像格式判断单元将图像信号输入到原始深度计算单元中计算出图像信号的原始深度图像D1，原始深度计算单元再将计算好的原始深度图像Dl和左眼图像，或原始深度图像Dl和右眼图像的信号输入到深度计算单元；若获取的图像信号包含有二维图像和原始深度图像D1，则图像格式判断单元将原始深度图像Dl和二维图像的信号输入到深度计算单元； 3)深度计算单元根据距离获取单元获取的观看距离L，计算深度变换系数b=a*L，其中a是立体显示装置的系数，取值为0.0002—0.05，并根据原始深度图像Dl和深度变换系数b生成新深度图像D2，并将新深度图像D2和左眼图像，或新深度图像D2和右眼图像，或新深度图像D2和二维图像的信号输入到影像处理单元； 4)影像处理 单元根据新深度图像D2和左眼图像，或新深度图像D2和右眼图像，或新深度图像D2和二维图像生成N个不同视角的图像，并将结果输入到像素排列单元； 5)像素排列单元根据立体显示装置的像素排列方式将N个不同视角的图像进行像素排列形成具有N个视角的立体图像，并输入到立体显示装置的显示屏上显示。
3.根据权利要求2所述的一种可自动调整影像显示深度的立体显示装置的方法，在于:所述步骤4)中: a.当立体显示装置为两视角立体显示器或电视时，将左眼图像、右眼图像或者二维图像作为新的左眼图像，并根据新深度图像D2和新的左眼图像生成新的右眼图像；或将左眼图像、右眼图像或者二维图像作为新的右眼图像，再根据新深度图像D2和新的右眼图像生成新的左眼图像； b.当立体显示装置为N视角立体显示器或电视时，将二维图像、左眼图像或者右眼图像作为一个视角的图像，再根据新深度图像D2依次生成其他N-1个视角的图像，其中N大于2 ； c.当立体显示装置为投影式显示装置时，则根据生成的新深度图像D2和左眼图像，或新深度图像D2和右眼图像，或新深度图像D2和二维图像生成各个视角的图像。
4.根据权利要求3所述的一种可自动调整影像显示深度的立体显示装置的方法，其特征在于:所述的步骤b中的N视角立体显示装置的N为偶数时，二维图像、左眼图像或者右眼图像作为第N/2视角或者第N/2+1视角的图像，再结合新深度图像D2生成其他N-1个视角的图像；N为奇数时，二维图像、左眼图像或者右眼图像作为第(N+l)/2视角的图像，再结合原始深度图像D2生成其他N-1个视角的图像。
5.根据权利要求1所述的一种可自动调整影像显示深度的立体显示装置，其特征在于:所述的距离获取单元为两个以上`的摄像头或深度摄像头。
【文档编号】H04N13/00GK103873841SQ201210541326
【公开日】2014年6月18日 申请日期:2012年12月14日 优先权日:2012年12月14日
【发明者】王孝艳, 许胜允, 吕昭宏 申请人:冠捷显示科技（厦门）有限公司