基于人体检测和图像处理调整裸眼3D电视机参数的方法与流程

本发明涉及一种调整裸眼3D电视机参数的方法，尤其是一种基于人体检测和图像处理来调整裸眼3D电视机参数的方法。

背景技术：
裸眼3D电视机是一种新兴的高性能电视机，它可以使得人们摆脱传统的观看3D视频时，需要额外戴上专用3D眼镜的麻烦，为人们的休闲娱乐、掌握资讯提供了方便。然而，在现有的基于狭缝光栅结构的裸眼3D电视机技术上，仍然存在着一种由于人眼位置不在中心区域所带来的斜向观测的“串扰”现象。这种所谓的“串扰”现象的生成是因为人眼的左眼(右眼)通过光栅看到了本不属于它的、应该属于右眼(左眼)所看到的区域，从而形成了失真的效果。现有的对于这种“串扰”的现象的处理方式，在科研界主要提出的方式有两个：在获得人眼位置的前提下，一个是在识别人眼位置的条件下，采用微动电机带动光栅运动的方式，进行调整。另一个是通过移动子像素的方案，从而实现把斜向观测变为正视的效果，从而提高了观测的效果。但是，这样的研究未形成真正的应用。原因在于，第一种方案是没有这种合适的微动电机；第二种是需要额外的专用的电子电路。而且，这两种方案只针对红、绿、蓝三原色构成的彩色液晶点为横向顺序排列的状态，对于类似于夏普的红、绿、蓝三原色三角布置成液晶点的方式就不适合。另外，这些都是除了人体观测的硬件外，仍然需要额外的硬件成本的。如果存在一种不需要额外硬件成本的方案，能够解决这种斜视所带来的“串扰”问题，提高电视机的观赏效果，那么将对基于狭缝光栅结构的裸眼3D电视机技术提供有力的支撑。

技术实现要素：
本发明要解决的技术问题是目前在解决“串扰”问题时所采用的硬件方法不仅会增加系统成本，而且难以普遍应用。为了解决上述技术问题，本发明提供了一种基于人体检测和图像处理调整裸眼3D电视机参数的方法，包括如下步骤：步骤1，实时获取人眼相对于裸眼3D电视机屏幕的位置关系，位置关系包括视线角度和距离；步骤2，根据实时获取的位置关系计算出当前人眼位置将在裸眼3D电视机屏幕液晶点上的偏移值；步骤3，根据偏移值实时调整裸眼3D电视机屏幕显示图像，使左右眼通过裸眼3D电视机屏幕的缝隙板看到显示图像相应区域的液晶点。本发明直接利用图像处理、不需要额外硬件成本的方案，能够解决基于光栅基础的3D裸眼电视斜视所带来的“串扰”问题，提高光栅基础的3D裸眼电视斜视的观赏效果，对基于狭缝光栅结构的裸眼3D电视机技术提供了有力的支撑；采用对人眼位置的实时捕捉能够有效增强实时的3D观赏效果。作为本发明的进一步限定方案，步骤2中计算偏移程度的具体步骤为:步骤2.1，计算左眼视线通过缝隙板上的各个缝隙后在液晶板上的左边观察边缘距离裸眼3D电视机屏幕中心处的横向坐标为：其中，H1为左眼离裸眼3D电视机缝隙板的距离，H2为缝隙板离液晶板的距离，a为左眼视线偏离裸眼3D电视机屏幕中心处竖向垂直面的偏离角，S1为相邻两个缝隙之间的距离，SS为缝隙的宽度，n表示第n个缝隙，X0表示裸眼3D电视机屏幕中心处距离液晶板左边缘的横向坐标，X1(n)表示左眼视线通过第n个缝隙所观测到的左边观察边缘距离液晶板左边缘的横向坐标；步骤2.2，计算左眼视线的左边观察边缘在液晶点上的偏移值，再根据偏移值判断左边观察边缘是在左眼液晶点、中间沟槽或右眼液晶点上，具体判断步骤为：步骤2.2.1，若」则表明左边观察边缘是在应该被左眼观测到的左眼液晶点上，于是有左眼视线的左侧偏移值其中，」符号表示向下取整，W1为液晶点的宽度，W2为液晶点之间的中间沟槽的宽度；步骤2.2.2，若」或3，则表明左边观察边缘是在左眼液晶点和右眼液晶点之间的中间沟槽上，于是有左眼视线的左侧偏移值el1(n)＝0；步骤2.2.3，若」则表明左边观察边缘是在应该被右眼观测到的右眼液晶点上，于是左眼视线的左侧偏移值步骤2.3，计算左眼视线通过缝隙板上的各个缝隙后在液晶板上的右边观察边缘距离裸眼3D电视机屏幕中心处的横向坐标为：其中，X2(n)表示左眼视线通过第n个缝隙所观测到的右边观察边缘距离液晶板左边缘的横向坐标；步骤2.4，计算左眼视线的右边观察边缘在液晶点上的偏移值，再根据偏移值判断右边观察边缘是在左眼液晶点、中间沟槽或右眼液晶点上，具体判断步骤为：步骤2.4.1，若」则表明右边观察边缘是在应该被左眼观测到的左眼液晶点上，于是有左眼视线的右侧偏移值步骤2.4.2，若」或者3，则表明右边观察边缘是在左眼液晶点和右眼液晶点之间的中间沟槽上，于是有左眼视线的右侧偏移值el2(n)＝0；步骤2.4.3，若」则表明右边观察边缘是在应该被右眼观测到的右眼液晶点上，于是有左眼视线的右侧偏移值步骤2.5，计算右眼视线通过缝隙板上的各个缝隙后在液晶板上的左边观察边缘距离裸眼3D电视机屏幕中心处的横向坐标为：其中，Y1(n)表示右眼视线通过第n个缝隙所观测到的左边观察边缘距离液晶板左边缘的横向坐标；步骤2.6，计算右眼视线的左边观察边缘在液晶点上的偏移值，再根据偏移值判断左边观察边缘是在左眼液晶点、中间沟槽或右眼液晶点上，具体判断步骤为：步骤2.6.1，若」则表明左边观察边缘是在应该被左眼观测到的左眼液晶点上，于是有右眼视线的左侧偏移值步骤2.6.2，若」或者3，则表明左边观察边缘是在左眼液晶点和右眼液晶点之间的中间沟槽上，于是有右眼视线的左侧偏移值er1(n)＝0；步骤2.6.3，若」则表明左边观察边缘是在应该被右眼观测到的右眼液晶点上，于是有右眼视线的左侧偏移值步骤2.7，计算右眼视线通过缝隙板上的各个缝隙后在液晶板上的右边观察边缘距离裸眼3D电视机屏幕中心处的横向坐标为：其中，Y2(n)表示右眼视线通过第n个缝隙所观测到的右边观察边缘距离液晶板左边缘的横向坐标；步骤2.8，计算右眼视线的右边观察边缘在液晶点上的偏移值，再根据偏移值判断右边观察边缘是在左眼液晶点、中间沟槽或右眼液晶点上，具体判断步骤为：步骤2.8.1，若」则表明右边观察边缘是在应该被左眼观测到的左眼液晶点上，于是有右眼视线的右侧偏移值步骤2.8.2，若」或者3，则表明右边观察边缘是在左眼液晶点和右眼液晶点之间的中间沟槽上，于是有右眼视线的右侧偏移值er2(n)＝0；步骤2.8.3，若」则表明右边观察边缘是在应该被右眼观测到的右边液晶点上，于是有右眼视线的右侧偏移值采用实时地对el1(n)、el2(n)、er1(n)以及er2(n)四个偏移值进行计算，从而为后期对即将显示的图像融合处理提供基础，确保得到观赏效果较好的显示图像。作为本发明的进一步限定方案，步骤3中，根据偏移值实时调整裸眼3D电视机屏幕显示图像的具体步骤为：步骤3.1，设应该通过裸眼3D电视机屏幕最终显示的图像为I(n)，图像I(n)包括左眼视线通过第n个缝隙观察到的图像为Il(n)以及右眼视线通过第n个缝隙观察到的图像为Ir(n)，则有：其中，表示实际点亮的右眼液晶点LEDr(n)被左眼观测到的一部分的亮度，表示实际点亮的左眼液晶点LEDl(n+1)被左眼观测到的一部分的亮度，表示实际点亮的右眼液晶点LEDr(n)被右眼观测到的一部分的亮度，表示实际点亮的左眼液晶点LEDln+1被右眼观测的一部分的亮度，Zh*W2W1表示左眼液晶点和右眼液晶点之间不发光的中间沟槽对人眼的负面影响，Zh为可调的照度系数；步骤3.2，设最初始的边缘LEDl(0)＝0、LEDr(0)＝0，计算出裸眼3D电视机屏幕的每个液晶点的应有状态。作为本发明的进一步限定方案，步骤3.1中，由于左眼和右眼都观测到了原本只应该由左眼观测到的左眼液晶点和只应该由右眼观测到的右眼液晶点，即左眼和右眼均对左眼液晶点和右眼液晶点各生成了一个液晶点状态，则采用均值处理为：其中，LEDl(n)1是基于左眼观测生成的新的左眼应该观测的第n个液晶点状态；LEDl(n)2是基于右眼观测生成的新的左眼应该观测的第n个液晶点状态；LEDr(n)1是基于左眼观测生成的新的右眼应该观测的第n个液晶点状态；LEDr(n)2是基于右眼观测生成的新的右眼应该观测的第n个液晶点状态；再将均值处理后的和这两个液晶点应该显示的图案作为左眼液晶点LEDl(n)和右眼液晶点LEDr(n)的实际发光值在相应液晶点上进行显示。采用可调的照度系数能够根据整体面板液晶点的亮度进行调节的，不同的液晶点具有不同的效果，具有较好的适应能力。本发明的有益效果在于：(1)本发明直接利用图像处理、不需要额外硬件成本的方案，能够解决基于光栅基础的3D裸眼电视斜视所带来的“串扰”问题，提高光栅基础的3D裸眼电视斜视的观赏效果，对基于狭缝光栅结构的裸眼3D电视机技术提供了有力的支撑；(2)采用对人眼位置的实时捕捉能够有效增强实时的3D观赏效果。附图说明图1为本发明的方法流程图；图2为本发明的观测角度参数示意图；图3为本发明的观测角度参数局部放大示意图。具体实施方式如图1所示，本发明公开的基于人体检测和图像处理调整裸眼3D电视机参数的方法，包括如下步骤：步骤1，实时获取人眼相对于裸眼3D电视机屏幕的位置关系，位置关系包括视线角度和距离；步骤2，根据实时获取的位置关系计算出当前人眼位置将在裸眼3D电视机屏幕液晶点上的偏移值，计算偏移程度的具体步骤为:步骤2.1，计算左眼视线通过缝隙板上的各个缝隙后在液晶板上的左边观察边缘距离裸眼3D电视机屏幕中心处的横向坐标为：其中，H1为左眼离裸眼3D电视机缝隙板的距离，H2为缝隙板离液晶板的距离，a为左眼视线偏离裸眼3D电视机屏幕中心处竖向垂直面的偏离角，S1为相邻两个缝隙之间的距离，SS为缝隙的宽度，n表示第n个缝隙，X0表示裸眼3D电视机屏幕中心处距离液晶板左边缘的横向坐标，X1(n)表示左眼视线通过第n个缝隙所观测到的左边观察边缘距离液晶板左边缘的横向坐标；步骤2.2，计算左眼视线的左边观察边缘在液晶点上的偏移值，再根据偏移值判断左边观察边缘是在左眼液晶点、中间沟槽或右眼液晶点上，具体判断步骤为：步骤2.2.1，若」则表明左边观察边缘是在应该被左眼观测到的左眼液晶点上，于是有左眼视线的左侧偏移值其中，」符号表示向下取整，W1为液晶点的宽度，W2为液晶点之间的中间沟槽的宽度；步骤2.2.2，若」或3，则表明左边观察边缘是在左眼液晶点和右眼液晶点之间的中间沟槽上，于是有左眼视线的左侧偏移值el1(n)＝0；步骤2.2.3，若」则表明左边观察边缘是在应该被右眼观测到的右眼液晶点上，于是左眼视线的左侧偏移值步骤2.3，计算左眼视线通过缝隙板上的各个缝隙后在液晶板上的右边观察边缘距离裸眼3D电视机屏幕中心处的横向坐标为：其中，X2(n)表示左眼视线通过第n个缝隙所观测到的右边观察边缘距离液晶板左边缘的横向坐标；步骤2.4，计算左眼视线的右边观察边缘在液晶点上的偏移值，再根据偏移值判断右边观察边缘是在左眼液晶点、中间沟槽或右眼液晶点上，具体判断步骤为：步骤2.4.1，若」则表明右边观察边缘是在应该被左眼观测到的左眼液晶点上，于是有左眼视线的右侧偏移值步骤2.4.2，若」或者3，则表明右边观察边缘是在左眼液晶点和右眼液晶点之间的中间沟槽上，于是有左眼视线的右侧偏移值el2(n)＝0；步骤2.4.3，若」则表明右边观察边缘是在应该被右眼观测到的右眼液晶点上，于是有左眼视线的右侧偏移值步骤2.5，计算右眼视线通过缝隙板上的各个缝隙后在液晶板上的左边观察边缘距离裸眼3D电视机屏幕中心处的横向坐标为：其中，Y1(n)表示右眼视线通过第n个缝隙所观测到的左边观察边缘距离液晶板左边缘的横向坐标；步骤2.6，计算右眼视线的左边观察边缘在液晶点上的偏移值，再根据偏移值判断左边观察边缘是在左眼液晶点、中间沟槽或右眼液晶点上，具体判断步骤为：步骤2.6.1，若」则表明左边观察边缘是在应该被左眼观测到的左眼液晶点上，于是有右眼视线的左侧偏移值步骤2.6.2，若」或者3，则表明左边观察边缘是在左眼液晶点和右眼液晶点之间的中间沟槽上，于是有右眼视线的左侧偏移值erl(n)＝0；步骤2.6.3，若」则表明左边观察边缘是在应该被右眼观测到的右眼液晶点上，于是有右眼视线的左侧偏移值步骤2.7，计算右眼视线通过缝隙板上的各个缝隙后在液晶板上的右边观察边缘距离裸眼3D电视机屏幕中心处的横向坐标为：其中，Y2(n)表示右眼视线通过第n个缝隙所观测到的右边观察边缘距离液晶板左边缘的横向坐标；步骤2.8，计算右眼视线的右边观察边缘在液晶点上的偏移值，再根据偏移值判断右边观察边缘是在左眼液晶点、中间沟槽或右眼液晶点上，具体判断步骤为：步骤2.8.1，若」则表明右边观察边缘是在应该被左眼观测到的左眼液晶点上，于是有右眼视线的右侧偏移值步骤2.8.2，若」或者3，则表明右边观察边缘是在左眼液晶点和右眼液晶点之间的中间沟槽上，于是有右眼视线的右侧偏移值er2(n)＝0；步骤2.8.3，若」则表明右边观察边缘是在应该被右眼观测到的右边液晶点上，于是有右眼视线的右侧偏移值步骤3，根据偏移值实时调整裸眼3D电视机屏幕显示图像，使左右眼通过裸眼3D电视机屏幕的缝隙板看到显示图像相应区域的液晶点，具体步骤为：步骤3.1，设应该通过裸眼3D电视机屏幕最终显示的图像为I(n)，图像I(n)包括左眼视线通过第n个缝隙观察到的图像为Il(n)以及右眼视线通过第n个缝隙观察到的图像为Ir(n)，则有：其中，表示实际点亮的右眼液晶点LEDr(n)被左眼观测到的一部分的亮度，表示实际点亮的左眼液晶点LEDl(n+1)被左眼观测到的一部分的亮度，表示实际点亮的右眼液晶点LEDr(n)被右眼观测到的一部分的亮度，表示实际点亮的左眼液晶点LEDl(n+1)被右眼观测的一部分的亮度，表示左眼液晶点和右眼液晶点之间不发光的中间沟槽对人眼的负面影响，Zh为可调的照度系数；步骤3.2，设最初始的边缘LEDl(0)＝0、LEDr(0)＝0，计算出裸眼3D电视机屏幕的每个液晶点的应有状态。在步骤3.1中，由于左眼和右眼都观测到了原本只应该由左眼观测到的左眼液晶点和只应该由右眼观测到的右眼液晶点，即左眼和右眼均对左眼液晶点和右眼液晶点各生成了一个液晶点状态，则采用均值处理为：其中，LEDl(n)1是基于左眼观测生成的新的左眼应该观测的第n个液晶点状态；LEDl(n)2是基于右眼观测生成的新的左眼应该观测的第n个液晶点状态；LEDr(n)1是基于左眼观测生成的新的右眼应该观测的第n个液晶点状态；LEDr(n)2是基于右眼观测生成的新的右眼应该观测的第n个液晶点状态；再将均值处理后的和这两个液晶点应该显示的图案作为左眼液晶点LEDl(n)和右眼液晶点LEDr(n)的实际发光值在相应液晶点上进行显示。本发明基于人体检测和图像处理调整裸眼3D电视机参数的方法在实施时，需要在3D电视机液晶板上侧中间位置处设置人体观测设备，用于观测人体所在的方向、距离、身体动作姿态，可直接采用微软公司的Kinect人体观测设备。Kinect可以观测到人体的位置，得到人体头部所在的位置与Kinect所在的电视机的中心点的偏差角度a以及离电视机的距离H1。如图2中标有“正常”的那个区域，按照基于狭缝光栅结构的裸眼3D电视机的原理，左眼应该只看到左眼应该看到的标有“左”的液晶点；右眼应该只能够看到右眼应该看到的标有“右”的液晶点。图2中标有“串扰”的那个区域而由于人眼发生了偏移，所以左眼能够看到的有上个右眼的液晶点的一部分、中间的暗槽、左眼的一部分。本发明直接利用图像处理、不需要额外硬件成本的方案，能够解决基于光栅基础的3D裸眼电视斜视所带来的“串扰”问题，提高光栅基础的3D裸眼电视斜视的观赏效果，对基于狭缝光栅结构的裸眼3D电视机技术提供了有力的支撑。