全景显示系统、方法、电子设备以及计算机可读存储介质与流程

本发明涉及成像显示技术领域，特别是涉及一种全景显示系统、方法、电子设备以及计算机可读存储介质。

背景技术：

传统的显示屏只能进行显示视角在180度以下的平面显示。

如果将上述显示屏应用于诸如圆柱形电器等立体形态的电器时，会使得显示内容在视觉上呈现出突兀的感觉，不能在全方位上向用户展示信息。

鉴于此，提供一种可以全方位成像的显示方法是亟待解决的技术问题。

技术实现要素：

本发明实施例的目的在于提供一种全景显示系统、方法、电子设备以及计算机可读存储介质，以解决如何全方位成像的技术问题。

为了实现上述目的，本发明的第一方面，提供了以下技术方案：

一种全景显示系统，其包括：成像模块、投影模块和全景屏幕；其中：

所述成像模块，用于产生待显示图像，并将所述待显示图像投射至所述投影模块；

所述投影模块，用于对所述待显示图像进行全景投影，得到目标全景图像；

所述全景屏幕，用于显示所述目标全景图像。

进一步地，所述投影模块包括至少一个反射面和/或折射面。

进一步地，所述包括至少一个反射面或折射面的投影模块为类锥体、折叠多反射体或单镜多反射体。

进一步地，所述投影模块为类锥体，且中心轴与所述全景屏幕的中心轴相共轴；所述成像模块为激光扫描仪，且设置在所述全景屏幕的中心轴上。

进一步地，所述投影模块为折叠多反射体；所述折叠多反射体包括以下中的至少两组：第一至第n反射面以及透射面；其中：

所述第一至第n反射面，用于形成所述待显示图像光束传播的光路，且所述第n反射面还用于将所述待显示图像反射至所述透射面；

所述透射面，用于将所述待显示图像折射至所述全景屏幕；

其中，所述n取大于1的自然数。

进一步地，所述投影模块为至少两个反射体；所述成像模块包括显示器件和成像器件；其中：

所述显示器件，用于将所述待显示图像发射至所述成像器件；

所述成像器件，用于对所述待显示图像进行折射至所述至少两个反射体；

所述至少两个反射体，用于对所述待显示图像进行反射，得到所述目标全景图像。

进一步地，所述全景屏幕为中空结构的柱状体。

进一步地，所述全景屏幕采用近透明材料、近黑色材料或近白色材料。

为了实现上述目的，本发明的第二方面，还提供了以下技术方案：

一种全景显示方法，其包括：

产生待显示图像；

对所述待显示图像进行全景投影，得到目标全景图像；

显示所述目标全景图像。

进一步地，对所述待显示图像进行全景投影，得到目标全景图像的步骤，具体包括：

通过包括至少一个反射面和/或折射面的投影体，对所述待显示图像进行全景投影，得到目标全景图像。

为了实现上述目的，本发明的第三方面，还提供了以下技术方案：

一种电子设备，其包括处理器、通信接口、存储器和通信总线，其中，所述处理器、所述通信接口和所述存储器通过所述通信总线完成相互间的通信；

所述存储器，用于存放计算机程序；

所述处理器，用于执行所述存储器上所存放的程序时，实现第二方面所述的方法步骤。

为了实现上述目的，本发明的第四方面，还提供了以下技术方案：

一种计算机可读存储介质，其中，所述计算机可读存储介质内存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现第二方面所述的方法步骤。

本发明实施例提供一种全景显示系统、方法、电子设备以及计算机可读存储介质。其中，该全景显示系统包括：成像模块、投影模块和全景屏幕；其中，成像模块，用于产生待显示图像，并将待显示图像投射至投影模块；投影模块，用于对待显示图像进行全景投影，得到目标全景图像；全景屏幕，用于显示目标全景图像。本发明实施例通过采取该技术方案，将成像模块所形成的待显示图像，通过投影模块进行全景投影；然后，再将全景投影的结果投射到全景屏幕上，从而实现了全景图像的显示，可以同时全方位地为用户展示信息，可以为带来用户360度环绕的观感体验，并且还能提升用户交互的自由度。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例,并配合附图，详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。

图1为根据本发明实施例的全景显示系统的结构示意图；

图2为根据本发明实施例的全景显示系统侧向俯视结构示意图；

图3为根据本发明实施例的全景显示系统半剖面结构示意图；

图4为根据本发明实施例的投影模块作为类椎体的情况下实现全景显示的示意图；

图5为根据本发明实施例的投影模块为折叠多反射体的情况下实现全景显示的示意图；

图6为根据本发明实施例的投影模块为折叠多反射体的情况下成像模块沿横轴扫描时全景显示的示意图；

图7为根据本发明实施例的投影模块为折叠多反射体的情况下成像模块沿纵轴扫描时全景显示的示意图；

图8为根据本发明实施例的投影模块为反射体的情况下实现全景显示的示意图；

图9为根据本发明实施例的全景显示方法的流程示意图。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。实施例中的任何技术特征、任何技术方案均是多种可选的技术特征或可选的技术方案中的一种或几种，为了描述简洁的需要本文件中无法穷举本发明的所有可替代的技术特征以及可替代的技术方案，也不便于每个技术特征的实施方式均强调其为可选的多种实施方式之一，所以本领域技术人员应该知晓：可以将本发明提供的任一技术手段进行替换或将本发明提供的任意两个或更多个技术手段或技术特征互相进行组合而得到新的技术方案。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

还需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。

另外，在以下描述中，提供具体细节是为了便于透彻理解实施例。然而，所属领域的技术人员将理解，可在没有这些特定细节的情况下实践所述方面。

下面结合图1-9对本发明进行详细说明。

为了解决如何全方位成像的技术问题，本发明实施例提供一种全景显示系统。该系统主要包括：成像模块1、投影模块2和全景屏幕3。其中，成像模块1用于产生待显示图像，并将该待显示图像投射至投影模块2。投影模块2用于对该待显示图像进行全景投影，得到目标全景图像。全景屏幕3用于显示该目标全景图像。

在本实施例中，成像模块1作为光学引擎，可以包括光源、显示单元和成像单元。其中，光源用于产生光束。显示单元用于接收光束，形成待显示图像，并将待显示图像发射至成像单元。成像单元用于对待显示图像进行折射。

其中，光源可以是任意形式的光源，例如，卤素灯、有机发光二极管(lightemittingdiode,led)、激光器等。

上述显示器包括但不限于有机发光二极管显示器(organiclightemittingdiodepanel，oledpanel)、液晶显示器(liquidcrystaldisplay，lcd)、硅基液晶显示器(liquidcrystalonsilicon，lcos)、数字微镜器件(digitalmirrordevice，dmd)例如dlp投影仪(digitallightprocessing)、基于微机电系统(micro-electromechanicalsystems，mems)的激光扫描仪(laserscanner)、基于驱动光纤束(actuatedfiberbundle)的激光扫描仪(laserscanner)。

上述成像单元作为光学元件，例如可以是光学透镜等。

在一个优选的实施例中，投影模块2包括至少一个反射面和/或折射面。

其中，反射面或折射面用于将成像模块1发射出来的光束，投射在全景屏幕3上。其中，反射面或折射面例如可以为平面，或者环形面、非环形面、双锥形面、非圆柱形面、离轴抛物线形面、渐变形面以及多项式曲面等自由曲面。

更优选地，包括至少一个上述反射面或折射面的投影模块例如可以为立方体、类椎体、折叠多反射体(例如，多反射玻璃棱镜)、单镜多反射体等。

图3示例性地示出了全景显示系统半剖面结构，其中示出了成像模块1、投影模块2和全景屏幕3。成像模块1产生待显示图像，并将该待显示图像的第一光束4投射至投影模块2。投影模块2对该待显示图像进行全景投影，得到目标全景图像；然后，将该目标全景图像的第二光束5投射至全景屏幕3，以实现全景图像显示。

下面举例对投影模块分别作为类椎体、折叠多反射体、单镜多反射体的实施例进行详细说明。

(一)投影模块作为类椎体

请参考图4，在本实施例中，可以将类椎体2a的类锥面21作为反射面。成像模块1为激光扫描仪，且设置在全景屏幕3的中心轴上。类椎体2a的中心轴与全景屏幕3的中心轴相共轴。

其中，激光扫描仪扫描得到像素是按照矩形形态，沿二维空间内横纵坐标轴(a,b)均匀分布的矩形像素，由此使得扫描得到的光束是沿二维空间内横纵坐标轴(a,b)均匀分布的矩形光束。

上述类椎体2a产生的待显示图像可以是如下形式：形成待显示图像光束的图形为圆环形。图4示例性地示出了该圆环形待显示图像的投影图像21'，以及横纵坐标轴(a,b)的投影坐标轴(21'a,21'b)。本实施例通过采取圆环形的待显示图像可以避免以下缺陷：当成像模块1产生的待显示图像的光束4'扫描到类椎体2a的顶点时，该待显示图像的光束不会被投影向全景屏幕3。

下面结合图4对类椎体2a将待显示图像投影至全景屏幕3上的过程进行详细说明。

由于成像模块1产生的待显示图像的光束4'为圆环形光束；所以，可以得到以下投影关系：沿投影图像21'半径方向的光束5'会被投射到全景屏幕3的纵向方向上，而且，沿投影图像21'b圆周方向的光束5'会被投射到全景屏幕3的圆周上。

根据上述投影关系可知，成像模块1产生的圆环形光束4'的内环(其对应于投影图像21'的内环21'a)对应于全景屏幕3的下边缘，圆环形光束的外环(其对应于投影图像21'的外环21'b)对应于全景屏幕3的上边缘，从内环至外环的半径方向上的光束对应于全景屏幕3的下边缘至上边缘之间的区域。

在本实施例中，成像模块1优选为基于微机电系统的激光扫描仪。该成像模块1可以沿两个相互垂直的坐标轴(a,b)进行逐点双轴扫描，以形成待显示图像的光束4'。该待显示图像的光束垂直向上投射在投影模块2上。

上述类锥形体的类锥面可以为自由曲面形式，例如，该类锥面可以替换为环形面、非环形面、双锥形面、非圆柱形面、离轴抛物线形面、渐变形面以及多项式曲面等。

(二)投影模块为折叠多反射体

在本实施例中，折叠多反射体2b可以包括以下中的至少两组：第一至第n反射面以及透射面。其中，第一至第n反射面用于形成待显示图像光束传播的光路，且该第n反射面还用于将待显示图像反射至透射面；该透射面用于将该待显示图像折射至全景屏幕3；其中，n取大于1的自然数。

请参考图5，举例而言，该折叠多反射体2b可以包括以下呈中心轴对称的两组：第一至第三反射面(23,24,25)以及透射面26。对其中的一组而言，当待显示图像的光束照射到第一反射面23时，该第一反射面23将待显示图像的光束4”反射至第二反射面24；接着，该第二反射面24将该待显示图像的光束反射至第三反射面25；然后，该第三反射面25再将该待显示图像的光束进行反射，并经透射面26，形成光束5”，并折射至全景屏幕3上。在图5中，第一至第三反射面(23,24,25)之间所示虚线表示光束；成像模块1进行逐像素扫描的坐标轴为a轴和b轴(图中用虚线表示)。

其中，第一至第三反射面(23,24,25)以及透射面26之间的介质可以是空气，也可以是玻璃等。例如，第一至第三反射面(23,24,25)以及透射面26可以共同包围玻璃而形成折叠体。

在上述实施例中，采用透射面，以发散的形式，将待显示图像的光束折射至全景屏幕3上。在待显示图像的光束被透射面26进行投射之前，通过多个反射面(23,24,25)，进行多次反射，以使得在有限的空间内增大待显示图像光束的光程，进而可以增大待显示图像的光束5”射出时的发散角，由此，射出的待显示图像的光束5”可以覆盖全景屏幕3上更大的面积，最大可以达到180度视场的覆盖。本实施例通过采用两组第一至第三反射面(23,24,25)以及透射面26来形成360度视场的覆盖，从而达到全景显示的目的。这种增大全景屏幕3上光束覆盖面积的方法在实际应用中具有易于实现的技术效果。

当然，本领域技术人员应能理解，上述采用两组第一至第三反射面(23,24,25)以及透射面26的方式仅为举例，可以使用任意m组第一至第三反射面(23,24,25)以及透射面26，来实现全景显示的目的。其中，每一组可以覆盖角度的视场，从而拼接成360度全景图像。

下面结合图6和7以具体实施例来对本发明进行详细说明。

请参考图6-7，本实施例提供一种全景显示系统。该系统包括基于微机电系统的双轴激光扫描仪、折叠多反射体2b和全景屏幕3。其中，当基于微机电系统的双轴激光扫描仪在二维空间内沿横轴a扫描时，待显示图像的光束4”经过折叠多反射体2b内的多次反射以及折射后，照射在全景屏幕3，且沿该全景屏幕3的横向成像。当基于微机电系统的双轴激光扫描仪在二维空间内沿纵轴b扫描时，待显示图像的光束4”进过折叠多反射体2b内的多次反射以及折射后，照射在全景屏幕3，且沿该全景屏幕3的纵向成像。因此，当基于微机电系统的双轴激光扫描仪工作时，同时沿横向和纵向进行逐像素点扫描时，照射在全景屏幕3上的成像也会沿着全景屏幕的横向和纵向同时进行逐像素点的呈现。由于这个过程中的成像扫描频率远远大于人眼的识别范围；所以，在全景屏幕3上会呈现出成像的像素点同时显示的效果。

(三)投影模块为反射体

请参考图8，在一个优选的实施例中，成像模块1包括显示器件1'a和成像器件1'b。反射体2c包括至少两个反射体(图8中示例性示出了对称的两个反射体中的一个)。其中，显示器件1'a用于接收光束，形成待显示图像，并将待显示图像发射至成像器件1'b。成像器件1'b用于将待显示图像进行折射至该至少两个反射体。至少两个反射体2c用于对待显示图像进行反射，使得至少两个图像进行拼接，从而得到目标全景图像。其中，一个反射体最大可以实现180度视场角度的图像。

其中，显示器件1'a可以为液晶显示器(例如，硅基液晶显示器)、数字微镜器件、dlp(digitallightprocessing，数字光处理)投影仪等。

上述成像器件1'b可以为透镜组。该透镜组中透镜的数量和指标可以根据实际的成像要求而设定。

上述反射体可以为平板型反射体，也可以为自由曲面形反射体。其中，通过采用自由曲面作为反射面，可以分担成像模块的一部分光功率，并能够增强全景显示系统的设计灵活性。

在实际应用中，如果显示单元以竖直方向将待显示图像的光束4”'发射至反射体2c上；则该反射体可以将待显示图像的光束5”'平行地反射至全景屏幕3上，从而实现全景图像显示。

在一个优选的实施例中，全景屏幕3可以为中空结构的柱状体。

例如，该全景屏幕3可以为中空结构的圆柱状、方形柱状、环形等任意多边形形态的柱状体。

以该全景屏幕3为中空结构的圆柱体为例，成像模块1和投影模块2可以设置在圆柱体的内部。

更优选地，该全景屏幕3可以使用近透明材料、近黑色材料或近白色材料。

在本实施例中，通过采用近透明材料，可以增强该全景屏幕3的通透性，并能够产生3d(三维)视觉效果。通过采用近黑色材料，可以吸收环境的杂光，并增强该全景屏幕3的显示对比度。通过采用近白色材料，可以增强该全景屏幕3的显示亮度。

综上所述，本发明实施例通过采取上述各个技术方案，将成像模块所形成的待显示图像，通过投影模块进行全景投影；然后，再将全景投影的结果投射到全景屏幕上，从而实现了全景图像的显示，可以同时全方位地为用户展示信息，可以为带来用户360度环绕的观感体验，并且还能提升用户交互的自由度。

基于与上述全景显示系统实施例相同的技术构思，本发明实施例还提供一种全景显示方法。如图9所示，该方法主要包括：

s100：产生待显示图像；

s110：对待显示图像进行全景投影，得到目标全景图像；

s120：显示目标全景图像。

在一个优选的实施例中，步骤s110具体包括：

通过包括至少一个反射面和/或折射面的投影体，对待显示图像进行全景投影，得到目标全景图像。

其中，反射面或折射面例如可以为平面，或者环形面、非环形面、双锥形面、非圆柱形面、离轴抛物线形面、渐变形面以及多项式曲面等自由曲面。

有关上述全景显示系统方法实施例的详细说明以及所实现的技术效果可以参考前述全景显示系统实施例中的相关说明，在此不再赘述。

另外，本发明实施例还提供一种电子设备，其包括处理器、通信接口、存储器和通信总线。其中，处理器、通信接口和存储器通过通信总线完成相互间的通信。存储器用于存放计算机程序。处理器用于执行存储器上所存放的程序时，实现上述全景显示方法实施例所述的方法步骤。

上述通信总线例如可以是外设部件互连标准(peripheralcomponentinterconnect，pci)总线或扩展工业标准结构(extendedindustrystandardarchitecture，eisa)总线等。该通信总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。

上述通信接口用于上述电子设备与其他设备之间的通信。

上述存储器可以包括随机存取存储器(randomaccessmemory，ram)，也可以包括非易失性存储器(non-volatilememory，nvm)，例如至少一个磁盘存储器。可选的，存储器还可以是至少一个位于远离前述处理器的存储装置。

上述的处理器可以是通用处理器，包括中央处理器(centralprocessingunit，简称cpu)、网络处理器(networkprocessor，np)等；还可以是数字信号处理器(digitalsignalprocessing，dsp)、专用集成电路(applicationspecificintegratedcircuit，asic)、现场可编程门阵列(field－programmablegatearray，fpga)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。

上述电子设备例如可以为音箱(例如，智能语音音箱)、机器人、灯具、虚拟现实设备、视频播放器等。

有关上述电子设备实施例的详细说明以及所实现的技术效果可以参考前述全景显示系统实施例中的相关说明，在此不再赘述。

此外，本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质。该计算机可读存储介质内存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现全景显示方法实施例所述的方法步骤。

有关本实施例的详细说明可以参考前述实施例中的相关说明，在此不再赘述。

该计算机可读存储介质可应用于终端，该计算机可读存储介质中存储有至少一条指令、至少一段程序、代码集或指令集，该指令、该程序、该代码集或该指令集由处理器加载并执行以实现。

上述计算机可读存储介质可以包括但不限于随机存取存储器(ram)、动态随机存取存储器(dram)、静态随机存取存储器(sram)、只读存储器(rom)、可编程只读存储器(prom)、可擦写可编程只读存储器(eprom)、电可擦写可编程只读存储器(eeprom)、闪存(例如，nor型闪存或nand型闪存)、内容可寻址存储器(cam)、聚合物存储器(例如，铁电聚合物存储器)、相变存储器、双向开关半导体存储器、硅-氧化物-氮化硅-氧化硅-硅(silicon-oxide-nitride-oxide-silicon，sonos)存储器、磁卡或者光卡，亦或是其他任意适当类型的计算机可读存储介质。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

上述本发明公开的任一技术方案中所应用的用于表示位置关系或形状的术语除另有声明外其含义包括与其近似、类似或接近的状态或形状。本发明提供的任一部件既可以是由多个单独的组成部分组装而成，也可以为一体成形工艺制造出来的单独部件。

需要说明的是，出于简要的考虑，本文通过相关的方式描述了实施例。在上述各个实施例中，省略了相同的内容，而详细描述了各个实施例间相区别的内容。本领域技术人员应能理解，上述各个实施例之间可以相互借鉴。

在说明书中描述的特征和优点并非囊括，并且具体而言，许多附加特征和优点将鉴于附图、说明书和权利要求而为本领域普通技术人员所清楚。另外应当注意，在说明书中使用的语言已经主要出于可读性和指导的目的而加以选择，并且可以未被选择用于界定或者限定发明主题内容。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明做任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。