一种基于内存计算的裸眼3D显示系统的制作方法

本实用新型属于裸眼3d显示
技术领域：
，涉及一种基于内存计算的裸眼3d显示系统。
背景技术：
：裸眼3d显示技术是影像行业最新、最前沿的高新技术，它的出现改变了传统平面图像给人们带来的视觉疲惫，也是图像制作领域的一场技术革命。裸眼3d显示系统的原理是利用人的两眼具有视差的特性，在不需要任何辅助设备的情况下，经视神经中枢的融合反射以及视觉心理反应即可获得具有空间、深度的逼真立体图像。从技术实现上来看，裸眼3d显示系统一般是通过光栅或透镜将显示器显示的图像进行分光，即在显示面板前方放置一个参数合适的狭缝，对显示内容进行遮挡，在经过一定距离后，到达人眼的光线便可被分开，双眼接收到两幅含有视差的图像，从而使人眼产生立体效果。经过对裸眼3d显示系统的设备结构和显示过程的研究，发现目前的裸眼3d显示系统的设备用来遮挡的光栅多采用自上而下斜式的摆放结构，如图2所示的裸眼3d显示原理图，图中像素点为裸眼3d显示设备上的显示面板的像素点，可根据人眼的采光位置划分为左眼像素点和右眼像素点，裸眼3d显示设备与常规显示设备区别在于其增加了一层从上而下斜式摆放的光栅，用于将像素点发出的多余像素点光芒经选择性的过滤后，使得传入左右眼中的图像有一定的差异进而产生裸眼3d的效果，但从图中也可以看出光栅一旦确定了倾斜角度后，能机械过滤的像素点的位置就被固定，在显示的过程中，设备只能机械的确保观影者在某个特定方向观影效果最好，而伴随着观影者的移动，会使得人眼接收到多余的干扰像素点，造成左右眼中像素点串扰，从而影响裸眼3d显示系统的观影效果。现有裸眼3d显示系统主要是采用外部控制单元全程控制内存，包括内存地址的选择、内存中已有数据的读取和计算，以及计算后的数据到裸眼3d显示设备的传输，而改善上述缺点的途径只有通过控制内存向裸眼3d显示设备传输的像素点数据中部分像素点数据不显示。外部控制单元在计算从内存中读取的数据和传输数据时，会占用外部控制单元大量的内部缓冲空间，并且会消耗多余的工作时间，降低系统的整体计算效率。如何有效的减少裸眼3d显示设备与外部控制单元之间的通信时间，如何降低外部控制单元的计算量，进行提高裸眼3d显示系统的整体效率和增强立体显示效果越来越重要。因此，本实用新型针对上述问题，提出了一种基于内存计算的裸眼3d显示系统。技术实现要素：本实用新型的目的在于：提供了一种基于内存计算的裸眼3d显示系统，解决了现有裸眼3d显示系统存在外部控制单元被占用空间较多，计算量较大，与裸眼3d显示设备通信时间较长，处理速度较慢，导致系统的整体效率较低和立体显示效果较差的问题。本实用新型采用的技术方案如下：一种基于内存计算的裸眼3d显示系统，包括外部控制单元、外部信息采集单元、内存单元和裸眼3d显示设备，所述外部控制单元和外部信息采集单元与内存单元连接，所述内存单元与裸眼3d显示设备连接，所述内存单元包括至少两个存储单元阵列：第一存储单元阵列用于存储内存计算所需电流参考值，第二存储单元阵列用于存储缓冲显示信息；读写控制模块：输入端与外部控制单元的输出端连接，对存储单元阵列中的数据进行读取；数据采集模块：输入端与外部信息采集单元连接，输出端与读写控制模块的输出端连接，对人眼的位置进行数据采集，并将数据通过读写控制模块传输到外部控制单元；双模式字线驱动模块：输入端与读写控制模块的输出端连接，输出端与第二存储单元阵列的输入端连接，用于驱动存储单元阵列中选定的内存地址并根据位线选择端控制存储单元阵列中相应存储单元的工作状态；动态参考电流产生器模块：输入端与读写控制模块的输出端连接，输出端与第一存储单元阵列的输入端连接，用于产生存储单元阵列计算后的动态参考电流；电流模式敏感放大器模块：输入端与第二存储单元阵列的输出端和动态参考电流产生器模块的输出端连接，输出端与裸眼3d显示设备连接，用于提高存储单元阵列中输出电流的小信号电流增益，通过比较总的位线电流的大小与动态参考电流产生器模块产生的动态参考电流的大小，将满足参考电流阈值的电流放大后输出至裸眼3d显示设备。进一步地，所述内存单元还包括时序控制模块：输入端与外部控制单元的输出端连接，对数据传输进行时序校准和控制。进一步地，所述动态参考电流产生器模块包括依次连接的计数器子模块：用于检测读写控制模块指令所需数据的有效读取量，记录存储单元阵列中输入数据的有效二进制位数；字数据查表控制器子模块：用于读出有效数据字线数量，并依据有效数据字线数量向感知判断子模块发出参考电流数据的查询申请指令；感知判断子模块：根据接收到的查询申请指令从用于存储内存计算所需电流参考值的存储单元阵列中以查表的方式将已存数据以参考电流阈值的形式输出，并通过多路复用器与选中位线所产生的电流大小做比较。进一步地，所述内存单元输出的像素点数据以24位二进制的格式输出，转为范围为0～255的十进制格式，24位二进制数据输出的十进制格式为[<0～255>,<0～255>,<0～255>]，因左右眼接收图像数据具有差异性，内存单元输出的不会被左右眼看到的像素点位置为[0,0,0]，被左右眼看到的像素点的位置则根据内存单元计算的结果输出对应像素点位置的数据，即显示像素点颜色。综上所述，由于采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果是：1.一种基于内存计算的裸眼3d显示系统，将内存计算与裸眼3d显示设备相结合，外部控制单元根据人眼相对裸眼3d显示设备的位置控制相应像素点颜色显示的部分计算功能转移到内存单元中进行，只需要外部控制单元发送特定命令，将内存中备选的地址的数据产生的电流与动态电流作比较，最终根据输出电流的大小转化为相应的计算结果，并向裸眼3d显示设备传输最终结果，通过内存计算的方式大幅度减少了外部控制单元从内存单元读取数据，进行运算后再返回到内存单元所需的时间，从而有效节约了外部控制单元对裸眼3d显示设备的控制时间，释放了外部控制单元的计算功能，降低了外部控制单元处理数据的复杂度，极大地提高了外部控制单元的计算效率，降低了整个裸眼3d显示系统的运行功耗。2.本实用新型的内存单元还包括时序控制模块，对数据传输进行时序校准和控制，可以确保读取存储单元阵列中数据的正确性。3.本实用新型的数据采集模块对人眼的位置进行数据采集，并将数据通过读写控制模块传输到外部控制单元，可以保证裸眼3d显示设备对应位置显示的像素点与人眼位置相契合。附图说明为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图，其中：图1是本实用新型的系统框图；图2是现有技术中的裸眼3d显示原理图；图3是本实用新型的存储单元阵列的示意图；图4是本实用新型的动态参考电流产生器模块框图。具体实施方式为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型，即所描述的实施例只是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处描述和附图中示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。需要说明的是，术语“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。下面结合实施例对本实用新型的特征和性能作进一步的详细描述。实施例一本实用新型的较佳实施例，提供了一种基于内存计算的裸眼3d显示系统，如图1所示，包括外部控制单元、外部信息采集单元、内存单元和裸眼3d显示设备，所述外部控制单元和外部信息采集单元与内存单元连接，所述内存单元与裸眼3d显示设备连接，所述内存单元包括至少两个存储单元阵列：第一存储单元阵列用于存储内存计算所需电流参考值，第二存储单元阵列用于存储缓冲显示信息，本实施例中，存储单元阵列采用1t1r结构，如图3所示为存储单元阵列的示意图，1t1r结构由一个晶体管和一个存储单元串联在一起构成，其中的存储单元包括但不限于dram、sram，图中为一个5×5的1t1r结构的存储单元阵列，其中wl端连接一整行1t1r结构存储单元，在存储器进行并行读写时可以通过选通任意一根wl端来读取5位数据，当存储单元交叉阵列中的wl1端的1被选通时，以wl1为栅端的数据位被选通，当bl1端的2、bl2端的3、bl3端的4、bl4端的5以及bl5端的6被选通时，被选中的1t1r结构的存储单元被充电，存储单元中所存二进制数据为1，当sl1端的7、sl2端的8、sl3端的9、sl4端的10以及sl5端的11被选通时，存储单元被放电，存储单元所存二进制数据为0；读写控制模块：输入端与外部控制单元的输出端连接，对存储单元阵列中的数据进行读取；时序控制模块：输入端与外部控制单元的输出端连接，对数据传输进行时序校准和控制，确保读取存储单元阵列中数据的正确性；数据采集模块：输入端与外部信息采集单元连接，输出端与读写控制模块的输出端连接，对人眼的位置进行数据采集，并将数据通过读写控制模块传输到外部控制单元，保证裸眼3d显示设备对应位置显示的像素点与人眼位置相契合；双模式字线驱动模块：输入端与读写控制模块的输出端连接，输出端与第二存储单元阵列的输入端连接，用于驱动存储单元阵列中选定的内存地址并根据位线选择端控制存储单元阵列中相应存储单元的工作状态；动态参考电流产生器模块：输入端与读写控制模块的输出端连接，输出端与第一存储单元阵列的输入端连接，用于产生存储单元阵列计算后的动态参考电流；电流模式敏感放大器模块：输入端与第二存储单元阵列的输出端和动态参考电流产生器模块的输出端连接，输出端与裸眼3d显示设备连接，用于提高存储单元阵列中输出电流的小信号电流增益，通过比较总的位线电流的大小与动态参考电流产生器模块产生的动态参考电流的大小，将满足参考电流阈值的电流放大后输出至裸眼3d显示设备；所述裸眼3d显示设备将内存单元计算处理过的数据以图像文字的形式进行立体显示。进一步地，所述动态参考电流产生器模块如图4所示，包括依次连接的计数器子模块：用于检测读写控制模块指令所需数据的有效读取量，记录存储单元阵列中输入数据的有效二进制位数；字数据查表控制器子模块：用于读出有效数据字线数量，并依据有效数据字线数量向感知判断子模块发出参考电流数据的查询申请指令；感知判断子模块：根据接收到的查询申请指令从用于存储内存计算所需电流参考值的存储单元阵列中以查表的方式将已存数据以参考电流阈值的形式输出，并通过多路复用器与选中位线所产生的电流大小做比较。具体地，计数器子模块接收到外部控制单元的信号in[k:0]后通过计数器子模块依次计数，记录单次输入电信号中电平为1的数量，并将该数值传送到字数据查表控制器子模块，字数据查表控制器子模块接收到计数器子模块的计数结果后发出选通相同数量的存储单元阵列的位线数量的指令，感知判断子模块接收到字数据查表控制器子模块的指令后，在存储单元阵列存储的动态参考电流产生表中依据外部控制单元的需求选择对应的电流模式敏感放大器模块需求的参考电流大小iref，并通过多路复用器传输到电流模式敏感放大器模块中。所述动态参考电流产生表如表1所示：表1rwlrbl255rbl254rbl253…rbl3rbl2rbl1rbl0100000001200000011300000111400001111………………………n-300011111n-200111111n-101111111n11111111上述表中给出了动态参考电流的可能取值范围，rwl为参考字线的选择，范围为[1,n]，n的具体值决定于裸眼3d显示设备屏幕的分辨率，也就是裸眼3d显示设备一次需要读取的字的数量；rbl为参考位线的选择，范围为[0,255]，bl端为0表示该位线未被选择，该rbl端参考电流贡献度为0，rbl端为1表示该位线被选择，该rbl端参考电流贡献度为1，具体电流值由裸眼3d显示设备自身像素点驱动所需电流决定。进一步地，所述内存单元输出的像素点数据以24位二进制的格式输出，转为范围为0～255的十进制格式，24位二进制数据输出的十进制格式为[<0～255>,<0～255>,<0～255>]，因左右眼接收图像数据具有差异性，内存单元输出的不会被左右眼看到的像素点位置为[0,0,0]，被左右眼看到的像素点的位置则根据内存单元计算的结果输出对应像素点位置的数据，即显示像素点颜色。工作流程：步骤1：外部信息采集单元采集外部控制单元的时钟频率，时序控制模块在系统上电之后根据外部控制单元输入的时钟信号确定一个参考时钟频率；全局复位，将系统中所有模块状态初始化为原始状态；步骤2：通过动态参考电流产生器模块的感知判断子模块导入由参考字线和参考位线为索引的参考电流表；步骤3：外部信息采集单元采集人眼相对于裸眼3d显示设备的位置信息，将位置信息传入到数据采集模块，并将该信息存储到相应存储单元阵列；步骤4：外部控制单元控制读写控制模块读取对应存储地址的位置信息数据进行处理后向读写控制模块发送数据读取信号；步骤5：读写控制模块接收到外部控制单元的数据读取信号后，将外部的位线选择电信号同时传输到动态参考电流产生器模块的计数器子模块和双模式字线驱动模块，计数器子模块记录单次输入电信号中电平为1的数量，并将该计数值传送到字数据查表控制器子模块，双模式字线驱动模块接收到读写控制模块发出的读写信号in[k:0]后，向被选中位线的存储单元施加高电平，向未被选中位线的存储单元施加低电平；步骤6：字数据查表控制器子模块接收到计数值数据后向感知判断子模块发出选通相同数量的存储单元的位线数量的指令；字数据查表控制器子模块发送选通指令到感知判断子模块，感知判断子模块在动态参考电流产生表中依据需求选择对应的动态参考电流iref，存储单元阵列在动态参考电路产生器模块产生参考电流过程中，接收到双模式字线驱动模块发出的高低电平选择信号后，被选中的存储单元产生相对应的位电流ibl并发送到电流模式敏感放大器模块；步骤7：电流模式敏感放大器模块通过比较位电流ibl与动态参考电流iref的大小，将被选通的像素点位置的位电流经电流模式敏感放大器放大后以24位二进制数的形式传输到裸眼3d显示设备；步骤8：裸眼3d显示设备接收到来自电流敏感放大器模块输出的放大24位二进制数据后进行图像的立体显示；步骤9：外部控制单元判断裸眼3d显示设备是否正确显示对应左右眼区域的像素点颜色，若正确显示，则跳转到步骤3接收新的人眼位置信息，并发送新的数据读取命令，若未正确显示，则跳转到步骤4重新发送旧的数据读取命令，若连续两次相同的数据读取命令都没有正确执行，则跳转到步骤1重新启动整个裸眼3d显示系统；步骤10：待系统完成所有显示任务后，清除所有的缓冲数据，结束运行。本实用新型将内存计算与裸眼3d显示设备相结合，外部控制单元根据人眼相对裸眼3d显示设备的位置控制相应像素点颜色显示的部分计算功能转移到内存单元中进行，只需要外部控制单元发送特定命令，将内存中备选的地址的数据产生的电流与动态电流作比较，最终根据输出电流的大小转化为相应的计算结果，并向裸眼3d显示设备传输最终结果，通过内存计算的方式大幅度减少了外部控制单元从内存单元读取数据，进行运算后再返回到内存单元所需的时间，从而有效节约了外部控制单元对裸眼3d显示设备的控制时间，释放了外部控制单元的计算功能，降低了外部控制单元处理数据的复杂度，极大地提高了外部控制单元的计算效率，降低了整个裸眼3d显示系统的运行功耗。以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型的保护范围，任何熟悉本领域的技术人员在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。当前第1页12