一种基于液晶光栅的3D显示切换方法与流程

一种基于液晶光栅的3d显示切换方法
技术领域
1.本发明涉及图像显示技术领域，具体为一种基于液晶光栅的3d显示切换方法。


背景技术：

2.近年来，随着3d技术的迅猛发展，人们对3d视觉的需求也日益增长，裸眼3d显示必将成为未来的主流显示技术之一。被动式3d显示是指无需佩戴特制眼镜即可直接观看到3d效果的观看方式，也就是裸眼3d显示。利用人的立体视觉机制，通过特制的显示屏将光线分到不同的方向上，使观看者在这些方向上能够接收到视差图像。
3.然而，长时间观看3d显示，在大脑对3d画面产生沉浸式体验的同时，躯体却处于静止的感知当中，产生落差后，导致人体出现眩晕状态，特别是对于一些晕3d的人而言，更容易出现眩晕不适等状态，在分辨率、可视角度和可视距离等许多方面还存在不足。因此，设计提升用户视觉体验感的一种基于液晶光栅的3d显示切换方法是很有必要的。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种基于液晶光栅的3d显示切换方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
5.为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种基于液晶光栅的3d显示切换方法，包括：
6.采集当前观看范围内的用户相关图像信息；
7.对采集到的图像信息作进一步分析，多信息联动感知判断当前用户状态；
8.根据用户状态对用户发出相应提醒，同时智能控制显示器切换显示模式。
9.根据上述技术方案，所述采集当前观看范围内的用户相关图像信息包括：
10.获取裸眼3d显示设备观看范围内、通过摄像头采集的实时用户图像；
11.裸眼3d显示屏包括lcd显示屏、3d液晶光栅和摄像单元。
12.根据上述技术方案，所述对采集到的图像信息作进一步分析，多信息联动感知判断当前用户状态包括：
13.对用户进行人脸表情采集，且内部对采集图像进行图像处理；
14.对图像进行面部特征提取与表情分类；
15.进一步通过人眼跟踪进行分析，获得更准确的状态感知；
16.实时感应观看范围内用户与显示设备之间的距离；
17.将面部识别信息、人眼跟踪信息和距离感知信息进行联动，进一步综合感知用户状态信息。
18.根据上述技术方案，所述根据用户状态对用户发出相应提醒，同时智能控制显示器切换显示模式包括：
19.接收到显示模式切换信号后，以文字形式在显示设备上向用户发出智能提醒；
20.用户可根据智能提醒选择是否同意模式切换；
21.用户可以根据自身情况自主设置显示设备的模式自动切换时间周期。
22.根据上述技术方案，所述该方法应用于一种基于液晶光栅的3d显示切换系统中，包括：
23.裸眼3d显示屏，用于进行3d显示；
24.前置图像处理模块，用于对显示屏观看范围内的用户图像信息进行处理；
25.显示切换感知模块，用于感知用户状态；
26.显示切换执行模块，用于执行显示模块切换操作。
27.根据上述技术方案，所述裸眼3d显示屏包括：
28.lcd显示屏、3d液晶光栅和摄像单元，3d液晶光栅与lcd显示屏平行设置，摄像装置内嵌于显示屏设备。
29.根据上述技术方案，所述前置图像处理模块包括：
30.面部识别模块，用于对用户图像进行面部表情识别；
31.人眼跟踪模块，用于对用户图像进行人眼跟踪；
32.距离判断模块，用判断用户与显示屏之间的距离。
33.根据上述技术方案，所述显示切换感知模块包括：
34.联动模块，用于对前置图像处理模块中的用户状态信息进行联动；
35.用户状态感知模块，用于输出最终当前用户状态。
36.根据上述技术方案，所述显示切换执行模块包括：
37.智能提醒模块，用于对用户进行智能提醒；
38.定时切换模块，用于根据用户设定时间自动切换模式；
39.感知切换模块，用于根据用户状态智能切换显示模式。
40.与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：本发明通过设置有裸眼3d显示屏、前置图像处理模块、显示切换感知模块和显示切换执行模块，获取裸眼3d显示设备观看范围内、通过摄像头采集的实时用户图像，通过深度学习的神经网络模型，提取人脸面部特征，并通过分类器对面部表情进行分类识别，识别出由3d显示引起的眩晕不适表情，进一步通过人眼跟踪进行分析，获得更准确的状态感知，设置3d显示与用户之间的最佳视觉感受距离值，将面部识别信息、人眼跟踪信息和距离感知信息进行联动，进一步综合感知用户状态信息，实现2d/3d显示模式的切换，并在接收到切换信号后通过文字提醒用户，给用户预留足以选择的时间，在提醒用户由于长时间观看3d画面导致不适的同时，也给用户自己选择是否切换模式的权利，以用户体验感为优先，相对减少用户观看的视觉疲劳现象，保证其观看的视觉体验感。
附图说明
41.附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
42.图1是本发明实施例一提供的一种基于液晶光栅的3d显示切换方法的流程图；
43.图2是本发明实施例二提供的一种基于液晶光栅的3d显示切换系统的模块组成示意图。
具体实施方式
44.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，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。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做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。
45.实施例一：
46.图1为本发明实施例一提供的一种基于液晶光栅的3d显示切换方法的流程图，本实施例可应用于液晶显示2d/3d模式转换的环境中，该方法可以由本发明实施例提供的基于液晶光栅的3d显示切换系统来执行，该系统由多个软硬件模块组成，如图1所示，该方法具体包括以下步骤：
47.s101、采集当前观看范围内的用户相关图像信息；
48.在本发明的一些实施例中，获取裸眼3d显示设备观看范围内、通过摄像头采集的实时用户图像。
49.在本发明实施例中，裸眼3d显示屏包括lcd显示屏、3d液晶光栅和摄像单元，3d液晶光栅与lcd显示屏平行设置，摄像装置内嵌于显示屏设备。
50.示例性的，在本发明实施例中，裸眼3d显示原理包括：在液晶显示屏的前面加上一层柱状透镜，使液晶屏的像平面位于透镜的焦平面上，在每个柱透镜下面的图像的像素被分成几个子像素，透镜就能以不同的方向投影每个子像素，因此双眼从不同的角度观看显示屏，就看到不同的子像素，但是像素间的间隙也会被放大，因此不能简单地叠加子像素，让柱透镜与像素列不是平行的，而是成一定的角度，使每一组子像素重复投射视区，而不是只投射一组视差图像，同时也可以相对减少用户观看的视觉疲劳现象。
51.s102、对采集到的图像信息作进一步分析，多信息联动感知判断当前用户状态；
52.在本发明的一些实施例中，对用户进行人脸表情采集，且内部对采集图像进行图像处理。
53.示例性的，在本发明实施例中，通过对图像进行人脸对齐、数据增强和人脸归一化的预处理，在提取面部特征之前，排除一切和脸无关的干扰。
54.在本发明的一些实施例中，对图像进行面部特征提取与表情分类。
55.示例性的，在本发明实施例中，通过深度学习的神经网络模型，提取人脸面部特征，并通过分类器对面部表情进行分类识别，识别出由3d显示引起的眩晕不适表情，并根据设定阈值进行对比输出当前用户的不适程度(以百分比显示)，实现从静态图像或动态视频序列中分离出特定的表情状态，从而确定被用户的当前状态感知。
56.在本发明的一些实施例中，进一步通过人眼跟踪进行分析，获得更准确的状态感知。
57.示例性的，在本发明实施例中，通过对人眼瞳孔的定位追踪，进一步根据当前眼部状态与初始状态对比的变化，输出当前用户的不适程度，使得用户状态判断更为准确。
58.在本发明的一些实施例中，实时感应观看范围内用户与显示设备之间的距离。
59.示例性的，在本发明实施例中，设置3d显示与用户之间的最佳视觉感受距离值，根据实时感应到的用户与显示设备之间的距离与最佳距离值进行对比，判断用户是否因为距离过近造成观看不适或距离过远造成3d体验感不佳，并根据检测结果通过屏幕文字显示以
提醒用户。
60.在本发明的一些实施例中，将面部识别信息、人眼跟踪信息和距离感知信息进行联动，进一步综合感知用户状态信息，以决定显示模式切换状态。
61.示例性的，在本发明实施例中，设定固定阈值，结合面部识别、人眼跟踪输出不适程度以及用户观看距离与最佳距离间的差值，与固定阈值进行对比，当达到固定阈值后，表明当前用户观看出现眩晕等不适状态，系统在接收到切换信号后对用户进行智能提醒，并根据用户意愿进行相应模式切换。
62.s103、根据用户状态对用户发出相应提醒，同时智能控制显示器切换显示模式；
63.在本发明的一些实施例中，接收到显示模式切换信号后，以文字形式在显示设备上向用户发出智能提醒；
64.示例性的，在本发明实施例中，通过文字提醒用户，给用户预留足以选择的时间，在提醒用户由于长时间观看3d画面导致不适的同时，也给用户自己选择是否切换模式的权利，以用户体验感为优先，保证其观看的视觉体验感。
65.在本发明的一些实施例中，用户可根据智能提醒选择是否同意模式切换。
66.示例性的，在本发明实施例中，若用户选择同意模式切换则无需操作，设备将在作出提醒后固定时间进行切换，否则用户手动选择继续当前模式观看，示例性的，在本发明实施例中，当检测到用户因为长时间观看3d画面而可能出现眩晕等不适情况，在用户同意的情况下自动为其切换为2d画面，有助于提升用户的观看效果，避免身体不适的情况产生而导致对于3d显示的抗拒心理。
67.在本发明的一些实施例中，用户可以根据自身情况自主设置显示设备的模式自动切换时间周期。
68.示例性的，在本发明实施例中，当3d显示观看时常到达设定的时间周期则设备自动切换为2d显示状态，以满足用户的多种需求。
69.示例性的，在本发明实施例中，通过改变透镜组的折射率，实现在同一个屏幕上、同一时间、任意位置的2d和3d间的平滑切换。
70.实施例二：
71.本发明实施例二提供了一种基于液晶光栅的3d显示切换系统，图2为本实施例二提供的一种基于液晶光栅的3d显示切换系统的模块构成示意图，如图2所示，该系统包括：
72.裸眼3d显示屏，用于进行3d显示；
73.前置图像处理模块，用于对显示屏观看范围内的用户图像信息进行处理；
74.显示切换感知模块，用于感知用户状态；
75.显示切换执行模块，用于执行显示模块切换操作。
76.在本发明的一些实施例中，裸眼3d显示屏包括：
77.lcd显示屏、3d液晶光栅和摄像单元，3d液晶光栅与lcd显示屏平行设置，摄像装置内嵌于显示屏设备。
78.在本发明的一些实施例中，前置图像处理模块包括：
79.面部识别模块，用于对用户图像进行面部表情识别；
80.人眼跟踪模块，用于对用户图像进行人眼跟踪；
81.距离判断模块，用判断用户与显示屏之间的距离。
82.在本发明的一些实施例中，显示切换感知模块包括：
83.联动模块，用于对前置图像处理模块中的用户状态信息进行联动；
84.用户状态感知模块，用于输出最终当前用户状态。
85.在本发明的一些实施例中，显示切换执行模块包括：
86.智能提醒模块，用于对用户进行智能提醒；
87.定时切换模块，用于根据用户设定时间自动切换模式；
88.感知切换模块，用于根据用户状态智能切换显示模式。
89.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。
90.最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。