本發(fā)明涉及跟蹤式自由立體顯示器，特別是涉及一種用于該跟蹤式自由立體顯示器的圖像補(bǔ)償方法，屬于信息顯示技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

立體顯示技術(shù)研究經(jīng)歷長(zhǎng)久發(fā)展，取得了豐碩成果，比如現(xiàn)在廣泛應(yīng)用的3D立體眼鏡、頭盔顯示器等，但其缺點(diǎn)也顯而易見，用戶需要佩戴有濾色片或偏光片等鏡片的眼鏡，這尤其給已佩戴近視眼鏡的用戶帶來不便。

隨后自由立體顯示技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，目前較為成熟的是視差光柵式自由立體顯示技術(shù)，其優(yōu)點(diǎn)是可讓多名用戶在較大范圍內(nèi)同時(shí)裸眼觀看到立體圖像，其缺點(diǎn)是其最佳視點(diǎn)是一系列固定的點(diǎn)，并不連續(xù)，當(dāng)用戶雙眼位置移動(dòng)到最佳視點(diǎn)外時(shí)，觀看到的立體圖像將會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重的串?dāng)_，甚至出現(xiàn)左右眼視圖反轉(zhuǎn)的情況。

于是近年來針對(duì)上述問題研究出一種針對(duì)單用戶的跟蹤式自由立體顯示方式，在傳統(tǒng)視差光柵式自由立體的基礎(chǔ)上增加人眼空間位置坐標(biāo)捕捉模塊，當(dāng)捕捉到用戶的雙眼移動(dòng)到最佳視點(diǎn)之外時(shí)，顯示器便對(duì)某些單元進(jìn)行相應(yīng)的改變，對(duì)用戶觀看到的具有串?dāng)_的圖像進(jìn)行補(bǔ)償，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)降低串?dāng)_，使用戶對(duì)立體圖像的觀看更加自由。如圖1所示，當(dāng)用戶1位于光柵式自由立體顯示器2前觀看立體圖像時(shí)，攝像頭3會(huì)實(shí)時(shí)采集用戶面部圖像，并通過視頻傳輸線將用戶面部信息傳輸給人眼跟蹤模塊4，然后該模塊提取出的人眼位置信息會(huì)傳送給動(dòng)態(tài)調(diào)整模塊，動(dòng)態(tài)調(diào)整模塊5根據(jù)人眼位置信息使用動(dòng)態(tài)調(diào)整技術(shù)，使顯示器當(dāng)前視點(diǎn)的位置根據(jù)人眼位置發(fā)生移動(dòng)，從而降低用戶觀看到的立體圖像串?dāng)_，達(dá)到提高立體圖像顯示效果的目的。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

此本發(fā)明的目的是：針對(duì)背景技術(shù)中提到的動(dòng)態(tài)調(diào)整模塊5根據(jù)人眼位置信息使用動(dòng)態(tài)調(diào)整技術(shù)對(duì)用戶觀看到的具有串?dāng)_圖像進(jìn)行補(bǔ)償，本發(fā)明提出了一種用于跟蹤式自由立體顯示器的圖像補(bǔ)償方法。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：在跟蹤式自由立體顯示中通過像素的移動(dòng)實(shí)現(xiàn)最佳視點(diǎn)位置的改變，以達(dá)到用戶移動(dòng)過程中減少甚至消除串?dāng)_。

依據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種用于跟蹤式自由立體顯示器的圖像補(bǔ)償方法，包括以下步驟：

動(dòng)態(tài)調(diào)整模塊根據(jù)人眼跟蹤模塊所獲得的用戶空間位置信息，對(duì)立體視差圖像進(jìn)行處理，根據(jù)用戶的不同位置調(diào)整不同模式的立體視差圖像。

根據(jù)本發(fā)明的一優(yōu)選實(shí)施例，所述動(dòng)態(tài)調(diào)整模塊對(duì)立體視差圖像進(jìn)行處理的步驟包括對(duì)左右立體視差圖像像素周期性排列進(jìn)行重新調(diào)整排列。

根據(jù)本發(fā)明的一優(yōu)選實(shí)施例，還包括索引查找模塊，其用于存儲(chǔ)用戶空間位置信息與左右立體視差圖像像素周期性排列方式的對(duì)應(yīng)關(guān)系。

根據(jù)本發(fā)明的一優(yōu)選實(shí)施例，所述動(dòng)態(tài)調(diào)整模塊根據(jù)索引查找模塊內(nèi)查找的當(dāng)前用戶空間位置信息對(duì)應(yīng)的左右立體視差圖像像素周期性排列方式的對(duì)應(yīng)關(guān)系對(duì)立體視差圖像進(jìn)行調(diào)整。

根據(jù)本發(fā)明的一優(yōu)選實(shí)施例，所述動(dòng)態(tài)調(diào)整模塊對(duì)立體視差圖像進(jìn)行調(diào)整可以由硬件電路實(shí)現(xiàn)，也可以由軟件電路實(shí)現(xiàn)。

相較于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明提供的方法根據(jù)用戶的空間位置信息與索引查找模塊內(nèi)存儲(chǔ)的信息做比較，找出適合當(dāng)前位置用戶的立體視差圖像排列方式，然后通過動(dòng)態(tài)調(diào)整模塊調(diào)整立體視差圖像排列方式，從而將合適的視差圖像投射到適合用戶的空間位置，本方法使得用戶在不同觀看位置都能夠獲得連續(xù)的最優(yōu)的立體視覺體驗(yàn)。

附圖說明

讀者在參照附圖說明閱讀了本發(fā)明的具體實(shí)施方式以后，將會(huì)更清楚地了解本發(fā)明的各個(gè)方面。

其中，圖1示出跟蹤式自由立體顯示的總體實(shí)現(xiàn)原理圖。

圖2是圖1所示的動(dòng)態(tài)調(diào)整模塊中立體圖像補(bǔ)償方法的6種模式示意圖。

圖3是圖2所示圖像補(bǔ)償方法的6種模式的模式1示意圖。

圖4是圖2所示圖像補(bǔ)償方法的6種模式的模式2示意圖。

圖5是圖2所示圖像補(bǔ)償方法的6種模式的模式3示意圖。

圖6是圖2所示圖像補(bǔ)償方法的6種模式的模式4示意圖。

圖7是圖2所示圖像補(bǔ)償方法的6種模式的模式5示意圖。

圖8是圖2所示圖像補(bǔ)償方法的6種模式的模式6示意圖。

具體實(shí)施方式

為了使本申請(qǐng)所揭示的技術(shù)內(nèi)容更加詳盡與完備，可參照附圖以及本發(fā)明的下述具體實(shí)施實(shí)例。然而，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，下文中所提供的實(shí)施實(shí)例并非用來限制本發(fā)明所涵蓋的范圍。

如圖1所示，圖1是跟蹤式自由立體顯示的總體實(shí)現(xiàn)原理圖。當(dāng)用戶1位于光柵式自由立體顯示器2前觀看立體圖像時(shí)，攝像頭3會(huì)實(shí)時(shí)采集用戶面部圖像，并通過視頻傳輸線將用戶面部信息傳輸給人眼跟蹤模塊4，然后該模塊提取出的人眼位置信息會(huì)傳送給動(dòng)態(tài)調(diào)整模塊5，動(dòng)態(tài)調(diào)整模塊根據(jù)人眼位置信息使用動(dòng)態(tài)調(diào)整技術(shù)，使顯示器當(dāng)前視點(diǎn)的位置根據(jù)人眼位置發(fā)生移動(dòng)，從而降低用戶觀看到的立體圖像串?dāng)_，達(dá)到提高立體圖像顯示效果的目的。

其中動(dòng)態(tài)調(diào)整模塊5是本發(fā)明的實(shí)施載體，可以由硬件電路實(shí)現(xiàn)，比如基于FPGA現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列對(duì)視頻圖像信號(hào)數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)整；也可以由軟件編程實(shí)現(xiàn)，比如基于OpenCV開源計(jì)算機(jī)視覺庫對(duì)視頻圖像信號(hào)數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)整。

更進(jìn)一步地，請(qǐng)參閱圖2，圖2為圖1所示的動(dòng)態(tài)調(diào)整模塊中立體圖像補(bǔ)償方法的6種模式示意圖。圖中PI(Pupil Interval)表示用戶的左眼和右眼之間的瞳距(通常為65mm)，WS(Window Size)表示空間中相鄰的兩圖像幀間的距離。圖中L為左視點(diǎn)的像素，R為右視點(diǎn)的像素。兩個(gè)視點(diǎn)的圖像像素按照?qǐng)D2中所示規(guī)律進(jìn)行排列。以模式1為例，其立體視差圖像周期性排列方式為：

以立體視差圖像分辨率為1920*1080，左視點(diǎn)和右視點(diǎn)圖像的分辨率也都為1920*1080為例，則此立體視差圖像的第0、1、3、4、…、1917、1918列(共1280列)的像素值分別一一對(duì)應(yīng)來自左視點(diǎn)圖像的第0、1、3、4、…、1917、1918列(共1280列)，此立體視差圖像的第2、5、…、1919列(共640列)的像素值分別一一對(duì)應(yīng)來自右視點(diǎn)圖像的第2、5、…、1919列(共640列)。

此時(shí)用戶左眼位于左視點(diǎn)圖像幀區(qū)間，右眼位于右視點(diǎn)圖像幀區(qū)間，因此用戶能夠觀看到良好的立體效果。當(dāng)用戶向右移動(dòng)WS/2距離時(shí)，兩眼都只能看到左視點(diǎn)圖像，此時(shí)看到的是平面圖像。當(dāng)用戶繼續(xù)向右移動(dòng)WS/2距離時(shí)，左眼看到右視點(diǎn)圖像、右眼看到左視點(diǎn)圖像，此時(shí)左右眼視圖反轉(zhuǎn)，將產(chǎn)生錯(cuò)誤的立體視覺。因此當(dāng)圖1的動(dòng)態(tài)調(diào)整模塊5檢測(cè)到人眼跟蹤模塊4傳送的用戶位置信息發(fā)生移動(dòng)，將會(huì)調(diào)整立體視差圖像的像素排列方式，從而實(shí)現(xiàn)最佳視點(diǎn)位置的改變。圖2列出了根據(jù)用戶位置的持續(xù)右移相應(yīng)的6種立體視差圖像的像素排列模式。以下分別對(duì)6種模式進(jìn)行說明。

請(qǐng)參閱圖3，圖3是圖2所示圖像補(bǔ)償方法的6種模式的模式1示意圖。狹縫光柵的作用是實(shí)現(xiàn)左右視點(diǎn)圖像的空間分離。此時(shí)像素排列周期規(guī)律為L(zhǎng)LR。用戶向左右兩個(gè)方向各WS/4的空間距離內(nèi)移動(dòng)都能夠看到良好的立體效果。注意圖3下方的9個(gè)“WS/2”的水平度量在圖3-圖8中保持相對(duì)位置固定不變。當(dāng)用戶向右移動(dòng)WS/2距離時(shí)，雙眼看到的都是左視點(diǎn)圖像。因而此時(shí)需要將右眼看到的左視點(diǎn)圖像調(diào)整為右視點(diǎn)圖像。亦即此時(shí)像素排列周期規(guī)律需從LLR切換為RLR。

請(qǐng)參閱圖4，圖4是圖2所示圖像補(bǔ)償方法的6種模式的模式2示意圖。此時(shí)像素排列周期規(guī)律為RLR。用戶向左右兩個(gè)方向各WS/4的空間距離內(nèi)移動(dòng)都能夠看到良好的立體效果。當(dāng)用戶向右移動(dòng)WS/2距離時(shí)，雙眼看到的都是右視點(diǎn)圖像。因而此時(shí)需要將左眼看到的右視點(diǎn)圖像調(diào)整為左視點(diǎn)圖像。亦即此時(shí)像素排列周期規(guī)律需從RLR切換為RLL。

請(qǐng)參閱圖5，圖5是圖2所示圖像補(bǔ)償方法的6種模式的模式3示意圖。此時(shí)像素排列周期規(guī)律為RLL。用戶向左右兩個(gè)方向各WS/4的空間距離內(nèi)移動(dòng)都能夠看到良好的立體效果。當(dāng)用戶向右移動(dòng)WS/2距離時(shí)，雙眼看到的都是左視點(diǎn)圖像。因而此時(shí)需要將右眼看到的左視點(diǎn)圖像調(diào)整為右視點(diǎn)圖像。亦即此時(shí)像素排列周期規(guī)律需從RLL切換為RRL。

請(qǐng)參閱圖6，圖6是圖2所示圖像補(bǔ)償方法的6種模式的模式4示意圖。此時(shí)像素排列周期規(guī)律為RRL。用戶向左右兩個(gè)方向各WS/4的空間距離內(nèi)移動(dòng)都能夠看到良好的立體效果。當(dāng)用戶向右移動(dòng)WS/2距離時(shí)，雙眼看到的都是右視點(diǎn)圖像。因而此時(shí)需要將左眼看到的右視點(diǎn)圖像調(diào)整為左視點(diǎn)圖像。亦即此時(shí)像素排列周期規(guī)律需從RRL切換為L(zhǎng)RL。

請(qǐng)參閱圖7，圖7是圖2所示圖像補(bǔ)償方法的6種模式的模式5示意圖。此時(shí)像素排列周期規(guī)律為L(zhǎng)RL。用戶向左右兩個(gè)方向各WS/4的空間距離內(nèi)移動(dòng)都能夠看到良好的立體效果。當(dāng)用戶向右移動(dòng)WS/2距離時(shí)，雙眼看到的都是左視點(diǎn)圖像。因而此時(shí)需要將右眼看到的左視點(diǎn)圖像調(diào)整為右視點(diǎn)圖像。亦即此時(shí)像素排列周期規(guī)律需從LRL切換為L(zhǎng)RR。

請(qǐng)參閱圖8，圖8是圖2所示圖像補(bǔ)償方法的6種模式的模式8示意圖。此時(shí)像素排列周期規(guī)律為L(zhǎng)RR。用戶向左右兩個(gè)方向各WS/4的空間距離內(nèi)移動(dòng)都能夠看到良好的立體效果。當(dāng)用戶向右移動(dòng)WS/2距離時(shí)，雙眼看到的都是右視點(diǎn)圖像。因而此時(shí)需要將左眼看到的右視點(diǎn)圖像調(diào)整為左視點(diǎn)圖像。亦即此時(shí)像素排列周期規(guī)律需從LRR切換為L(zhǎng)LR。

通過上述的分析和設(shè)計(jì)，針對(duì)用戶所處的不同位置，可以通過調(diào)整立體視差圖像的像素排列方式實(shí)現(xiàn)連續(xù)最優(yōu)的立體視覺體驗(yàn)。

進(jìn)一步地，可以預(yù)先通過實(shí)驗(yàn)的方式，測(cè)定對(duì)于不同的立體視差圖像的像素排列方式所適合的用戶實(shí)際觀看位置。這里的用戶實(shí)際觀看位置可以表征為用戶在攝像頭采集到的幀圖像中人眼位置坐標(biāo)值。并將此類信息存儲(chǔ)在索引查找模塊6內(nèi)。例如可以形成對(duì)應(yīng)表的形式，通過索引查找模塊6查找對(duì)應(yīng)表找到與用戶觀看位置對(duì)應(yīng)的合適的立體視差圖像的像素排列方式，從而通過動(dòng)態(tài)調(diào)整模塊5調(diào)整到該排列方式。使用戶得到連續(xù)最優(yōu)的立體視覺體驗(yàn)。

雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例揭露如上，然其并非用以限定本發(fā)明。本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域中具有通常知識(shí)者，在不脫離本發(fā)明的精神范圍內(nèi)，當(dāng)可作各種的更動(dòng)與潤(rùn)飾。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍當(dāng)視權(quán)利要求書所界定者為準(zhǔn)。