三维跟踪式裸眼立体显示视区调整方法及显示系统技术方案

本发明专利技术揭示了一种三维跟踪式裸眼立体显示视区调整方法及显示系统。该跟踪式裸眼立体显示系统包括人眼检测/跟踪模块、视区调整模块、渲染3D内容的排图模块，以及裸眼立体显示面板；所述的方法包括标定过程与运行过程。本发明专利技术提出的三维跟踪式裸眼立体显示视区调整方法与显示系统，通过获取观看者双目三维信息，实时调整裸眼3D视区空间分布，确保在有效观看区域内，观看者位置始终为最佳观看位置。 1

Three dimensional tracking type naked eye stereoscopic display area adjustment method and display system

The invention discloses a three-dimensional tracking type naked eye stereoscopic display viewport adjustment method and a display system. The tracking type naked eye stereoscopic display system includes the human eye detection / tracking module, the visual area adjustment module, the rendering module of the 3D content, and the bare eye stereoscopic display panel. The methods described include the calibration process and the operation process. The method and display system of 3D tracking naked eye stereoscopic display are proposed by the invention. By obtaining the 3D information of the viewer, the spatial distribution of the naked eye 3D visual area is adjusted in real time, so as to ensure that the viewer's position is always the best viewing position in the effective viewing area. One

【技术实现步骤摘要】
三维跟踪式裸眼立体显示视区调整方法及显示系统
本专利技术属于三维立体显示
，涉及一种三维跟踪式裸眼立体显示系统和三维跟踪式裸眼立体显示视区调整方法。
技术介绍
裸眼立体显示系统通常由裸眼3D显示面板和裸眼3D渲染排图模块组成。裸眼3D显示面板由普通液晶显示面板和实现分像功能的光学器件(屛障式光栅或者柱镜光栅)构成；裸眼3D渲染排图模块，则根据显示面板与分像光栅参数对待渲染的3D内容进行特定渲染，输出到液晶面板上，使得渲染的内容最终通过光栅分像后实现左右视点内容分别进入观看者的左右眼，完成裸眼3D显示。根据原理可知，观看者在裸眼3D显示面板前的不同位置，左右眼各自看到的液晶显示点是不同的。如果左眼不但看到了左视点内容同时也看到了右视点内容(反之亦然)，则视觉体验上是有重影；更严重的，如果某个位置上，左右眼看到的内容分别是对应右左视点的，则立体视觉体验是完全错误的。对此，一种改善裸眼3D立体显示体验的方法，是根据观看者的位置实时调整视区在空间中的分布，试图使得观看者的左右眼始终接收到左右视点的内容。然后目前已公开的普遍方法仅仅是检测观看者人眼的左右位移，试图通过改变裸眼3D渲染排图模块的起始相位来获得最佳观看效果。这种方法一方面并不能保证在大的观看范围内(前后、上下)保证很好的3D效果，同时也存在整个调整控制模型复杂，不利于实时实现等问题。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是：提供一种三维跟踪式裸眼立体显示视区调整方法，可确保在有效观看区域内，观看者位置始终为最佳观看位置。本专利技术还提供一种三维跟踪式裸眼立体显示系统，可确保在有效观看区域内，观看者位置始终为最佳观看位置。为解决上述技术问题，本专利技术采用如下技术方案：一种三维跟踪式裸眼立体显示视区调整方法，所述方法包括：标定过程与运行过程；标定过程包括如下步骤：步骤S11.对有效观看区域划分n个观看距离；步骤S12.对于步骤S11中的某个观看距离，固定观看距离，选取m个观看点作为标定点；步骤S13.对每个标定点，获取人眼瞳距像素距离w0，观看点位置坐标(u,v)，调整视图排布周期P与排图起始相位S，使其成为最佳观看点，记录(u,v)、w0、P、S；步骤S14.重复步骤S13，直至该观看距离m个观看点标定完成；步骤S15.改变观看距离，重复步骤S12～S14，直至n个观看距离标定完成；步骤S16.对标定测量值拟合多项式公式，拟合系数存档；运行过程包括如下步骤：步骤S21.系统上电初始化，加载标定过程的拟合系数，初始化视区调整模块；步骤S22.摄像头模组检测人眼位置；步骤S23.判断是否存在人眼；如存在，则转至步骤S24，否则转至步骤S22；步骤S24.计算人眼瞳距像素距离w0、双目中心点像素坐标(u,v)；步骤S25.判断是否在有效观看区域内，如果在有效观看区域内，则转至步骤S26，否则转至步骤S22；步骤S26.根据调整模型计算视图排布周期P与排图起始相位S，完成调整。作为本专利技术的一种优选方案，步骤S26还包括：输出给包含渲染排图模块的裸眼立体显示模组。作为本专利技术的一种优选方案，裸眼立体显示模块则根据视图排布周期P与排图起始相位S当前值，对待渲染的3D内容进行渲染，输出到裸眼立体显示面板上。带有裸眼3D渲染排图模块的裸眼立体显示模组，其工作方式同普通裸眼立体显示装置相同，即按照视图排图周期P与排图起始相位S，对待显示的3D内容进行排图渲染，输出到裸眼立体显示面板上。由于排图模块渲染时，已经按照裸眼立体显示面板的光栅参数进行了相应视图的渲染，因此再经过裸眼立体显示面板前的光栅装置分像后，观看者左右眼同时分别看到不同视点画面，从而达到裸眼3D显示效果。一种三维跟踪式裸眼立体显示系统，所述立体显示系统包括：人眼检测跟踪模块、视区调整模块、排图模块、裸眼立体显示面板。人脸人眼检测跟踪模块和视区调整模块构成视区调整中枢，根据当前观看者人眼空间位置，计算裸眼立体显示参数给到排图模块，排图模块与裸眼立体显示面板依次连接，完成最终裸眼3D显示；人眼检测跟踪模块包括摄像头模组和检测跟踪软件，人眼检测跟踪模块获取裸眼立体显示面板正面区域的图像信息，检测并跟踪观看者的人眼瞳距像素距离w0和双目中心点像素坐标(u,v)，输出给视区调整模块；如果图像信息中检测到多人，则根据预先设定的规则，从多名观看者中选取一位作为主观看者，将其人眼瞳距像素距离w0和双目中心点像素坐标(u,v)输出；视区调整模块利用标定过程获得的调整计算模型，根据人眼检测跟踪模块输入的观看者人眼瞳距像素距离w0和双目中心点像素坐标(u,v)，计算裸眼立体显示所需要的视图排布周期P与排图起始相位S，更新到裸眼3D渲染排图模块；裸眼3D渲染排图模块的功能是对输入的待显示3D内容，按照视图排图周期P与排图起始相位S，进行排图渲染，输出到裸眼立体显示面板上；由于排图模块渲染时，使用的参数排图周期P与排图起始相位S，是视区调整模块根据当前观看者人眼位置信息计算出来的最优参数，因此渲染到液晶面板上的画面，经过显示面板前光栅装置分像后，观看者左右眼正好分别看到不同视点画面，从而达到最优的裸眼3D显示效果。作为本专利技术的一种优选方案，视区调整模块的标定过程包括如下步骤：步骤S11.对有效观看区域划分n个观看距离；步骤S12.对于步骤S11中的某个观看距离，固定观看距离，选取m个观看点作为标定点；步骤S13.对每个标定点，获取人眼瞳距像素距离w0，观看点位置坐标(u,v)，调整视图排布周期P与排图起始相位S，使其成为最佳观看点，记录(u,v)、w0、P、S；步骤S14.重复步骤S13，直至该观看距离m个观看点标定完成；步骤S15.改变观看距离，重复步骤S12～S14，直至n个观看距离标定完成；步骤S16.对标定测量值拟合多项式公式，拟合系数存档。人眼检测跟踪模块与视区调整模块构成的视区调整中枢，其执行如下步骤：步骤S21.系统上电初始化，加载标定过程的拟合系数，初始化视区调整模块；步骤S22.摄像头模组检测人眼位置；步骤S23.判断是否存在人眼；如存在，则转至步骤S24，否则转至步骤S22；步骤S24.计算人眼瞳距像素距离、双目中心点像素坐标；步骤S25.判断是否在有效观看区域内，如果在有效观看区域内，则转至步骤S26，否则转至步骤S22；步骤S26.根据调整模型计算视图排布周期P与排图起始相位S，完成调整输出给包含渲染排图模块的裸眼立体显示模组。包含裸眼3D渲染排图模块的裸眼立体显示模组，其工作方式同普通裸眼立体显示装置相同，即按照视图排图周期P与排图起始相位S，对待显示的3D内容进行排图渲染，输出到裸眼立体显示面板上。由于排图模块渲染时，已经按照裸眼立体显示面板的光栅参数进行了相应视图的渲染，因此再经过裸眼立体显示面板前的光栅装置分像后，观看者左右眼同时分别看到不同视点画面，从而达到裸眼3D显示效果。根据产品实现方案，裸眼3D渲染排图模块的具体实现形式可以是多样的。如果采用专用芯片的硬件实现方式，则该模块表现为芯片这种物理形态，待显示的3D内容通过视频接口输入到该芯片，该芯片完成裸眼3D渲染，输出到裸眼立体显示面板。如果采用CPU或者GPU的软件实现方式，则该模块表现为软件应用(模块)形式，待显示的3D内容为视频/图本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种三维跟踪式裸眼立体显示视区调整方法，其特征在于，所述方法包括：标定过程

【技术特征摘要】
1.一种三维跟踪式裸眼立体显示视区调整方法，其特征在于，所述方法包括：标定过程与运行过程；标定过程包括如下步骤：步骤S11.对有效观看区域划分n个观看距离；步骤S12.对于步骤S11中的某个观看距离，固定观看距离，选取m个观看点作为标定点；步骤S13.对每个标定点，获取人眼瞳距像素距离w0，观看点位置坐标(u,v)，调整视图排布周期P与排图起始相位S，使其成为最佳观看点，记录(u,v)、w0、P、S；步骤S14.重复步骤S13，直至该观看距离m个观看点标定完成；步骤S15.改变观看距离，重复步骤S12～S14，直至n个观看距离标定完成；步骤S16.对标定测量值拟合多项式公式，拟合系数存档；运行过程包括如下步骤：步骤S21.系统上电初始化，加载标定过程的拟合系数，初始化视区调整模块；步骤S22.摄像头模组检测人眼位置；步骤S23.判断是否存在人眼；如存在，则转至步骤S24，否则转至步骤S22；步骤S24.计算人眼瞳距像素距离w0、双目中心点像素坐标(u,v)；步骤S25.判断是否在有效观看区域内，如果在有效观看区域内，则转至步骤S26，否则转至步骤S22；步骤S26.根据调整模型计算视图排布周期P与排图起始相位S，完成调整。2.根据权利要求1所述的三维跟踪式裸眼立体显示视区调整方法，其特征在于：步骤S26还包括：输出给包含渲染排图模块的裸眼立体显示模组。3.根据权利要求1所述的三维跟踪式裸眼立体显示视区调整方法，其特征在于：裸眼立体显示模块则根据视图排布周期P与排图起始相位S当前值，对待渲染的3D内容进行渲染，输出到裸眼立体显示面板上。4.根据权利要求1所述的三维跟踪式裸眼立体显示视区调整方法，其特征在于：如果多人存在，则根据事先确定的规则，从多名候选者中选取主观看者作为视区调整的目标。5.一种三维跟踪式裸眼立体显示系统，其特征在于，所述立体显示系统包括：人眼检测跟踪模块、视区调整模块、裸眼3D渲染排图模块、裸眼立体显示面板，人眼检测跟踪模块和视区调整模块构成视区调整中枢，根据当前观看者人眼空间位置，计算裸眼立体显示参数给到裸眼3D渲染排图模块，裸眼3D渲染排图模块与裸眼立体显示面板依次连接，完成最终裸眼3D显示；人眼检测跟踪模块包括摄像头模组和检测跟踪软件，人眼检测跟踪模块获取裸眼立体显示面板正面区域的图像信息，检测并跟踪观看者的人眼瞳距像素距离w0和双目中心点像素坐标(u,v)，输出给视区调整模块；如果图像信息中检测到多人，则根据预先设定的规则，从多名观看者中选取一位作为主观看者，将其人眼瞳距像素距离w0和双目中心点...

【专利技术属性】
技术研发人员：石岩，董其城，方勇，
申请(专利权)人：上海易维视科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31