立体显示系统、图像处理方法、装置、设备及存储介质制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种立体显示系统、图像处理方法、装置、设备及存储介质，包括曲面显示屏、曲面视差光栅和图像处理模块，曲面显示屏由若干个依次以列排列设置的显示像素单元组成，显示像素单元包括以列顺次设置的第一像素、第二像素和第三像素，第一像素用于显示右眼视差图像，第三像素用于显示左眼视差图像，第二像素为全黑像素；图像处理模块用于根据待处理的图像源生成与曲面显示屏的显示像素单元的排列结构对应的视差图像；曲面视差光栅，用于控制曲面显示屏上显示的视差图像所发出光线的可通过区域。本技术方案通过将曲面屏和曲面视差光栅相结合，提高了立体显示系统的自由度，为观看者带来沉浸式的自由立体观感。

Stereo Display System, Image Processing Method, Device, Equipment and Storage Media

【技术实现步骤摘要】
立体显示系统、图像处理方法、装置、设备及存储介质
本专利技术涉及自由立体显示
，尤其涉及一种立体显示系统、图像处理方法、装置、设备及存储介质。
技术介绍
当今，虚拟现实技术凭借其具有的构想性、沉浸感和交互性等特征，已经引起了人们的广泛关注。为了构建一个使人们身临其境的虚拟场景，虚拟现实系统中的显示设备往往需要为观看者提供具有沉浸感的三维立体图像。早期的虚拟现实显示装置主要有头戴显示器和曲面投影屏，其中，头戴显示器的显示平面位于近眼处，通过分开的光路为人眼提供视差图像的方式来获得沉浸式立体显示效果，但它会引起比普通立体显示装置更为严重的辐辏调节冲突。曲面投影屏利用成对的多个投影仪为整个投影屏照明，同时成对的偏振滤波器分别被用于左右眼通道，人们通过佩戴对应的偏振眼镜来获取沉浸式立体图像，然而该方法会损失部分区域的立体显示效果。此外，上述两种显示方式均需要佩戴眼镜等特殊的光学装置，不适合近视患者和长时间观看者。为了克服以上问题，不需要佩戴任何特殊眼镜或其他装置的自由立体显示技术逐渐形成。传统的自由立体显示以曲面视差光栅为基础，左右眼对应的图像像素按列交替排布在显示平面上，通过曲面视差光栅来控制光线仅通过期望的区域，从而形成多个离散的视点。由于这些视点是严格固定的，所以观察者无法旋转或移动头部，导致其缺乏沉浸感。同时，较低的自由度也使得传统的自由立体显示技术很难被应用于虚拟现实领域。因此，如何提供一种更为有效的沉浸式立体显示系统，是本领域技术人员亟待解决的问题。
技术实现思路
本专利技术的主要目的是提供一种立体显示系统、图像处理方法、装置、设备及存储介质，旨在解决传统的自由立体显示技术的自由度低的问题。为实现上述目的，本专利技术实施例第一方面提出的立体显示系统，包括曲面显示屏、曲面视差光栅和图像处理模块，所述曲面显示屏由若干个依次以列排列设置的显示像素单元组成，所述显示像素单元包括以列顺次设置的第一像素、第二像素和第三像素，所述第一像素用于显示右眼视差图像，所述第三像素用于显示左眼视差图像，所述第二像素为全黑像素；所述图像处理模块用于根据待处理的图像源生成与所述曲面显示屏的所述显示像素单元的排列结构对应的视差图像；所述曲面视差光栅，对应所述曲面显示屏设置，且在水平方向的横截面上，所述曲面显示屏的圆心和所述曲面视差光栅的圆心重合，所述曲面显示屏的曲率半径大于所述曲面视差光栅的曲率半径，所述曲面视差光栅靠近观看区域设置，用于控制所述曲面显示屏上显示的视差图像所发出光线的可通过区域，形成观看立体图像的可视区域。优选地，所述曲面视差光栅为曲面狭缝光栅，所述曲面狭缝光栅包括多个遮光条和多个透光狭缝，所述遮光条沿所述曲面视差光栅的圆心环形离散排列，相邻两个所述遮光条之间形成所述透光狭缝。优选地，从水平方向的横截面上看，所述曲面视差光栅的圆心与所述遮光条边缘点的连线的延长线经过所述第二像素与其相邻的像素之间的交界点。优选地，所述曲面视差光栅的圆心至所述遮光条的距离为rb，所述曲面视差光栅的圆心至所述透光狭缝的距离为rs，所述曲面视差光栅的圆心至所述曲面显示屏上的像素的距离为rp，所述遮光条的宽度为wb，所述透光狭缝的宽度为ws，所述曲面屏的像素宽度均为wp，所述曲面显示屏的单个像素两边缘点与所述曲面视差光栅的圆心的连线形成的夹角为θ，满足如下条件：优选地，所述曲面视差光栅为厚度为0.2mm的360°柱面的曲面狭缝光栅，所述曲面视差光栅的内侧曲面半径为996.03mm，且所述遮光条的宽度wb为0.556mm，所述透光狭缝的宽度ws为0.278mm。优选地，所述曲面视差光栅为有机玻璃材料制成。本专利技术实施例第二方面提供了一种图像处理方法，应用于上述所述的图像处理模块，包括：实施例第二方面提供了一种图像处理方法，获取待处理的图像源，所述图像源包括左眼视差图像和右眼视差图像；根据预设的编码规则和所述图像源生成视差图像，所述预设的编码规则为：将所述右眼视差图像中的每一个像素对应作为一个所述显示像素单元中的第一像素，将所述左眼视差图像中的每一个像素对应作为一个所述显示像素单元中的第三像素，且将全黑像素作为所述显示像素单元中的第二像素；向所述曲面显示屏发送与所述视差图像对应的驱动信号，以使得所述曲面显示屏根据所述驱动信号显示所述视差图像。本专利技术实施例第三方面提供了一种图像处理装置，包括：获取模块，用于获取待处理的图像源，所述图像源包括左眼视差图像和右眼视差图像；重编码模块，用于根据预设的编码规则和所述图像源生成视差图像，所述预设的编码规则为：将所述右眼视差图像中的每一个像素作为对应一个所述显示像素单元中的第一像素，将所述左眼视差图像中的每一个像素作为对应一个所述显示像素单元中的第三像素，且将全黑像素作为所述显示像素单元中的第二像素；驱动模块，用于向所述曲面显示屏发送与所述视差图像对应的驱动信号，以使得所述曲面显示屏根据所述驱动信号显示所述视差图像。本专利技术实施例第四方面提供了一种图像处理设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述所述图像处理方法的步骤。本专利技术实施例第五方面提供了一种存储介质，所述存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述所述图像处理方法的步骤。本专利技术实施例提供的立体显示系统，包括曲面显示屏、曲面视差光栅和图像处理模块，曲面显示屏由若干个依次以列排列的显示像素单元组成，显示像素单元包括以列顺次设置的第一像素、第二像素和第三像素，第一像素用于显示右眼视差图像的一个像素，第三像素用于显示左眼视差图像中的一个像素，第二像素为全黑像素。图像处理模块用于根据待处理的图像源生成与曲面显示屏的显示像素单元的排列结构对应的视差图像；曲面视差光栅对应曲面显示屏设置，且曲面视差光栅靠近观看区域设置，用于控制曲面显示屏上显示的视差图像所发出光线的可通过区域，形成观看立体图像的可视区域。在本技术方案中，通过将曲面屏和曲面视差光栅相结合，提高了立体显示系统的自由度，为观看者带来沉浸式的自由立体观感，同时在第一像素和第三像素之间设置不发光的全黑第二像素，其作用等效于第二个曲面视差光栅，可以避免左右眼对应的视差图像所发出光线之间形成的串扰，却不会影响视差图像的内容。附图说明为了更清楚地说明本专利技术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专利技术的一些实施例，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示出的结构获得其他的附图。图1为本专利技术实施例一中立体显示系统的结构示意图；图2为本专利技术实施例一中种立体显示系统的可视区域示意图；图3为本专利技术实施例一中图像处理模块的重编码示意图；图4为本专利技术实施例二中图像处理方法的流程图；图5为本专利技术实施例三中图像处理装置的示意图；图6为本专利技术实施例四中图像处理设备的硬件结构示意图。附图标号说明：本专利技术目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。具体实施方式以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本专利技术实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种立体显示系统，其特征在于，包括曲面显示屏、曲面视差光栅和图像处理模块，所述曲面显示屏由若干个依次以列排列设置的显示像素单元组成，所述显示像素单元包括以列顺次设置的第一像素、第二像素和第三像素，所述第一像素用于显示右眼视差图像，所述第三像素用于显示左眼视差图像，所述第二像素为全黑像素；所述图像处理模块用于根据待处理的图像源生成与所述曲面显示屏的所述显示像素单元的排列结构对应的视差图像；所述曲面视差光栅，对应所述曲面显示屏设置，且在水平方向的横截面上，所述曲面显示屏的圆心和所述曲面视差光栅的圆心重合，所述曲面显示屏的曲率半径大于所述曲面视差光栅的曲率半径，所述曲面视差光栅靠近观看区域设置，用于控制所述曲面显示屏上显示的视差图像所发出光线的可通过区域，形成观看立体图像的可视区域。

【技术特征摘要】
1.一种立体显示系统，其特征在于，包括曲面显示屏、曲面视差光栅和图像处理模块，所述曲面显示屏由若干个依次以列排列设置的显示像素单元组成，所述显示像素单元包括以列顺次设置的第一像素、第二像素和第三像素，所述第一像素用于显示右眼视差图像，所述第三像素用于显示左眼视差图像，所述第二像素为全黑像素；所述图像处理模块用于根据待处理的图像源生成与所述曲面显示屏的所述显示像素单元的排列结构对应的视差图像；所述曲面视差光栅，对应所述曲面显示屏设置，且在水平方向的横截面上，所述曲面显示屏的圆心和所述曲面视差光栅的圆心重合，所述曲面显示屏的曲率半径大于所述曲面视差光栅的曲率半径，所述曲面视差光栅靠近观看区域设置，用于控制所述曲面显示屏上显示的视差图像所发出光线的可通过区域，形成观看立体图像的可视区域。2.如权利要求1所述的立体显示系统，其特征在于，所述曲面视差光栅为曲面狭缝光栅，所述曲面狭缝光栅包括多个遮光条和多个透光狭缝，所述遮光条沿所述曲面视差光栅的圆心环形离散排列，相邻两个所述遮光条之间形成所述透光狭缝。3.如权利要求2所述的立体显示系统，其特征在于，从水平方向的横截面上看，所述曲面视差光栅的圆心与所述遮光条边缘点的连线的延长线经过所述第二像素与其相邻的像素之间的交界点。4.如权利要求3所述的立体显示系统，其特征在于，所述曲面视差光栅的圆心至所述遮光条的距离为rb，所述曲面视差光栅的圆心至所述透光狭缝的距离为rs，所述曲面视差光栅的圆心至所述曲面显示屏上的像素的距离为rp，所述遮光条的宽度为wb，所述透光狭缝的宽度为ws，所述曲面屏的像素宽度均为wp，所述曲面显示屏的单个像素两边缘点与所述曲面视差光栅的圆心的连线形成的夹角为θ，满足如下条件：5.如权利要求2所述的立体显示系统，其特征在于，所述曲面视差光栅为厚度为0.2mm的360...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭俊达，刁志辉，孔令胜，贾平，刘小沣，严树峰，
申请(专利权)人：中国科学院长春光学精密机械与物理研究所，
类型：发明
国别省市：吉林,22