立体图像显示设备及其眼睛追踪方法技术

本发明专利技术提供立体图像显示设备及其眼睛追踪方法。公开了使用低速摄像头实现高速眼睛追踪技术的立体图像显示设备和眼睛追踪方法。所述立体图像显示设备包括：图像板，该图像板交替地显示左眼图像和右眼图像；可切换板，该可切换板设置在图像板的正面或背面，以将左眼图像和右眼图像彼此分离以对应于观众的左眼和右眼；摄像头，该摄像头安装在图像板，以捕获观众的图像，以及计算机系统，该计算机系统从输入图像中检测观众的位置信息，并使用检测到的位置信息进行插值以计算检测到的位置信息之间的中间点信息，以比摄像头的驱动频率快的驱动频率更新观众的位置信息，还用来响应于更新后的位置信息控制可切换板的驱动。

【技术实现步骤摘要】
立体图像显示设备及其眼睛追踪方法
本专利技术涉及立体图像显示设备，更具体地，涉及使用低速摄像头可以实现高速眼睛追踪技术的立体图像显示设备及其眼睛追踪方法。
技术介绍
用来显示真实的三维(3D)图像的立体图像显示设备已经在多个领域得到应用，这些领域包括医疗、教育、游戏、电影、电视等。这样的立体图像显示设备通过显示在空间或时间而言彼此不同的左眼图像和右眼图像，使观众从双眼视差图像中感知3D效果。代表性的显示3D图像的方法包括使用专用眼镜的眼镜方法和不使用专用眼镜的无眼镜方法。在眼镜方法中，显示设备通过改变图像偏振或通过时分方式彼此分离地显示左眼图像和右眼图像，观众使用偏光眼镜或液晶快门眼镜感知3D效果。在无眼镜方法中，显示设备使用安装在其正面或背面的光学滤波器，例如透镜片、视差屏障等，来显示3D图像。更具体地，无眼镜型立体图像显示设备包括显示图像的图像板和设置在图像板正面或背面的可切换板，该可切换板通过逐个左眼图像和右眼图像改变屏障位置或透镜位置，从而在空间上将左眼图像和右眼图像彼此分离。此外，立体图像显示设备利用眼睛追踪技术，该技术从安装在图像板的摄像头输入的图像中检测观众的面部，然后检测相对于立体图像显示设备的观众的眼睛位置信息(例如，X，Y和Z坐标)，并且通过基于检测到的观众的眼睛位置信息改变可切换板的屏障位置或透镜位置，据此在追踪移动的观众的位置的同时显示3D图像。通常，立体图像显示设备利用摄像头的驱动频率(图像捕捉速度)来同步观众位置信息的更新。然而，摄像头是以低于可切换板的驱动频率的速度驱动的，从而以低于可切换板的驱动频率的速度更新观众位置信息，这使得3D图像的显示不可能精确地遵循正在移动的观众的位置。尽管可以通过使用高驱动频率的摄像头来解决这个问题，但是由于摄像头的价格和尺寸的限制，低速摄像头仍被广泛使用。
技术实现思路
因此，本专利技术提出基本上解决相关领域的限制和不足所导致的一个或多个问题立体图像显示设备及其眼睛追踪方法。本专利技术的一个目的是提供使用低速摄像头可以实现高速眼睛追踪技术的立体图像显示设备及其眼睛追踪方法。本专利技术另外的优点、目标和特征将部分地在后面的描述中阐明，并且部分地在下面分析的基础上对于本领域技术人员来说将变得显而易见，或者可以从本专利技术的实践中认识到。本专利技术的目标和其他优点可以通过说明书、权利要求以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。为了取得这些目标和其他优点，以及依据本专利技术的目的，正如在此具体地和广泛地所描述的，一种立体图像显示设备，该立体图像显示设备包括：图像板，该图像板被构造成交替地显示左眼图像和右眼图像；可切换板，该可切换板设置在该图像板正面或背面以将左眼图像和右眼图像彼此分离以对应于观众的左眼和右眼；摄像头，该摄像头安装在图像板以捕获观众图像；以及计算机系统，该计算机系统被构造成从摄像头输入的图像中检测观众的位置信息，并且通过使用检测到的位置信息进行插值来计算检测到的位置信息之间的观众的中间点信息，以比摄像头驱动频率快的驱动频率来更新观众的位置信息，并且还被构造成响应于更新后的观众的位置信息来控制可切换板的驱动。计算机系统可以从摄像头输入的图像中检测观众的面部，然后从检测到的面部中检测观众的两条眼睛位置信息，并可以使用检测到的两个眼睛位置信息通过插值法根据这两条眼睛位置信息计算n条中间点信息(这里n为自然数)。观众的每条眼睛位置信息可以包括X，Y和Z坐标，并且计算机系统可以通过对每坐标的两条眼睛位置信息求和并且将每坐标的和除以1/n来计算该n条中间点信息。计算机系统可以以2倍或4倍于摄像头的驱动频率来更新观众的眼睛位置信息。根据本专利技术的另一方面，一种立体图像显示设备的眼睛追踪方法，该方法包括以下步骤：输入由安装在图像板的摄像头捕获的观众的图像，从输入图像中检测观众的面部，并从检测到的面部检测观众的眼睛位置信息，使用检测到的眼睛位置信息通过插值法计算检测到的观众的眼睛位置信息之间的观众的中间点信息，以比摄像头的驱动频率快的驱动频率更新观众的眼睛位置信息，以及响应于更新后的观众的位置信息控制设置在图像板正面或背面的可切换板的驱动。应当理解，本专利技术前面的概要说明和后面的详细说明，都只是示例性和解释性的，目的是为权利要求所主张的专利技术提供进一步的解释。附图说明附图被结合在本申请中并作为本申请的一部分，提供对本专利技术更深入的理解，阐明本专利技术的实施方式并与说明书一起解释本专利技术的原理。附图中：图1是示意性地示出根据本专利技术的实施方式的立体图像显示设备的构造的框图；图2是示意性地示出图1所示的计算机系统的眼睛追踪方法的序列的流程图；图3是示出根据本专利技术的实施方式的立体图像显示设备的眼睛追踪方法的说明图；并且图4是示出由根据本专利技术的实施方式的立体图像显示设备的眼睛追踪方法更新的观众的位置信息的图。具体实施方式现在详细地参照本专利技术的优选实施方式，在附图中阐述其示例。图1是示意性地示出根据本专利技术的实施方式的立体图像显示设备的构造的框图。如图1示例性地所示，立体图像显示设备包括用于显示左眼图像和右眼图像的双板型的图像板10，以及设置在图像板10的正面或背面的可切换板20，该可切换板20根据图像板10的左眼图像和右眼图像及观众的位置信息来改变遮蔽光的屏障的位置或对光进行折射的透镜的位置从而将左眼图像和右眼图像彼此分离。为方便说明，尽管图1中仅显示了可切换板20设置在图像板10正面的配置，但是当图像板10是使用背光单元作为光源的液晶板时，可切换板20可以设置在图像板10的背面，即位于背光单元和图像板10之间。在下文，作为示例仅说明可切换板20位于图像板10的正面的构造。图像板10以时分方式交替地显示左眼图像和右眼图像以显示3D图像。例如，图像板10在奇数帧显示左眼图像，在偶数帧显示右眼图像，以交替地在每帧中显示左眼图像和右眼图像。另选地，图像板10可以显示2D图像。图像板10可以是液晶板、有机发光二极管显示板、等离子显示板等。在图像板10为液晶板的一个示例中，图像板10包括：具有滤色器阵列的滤色器基片、具有薄膜晶体管阵列的薄膜晶体管基片、封装在该滤色器基片和该薄膜晶体管基片之间的液晶层、以及分别附接在该滤色器基片和该薄膜晶体管基片的外表面的偏振片。图像板10通过多个像素的阵列显示图像。每个像素使用红/绿/蓝(R/G/B)子像素的组合发射期望颜色的光，子像素根据基于数据信号而改变的液晶的排列而调整透光率，并且还包括当需要时用来提高亮度的白(W)子像素。各子像素包括连接到选通线(GL)和数据线(DL)的薄膜晶体管(TFT)，以及并联地连接到该薄膜晶体管的液晶电容器(Clc)和存储电容器(Cst)。该液晶电容器由通过该薄膜晶体管施加到像素电极上的数据信号与施加到公共电极上的公共电压(Vcom)之间的差分电压来充电，并通过基于充电电压驱动液晶来调整光的能见度。存储电容器存储液晶电容器的充电电压。液晶层在扭曲向列(TN)模式或纵向排列模式(VA)下由纵向电场驱动，或在面内切换(IPS)模式或边缘场切换(FFS)模式下由横向电场驱动。可切换板20附接到图像板10的正面，包括作为滤光器的液晶板，诸如可切换屏障或可切换透镜，当图像板10显示3D图像时，基于图像板10的左眼图像和右眼图本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种立体图像显示设备，该立体图像显示设备包括：图像板，该图像板被构造成交替地显示左眼图像和右眼图像；可切换板，该可切换板设置在该图像板的正面或背面，以将所述左眼图像和所述右眼图像彼此分离以对应于观众的左眼和右眼；摄像头，该摄像头安装在所述图像板，以捕获观众的图像；以及计算机系统，该计算机系统被构造成从由所述摄像头输入的图像中检测观众的位置信息，并使用检测到的位置信息进行插值以计算检测到的位置信息之间的观众的中间点信息，以比所述摄像头的驱动频率快的驱动频率更新所述观众的所述位置信息，并且还被构造成响应于更新后的观众的位置信息来控制所述可切换板的驱动。

【技术特征摘要】
2013.04.09 KR 10-2013-00388151.一种立体图像显示设备，该立体图像显示设备包括：图像板，该图像板被构造成交替地显示左眼图像和右眼图像；可切换板，该可切换板设置在该图像板的正面或背面，以将所述左眼图像和所述右眼图像彼此分离以对应于观众的左眼和右眼；摄像头，该摄像头安装在所述图像板，以捕获观众的图像；以及计算机系统，该计算机系统被构造成从由所述摄像头输入的图像中检测观众的位置信息，并使用检测到的位置信息进行插值以计算检测到的位置信息之间的观众的中间点信息，以比所述摄像头的驱动频率快的驱动频率更新所述观众的所述位置信息，并且还被构造成响应于更新后的观众的位置信息来控制所述可切换板的驱动，其中，所述计算机系统从由所述摄像头输入的图像中检测所述观众的面部，然后从检测到的面部中检测观众的两条眼睛位置信息，并通过使用检测到的两条眼睛位置信息进行插值来计算所述两条眼睛位置信息之间的n条中间点信息，这里n为自然数，其中，所述观众的每条眼睛位置信息包括X、Y和Z坐标，并且其中，所述计算机系统通过对每坐标...

【专利技术属性】
技术研发人员：金正基，白承皓，金周娥，
申请(专利权)人：乐金显示有限公司，
类型：发明
国别省市：韩国;KR