模拟立体图像显示方法及显示设备技术

本发明专利技术涉及一种模拟立体图像显示的方法，通过获取用于三维重建的至少两幅视图，确定构建的三维场景的深度信息和颜色信息；并且通过跟踪确定用户相对于所述显示设备的相对位置；根据所述相对位置，确定三维场景中需要在所述显示设备上显示的图像，供处于当前位置的用户观看。通过该种三维重建和恢复的方案，实现用户在二维显示设备或者未开启三维显示模式的显示设备上都能够体验观看立体场景的效果。

【技术实现步骤摘要】
模拟立体图像显示方法及显示设备
本专利技术涉及立体显示领域，具体涉及一种立体图像显示的方法及显示设备。
技术介绍
现有的立体显示方案，大部分是通过光学透镜与显示面板进行结合，使得用户能够通过这种3D显示设备观看3D影像。但是，3D显示设备成本较高，因此，为了实现在普通的2D显示设备上能够使用户能够体验3D显示效果。公开号为CN101931823A的中国专利公开了一种夏普公司申请的在2D显示设备上显示3D图像的方法和设备，该方法通过捕获观看者的视频、分析所述视频获得观看者的视点，之后确定3D图像在该视点下的2D投影图像，并且随着观看者的视点的变化显示与相应视点相关的2D投影图像。该方案需要计算机、摄像机以及计算机三种独立的设备，摄像机捕捉的视频确定的观看者的视点，在该方案中3D图像预先存储在计算机中，计算机根据得到的视点来计算3D图像在当前视点上的2D投影图像数据，计算机再将2D投影图像投影到显示设备130上，随着观看者视点的变化，计算机计算3D图像中与捕捉视点对应的投影图像，以实现3D图像的显示。公开号为US8,704,879B1的美国专利公开了一种任天堂公司申请的在裸眼状态下在传统2D显示设备上提供3D视图的方法，该方法包括跟踪用户相对于2D显示设备的位置，并且通过计算机处理器估算用户相对于2D显示设备的视点，计算机处理器使用估算出的视点来确定至少一个3D虚拟物体的部分投影，以达到使用户感受到3D观看效果的目的，该文件并未公开怎样根据已有的图像生成向用户显示的图像，更多阐述了不同的追踪方案可能对用户带来的影像。公开号为US2013/0016102A1的美国专利申请公开了亚马逊公司申请的一份名称为“模拟三维特征”的申请文件，并且以该申请文件为优先权文件基础申请了国际公开号为WO2013/010011A1的PCT申请，两份申请文件中，均公开了可以通过追踪用户视点，结合用户位置(视点)来渲染图像，通过显示设备向用户投放的方案，两份申请文件中公开了在具有三维建模的场景中，可以根据用户位置向用户投放对应的三维场景。以上专利申请，都是结合运动视差通过向用户提供针对不同视点的图像的方式，模拟3D视觉效果的目的，但是都未公开如何通过插图方式，生成向用户投放对应用户位置的图像的方案。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种模拟立体图像显示方法，以实现能够实现用户在2D显示设备或者2D/3D共融显示设备在2D显示模式下实现立体影像观看。为实现上述目的，本专利技术第一方面提供了一种模拟立体图像显示的方法，所述方法包括：获取用于三维重建的至少两幅视图；根据所述至少两幅视图，获取需要构建的三维场景的深度信息和颜色信息；对相对于所述显示设备移动的用户进行持续跟踪，确定用户相对于所述显示设备的相对位置；根据所述相对位置，确定三维场景中需要在所述显示设备上显示的图像，供处于当前位置的用户观看。第二方面，本专利技术实施例提供了一种显示设备，所述显示设备包括：视图获取单元、用于获取用于三维重建的至少两幅视图；场景信息获取单元，用于根据所述至少两幅视图，获取需要构建的三维场景的深度信息和颜色信息；相对位置跟踪单元，用于对相对于所述显示设备移动的用户进行持续跟踪，确定用户相对于所述显示设备的相对位置；显示图像确定单元，用于根据所述相对位置，确定三维场景中需要在所述显示设备上显示的图像，供处于当前位置的用户观看。第三方面，本专利技术实施例提供了一种显示设备，该显示设备包括显示屏、处理器、存储器以及跟踪设备，所述跟踪设备、所述显示屏以及所述存储器通过总线与所述处理器连接，所述存储器中存储有程序代码，所述处理器调用所述存储器中存储的代码，执行如下操作：获取用于三维重建的至少两幅视图；根据所述至少两幅视图，获取需要构建的三维场景的深度信息和颜色信息；对相对于所述显示设备移动的用户进行持续跟踪，确定用户相对于所述显示设备的相对位置；根据所述相对位置，确定三维场景中需要在所述显示设备上显示的图像，供处于当前位置的用户观看。本专利技术提供的模拟立体图像显示方法，通过获取用于三维重建的至少两幅视图，确定构建的三维场景的深度信息和颜色信息；并且通过跟踪确定用户相对于所述显示设备的相对位置；根据所述相对位置，确定三维场景中需要在所述显示设备上显示的图像，供处于当前位置的用户观看。通过该种三维重建和恢复的方案，实现用户在二维显示设备或者未开启三维显示模式的显示设备上都能够体验观看立体场景的效果。附图说明图1为本专利技术实施例提供的模拟立体图像显示方法的应用状态图；图2为本专利技术提供的模拟立体图像显示方法的流程图；图3为本专利技术提供的模拟立体图像显示方法中一种获取三维构建所需的场景图像方法的示意图；图4为图3所示的实施例到的三维构建所需的场景图像的示意图；图5为本专利技术提供的模拟立体图像显示方法中另一种获取三维构建所需的场景图像方法的示意图；图6为图5所示的实施例到的三维构建所需的场景图像的示意图；图7为本专利技术实施例提供的显示设备的一种实施例的结构图；图8为本专利技术实施例提供的显示设备的另一种实施例的结构图。具体实施方式下面通过附图和实施例，对本专利技术的技术方案做进一步的详细描述。图1是本专利技术提供的模拟立体图像显示方法的应用场景图，图1中作为观看者的用户102位于显示设备104的可观测范围内。可能绕着显示设备104移动。显示设备104可以是手机、平板电脑、笔记本电脑、一体机或者平板电视等电子设备，该些设备通常是不具备3D显示功能的设备，也可以是支持3D显示，但是并未开启3D显示功能，在用户观看时通过本申请提供的模拟立体图像显示的方法，可以在显示设备根据用户位置移动显示不同图像，使用户感受到3D图像的观看效果。显示设备104必然包含显示屏和处理器，还需要连接追踪设备，追踪设备可以是独立的图像采集设备，也可以是与显示设备本身一体的辅助设备，例如红外发射器、红外接收机等可以用于探测用户位置的设备，结合处理器的运算功能，可以计算得到用户102相对显示设备104的位置关系，包括但不限定于方向、角度、距离等信息。根据显示设备104本身具有不同的尺寸和性能，显示设备可能自身产生移动从而造成与用户之间的相对位置变化，也有可能是在用户设备主动操作下与用户设备产生相对位置变化，或者显示设备保持不动，而用户自身移动造成的相对位置变化，以及两者分别移动造成的两者之间的位置变化，不多赘述。但是无论何种原因导致的两者相对位置变化，均能通过追踪装置结合处理器的计算，确定两者之间的相对位置。为了使用户能够在不支持3D显示或未开启3D显示模式的屏幕上，体验3D效果，本申请通过移动视差的方法实现该目的。如果用户在显示设备的不同位置能够看到同一场景在相应视角的图像，则用户与显示设备相对位置发生变化时，就能看到一系列视角不同的图像，由于这些图像是同一场景在不同视角下获得的视图，所以用户能够感觉到场景是3D场景。因此，本申请包括场景重建、相对位置追踪和恢复三个步骤，其中，场景重建能够获取场景的三维信息，相对位置追踪是计算用户与显示设备之间的位置关系，作为确定为用户提供的具体视图的依据；场景恢复则是根据用户与显示设备之间的位置关系恢复用户视角下的场景，以达到在不支持3D显示或未开启3D显示模式的屏幕上，体验到了3D效果的目的。基于本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种模拟立体图像显示的方法，其特征在于，所述方法包括：获取用于三维重建的至少两幅视图；根据所述至少两幅视图，获取需要构建的三维场景的深度信息和颜色信息；对相对于所述显示设备移动的用户进行持续跟踪，确定用户相对于所述显示设备的相对位置；根据所述相对位置，确定三维场景中需要在所述显示设备上显示的图像，供处于当前位置的用户观看。

【技术特征摘要】
1.一种模拟立体图像显示的方法，其特征在于，所述方法包括：获取用于三维重建的至少两幅视图；根据所述至少两幅视图，获取需要构建的三维场景的深度信息和颜色信息，得知深度信息后可以将场景映射到其他视角；对相对于所述显示设备移动的用户进行持续跟踪，确定用户相对于所述显示设备的相对位置；根据所述相对位置和所述至少两幅视图，通过插图算法，结合视差和像素坐标，生成与所述相对位置对应的视图，供处于当前位置的用户观看；或者，将所述显示设备的可视范围划分为N个区间，N为用于三维重建的图像数目，每个图像对应所述N个区间中的一个区间；将所述用户与所述显示设备的相对位置对应至所述N个区间中的一个；根据所述三维场景的深度信息和颜色信息，生成与所述N个区间分别对应的N个三维场景视图；通过显示设备显示所述N个三维场景视图中，所述用户与所述显示设备的相对位置对应的一个区间的三维场景视图，供处于当前位置的用户观看。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述三维重建的至少两幅视图由相机对目标物体的从不同角度拍摄获得。3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述三维重建的至少两幅视图为视频文件中的至少两个关键帧。4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述至少两幅视图，获取需要构建的三维场景的深度信息和颜色信息；之后，还包括：以RGBD形式表示所述三维场景的深度信息和颜色信息；其中，RGB值表示一个像点的颜色信息，D的值表示该像点的深度信息。5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述以RGBD形式表示所述三维场景的深度信息和颜色信息，同时，还包括：对所述至少两幅图像进行视差约束和深度约束。6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述用户相对于所述显示设备的相对位置，进一步包括所述用户处于静止状态且所述显示设备处于运动状态时所述用户相对于所述显示设备的相对位置、所述用户处于运动状态且所述显示设备处于静止状态时所述用户相对于所述显示设备的相对位置以及所述用户处于运动状态且所述显示设备处于运动状态时所述用户相对于所述显示设备的相对位置。7.一种显示设备，其特征在于，所述显示设备包括：视图获取单元、用于获取用于三维重建的至少两幅视图；场景信息获取单元，用于根据所述至少两幅视图，获取需要构建的三维场景的深度信息和颜色信息，得知深度信息后可以将场景映射到其他视角；相对位置跟踪单元，用于对相对于所述显示设备移动的用户进行持续跟踪，确定用户相对于所述显示设备的相对位置；所述显示设备还包括插图单元，所述插图单元用于根据所述相对位置和所述至少两幅视图，通过插图算法，结合视差和像素坐标，生成与所述相对位置对应的视图，供处于当前位置的用户观看；或者，所述显示设备还包括区间划分单元、匹配单元和显示图像确定单元，所述显示图像确定单元包括图像生成子...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗艳青，简培云，刘宁，
申请(专利权)人：深圳超多维光电子有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44