多层式三维显示器的标定设备和标定方法技术

公开一种多层式三维显示器的标定设备和标定方法。所述标定方法包括：（a）控制三维显示器仅在一个显示层上显示第一图像；（b）控制图像拍摄设备对显示的第一图像的部分或全部进行拍摄以获取第二图像；（c）利用第一图像和第二图像计算所述显示层与图像拍摄设备之间的单应性；（d）利用计算的单应性计算所述显示层相对于图像拍摄设备的位置关系，其中，针对三维显示器的每个显示层执行步骤（a）、（b）、（c）和（d），根据每个显示层相对于图像拍摄设备的位置关系来得到所述多个显示层之间的位置关系。

【技术实现步骤摘要】
多层式三维显示器的标定设备和标定方法
本专利技术涉及三维显示领域。更具体地讲，涉及一种多层式三维显示器的标定设备和标定方法。
技术介绍
近来，多层三维（3D）显示器（MLD）已经在3D显示领域获得了越来越多的关注。通常来讲，多层3D显示器由沿着厚度方向堆叠的多个平行的二维（2D）显示层形成，以产生3D视觉效果。已经提出了多种具有不同工作原理的MLD，包括：深度融合显示器（depthfusiondisplay，DFD）、视差栅栏（parallaxbarrier）、光场重建（LightFieldRecreation）等。在实际应用中，MLD的实际硬件特性可能与它们的原始设计不同，这是因为制造和安装过程可能存在误差。这些不同通常导致系统错误，降低了显示性能。因此需要一种MLD的标定技术来检测这些误差。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种多层式三维显示器（MLD）的标定设备和标定方法，以检测MLD的显示层之间的位置误差。为了实现上述目的，本专利技术的一方面提供一种用于标定三维显示器的方法，所述三维显示器包括多个显示层，所述方法包括如下步骤：（a）控制三维显示器仅在一个显示层上显示第一图像；（b）控制图像拍摄设备对显示的第一图像进行拍摄以获取第二图像；（c）利用第一图像和第二图像计算所述显示层与图像拍摄设备之间的单应性；（d）利用计算的单应性计算所述显示层相对于图像拍摄设备的位置关系，其中，针对三维显示器的每个显示层执行步骤（a）、（b）、（c）和（d），根据每个显示层相对于图像拍摄设备的位置关系来得到所述多个显示层之间的位置关系。可选地，步骤（c）包括：从第一图像提取预定点在第一图像中的第一坐标；从第二图像提取所述预定点在第二图像中的第二坐标；利用第一坐标和第二坐标计算第一图像与第二图像之间的单应性矩阵。可选地，步骤（d）包括：利用图像拍摄设备的内参数从单应性矩阵提取所述显示层与图像拍摄设备之间的旋转矩阵和平移向量。可选地，单应性矩阵表示为图像拍摄设备的内参数矩阵与利用旋转矩阵和平移向量形成的矩阵的乘积，可根据单应性矩阵和图像拍摄设备的内参数获得利用旋转矩阵和平移向量形成的矩阵，从而得到旋转矩阵和平移向量。可选地，在针对三维显示器的各个显示层执行步骤（b）时，图像拍摄设备的位置和姿态相同。可选地，所述方法还包括：根据所述多个显示层之间的位置关系来对所述多个显示层之间的位置进行校正。可选地，所述方法还包括：根据所述多个显示层之间的位置关系来调整三维显示器的显示渲染参数。可选地，步骤（b）包括：控制图像拍摄设备对显示的第一图像的部分或全部进行拍摄以获取第二图像。根据本专利技术的另一方面，提供一种用于标定三维显示器的设备，所述三维显示器包括多个显示层，其特征在于包括：通信单元，与三维显示器进行通信；显示控制器，经由通信单元控制三维显示器来使得所述多个显示层按预定次序单独显示第一图像；图像拍摄设备，对每个显示层单独显示的第一图像进行拍摄以获取第二图像；单应性计算单元，利用第一图像和第二图像计算每个显示层与图像拍摄设备之间的单应性；位置确定单元，利用计算的单应性计算每个显示层相对于图像拍摄设备的位置关系，以得到所述多个显示层之间的位置关系。可选地，单应性计算单元利用第一图像中的点在第一图像中的坐标和第二图像中的对应点在第二图像中的坐标，计算第一图像与第二图像之间的单应性矩阵。可选地，位置确定单元利用图像拍摄设备的内参数从单应性矩阵提取所述显示层与图像拍摄设备之间的旋转矩阵和平移向量。可选地，在针对三维显示器的各个显示层单独显示的第一图像分别进行拍摄时，图像拍摄设备的位置和姿态相同。可选地，显示控制器根据所述多个显示层之间的位置关系，经由通信单元控制三维显示器来调整三维显示器的显示渲染参数。可选地，所述设备还包括：显示单元，显示所述多个显示层之间的位置关系。根据本专利技术的多层式三维显示器的标定设备和标定方法，通过使得三维显示器的每个显示层单独显示图像，并对显示的图像进行拍摄，从而可以利用显示的图像与拍摄的图像之间的单应性得到显示层之间的位置关系。将在接下来的描述中部分阐述本专利技术另外的方面和/或优点，还有一部分通过描述将是清楚的，或者可以经过本专利技术的实施而得知。附图说明通过下面结合附图进行的详细描述，本专利技术的上述和其它目的、特点和优点将会变得更加清楚，其中：图1示出根据本专利技术的实施例的多层式三维显示器（MLD）的标定方法的流程图；图2示出根据本专利技术的实施例的多层式三维显示器（MLD）的标定设备的框图；图3示出了根据本专利技术的实施例的第一图像的一个示例。具体实施方式现在，将参照附图更充分地描述不同的示例实施例，其中，一些示例性实施例在附图中示出，相同的标号表示相同的组件、部件或特征。图1示出根据本专利技术的实施例的多层式三维显示器（MLD）的标定方法的流程图。在步骤101，控制三维显示器仅在一个显示层上显示第一图像。换句话说，三维显示器仅利用一个显示层对第一图像进行显示。可通过在三维显示器上的设置界面或按钮或者通过控制或调试接口来实现第一图像在一个显示层上的显示。这里的第一图像可以是任意图像。在步骤102，控制图像拍摄设备对显示的第一图像进行拍摄以获取第二图像。此时，第二图像可以包含有第一图像。图像拍摄设备可以使用电荷耦合装置（CCD）传感器、互补金属氧化物半导体（CMOS）传感器等图像传感器来实现。在步骤103，利用第一图像和第二图像计算该显示层与图像拍摄设备之间的单应性。具体地说，可利用第一图像中的点在第一图像中的二维坐标（以下称为第一坐标）和第二图像中的对应点在第二图像中的二维坐标（以下称为第二坐标），计算第一图像与第二图像之间的单应性矩阵。该单应性矩阵代表了显示第一图像的显示层与图像拍摄设备的成像平面之间的单应性。例如，对于第一图像中的一个点p，可以获得点p在第一图像中的坐标。由于点p被显示并被拍摄到第二图像中，因此可以获得点p在第二图像中的坐标。这样，可以通过多个点在第一图像中的坐标和在第二图像中的坐标建立起第一图像与第二图像的单应性。可通过现有的单应性矩阵计算算法来建立上述单应性。在一个示例中，第一图像与第二图像之间的单应性可被表示为下面的等式（1）：σmi=H·Mi，i∈[1,N]（1）其中，σ表示任意比例因子，mi表示第i个点的第二坐标的齐次坐标，Mi表示第i个点的第一坐标的齐次坐标，H表示单应性矩阵，N表示点的数量。这样，可以通过对等式（1）求解来得到单应性矩阵H。在对显示的第一图像进行拍摄时可以对显示的第一图像的部分或全部进行拍摄，只要拍摄到用于建立单应性的多个点（例如，等式（1）中的N个点），即，可以拍摄包含部分或全部的第一图像的第二图像，只要拍摄的第二图像中包括用于建立单应性的多个点。随着N增大，可以提高抑制噪声的能力，但是计算量相应增加。可根据需要来确定N的大小。优选地，N大于等于4。此外，为了便于提取图像中的点，优选地，第一图像具有便于提取的特征点。例如，第一图像可以是格子图像，格子图像中的角点可以作为特征点。图3示出了格子图像的一个示例。在步骤104，利用在步骤103计算的单应性计算该显示层相对于图像拍摄设备的位置关系。具体地说，可从在步骤103计算的单应性矩阵H提取所述一个显示层的平面与图像拍摄设备本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于标定三维显示器的方法，所述三维显示器包括多个显示层，所述方法包括如下步骤：(a)控制三维显示器仅在一个显示层上显示第一图像；(b)控制图像拍摄设备对显示的第一图像进行拍摄以获取第二图像；(c)利用第一图像和第二图像计算所述一个显示层与图像拍摄设备的成像平面之间的单应性；(d)利用计算的单应性计算所述一个显示层相对于图像拍摄设备的位置关系，其中，针对三维显示器的每个显示层执行步骤(a)、(b)、(c)和(d)，根据每个显示层相对于图像拍摄设备的位置关系来得到所述多个显示层之间的位置关系。

【技术特征摘要】
1.一种用于标定三维显示器的方法，所述三维显示器包括多个显示层，所述方法包括如下步骤：(a)控制三维显示器仅在一个显示层上显示第一图像；(b)控制图像拍摄设备对显示的第一图像进行拍摄以获取第二图像；(c)利用第一图像和第二图像计算所述一个显示层与图像拍摄设备的成像平面之间的单应性；(d)利用计算的单应性计算所述一个显示层相对于图像拍摄设备的位置关系，其中，针对三维显示器的每个显示层执行步骤(a)、(b)、(c)和(d)，根据每个显示层相对于图像拍摄设备的位置关系来得到所述多个显示层之间的位置关系。2.如权利要求1所述的方法，其中，步骤(c)包括：从第一图像提取预定点在第一图像中的第一坐标；从第二图像提取所述预定点在第二图像中的第二坐标；利用第一坐标和第二坐标计算第一图像与第二图像之间的单应性矩阵。3.如权利要求2所述的方法，其中，步骤(d)包括：利用图像拍摄设备的内参数从单应性矩阵提取所述显示层与图像拍摄设备之间的旋转矩阵和平移向量。4.如权利要求3所述的方法，其中，单应性矩阵表示为图像拍摄设备的内参数矩阵与利用旋转矩阵和平移向量形成的矩阵的乘积。5.如权利要求1所述的方法，其中，在针对三维显示器的各个显示层执行步骤(b)时，图像拍摄设备的位置和姿态相同。6.如权利要求1所述的方法，还包括：根据所述多个显示层之间的位置关系来对所述多个显示层之间的位置进行校正。7.如权利要求1所述的方法，还包括：根据所述多个显示层之间的位置关系来调整三维显...

【专利技术属性】
技术研发人员：李炜明，焦少慧，周明才，洪涛，王海涛，金智渊，
申请(专利权)人：北京三星通信技术研究有限公司，三星电子株式会社，
类型：发明
国别省市：北京,11