CN113891061B - 一种裸眼3d显示方法及显示设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种裸眼3D显示方法及显示设备，包括步骤：调取摄像头，获取摄像头可视范围内观看人员的具体坐标；根据观看人员的左眼和右眼的具体3D坐标位置，计算出有效显示范围，根据获取到坐标视觉图像，形成深度图；根据形成的深度图，得到左眼和右眼的3D坐标，形成交织多视点图像；根据获取的交织多视点图像计算出的有效显示范围，调整排图坐标体系，调整摄像机显示屏需要显示的位置，并分别获取左眼和右眼的有效的视觉图像。本发明的方法其视点转换精度高、失真小，极大减少了裸眼3D显示的图像伪影、抖动等现象，且成本更低，具有较大的应用价值，并发送给裸眼3D显示器，以实现裸眼3D显示；高效实现了裸眼3D视点的转换、占用资源少。

Description

一种裸眼3D显示方法及显示设备

技术领域

本发明涉及裸眼3D显示技术领域，具体为一种裸眼3D显示方法及显示设备。

背景技术

随着三维显示技术的逐渐成熟发展，裸眼3D技术的应用场景越来越广泛。不同于传统的二维显示技术，裸眼3D显示有着真实感、立体感、无需佩戴专用眼镜等优势且能有效避免沉浸式体验惯于带来的恶心、眩晕、视觉疲劳等不良反应，而被各种显示应用领域所看好、追捧。裸眼3D显示技术，是指不通过任何工具就能让左右两只眼睛从显示屏幕上看到两幅具有视差的、有所区别的画面，将它们反射到大脑，从而产生立体感。裸眼3D显示技术也利用了人眼的视差原理，通过给观看者左右两眼分别送去不同的画面，从而达到立体的视觉效果。由于裸眼3D电视的观察者可以不佩戴眼镜实现3D显示体验，符合3D显示的市场需求，具有较大的市场和商机。目前3D信号源设备输出的3D视频信号一般都是左右(L/R)2视点图像，而裸眼3D电视需要较多视点以便在大范围进行3D体验，因此需要将2个视点转换成多个视点。目前常见的办法是从原有的L/R2视点图像中提取深度信息、并基于原有L或R视点图像进行渲染来形成多视点图像，这种方法可能导致图像裂缝、伪影、失真抖动等问题。因此我们对此做出改进，提出一种裸眼3D显示方法及显示设备。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了如下的技术方案：

一种裸眼3D显示方法，包括步骤：

调取摄像头，获取摄像头可视范围内观看人员的具体3D坐标，并且根据观看人员的具体3D坐标以及观看人员的左眼和右眼的具体3D坐标转换成屏幕显示坐标系；

根据观看人员的左眼和右眼的具体3D坐标，计算出第一有效显示范围，基于所述第一有效显示范围在所述屏幕显示坐标系中获取坐标视觉图像，同时，根据所述坐标视觉图像形成深度图；

根据所述深度图，对所述观看人员的左眼和右眼的具体3D坐标进行视点交织处理，形成交织多视点图像；

根据所述交织多视点图像计算第二有效显示范围，并根据所述第二有效显示范围得到排图坐标体系，同时，基于所述第二有效显示范围对所述摄像头的拍摄显示区位进行校准，根据校准结果分别获取所述观看人员的左眼和右眼的有效视觉图像；

将所述有效视觉图像内容在显示器的屏幕投影播放，实现人眼视觉上完整的3D图像。

优选的，一种裸眼3D显示方法，所述摄像头固定在显示器上，相机坐标转换成屏幕显示坐标系，首先将所述相机坐标转换到成像平面坐标，具体步骤如下：

设物体在相机坐标系下的坐标为P_w＝[X,Y,Z]^T，根据相似三角形，得：

将X'移动到左侧，有：

其中，[X',Y']^T是相机坐标系下物体在成像平面的坐标，X、Y、Z表示坐标系，f为相机焦距，T为三维的平移向量。

优选的，一种裸眼3D显示方法，所述相机坐标转换成屏幕显示坐标系，其次再将成像平面坐标转换到屏幕显示坐标系，具体步骤如下：

其中α和β分别为相机坐标系和像素坐标系远点之间的缩放比例；

设αf为f_x，设βf为f_y：

其中，[c_x,c_y]^T为水平移动坐标，[μ,ν]^T为物体的像素坐标。

优选的，一种裸眼3D显示方法，基于所述第二有效显示范围对所述摄像头的拍摄显示区位进行校准具体步骤如下：

根据获取到的右眼和左眼的3D坐标，确定双眼之间的中点3D坐标；

根据所述第二有效显示范围通过3D裸眼显示方法确定基础定点坐标，计算双眼中点坐标与基础定点坐标之间的距离；

根据得到的坐标之间的距离，对摄像头的拍摄显示区位进行校准。

优选的，一种裸眼3D显示方法，所述摄像头包括显示模块、获取模块：

所述获取模块，用于获取观看人员的左眼、右眼的具体3D坐标位置；

所述显示模块，用于根据成像平面坐标与基础定点坐标，确定成像坐标。

优选的，一种裸眼3D显示方法，包括左眼、右眼、显示模块、降噪模块、图像校准模块和安置壁，所述显示模板设置在安置壁的一侧，且显示模板包括TFT液晶层，所述TFT液晶层的正面设置了增亮反光层。

优选的，一种裸眼3D显示方法，所述增亮反光层包括光线屏障层，所述光线屏障层设置在增亮反光层上远离TFT液晶层的一侧，所述左眼和右眼设置在光线屏障层的一侧。

优选的，一种裸眼3D显示方法，所述降噪模块通过采用低通滤波器消除左眼和右眼视点图像的高频噪声；

所述图像校准模块，用于调整排图坐标体系，调整显示屏需要显示的位置，对显示区位进行校准。

优选的，一种裸眼3D显示方法，基于所述第一有效显示范围在所述屏幕显示坐标系中获取坐标视觉图像，同时，根据所述坐标视觉图像形成深度图的具体工作过程，包括：

对所述第一有效显示范围进行识别，确定所述第一有效显示范围的特征点，其中，所述第一有效显示范围的特征点，包括：所述第一有效显示范围的边界点、所述观看人员的左眼观看点以及所述观看人员的右眼观看点；

基于所述观看人员的左眼观看点以及所述第一有效显示范围的边界点确定所述观看人员基于所述第一有效显示范围在所述屏幕显示坐标系中的左眼视觉图像；

同时，基于所述观看人员的右眼观看点以及所述第一有效显示范围的边界点确定所述观看人员基于所述第一有效显示范围在所述屏幕显示坐标系中的右眼眼视觉图像；

获取所述左眼视觉图像的像素点信息，并基于所述左眼视觉图像的像素点信息确定所述左眼视觉图像的第一图像分辨率，同时，获取所述右眼视觉图像的像素点信息，并基于所述右眼视觉图像的像素点信息确定所述右眼视觉图像的第二图像分辨率；

将所述第一图像分辨率与所述第二图像分辨率进行比较，并根据比较结果将数值大的分辨率作为最优分辨率；

将所述左眼视觉图像与所述右眼视觉图像的图像分辨率调节至所述最优分辨率，并基于调节结果生成目标左眼视觉图像与目标右眼视觉图像；

获取所述目标左眼视觉图像的第一视觉特征与所述目标右眼视觉图像的第二视觉特征；

将所述第一视觉特征与所述第二视觉特征转换为数字信号，并基于所述数字信号与所述有效显示范围构建深度信息连接；

基于所述深度信息连接形成所述深度图。

优选的，一种裸眼3D显示方法，根据所述深度图，对所述观看人员的左眼和右眼的具体3D坐标进行视点交织处理，形成交织多视点图像的具体工作过程，包括：

读取所述深度图，获取所述深度图的图形结构，基于所述深度图的图形结构确定左眼与右眼的N个视点图像；

提取所述N个视点图像的N个图像特征，并对所述N个图像特征进行特征融合，并基于融合结果构建视点图像特征模型；

将所述N个视点图像输入至所述图像特征模型中进行视点图像平行化处理，生成第一处理结果；

同时，在所述图像特征模型中确定所述N个视点图像的特征点群；

基于所述特征点群将所述第一处理结果后的所述视点图像进行网格化处理，生成第二处理结果，并基于所述第二处理结果设定基准视点图像；

基于所述第二处理结果，并结合所述基准视点图像对所述N-1个视点图像进行纹理粘贴交织处理，生成第三处理结果；

基于所述第二处理结果以及所述第三处理结果，计算在网格中N个视点的视点坐标位置以及所述N个视点的像素值；

将所述N个视点的视点坐标位置以及所述N个视点的像素值输入至所述图像特征模型中进行融合，生成所述交织多视点图像；

基于预设优化目标函数对所述交织多视点图像进行增强处理，生成第四处理结果；

根据所述第四处理结果生成目标交织多视点图像。

本发明的有益效果是：该种裸眼3D显示方法及显示设备，通过获取眼睛中心到最佳视区范围的两个边界水平的距离，确定眼睛中心相对交界面的偏移量，以及眼睛中心处的视区宽度，并根据该成像坐标和基础定点坐标的排图参数，可在当前排图坐标系中以摄像头位置为排图起点，调整移动终端的显示内容，从而达到裸眼3D显示效果，并根据眼睛中心相对交界面的偏移量，以及眼睛中心处的视区宽度对显示屏的排图内容进行平移，可以根据观看者左右移动时的所在位置，正确调整排图内容的偏移量，从而使观看者观看到3D效果的图像，避免产生串扰问题，通过检测双眼与图像显示层之间的观察距离来选择合适的增亮反光层，使得增亮反光层对应的视区处于双眼所在的位置，在双眼移动的过程中可以再次自动调整增亮反光层，在观看过程中始终能够获取最优质的立体图像，提高观察者的观看自由度，复合像素的方式定义多视点裸眼3D显示屏的显示分辨率，在传输和显示时均以由复合像素定义的显示分辨率为考量因素，在确保高清晰度显示效果的情况下减少了传输和渲染的计算量，实现高质量的裸眼式3D显示；

在观看者无需佩戴任何辅助设备的同时实现了对视点的3D坐标进行精确定位的目的，极大的提升了观看体验，不需要多目拍摄来增加3D内容的目数，而是通过获取多组人眼的空间位置信息来调整3D内容的播放排图，实现多人同时观看，不会降低分辨率，成本低效果好，结构简单，可在全空间范围内显示，实现裸眼3D显示，同时能够预测人眼运动规律让用户不用长时间保持静止可以随意变换观看姿势，提升了用户的观看舒适度，可用更多的数据来描述图像信息，而用更少的数据来描述深度信息，从而获得更高的3D图像分辨率。同时提出其对应的多视点裸眼3D显示方法，可以获得逼真的3D显示效果，可以有效避免在裸眼3D显示终端进行3D显示时若终端出现剧烈运动时所出现的串扰或反视等问题，并且可有效避免在终端剧烈运动时送入用户眼睛的内容产生突变，从而给用户眼睛带来不适的问题，有效提升用户体验；

本发明的方法其视点转换精度高、失真小，极大减少了裸眼3D显示的图像伪影、抖动等现象，且成本更低，具有较大的应用价值，并发送给裸眼3D显示器，以实现裸眼3D显示；高效实现了裸眼3D视点的转换、占用资源少，3D显示清晰度高、播放平稳流畅，成本低、应用广泛，带来了大大的方便，应用界面看起来栩栩如生，具有真实的立体感官享受，还能够让用户和移动设备进行具有真实感的人机交互，可以得到物体逼真的的立体影像，真实地显示三维物体，使用户直观的看到复杂三维物体中的细节，可以在移动终端中实现，可交互操作便于用户手势操作从不同角度观察物体，实时的旋转、平移、缩放所观察物体。

通过对有效显示范围的特征点进行确定从而准确获得左眼视觉图像与右眼视觉图像，基于左眼视觉图像的第一图像分辨率与右眼视觉图像的第二分辨率，对左眼视觉图像与右眼视觉图像进行分辨率调整从而实现双眼观看图像清晰度的一致性，进而提高了观看人员的舒适度，通过第一视觉特征与第二视觉特征确定数字信号，并将数字信号与有效显示范围构建深度信息连接，从而更加精准的生成深度图，精准实现高质量的裸眼式3D显示。

通过确定视点图像的图像特征有利于生成图像特征模型，从而实现对视点图像的平行处理以及融合处理，提高了获取交织多视点图像体验感，并且通过对交织多视点图像进行图像增强处理后，使得交织多视点图像更清晰，有效避免了伪影等问题，提高了使用的高效性。

通过计算中点与基础定点之间的距离，确保了能够准确把握中点与基准定点之间的距离值，从而实现将3D排图合理在显示屏幕上进行显示，能够让用户和移动设备进行具有真实感的人机交互，可以得到物体逼真的立体影像，真实地显示三维物体，使用户直观的看到复杂三维物体中的细节。

通过确定有效显示区域的显示面积可以准确确定3D裸眼设备的流明，进而可以准确衡量3D裸眼设备的明亮程度从而确定明亮等级，当3D裸眼设备的明亮等级小于预设等级时及时进行优化，提高了3D裸眼设备的有效性，同时，有利于提升用户的体验感。

附图说明

图1是本发明一种裸眼3D显示方法及显示设备的流程示意图；

图2是本发明一种裸眼3D显示方法及显示设备的相机坐标转换屏幕显示坐标流程示意图；

图3是本发明一种裸眼3D显示方法及显示设备的显示范围校准流程示意图；

图4是本发明一种裸眼3D显示方法及显示设备的左眼显示范围结构示意图；

图5是本发明一种裸眼3D显示方法及显示设备的右眼显示范围结构示意图。

图中：1、安置壁；2、TFT液晶层；3、增亮反光层；4、光线屏障层；5、左眼；6、右眼。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例一：

本实施例提出的裸眼3D显示方法及显示设备，通过裸眼3D显示方法显示到显示设备上，处理后的图像，通过显示屏分别投入到观察者的左眼和右眼中，根据左眼和右眼观看到的图像，在用户的大脑中，产生3D立体感，3D内容包括3D图片、3D视频和3D游戏等。

如图1-3：本实施例一种裸眼3D显示方法，包括步骤：

调取摄像头，获取摄像头可视范围内观看人员的具体3D坐标，并且根据观看人员的具体3D坐标以及观看人员的左眼和右眼的具体3D坐标转换成屏幕显示坐标系；

根据观看人员的左眼和右眼的具体3D坐标，计算出第一有效显示范围，基于所述第一有效显示范围在所述屏幕显示坐标系中获取坐标视觉图像，同时，根据所述坐标视觉图像形成深度图；

根据所述深度图，对所述观看人员的左眼和右眼的具体3D坐标进行视点交织处理，形成交织多视点图像；

根据所述交织多视点图像计算第二有效显示范围，并根据所述第二有效显示范围得到排图坐标体系，同时，基于所述第二有效显示范围对所述摄像头的拍摄显示区位进行校准，根据校准结果分别获取所述观看人员的左眼和右眼的有效视觉图像；

将所述有效视觉图像内容在显示器的屏幕投影播放，实现人眼视觉上完整的3D图像。

其中，第一有效显示范围可以是根据观看人员的左眼和右眼的具体3D坐标确定的。第二有效显示范围是基于深度图获取的交织多视点图像计算得到的。有效视觉图像是基于第二有效显示范围对摄像头的拍摄显示区位进行校准后获取的，属于坐标视觉图像。

一种裸眼3D显示方法，所述摄像头固定在显示器上，相机坐标转换成屏幕显示坐标系，首先将所述相机坐标转换到成像平面坐标，具体步骤如下：

设物体在相机坐标系下的坐标为P_w＝[X,Y,Z]^T，根据相似三角形，得：

将X'移动到左侧，有：

其中，[X',Y']^T是相机坐标系下物体在成像平面的坐标，X、Y、Z表示坐标系，f为相机焦距，T为三维的平移向量。

一种裸眼3D显示方法，所述相机坐标转换成屏幕显示坐标系，其次再将成像平面坐标转换到屏幕显示坐标系，具体步骤如下：

其中α和β分别为相机坐标系和像素坐标系远点之间的缩放比例；

设αf为f_x，设βf为f_y：

其中，[c_x,c_y]^T为水平移动坐标，[μ,ν]^T为物体的像素坐标。

其中，基于所述第二有效显示范围对所述摄像头的拍摄显示区位进行校准具体步骤如下：

根据获取到的右眼和左眼的3D坐标，确定双眼之间的中点3D坐标；

根据所述第二有效显示范围通过3D裸眼显示方法确定基础定点坐标，计算双眼中点坐标与基础定点坐标之间的距离；

根据得到的坐标之间的距离，对摄像头的拍摄显示区位进行校准。

其中，显示器包括显示模块，显示屏的摄像头所拍摄的图像通过获取模块获取，获取到观看人员的左眼和右眼的相机坐标，通过显示模块，用于根据得到的成像坐标和基础定点坐标，确定成像坐标。

根据显示方法，邀请至少4组观看者，分别对观影人数的增减、人眼位置的变化等，所以需要动态调整单位排图长度，以快速适应用户的变化，提高用户观影体验，可设置时间间隔，实现多人同时观看，并且不降低分辨率；

成本低效果好，结构简单，可在全空间范围内显示，实现裸眼3D显示，同时能够预测人眼运动规律让用户不用长时间保持静止可以随意变换观看姿势，提升了用户的观看舒适度，可用更多的数据来描述图像信息，而用更少的数据来描述深度信息，从而获得更高的3D图像分辨率。同时提出其对应的多视点裸眼3D显示方法，可以获得逼真的3D显示效果，可以有效避免在裸眼3D显示终端进行3D显示时若终端出现剧烈运动时所出现的串扰或反视等问题，并且可有效避免在终端剧烈运动时送入用户眼睛的内容产生突变，从而给用户眼睛带来不适的问题，有效提升用户体验。

实施例二

如图1-2：一种裸眼3D显示方法，包括步骤：

调取摄像头，获取摄像头可视范围内观看人员的具体3D坐标，并且根据观看人员的具体3D坐标以及观看人员的左眼和右眼的具体3D坐标转换成屏幕显示坐标系；

根据观看人员的左眼和右眼的具体3D坐标，计算出第一有效显示范围，基于所述第一有效显示范围在所述屏幕显示坐标系中获取坐标视觉图像，同时，根据所述坐标视觉图像形成深度图；

根据所述深度图，对所述观看人员的左眼和右眼的具体3D坐标进行视点交织处理，形成交织多视点图像；

根据所述交织多视点图像计算第二有效显示范围，并根据所述第二有效显示范围得到排图坐标体系，同时，基于所述第二有效显示范围对所述摄像头的拍摄显示区位进行校准，根据校准结果分别获取所述观看人员的左眼和右眼的有效视觉图像；

将所述有效视觉图像内容在显示器的屏幕投影播放，实现人眼视觉上完整的3D图像。

其中，所述摄像头固定在显示器上，相机坐标转换成屏幕显示坐标系，首先将所述相机坐标转换到成像平面坐标，具体步骤如下：

设物体在相机坐标系下的坐标为P_w＝[X,Y,Z]^T，根据相似三角形，得：

将X'移动到左侧，有：

其中，[X',Y']^T是相机坐标系下物体在成像平面的坐标，X、Y、Z表示坐标系，f为相机焦距，T为三维的平移向量。

其中，所述相机坐标转换成屏幕显示坐标系，其次再将成像平面坐标转换到屏幕显示坐标系，具体步骤如下：

其中α和β分别为相机坐标系和像素坐标系远点之间的缩放比例；

设αf为f_x，设βf为f_y：

其中，[c_x,c_y]^T为水平移动坐标，[μ,ν]^T为物体的像素坐标。

其视点转换精度高、失真小，极大减少了裸眼3D显示的图像伪影、抖动等现象，且成本更低，具有较大的应用价值，并发送给裸眼3D显示器，以实现裸眼3D显示；高效实现了裸眼3D视点的转换、占用资源少，3D显示清晰度高、播放平稳流畅，成本低、应用广泛，带来了大大的方便。

实施例三：

如图1和图3：一种裸眼3D显示方法，包括步骤：

调取摄像头，获取摄像头可视范围内观看人员的具体3D坐标，并且根据观看人员的具体3D坐标以及观看人员的左眼和右眼的具体3D坐标转换成屏幕显示坐标系；

根据观看人员的左眼和右眼的具体3D坐标，计算出第一有效显示范围，基于所述第一有效显示范围在所述屏幕显示坐标系中获取坐标视觉图像，同时，根据所述坐标视觉图像形成深度图；

根据所述深度图，对所述观看人员的左眼和右眼的具体3D坐标进行视点交织处理，形成交织多视点图像；

根据所述交织多视点图像计算第二有效显示范围，并根据所述第二有效显示范围得到排图坐标体系，同时，基于所述第二有效显示范围对所述摄像头的拍摄显示区位进行校准，根据校准结果分别获取所述观看人员的左眼和右眼的有效视觉图像；

将所述有效视觉图像内容在显示器的屏幕投影播放，实现人眼视觉上完整的3D图像。

其中，基于所述第二有效显示范围对所述摄像头的拍摄显示区位进行校准具体步骤如下：

根据获取到的右眼和左眼的3D坐标，确定双眼之间的中点3D坐标；

根据所述第二有效显示范围通过3D裸眼显示方法确定基础定点坐标，计算双眼中点坐标与基础定点坐标之间的距离；

根据得到的坐标之间的距离，对摄像头的拍摄显示区位进行校准。

通过获取眼睛中心到最佳视区范围的两个边界水平的距离，确定眼睛中心相对交界面的偏移量，以及眼睛中心处的视区宽度，并根据眼睛中心相对交界面的偏移量，以及眼睛中心处的视区宽度对显示屏的排图内容进行平移，可以根据观看者左右移动时的所在位置，正确调整排图内容的偏移量，从而使观看者观看到3D效果的图像，避免产生串扰问题。

实施例四：

如图4：一种裸眼3D显示设备，包括左眼5、右眼6、显示模块、降噪模块、图像校准模块和安置壁1，显示模板设置在安置壁1的一侧，且显示模板包括TFT液晶层2，TFT液晶层2的正面设置了增亮反光层3。

其中，增亮反光层3包括光线屏障层4，光线屏障层4设置在增亮反光层3上远离TFT液晶层2的一侧，左眼5和右眼6设置在光线屏障层4的一侧。

其中，降噪模块通过采用低通滤波器消除左眼和右眼视点图像的高频噪声；

图像校准模块，用于调整排图坐标体系，调整显示屏需要显示的位置，对显示区位进行校准。

在观看者无需佩戴任何辅助设备的同时实现了对视点的3D坐标进行精确定位的目的，极大的提升了观看体验，不需要多目拍摄来增加3D内容的目数，而是通过获取多组人眼的空间位置信息来调整3D内容的播放排图，实现多人同时观看，不会降低分辨率，成本低效果好，结构简单，可在全空间范围内显示，实现裸眼3D显示，同时能够预测人眼运动规律让用户不用长时间保持静止可以随意变换观看姿势，提升了用户的观看舒适度，可用更多的数据来描述图像信息，而用更少的数据来描述深度信息，从而获得更高的3D图像分辨率。同时提出其对应的多视点裸眼3D显示方法，可以获得逼真的3D显示效果，图4为左眼观看的视角成像。

实施例五：

如图5：一种裸眼3D显示设备，包括左眼5、右眼6、显示模块、降噪模块、图像校准模块和安置壁1，显示模板设置在安置壁1的一侧，且显示模板包括TFT液晶层2，TFT液晶层2的正面设置了增亮反光层3。

其中，增亮反光层3包括光线屏障层4，光线屏障层4设置在增亮反光层3上远离TFT液晶层2的一侧，左眼5和右眼6设置在光线屏障层4的一侧。

其中，降噪模块通过采用低通滤波器消除左眼和右眼视点图像的高频噪声；

图像校准模块，用于调整排图坐标体系，调整显示屏需要显示的位置，对显示区位进行校准。

本发明通过获取多组人眼的空间位置信息来调整3D内容的播放排图，实现多人同时观看，不会降低分辨率，成本低效果好，结构简单，可在全空间范围内显示，实现裸眼3D显示，图5为右眼观看的视角成像，应用界面看起来栩栩如生，具有真实的立体感官享受，还能够让用户和移动设备进行具有真实感的人机交互，可以得到物体逼真的的立体影像，真实地显示三维物体，使用户直观的看到复杂三维物体中的细节，可以在移动终端中实现，可交互操作便于用户手势操作从不同角度观察物体，实时的旋转、平移、缩放所观察物体。

实施例六：

在实施例一的基础上，本实施例提供了一种裸眼3D显示方法，基于所述第一有效显示范围在所述屏幕显示坐标系中获取坐标视觉图像，同时，根据所述坐标视觉图像形成深度图的具体工作过程，包括：

对所述第一有效显示范围进行识别，确定所述第一有效显示范围的特征点，其中，所述第一有效显示范围的特征点，包括：所述第一有效显示范围的边界点、所述观看人员的左眼观看点以及所述观看人员的右眼观看点；

基于所述观看人员的左眼观看点以及所述第一有效显示范围的边界点确定所述观看人员基于所述第一有效显示范围在所述屏幕显示坐标系中的左眼视觉图像；

同时，基于所述观看人员的右眼观看点以及所述第一有效显示范围的边界点确定所述观看人员基于所述第一有效显示范围在所述屏幕显示坐标系中的右眼眼视觉图像；

获取所述左眼视觉图像的像素点信息，并基于所述左眼视觉图像的像素点信息确定所述左眼视觉图像的第一图像分辨率，同时，获取所述右眼视觉图像的像素点信息，并基于所述右眼视觉图像的像素点信息确定所述右眼视觉图像的第二图像分辨率；

将所述第一图像分辨率与所述第二图像分辨率进行比较，并根据比较结果将数值大的分辨率作为最优分辨率；

将所述左眼视觉图像与所述右眼视觉图像的图像分辨率调节至所述最优分辨率，并基于调节结果生成目标左眼视觉图像与目标右眼视觉图像；

获取所述目标左眼视觉图像的第一视觉特征与所述目标右眼视觉图像的第二视觉特征；

将所述第一视觉特征与所述第二视觉特征转换为数字信号，并基于所述数字信号与所述有效显示范围构建深度信息连接；

基于所述深度信息连接形成所述深度图。

该实施例中，第一有效显示范围的特征点可以是用来根据观看人员左眼和右眼分别对第一有效显示范围的观看边界点以及第一有效范围的边界点组成，用来确定观看人员的左眼视觉图像与右眼视觉图像的。

该实施例中，第一图像分辨率可以是左眼视觉图像的图像分辨率，第二图像分辨率可以是右眼视觉图像的图像分辨率。

该实施例中，最优分辨率可以是第一图像分辨率和第二图像分辨率中分辨率数值大的作为最优分辨率即：最优分辨率＝第一图像分辨率或最优分辨率＝第二图像分辨率。

该实施例中，第一视觉特征可以是基于左眼视觉图像的图像特征，包括：像素值、清晰度、色彩等。

该实施例中，第二视觉特征可以是基于右眼视觉图像的图像特征，包括：像素值、清晰度、色菜等。

该实施例中，深度信息连接例如可以是将左眼视觉图像与右眼视觉图像进行线性加权融合处理。

上述技术方案的有益效果是：通过对有效显示范围的特征点进行确定从而准确获得左眼视觉图像与右眼视觉图像，基于左眼视觉图像的第一图像分辨率与右眼视觉图像的第二分辨率，对左眼视觉图像与右眼视觉图像进行分辨率调整从而实现双眼观看图像清晰度的一致性，进而提高了观看人员的舒适度，通过第一视觉特征与第二视觉特征确定数字信号，并将数字信号与有效显示范围构建深度信息连接，从而更加精准的生成深度图，精准实现高质量的裸眼式3D显示。

实施例七：

在实施例一的基础上，本实施例提供了一种裸眼3D显示方法，根据所述深度图，对所述观看人员的左眼和右眼的具体3D坐标进行视点交织处理，形成交织多视点图像的具体工作过程，包括：

读取所述深度图，获取所述深度图的图形结构，基于所述深度图的图形结构确定左眼与右眼的N个视点图像；

提取所述N个视点图像的N个图像特征，并对所述N个图像特征进行特征融合，并基于融合结果构建视点图像特征模型；

将所述N个视点图像输入至所述图像特征模型中进行视点图像平行化处理，生成第一处理结果；

同时，在所述图像特征模型中确定所述N个视点图像的特征点群；

基于所述特征点群将所述第一处理结果后的所述视点图像进行网格化处理，生成第二处理结果，并基于所述第二处理结果设定基准视点图像；

基于所述第二处理结果，并结合所述基准视点图像对所述N-1个视点图像进行纹理粘贴交织处理，生成第三处理结果；

基于所述第二处理结果以及所述第三处理结果，计算在网格中N个视点的视点坐标位置以及所述N个视点的像素值；

将所述N个视点的视点坐标位置以及所述N个视点的像素值输入至所述图像特征模型中进行融合，生成所述交织多视点图像；

基于预设优化目标函数对所述交织多视点图像进行增强处理，生成第四处理结果；

根据所述第四处理结果生成目标交织多视点图像。

该实施例中，图像结构可以是深度图的图像内容。

该实施例中，图像特征模型可以是基于视点图像的图像特征融合获取的，用来对视点图像进行平行化处理、以及形成交织多视点图像的。

该实施例中，第一处理结果是将视点图像进行平行化处理，为了有利于精准体现立体感。

该实施例中，第二处理结果可以是将第一处理结果后的视点图像进行网格化处理的结果，用来对视点图像进行纹理粘贴交织处理。

该实施例中，第三处理结果可以是对视点图像进行纹理粘贴交织处理的结果。

该实施例中，预设优化目标函数可以是混沌供需算法优化目标函数。

该实施例中，第四处理结果可以是将交织多视点图像进行增强处理后的结果。

该实施例中，目标交织多视点图像可以是在交织多视点图像增强处理后的图像，目的是用来使得交织多视点图像更清晰。

上述技术方案的有益效果是：通过确定视点图像的图像特征有利于生成图像特征模型，从而实现对视点图像的平行处理以及融合处理，提高了获取交织多视点图像体验感，并且通过对交织多视点图像进行图像增强处理后，使得交织多视点图像更清晰，有效避免了伪影等问题，提高了使用的高效性。

实施例八：

一种裸眼3D显示设备，根据获取到的右眼和左眼的坐标系，确定双眼之间的中点坐标；再根据3D裸眼显示的基础定点坐标，计算双眼中点坐标与基础定点坐标之间的距离；根据得到的距离，进行纠偏工作，对显示屏的显示区位进行校准，还包括：

获取得到的双眼之间的中点坐标以及所述3D裸眼显示的基础定点坐标，并基于所述中点坐标以及基础定点坐标计算中点与基础定点之间的距离，具体步骤包括：

根据如下公式计算所述中点与基础定点之间的距离：

其中，L表示所述中点与基础定点之间的距离；μ表示误差因子，且取值范围为(0.05，0.15)；X₁表示中点的横坐标值；X₂表示基础定点的横坐标值；Y₁表示中点的竖坐标值；Y₂表示基础定点的竖坐标值；Z₁表示中点的纵坐标值；Z₂表示基础定点的纵坐标值；

确定显示屏中显示区位的尺寸信息，并基于所述中点与基础定点之间的距离判断得到的3D排图内容能否在所述显示屏的显示区位上进行成功显示；

若能，则完成对获取到的3D排图在显示屏上进行显示，得到最终的3D图像；

否则，基于所述中点与基础定点之间的距离对所述显示屏中显示区位的尺寸信息进行调整，直至判定得到的3D排图内容能否在所述显示屏的显示区位上进行成功显示。

该实施例中，基础定点是提前设定好的，用于在对3D排图进行显示时，提供一个参考基准点。

上述公式

中，若μ取值为0.1，X₁取值为1，Y₁取值3，Z₁取值为2，X₂取值为3，Y₂取值为5，Z₂取值为5，则计算得到的L为3.71。

上述技术方案的有益效果是：通过计算中点与基础定点之间的距离，确保了能够准确把握中点与基准定点之间的距离值，从而实现将3D排图合理在显示屏幕上进行显示，能够让用户和移动设备进行具有真实感的人机交互，可以得到物体逼真的立体影像，真实地显示三维物体，使用户直观的看到复杂三维物体中的细节。

实施例九：

在实施例一的基础上，本实施例还包括：

获取有效显示区域的长和宽，并基于所述有效显示区域的区域长和有效显示区域的区域宽确定所述有效显示区域的显示面积；

基于所述有效显示区域的显示面积计算3D裸眼显示设备的流明；

其中，

表示所述3D裸眼显示设备的流明，A表示所述有效显示区域的区域长；B表示所述有效显示区域的区域宽；Z表示所述3D裸眼显示设备的照度；V(λ)表示人眼相对光谱敏感度曲线；λ表示所述3D裸眼显示设备的所发射的波长；K表示人眼对于色彩的光明度，一般取值为683lm/W；P表示所述3D裸眼显示设备的辐射功率，取值为680W；δ表示空间利用系数，取值范围为(0.1，0.2)；

基于所述3D裸眼显示设备的流明确定3D裸眼显示设备的明亮程度；

将所述明亮程度在预设程度表中进行比较，确定所述3D裸眼显示设备的明亮等级；

将所述3D裸眼显示设备的明亮等级与预设明亮等级进行比较，判断所述3D裸眼显示设备是否需要进行流明优化；

其中，当所述3D裸眼显示设备的明亮等级等于或大于所述预设明亮等级时，则所述3D裸眼显示设备无需进行流明优化；

否则，基于当前所述3D裸眼显示设备的明亮等级与预设明亮等级的差值估算优化流明值，并基于所述优化流明值对所述3D裸眼显示设备进行流明优化。

该实施例中，预设程度表可以是提前设定好的用来确定3D裸眼设备的明亮等级的。

该实施例中，预设明亮等级可以是用来确定3D裸眼显示是否需要进行流明优化的参考等级。

该实施例中，对于公式：

其中，当δ＝0.15；A＝4m，B＝2m，Z＝120Lux，V(λ)＝12，λ＝12.09，K＝683lm/W，P＝680W，则

的值为960lm。

上述技术方案的有益效果是：通过确定有效显示区域的显示面积可以准确确定3D裸眼设备的流明，进而可以准确衡量3D裸眼设备的明亮程度从而确定明亮等级，当3D裸眼设备的明亮等级小于预设等级时及时进行优化，提高了3D裸眼设备的有效性，同时，有利于提升用户的体验感。

最后应说明的是：在本发明的描述中，需要说明的是，术语“竖直”、“上”、“下”、“水平”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种裸眼3D显示方法，其特征在于，包括步骤：

调取摄像头，获取摄像头可视范围内观看人员的具体3D坐标，并且根据观看人员的具体3D坐标以及观看人员的左眼和右眼的具体3D坐标转换成屏幕显示坐标系；

根据观看人员的左眼和右眼的具体3D坐标，计算出第一有效显示范围，基于所述第一有效显示范围在所述屏幕显示坐标系中获取坐标视觉图像，同时，根据所述坐标视觉图像形成深度图；

根据所述深度图，对所述观看人员的左眼和右眼的具体3D坐标进行视点交织处理，形成交织多视点图像；

根据所述交织多视点图像计算第二有效显示范围，并根据所述第二有效显示范围得到排图坐标体系，同时，基于所述第二有效显示范围对所述摄像头的拍摄显示区位进行校准，根据校准结果分别获取所述观看人员的左眼和右眼的有效视觉图像；

将所述有效视觉图像内容在显示器的屏幕投影播放，实现人眼视觉上完整的3D图像；

根据所述深度图，对所述观看人员的左眼和右眼的具体3D坐标进行视点交织处理，形成交织多视点图像的具体工作过程，包括：

读取所述深度图，获取所述深度图的图形结构，基于所述深度图的图形结构确定左眼与右眼的N个视点图像；

提取所述N个视点图像的N个图像特征，并对所述N个图像特征进行特征融合，并基于融合结果构建视点图像特征模型；

将所述N个视点图像输入至所述图像特征模型中进行视点图像平行化处理，生成第一处理结果；

同时，在所述图像特征模型中确定所述N个视点图像的特征点群；

基于所述特征点群将所述第一处理结果后的所述视点图像进行网格化处理，生成第二处理结果，并基于所述第二处理结果设定基准视点图像；

基于所述第二处理结果，并结合所述基准视点图像对所述N-1个视点图像进行纹理粘贴交织处理，生成第三处理结果；

基于所述第二处理结果以及所述第三处理结果，计算在网格中N个视点的视点坐标位置以及所述N个视点的像素值；

将所述N个视点的视点坐标位置以及所述N个视点的像素值输入至所述图像特征模型中进行融合，生成所述交织多视点图像；

基于预设优化目标函数对所述交织多视点图像进行增强处理，生成第四处理结果；

根据所述第四处理结果生成目标交织多视点图像。

2.根据权利要求1所述的一种裸眼3D显示方法，其特征在于，所述摄像头固定在显示器上，相机坐标转换成屏幕显示坐标系，首先将所述相机坐标转换到成像平面坐标，具体步骤如下：

设物体在相机坐标系下的坐标为P_w＝[X,Y,Z]^T，根据相似三角形，得：

将X'移动到左侧，有：

其中，[X',Y']^T是相机坐标系下物体在成像平面的坐标，X、Y、Z表示坐标系，f为相机焦距，T为三维的平移向量。

3.根据权利要求2所述的一种裸眼3D显示方法，其特征在于，所述相机坐标转换成屏幕显示坐标系，其次再将成像平面坐标转换到屏幕显示坐标系，具体步骤如下：

其中α和β分别为相机坐标系和像素坐标系远点之间的缩放比例；

设αf为f_x，设βf为f_y：

其中，[c_x,c_y]^T为水平移动坐标，[μ,ν]^T为物体的像素坐标。

4.根据权利要求1所述的一种裸眼3D显示方法，其特征在于，基于所述第二有效显示范围对所述摄像头的拍摄显示区位进行校准具体步骤如下：

根据获取到的右眼和左眼的3D坐标，确定双眼之间的中点3D坐标；

根据所述第二有效显示范围通过3D裸眼显示方法确定基础定点坐标，计算双眼中点坐标与基础定点坐标之间的距离；

根据得到的坐标之间的距离，对摄像头的拍摄显示区位进行校准。

5.根据权利要求1所述的一种裸眼3D显示方法，其特征在于，所述摄像头包括显示模块、获取模块：

所述获取模块，用于获取观看人员的左眼、右眼的具体3D坐标位置；

所述显示模块，用于根据成像平面坐标与基础定点坐标，确定成像坐标。

6.根据权利要求1所述的一种裸眼3D显示方法，其特征在于，基于所述第一有效显示范围在所述屏幕显示坐标系中获取坐标视觉图像，同时，根据所述坐标视觉图像形成深度图的具体工作过程，包括：

对所述第一有效显示范围进行识别，确定所述第一有效显示范围的特征点，其中，所述第一有效显示范围的特征点，包括：所述第一有效显示范围的边界点、所述观看人员的左眼观看点以及所述观看人员的右眼观看点；

基于所述观看人员的左眼观看点以及所述第一有效显示范围的边界点确定所述观看人员基于所述第一有效显示范围在所述屏幕显示坐标系中的左眼视觉图像；

同时，基于所述观看人员的右眼观看点以及所述第一有效显示范围的边界点确定所述观看人员基于所述第一有效显示范围在所述屏幕显示坐标系中的右眼眼视觉图像；

获取所述左眼视觉图像的像素点信息，并基于所述左眼视觉图像的像素点信息确定所述左眼视觉图像的第一图像分辨率，同时，获取所述右眼视觉图像的像素点信息，并基于所述右眼视觉图像的像素点信息确定所述右眼视觉图像的第二图像分辨率；

将所述第一图像分辨率与所述第二图像分辨率进行比较，并根据比较结果将数值大的分辨率作为最优分辨率；

将所述左眼视觉图像与所述右眼视觉图像的图像分辨率调节至所述最优分辨率，并基于调节结果生成目标左眼视觉图像与目标右眼视觉图像；

获取所述目标左眼视觉图像的第一视觉特征与所述目标右眼视觉图像的第二视觉特征；

将所述第一视觉特征与所述第二视觉特征转换为数字信号，并基于所述数字信号与所述有效显示范围构建深度信息连接；

基于所述深度信息连接形成所述深度图。

7.一种基于权利要求1-6任一所述的一种裸眼3D显示方法的显示设备，包括左眼(5)、右眼(6)、显示模块、降噪模块、图像校准模块和安置壁(1)，其特征在于，所述显示模板设置在安置壁(1)的一侧，且显示模板包括TFT液晶层(2)，所述TFT液晶层(2)的正面设置了增亮反光层(3)。

8.根据权利要求7所述的一种裸眼3D显示方法的显示设备，其特征在于，所述增亮反光层(3)包括光线屏障层(4)，所述光线屏障层(4)设置在增亮反光层(3)上远离TFT液晶层(2)的一侧，所述左眼(5)和右眼(6)设置在光线屏障层(4)的一侧。

9.根据权利要求7所述的一种裸眼3D显示方法的显示设备，其特征在于，所述降噪模块通过采用低通滤波器消除左眼和右眼视点图像的高频噪声；

所述图像校准模块，用于调整排图坐标体系，调整显示屏需要显示的位置，对显示区位进行校准。

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