CN102427541B

CN102427541B - 一种显示立体图像的方法及装置

Info

Publication number: CN102427541B
Application number: CN201110299680.8A
Authority: CN
Inventors: 王俊; 许锟; 袁彩凤
Original assignee: Shenzhen Skyworth RGB Electronics Co Ltd
Current assignee: Shenzhen Skyworth RGB Electronics Co Ltd
Priority date: 2011-09-30
Filing date: 2011-09-30
Publication date: 2014-06-25
Anticipated expiration: 2031-09-30
Also published as: CN102427541A

Abstract

本发明适用于图像处理领域，提供了一种显示立体图像的方法及装置，所述方法包括：获取图像各像素点数据、图像拍摄位置及拍摄角度；根据所述图像拍摄位置及拍摄角度，获得图像显示范围及图像各像素点对应的投影位置；在所述各像素点的投影位置对应显示所述各像素点数据。本发明通过采用斜向俯视拍摄，显示时显示面和观看角度非垂直的方式，将图像进行延伸处理，使得观看者在特定的显示范围内用二维显示器即可观看到立体图像。解决了使用平面显示器无法显示立体图像的问题，解决了传统3D显示技术需要佩戴3D立体眼镜且对传输线路的带宽要求高的问题。

Description

一种显示立体图像的方法及装置

技术领域

本发明属于图像处理领域，尤其涉及一种显示立体图像的方法及装置。

背景技术

随着科技的进步，3D显示已经成为了主流的图像显示技术，3D电影、3D图片已经在市场上盛行。目前，普遍采用向左右眼传递不同图像的方式，通过大脑处理后使人观看到3D立体的效果。然而，不论是采用偏光法处理左右眼图像，还是通过快门法立体显示3D图像，观看者都必须要佩戴专门的3D眼镜才能观看到3D立体效果。而佩戴3D眼镜会造成观看者观看不便，且会导致串扰和视疲劳的问题，难以获得完美的观看体验。另外，也可采用光栅法实现3D显示，即在显示屏上进行处理后使不同的左右眼图像分开显示来实现不需要佩戴3D眼镜的3D显示技术。但是，这样的方式3D显示效果不佳，且成本极高，难以成为主流的3D显示技术。且现有的不论是需要佩戴3D眼镜的3D显示技术（如上述的偏光法、快门法）还是不需要佩戴3D眼镜的3D显示技术（如上文提到的光栅法）都必须将一副画面分成左眼和右眼两幅图像，造成传输带宽加倍，占用带宽。而带宽的加倍使得显示器也需要将刷新率提高一倍以避免闪烁问题。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供一种显示立体图像的方法，旨在解决现有的3D显示技术无法使用平面显示器显示效果较好的立体图像且占用带宽的问题。

本发明实施例是这样实现的，一种显示立体图像的方法，所述方法包括：

获取图像各像素点数据、图像拍摄位置及拍摄角度；

根据所述图像拍摄位置及拍摄角度，获得图像在显示面的显示范围及图像各像素点对应的投影位置；

在所述各像素点的投影位置对应显示所述各像素点数据。

本发明实施例的另一目的在于提供一种显示立体图像的装置，所述装置包括：

数据获取单元，用于获取图像各像素点数据、图像拍摄位置及拍摄角度；

投影计算单元，用于根据所述图像拍摄位置及拍摄角度，获得图像在显示面的显示范围及图像各像素点对应的投影位置；

显示单元，用于在所述各像素点的投影位置对应显示所述各像素点数据。

在本发明实施例中，通过采用斜向俯视拍摄，显示时显示面和观看角度非垂直的方式，将图像进行延伸处理，使得观看者在特定的显示范围内用二维显示器即可观看到立体图像。解决了使用平面显示器无法显示立体图像的问题，解决了传统3D显示技术需要佩戴3D立体眼镜且对传输线路的带宽要求高的问题。同时使用该方法显示3D立体图像，立体效果好，观看不疲劳，不需佩戴3D立体眼镜，观看方便，实现成本低。且由于图像带宽和平面图像相同，观看时无闪烁感。

附图说明

图1是本发明实施例提供的显示立体图像的方法流程图；

图2是本发明实施例提供的计算图像的显示范围的一个实例示意图；

图3是本发明实施例提供的计算图像各像素点横向投影距离的一个实例示意图；

图4是本发明实施例提供的计算图像各像素点纵向投影距离的一个实例示意图；

图5是本发明实施例提供的显示立体图像的装置结构图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明实施例提供一种显示立体图像的方法，通过采用斜向俯视拍摄，显示时显示面和观看角度非垂直的方式，将图像进行延伸处理，使得观看者可在特定的显示范围内观看到立体图像。

本发明提供了一种显示立体图像的方法和装置：

所述方法包括：

获取图像各像素点数据、图像拍摄位置及拍摄角度；

根据所述图像拍摄位置及拍摄角度，获得图像显示范围及图像各像素点对应的投影位置；

在所述各像素点的投影位置对应显示所述各像素点数据。

所述装置包括：

投影计算单元，用于根据所述图像拍摄位置及拍摄角度，获得图像显示范围及图像各像素点对应的投影位置；

为了说明本发明所述的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。

实施例一：

如图1所示为本发明提供的显示立体图像的方法的流程图，为了便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分。

在步骤S101中，获取图像各像素点数据、图像拍摄位置及拍摄角度。

在本发明实施例中，在显示图像前，首先要获得需要显示的图像信息，即图像各像素点数据，该图像各像素点数据为拍摄时的图像各像素点数据，即图2中的原图像ABCD。

其次，要获取该图像的拍摄位置及拍摄角度，拍摄位置和拍摄角度可以在图像各像素点数据传输的开头传输给显示系统。具体的，为了能够使图像在显示面上显示3D效果，在确定了拍摄位置后，进一步确定拍摄角度。在本发明实施例中，采用斜向俯视拍摄，拍摄角度大于0°小于90°。如图2所示，角GPH即为拍摄角度。

优选的，为保证3D显示效果，拍摄角度的范围为30°到60°。其中，拍摄角度为45°时，图像的3D成像效果最佳。

在步骤S102中，根据拍摄位置及拍摄角度，获得图像显示范围及图像各像素点对应的投影位置。

在本发明实施例中，由于采用斜向俯视拍摄的方式，将图像进行延伸处理，因此，图像各像素点均在图像延伸后，投影至显示面上，而图像的显示范围即是在拍摄位置向下俯拍原图像，将原图像投影到显示面的投影范围。如图2中，G点为拍摄位置，ABCD为原图像（即拍摄时的图像，也就是现有的2D显示器原本应该显示的图像），CDEF为从G点向下俯拍图像ABCD，将原图像ABCD延伸后，在显示面的投影，即图像ABCD的显示范围。

在本发明实施例中，根据所述图像拍摄位置及拍摄角度，计算从拍摄位置向下俯拍原图像，将所述原图像投影到显示面的投影范围，以此来获得图像的显示范围。

下面以图2为例来详细说明如何计算图像的显示范围。

如图2所示，G为拍摄位置，即摄像机从位置D向显示屏俯拍；ABCD为原图像，即现有的2D显示器原本应显示的图像；CDEF为从拍摄位置G将图像ABCD延伸后在显示屏的投影，即图像ABCD的显示范围，CDEF所在平面即为显示屏所在的平面；H为拍摄位置G在显示屏上的投影。由于拍摄位置及拍摄角度已经确定，因此已确定的条件为：ABCD的各边长，GH的长，DH、CH的长。

由相似三角形定理，可知，AD/GH=DE/EH，EH=DE+DH，由此可知，DE=(DH*AD)/(GH-AD)。同时，又有AB/EF=GA/GE，GA=GE-AE，EA/GE=AD/GH，由此又可知，EF=(AD*GH)/(GH-AD)。而由于是俯视正对ABCD进行拍摄，因此CDEF为一等腰梯形，因此，CF=DE。又已知了CD、EF的边长，因此可根据已知的CDEF四条边的边长计算出CDEF的范围。

在本发明实施例中，根据所述图像拍摄位置及拍摄角度，分别计算各图像像素点投影到显示面的横向和纵向的投影距离，获得所有像素点的投影位置，并存储所有像素点的投影位置。

下面以图3和图4中的M点为例来详细说明如何计算图像各像素点横向和纵向的投影距离。

如图3和图4所示，同样G为拍摄位置，即摄像机从位置G向原图像ABCD俯拍，CDEF为在拍摄位置G将图像ABCD延伸后在显示屏的投影，即图像ABCD的显示范围，CDEF所在平面即为显示屏所在的平面；H为拍摄位置G在显示屏上的投影。由于拍摄位置及拍摄角度已经确定，因此已确定的条件为：ABCD的各边长，GH、NH的长，DH、CH的长。同时，由于M点的原像素值已知，因此MN、MO及OD的长也是已知的。

首先，以图3为例计算M点高度的投影距离。M点到原图像ABCD下边框的距离是MN，投影到显示面后，距离变成NK。由相似三角形定理，三角形MNK和GHK相似可以得到MN/GH=NK/HK，而HK=NK+HN，因此NK=(MN*NH)/(GH-MN)。其中MN代表拍摄的图像上M点到下边框的距离，NH代表拍摄位置G点在显示面的投影H点到M点在显示面的投影N点的距离，GH代表拍摄位置G点到显示面的高度。NK长度计算出来后，可知在显示面的显示器上，需要在距离CD为NK长度的像素点上显示M点。

再以图4为例计算M点的横向投影距离。MO代表像素点M距离AB的距离，计算其投影长度XY的计算方法是：由三角形GMO和GXY相似,得到MO/XY=GO/GX，又由GO+OX=GX得到XY=(MO*OX)/(GH-OX)。也就是说，在显示面CDEF上，需要在和DE距离为XY的像素点上显示M点。

在本发明实施例中，采用图3及图4的方法分别计算各个图像像素点投影到显示面的横向和纵向的投影距离后，获得这些像素点的投影位置，最后存储这些像素点的投影位置。

优选的，由于逐个计算像素点的投影位置太过复杂，因此为了节省像素点计算时间，避免重复计算，在获得拍摄位置、并计算出图像显示范围后，计算出所有像素点的投影位置。然后，将这些像素点的投影位置数据建立一个数据表存入存储单元，通过读取该数据表获得所需的像素点投影位置，这样就不用每幅图像都计算一次像素点投影位置了。

在步骤S103中，在各像素点的投影位置对应显示各像素点数据。

在本发明实施例中，在上述计算出的各像素点的投影位置对应显示各像素点数据。在每个像素点的投影位置显示像素点数据后，如果显示没有结束，则再获得下一幅图像的像素点数据，查找对应的像素点投影位置，显示像素点数据即可。然后，用户在拍摄位置观看显示的3D图像。

实施例二：

图5为本发明实施例提供的显示立体图像的装置结构示意图，为了便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部份。其中：

数据获取单元51，用于获取图像各像素点数据、图像拍摄位置及拍摄角度。

在本发明实施例中，采用斜向俯视拍摄，拍摄角度大于0°小于90°，图像各像素点数据为拍摄时的图像各像素点数据。

投影计算单元52，用于根据拍摄位置及拍摄角度，获得图像显示范围及图像各像素点对应的投影位置。

在本发明实施例中，图像的显示范围即是在拍摄位置向下俯拍原图像，将原图像投影到显示面CDEF的投影范围。

在本发明实施例中，投影计算单元52包括两个子单元，分别为显示范围单元521及投影位置单元522，其中：

显示范围单元521，用于根据所述图像拍摄位置及拍摄角度，计算从拍摄位置向下俯拍原图像，将原图像投影到显示面的投影范围。

投影位置单元522，用于根据所述图像拍摄位置及拍摄角度，分别计算各图像像素点投影到显示面的横向和纵向的投影距离，获得所有像素点的投影位置，并存储所述所有像素点的投影位置。

显示单元53，用于在各像素点的投影位置对应显示各像素点数据。

本领域普通技术人员可以理解，实现上述实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可以在存储于一计算机可读取存储介质中，所述的存储介质，如ROM/RAM、磁盘、光盘等。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种显示立体图像的方法，其特征在于，所述方法包括下述步骤：获取图像各像素点数据、图像拍摄位置及拍摄角度，所述拍摄角度的范围大于0°小于90°；

根据所述图像拍摄位置及拍摄角度，利用相似三角形定理计算从拍摄位置向下俯拍原图像将所述原图像投影到显示面的投影范围，从而获得图像显示范围以及利用相似三角形定理分别计算各图像像素点投影到显示面的横向和纵向的投影距离，获得所有像素点的投影位置，并存储所述所有像素点的投影位置；

在所述各像素点的投影位置对应显示所述各像素点数据。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述拍摄角度的范围为30°到60°。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述图像各像素点数据为拍摄时的图像各像素点数据。

4.一种显示立体图像的装置，其特征在于，所述装置包括：

数据获取单元，用于获取图像各像素点数据、图像拍摄位置及拍摄角度，所述拍摄角度的范围为0°到90°，所述图像各像素点数据为拍摄时的图像各像素点数据；

投影计算单元，用于根据所述图像拍摄位置及拍摄角度，利用相似三角形原理计算获得图像在显示面的显示范围及图像各像素点对应的投影位置；

显示单元，用于在所述各像素点的投影位置对应显示所述各像素点数据；

所述投影计算单元还包括投影位置单元，用于根据所述图像拍摄位置及拍摄角度，利用相似三角形原理分别计算各图像像素点投影到显示面的横向和纵向的投影距离，获得所有像素点的投影位置，并存储所述所有像素点的投影位置；

所述投影计算单元还包括显示范围单元，用于根据所述图像拍摄位置及拍摄角度，计算从拍摄位置向下俯拍原图像将所述原图像投影到显示面的投影范围。