CN102740104A - 一种立体显示控制方法及相应的装置、设备 - Google Patents

Abstract

一种立体显示控制方法及相应的装置、设备，该立体显示控制方法应用于分光器件中分光单元宽度可调的裸眼立体显示设备，在立体显示区域上显示立体图像时，包括：获取所述立体显示区域上要显示的立体图像的视差范围；如所述立体图像的视差范围超出所述立体显示区域当前的视差容限但不超出所述立体显示区域的最大视差容限，调整所述立体显示区域对应的分光单元的宽度，使得所述立体图像的视差范围处于所述立体显示区域调整后的新的视差容限之内。本发明还提供了相应的立体显示控制装置和裸眼立体显示设备，本发明可以在立体图像的最大视差超过了显示设备的视差容限时，通过对分光单元宽度的调整来扩大视差容限，尽量避免因视差超限出现的串扰。

Description

一种立体显示控制方法及相应的装置、设备

技术领域

本发明涉及裸眼立体显示技术，更具体地，涉及一种立体显示控制方法及相应的装置、设备。

背景技术

目前的立体影像显示方式大致可分为3类，即眼镜式、头戴显示器(HeadMount Display)式以及本文将介绍的裸眼式。裸眼式包括许多种类，通常采用透镜阵列式技术、视差障碍式技术等实现。裸眼立体显示设备主要由二维(Two-Dimensional，2D)平面显示器(包括液晶显示器、等离子显示器、场发射显示器以及有机电致发光显示器等)配合分光器件如光栅组装而成。使用的光栅可分为狭缝光栅和柱面光栅，对应地，光栅式3D立体显示设备也包括狭缝光栅式立体显示装置和微透镜阵列立体显示装置。

在多种多样的裸眼式立体显示技术中，最先开始开发的是双眼(或称双视点)方式。继双眼方式之后，多眼(或称多视点)方式、全景(光线空间再现)方式，以及视点数更多的超多视点方式相继被研发出来。

以支持双视点的带格栅的裸眼立体显示设备为例，图1示意性地绘出了组成立体显示设备的显示面板10和分光器件20。图1所示坐标轴的X轴方向是显示面板的宽度方向；Y轴方向(未示出)是显示面板的高度方向；Z轴方向是垂直于显示面板的方向，表示观看者位置的三维坐标中的Z坐标可以称为该观看者的观看距离。

如图所示，显示面板上两个视点图像的显示单元109循环交错排列，用L标示的是左视点图像的显示单元，用R标示的是右视点图像的显示单元。对N视点系统，N≥2，则有N个视点图像的显示单元循环交错排列。相邻的两个显示单元中，一个用于显示提供给观看者左眼的图像，另一个用于显示提供给观看者右眼的图像。文中，将N视点系统中连续N个显示单元的总宽度称为一个显示单元排列周期宽度(也称为显示单元排列周期)W_M，可以以次像素个数为单位(此时W_M表示一个分光单元覆盖的次像素数)，也可以采用其他单位，W_M可以通过图像处理的方法加以调整。

请参照图1a，通过分光器件20上分光单元201的分光作用，会在横向上形成交错排列的各视点图像的观看子区，图2仅示出了用加粗的四边形表示的对应于显示屏幕中心的连续2个观看子区30。标记为L、R的观看子区分别为左、右视点图像的观看子区，可以分别看到左、右视点图像。观看者左、右眼分别处于左、右视点图像的观看子区内时，左眼看到左眼图像，右眼看到右眼图像，将产生正视，此时可以看到立体显示效果。如果左、右眼分别处于右、左视点图像的观看子区内时，将产生逆视。在其他位置，左、右眼会看到多个视点图像，将产生串扰。从图中可以看出，不同观看子区的交点所处的观看距离上，图像的串扰最小，文中将该处的观看距离称为立体显示设备的适看距离。

在多视点系统中，视点数至少为3，各视点图像的观看子区的排列及与相应显示单元之间的光路类似，也是在不同观看子区的交点所处的观看距离上，图像的串扰最小。

裸眼立体显示设备对于图像视差的容纳是有限度的，超过这个容限会出现串扰现象，影响观看效果。

根据采样原理，裸眼立体显示设备最大容纳的像素视差dis(单位：个像素)近似为：

$\frac{-\mathrm{nf}}{6p}\≤\mathrm{dis}\≤\frac{\mathrm{nf}}{6p}---\left(1\right)$

上式中，n是一个分光单元覆盖的次像素个数(单位：个次像素)，f是分光器件与显示面板的距离(单位：毫米mm)，p是像素点距(单位：毫米mm)。n也可以使用其他单位，上式会相应调整，但dis取值范围不变。

一个分光单元覆盖的次像素个数n与分光单元的宽度等裸眼立体显示设备的参数有关。请参照图1b(其中分光单元以透镜单元201’为例)，一个分光单元覆盖的次像素个数n可以根据下式来确定：

$W_p=(1-\frac{f}{D+f})\mathrm{nw}---\left(2\right)$

根据式(2)可以得到：

$n=W_p\left(\frac{D+f}{\mathrm{Dw}}\right)---\left(3\right)$

其中，w_p是一个分光单元的宽度(单位：毫米mm)，f的含义同式(1)即指分光器件20’与显示面板10’的距离，D是由裸眼立体显示设备的光学设计决定的裸眼立体显示设备的最佳观看距离(单位：毫米mm)如裸眼立体显示设备标定的最佳观看距离，w是一个次像素的宽度(单位：毫米mm)。

式(1)中表示的像素视差dis的取值范围可以作为裸眼立体显示设备的视差容限，其中可以容纳的最大视差为

可以容纳的最小视差为

当要显示的立体图像最大视差和/或最小视差超过这个范围的时候，就会由于串扰的作用产生明显的ghost现象，让立体画面看上去晕眩，不舒服。应当说明的是，在使用时，实际采用的裸眼立体显示设备的视差容限与分光单元的宽度之间的关系也可以根据用户对视觉效果的不同要求而有所修正。

当要显示的立体图像的视差超出裸眼立体显示设备的视差容限时，需要进行调整。公开号为CN102427542A的中国发明专利申请公开了一种立体图像处理方法，通过整体偏移、等比例缩放等图像处理方法对立体图像的视差进行调整，以修正超过容限的视差，得到舒服的立体效果，但是这种方法需要的运算量比较大，处理后图像的视差与原始图像的视差的差异也较大。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种立体显示控制方法及相应的装置、设备。

为了解决上述问题，本发明提供了一种立体显示控制方法，应用于分光器件中分光单元宽度可调的裸眼立体显示设备，在立体显示区域上显示立体图像时，包括：

获取所述立体显示区域上要显示的立体图像的视差范围；

如所述立体图像的视差范围超出所述立体显示区域当前的视差容限但不超出所述立体显示区域的最大视差容限，调整所述立体显示区域对应的分光单元的宽度，使得所述立体图像的视差范围处于所述立体显示区域调整后的新的视差容限之内。

较佳地，

所述立体显示区域是所述裸眼立体显示设备显示屏的全部显示区域；或

所述立体显示区域是所述裸眼立体显示设备显示屏的部分显示区域，不同的立体显示区域基于各自要显示的立体图像的视差信息分别进行立体显示控制。

较佳地，

如所述立体图像的视差范围超出所述立体显示区域当前的视差容限但不超出所述立体显示区域的最大视差容限，调整所述立体显示区域对应的分光单元的宽度，使得所述立体图像的视差范围处于所述立体显示区域调整后的新的视差容限之内，是将所述立体显示区域的视差容限调整为可容纳所述立体图像视差范围的最小的可调视差容限。

较佳地，所述立体显示控制方法还包括：

如所述立体图像的视差范围位于所述立体显示区域当前的视差容限之内且所述立体显示区域当前的视差容限不是可容纳所述立体图像视差范围的最小的可调视差容限，则调整所述立体显示区域对应的分光单元的宽度，使得所述立体显示区域的新的视差容限等于可容纳所述立体图像视差范围的最小的可调视差容限。

较佳地，所述立体显示控制方法还包括：

如所述立体图像的视差范围超出了所述立体显示区域的最大视差容限，则利用图像处理方法对所述立体图像的视差进行调整，使得所述立体图像调整后的视差范围处于所述立体显示区域的最大视差容限之内；并且，

调整或保持所述立体显示区域对应的分光单元的宽度，使得所述立体显示区域的视差容限等于所述立体显示区域的最大视差容限或等于可容纳所述立体图像调整后的视差范围的最小的可调视差容限。

较佳地，

所述利用图像处理方法对所述立体图像的视差进行调整，使得所述立体图像调整后的视差范围处于所述立体显示区域的最大视差容限之内，包括：

先对所述立体图像各像素点的视差进行整体偏移，使所述立体图像的视差范围的中点或一边界与所述立体显示区域的最大视差容限的中点或同侧边界重合；

进行所述整体偏移后，如所述立体图像的视差范围处于所述立体显示区域的最大视差容限之内，结束调整，如仍超出所述立体显示区域的最大视差容限，再按比例D₂/D₁对所述立体图像各像素点的视差进行等比例缩小，其中，D₁是所述立体图像的最大视差绝对值与最小视差绝对值中的大值，D₂是所述立体显示区域支持的最大视差与最小视差的绝对值中的大值，D₁＞D₂。

较佳地，

调整所述立体显示区域对应的分光单元的宽度时，还包括：相应调整显示单元排列周期宽度，使得所述裸眼立体显示设备当前的适看距离保持为对所述分光单元的宽度调整之前的适看距离。

较佳地，

所述裸眼立体显示设备中的分光器件是液晶透镜，调整所述立体显示区域对应的分光单元的宽度时，还包括：

通过调整液晶的有效双折射系数，使得所述液晶透镜的焦距保持为所述液晶透镜与显示面板之间的距离。

相应地，本发明还提供了一种立体显示控制装置，包括一个或多个控制子装置，每一控制子装置用于控制立体图像在相应的立体显示区域上的显示，所述控制子装置包括：

视差获取单元，用于获取所述立体显示区域上要显示的立体图像的视差范围；

第一容限控制单元，用于在所述立体图像的视差范围超出所述立体显示区域当前的视差容限但不超出所述立体显示区域的最大视差容限时，确定分光器件上所述立体显示区域对应的分光单元调整的目标宽度并通知所述分光器件的驱动装置，该目标宽度使得所述立体图像的视差范围处于所述立体显示区域调整后的新的视差容限之内。

较佳地，

所述第一容限控制单元在所述立体图像的视差范围超出所述立体显示区域当前的视差容限但不超出所述立体显示区域的最大视差容限时，确定的所述立体显示区域对应的分光单元调整的目标宽度是所述立体显示区域可容纳所述立体图像视差范围的最小的可调视差容限对应的分光单元宽度。

较佳地，所述控制子装置还包括：

第三容限控制单元，用于在所述立体图像的视差范围位于所述立体显示区域当前的视差容限之内且所述立体显示区域当前的视差容限不是可容纳所述立体图像视差范围的最小的可调视差容限时，确定分光器件上所述立体显示区域对应的分光单元调整的目标宽度并通知所述分光器件的驱动装置，该目标宽度使得所述立体显示区域的新的视差容限等于可容纳所述立体图像视差范围的最小的可调视差容限。

较佳地，所述控制子装置还包括：

第二容限控制单元，用于在所述立体图像的视差范围超出了所述立体显示区域的最大视差容限时，通知图像处理装置对立体图像的视差进行调整，使得所述立体图像调整后的视差范围处于所述立体显示区域的最大视差容限之内；并控制分光器件的驱动装置以调整或保持所述立体显示区域对应的分光单元的宽度，使得所述立体显示区域的视差容限等于所述立体显示区域的最大视差容限或者等于可容纳所述立体图像调整后的视差范围的最小的可调视差容限。

较佳地，所述控制子装置还包括：

图像合成控制单元，用于在确定所述立体显示区域对应的分光单元的目标宽度后，计算出显示单元排列周期宽度调整的目标值并通知图像合成装置，该目标值使得所述裸眼立体显示设备当前的适看距离保持为对所述分光单元的宽度调整之前的适看距离。

较佳地，所述分光器件为液晶透镜，所述控制子装置还包括：

焦距控制单元，用于在调整所述立体显示区域对应的液晶透镜单元的宽度时，将所述液晶透镜单元的有效双折射系数调整的目标值通知所述分光器件的驱动装置，该目标值使得所述液晶透镜单元的焦距保持为所述液晶透镜与显示面板之间的距离。

本发明还提供了一种裸眼立体显示设备，包括提供图像显示的显示面板、分光单元宽度可调的分光器件、立体显示控制装置、所述分光器件的驱动装置、图像合成装置及图像处理装置，其中：

所述立体显示控制装置采用如上所述的立体显示控制装置；

所述驱动装置用于在接收到所述立体显示控制装置通知的所述立体显示区域对应的分光单元调整的目标宽度后，将所述立体显示区域对应的分光单元宽度调整到所述目标宽度。

较佳地，

所述图像处理装置用于在收到所述立体显示控制装置对立体图像的视差进行调整的通知后，利用图像处理方法对所述立体图像的视差进行调整，使得所述立体图像调整后的视差范围处于所述立体显示区域的最大视差容限之内。

较佳地，

所述图像合成装置用于在收到所述立体显示控制装置通知的显示单元排列周期宽度调整的目标值后，将显示单元排列周期宽度调整为所述目标值。

较佳地，

所述分光器件的驱动装置还用于在接收到所述立体显示控制装置通知的对所述立体显示区域对应的液晶透镜单元的有效双折射系数进行调整的目标值后，按该目标值对所述液晶透镜单元的有效双折射系数进行调整。

上述方案可以在立体图像的最大视差超过了显示设备的视差容限时，通过对分光单元宽度的调整来扩大视差容限，尽量避免因视差超限出现的串扰。

附图说明

图1a是立体显示设备及其形成的观看子区的示意图；

图1b是一个分光单元覆盖的次像素个数与其他参数之间的关系的示意图；

图2a是透镜阵列的结构及透镜单元发生移动的示意图；图2b是透镜单元栅距发生变化的示意图；

图2c是液晶栅格的结构示意图；图2d和图2e分别是视差障碍单元发生移动和宽度发生变化的示意图；

图3是本发明实施例一立体显示控制方法的流程图；

图4a是本发明实施例一裸眼立体显示设备的结构图；

图4b是图4a中立体显示控制装置中的控制子装置的结构示意图；

图5是本发明实施例二立体显示控制方法的流程图；

图6是本发明实施例二控制子装置的结构示意图；

图7是本发明实施例三立体显示控制方法的流程图；及

图8是本发明实施例三控制子装置的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下文中将结合附图对本发明的实施例进行详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。

传统的裸眼立体显示技术采用的透镜阵列或者是视差障碍的每个单元都是固定宽度。如果透镜(lens)阵列或者视差障碍(Barrier)阵列是采用多电极控制的LC-Lens或者LC-Barrier，那么每个分光单元(如透镜单元或视差障碍单元)的宽度都是可以调整的，对于透镜单元还可以调整焦距。

图2a示出了一种液晶透镜阵列的结构，包括：第一基板101、第二基板102、第一电极103、第二电极104和液晶层中形成的透镜单元105，透镜单元是LC-Lens的分光单元。由于液晶透镜是由条形电极和电极层加电驱动形成，通过改变电压分布，控制液晶分子的旋光特性，可以使透镜单元发生移动，如图2a所示；还可以以离散的方式改变透镜单元的栅距(分光单元宽度)，同时保证显示单元所在平面始终位于透镜的焦距位置上，如图2b所示。

对于LC-Barrier，分光单元是视差障碍单元，如图2c所示，第一电极22和第二电极26之间是液晶分子24。同样地，通过改变施加在电极上的电压，可以使视差障碍单元发生移动，如图2d所示；也可以改变视差障碍单元的宽度，如图2e所示。

由前所述，裸眼立体显示设备的视差容限与分光单元宽度有关，因而可控参数的分光器件(如上述多电极控制的LC-Barrier、LC-Lens或者其他材料构成的分光器件)的出现，使得立体显示设备的视差容限的调整成为可能。为了容纳更大的视差，可以把分光单元设计得更宽，然而更宽的分光单元会让立体影像颗粒感更大，画面更加粗糙。为此，需要考虑清晰度与视差容纳范围之间的平衡。

实施例一

本实施例提供的立体显示控制方法，应用于分光器件的分光单元宽度可控的裸眼立体显示设备，其他实施例也是如此。且本实施例中，立体图像的视差范围总是处在裸眼立体显示设备的最大视差容限之内。

如图3所示，本实施例在一立体显示区域显示立体图像时，包括：

步骤110，获取立体显示区域上要显示的立体图像的视差范围；

对于一个裸眼立体显示设备来说，上述立体显示区域可以是显示屏的全部显示区域，即全屏统一控制。

如果可控分光器件可以对任意显示区域内的控制参数分别调整的话，对于一个裸眼立体显示设备来说，上述立体显示区域也可以是显示屏的部分显示区域，如是若干相邻像素组成，也可以是一个像素组成。这样，显示屏上不同的立体显示区域可以基于各自要显示的立体图像的视差范围分别进行立体显示控制。这种分区域的控制方式下，不同立体显示区域当前的视差容限可以不同，便于在画面清晰度和立体效果之间达到更好的平衡。

上述立体图像的视差范围由该立体图像的最大视差Dmax(各像素点视差中的最大值)和最小视差Dmin(各像素点视差中的最小值)界定。对于某个立体图像来说，其最大视差可能是正视差，但也可能是负视差，其最小视差可能是负视差，但也可能是正视差。

步骤120，如所述立体图像的视差范围超出所述立体显示区域当前的视差容限但不超出所述立体显示区域的最大视差容限，转入步骤130，否则不调整，结束；

容易理解，如所述立体图像的最大视差大于所述立体显示区域上当前可以容纳的最大视差，和/或所述立体图像的最小视差小于所述立体显示区域上当前可以容纳的最小视差，就认为所述立体图像的视差范围超出了裸眼立体显示设备在所述立体显示区域上当前的视差容限。

本实施例的应用场景中，立体图像的视差范围总是可以被立体显示区域调整后的视差容限所容纳。

步骤130，调整所述立体显示区域对应的分光单元的宽度，使得所述立体图像的视差范围处于所述立体显示区域调整后的新的视差容限之内。

由于分光单元宽度是离散调整的，相应地，在所述立体显示区域的最大视差容限之内存在多个可调整到的视差容限，文中称其为可调视差容限。本步骤调整时，从可容纳所述立体图像视差范围的可调视差容限中选择最小的一个视差容限作为新的视差容限，将所述立体显示区域对应的分光单元的宽度调整为该新的视差容限对应的分光单元宽度，即可完成上述调整。

在一个示例中，可以先得到D＝Max(abs(Dmax)，abs(Dmin))，其中abs()表示取绝对值，Max()表示取最大值。将D作为要容纳的最大视差dis，根据公式(1)或用户修正后的公式计算出相应的n，再利用公式(3)计算出对应的分光单元宽度W_p，将所述立体显示区域对应的分光单元的宽度调整为最接近且不小于W_p的一个值，就可实现上述调整。

在连续的视频播放过程中，对每一帧图像的显示，均按照本实施例的立体显示控制方法进行控制。其他各实施例同此。

相应地，本实施例还提供了一种基于视差的裸眼立体显示设备，如图4a所示，包括提供图像显示的显示面板50、分光单元宽度可调的分光器件(LC-Lens或者LC-Barrier)52、立体显示控制装置54、所述分光器件的驱动装置56、图像处理装置58及图像合成装置60，其中：

所述立体显示控制装置54包括一个或多个控制子装置，每一控制子装置用于控制立体图像在相应的立体显示区域上的显示。如图4b所示，所述控制子装置包括：

视差获取单元540，用于获取所述立体显示区域上要显示的立体图像的视差范围；

第一容限控制单元542，用于在所述立体图像的视差范围超出所述立体显示区域当前的视差容限但不超出所述立体显示区域的最大视差容限时，确定分光器件上所述立体显示区域对应的分光单元调整的目标宽度并通知所述分光器件的驱动装置，该目标宽度使得所述立体图像的视差范围处于所述立体显示区域调整后的新的视差容限之内。较佳地，确定的所述目标宽度是所述立体显示区域可容纳所述立体图像视差范围的最小的可调视差容限对应的分光单元宽度。

所述驱动装置56用于在接收到所述立体显示控制装置通知的所述立体显示区域对应的分光单元调整的目标宽度后，将所述立体显示区域对应的分光单元宽度调整到所述目标宽度。

上述这些装置可以处于一个实体中，也可以处于多个实体中。

实施例二

但在某些应用场景下，要显示的立体图像的视差范围可能超出了立体显示区域的最大视差容限，本实施例中，结合立体图像视差调整的图像处理方法，使所述立体图像调整后的视差范围处于所述立体显示区域调整后的新的视差容限之内。

如图5所示，本实施例在立体显示区域上显示立体图像时，包括：

步骤210，获取立体显示区域上要显示的立体图像的视差范围；

本步骤同步骤110。

步骤220，判断所述立体图像的视差范围是否超出所述立体显示区域当前的视差容限，如果是，转入步骤230，否则不调整，结束；

步骤230，判断所述立体图像的视差范围是否超出所述立体显示区域的最大视差容限，如果是，转入步骤240，否则按实施例一调整，结束；

立体显示区域的最大视差容限由立体显示区域支持的最大视差和最小视差界定。立体显示区域的最大视差容限可以根据分光器件支持的分光单元最大宽度来确定，即设置为硬件支持的最大视差容限。因为分光单元宽度的增加会造成画面颗粒感增强，清晰度下降，为了避免明显的颗粒感出现，也可以限制分光单元的最大宽度并得到相应的最大视差容限。当裸眼立体显示设备的显示屏分为多个立体显示区域时，各立体显示区域的最大视差容限一般相同，但也可以设置为不同。

步骤240，利用图像处理方法对所述立体图像的视差进行调整，使得所述立体图像调整后的视差范围处于所述立体显示区域的最大视差容限之内，并调整或保持所述立体显示区域对应的分光单元的宽度，使得所述立体显示区域的视差容限等于所述立体显示区域的最大视差容限或者等于可容纳所述立体图像调整后的视差范围的最小的可调视差容限。

上述图像处理方法，如可以是对所述立体图像各像素点的视差进行整体偏移或者等比例缩小，也可以是两者的结合。

例如，先对所述立体图像各像素点的视差进行整体偏移，如使所述立体图像的视差范围的中点与所述立体显示区域的最大视差容限的中点重合，或者使所述立体图像的视差范围的上边界或下边界与所述立体显示区域的最大视差容限的同一边界重合，此时，如果所述立体图像的最大视差与最小视差之差ΔD₁小于等于所述立体显示区域支持的最大视差与最小视差之差ΔD₂，通过上述整体偏移，就可以将所述立体图像的视差范围调整到所述立体显示区域的最大视差容限之内(端点处可以重合)。如果ΔD₁大于ΔD₂，再按比例D₂/D₁对所述立体图像各像素点的视差进行等比例缩小，将所述立体图像的视差范围调整到所述立体显示区域的最大视差容限之内，其中D₁是所述立体图像的最大视差绝对值与最小视差绝对值中的大值，D₂是所述立体显示区域支持的最大视差与最小视差的绝对值中的大值，D₁＞D₂。又如，也可以直接采用等比例缩小的方式将所述立体图像的视差范围调整到所述立体显示区域的最大视差容限之内，但先偏移的方式可以尽量保持所述立体图像原有的视差范围，取得更逼真的立体显示效果。

在本实施例的另一变例中，在步骤240中，只是调整所述立体显示区域对应的分光单元的宽度，使得所述立体显示区域的新的视差容限等于所述立体显示设备的最大视差容限，不再使用图像处理方法进行调整，可以在尽量减少串扰的同时，避免复杂的运算。

相应地，本实施例还提供了一种基于视差的裸眼立体显示设备，该裸眼立体显示设备与实施例一的裸眼立体显示设备基本相同，结构也如图4a所示，区别在于立体显示控制装置54和图像处理装置58的功能，其中：

所述立体显示控制装置54包括一个或多个控制子装置，每一控制子装置用于控制立体图像在相应的立体显示区域上的显示，如图6所示，所述控制子装置除包括视差获取单元540和第一容限控制单元542(该视差获取单元和第一容限控制单元与实施例一相同)外，还包括：

第二容限控制单元544，用于在所述立体图像的视差范围超出了所述立体显示区域的最大视差容限时，通知图像处理装置对立体图像的视差进行调整，使得所述立体图像调整后的视差范围处于所述立体显示区域的最大视差容限之内；并控制分光器件的驱动装置以调整或保持所述立体显示区域对应的分光单元的宽度，使得所述立体显示区域的视差容限等于所述立体显示区域的最大视差容限或者等于可容纳所述立体图像调整后的视差范围的最小的可调视差容限。

所述图像处理装置58在收到立体显示控制装置对立体图像的视差进行调整的通知后，利用图像处理方法对所述立体图像的视差进行调整，使得所述立体图像调整后的视差范围处于所述立体显示区域的最大视差容限之内。

较佳地，

所述图像处理装置58对所述立体图像的视差进行调整时，先对所述立体图像各像素点的视差进行整体偏移，使所述立体图像的视差范围的中点或一边界与所述立体显示区域的最大视差容限的中点或同侧边界重合；进行所述整体偏移后，如所述立体图像的视差范围处于所述立体显示区域的最大视差容限之内，结束调整，如仍超出所述立体显示区域的最大视差容限，再按比例D₂/D₁对所述立体图像各像素点的视差进行等比例缩小，其中，D₁是所述立体图像的最大视差绝对值与最小视差绝对值中的大值，D₂是所述立体显示区域支持的最大视差与最小视差的绝对值中的大值，D₁＞D₂。

实施例三

本实施例涉及对立体显示区域的视差容限的缩小调整。以在立体图像的视差范围变小时采用较小的分光单元宽度，取得更清晰的显示效果。但是，如实施例一那样，对某一视频内容只进行视差容限的放大调整也是可以的，此时无须对分光单元宽度进行频繁调整，也无需再做其他相应的调整。

如图7所示，本实施例在一立体显示区域显示立体图像时，包括：

步骤310，获取立体显示区域上要显示的立体图像的视差范围；

本步骤同步骤110。

步骤320，判断所述立体图像的视差范围是否超出所述立体显示区域当前的视差容限，如果否，转入步骤330，否则按实施例二(或实施例一)的方法调整，结束；

步骤330，判断所述立体显示区域当前的视差容限是否为可容纳所述立体图像视差范围的最小的可调视差容限，如是，不调整，结束，否则，转入步骤340；

在保证容纳立体图像的视差范围的基础上，视差容限越小，分光单元宽度越小，图像越清晰。因此本实施例存在小于所述立体显示区域当前的视差容限且可容纳所述立体图像的视差范围的可调视差容限时，将进行调整。

步骤340，调整所述立体显示区域对应的分光单元的宽度，使得所述立体显示区域的新的视差容限等于可容纳所述立体图像视差范围的最小的可调视差容限。

相应地，本实施例还提供了一种基于视差的裸眼立体显示设备，该裸眼立体显示设备与实施例二的裸眼立体显示设备基本相同，结构也如图4a所示，区别在于立体显示控制装置54的功能，其中：

所述立体显示控制装置54包括一个或多个控制子装置，每一控制子装置用于控制立体图像在相应的立体显示区域上的显示，如图8所示，所述控制子装置包括上文所述的视差获取单元540、第一容限控制单元542和第二容限控制单元544，该控制子装置还包括：

第三容限控制单元546，用于在所述立体图像的视差范围位于所述立体显示区域当前的视差容限之内且所述立体显示区域当前的视差容限不是可容纳所述立体图像视差范围的最小的可调视差容限时，确定分光器件上所述立体显示区域对应的分光单元调整的目标宽度并通知所述分光器件的驱动装置，该目标宽度使得所述立体显示区域的新的视差容限等于可容纳所述立体图像视差范围的最小的可调视差容限。

以上各个实施例中，如果可控分光器件的分光单元宽度变大，适看距离会增加，如果需要保证观看距离稳定，可以相应增大显示单元排列周期宽度。相反的，如果分光单元宽度变小，适看距离会减小，这个时候可以通过减小显示单元排列周期宽度，使得适看距离稳定。但是，这种适应性调整并不是必须的，因为适看距离的变化并不一定引起串扰，观看者仍可能处于正视区，因此也可以使用另外的方法如检测到观看者不在正视区后再进行调整。

仍以图1为例，图中，分光单元宽度为W_P，显示单元排列周期宽度为W_M，W_M略大于W_P，分光器件与显示单元所在平面的距离为D_f，立体显示设备的适看距离为D_w。根据相似三角形原理，有：

$\frac{W_P}{W_M}=\frac{D_w}{D_w+D_f}---\left(4\right)$

立体显示设备制造完成后，D_f不变，由上式可以看出，每一组分光单元宽度和显示单元排列周期宽度可以确定立体显示设备的一个适看距离，分光单元宽度W_P变化时，通过相应地改变W_M，可以维持D_w不变。

相应地，以上各实施例的立体显示控制装置中的控制子装置还可以包括：

图像合成控制单元，用于在确定所述立体显示区域对应的分光单元的目标宽度后，计算出显示单元排列周期宽度调整的目标值并通知图像合成装置，该目标值使得所述裸眼立体显示设备当前的适看距离保持为对所述分光单元的宽度调整之前的适看距离。

同时，图像合成装置用于在收到所述立体显示控制装置通知的显示单元排列周期宽度调整的目标值后，将显示单元排列周期宽度调整为所述目标值。

此外，以上各实施例中，如裸眼立体显示设备中的可控分光器件是LC-Lens，LC-Lens的焦距由下式确定：

f＝W_p ²/(8(neff-no)d)(5)

其中，f是表示LC-Lens的焦距，W_p为分光单元的宽度；d为液晶层的厚度；neff为液晶的有效双折射系数，可以通过施加电压来控制其大小，并在no(寻常折射率)与ne(非寻常折射率)之间变化。

因此，对分光单元宽度进行调整后，立体显示区域对应的液晶透镜单元的焦距会发生变化，此时可以通过调整液晶透镜单元的有效双折射系数，使得所述液晶透镜单元的焦距保持为所述液晶透镜与显示面板之间的距离，以获得尽可能清晰的观看效果。

相应地，如裸眼立体显示设备中的分光器件是LC-Lens，以上各实施例的立体显示控制装置中的控制子装置还可以包括：

所述控制子装置还包括：

焦距控制单元，用于在调整所述立体显示区域对应的液晶透镜单元的宽度时，将所述液晶透镜单元的有效双折射系数调整的目标值通知所述分光器件的驱动装置，该目标值使得所述液晶透镜单元的焦距保持为所述液晶透镜与显示面板之间的距离。

同时，分光器件的驱动装置还用于在接收到所述立体显示控制装置通知的对所述立体显示区域对应的液晶透镜单元的有效双折射系数进行调整的目标值后，按该目标值对所述液晶透镜单元的有效双折射系数进行调整。

本领域普通技术人员可以理解上述方法中的全部或部分步骤可通过程序来指令相关硬件完成，所述程序可以存储于计算机可读存储介质中，如只读存储器、磁盘或光盘等。可选地，上述实施例的全部或部分步骤也可以使用一个或多个集成电路来实现，相应地，上述实施例中的各模块/单元可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。本发明不限制于任何特定形式的硬件和软件的结合。

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，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。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 (18)

1.一种立体显示控制方法，应用于分光器件中分光单元宽度可调的裸眼立体显示设备，在立体显示区域上显示立体图像时，包括：

获取所述立体显示区域上要显示的立体图像的视差范围；

如所述立体图像的视差范围超出所述立体显示区域当前的视差容限但不超出所述立体显示区域的最大视差容限，调整所述立体显示区域对应的分光单元的宽度，使得所述立体图像的视差范围处于所述立体显示区域调整后的新的视差容限之内。

2.如权利要求1所述的立体显示控制方法，其特征在于：

所述立体显示区域是所述裸眼立体显示设备显示屏的全部显示区域；或

所述立体显示区域是所述裸眼立体显示设备显示屏的部分显示区域，不同的立体显示区域基于各自要显示的立体图像的视差信息分别进行立体显示控制。

3.如权利要求1所述的立体显示控制方法，其特征在于：

如所述立体图像的视差范围超出所述立体显示区域当前的视差容限但不超出所述立体显示区域的最大视差容限，调整所述立体显示区域对应的分光单元的宽度，使得所述立体图像的视差范围处于所述立体显示区域调整后的新的视差容限之内，是将所述立体显示区域的视差容限调整为可容纳所述立体图像视差范围的最小的可调视差容限。

4.如权利要求1或2或3所述的立体显示控制方法，其特征在于，还包括：

如所述立体图像的视差范围位于所述立体显示区域当前的视差容限之内且所述立体显示区域当前的视差容限不是可容纳所述立体图像视差范围的最小的可调视差容限，则调整所述立体显示区域对应的分光单元的宽度，使得所述立体显示区域的新的视差容限等于可容纳所述立体图像视差范围的最小的可调视差容限。

5.如权利要求1或2或3所述的立体显示控制方法，其特征在于，还包括：

如所述立体图像的视差范围超出了所述立体显示区域的最大视差容限，则利用图像处理方法对所述立体图像的视差进行调整，使得所述立体图像调整后的视差范围处于所述立体显示区域的最大视差容限之内；并且，

调整或保持所述立体显示区域对应的分光单元的宽度，使得所述立体显示区域的视差容限等于所述立体显示区域的最大视差容限或等于可容纳所述立体图像调整后的视差范围的最小的可调视差容限。

6.如权利要求5所述的立体显示控制方法，其特征在于：

所述利用图像处理方法对所述立体图像的视差进行调整，使得所述立体图像调整后的视差范围处于所述立体显示区域的最大视差容限之内，包括：

先对所述立体图像各像素点的视差进行整体偏移，使所述立体图像的视差范围的中点或一边界与所述立体显示区域的最大视差容限的中点或同侧边界重合；

进行所述整体偏移后，如所述立体图像的视差范围处于所述立体显示区域的最大视差容限之内，结束调整，如仍超出所述立体显示区域的最大视差容限，再按比例D2/D1对所述立体图像各像素点的视差进行等比例缩小，其中，D1是所述立体图像的最大视差绝对值与最小视差绝对值中的大值，D2是所述立体显示区域支持的最大视差与最小视差的绝对值中的大值，D1＞D2。

7.如权利要求1或2或3所述的立体显示控制方法，其特征在于：

调整所述立体显示区域对应的分光单元的宽度时，还包括：相应调整显示单元排列周期宽度，使得所述裸眼立体显示设备当前的适看距离保持为对所述分光单元的宽度调整之前的适看距离。

8.如权利要求1或2或3所述的立体显示控制方法，其特征在于：

所述裸眼立体显示设备中的分光器件是液晶透镜，调整所述立体显示区域对应的分光单元的宽度时，还包括：

通过调整液晶的有效双折射系数，使得所述液晶透镜的焦距保持为所述液晶透镜与显示面板之间的距离。

9.一种立体显示控制装置，其特征在于，包括一个或多个控制子装置，每一控制子装置用于控制立体图像在相应的立体显示区域上的显示，所述控制子装置包括：

视差获取单元，用于获取所述立体显示区域上要显示的立体图像的视差范围；

第一容限控制单元，用于在所述立体图像的视差范围超出所述立体显示区域当前的视差容限但不超出所述立体显示区域的最大视差容限时，确定分光器件上所述立体显示区域对应的分光单元调整的目标宽度并通知所述分光器件的驱动装置，该目标宽度使得所述立体图像的视差范围处于所述立体显示区域调整后的新的视差容限之内。

10.如权利要求9所述的立体显示控制装置，其特征在于：

所述第一容限控制单元在所述立体图像的视差范围超出所述立体显示区域当前的视差容限但不超出所述立体显示区域的最大视差容限时，确定的所述立体显示区域对应的分光单元调整的目标宽度是所述立体显示区域可容纳所述立体图像视差范围的最小的可调视差容限对应的分光单元宽度。

11.如权利要求9所述的立体显示控制装置，其特征在于：

所述控制子装置还包括：

第三容限控制单元，用于在所述立体图像的视差范围位于所述立体显示区域当前的视差容限之内且所述立体显示区域当前的视差容限不是可容纳所述立体图像视差范围的最小的可调视差容限时，确定分光器件上所述立体显示区域对应的分光单元调整的目标宽度并通知所述分光器件的驱动装置，该目标宽度使得所述立体显示区域的新的视差容限等于可容纳所述立体图像视差范围的最小的可调视差容限。

12.如权利要求9或10或11所述的立体显示控制装置，其特征在于：

所述控制子装置还包括：

第二容限控制单元，用于在所述立体图像的视差范围超出了所述立体显示区域的最大视差容限时，通知图像处理装置对立体图像的视差进行调整，使得所述立体图像调整后的视差范围处于所述立体显示区域的最大视差容限之内；并控制分光器件的驱动装置以调整或保持所述立体显示区域对应的分光单元的宽度，使得所述立体显示区域的视差容限等于所述立体显示区域的最大视差容限或者等于可容纳所述立体图像调整后的视差范围的最小的可调视差容限。

13.如权利要求9或10或11所述的立体显示控制装置，其特征在于：

所述控制子装置还包括：

图像合成控制单元，用于在确定所述立体显示区域对应的分光单元的目标宽度后，计算出显示单元排列周期宽度调整的目标值并通知图像合成装置，该目标值使得所述裸眼立体显示设备当前的适看距离保持为对所述分光单元的宽度调整之前的适看距离。

14.如权利要求9或10或11所述的立体显示控制装置，其特征在于：

所述分光器件为液晶透镜，所述控制子装置还包括：

焦距控制单元，用于在调整所述立体显示区域对应的液晶透镜单元的宽度时，将所述液晶透镜单元的有效双折射系数调整的目标值通知所述分光器件的驱动装置，该目标值使得所述液晶透镜单元的焦距保持为所述液晶透镜与显示面板之间的距离。

15.一种裸眼立体显示设备，包括提供图像显示的显示面板、分光单元宽度可调的分光器件、立体显示控制装置、所述分光器件的驱动装置、图像合成装置及图像处理装置，其特征在于：

所述立体显示控制装置采用如权利要求9～11中任一权利要求所述的立体显示控制装置；

所述驱动装置用于在接收到所述立体显示控制装置通知的所述立体显示区域对应的分光单元调整的目标宽度后，将所述立体显示区域对应的分光单元宽度调整到所述目标宽度。

16.如权利要求15所述的裸眼立体显示设备，其特征在于：

所述立体显示控制装置采用如权利要求12所述的立体显示控制装置；

所述图像处理装置用于在收到所述立体显示控制装置对立体图像的视差进行调整的通知后，利用图像处理方法对所述立体图像的视差进行调整，使得所述立体图像调整后的视差范围处于所述立体显示区域的最大视差容限之内。

17.如权利要求15所述的裸眼立体显示设备，其特征在于：

所述立体显示控制装置采用如权利要求13所述的立体显示控制装置；

所述图像合成装置用于在收到所述立体显示控制装置通知的显示单元排列周期宽度调整的目标值后，将显示单元排列周期宽度调整为所述目标值。

18.如权利要求15所述的裸眼立体显示设备，其特征在于：

所述立体显示控制装置采用如权利要求14所述的立体显示控制装置；

所述分光器件的驱动装置还用于在接收到所述立体显示控制装置通知的对所述立体显示区域对应的液晶透镜单元的有效双折射系数进行调整的目标值后，按该目标值对所述液晶透镜单元的有效双折射系数进行调整。

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