CN104243949B - 3d显示方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种3D显示方法及装置，包括：获取并根据光栅参数和观看距离，计算得到每个视点图像与合成图像位置对应关系的像素编码蒙版；根据每个视点图像对应的像素编码蒙版，以及根据播放器显示模式，确定视点图像的位置和对应的合成图像的填充位置；根据视点图像的位置和合成图像的填充位置，将视点图像的位置处的填充内容，填充到对应的合成图像的填充位置处，以实现3D显示。本发明通过提供一种3D显示方法及装置，通过计算得到每个视点图像和合成图像对应关系的像素编码蒙版，根据该像素编码蒙版能够分别计算填充内容和填充位置，从而在正常播放的时候，将填充内容填充到填充位置处，从而节省了大量的计算时间，提升了处理速度。

Description

3D显示方法及装置

技术领域

本发明涉及3D显示技术领域，特别涉及一种3D显示方法及装置。

背景技术

柱镜光栅和狭缝光栅能把不同空间位置排列好的图像信息分别以不同的方向显示，把视差图像按对应空间位置排列好就可以实现3D显示。

其中，狭缝光栅是通过遮挡光线，因为光线的直线传播性，遮挡住某些空间位置的像素，通过空间位置的像素信息，实现了不同角度看到不同位置图像，从而让左右眼看到了不同角度物体的照片，实现了3D显示。而柱镜光栅是通过柱形凸透镜的空间光调制，使放在焦面上的不同空间位置排列的像素发出的光线都以光心的连线方向射出，同样实现了3D显示。

然而，在目前的3D图片和播放时，采用的是整体计算方法，需要对每一帧的播放进行计算，计算量较大，且计算速度较慢。

发明内容

(一)解决的技术问题

本发明实施例解决的技术问题是：如何解决现有技术中计算量大、计算速度较慢的问题。

(二)技术方案

本发明提供了一种3D显示方法，包括：

获取并根据光栅参数和观看距离，计算得到每个视点图像与合成图像位置对应关系的像素编码蒙版；

根据每个视点图像对应的像素编码蒙版，以及根据播放器显示模式，确定视点图像的位置和对应的合成图像的填充位置；

根据视点图像的位置和合成图像的填充位置，将视点图像的位置处的填充内容，填充到对应的合成图像的填充位置处，以实现3D显示。

优选地，所述计算得到每个视点图像与合成图像位置对应关系的像素编码蒙版为：

$x_3=\frac{(i-\frac{k}{3})\×d_2\×d_5\×\cos a\×x_2}{d_1\×(d_5+d_4)\×x_1},$

$x_4=\frac{d_3+j\×d_2\×d_5\×\tan a\×x_2}{d_1\×(d_5+d_4)\×x_1},$

其中，a为光栅倾角，d₁为光栅栅距，d₂为播放器屏幕像素点距，d₃为播放器左上角顶点处像素处于光栅单元格的位置，d₄为光栅厚度，d₅为观看距离，合成图像的第(i,j,k)个的像素与视点图像的第(x,y,z,m)个的像素相对应，x为x₃进行四舍五入之后得到的值，y为i*y₁/y₂进行四舍五入之后得到的值，z取值为1,2,3表示r,g,b三个通道，m为视点序号，k通道与z通道取值相同，x₁为合成图像像素宽度，x₂为播放器屏幕像素宽度，y₁为合成图像像素高度，y₂为播放器屏幕像素高度。

优选地，设蒙版坐标为(i,j)，合成图像填充位置坐标为(x₀,y₀)，播放器左上角顶点相对屏幕坐标为(x,y)，播放器屏幕像素尺寸x₂，y₂，视点图像像素尺寸(x’,y’)；当所述播放器显示模式为全屏模式时，所述确定视点图像的位置和对应的合成图像的填充位置，具体包括：

则合成图像的填充位置为：x₀＝i，y₀＝j；

对应视点图像的位置为：

优选地，当所述播放器显示模式为非全屏模式时，所述确定视点图像的位置和对应的合成图像的填充位置，具体包括：

则合成图像的填充位置为：x₀＝i-x，y₀＝j-y；

对应视点图像的位置为：

优选地，在所述确定视点图像的位置和对应的合成图像的填充位置，进一步包括：

将将要合成的合成图像中任一像素进行微分，得到多个微分小像素；根据所述像素编码蒙版将所述多个微分小像素对应的填充内容进行平均，得到半透明蒙版，并利用所述半透明蒙版确定视点图像的位置和对应的合成图像的填充位置。

本发明还提供了一种3D显示装置，包括：

获取模块，用于获取光栅参数和观看距离，并将获取结果传输给计算模块；

所述计算模块，用于根据光栅参数和观看距离，计算得到每个视点图像与合成图像位置对应关系的像素编码蒙版，并将计算结果传输给确定模块；

所述确定模块，用于根据每个视点图像对应的像素编码蒙版，以及根据播放器显示模式，确定视点图像的位置和对应的合成图像的填充位置，并将确定结果传输给填充模块；

所述填充模块，用于根据视点图像的位置和合成图像的填充位置，将视点图像的位置处的填充内容，填充到对应的合成图像的填充位置处，以实现3D显示。

优选地，所述计算模块计算得到每个视点图像与合成图像位置对应关系的像素编码蒙版为：

$x_3=\frac{(i-\frac{k}{3})\×d_2\×d_5\×\cos a\×x_2}{d_1\×(d_5+d_4)\×x_1},$

$x_4=\frac{d_3+j\×d_2\×d_5\×\tan a\×x_2}{d_1\×(d_5+d_4)\×x_1},$

其中，a为光栅倾角，d₁为光栅栅距，d₂为播放器屏幕像素点距，d₃为播放器左上角顶点处像素处于光栅单元格的位置，d₄为光栅厚度，d₅为观看距离，合成图像的第(i,j,k)个的像素与视点图像的第(x,y,z,m)个的像素相对应，x为x₃进行四舍五入之后得到的值，y为i*y₁/y₂进行四舍五入之后得到的值，z取值为1,2,3表示r,g,b三个通道，m为视点序号，k通道与z通道取值相同，x₁为合成图像像素宽度，x₂为播放器屏幕像素宽度，y₁为合成图像像素高度，y₂为播放器屏幕像素高度。

优选地，设蒙版坐标为(i,j)，合成图像填充位置坐标为(x₀,y₀)，播放器左上角顶点相对屏幕坐标为(x,y)，播放器屏幕像素尺寸x₂，y₂，视点图像像素尺寸(x’,y’)；所述确定模块当所述播放器显示模式为全屏模式时，所述确定模块确定视点图像的位置和对应的合成图像的填充位置为：

则合成图像的填充位置为：x₀＝i，y₀＝j；

对应视点图像的位置为：

优选地，所述确定模块当所述播放器显示模式为非全屏模式时，所述确定视点图像的位置和对应的合成图像的填充位置为：

则合成图像的填充位置为：x₀＝i-x，y₀＝j-y；

对应视点图像的位置为：

优选地，所述装置还包括：

微分模块，用于将将要合成的合成图像中任一像素进行微分，得到多个微分小像素，并将微分结果传输给所述计算模块；

所述计算模块，还用于根据所述像素编码蒙版将所述多个微分小像素对应的填充内容进行平均，得到半透明蒙版，并将所述半透明蒙版传输给所述确定模块；

所述确定模块，用于利用所述半透明蒙版确定视点图像的位置和对应的合成图像的填充位置。

(三)有益效果

本发明通过提供一种3D显示方法及装置，通过计算得到每个视点图像和合成图像对应关系的像素编码蒙版，根据该像素编码蒙版能够分别计算填充内容和填充位置，从而在正常播放的时候，将填充内容填充到填充位置处，从而节省了大量的计算时间，提升了处理速度。

附图说明

图1是本发明实施例1提供的方法流程图；

图2是本发明实施例2提供的方法流程图；

图3是本发明实施例2提供的处理前的图像；

图4是本发明实施例2提供的处理后的图像；

图5是本发明实施例3提供的装置结构示意图。

具体实施方式

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

实施例1：

为了解决现有技术的问题，本发明第一个实施例提供了一种3D显示方法，该方法流程图如图1所示，该方法包括：

步骤101：获取并根据光栅参数和观看距离，计算得到每个视点图像与合成图像位置对应关系的像素编码蒙版；

步骤102：根据每个视点图像对应的像素编码蒙版，以及根据播放器显示模式，确定视点图像的位置和对应的合成图像的填充位置；

步骤103：根据视点图像的位置和合成图像的填充位置，将视点图像的位置处的填充内容，填充到对应的合成图像的填充位置处，以实现3D显示。

本发明通过提供一种3D显示方法，通过计算得到每个视点图像和合成图像对应关系的像素编码蒙版，根据该像素编码蒙版能够分别计算填充内容和填充位置，从而在正常播放的时候，将填充内容填充到填充位置处，从而节省了大量的计算时间，提升了处理速度。

利用计算得到的像素编码蒙版，从而使得视点图像的位置和合成图像的填充位置相对应，在播放器进行播放时，不需要一帧一帧的进行计算，从而提高了3D显示的处理速度。

对于播放器的显示模式不同，则合成图像的大小尺寸也不同，进而视点图像的位置和对应的合成图像的填充位置也就不一样了，因此根据播放器的显示模式，确定视点图像的位置以及对应合成图像的填充位置，进而在播放器进行不同模式播放时，能够快速的将视点图像的位置处的填充内容填充到合成图像的填充位置处。

由于合成图像进行像素填充时，会出现相邻两视点的边缘出现明显的锯齿现象，因此通过将合成图像微分成多个微分小像素，并根据所述像素编码蒙版将所述多个微分小像素对应的填充内容进行平均，得到半透明蒙版，并利用所述半透明蒙版确定视点图像的位置和对应的合成图像的填充位置，从而使得相邻两视点的边缘因为微分小像素的数量过大而平滑，3D播放时观看到的3D图像边缘和切边更加的平滑。

实施例2

本发明实施例还提供了一种3D显示方法，该方法流程图如图2所示，该方法包括：

步骤201：获取并根据光栅参数以及观看距离，计算得到每个视点图像与合成图像位置对应关系的像素编码蒙版；

其中，得到的个视点图像与合成图像位置对应关系的像素编码蒙版为：

$x_3=\frac{(i-\frac{k}{3})\×d_2\×d_5\×\cos a\×x_2}{d_1\×(d_5+d_4)\×x_1},---\left(1\right)$

$x_4=\frac{d_3+j\×d_2\×d_5\×\tan a\×x_2}{d_1\×(d_5+d_4)\×x_1},---\left(2\right)$

其中，a为光栅倾角，d₁为光栅栅距，d₂为播放器屏幕像素点距，d₃为播放器左上角顶点处像素处于光栅单元格的位置，d₄为光栅厚度，d₅为观看距离，合成图像的第(i,j,k)个的像素与视点图像的第(x,y,z,m)个的像素相对应，x为x₃进行四舍五入之后得到的值，y为i*y₁/y₂进行四舍五入之后得到的值，z取值为1,2,3表示r,g,b三个通道，m为视点序号，k通道与z通道取值相同，x₁为合成图像像素宽度，x₂为播放器屏幕像素宽度，y₁为合成图像像素高度，y₂为播放器屏幕像素高度，x为x₃小数部分，x₆为x₄小数部分，x₇为x₅+1-x₄的小数部分，m为x₇*n四舍五入的值。

根据上述公式，像素编码蒙版决定了应该把哪个视点图像的哪个位置(x,y)的填充内容填充到合成图像的对应位置(i,j)处，根据该像素编码蒙版，能够快速的进行3D播放显示。

步骤202：将将要合成的合成图像中任一像素进行微分，得到多个微分小像素；

其中，把步骤201中的将要合成的合成图像任意通道z中任意一个像素i微分成t个微分小像素；在本发明实施例中，可以取t为10。

步骤203：根据所述像素编码蒙版将所述多个微分小像素对应的填充内容进行平均，得到半透明蒙版，并对该微分小像素进行2值化填充，并将2值化填充的微分小像素合成一个像素；

通过将像素进行微分，并对微分小像素进行2值化填充，然后将经过2值化填充的微分小像素合成一个像素，从而对相邻两视点的边缘和切边的锯齿进行了平滑处理。

如图3、4所示，分别为经过步骤202、步骤203处理之前的图像，和经过步骤202、步骤203处理之后的图像，根据图3和图4可知，经过处理后的图像边缘变得比之前更加平滑。

在本发明实施例中，当使用半透明蒙版时，需要对每个要显示的像素把每个视点都加权平均计算得到填充方式。

步骤204：利用所述半透明蒙版确定视点图像的位置和对应的合成图像的填充位置；

步骤205：根据每个视点图像对应的半透明蒙版，以及根据播放器显示模式，确定视点图像的位置和对应的合成图像的填充位置；

在制作一个图片浏览或者视频播放软件时，依次按对应像素编码蒙板将各个视点图像中的填充内容填充到对应的要显示的合成图像上，然后显示这个合成图像。

对于播放器屏幕尺寸大小、蒙板以及视点图像像素尺寸不同的情况下，设蒙版坐标为(i,j)，合成图像填充位置坐标为(x₀,y₀)，播放器左上角顶点相对屏幕坐标为(x,y)，播放器屏幕像素尺寸x₂，y₂，视点图像像素尺寸(x’,y’)。

当所述播放器显示模式为全屏模式时，所述确定视点图像的位置和对应的合成图像的填充位置，具体包括：

则合成图像的填充位置为：x₀＝i，y₀＝j；

对应视点图像的位置为：

当所述播放器显示模式为非全屏模式时，所述确定视点图像的位置和对应的合成图像的填充位置，具体包括：

则合成图像的填充位置为：x₀＝i-x，y₀＝j-y；

对应视点图像的位置为：

步骤206：根据视点图像的位置和合成图像的填充位置，将视点图像的位置处的填充内容，填充到对应的合成图像的填充位置处，以实现3D显示。

在本发明实施例中，通过在播放器进行播放之前，将像素编码蒙版计算出来，从而将填充位置和填充内容分别进行计算，当播放器正常播放以及做各种播放动作时，如旋转，平移，打动等，直接将填充内容填充到合成图像的对应的填充位置处即可，不用再在每一帧都计算填充位置，节省了大量的计算时间，提升了处理速度。因此，在固定观看距离时，可以提前设定蒙版，以减少运算时间。

实施例3

本发明实施例还提供了一种3D显示装置，如图5所示，包括：

获取模块501，用于获取光栅参数和观看距离，并将获取结果传输给计算模块；

所述计算模块502，用于根据光栅参数和观看距离，计算得到每个视点图像与合成图像位置对应关系的像素编码蒙版，并将计算结果传输给确定模块；

所述确定模块503，用于根据每个视点图像对应的像素编码蒙版，以及根据播放器显示模式，确定视点图像的位置和对应的合成图像的填充位置，并将确定结果传输给填充模块；

所述填充模块504，用于根据视点图像的位置和合成图像的填充位置，将视点图像的位置处的填充内容，填充到对应的合成图像的填充位置处，以实现3D显示。

优选地，所述计算模块计算得到每个视点图像与合成图像位置对应关系的像素编码蒙版为：

$x_3=\frac{(i-\frac{k}{3})\×d_2\×d_5\×\cos a\×x_2}{d_1\×(d_5+d_4)\×x_1},$

$x_4=\frac{d_3+j\×d_2\×d_5\×\tan a\×x_2}{d_1\×(d_5+d_4)\×x_1},$

其中，a为光栅倾角，d₁为光栅栅距，d₂为播放器屏幕像素点距，d₃为播放器左上角顶点处像素处于光栅单元格的位置，d₄为光栅厚度，d₅为观看距离，合成图像的第(i,j,k)个的像素与视点图像的第(x,y,z,m)个的像素相对应，x为x₃进行四舍五入之后得到的值，y为i*y₁/y₂进行四舍五入之后得到的值，z取值为1,2,3表示r,g,b三个通道，m为视点序号，k通道与z通道取值相同，x₁为合成图像像素宽度，x₂为播放器屏幕像素宽度，y₁为合成图像像素高度，y₂为播放器屏幕像素高度。

优选地，设蒙版坐标为(i,j)，合成图像填充位置坐标为(x₀,y₀)，播放器左上角顶点相对屏幕坐标为(x,y)，播放器屏幕像素尺寸x₂，y₂，视点图像像素尺寸(x’,y’)；所述确定模块当所述播放器显示模式为全屏模式时，所述确定模块确定视点图像的位置和对应的合成图像的填充位置为：

则合成图像的填充位置为：x₀＝i，y₀＝j；

对应视点图像的位置为：

优选地，所述确定模块当所述播放器显示模式为非全屏模式时，所述确定视点图像的位置和对应的合成图像的填充位置为：

则合成图像的填充位置为：x₀＝i-x，y₀＝j-y；

对应视点图像的位置为：

优选地，所述装置还包括：

微分模块，用于将将要合成的合成图像中任一像素进行微分，得到多个微分小像素，并将微分结果传输给所述计算模块；

所述计算模块，还用于根据所述像素编码蒙版将所述多个微分小像素对应的填充内容进行平均，得到半透明蒙版，并将所述半透明蒙版传输给所述确定模块；

所述确定模块，用于利用所述半透明蒙版确定视点图像的位置和对应的合成图像的填充位置。

本发明实施例通过计算模块计算得到每个视点图像和合成图像对应关系的像素编码蒙版，根据该像素编码蒙版能够分别计算填充内容和填充位置，从而在正常播放的时候，将填充内容填充到填充位置处，从而节省了大量的计算时间，提升了处理速度。

以上实施方式仅用于说明本发明，而并非对本发明的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也属于本发明的范畴，本发明的专利保护范围应由权利要求限定。

Claims (8)

1.一种3D显示方法，其特征在于，包括：

获取并根据光栅参数和观看距离，计算得到每个视点图像与合成图像位置对应关系的像素编码蒙版；

根据每个视点图像对应的像素编码蒙版，以及根据播放器显示模式，确定视点图像的位置和对应的合成图像的填充位置；

根据视点图像的位置和合成图像的填充位置，将视点图像的位置处的填充内容，填充到对应的合成图像的填充位置处，以实现3D显示；

所述计算得到每个视点图像与合成图像位置对应关系的像素编码蒙版为：

$x_3=\frac{(i-\frac{k}{3})\×d_2\×d_5\×\cos a\×x_2}{d_1\×(d_5+d_4)\×x_1},$

$x_4=\frac{d_3+j\×d_2\×d_5\×\tan a\×x_2}{d_1\×(d_5+d_4)\×x_1},$

其中，a为光栅倾角，d₁为光栅栅距，d₂为播放器屏幕像素点距，d₃为播放器左上角顶点处像素处于光栅单元格的位置，d₄为光栅厚度，d₅为观看距离，合成图像的第(i,j,k)个的像素与视点图像的第(x,y,z,m)个的像素相对应，x为x₃进行四舍五入之后得到的值，y为i*y₁/y₂进行四舍五入之后得到的值，z取值为1,2,3表示r,g,b三个通道，m为视点序号，k通道与z通道取值相同，x₁为合成图像像素宽度，x₂为播放器屏幕像素宽度，y₁为合成图像像素高度，y₂为播放器屏幕像素高度。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，设蒙版坐标为(i,j)，合成图像填充位置坐标为(x₀,y₀)，播放器左上角顶点相对屏幕坐标为(x,y)，播放器屏幕像素尺寸x₂，y₂，视点图像像素尺寸(x’,y’)；当所述播放器显示模式为全屏模式时，所述确定视点图像的位置和对应的合成图像的填充位置，具体包括：

则合成图像的填充位置为：x₀＝i，y₀＝j；

对应视点图像的位置为：

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，当所述播放器显示模式为非全屏模式时，所述确定视点图像的位置和对应的合成图像的填充位置，具体包括：

则合成图像的填充位置为：x₀＝i-x，y₀＝j-y；

对应视点图像的位置为：

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述确定视点图像的位置和对应的合成图像的填充位置，进一步包括：

将将要合成的合成图像中任一像素进行微分，得到多个微分小像素；根据所述像素编码蒙版将所述多个微分小像素对应的填充内容进行平均，得到半透明蒙版，并利用所述半透明蒙版确定视点图像的位置和对应的合成图像的填充位置。

5.一种3D显示装置，其特征在于，包括：

获取模块，用于获取光栅参数和观看距离，并将获取结果传输给计算模块；

所述计算模块，用于根据光栅参数和观看距离，计算得到每个视点图像与合成图像位置对应关系的像素编码蒙版，并将计算结果传输给确定模块；

所述确定模块，用于根据每个视点图像对应的像素编码蒙版，以及根据播放器显示模式，确定视点图像的位置和对应的合成图像的填充位置，并将确定结果传输给填充模块；

所述填充模块，用于根据视点图像的位置和合成图像的填充位置，将视点图像的位置处的填充内容，填充到对应的合成图像的填充位置处，以实现3D显示；

所述计算模块计算得到每个视点图像与合成图像位置对应关系的像素编码蒙版为：

$x_3=\frac{(i-\frac{k}{3})\×d_2\×d_5\×\cos a\×x_2}{d_1\×(d_5+d_4)\×x_1},$

$x_4=\frac{d_3+j\×d_2\×d_5\×\tan a\×x_2}{d_1\×(d_5+d_4)\×x_1},$

其中，a为光栅倾角，d₁为光栅栅距，d₂为播放器屏幕像素点距，d₃为播放器左上角顶点处像素处于光栅单元格的位置，d₄为光栅厚度，d₅为观看距离，合成图像的第(i,j,k)个的像素与视点图像的第(x,y,z,m)个的像素相对应，x为x₃进行四舍五入之后得到的值，y为i*y₁/y₂进行四舍五入之后得到的值，z取值为1,2,3表示r,g,b三个通道，m为视点序号，k通道与z通道取值相同，x₁为合成图像像素宽度，x₂为播放器屏幕像素宽度，y₁为合成图像像素高度，y₂为播放器屏幕像素高度。

6.如权利要求5所述的装置，其特征在于，设蒙版坐标为(i,j)，合成图像填充位置坐标为(x₀,y₀)，播放器左上角顶点相对屏幕坐标为(x,y)，播放器屏幕像素尺寸x₂，y₂，视点图像像素尺寸(x’,y’)；所述确定模块当所述播放器显示模式为全屏模式时，所述确定模块确定视点图像的位置和对应的合成图像的填充位置为：

则合成图像的填充位置为：x₀＝i，y₀＝j；

对应视点图像的位置为：

7.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述确定模块当所述播放器显示模式为非全屏模式时，所述确定视点图像的位置和对应的合成图像的填充位置为：

则合成图像的填充位置为：x₀＝i-x，y₀＝j-y；

对应视点图像的位置为：

8.如权利要求5所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

微分模块，用于将将要合成的合成图像中任一像素进行微分，得到多个微分小像素，并将微分结果传输给所述计算模块；

所述计算模块，还用于根据所述像素编码蒙版将所述多个微分小像素对应的填充内容进行平均，得到半透明蒙版，并将所述半透明蒙版传输给所述确定模块；

所述确定模块，用于利用所述半透明蒙版确定视点图像的位置和对应的合成图像的填充位置。