CN104270631B - 一种3d显示设备的深度分解力评价方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种3D显示设备的深度分解力评价方法及系统，所述方法包括：步骤1，计算在标准观测位置处观测时，待测3D显示设备能够呈现的理论电视面数C；步骤2，向待测3D显示设备输送用于测量的测试序列，将测试序列中的左眼通道子图和右眼通道子图对应的内容分别设定为假定通过左眼和右眼观察到的两个测试平面块在假想屏幕位置的理想投影图；步骤3，在标准观测位置处观察待测3D显示设备，当测试序列播放至刚可分辨两个测试平面块处于不同深度时，读出最小电视面分辨间隔I；步骤4，计算待测3D显示设备的实际最大电视面数本发明提出评价立体显示深度分解力的方法，该方法直观简便，能反映3D显示设备对于立体深度显示性能与保真性。

Description

一种3D显示设备的深度分解力评价方法及系统

技术领域

本发明涉及显示设备质量测试领域，特别是涉及一种3D显示设备的深度分解力评价方法及系统。

背景技术

近几年，双视点立体显示技术蓬勃发展，影院不断有3D电影上映，电视台也开播了3D频道。然而，立体显示效果的检测方法研究还处于滞后状态，3D显示深度方向分解力的测量方法还属空白。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种3D显示设备的深度分解力评价方法及系统，用于解决3D显示深度分解力评价的问题。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种3D显示设备的深度分解力评价方法，包括：

步骤1，设定标准观测位置，计算在标准观测位置处进行观测时，待测3D显示设备能够呈现的理论电视面数C；

步骤2，向待测3D显示设备输送用于测量的测试序列，将测试序列中的左眼通道子图和右眼通道子图对应的内容分别设定为假定通过左眼和右眼观察到的两个测试平面块在假想屏幕位置的理想投影图；

步骤3，在标准观测位置处观察待测3D显示设备的立体图像显示，当测试序列播放至刚可分辨两个测试平面块处于不同深度时，读出最小电视面分辨间隔I；

步骤4，计算待测3D显示设备的实际最大电视面数通过最小电视面分辨间隔I和实际最大电视面数N评价该3D显示设备的深度分解力。

上述步骤中，所述理论电视面数是在指定的左右眼视差角变化范围内，被理论最小可分辨视差角所细分的深度平面的理论数量，其中理论最小可分辨视差角由信号格式、显示设备像素大小、观测位置等因素确定。

所述最小电视面分辨间隔是指在深度方向上两个深度差异刚好可分辨的电视面之间所对应的视差角范围内的理论电视面数量加1。

所述实际最大电视面数是指3D显示设备实际能够清晰显示，在指定位置、指定的左右眼视差角变化范围内能够观看到的最多的深度平面数。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。

进一步，所述步骤1具体包括：

步骤11，设定标准观测位置和左右眼视差角变化范围θ；

步骤12，根据待测3D显示设备像素大小和观看距离设定理论最小可分辨视差角Δθ₀；

步骤13，计算在标准观测位置处进行观测时的待测3D显示设备能够呈现的理论电视面数C＝2×θ÷Δθ₀+1。

进一步，所述步骤3还包括：计算两个测试平面块的深度差异ΔD＝D²×n×Δθ₀÷(E-D×n×Δθ₀)，其中D为所述标准观测位置距离待测3D显示设备的水平距离，n为当前显示的测试序列的帧号，E为人眼瞳距。

进一步，设所述待测3D显示设备的屏幕高度为H，D＝a×H，其中a为待测显示设备标准观测位置的距离系数。

进一步，事先将测试序列设置成左右封装、上下封装、帧封装或双通道格式。

进一步，两个测试平面块的深度差以事先设定的理论最小可分辨视差角整数倍，由零逐帧增加。

进一步，还包括：

步骤5，反复执行步骤3和步骤4，测得多组数据，取多组数据的平均值作为待测3D显示设备的最终实际最大电视面数和最小电视面分辨间隔。

本发明的技术方案还包括一种3D显示设备的深度分解力评价系统，包括：

理论电视面数计算模块，其用于计算在设定的标准观测位置处进行观测时，待测3D显示设备能够呈现的理论电视面数C；

测试序列播发模块，其用于向待测3D显示设备输送用于测量的测试序列；

测试平面块设定模块，其用于将测试序列中的左眼通道子图和右眼通道子图对应的内容分别设定为假定通过左眼和右眼观察到的两个测试平面块在假想屏幕位置的理想投影图；

观测模块，其用于在标准观测位置处观察待测3D显示设备的立体图像显示，当测试序列播放至刚可分辨两个测试平面块处于不同深度时，读出最小电视面分辨间隔I；

实际最大电视面数计算模块，其用于计算待测3D显示设备的实际最大电视面数

评价模块，其用于通过最小电视面分辨间隔I和实际最大电视面数N评价3D显示设备的深度分解力。

进一步，理论电视面数的计算具体包括：设定左右眼视差角变化范围θ，根据左右眼视差角变化范围设定理论最小可分辨视差角Δθ₀，则理论电视面数C＝2×θ÷Δθ₀+1。

进一步，还包括深度差异计算模块，其用于计算两个测试平面块的深度差异ΔD＝D²×n×Δθ₀÷(E-D×n×Δθ₀)，其中D为所述标准观测位置距离待测3D显示设备的水平距离，n为当前显示的测试序列的帧号，E为人眼瞳距。设所述待测3D显示设备的屏幕高度为H，D＝a×H，其中a为待测显示设备标准观测位置的距离系数。

本发明的有益效果是：本发明提出了评价立体显示深度分解力的参数和测量方法，其测量方法直观简便，能够反映3D电视等3D显示设备对于立体深度显示性能与保真性。

附图说明

图1为本发明实施例中左右眼立体视差角示意图；

图2为本发明所述的3D显示设备的深度分解力评价方法的流程示意图；

图3为本发明实施例中测试序列的示意图；

图4为本发明实施例中以A为参照、B进行深度运动的测试序列生成原理示意图；

图5为本发明实施例中以B为参照、A进行深度运动的测试序列生成原理示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

为能够评价3D深度分解力，本实施例首先定义几个评价参数——理论电视面数、最小电视面分辨间隔和实际最大电视面数。

所述理论电视面数是在指定的左右眼视差角变化范围内，被理论最小可分辨视差角所细分的深度平面的理论数量，其中理论最小可分辨视差角由信号格式、显示设备像素大小、观测位置等因素确定。

所述最小电视面分辨间隔是指在深度方向上两个深度差异刚好可分辨的电视面之间所对应的视差角范围内的理论电视面数量加1。

所述实际最大电视面数是指3D显示设备实际能够清晰显示，在指定位置、指定的左右眼视差角变化范围内能够观看到的最多的深度平面数。

其中，左右眼立体视差角如图1所示，两个处于不同深度物体，人眼观察到的视差角为：

$\mathrm{\Δ\θ}={\mathrm{\θ}}_L-{\mathrm{\θ}}_R\≈\frac{\mathrm{\ΔD}-E}{D(D+\mathrm{\ΔD})}$

其中E为观察者双眼瞳距，D为两物体中参考目标到观察者的距离，ΔD为两物体之间的深度距离。

如图2所示，本实施例的3D显示设备的深度分解力评价方法，具体包括以下步骤：

步骤1，设定标准观测位置，计算在标准观测位置处进行观测时，待测3D显示设备能够呈现的理论电视面数C；

步骤2，向待测3D显示设备输送用于测量的测试序列，将测试序列中的左眼通道子图和右眼通道子图对应的内容分别设定为假定通过左眼和右眼观察到的两个测试平面块在假想屏幕位置的理想投影图；

步骤3，在标准观测位置处观察待测3D显示设备的立体图像显示，当测试序列播放至刚可分辨两个测试平面块处于不同深度时，读出最小电视面分辨间隔I；

步骤4，计算待测3D显示设备的实际最大电视面数通过最小电视面分辨间隔I和实际最大电视面数N评价该3D显示设备的深度分解力。

本实施例通过反复执行步骤3和步骤4，测得多组数据，并取获得的多组数据的平均值作为待测3D显示设备的最终实际最大电视面数和最小电视面分辨间隔，以保证测试的准确性。

本实施例中，所述步骤1具体包括：

步骤11，设定标准观测位置和左右眼视差角变化范围θ；

步骤12，根据待测3D显示设备像素大小和观看距离设定理论最小可分辨视差角Δθ₀；

步骤13，计算在标准观测位置处进行观测时的待测3D显示设备能够呈现的理论电视面数C＝2×θ÷Δθ₀+1。

另外，所述步骤3还包括：计算两个测试平面块的深度差异ΔD＝D²×n×Δθ₀÷(E-D×n×Δθ₀)，其中D为所述标准观测位置距离待测3D显示设备的水平距离，n为当前显示的测试序列的帧号，E为人眼瞳距。

其中，设所述待测3D显示设备的屏幕高度为H，D＝a×H，其中a为待测显示设备标准观测位置的距离系数。

对应地，本实施例还给出了一种3D显示设备的深度分解力评价系统，包括：

理论电视面数计算模块，其用于计算在设定的标准观测位置处进行观测时，待测3D显示设备能够呈现的理论电视面数C；

测试序列播发模块，其用于向待测3D显示设备输送用于测量的测试序列；

测试平面块设定模块，其用于将测试序列中的左眼通道子图和右眼通道子图对应的内容分别设定为假定通过左眼和右眼观察到的两个测试平面块在假想屏幕位置的理想投影图；

观测模块，其用于在标准观测位置处观察待测3D显示设备的立体图像显示，当测试序列播放至刚可分辨两个测试平面块处于不同深度时，读出最小电视面分辨间隔I；

实际最大电视面数计算模块，其用于计算待测3D显示设备的实际最大电视面数

评价模块，其用于通过最小电视面分辨间隔I和实际最大电视面数N评价3D显示设备的深度分解力。

另外，所述测试序列的每一帧图像包含左眼通道子图和右眼通道子图的内容，如图3所示，在序列中的封装形式根据信号播发装置输出方式与格式，可以设置成左右封装(Side by side)、上下封装(Top and bottom)、帧封装(Frame packing)、双通道(Dual link)等格式。

所述左眼通道子图和右眼通道子图各自对应的内容分别设定为假定通过左眼和右眼观察到的两个测试平面块A和B在假想屏幕位置的理想投影图，如图3至图5所示。

图4和图5分别为以A为参照、B进行深度运动和以B为参照、A进行深度运动的测试序列生成原理示意图(三维视图顶视图)。测试平面A和测试平面B正视方向图形如图3示意，为具有一定灰度的矩形。

假定被测为眼镜式3D电视，其输入3D信号扫描格式为1080i格式，本实施例中具体的测试过程如下。

首先，设定观看距离为3倍屏幕高度位置(即a＝3)，立体内容视差角变化范围为θ＝±1°，则理论最小可分辨视差角Δθ₀＝1′，因此理论电视面数C＝2×θ÷Δθ₀+1＝121。

以图4所示原理生成的测试序列为例对测量步骤进行详细说明。

所述测试序列中，A平面块位置假定选择为屏幕位置，则人眼距离A平面块距离为D＝3H(a＝3)，其中H为屏幕高度；

则在测试序列中B平面块相对于A平面块位置的深度差异ΔD＝D²×n×Δθ₀÷(E-D×n×Δθ₀)＝9×H²×n×Δθ₀÷(E-3×H×n×Δθ₀)，其中n为当前显示的测试序列的帧号，E为人眼瞳距。需注意的是，针对这一计算两个测试平面块的深度差异的过程，本实施例所述的一种3D显示设备的深度分解力评价系统还对应设置有深度差异计算模块。

其次，具体测试步骤如下：

步骤一、将被测3D电视调整至标准状态，通过3D信号播发装置将上述测试序列输出至被测3D电视显示。

步骤二、在3H处测试人员佩戴3D眼镜观察被测3D电视的显示，测试序列逐帧反复播放，测试人员分辨3D电视显示的A平面块与B平面块是否在同一深度上。

步骤三、在恰好可分辨A、B两平面块处于不同深度时，读出最小电视面分辨间隔I，则被测3D电视的实际最大电视面数

步骤四、反复执行步骤二至步骤三，并求得平均值为被测3D电视的最小电视面分辨间隔和电视面数其中m为执行次数。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，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、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种3D显示设备的深度分解力评价方法，其特征在于，包括：

步骤1，设定标准观测位置，计算在标准观测位置处进行观测时，待测3D显示设备能够呈现的理论电视面数C；所述理论电视面数是在指定的左右眼视差角变化范围内，被理论最小可分辨视差角所细分的深度平面的理论数量，其中理论最小可分辨视差角由信号格式、显示设备像素大小或观测位置确定；

所述步骤1具体包括：

步骤11，设定标准观测位置和左右眼视差角变化范围θ；

步骤12，根据待测3D显示设备像素大小和观看距离设定理论最小可分辨视差角Δθ₀；

步骤13，计算在标准观测位置处进行观测时的待测3D显示设备能够呈现的理论电视面数；

步骤2，向待测3D显示设备输送用于测量的测试序列，将测试序列中的左眼通道子图和右眼通道子图对应的内容分别设定为假定通过左眼和右眼观察到的两个测试平面块在假想屏幕位置的理想投影图；

步骤3，在标准观测位置处观察待测3D显示设备的立体图像显示，当测试序列播放至刚可分辨两个测试平面块处于不同深度时，读出最小电视面分辨间隔I；所述最小电视面分辨间隔是指在深度方向上两个深度差异刚好可分辨的电视面之间所对应的视差角范围内的理论电视面数量加1；

步骤4，计算待测3D显示设备的实际最大电视面数通过最小电视面分辨间隔I和实际最大电视面数N评价3D显示设备的深度分解力；所述实际最大电视面数是指3D显示设备实际能够清晰显示，在指定位置、指定的左右眼视差角变化范围内能够观看到的最多的深度平面数。

2.根据权利要求1所述的3D显示设备的深度分解力评价方法，其特征在于，所述步骤3还包括：计算两个测试平面块的深度差异ΔD＝D²×n×Δθ₀÷(E-D×n×Δθ₀)，其中D为所述标准观测位置距离待测3D显示设备的水平距离，n为当前显示的测试序列的帧号，E为人眼瞳距。

3.根据权利要求2所述的3D显示设备的深度分解力评价方法，其特征在于，设所述待测3D显示设备的屏幕高度为H，则D＝a×H，其中a为待测3D显示设备标准观测位置的距离系数。

4.根据权利要求1所述的3D显示设备的深度分解力评价方法，其特征在于，事先将测试序列设置成左右封装、上下封装、帧封装或双通道格式。

5.根据权利要求1所述的3D显示设备的深度分解力评价方法，其特征在于，所述测试序列中的两个测试平面块的深度差以事先设定的理论最小可分辨视差角整数倍，由零开始逐帧增加。

6.根据权利要求1所述的3D显示设备的深度分解力评价方法，还包括：

步骤5，反复执行步骤3和步骤4，测得多组数据，取多组数据的平均值作为待测3D显示设备的最终实际最大电视面数和最小电视面分辨间隔。

7.一种3D显示设备的深度分解力评价系统，其特征在于，包括：

理论电视面数计算模块，其用于计算在设定的标准观测位置处进行观测时，待测3D显示设备能够呈现的理论电视面数C；所述理论电视面数是在指定的左右眼视差角变化范围内，被理论最小可分辨视差角所细分的深度平面的理论数量，其中理论最小可分辨视差角由信号格式、显示设备像素大小或观测位置确定；理论电视面数的计算具体包括：设定左右眼视差角变化范围θ，根据左右眼视差角变化范围设定理论最小可分辨视差角Δθ₀，则理论电视面数；

测试序列播发模块，其用于向待测3D显示设备输送用于测量的测试序列；

测试平面块设定模块，其用于将测试序列中的左眼通道子图和右眼通道子图对应的内容分别设定为假定通过左眼和右眼观察到的两个测试平面块在假想屏幕位置的理想投影图；

观测模块，其用于在标准观测位置处观察待测3D显示设备的立体图像显示，当测试序列播放至刚可分辨两个测试平面块处于不同深度时，读出最小电视面分辨间隔I；所述最小电视面分辨间隔是指在深度方向上两个深度差异刚好可分辨的电视面之间所对应的视差角范围内的理论电视面数量加1；

实际最大电视面数计算模块，其用于计算待测3D显示设备的实际最大电视面数

评价模块，其用于通过最小电视面分辨间隔I和实际最大电视面数N评价3D显示设备的深度分解力；所述实际最大电视面数是指3D显示设备实际能够清晰显示，在指定位置、指定的左右眼视差角变化范围内能够观看到的最多的深度平面数。

8.根据权利要求7所述的3D显示设备的深度分解力评价系统，其特征在于，还包括深度差异计算模块，其用于计算两个测试平面块的深度差异ΔD＝D²×n×Δθ₀÷(E-D×n×Δθ₀)，其中D为所述标准观测位置距离待测3D显示设备的水平距离，n为当前显示的测试序列的帧号，E为人眼瞳距，设所述待测3D显示设备的屏幕高度为H，则D＝a×H，其中a为待测3D显示设备标准观测位置的距离系数。