CN104519347B - 光场显示控制方法和装置、光场显示设备 - Google Patents
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Abstract
本申请实施例公开了一种光场显示控制方法和装置以及一种光场显示设备,其中一种光场显示控制方法包括:根据源图像的感兴趣程度分布信息对所述源图像进行采样处理;确定与采样后的所述源图像对应的光场图像;至少根据所述感兴趣程度分布信息调整光场显示设备的显示器的显示像素密度分布;经调整后的所述光场显示设备显示所述光场图像。本申请实施例提供的技术方案,可充分利用光场显示设备的显示器的像素来呈现光场显示图像不同区域的差异化的空间分辨率。
Description
技术领域
本申请涉及光场显示技术领域,特别是涉及一种光场显示控制方法和装置以及一种光场显示设备。
背景技术
光场显示技术早在20世纪初被提出,两种具有代表性的实现方式为:1908年Lippmann基于子透镜(Lenslet)阵列的实现方式以及1903年Ives基于平行光栅(ParallaxBarriers)的实现方式。近年来,伴随着消费级电子产品对显示设备的多样化需求,光场显示技术被运用到不同的场景和设备中,例如:3D显示器、可穿戴式设备、视力矫正的光场显示器等。目前,电子设备的计算能力、显示分辨率以及光场显示技术对硬件资源需求的逐渐匹配,为光场显示技术的推广应用提供了良好的支持。
光场显示技术可通过传统光场显示技术类似的硬件结构,实现相对灵活的显示效果,例如:光场3D显示、光场投影显示、穿戴式设备上的光场近眼显示、光场显示的视力纠正,等等,然而实现上述灵活显示特性的代价是牺牲显示分辨率,也就是说,基于相同显示像素条件下,采用光场显示技术显示的图像的空间分辨率相比传统图像的空间分辨率低,如何改善光场显示图像的空间分辨率问题,成为业内的研究热点。
发明内容
在下文中给出了关于本申请的简要概述,以便提供关于本申请的某些方面的基本理解。应当理解,这个概述并不是关于本申请的穷举性概述。它并不是意图确定本申请的关键或重要部分,也不是意图限定本申请的范围。其目的仅仅是以简化的形式给出某些概念,以此作为稍后论述的更详细描述的前序。
本申请提供一种光场显示控制方法和装置以及一种光场显示设备。
一方面,本申请实施例提供了一种光场显示控制方法,包括:
根据源图像的感兴趣程度分布信息对所述源图像进行采样处理;
确定与采样后的所述源图像对应的光场图像;
至少根据所述感兴趣程度分布信息调整光场显示设备的显示器的显示像素密度分布;
经调整后的所述光场显示设备显示所述光场图像。
另一方面,本申请实施例还提供了一种光场显示控制装置,包括:
一源图像采样处理模块,用于根据源图像的感兴趣程度分布信息对所述源图像进行采样处理;
一光场图像确定模块,用于确定与采样后的所述源图像对应的光场图像;
一显示像素密度分布调整模块,用于至少根据所述感兴趣程度分布信息调整光场显示设备的显示器的显示像素密度分布;
一显示控制模块,用于经调整后的所述光场显示设备显示所述光场图像。
再一方面,本申请实施例提供了一种光场显示设备,包括:
一显示器;
一子透镜阵列;
一上述任一所述的光场显示控制装置,所述光场显示控制装置与所述显示器通信连接。
本申请实施例提供的技术方案,可充分利用光场显示设备的显示器的像素来呈现光场图像不同区域的差异化的空间分辨率,由此满足用户对图像局部清晰度的差异化显示需求,提高显示效率,满足用户多样化的实际应用需求。此外,本申请实施例提供的技术方案,至少根据感兴趣程度分布信息采样所述源图像以及调整所述显示器的显示像素密度分布,以尽量减小因所述源图像和所述显示器的像素差异化分布可能造成的实际显示图像局部区域显示比例等变形,由此改善显示效果,提升用户体验。。
通过以下结合附图对本申请的可选实施例的详细说明,本申请的这些以及其它的优点将更加明显。
附图说明
本申请可以通过参考下文中结合附图所给出的描述而得到更好的理解,其中在所有附图中使用了相同或相似的附图标记来表示相同或者相似的部件。所述附图连同下面的详细说明一起包含在本说明书中并且形成本说明书的一部分,而且用来进一步举例说明本申请的可选实施例和解释本申请的原理和优点。在附图中:
图1a为本申请实施例提供的一种光场显示控制方法的流程图;
图1b为本申请实施例提供第一种像素密度可调的显示器的结构示意图;
图1c为本申请实施例提供第二种像素密度可调的显示器的结构示意图;
图1d为本申请实施例提供第三种像素密度可调的显示器的结构示意图;
图1e为本申请实施例提供第四种像素密度可调的显示器的结构示意图;
图1f为本申请实施例提供显示器在不均匀光场激励情形时进行像素密度调整的场景示例;
图1g为本申请实施例提供第五种像素密度可调的显示器的结构示意图;
图1h为本申请实施例提供第六种像素密度可调的显示器的结构示意图;
图1i为本申请实施例提供第七种像素密度可调的显示器的结构示意图;
图1j为本申请实施例提供第八种像素密度可调的显示器的结构示意图;
图2为本申请实施例提供的光场显示的可选光路示例;
图3a为本申请实施例提供的源图像示例;
图3b为本申请实施例提供的感兴趣程度分布信息热度图示例;
图3c为本申请实施例提供的目标采样密度分布信息示例;
图3d为本申请实施例提供的采样后的所述源图像示例;
图3e为本申请实施例提供的光场图像示例;
图3f为本申请实施例提供的光场感兴趣程度分布信息热度图示例;
图3g为本申请实施例提供的目标像素密度分布信息示例;
图3h为本申请实施例提供的清晰度差异化分布的图像显示效果示例;
图4a为本申请实施例提供的光场显示的另一可选光路示例;
图4b为本申请实施例提供的基于调整后的显示器的光场显示的一可选光路示例;
图5为本申请实施例提供的第一种光场显示控制装置的逻辑框图;
图6为本申请实施例提供的第二种光场显示控制装置的逻辑框图;
图7为本申请实施例提供的第三种光场显示控制装置的逻辑框图;
图8为本申请实施例提供的一种光场显示设备的结构示意图。
本领域技术人员应当理解,附图中的元件仅仅是为了简单和清楚起见而示出的,而且不一定是按比例绘制的。例如,附图中某些元件的尺寸可能相对于其他元件放大了,以便有助于提高对本申请实施例的理解。
具体实施方式
在下文中将结合附图对本申请的示范性实施例进行详细描述。为了清楚和简明起见,在说明书中并未描述实际实施方式的所有特征。然而,应该了解,在开发任何这种实际实施例的过程中必须做出很多特定于实施方式的决定,以便实现开发人员的具体目标,例如,符合与系统及业务相关的那些限制条件,并且这些限制条件可能会随着实施方式的不同而有所改变。此外,还应该了解,虽然开发工作有可能是非常复杂和费时的,但对得益于本公开内容的本领域技术人员来说,这种开发工作仅仅是例行的任务。
在此,还需要说明的一点是,为了避免因不必要的细节而模糊了本申请,在附图和说明中仅仅描述了与根据本申请的方案密切相关的装置结构和/或处理步骤,而省略了对与本申请关系不大的、本领域普通技术人员已知的部件和处理的表示和描述。
下面结合附图(若干附图中相同的标号表示相同的元素)和实施例,对本申请的具体实施方式作进一步详细说明。以下实施例用于说明本申请,但不用来限制本申请的范围。
本领域技术人员可以理解,本申请中的“第一”、“第二”等术语仅用于区别不同步骤、设备或模块等,既不代表任何特定技术含义,也不表示它们之间的必然逻辑顺序。
本申请发明人在实践本申请实施例的过程中发现,通常光场显示设备在进行光场显示时,光场显示设备的显示器的显示像素密度分布是固定不变的,基于此,显示器显示能力在满足用户多样化应用需求方面存在一定的局限性。在某些场景下,某帧图像中各个区域通常对用户而言具有不同的意义和/或重要性,即用户对显示的图像不同区域的感兴趣程度不尽相同。例如:在人物光场显示场景下,用户对图像中人脸的感兴趣程度要高于图像中的景物;等等。由于光场显示技术在显示图像的同时会牺牲所显示的图像一定程度的空间分辨率,因此,在基于光场显示技术进行光场显示时所显示的图像的空间分辨率较低。如果要提高感兴趣区的光场显示质量,可以采用高分辨率显示器来提高所显示图像的整体清晰度,但需要消耗的功耗较大,而如果用户对一图像不同区域的显示清晰度的要求不尽相同,如用户可能只关注一图像中的局部(如人脸、车牌号、其他感兴趣区等)的清晰度,而对该图像中的其他部分(如背景、道路等)的清晰度要求较低,此时,如果简单的采用高分辨率显示器显示该图像,可能导致显示像素的实际利用率较低,增加功耗。
为此,本申请实施例提供了一种光场显示控制方法,可充分利用光场显示设备的显示器的像素来呈现光场显示图像不同区域的差异化的空间分辨率,由此更好满足用户多样化的应用需求。下面结合附图说明技术方案。
图1a为本申请实施例提供的一种光场显示控制方法的流程图。本申请实施例提供的光场显示控制方法的执行主体可为某一光场显示控制装置,所述光场显示控制装置可在但不限于涉及图像呈现、视频播放等应用过程中通过执行该光场显示控制方法进行图像的显示控制。所述光场显示控制装置的设备表现形式不受限制,例如所述光场显示控制装置可为某一独立的部件,该部件与包括有显示器的光场显示设备配合通信;或者,所述光场显示控制装置可作为某一功能模块集成在一包括有显示器的显示设备中,所述光场显示设备可包括但不限于具有光场显示能力且包括有所述显示器的电视机、电脑、照相机、手机、录像机等等。
具体如图1a所示,本申请实施例提供的一种光场显示控制方法包括:
S101:根据源图像的感兴趣程度分布信息对所述源图像进行采样处理。
所述感兴趣程度分布信息用于表征用户或设备对所述源图像不同局部区域的感兴趣程度的分布情况。如果所述用户或设备对所述源图像不同局部区域的感兴趣程度不完全相同,则所述感兴趣程度分布信息对应不同图像区域的感兴趣程度也不尽相同,即所述感兴趣程度信息呈非均匀分布。
根据所述感兴趣程度分布信息对所述源图像进行采样,使得所述源图像不同图像区域的采样密度与相应图像区域对应的感兴趣程度匹配。例如,在对源图像采样处理的过程中:对于感兴趣程度较高的图像区域的采样密度较大,采样得到的图像像素越多;对于感兴趣程度较小的图像区域的采样密度较小,采样得到的图像像素越少。
S102:确定与采样后的所述源图像对应的光场图像。
与传统的显示设备不同,光场显示设备在邻近显示器处可设置有一子透镜阵列,如图2所示,所述子透镜阵列也可称为微透镜阵列,包括多个阵列分布的子透镜(或称为微透镜),来自显示器的光线经所述子透镜阵列中的至少一个子透镜改变传播方向,传播方向改变后的光线经用户的眼睛(类似透镜)汇聚以在用户的视网膜上成像。显示器包括多个显示区域,一显示区域内包括多个显示像素且一显示区域与一子透镜对应,也就是说,在光场显示设备中,子透镜阵列和显示器的显示像素之间是呈现一对多的对应关系,可通过显示器多个显示像素显示待显示图像同一局部不同视角的信息,由此可实现光场图像丰富的显示特性。实际应用中,可根据期望的呈现效果对采样后的所述源图像进行光场采集或预处理来得到所述光场图像,使得根据光路可逆原理经显示器和子透镜阵列在人眼视网膜获取该光场图像的成像时,是消除了像差的图像。
S103:至少根据所述感兴趣程度分布信息调整光场显示设备的显示器的显示像素密度分布。
本申请实施例中,光场显示设备的显示器为像素密度可调的显示器,所述显示器可包括但不限于柔性显示器,所述柔性显示器至少包括柔性衬底以及在所述柔性衬底上形成的多个显示像素,其中所述柔性衬底在满足一定条件时可以发生伸缩、弯曲等变化来调整其显示像素密度分布。一所述显示像素可包括但不限于至少一发光单元;所述发光单元可包括但不限于发光二极管(Light Emitting Diode,简称LED)发光单元、有机发光二极管(Organic Light Emitting Diode,简称OLED)发光单元;一所述发光单元的发光颜色可根据实际需要确定,可包括但不限于一个或多个发光子单元,所述发光子单元可包括LED发光子单元、OLED发光子单元;所述多个发光子单元可包括但不限于红(R)、绿(G)、蓝(B)等不同颜色的LED发光子单元、OLED发光子单元。
在光场图像实现丰富、灵活的显示效果的同时,其显示的光场图像的空间分辨率相对传统显示技术有所降低。例如,假设所述子透镜阵列包括M×N个子透镜,所述显示器的分辨率为A×B,所述显示器A×B个像素划分为M×N个显示区域(A大于M,B大于N)。在一子透镜对应显示器的一显示区域的情形下,一显示区域的显示像素发出的光线经与该显示区域对应的子透镜改变传播方向后在用户的眼睛汇聚。每个显示区域包括X×Y个像素,显示的光场图像的空间分辨率与子透镜阵列的子透镜分布对应,为M×N,该空间分辨率相对显示器的分辨率为A×B较低。类似的,在一子透镜对应显示器的多个显示区域的情形下,该显示器显示的光场图像的空间分辨率通常介于M×N和A×B之间,相对显示器的分辨率为A×B也较低。不同显示区域的显示像素发出的光线经相应子透镜改变传播方向后在用户的眼睛汇聚,即可形成相对该用户的光场图像,根据光场图像信息的丰富性,最终呈现给用户的光场图像可能是针对该用户的不同深度的对焦图像、视力矫正图像等等,但通常所显示的光场图像相对采用传统显示技术显示的图像清晰度较低。
结合显示器显示像素密度分布可调的这一特性,本申请实施例可至少根据所述感兴趣程度分布信息调整光场显示设备的显示器的显示像素密度分布,相当于对所述显示器的显示像素分布根据对应显示内容的感兴趣程度的不同进行重新调整,使得调整后的所述显示器的像素密度分布与光场图像的空间分辨率(或清晰度)的差异化分布匹配且尽可能减小显示比例等变形。具体而言:采样前的所述源图像通常均是较为清晰的图像,不同图像区域的分辨率相同;根据所述感兴趣程度分布信息对所述源图像进行采样处理后,采样处理后的所述源图像的分辨率感兴趣程度的不同而呈差异化分布,如果不考虑驱动方式等其他可能影响图像显示的因素,分辨率较大的图像区域可能存在放大等显示比例的变形;在基于光场显示设备显示所述光场图像的情形下,待显示的光场图像和显示器的显示像素之间存在一定的对应关系,而由于所述光场图像与根据所述感兴趣程度分布信息进行采样处理后的所述源图像确定的,因此,所述光场图像的分辨率也呈现一定程度的非均匀分布;为了在经光场显示设备的光路显示所述光场图像的过程中减小因对所述源图像差异化采样可能造成局部区域显示比例等变形,可根据所述感兴趣程度分布信息对所述显示器的显示像素密度进行调整,以使得所述光场图像经包括调整后的显示器的光场显示设备进行光场显示的过程中,调整后的显示器的显示像素分布与所述光场图像的图像像素分布对应,人眼经光场显示设备的子透镜阵列看显示器显示的光场图像时,是抵消了相差和显示比例等局部变形的图像。
S104:经调整后的所述光场显示设备显示所述光场图像。
人眼不经过子透镜阵列而直接看所述显示显示的光场图像,所述光场图像通常是一副模糊图像,而人眼经光场显示设备的子透镜阵列看显示器显示的光场图像时,则是抵消了相差和显示比例等变形的图像,该图像局部区域的分辨率较高、较清晰,局部区域的分辨率较低、较模糊,即图像整体的空间分辨率呈现出差异化分布,且该图像空间分辨率的差异化分布与所述源图像的感兴趣程度分布信息对应。
可见,本申请实施例提供的技术方案,可充分利用光场显示设备的显示器的像素来呈现光场图像不同区域的差异化的空间分辨率,由此满足用户对图像局部清晰度的差异化显示需求,提高显示效率,满足用户多样化的实际应用需求。此外,本申请实施例提供的技术方案,至少根据感兴趣程度分布信息采样所述源图像以及调整所述显示器的显示像素密度分布,以尽量减小因所述源图像和所述显示器的像素差异化分布可能造成的实际显示图像局部区域显示比例等变形,由此改善显示效果,提升用户体验。
本申请实施例提供的技术方案中,可选的,所述光场显示控制方法还包括:获取所述源图像的所述感兴趣程度分布信息。所述感兴趣程度分布信息的获取方式可根据实际需要确定,非常灵活。
一种可选的实现方式,获取所述感兴趣程度分布信息可包括:获取所述源图像的感兴趣程度指示信息;根据所述感兴趣程度指示信息确定所述感兴趣程度分布信息。所述感兴趣程度指示信息可从用户或设备获取,作为确定所述源图像的感兴趣程度分布信息的依据。所述感兴趣程度指示信息的内容和表现方式可根据实际需要确定,所述感兴趣程度用来表征用户或设备对所述源图像不同图像区域的感兴趣强弱程度的相对值,所述源图像的感兴趣区(Region of Interest,简称ROI)的感兴趣程度通常较高,非感兴趣区的感兴趣程度通常较低,所述感兴趣区可包括但不限于以下一种或多种:用户选择的所述源图像的至少一个区域(即所述源图像的用户选择区)、用户注视的所述源图像的至少一个区域(即所述源图像的用户注视区)、图像显示控制装置对所述源图像自动检测得到的感兴趣区。该方案根据所述感兴趣程度指示信息确定所述源图像的感兴趣程度分布信息,使得所述感兴趣程度分布信息的确定与实际用户需求更为吻合,可更好满足用户个性化的应用需求。
另一种可选的实现方式,获取所述感兴趣程度分布信息可包括:对所述源图像进行图像分析;根据所述图像分析的结果确定所述感兴趣程度分布信息。例如:对所述源图像进行人脸识别,根据识别结果赋予所述源图像对应人脸的图像区域较高的感兴趣程度,而赋予所述源图像的其他图像区域较低的感兴趣程度,等等。该方案可根据所述源图像的图像分析结果自动确定所述感兴趣程度分布信息,使得所述感兴趣程度分布信息的确定更为智能,提高所述感兴趣程度分布信息确定的效率和普适性。
获取了所述感兴趣程度分布信息之后,可根据所述感兴趣程度分布信息对所述源图像进行采样处理。可选的,根据所述感兴趣程度分布信息对所述源图像进行采样处理,包括:根据所述感兴趣程度分布信息确定目标采样密度分布信息,所述目标采样密度分布信息中至少二个分别对应不同感兴趣程度的目标采样密度存在差异;根据所述目标采样密度分布信息对所述源图像进行采样处理,采样后的所述源图像的像素或分辨率分布与所述目标采样密度分布信息相同或尽可能相同。该方案可实现所述源图像的差异化采样,使得采样后的所述源图像的像素或分辨率的差异化分布与所述源图像差异化的感兴趣程度分布相匹配。例如,所述源图像通常为一分辨率较高的清晰图像,如图3a所示,图中线条标出的部分不妨作为感兴趣程度较高的图像区域。所述源图像的感兴趣程度分布信息可采用但不限于热度图的方式表示,如图3b所示,图3b中各点位置对应所述源图像的至少一个像素点,可见,所述源图像不同图像区域对应的感兴趣程度可能相同,也可能不完全相同,等感兴趣程度线内区域的各点对应的像素点的感兴趣程度相同。根据所述感兴趣程度分布信息确定所述源图像的目标采样密度分布信息,所述目标采样密度分布信息也相应呈非均匀分布,如图3c所示。所述目标采样密度分布信息通常用来表征用户或设备对源图像不同区域的分辨率的相对预期,对所述源图像的分辨率预期较高的区域,对应该区域的采样密度较大;而对所述源图像的分辨率预期较低的区域,对应该区域的采样密度较小。可选的,所述目标采样密度分布信息中,对应高于第一阈值的各感兴趣程度的平均目标采样密度,高于对应低于第二阈值的各感兴趣程度的平均目标采样密度,所述第一阈值大于或等于所述第二阈值。也就是说,所述感兴趣程度分布信息中的感兴趣程度和所述目标采样密度分布信息中的目标采样密度之间存在一定的对应关系,该对应关系可根据实际需要确定,实现方式非常灵活。例如,可为不同的感兴趣程度确定不同的目标采样密度;或者,又例如,可确定一个或多个感兴趣程度阈值,如所述第一阈值和/或第二阈值,为高于或低于相对阈值的感兴趣程度确定相应的平均目标采样密度,由此提高实际采样的灵活性。根据所述目标采样密度分布信息对所述源图像进行采样处理,相当于对所述源图像不同区域实现差异化采样,对应感兴趣程度较高的图像区域的采样密度可能高于感兴趣程度较低的图像区域,使得采样后的所述源图像的分辨率呈现差异化分布,如果不考虑驱动方式等其他可能影响图像显示的因素,分辨率较大的图像区域可能存在放大等显示比例的变形,如图3d所示。
在获取采样后的所述源图像之后,可确定与采样后的所述源图像对应的光场图像。可选的,确定与采样后的所述源图像对应的光场图像包括:根据用户的视力信息对采样后的所述源图像进行预处理以得到所述光场图像。该方案可针对用户的视力信息对采样后的所述源图像的内容进行预处理,将采样后的所述源图像转换为依据光路可逆原理经光场显示设备进行内容大致还原显示的光场图像,显示的光场图像相对该用户而言是焦点对准的清晰图像。该方案不仅可应用在与相对视力正常用户而言的观看的图像对应的光场图像的预处理场景,还可应用在与相对视力需要矫正(如远视、近视等)的用户而言观看的图像对应的光场图像的预处理,实现方式灵活。
不妨结合图2所示的可选光路为例对采样后的所述源图像进行预处理得到所述光场图像的可选实现方式。可选的,可根据用户的视力信息构建转换矩阵的方式预处理采样后的所述源图像,以得到具有一定像差的光场图像,而该像差经所述子透镜阵列的光路改变是可抵消并形成相对所述视力信息的重对焦的图像,简化的物理模型如下:
i=P×ld.........................................................(1)
上式中,i表示采样后的所述源图像,ld表示待求的预处理图像(即所述光场图像),P表示根据用户的视力信息确定的转换矩阵,其中:
上式中:
其中,Do表示用户的眼睛瞳孔与光场显示设备的显示器屏幕之间的距离,De表示用户的眼睛瞳孔到视网膜之间的距离,f表示眼球的透镜焦距。如果某用户是视力正常用户,该用户裸眼看清物体时眼睛的实际焦距平面通常为视网膜;而如果某用户的视力需要矫正,如近视用户或远视用户等,该用户裸眼看物体时,该物体在用户眼睛内成像的实际对焦平面通常并不在视网膜上,如视网膜之前或者之后的某个平面才是该用户的实际对焦平面。将用户的瞳孔到实际对焦平面之间的距离表示为Df:
根据上述各式可获取预处理后的与采样后的所述源图像相关的光场图像,即ld。光场显示控制装置将所述光场图像发送给光场显示设备的显示器进行显示,如果不考虑所述显示器的显示像素调整等因素对图像显示效果可能造成的影响,用户经显示器上看到的所述光场图像是模糊的,例如,如果把所述光场图像分为多个子图像(即光场子图像),每个光场子图像与所述子透镜阵列的至少一个子透镜对应,这样,相邻的两个光场子图像可能存在局部内容重复,如图3e,这是光场信息叠加的效果。显示器显示的各光线经邻近所述显示器设置的子透镜阵列可改变传播方向,经所述子透镜阵列中的子透镜改变传播方向的各光线重新成像,该重新成的像抵消了预处理过程中引入的像差,相对具有所述视力信息的用户而言是焦点对准的,也就是说,采样后的所述源图像经预处理并经所述子透镜阵列显示后形成一相对所述源图像的重对焦图像,具有所述视力信息的用户经所述子透镜阵列观看图像时,所观看的图像能够在该用户的视网膜上清晰成像,因此,视力正常用户或者视力需要矫正的用户,可裸眼(即视力需要矫正的用户无需佩戴视力矫正设备)经子透镜阵列看到焦点对准的清晰图像。该方案根据用户的视力信息,据此来对源图像的内容进行预处理,使得预处理得到的光场图像与用户的视力信息更为的匹配,提高用户的观赏效果。本申请实施例中,所述视力信息可包括但不限于Do、De、f、Df等;所述视力信息可一次性获取,还可在图像显示期间动态获取,以实现跟踪用户的眼睛状态动态调整处理结果,使得用户在改变眼睛观赏位置时显示的光场图像都尽可能是相对该用户当前观赏位置的某一焦点对准图像,进而提高观赏效果,改善用户体验。
本申请实施例提供的技术方案中,可选的,至少根据所述感兴趣程度分布信息调整所述显示器的显示像素密度分布,包括:根据用户的视力信息和所述感兴趣程度分布信息确定所述显示器的目标像素密度分布信息,所述目标像素密度分布信息中至少二个分别对应不同感兴趣程度的目标像素密度存在差异;根据所述目标像素密度分布信息调整所述显示器的显示像素密度分布。由于所述源图像是根据所述感兴趣程度分布信息进行不同图像区域的差异化采样,所述光场图像为根据用户的视力信息确定的与采样后的所述源图像相关的光场图像,因此,该方案结合所述用户的视力信息和所述感兴趣程度分布信息调整所述显示器的显示像素密度分布,由此在根据用户的视力信息进行针对性调整的基础上,尽可能减小相应用户实际观看到的光场显示图像可能造成的显示比例等变形,由此提高显示效果,改善用户体验。
进一步的,可选的,根据所述视力信息和所述感兴趣程度分布信息确定所述目标像素密度分布信息,包括:根据所述视力信息对所述感兴趣程度分布信息进行预处理以得到光场感兴趣程度分布信息;根据所述光场感兴趣程度分布信息确定所述目标像素密度分布信息。在经光场显示设备显示光场图像的应用场景中,发送给所述光场显示设备的显示器进行显示的光场图像的各像素与所述显示器的各显示像素对应。由于采样后的所述源图像不同图像区域的分辨率呈差异化分布,因此,与采样后的所述源图像对应的所述光场图像的像素或有效像素分布也呈差异化分布,该方案根据所述视力信息和所述感兴趣程度分布信息确定光场感兴趣程度分布信息,根据所述光场感兴趣程度分布信息确定所述显示器的目标像素密度分布信息,并根据目标像素密度分布信息调整所述显示器的显示像素密度分布,使得调整后的所述显示器的各显示像素的实际分布与所述光场图像各像素的分布尽可能对应,由此尽可能减小发生用户实际观看到的图像因像素密度调整可能造成的显示比例等变形的概率。
例如,可根据用户的视力信息构建转换矩阵的方式预处理所述感兴趣程度分布信息,预处理后的所述感兴趣程度分布信息不妨称之为光场感兴趣程度分布信息,简化的物理模型如下:
i'=P×(ld)'..............................................(5)
上式中,i'表示采样后的所述源图像,(ld)'表示待求的光场感兴趣程度分布信息,P表示根据用户的视力信息确定的转换矩阵,参见上文(2)-(4)式。
根据上述(2)-(5)式可获取所述光场感兴趣程度分布信息,即(ld)'。光场感兴趣程度分布信息的示例如图3f所示。
获取所述光场感兴趣程度分布信息之后,可根据所述光场感兴趣程度分布信息确定所述显示器的目标像素密度分布信息。在某些情形下,对应所述感兴趣程度分布信息同一等感兴趣程度线范围内的区域,可能对应所述光场感兴趣程度分布信息中的多个区域,如图3g所示,而所述光场感兴趣程度分布信息与调整后所述显示器的显示像素分布对应。可选的,可确定某一等感兴趣程度线范围内的各点相对所述感兴趣程度分布信息的一参考点的相对位置信息,确定该等感兴趣程度线内的区域在所述光场感兴趣程度分布信息中的对应区域。所述的感兴趣程度分布信息的一参考点可根据实际需要灵活选取,如可为但不限于等感兴趣程度线内区域的中心,该中心可对应但不限于观看者的眼睛的中心等等。所述感兴趣程度分布信息中的各点和所述源图像的各像素点对应,不妨将所述感兴趣程度分布信息等效为一待显示的图像,根据成像的光学成像原理,用户经子透镜阵列观看显示器显示的图像时在该用户的视网膜所成的像,与该等效的所述待显示的图像按一定比例对应,因此,根据视网膜的成像信息可推导出等效的所述待显示的图像与显示器的显示区域之间的对应关系,参考图4a,根据成像公式及三角几何关系,可得到以下关系式:
其中,U、V、L分别为眼球透镜到视网膜,到显示成像,以及到子透镜阵列的距离,F、f分别为眼球和子透镜的焦距,v为子透镜阵列到显示器像素的距离,H、h、h'分别为某对象在视网膜上,虚拟成像面,以及第i个子透镜对应成像区域上的成像大小,di为第i个子透镜到参考点的距离,该参考点可为图像任一点,此处以眼球透镜光轴与显示器交点为例以简化计算,根据公式(6)至(9),可得:
因此对于视网膜上成像的任一点(假设该点到眼球透镜光心距离为H,该点相当于对应等效的所述待显示的图像的某个点,H相当于对应的该点相对等效的所述待显示的图像与所述眼球透镜光心对应的参考点的相对位置信息),可以计算得到其在第i个子透镜对应成像区域上的h',即可以映射得到其在第i个子透镜对应成像区域上的成像点位置。将某等感兴趣程度线内的区域对应视网膜成像的像区的多个点,按照上述方法进行计算得到所述多个点分别对应的成像区域上的h',可确定显示器的某个显示区域,光场感兴趣程度分布信息中与得到的所述显示区域对应的光场子图像,为光场感兴趣程度分布信息中与该感兴趣程度线内的区域对应的待调密区域。根据所述光场感兴趣程度分布信息确定的所述显示器的目标像素密度分布信息中,对应所述待调密区域的目标像素密度较大,而对应其他区域的目标像素密度可能较小等。
通常,所述目标像素密度分布信息用来表征用户或设备对显示器不同显示区域的显示像素密度分布的相对预期,例如,对应光场感兴趣程度(也即感兴趣程度)较大的显示区域,目标像素密度较大,以提高对该显示区域显示的图像内容的清晰度;对应光场感兴趣程度较小的显示区域,目标像素密度可相对较小,以将该显示区域的部分显示像素调整为显示其他图像内容,以提高所述显示器显示像素的整体利用率。可选的,所述目标像素密度分布信息中,对应高于第一阈值的各光场感兴趣程度的平均目标像素密度,高于对应低于第二阈值的各光场感兴趣程度的平均目标像素密度,所述第一阈值大于或等于所述第二阈值。也就是说,所述光场感兴趣程度分布信息中的光场感兴趣程度和所述目标像素密度分布信息中的目标像素密度之间存在一定的对应关系,该对应关系可根据实际需要确定,实现方式非常灵活。例如,可为不同的光场感兴趣程度确定不同的目标像素密度;或者,又例如,可确定一个或多个光场感兴趣程度阈值,如所述第一阈值和/或第二阈值,为高于或低于相应阈值的光场感兴趣程度确定相应的平均目标像素密度,由此提高实际显示像素调整的灵活性。
在获取所述目标像素密度分布信息之后,可根据所述目标像素密度分布信息调整显示器的像素密度分布。依据所述目标像素密度分布信息对所述显示器进行显示像素密度调整,使得调整后所述显示器的实际显示像素密度的分布与所述目标像素密度分布信息相同或呈一定比例缩放或尽可能接近,这样,在经调整后的光场显示设备进行光场图像显示的过程中,对应感兴趣程度较高的图像内容相对感兴趣程度较低的图像内容,可能有更多的显示像素进行显示,相当于对所述显示器的既有像素进行重新调整,显示像素密度分布调整后的光场显示可选光路如图4b所示,由此实现经调整后的光场显示设备实际显示图像不同区域空间分辨率的差异化分布,如图3h所示,局部(如感兴趣程度大于第一阈值的部分等)清晰而局部(如感兴趣程度小于第二阈值的部分等)较不清晰,提高显示像素的实际显示效率。其中,对所述显示器的像素密度分布的调整方式可根据实际需要选择,本申请实施例对此并不限制。一种可选的实现方式,可根据所述目标像素密度分布信息确定可控变形材料部的形变控制信息;根据所述形变控制信息控制所述可控变形材料部发生形变,以通过所述可控变形材料部的形变相应调整所述显示器的显示像素密度分布。该方案通过控制可控变形材料部的形变来调整所述显示器的像素分布,方案简单易实现。
图1b为本申请实施例提供一种像素密度可调的显示器的结构示意图。如图1b所示,本申请实施例提供的像素密度可调的显示器包括:多个显示像素11和一可控变形材料部12,其中,显示器通过显示像素11进行图像显示,多个显示像素11呈阵列分布,可控变形材料部12分别与多个显示像素11连接;可控变形材料部12在外场作用下可发生形变、并通过可控变形材料部12的形变相应调整多个显示像素11的密度分布。所述可控变形材料部即为通过改变作用其上的某外部作用因素(如外场)可使其发生形变,在作用其上的外场撤销或改变时,该可控变形材料部的形变可以恢复。一所述显示像素可包括但不限于至少一发光单元;所述发光单元可包括但不限于LED发光单元、OLED发光单元;一所述发光单元的发光颜色可根据实际需要确定,可包括但不限于一个或多个发光子单元,所述发光子单元可包括LED发光子单元、OLED发光子单元;所述多个发光子单元可包括但不限于红(R)、绿(G)、蓝(B)等不同颜色的LED发光子单元、OLED发光子单元。
本申请实施例提供的所述显示器包括的阵列分布的多个显示像素中,各显示像素与可控变形材料部之间可采用但不限于粘接等方式进行紧密连接,这样,当所述可控变形材料部发生形变,就会相应调整各显示像素之间的间距,由此改变显示像素的密度分布,达到可根据实际需要赋予显示器不同区域以差异化显示像素密度分布的效果。
实际应用本申请实施例提供的技术方案过程中,可将不均匀分布的外场作用在所述可控变形材料部的不同区域,使得所述可控变形材料部不同部分区域发生不同程度的变形,由此调整显示像素的整体密度分布。可选的,可将所述外场作用在所述可控变形材料部与多个所述显示像素不重叠的区域,这样可使得所述可控变形材料部与所述显示像素重叠的区域不发生形变,而是通过所述可控变形材料部的其他部分的形变来改变显示像素的密度分布,该方案有利于避免因可控变形材料部的形变对所述显示像素造成的损坏。
进一步的,可根据需要选择合适的至少一种可控变形材料来制备所述可控变形材料部,以使所述可控变形材料部具有可变形且变形可恢复的特性。可选的,所述可控变形材料部至少由以下一种或多种可控变形材料制备而成:压电材料、电活性聚合物、光致形变材料、磁致伸缩材料。
所述压电材料可以因电场作用产生机械变形。采用所述压电材料制备的可控变形材料部以下称为压电材料部。利用所述压电材料的这一物理特性,本申请实施例可根据但不限于所述目标像素密度分布信息确定用于使压电材料部发生相应机械形变所需的电场控制信息,根据所述电场控制信息控制作用在压电材料部的电场,使得所述压电材料部发生相应的机械形变,通过所述压电材料部的机械形变相应调整显示器的像素密度分布,由此达到根据所述目标像素密度分布信息调整所述显示器的显示像素密度分布的目的。所述压电材料可包括但不限于以下至少之一:压电陶瓷、压电晶体。该方案可充分利用压电材料的物理特性来调整显示器的像素密度分布。
所述电活性聚合物(Electroactive Polymers,简称EAP)是一类能够在电场作用下改变其形状或大小的聚合物材料。采用所述电活性聚合物制备的可控变形材料部以下称为电活性聚合物部。利用所述电活性聚合物的这一物理特性,本申请实施例可根据但不限于所述目标像素密度分布信息确定用于使电活性聚合物部发生相应形变所需的电场控制信息,根据所述电场控制信息控制作用在电活性聚合物层的电场,使得所述电活性聚合物层发生相应的形变,通过所述电活性聚合物层的形变相应调整显示器的像素密度分布,由此达到根据所述目标像素密度分布信息调整所述显示器的显示像素密度分布的目的。所述电活性聚合物可包括但不限于以下至少之一:电子型电活性聚合物、离子型电活性聚合物;所述电子型电活性聚合物包括以下至少之一:铁电体聚合物(如聚偏氟乙烯等)、电致伸缩接枝弹性体、液晶弹性体;所述离子型电活性聚合物包括以下至少之一:电流变液、离子聚合物-金属复合材料等。该方案可充分利用电活性聚合物的物理特性来调整显示器的像素密度分布。
所述光致形变材料是一类能够在光场作用下改变其形状或大小的高分子材料。采用所述光致形变材料制备的可控变形材料部以下称为光致形变材料部。利用所述光致形变材料的这一物理特性,本申请实施例可根据但不限于所述目标像素密度分布信息确定光致形变材料部发生相应形变所需的光场控制信息,根据所述光场控制信息控制作用在所述光致形变材料部的光场,使得所述光致形变材料部发生相应的形变。通过所述光致形变材料部的形变相应调整显示器的像素密度分布,由此达到根据所述目标像素密度分布信息调整所述显示器的显示像素密度分布的目的。所述光致形变材料可包括但不限于以下至少之一:光致伸缩铁电陶瓷、光致形变聚合物;所述光致伸缩铁电陶瓷包括但不限于锆钛酸铅镧(PLZT)陶瓷,光致形变聚合物包括但不限于光致形变液晶弹性体)。该方案可充分利用光致形变材料的物理特性来调整显示器的像素密度分布。
所述磁致伸缩材料是一类能够在磁场作用下改变其磁化状态,进而使其尺寸发生变化的磁性材料。采用所述磁致形变材料制备的可控变形材料部以下称为磁致形变材料部。利用所述磁致伸缩材料的这一物理特性,本申请实施例可根据但不限于所述目标像素密度分布信息确定磁致伸缩材料发生相应形变所需的磁场控制信息,根据所述磁场控制信息控制作用在所述磁致形变材料部的磁场,使得所述磁致形变材料部发生相应的形变。通过所述磁致形变材料部的形变相应调整显示器的像素密度分布,由此达到根据所述目标像素密度分布信息调整所述显示器的显示像素密度分布的目的。所述磁致形变材料可包括但不限于稀土超磁致伸缩材料,如以(Tb,Dy)Fe2化合物为基体的合金Tbo0.3Dy0.7Fe1.95材料等。该方案可充分利用磁致形变材料的物理特性来调整显示器的像素密度分布。
本申请实施例提供的技术方案中,各显示像素和可控变形材料部的具体结构和连接方式可根据实际需要确定,实际方式非常灵活。
一种可选的实现方式,如图1b所示,所述可控变形材料部12包括:一可控变形材料层121,多个所述显示像素11阵列分布且连接在所述可控变形材料层121的一面。可选的,可根据实际工艺条件选择将多个所述显示像素直接形成于所述可控变形材料层12上,或者,多个所述显示像素与所述可控变形材料层12可分别制备且二者可采用但不限于粘接的方式紧密连接。该方案结构简单、易实现。
另一种可选的实现方式,如图1c所示,所述可控变形材料部12包括多个可控变形材料连接子部122,多个所述可控变形材料连接子部122阵列分布,以对应连接阵列分布的多个所述显示像素11,即阵列分布的多个所述显示像素通过阵列分布的多个所述可控变形材料连接子部连接为一体。可选的,可根据实际工艺在显示像素阵列的像素的间隔区域形成多个所述可控变形材料连接子部,多个所述可控变形材料连接子部与相应显示像素可以采用但不限于抵接、粘接等方式连接。通过控制多个所述可控变形材料连接子部的形变即可调整显示像素的密度分布,结构简单,易实现。
进一步,如图1d和图1e所示,所述显示器还可包括:形变控制部13,形变控制部13用于调节作用到所述可控变形材料部12的所述外场的分布,以控制所述可控变形材料部12发生相应的形变,这样,当所述可控变形材料部12发生形变,就会相应调整各显示像素11之间的间距,由此改变显示像素11的密度分布,达到可根据实际需要赋予显示器不同区域以差异化显示像素密度分布的效果。
可选的,如图1d所示,所述形变控制部可包括光场控制部131,光场控制部131用于调节作用到所述可控变形材料部12的外部光场分布,以控制所述可控变形材料部12发生相应的形变。该情形下,所述可控变形材料部12可包括至少由光致形变材料制备而成的光致形变材料部,如所述光致形变材料部可包括至少由所述光致形变材料制备而得的光致形变材料层,或者,所述可控变形材料部可包括至少由所述光致形变材料制备而得的多个光致形变材料连接子部。光场控制部131通过改变作用在所述光致形变材料部的光场分布(图1d中通过箭头疏密表示作用在所述可控变形材料部12不同强度分布的光场),来激励所述可控变形材料部12的不同区域发生不同程度的形变,并通过所述可控变形材料部12的形变相应各显示像素11之间的间距,由此改变显示像素11的密度分布,达到可根据实际需要赋予显示器不同区域以差异化显示像素密度分布的效果。
可选的,如图1e所示,所述形变控制部可包括电场控制部132,电场控制部132用于调节作用到所述可控变形材料部的外部电场分布,以控制所述可控变形材料部发生相应的形变。该情形下,所述可控变形材料部12可包括至少由压电材料制备而成的压电材料部(如压电材料层或者压电材料连接子部,等等),或者,所述可控变形材料部12可包括至少由电活性聚合物制备而成的电活性聚合物部(如电活性聚合物层或者电活性聚合物连接子部,等等)。如图1e所示,可通过控制线连接电场控制部和可控变形材料,电场控制部132通过改变作用在所述可控变形材料部的电场分布,来激励所述可控变形材料部12的不同区域发生不同程度的形变。如果作用在所述可控变形材料部12电场为零电场,则所述可控变形材料部不发生形变(不妨称为零电场激励);如果改变作用在所述可控变形材料部12的电场强弱分布(如图中所示的“+”正电场激励和“-”负电场激励),使得作用在所述可控变形材料部12不同区域的电场强度有所差异,如图1f所示,这样,所述可控变形材料部的不同区域可发生不同程度的形变,并通过所述可控变形材料部12的形变相应调整各显示像素11之间的间距,由此改变显示器的整体像素密度分布,达到可根据实际需要赋予显示器不同区域以差异化显示像素密度分布的效果。
本申请实施例中所述可控变形部与形变控制部可直接连接,也可间接连接。所述形变控制部可作为所述显示器的一部分,或者,所述形变控制部也可不作为所述显示器的一部分,所述显示器也可预留管脚、接口等方式与所述形变控制部连接。作用在所述可控变形材料部上的外场可包括但不限于电场、磁场、光场等。用于产生电场的硬件、软件结构,用于产生磁场的硬件、软件结构、以及用于产生光场的硬件、软件结构等,可根据实际需要采用相应的现有技术实现,本申请实施例在此不再赘述。
可选的,所述显示器还可包括柔性衬底,所述柔性衬底可包括但不限于柔性塑料衬底,其具有一定的柔性,可根据需要改变柔性衬底的形状。显示像素、可控变形材料部可设柔性衬底的同侧或不同侧。例如:如图1g所示,多个所述显示像素11连接于柔性衬底14的一面,可控变形材料部(如可控变形材料层121)连接于柔性衬底14的另一面。又例如:如图1h所示,多个所述显示像素11连接于柔性衬底14的一面,可控变形材料部(如可控变形材料连接子部122)连接相应的显示像素且与所述显示像素11位于所述柔性衬底14的同一面。该方案不仅可以通过作用在可控变形材料部的外场控制其发生形变来间接调整显示器的整体像素密度分布,实现显示器的像度密度可调,还可因其采用了柔性衬底灵活改变显示器的形状,如将平面的显示器弯曲一定角度以得到曲面的显示器,由此满足多样化图像显示、装饰等应用需求。
图1i为本申请实施例提供第七种像素密度可调的显示器的结构示意图。如图1i所示的显示器中,所述可控变形材料部12包括:柔性衬底123和多个导磁材料部124;多个显示像素11分别与柔性衬底123连接,至少部分显示像素11上连接有多个导磁材料部124,通过改变作用在导磁材料部124的磁场使柔性衬底123发生相应形变、并通过所述形变相应调整多个所述显示像素11的密度分布。例如:可在每个显示像素的侧面设置一导磁材料部124,可选的,显示像素11分别与柔性衬底123和导磁材料部124粘接。所述导磁材料部可包括导磁材料制备的磁极,所述导磁材料可以但不限于使用软磁性材料、硅钢片,坡莫合金,铁氧体,非晶态软磁合金、超微晶软磁合金等中的一种或多种。采用软磁性材料作制备的所述导磁材料部导磁性能较好,磁场撤销后剩磁很小便于下一次调整。
进一步,可选的,本申请实施例所述的形变控制部13还可包括:磁场控制部133,磁场控制部133用于调节作用到所述可控变形材料部的外部磁场分布,以控制所述可控变形材料部发生相应的形变。例如,当磁场控制部133控制作用在导磁材料部124上的磁场(即激励磁场)发生变化时,如图1i所示的相邻显示像素之间施加一定磁场强弱分布的同磁极(NN或SS)排斥磁场或异磁极(NS或SN)吸引磁场,磁极之间会相应产生排斥力或吸引力,该磁力作用传递到柔性衬底123使柔性衬底123发生伸缩等变形,进而导致相应显示像素之间的间距发生改变,实现调整显示像素密度分布的目的。该方案结合柔性衬底的可伸缩等形变特性以及磁场控制原理,实现显示器上的像素密度分布可调。
图1j为本申请实施例提供第八种像素密度可调的显示器的结构示意图。如图1j所示的显示器中,所述可控变形材料部12包括:柔性衬底123和多个导磁材料部124;多个导磁材料部124的一面分别与所述柔性衬底123连接,多个所述导磁材料部124的相对面分别对应连接多个所述显示像素11,通过改变作用在所述导磁材料部124的磁场使所述柔性衬底11发生相应形变、并通过所述形变相应调整多个所述显示像素11的密度分布。可选的,导磁材料部124与柔性衬底123粘接、显示像素11与导磁材料部124粘接,当柔性衬底123发生当作用在导磁材料部124上的磁场发生变化时,磁力作用传递到柔性衬底123使柔性衬底123发生伸缩等变形,进而实现调整显示像素密度分布的目的。该方案结合柔性衬底的可伸缩等形变特性以及磁场控制原理,实现显示器上的像素密度分布可调。
完成所述显示器的显示像素分布的调整之后,将所述光场图像发送给所述显示器,通过显示器进行显示。如果不经过所述光场显示设备的子透镜阵列而直接看所述显示器显示的光场图像,看到的是一模糊图像。经过所述光场显示设备的子透镜阵列来看所述显示器显示的光场图像,看到的是不同图像区域的清晰度呈差异化分布的图像,如图3h所示,对应感兴趣程度较高的图像区域清晰度较高,而其他图像区域的清晰度较低。
采用本申请实施例提供的技术方案可实现至少根据所述感兴趣程度分布信息调整显示器的像素密度分布,基于像素密度可调的显示器进行与基于所述感兴趣程度缝分布信息差异化采样后的源图像相关的光场图像显示,可充分利用显示器的整体像素来差异化呈现图像不同区域的显示清晰度,提高显示像素的实际利用率,由此有利于满足用户多样化的应用需求。
可选的,所述光场显示控制方法还包括:在经调整后的所述光场显示设备显示采样处理后的所述光场图像期间,对所述显示器不同显示区域的显示亮度进行均衡控制。由于光场显示设备的显示器的显示像素密度分布进行了调整,调整后所述显示器的显示像素分布不均匀,局部显示像素密度大而局部显示像素密度小,显示像素密度大的显示区域经相应子透镜呈现给用户的图像内容部分的亮度可能较大,而显示像素密度较小的显示区域经相应子透镜呈现给用户的图像内容部分的亮度可能较小,造成光场图像整体上亮度分布可能不均衡。如果这种亮度分布不均衡的显示效果是用户追求的显示效果,或者,这种亮度分布不均衡的显示效果用户并不介意,等等,则可不进行亮度均衡控制,否则,可在经调整后的所述光场显示设备显示采样处理后的所述光场图像期间,对所述显示器不同显示区域的显示亮度进行均衡控制,如适当降低显示像素密度较大的显示区域的亮度,和/或适当提高显示像素密度较小的显示区域的亮度,以减小实际显示的光场图像不同部分的亮度差异,由此改善观赏效果和用户体验。
本领域技术人员可以理解,在本申请具体实施方式的上述任一方法中,各步骤的序号大小并不意味着执行顺序的先后,各步骤的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定,而不应对本申请具体实施方式的实施过程构成任何限定。
本领域技术人员可以理解,在本申请具体实施方式的上述任一方法中,各步骤的序号大小并不意味着执行顺序的先后,各步骤的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定,而不应对本申请具体实施方式的实施过程构成任何限定。
图5为本申请实施例提供的第一种光场显示控制装置的逻辑框图。如图5所示,本申请实施例提供的光场显示控制装置可包括:一源图像采样处理模块51、一光场图像确定模块52、一显示像素密度分布调整模块53和一显示控制模块54。
源图像采样处理模块51用于根据源图像的感兴趣程度分布信息对所述源图像进行采样处理。
光场图像确定模块52用于确定与采样后的所述源图像对应的光场图像。
显示像素密度分布调整模块53用于至少根据所述感兴趣程度分布信息调整光场显示设备的显示器的显示像素密度分布。
显示控制模块54用于经调整后的所述光场显示设备显示所述光场图像。
所述光场显示控制装置可在但不限于涉及图像呈现、视频播放等应用过程中通过执行该光场显示控制方法进行图像的显示控制。所述光场显示控制装置的设备表现形式不受限制,例如所述光场显示控制装置可为某一独立的部件,该部件与包括有显示器的光场显示设备配合通信;或者,所述光场显示控制装置可作为某一功能模块集成在一包括有显示器的显示设备中,所述光场显示设备可包括但不限于具有光场显示能力且包括有所述显示器的电视机、电脑、照相机、手机、录像机等等。
本申请实施例提供的技术方案,可充分利用光场显示设备的显示器的像素来呈现光场图像不同区域的差异化的空间分辨率,由此满足用户对图像局部清晰度的差异化显示需求,提高显示效率,满足用户多样化的实际应用需求。此外,本申请实施例提供的技术方案,至少根据感兴趣程度分布信息采样所述源图像以及调整所述显示器的显示像素密度分布,以尽量减小因所述源图像和所述显示器的像素差异化分布可能造成的实际显示图像局部区域显示比例等变形,由此改善显示效果,提升用户体验。
可选的,如图6所示,所述光场显示控制装置还包括:一感兴趣程度分布信息获取模块55。感兴趣程度分布信息获取模块55用于获取所述源图像的所述感兴趣程度分布信息。所述感兴趣程度分布信息的获取方式可根据实际需要确定,非常灵活。
可选的,所述感兴趣程度分布信息获取模块55包括:一感兴趣程度指示信息获取子模块551和一感兴趣程度分布信息获取子模块552。感兴趣程度指示信息获取子模块551用于获取所述源图像的感兴趣程度指示信息;感兴趣程度分布信息获取子模块552用于根据所述感兴趣程度指示信息确定所述感兴趣程度分布信息。该方案根据所述感兴趣程度指示信息确定所述源图像的感兴趣程度分布信息,使得所述感兴趣程度分布信息的确定与实际用户需求更为吻合,可更好满足用户个性化的应用需求。
可选的,所述感兴趣程度分布信息获取模块55包括:一图像分析子模块553和一图像分析结果确定子模块554。图像分析子模块553用于对所述源图像进行图像分析;图像分析结果确定子模块554用于根据所述图像分析的结果确定所述感兴趣程度分布信息。该方案可根据所述源图像的图像分析结果自动确定所述感兴趣程度分布信息,使得所述感兴趣程度分布信息的确定更为智能,提高所述感兴趣程度分布信息确定的效率和普适性。
可选的,所述源图像采样处理模块51包括:一目标采样密度分布信息确定子模块511和一采样处理子模块512。目标采样密度分布信息确定子模块511用于根据所述感兴趣程度分布信息确定目标采样密度分布信息,所述目标采样密度分布信息中至少二个分别对应不同感兴趣程度的目标采样密度存在差异;采样处理子模块512用于根据所述目标采样密度分布信息对所述源图像进行采样处理。可选的,对应高于第一阈值的各感兴趣程度的平均目标采样密度,高于对应低于第二阈值的各感兴趣程度的平均目标采样密度,所述第一阈值大于或等于所述第二阈值。该方案可实现所述源图像的差异化采样,使得采样后的所述源图像的像素或分辨率的差异化分布与所述源图像差异化的感兴趣程度分布相匹配。
可选的,所述光场图像确定模块52包括:一光场图像确定子模块521。光场图像确定子模块521用于根据用户的视力信息对采样后的所述源图像进行预处理以得到所述光场图像。该方案不仅可应用在与相对视力正常用户而言的观看的图像对应的光场图像的预处理场景,还可应用在与相对视力需要矫正(如远视、近视等)的用户而言观看的图像对应的光场图像的预处理,实现方式灵活。
可选的,所述显示像素密度分布调整模块53包括:一目标像素密度分布信息确定子模块531和一显示像素密度分布调整子模块532。目标像素密度分布信息确定子模块531用于根据用户的视力信息和所述感兴趣程度分布信息确定所述显示器的目标像素密度分布信息,所述目标像素密度分布信息中至少二个分别对应不同感兴趣程度的目标像素密度存在差异;显示像素密度分布调整子模块532用于根据所述目标像素密度分布信息调整所述显示器的显示像素密度分布。该方案有利于减小发生用户实际观看到的图像因像素密度调整可能造成的显示比例等变形的概率。
可选的,所述目标像素密度分布信息确定子模块531包括:一光场感兴趣程度分布信息确定单元5311和一目标像素密度分布信息确定单元5312。光场感兴趣程度分布信息确定单元5311用于根据所述视力信息对所述感兴趣程度分布信息进行预处理以得到光场感兴趣程度分布信息;目标像素密度分布信息确定单元5312用于根据所述光场感兴趣程度分布信息确定所述目标像素密度分布信息。可选的,对应高于第一阈值的各光场感兴趣程度的平均目标像素密度,高于对应低于第二阈值的各光场感兴趣程度的平均目标像素密度,所述第一阈值大于或等于所述第二阈值。该方案根据所述视力信息和所述感兴趣程度分布信息确定光场感兴趣程度分布信息,根据所述光场感兴趣程度分布信息确定所述显示器的目标像素密度分布信息,并根据目标像素密度分布信息调整所述显示器的显示像素密度分布,使得调整后的所述显示器的各显示像素的实际分布与所述光场图像各像素的分布尽可能对应,由此尽可能减小发生用户实际观看到的图像因像素密度调整可能造成的显示比例等变形的概率。
可选的,所述显示像素密度分布调整子模块532包括:一形变控制信息确定单元5321和一形变控制单元5322。形变控制信息确定单元5321用于根据所述目标像素密度分布信息确定可控变形材料部的形变控制信息;形变控制单元5322用于根据所述形变控制信息控制所述可控变形材料部发生形变,以通过所述可控变形材料部的形变相应调整所述显示器的显示像素密度分布。可选的,所述可控变形材料部至少由以下一种或多种可控变形材料制备而成:压电材料、电活性聚合物、光致形变材料、磁致伸缩材料。该方案实现方式简单。
可选的,所述的光场显示控制装置还包括:一视力信息获取模块56。视力信息获取模块56用于获取所述用户的视力信息。该方案可通过获取所述用户的视力信息进行图像显示分辨率差异化呈现的针对性控制,还有利于实现根据所述用户的视力信息的变化进行动态显示控制。
可选的,所述的光场显示控制装置还包括:一亮度均衡控制模块57。亮度均衡控制模块57用于在经调整后的所述光场显示设备显示所述光场图像期间,对所述显示器不同显示区域的显示亮度进行均衡控制。该方案有利于减小实际显示的光场图像不同部分的亮度差异,由此改善观赏效果和用户体验。
图7为本申请实施例提供的第三种光场显示控制装置的结构框图,本申请具体实施例并不对光场显示控制装置700的具体实现方式做限定。如图7所示,光场显示控制装置700可以包括:
处理器(Processor)710、通信接口(Communications Interface)720、存储器(Memory)730、以及通信总线740。其中:
处理器710、通信接口720、以及存储器730通过通信总线740完成相互间的通信。
通信接口720,用于与比如具有通信功能的设备、外部光源等通信。
处理器710,用于执行程序732,具体可以执行上述任一光场显示控制方法实施例中的相关步骤。
例如,程序732可以包括程序代码,所述程序代码包括计算机操作指令。
处理器710可能是一个中央处理器(Central Processing Unit,简称CPU),或者是特定集成电路(Application Specific Integrated Circuit,简称ASIC),或者是被配置成实施本申请实施例的一个或多个集成电路。
存储器730,用于存放程序732。存储器730可能包含随机存取存储器(RandomAccess Memory,简称RAM),也可能还包括非易失性存储器(Non-volatile memory),例如至少一个磁盘存储器。
例如,在一种可选的实现方式中,处理器710通过执行程序732可执行以下步骤:根据源图像的感兴趣程度分布信息对所述源图像进行采样处理;确定与采样后的所述源图像对应的光场图像;至少根据所述感兴趣程度分布信息调整光场显示设备的显示器的显示像素密度分布;经调整后的所述光场显示设备显示所述光场图像。
在其他可选的实现方式中,处理器710通过执行程序732还可执行上述其他任一实施例提及的步骤,在此不再赘述。
程序732中各步骤的具体实现可以参见上述实施例中的相应步骤、模块、子模块、单元中对应的描述,在此不再赘述。所属领域的技术人员可以清楚地了解到,为描述的方便和简洁,上述描述的设备和模块的具体工作过程,可以参考前述方法实施例中的对应过程描述,在此不再赘述。
本申请实施例还提供了一种光场显示设备,包括:一显示器、一子透镜阵列和一光场显示控制装置。所述光场显示控制装置可为本申请实施例提供的任一种光场显示控制装置,其可在但不限于涉及图像呈现、视频播放等应用过程中通过执行本申请实施例提供的任一种光场显示控制方法进行图像的显示控制。所述光场显示控制装置的设备表现形式不受限制,例如所述光场显示控制装置可为某一独立的部件,该部件与包括有显示器的光场显示设备配合通信;或者,所述光场显示控制装置可作为某一功能模块集成在一包括有显示器的显示设备中,所述光场显示设备可包括但不限于具有光场显示能力且包括有所述显示器的电视机、电脑、照相机、手机、录像机等等。
所述光场显示设备除了所述光场显示控制装置之外,包括的光场显示所需的部件的具体结构不受限制,可为某种近场或远场显示的光场显示设备,依据光场显示设备的具体形态,如可穿戴式近场显示设备或可裸眼观看的远场显示设备等等,本申请实施例对此并不限制。
可选的,如图8所示,所述光场显示设备的显示器包括多个显示区域,一所述显示区域包括多个显示像素。所述子透镜阵列靠近所述显示器设置;所述子透镜阵列包括多个子透镜,一所述子透镜与至少一所述显示区域对应。所述光场显示控制装置可为本申请实施例提供的任一种光场显示控制装置,该光场显示控制装置与所述显示器通信连接。
所述显示器可采用上文所述的柔性显示器。或者,所述显示器还可包括:阵列分布的多个显示器像素;一可控变形材料部,分别与多个所述显示器像素连接;所述可控变形材料部在外场作用下可发生形变、并通过所述形变相应调整多个所述显示器像素的密度分布;所述外场由所述光场显示控制装置控制。
有关所述显示器的结构可参见图1b-图1j的相应记载,所述成像控制装置可直接控制所述外场来控制所述可控变形材料部的形变,进而调整所述显示器的像素密度分布;或者,所述成像控制装置可通过控制所述形变控制部来间接控制外场,使得所述可控变形材料部发生相应形变以相应调整所述显示器的像素密度分布;等等。所述显示器像素和所述变形材料部的物理连接方式,可根据实际需要确定,只要满足在所述变形材料部发生形变时可调整所述显示器的像素密度分布即可,本申请实施例对此并不限制,具体实现方式可参见上文的相应记载;所述光场显示设备的光路结构可参见图2、图4a、图4b及上文的相应记载,在此不再赘述。
本申请实施例提供的技术方案,可充分利用光场显示设备的显示器的像素来呈现光场显示图像不同区域的差异化的空间分辨率,由此充分利用所述显示器的既有像素来满足用户对图像局部清晰度的差异化显示需求。
在本申请上述各实施例中,实施例的序号和/或先后顺序仅仅便于描述,不代表实施例的优劣。对各个实施例的描述都各有侧重,某个实施例中没有详述的部分,可以参见其他实施例的相关描述。有关装置、设备或系统实施例的实施原理或过程的相关描述,可参见相应方法实施例的记载,在此不再赘述。
本领域普通技术人员可以意识到,结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及方法步骤,能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行,取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能,但是这种实现不应认为超出本申请的范围。
所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时,可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解,本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来,该计算机软件产品存储在一个存储介质中,包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机,服务器,或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括:U盘、移动硬盘、只读存储器(Read-Only Memory,简称ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory,简称RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
在本申请的装置、方法、系统等实施例中,显然,各部件(系统、子系统、模块、子模块、单元、子单元等)或各步骤是可以分解、组合和/或分解后重新组合的。这些分解和/或重新组合应视为本申请的等效方案。同时,在上面对本申请具体实施例的描述中,针对一种实施方式描述和/或示出的特征可以以相同或类似的方式在一个或更多个其它实施方式中使用,与其它实施方式中的特征相组合,或替代其它实施方式中的特征。
应该强调,术语“包括/包含”在本文使用时指特征、要素、步骤或组件的存在,但并不排除一个或更多个其它特征、要素、步骤或组件的存在或附加。
最后应说明的是:以上实施方式仅用于说明本申请,而并非对本申请的限制,有关技术领域的普通技术人员,在不脱离本申请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申请的范畴,本申请的专利保护范围应由权利要求限定。
Claims (31)
1.一种光场显示控制方法,其特征在于,包括:
根据源图像的感兴趣程度分布信息对所述源图像进行采样处理;
确定与采样后的所述源图像对应的光场图像;
至少根据所述感兴趣程度分布信息调整光场显示设备的显示器的显示像素密度分布;
经调整后的所述光场显示设备显示所述光场图像,所述光场图像分为多个子图像,每个光场子图像与子透镜阵列的至少一个子透镜对应。
2.根据权利要求1所述的光场显示控制方法,其特征在于,还包括:获取所述源图像的所述感兴趣程度分布信息。
3.根据权利要求2所述的光场显示控制方法,其特征在于,获取所述感兴趣程度分布信息,包括:
获取所述源图像的感兴趣程度指示信息;
根据所述感兴趣程度指示信息确定所述感兴趣程度分布信息。
4.根据权利要求2所述的光场显示控制方法,其特征在于,获取所述感兴趣程度分布信息,包括:
对所述源图像进行图像分析;
根据所述图像分析的结果确定所述感兴趣程度分布信息。
5.根据权利要求1-4任一所述的光场显示控制方法,其特征在于,根据所述感兴趣程度分布信息对所述源图像进行采样处理,包括:
根据所述感兴趣程度分布信息确定目标采样密度分布信息,所述目标采样密度分布信息中至少二个分别对应不同感兴趣程度的目标采样密度存在差异;
根据所述目标采样密度分布信息对所述源图像进行采样处理。
6.根据权利要求5所述的光场显示控制方法,其特征在于,对应高于第一阈值的各感兴趣程度的平均目标采样密度,高于对应低于第二阈值的各感兴趣程度的平均目标采样密度,所述第一阈值大于或等于所述第二阈值。
7.根据权利要求1-4任一所述的光场显示控制方法,其特征在于,确定与采样后的所述源图像对应的光场图像,包括:
根据用户的视力信息对采样后的所述源图像进行预处理以得到所述光场图像。
8.根据权利要求1-4任一所述的光场显示控制方法,其特征在于,至少根据所述感兴趣程度分布信息调整所述显示器的显示像素密度分布,包括:
根据用户的视力信息和所述感兴趣程度分布信息确定所述显示器的目标像素密度分布信息,所述目标像素密度分布信息中至少二个分别对应不同感兴趣程度的目标像素密度存在差异;
根据所述目标像素密度分布信息调整所述显示器的显示像素密度分布。
9.根据权利要求8所述的光场显示控制方法,其特征在于,根据所述视力信息和所述感兴趣程度分布信息确定所述目标像素密度分布信息,包括:
根据所述视力信息对所述感兴趣程度分布信息进行预处理以得到光场感兴趣程度分布信息;
根据所述光场感兴趣程度分布信息确定所述目标像素密度分布信息。
10.根据权利要求8所述的光场显示控制方法,其特征在于,对应高于第一阈值的各光场感兴趣程度的平均目标像素密度,高于对应低于第二阈值的各光场感兴趣程度的平均目标像素密度,所述第一阈值大于或等于所述第二阈值。
11.根据权利要求8所述的光场显示控制方法,其特征在于,根据所述目标像素密度分布信息调整所述显示器的显示像素密度分布,包括:
根据所述目标像素密度分布信息确定可控变形材料部的形变控制信息;
根据所述形变控制信息控制所述可控变形材料部发生形变,以通过所述可控变形材料部的形变相应调整所述显示器的显示像素密度分布。
12.根据权利要求11所述的光场显示控制方法,其特征在于,所述可控变形材料部至少由以下一种或多种可控变形材料制备而成:压电材料、电活性聚合物、光致形变材料、磁致伸缩材料。
13.根据权利要求7所述的光场显示控制方法,其特征在于,还包括:获取所述用户的视力信息。
14.根据权利要求1所述的光场显示控制方法,其特征在于,还包括:在经调整后的所述光场显示设备显示所述光场图像期间,对所述显示器不同显示区域的显示亮度进行均衡控制。
15.一种光场显示控制装置,其特征在于,包括:
一源图像采样处理模块,用于根据源图像的感兴趣程度分布信息对所述源图像进行采样处理;
一光场图像确定模块,用于确定与采样后的所述源图像对应的光场图像;
一显示像素密度分布调整模块,用于至少根据所述感兴趣程度分布信息调整光场显示设备的显示器的显示像素密度分布;
一显示控制模块,用于经调整后的所述光场显示设备显示所述光场图像,所述光场图像分为多个子图像,每个光场子图像与子透镜阵列的至少一个子透镜对应。
16.根据权利要求15所述的光场显示控制装置,其特征在于,还包括:
一感兴趣程度分布信息获取模块,用于获取所述源图像的所述感兴趣程度分布信息。
17.根据权利要求16所述的光场显示控制装置,其特征在于,所述感兴趣程度分布信息获取模块包括:
一感兴趣程度指示信息获取子模块,用于获取所述源图像的感兴趣程度指示信息;
一感兴趣程度分布信息获取子模块,用于根据所述感兴趣程度指示信息确定所述感兴趣程度分布信息。
18.根据权利要求16所述的光场显示控制装置,其特征在于,所述感兴趣程度分布信息获取模块包括:
一图像分析子模块,用于对所述源图像进行图像分析;
一图像分析结果确定子模块,用于根据所述图像分析的结果确定所述感兴趣程度分布信息。
19.根据权利要求15-18任一所述的光场显示控制装置,其特征在于,所述源图像采样处理模块包括:
一目标采样密度分布信息确定子模块,用于根据所述感兴趣程度分布信息确定目标采样密度分布信息,所述目标采样密度分布信息中至少二个分别对应不同感兴趣程度的目标采样密度存在差异;
一采样处理子模块,用于根据所述目标采样密度分布信息对所述源图像进行采样处理。
20.根据权利要求19所述的光场显示控制装置,其特征在于,对应高于第一阈值的各感兴趣程度的平均目标采样密度,高于对应低于第二阈值的各感兴趣程度的平均目标采样密度,所述第一阈值大于或等于所述第二阈值。
21.根据权利要求15-18任一所述的光场显示控制装置,其特征在于,所述光场图像确定模块包括:
一光场图像确定子模块,用于根据用户的视力信息对采样后的所述源图像进行预处理以得到所述光场图像。
22.根据权利要求15-18任一所述的光场显示控制装置,其特征在于,所述显示像素密度分布调整模块包括:
一目标像素密度分布信息确定子模块,用于根据用户的视力信息和所述感兴趣程度分布信息确定所述显示器的目标像素密度分布信息,所述目标像素密度分布信息中至少二个分别对应不同感兴趣程度的目标像素密度存在差异;
一显示像素密度分布调整子模块,用于根据所述目标像素密度分布信息调整所述显示器的显示像素密度分布。
23.根据权利要求22所述的光场显示控制装置,其特征在于,所述目标像素密度分布信息确定子模块包括:
一光场感兴趣程度分布信息确定单元,用于根据所述视力信息对所述感兴趣程度分布信息进行预处理以得到光场感兴趣程度分布信息;
一目标像素密度分布信息确定单元,用于根据所述光场感兴趣程度分布信息确定所述目标像素密度分布信息。
24.根据权利要求23所述的光场显示控制装置,其特征在于,对应高于第一阈值的各光场感兴趣程度的平均目标像素密度,高于对应低于第二阈值的各光场感兴趣程度的平均目标像素密度,所述第一阈值大于或等于所述第二阈值。
25.根据权利要求22所述的光场显示控制装置,其特征在于,所述显示像素密度分布调整子模块包括:
一形变控制信息确定单元,用于根据所述目标像素密度分布信息确定可控变形材料部的形变控制信息;
一形变控制单元,用于根据所述形变控制信息控制所述可控变形材料部发生形变,以通过所述可控变形材料部的形变相应调整所述显示器的显示像素密度分布。
26.根据权利要求25所述的光场显示控制装置,其特征在于,所述可控变形材料部至少由以下一种或多种可控变形材料制备而成:压电材料、电活性聚合物、光致形变材料、磁致伸缩材料。
27.根据权利要求21所述的光场显示控制装置,其特征在于,还包括:
一视力信息获取模块,用于获取所述用户的视力信息。
28.根据权利要求15所述的光场显示控制装置,其特征在于,还包括:
一亮度均衡控制模块,用于在经调整后的所述光场显示设备显示所述光场图像期间,对所述显示器不同显示区域的显示亮度进行均衡控制。
29.一种光场显示设备,其特征在于,包括:
一显示器;
一子透镜阵列;
一如权利要求15-28任一所述的光场显示控制装置,所述光场显示控制装置与所述显示器通信连接。
30.根据权利要求29所述的光场显示设备,其特征在于,
所述显示器包括多个显示区域,一所述显示区域包括多个显示像素;
所述子透镜阵列靠近所述显示器设置,包括多个子透镜,一所述子透镜与至少一所述显示区域对应。
31.根据权利要求29或30所述的光场显示设备,其特征在于,所述显示器包括:
阵列分布的多个显示像素;
一可控变形材料部,分别与多个所述显示像素连接;所述可控变形材料部在外场作用下可发生形变、并通过所述形变相应调整多个所述显示像素的密度分布;所述外场由所述光场显示控制装置控制。
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