CN104933977B - 一种图像显示系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种图像显示系统，包括显示器、探测装置和图像补偿芯片；探测装置位于所述显示器的边框上，用于获取观察点相对于显示器的位置信息、观察视线角度；图像补偿芯片位于所述显示器的驱动面板上，用于将所述待显示图像沿第一基准方向均分为多个第一子图像；并根据观察点相对于显示器的位置信息、观察视线角度，以及显示器的第一剖面线段参数信息，计算待显示图像的各第一子图像沿第一基准方向的补偿比例，对待显示图像的各第一子图像沿第一基准方向进行补偿；其中，第一剖面线段的两个端点与所述显示器的边框相交，并沿第一基准方向延伸，且经过观察视线与显示器的交点；显示器用于显示补偿后的待显示图像，以使在观察点观察到的补偿后的各第一子图像沿所述第一基准方向上的尺寸相同。

Description

一种图像显示系统
技术领域
本发明实施例涉及移动及显示技术领域，尤其涉及一种图像显示系统。
背景技术
目前，电子显示器已广泛使用于各种应用产品上，例如液晶电视、液晶显示器、数字广告看板、笔记本计算机、个人数字助理(personal digital assistant，PDA)、移动电话、数字相机、电子书阅读器等。
对于平面显示器，当从侧面观察显示器时，观察者会得到一个“图像已经形变”的感受，如图1所示，在正视时显示器为长方形，到了侧视状态，显示器会出现梯形的图像压缩。对于一些不能以正视状态工作的平面显示器，例如贴于汽车挡风玻璃上的长方形半透明显示器，观察者看到的图形是发生形变的，如图2所示。对于非平面显示器，例如贴附于带有弧度墙壁上的柔性显示器，那么无论从哪个角度看，图像都是扭曲的。由于上述情况会引起显示器显示的图像发生形变，因此会导致显示器的显示效果下降。
发明内容
本发明提供一种图像显示系统，以解决侧视显示器以及显示器发生扭曲时的显示图像发生形变的问题，实现在观察点观察到的补偿后图像沿设定方向上的尺寸相同。
本发明实施例提供了一种图像显示系统，所述系统包括：
显示器、探测装置和图像补偿芯片；
所述探测装置位于所述显示器的边框上，用于获取观察点相对于显示器的位置信息、观察视线角度；
所述图像补偿芯片位于所述显示器的驱动面板上，用于将所述待显示图像沿第一基准方向均分为多个第一子图像；并根据所述观察点相对于显示器的位置信息、观察视线角度，以及显示器的第一剖面线段参数信息，计算所述待显示图像的各第一子图像沿第一基准方向的补偿比例，对所述待显示图像的各第一子图像沿第一基准方向进行补偿；其中，所述第一剖面线段的两个端点与所述显示器的边框相交，并沿第一基准方向延伸，且经过观察视线与显示器的交点；
所述显示器用于显示补偿后的待显示图像，以使在观察点观察到的补偿后的各第一子图像沿所述第一基准方向上的尺寸相同。
本发明通过探测装置获取观察点相对于显示器的位置信息、观察视线角度，图像补偿芯片将所述待显示图像沿第一基准方向均分为多个第一子图像；并根据所述观察点相对于显示器的位置信息、观察视线角度，以及显示器的第一剖面线段参数信息，计算所述待显示图像的各第一子图像沿第一基准方向的补偿比例，对所述待显示图像的各第一子图像沿第一基准方向进行补偿，并在所述显示器上显示，以使在观察点观察到的补偿后的各第一子图像沿所述第一基准方向上的尺寸相同，从而解决了现有技术中的侧视显示器以及显示器扭曲导致的图像显示变形的问题。
附图说明
图1为现有技术中的一种发生侧视形变示意图；
图2为现有技术中显示器扭曲导致图像显示发生形变的示意图；
图3为本发明实施例提供的一种图像显示系统的结构示意图；
图4为图3中沿第一剖面线段S1S2的剖面示意图；
图5为显示器的第一剖面线段和第二剖面线段的示意图；
图6为沿图5中S3S4的剖面图；
图7为本发明实施例提供的一种图像补偿芯片的结构示意图；
图8为当所述显示器的第一剖面线段为直线段，和/或，所述显示器的第二剖面线段为直线段时，计算模块的结构示意图；
图9为当所述显示器的第一剖面线段为曲线段，和/或，所述显示器的第二剖面线段为曲线段时，计算模块的结构示意图；
图10为第一剖面线段为曲线段时，计算待显示图像的各第一子图像沿第一基准方向的补偿比例的示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
本发明实施例提供一种图像显示方法，图3为本发明实施例提供的一种图像显示系统的结构示意图，如图3所示，所述系统包括：显示器31、探测装置32和图像补偿芯片33；所述探测装置32位于所述显示器31的边框311上，用于获取观察点O相对于显示器31的位置信息、观察视线角度；所述图像补偿芯片33位于所述显示器31的驱动面板312上，用于将所述待显示图像沿第一基准方向均分为多个第一子图像；并根据所述观察点O相对于显示器的位置信息、观察视线角度，以及显示器的第一剖面线段S1S2参数信息，计算所述待显示图像的各第一子图像沿第一基准方向的补偿比例，对所述待显示图像的各第一子图像沿第一基准方向进行补偿；其中，所述第一剖面线段S1S2的两个端点与所述显示器的边框相交，并沿第一基准方向延伸，且经过观察视线OF与显示器31的交点F；所述显示器31用于显示补偿后的待显示图像，以使在观察点O观察到的补偿后的各第一子图像沿所述第一基准方向上的尺寸相同。所述显示器的第一剖面线段S1S2参数信息，例如可以包括第一剖面线段的长度、第一剖面线段端点坐标、第一剖面线段方程等信息。图3示例性的以贴在汽车挡风玻璃上的平面显示器为例，观察者相对于显示器为侧视状态，选择显示器为平面显示器，而并非对本发明的限制，所述显示器可以为平面显示器，还可以是曲面显示器。
图4为图3中沿第一剖面线段S1S2的剖面示意图，如图4所示，所述图像补偿芯片将所述待显示图像沿第一基准方向均分为多个第一子图像，图4示例性的均分为5个第一子图像，沿第一基准方向依次为B2、B1、A1、A2、A3，B2、B1、A1、A2、A3沿所述第一基准方向的长度相同，均为X0。本发明实施例对于第一子图像的划分数量不作限制，一般情况下，划分的第一子图像的数量越多，画面越精细，曲面显示效果越好。位于显示器的边框上的探测装置获取观察点O相对于显示器的位置信息、观察视线角度后，图像补偿芯片根据上述观察点O相对于显示器的位置信息、观察视线角度，以及显示器的第一剖面线段参数信息，计算所述待显示图像的各第一子图像沿第一基准方向的补偿比例，对所述待显示图像的各第一子图像沿第一基准方向进行补偿，显示器将补偿后的待显示图像进行显示，以使在观察点O观察到的补偿后的各第一子图像沿所述第一基准方向上的尺寸相同。如图4所示，计算得到的第一子图像B2、B1、A1、A2、A3沿第一基准方向的补偿比例依次为kB2、kB1、kA1、kA2、kA3。均分后的各第一子图像B2、B1、A1、A2、A3沿所述第一基准方向的长度乘以相应的沿第一方向的补偿比例kB2、kB1、kA1、kA2、kA3，得到补偿后的各第一子图像B2’、B1’、A1’、A2’、A3’，参见图4，在观察点O观察到的补偿后的各第一子图像B2’、B1’、A1’、A2’、A3’沿所述第一基准方向上的尺寸相同。此时，在第一基准方向上，显示器显示的各第一子图像实际长度依次为B2’、B1’、A1’、A2’、A3’，B2’≠B1’≠A1’≠A2’≠A3’，但在观察点观察到的各第一子图像沿第一基准方向上的长度是相同的，在观察者的眼中B2’、B1’、A1’、A2’、A3’沿第一基准方向上的长度均相当于X0。因此解决了侧视显示器以及显示器扭曲时导致的图像显示形变问题，由于在计算时，引入了观察视线角度，因此无论观察者是否正视显示器的中心，均可以解决侧视形变问题。
在上述实施例的基础上，补偿后的所述待显示图像的各第一子图像沿所述第一基准方向的尺寸大于或等于所述显示器的一个子像素沿所述第一基准方向上的尺寸。这样设置的好处是，使补偿后的所述待显示图像的各第一子图像均能够在显示器上显示，避免因对所述待显示图像沿第一基准方向均分为第一子图像的数量过多，引起补偿后的待显示图像的第一子图像因小于一个子像素的尺寸，而导致该区域无法显示的问题。
在上述实施例的基础上，可选的，所述图像补偿芯片还用于将所述待显示图像沿第二基准方向均分为多个第二子图像；并根据所述观察点相对于显示器的位置信息、观察视线角度，以及显示器的第二剖面线段参数信息，计算所述待显示图像的各第二子图像沿第二基准方向的补偿比例，对所述待显示图像的各第二子图像沿第二基准方向进行补偿；其中，所述第二剖面线段的两个端点与所述显示器的边框相交，并沿第二基准方向延伸，且经过观察视线与显示器的交点。图5为显示器的第一剖面线段和第二剖面线段的示意图，如图5所示，观察视线OF与显示器的交点为F，第一剖面线段S1S2与第一基准方向平行并经过交点F，第二剖面线段S3S4与第二基准方向平行并经过交点F。
图6为沿图5中S3S4的剖面图。本发明实施例除可以对待显示图像的各第一子图像沿第一基准方向进行补偿外，还可以对待显示图像的各第二子图像沿第二基准方向进行补偿。对待显示图像的各第一子图像沿第一基准方向进行补偿的示意图请参见图4，本发明实施例在此不作赘述。如图6所示，示例性的，将待显示图像沿第二基准方向均分为6个第二子图像，沿所述第二方向依次为C3、C2、C1、D1、D2、D3，且各第二子图像沿所述第二基准方向上的长度相等均为Y0。通过图像补偿芯片计算得到的各第二子图像C3、C2、C1、D1、D2、D3沿第二基准方向的补偿比例依次为λC3、λC2、λC1、λD1、λD2、λD3。均分后的各第二子图像C3、C2、C1、D1、D2、D3沿所述第二基准方向的长度乘以相应的沿第二基准方向的补偿比例λC3、λC2、λC1、λD1、λD2、λD3，即可得到补偿后的各第二子图像C3’、C2’、C1’、D1’、D2’、D3’。C3’、C2’、C1’、D1’、D2’、D3’沿所述第二基准方向的长度等于C3、C2、C1、D1、D2、D3沿所述第二基准方向的长度乘以相应的沿第二基准方向的补偿比例λC3、λC2、λC1、λD1、λD2、λD3。此时，在第二基准方向上，显示器显示的各第二子图像实际长度依次为D3’、D2’、D1’、C1’、C2’、C3’，且D3’≠D2’≠D1’≠C1’≠C2’≠C3’，但在观察点O观察到的各第二子图像沿第二基准方向上的长度是相同的，在观察者的眼中C3’、C2’、C1’、D1’、D2’、D3’沿第二基准方向上的长度均相当于Y0。因此解决了沿第二基准方向上，侧视显示器以及显示器扭曲时导致的图像显示形变问题。本发明实施例可以同时解决显示器在第一基准方向和第二基准方向上的图像显示形变问题。
需要说明的是，图6示例性的将待显示图像沿第二基准方向均分为6个第二子图像，而非对本发明实施例的限制。本发明实施例对将所述待显示图像沿第二基准方向均分为第二子图像的数量不作限制，但划分的第二子图像的数量越多，画面越精细，曲面显示效果越好。
在上述各实施例的基础上，进一步的，补偿后的所述待显示图像的各第二子图像沿所述第二基准方向的尺寸大于或等于所述显示器的一个子像素沿所述第二基准方向上的尺寸。这样设置的好处是，使补偿后的所述待显示图像的各第二子图像均能够在显示器上显示，避免因对所述待显示图像沿第二基准方向均分为第二子图像的数量过多，引起补偿后的待显示图像的第二子图像因小于一个子像素的尺寸，而导致该区域无法显示的问题。
在上述各实施例的基础上，可选的，所述探测装置包括至少两个摄像头，通过至少两个摄像头获取观察点相对于显示器的位置信息、观察视线角度。
需要说明的是本发明实施例对显示器的类型以及形状不作限制，例如可以是平面显示器，还可以是曲面显示器、柔性显示器。因此，所述显示器的第一剖面线段可以为直线段或者曲线段，所述显示器的第二剖面线段也可以为直线段或者曲线段。
在上述各实施例的基础上，所述图像显示系统还包括：存储装置，用于存储所述显示器的第一剖面线段的参数信息，和/或，所述显示器的第二剖面线段的参数信息，以供图像补偿芯片进行补偿比例的计算。
图7为本发明实施例提供的一种图像补偿芯片的结构示意图，如图7所示，所述图像补偿芯片包括：图像采集模块71、图像分割模块72、计算模块73和补偿模块74。其中，所述图像采集模块71用于采集待显示图像；所述图像分割模块72用于将采集的待显示图像沿第一基准方向均分为多个第一子图像；和/或，将采集的待显示图像沿第二基准方向均分为多个第二子图像；所述计算模块73用于根据所述观察点相对于显示器的位置信息、观察视线角度，以及显示器的第一剖面线段参数信息，计算所述待显示图像的各第一子图像沿第一基准方向的补偿比例；和/或，根据所述观察点相对于显示器的位置信息、观察视线角度，以及显示器的第二剖面线段参数信息，计算所述待显示图像的各第二子图像沿第二基准方向的补偿比例；所述补偿模块74用于根据所述待显示图像的各第一子图像沿第一基准方向的补偿比例，对所述待显示图像的各第一子图像沿第一基准方向进行补偿；和/或，根据所述待显示图像的各第二子图像沿第二基准方向的补偿比例，对所述待显示图像的各第二子图像沿第二基准方向进行补偿。
在上述各实施例基础上，当所述显示器的第一剖面线段为直线段，和/或，所述显示器的第二剖面线段为直线段时，本发明实施例还提供一种计算模块，用于根据所述观察点相对于显示器的位置信息、观察视线角度，以及显示器的第一剖面线段参数信息，计算所述待显示图像的各第一子图像沿第一基准方向的补偿比例；和/或，根据所述观察点相对于显示器的位置信息、观察视线角度，以及显示器的第二剖面线段参数信息，计算所述待显示图像的各第二子图像沿第二基准方向的补偿比例。图8为当所述显示器的第一剖面线段为直线段，和/或，所述显示器的第二剖面线段为直线段时，计算模块的结构示意图，如图8所示，所述计算模块包括：角度信息计算单元81、虚拟曲面计算单元82、基础显示单元划分单元83，以及补偿比例计算单元84。其中，所述角度信息计算单元81，用于根据所述观察点相对于显示器的位置信息、观察视线角度，以及所述第一剖面线段参数信息，计算观察视线与第一剖面线段的夹角、观察点到第一剖面线段两个端点的连线分别与第一剖面线段的夹角；和/或，根据所述观察点相对于显示器的位置信息、观察视线角度，以及所述第二剖面线段参数信息，计算观察视线与第二剖面线段的夹角、观察点到第二剖面线段两个端点的连线分别与第二剖面线段的夹角。
下面以计算待显示图像的各第一子图像沿第一基准方向的补偿比例为例详细介绍。需要说明的是，第二剖面线段为直线段时，计算待显示图像的各第二子图像沿第二基准方向的补偿比例与计算待显示图像的各第一子图像沿第一基准方向的补偿比例类似，本发明实施例在此不作赘述。
参见图4，第一剖面线段S1S2为直线段，观察视线OF与第一剖面线段S1S2的夹角为θ，观察点O和第一剖面线段S1S2端点S1的连线0S1与第一剖面线段S1S2的夹角为θ1，观察点O和第一剖面线段S1S2端点S2的连线0S2与第一剖面线段S1S2的夹角为θ2。
所述虚拟曲面计算单元82，用于根据所述第一剖面线段参数信息，以及观察视线与第一剖面线段的夹角、观察点到第一剖面线段两个端点的连线分别与第一剖面线段的夹角，确定第一虚拟显示平面；和/或，根据所述第二剖面线段参数信息，以及观察视线与第二剖面线段的夹角、观察点到第二剖面线段两个端点的连线分别与第二剖面线段的夹角，确定第二虚拟显示平面。
如图4所示第一剖面线段S1S2的长度为L1，根据几何关系，可以得到观察点O到显示器的第一剖面线段S1S2的距离(示例性的取θ2≥θ1，若θ2≤θ1时，)。经过P点，且垂直于观察视线OF的平面为第一虚拟显示平面M1N1。
所述基础显示单元划分单元83，用于将所述第一虚拟显示平面沿第一方向均分为多个第一基础显示单元，获取第一基础显示单元沿第一方向的长度，每个所述第一基础显示单元与一个所述第一子图像相对应，所述第一方向为第一剖面线段在第一虚拟显示平面上的投影延伸方向；和/或，将所述第二虚拟显示平面沿第二方向均分为多个第二基础显示单元，获取第二基础显示单元沿第二方向的长度，每个所述第二基础显示单元与一个所述第二子图像相对应，所述第二方向为第二剖面线段在第二虚拟显示平面上的投影延伸方向。
第一虚拟显示平面M1N1被观察视线OF分为两部分，观察视线OF上方的部分为Xup，观察视线OF下方的部分为Xdown，Xup是FS1在第一虚拟显示平面M1N1上的投影，Xdown是FS2在第一虚拟显示平面M1N1上的投影。
其中，
将第一虚拟显示平面M1N1沿第一方向均分为多个第一基础显示单元X0。第一方向为第一剖面线段S1S2在第一虚拟显示平面M1N1上的投影延伸方向，即M1N1方向。以Xup为例，Xup中包含m个第一基础显示单元，则第一基础显示单元沿第一方向的长度为示例性的，将第一虚拟显示平面M1N1沿第一方向均分为5个第一基础显示单元，Xup中包含3个第一基础显示单元，Xdown中包含2个第一基础显示单元，沿第一方向依次为W2、W1、X1、X2、X3，每个第一基础显示单元沿第一方向的长度均为X0。且每个所述第一基础显示单元与一个所述第一子图像相对应，因此第一基础显示单元W2、W1、X1、X2、X3依次对应第一子图像B2、B1、A1、A2、A3。
所述补偿比例计算单元84，用于根据所述第一剖面线段参数信息、观察视线与第一剖面线段的夹角、观察点到第一剖面线段两个端点的连线分别与第一剖面线段的夹角，以及第一基础显示单元沿第一方向的长度，计算所述待显示图像的各第一子图像沿第一基准方向的补偿比例；和/或，根据所述第二剖面线段参数信息、观察视线与第二剖面线段的夹角、观察点到第二剖面线段两个端点的连线分别与第二剖面线段的夹角，以及第二基础显示单元沿第二方向的长度，计算所述待显示图像的各第二子图像沿第二基准方向的补偿比例。
根据所述第一剖面线段M1N1的长度L1、观察视线与第一剖面线段的夹角θ、观察点到第一剖面线段两个端点的连线分别与第一剖面线段的夹角θ1、θ2，以及第一基础显示单元沿第一方向的长度X0，计算所述待显示图像的各第一子图像沿第一基准方向的补偿比例k，所述待显示图像的各第一子图像沿第一基准方向乘以相应的补偿比例k，以调整各第一子图像沿第一基准方向上的长度，以使在观察点观察到的补偿后的各第一子图像沿所述第一基准方向上的尺寸相同。第一子图像B2、B1、A1、A2、A3分别乘以相应的补偿比例k，得到补偿后的第一子图像B2’、B1’、A1’、A2’、A3’,在观察点观察到的补偿后的各第一子图像B2’、B1’、A1’、A2’、A3’沿所述第一基准方向上的尺寸均为X0。
可选的，所述补偿比例计算单元84包括：距离计算子单元841，用于根据所述第一剖面线段参数信息、观察视线与第一剖面线段的夹角、观察点到第一剖面线段两个端点的连线分别与第一剖面线段的夹角，计算观察视线与显示器的交点和观察点的距离，以及观察点到所述第一虚拟显示平面的距离；和/或，根据所述第二剖面线段参数信息、观察视线与第二剖面线段的夹角、观察点到第二剖面线段两个端点的连线分别与第二剖面线段的夹角，计算观察视线与显示器的交点与观察点的距离，以及观察点到所述第二虚拟显示平面的距离。
参见图4，观察视线与显示器的交点与观察点的距离观察点到所述第一虚拟显示平面的距离
排布位置计算子单元842，用于根据所述第一剖面线段参数信息、观察视线与第一剖面线段的夹角、观察点和第一剖面线段两个端点的连线分别与第一剖面线段的夹角，以及第一基础显示单元沿第一方向的长度，设置所述待显示图像的各第一子图像沿第一基准方向的排布位置；和/或，根据所述第二剖面线段参数信息、观察视线与第二剖面线段的夹角、观察点到第二剖面线段两个端点的连线分别与第二剖面线段的夹角，以及第二基础显示单元沿第二方向的长度，设置所述待显示图像的各第二子图像沿第二基准方向的排布位置。
如图4所示，以观察视线OF为对称轴，从观察视线OF与第一剖面线段M1N1的交点F为起始点，沿第一基准方向的正方向计数，依次设置各第一子图像为A1、A2、A3；从观察视线OF与第一剖面线段M1N1的交点F为起始点，沿第一基准方向的负方向，依次设置各第一子图像为B1、B2。需要说明的是，图4为方便描述，示例性的设置5个第一子图像，并非对本发明实施例的限制。一般性的，所述待显示图像的各第一子图像沿第一基准方向的排布位置，以观察视线为对称中心，分别向第一基准方向正方向和第一基准方向负方向依次排布。例如沿第一基准方向的正方向的第一子图像的数量为M，沿第一基准方向的负方向的第一子图像的数量为N，那么各第一子图像沿第一基准方向的排布位置设置为：BN、BN-1、BN-2、……、B2、B1、A1、A2、……、AM-1、AM。其中，M和N均为大于1的整数。
补偿比例计算子单元843，用于根据所述待显示图像的各第一子图像沿第一基准方向的排布位置、观察视线与显示器的交点和观察点的距离、观察点到所述第一虚拟显示平面的距离，以及第一基础显示单元沿第一方向的长度，计算所述待显示图像的各第一子图像沿第一基准方向的补偿比例；和/或，根据所述待显示图像的各第二子图像沿第二基准方向的排布位置、观察视线与显示器的交点和观察点的距离、观察点到所述第二虚拟显示平面的距离，以及第二基础显示单元沿第二方向的长度，计算所述待显示图像的各第二子图像沿第二基准方向的补偿比例。
补偿比例k可通过所述待显示图像的各第一子图像沿第一基准方向的排布位置、观察点在所述显示器上的投影与所述观察点的距离、观察点到所述第一虚拟显示平面的距离，以及第一基础显示单元沿第一方向的长度计算获得，具体计算公式为：
n＝1,2,3……；且n∈[1,N],或n∈[1，M]
其中，
n与所述待显示图像的各第一子图像沿第一基准方向的排布位置序号相同，例如，第一子图像B2沿第一基准方向的补偿比例K2为：
图9为当所述显示器的第一剖面线段为曲线段，和/或，所述显示器的第二剖面线段为曲线段时，计算模块的机构示意图，如图9所示，所述计算模块包括：角度信息计算单元91、虚拟曲面计算单元92、基础显示单元划分单元93，以及补偿比例计算单元94。其中，所述角度信息计算单元91，用于根据所述观察点相对于显示器的位置信息、观察视线角度，以及所述第一剖面线段参数信息，计算观察点与第一剖面线段两个端点的连线分别与观察视线的夹角、观察点到第一剖面线段两个端点的连线分别与第一剖面线段两个端点所在切线的夹角；和/或，根据所述观察点相对于显示器的位置信息、观察视线角度，以及所述第二剖面线段参数信息，观察点与第二剖面线段两个端点的连线分别与观察视线的夹角、观察点到第二剖面线段两个端点的连线分别与第二剖面线段两个端点所在切线的夹角。
下面以计算待显示图像的各第一子图像沿第一基准方向的补偿比例为例详细介绍。图10为第一剖面线段为曲线段时，计算待显示图像的各第一子图像沿第一基准方向的补偿比例的示意图。需要说明的是，第二剖面线段为曲线段时，计算待显示图像的各第二子图像沿第二基准方向的补偿比例与计算待显示图像的各第一子图像沿第一基准方向的补偿比例类似，本发明实施例在此不作赘述。
如10所示，第一剖面线段的两个端点为S1和S2。所述第一剖面线段S1S2为曲线段，以S1为坐标原点，获取所述第一剖面线段S1S2的参数信息，一般情况下，曲线段都可以采用多项式拟合来表示，采用方程：
作为第一剖面线段S1S2的方程。
因此，可以得到S1的坐标为(0,0)；S1处切线方程为y＝D1·x；S1处的斜率为D1；S2的坐标为(xS2,yS2)；S2处切线方程为 S2处的斜率为
观察点O和第一剖面线段S1S2的端点S1的连线OS1与第一剖面线段S1S2的端点S1的切线y＝D1·x的夹角为θ1；观察点O和第一剖面线段S1S2的端点S2的连线OS2与第一剖面线段S1S2的端点S2的切线 的夹角为θ2；观察点O与第一剖面线段S1S2的端点S1的连线OS1与观察视线OF的夹角为θ3；观察点O与第一剖面线段S1S2的端点S2的连线OS2与观察视线OF的夹角为θ4。
所述虚拟曲面计算单元92，用于根据所述第一剖面线段参数信息，以及观察点与第一剖面线段两个端点的连线分别与观察视线的夹角、观察点到第一剖面线段两个端点的连线分别与第一剖面线段两个端点所在切线的夹角，确定第一虚拟显示平面；和/或，根据所述第二剖面线段参数信息，以及观察点与第二剖面线段两个端点的连线分别与观察视线的夹角、观察点到第二剖面线段两个端点的连线分别与第二剖面线段两个端点所在切线的夹角，确定第二虚拟显示平面。
根据上述获得的第一剖面线段的曲线段方程、观察点与第一剖面线段两个端点的连线分别与观察视线的夹角θ3、θ4，观察点和第一剖面线段两个端点的连线分别与第一剖面线段两个端点所在切线的夹角θ1、θ2，计算第一虚拟显示平面M1N1的位置，其中第一虚拟显示平面M1N1与视线OF垂直。
进一步的，当所述显示器的第一剖面线段为曲线段，和/或，所述显示器的第二剖面线段为曲线段时，所述虚拟曲面计算单元92包括：坐标计算子单元和虚拟曲面计算子单元。
其中，坐标计算子单元用于根据所述第一剖面线段参数信息，以及观察点与第一剖面线段两个端点的连线分别与观察视线的夹角、观察点到第一剖面线段两个端点的连线分别与第一剖面线段两个端点所在切线的夹角，确定观察点坐标、观察视线与显示器的交点坐标，以及观察视线与所述第一虚拟显示平面的交点坐标；和/或，根据所述第二剖面线段参数信息，以及观察点与第二剖面线段两个端点的连线分别与观察视线的夹角、观察点到第二剖面线段两个端点的连线分别与第二剖面线段两个端点所在切线的夹角，确定观察点坐标、观察视线与显示器的交点坐标，以及观察视线与所述第二虚拟显示平面的交点坐标。
虚拟曲面计算子单元，用于根据所述观察点坐标、观察视线与显示器的交点坐标，以及观察视线与所述第一虚拟显示平面的交点坐标，确定第一虚拟显示平面；和/或，根据所述观察点坐标、观察视线与显示器的交点坐标，以及观察视线与所述第二虚拟显示平面的交点坐标，确定第二虚拟显示平面。
S1处切线的斜倾角为：arctanD1；
S2处切线的斜倾角为：
OS1的斜倾角为：θ1+arctanD1-π
OS2的斜倾角为：
OS1的方程为：y＝tan(θ1+arctanD1)·x
OS2的方程为：
通过上述参数可计算获得观察点O的坐标(xO，yO)为：
观察视线OF的斜倾角为：θ1+θ3+arctanD1-π
观察视线OF的方程为：y-yO＝tan(θ1+θ3+arctanD1-π)·(x-xO)
观察视线OF与显示器的交点F坐标(xF，yF)为下列方程组的解：
观察视线OF与所述第一虚拟显示平面M1N1的交点G坐标(xG，yG)＝(xO-a·(xO-xF),yO-a(yO-yF))
其中，例如设置a＝0.5。
因此通过上述获得的各参数，可以得到第一虚拟显示平面方程为：
y-yG＝-cot(θ1+θ3+arctanD1)·(x-xG)
所述基础显示单元划分单元93，用于将所述第一虚拟显示平面沿第一方向均分为多个第一基础显示单元，获取各第一基础显示单元沿第一方向的位置信息，每个所述第一基础显示单元与一个所述第一子图像相对应，所述第一方向为第一剖面线段在第一虚拟显示平面上的投影延伸方向；和/或，将所述第二虚拟显示平面沿第二方向均分为多个第二基础显示单元，获取各第二基础显示单元沿第二方向的位置信息，每个所述第二基础显示单元与一个所述第二子图像相对应，所述第二方向为第二剖面线段在第二虚拟显示平面上的投影延伸方向。
参见图10，将第一虚拟显示平面M1N1沿第一方向均分为多个第一基础显示单元X0。第一方向为第一剖面线段S1S2在第一虚拟显示平面M1N1上的投影延伸方向，即M1N1方向。第一虚拟显示平面M1N1被观察视线OF分为两部分，观察视线OF左侧部分为Xleft，观察视线OF右侧部分为Xright，Xleft是FS1在第一虚拟显示平面M1N1上的投影，Xright是FS2在第一虚拟显示平面M1N1上的投影。示例性的，将第一虚拟显示平面M1N1沿第一方向均分为7个第一基础显示单元，每个第一基础显示单元沿第一方向的长度都为X0，Xleft中包含2个第一基础显示单元，Xright中包含5个第一基础显示单元；沿第一方向依次为X2、X1、W1、W2、W3、W4、W5，每个所述第一基础显示单元与一个所述第一子图像相对应，以曲线段FS1为例，FS1在第一虚拟显示平面M1N1上的投影Xleft包含2个第一基础显示单元B1、B2，第一基础显示单元沿第一方向的长度为X0，通过计算可得各第一基础显示单元沿第一方向的端点坐标。如图10所示，各第一基础显示单元在第一方向上，远离观察视线一侧的端点b1、b2(相当于M1)的坐标依次为：
(xb1,yb1)＝(xG+xb0,yG+yb0)；
(xb2,yb2)＝(xG+2xb0,yG+2yb0)；
若Xleft包含m个第一基础显示单元时，(xbm,ybm)＝(xG+mxb0,yG+myb0)
其中，
所述补偿比例计算单元94，用于根据所述第一剖面线段参数信息、观察点与第一剖面线段两个端点的连线分别与观察视线的夹角、观察点到第一剖面线段两个端点的连线分别与第一剖面线段两个端点所在切线的夹角，以及各第一基础显示单元沿第一方向的位置信息，计算所述待显示图像的各第一子图像沿第一基准方向的补偿比例；和/或，根据所述第二剖面线段参数信息、观察点与第二剖面线段两个端点的连线分别与观察视线的夹角、观察点到第二剖面线段两个端点的连线分别与第二剖面线段两个端点所在切线的夹角，以及各第二基础显示单元沿第二方向的位置信息，计算所述待显示图像的各第二子图像沿第二基准方向的补偿比例。
根据上述第一剖面线段方程观察点到第一剖面线段两个端点的连线分别与第一剖面线段两个端点所在切线的夹角θ1、θ2；观察点与第一剖面线段两个端点的连线分别与观察视线的夹角θ3、θ4，以及各第一基础显示单元沿第一方向的位置信息(各第一基础显示单元沿第一方向的端点坐标)，即可计算出所述待显示图像的各第一子图像沿第一基准方向的补偿比例k，以调整各第一子图像沿第一基准方向上的长度，以使在观察点观察到的补偿后的各第一子图像沿所述第一基准方向上的尺寸相同。各第一子图像分别乘以相应的补偿比例k，得到补偿后的第一子图像,在观察点观察到的补偿后的各第一子图像沿所述第一基准方向上的尺寸均为X0，因此解决了由于显示器扭曲导致的图像形变问题。
可选的，当所述显示器的第一剖面线段为曲线段，和/或，所述显示器的第二剖面线段为曲线段时，所述补偿比例计算单元94包括：弧长计算子单元941和补偿比例计算子单元942。
其中，所述弧长计算子单元941，用于根据所述第一剖面线段参数信息、观察点与第一剖面线段两个端点的连线分别与观察视线的夹角、观察点到第一剖面线段两个端点的连线分别与第一剖面线段两个端点所在切线的夹角，以及各第一基础显示单元沿第一方向的位置信息，计算各第一基础显示单元在所述显示器上的投影沿第一基准方向的弧长；和/或，根据所述第二剖面线段参数信息、观察点与第二剖面线段两个端点的连线分别与观察视线的夹角、观察点到第二剖面线段两个端点的连线分别与第二剖面线段两个端点所在切线的夹角，以及各第二基础显示单元沿第二方向的位置信息，计算各第二基础显示单元在所述显示器上的投影沿第二基准方向的弧长。
根据各第一基础显示单元在第一方向上，远离观察视线一侧的端点b1、b2(M1)的坐标：
(xB1,yB1)＝(xG+xB0,yG+yB0)；
(xB2,yB2)＝(xG+2xB0,yG+2yB0)；
以及，观察点坐标：
可以计算获得各分隔线ob1、ob2的方程：
ob1：
ob2：
各分隔线ob1、ob2与第一剖面线段S1S2的交点依次为T1、T2(相当于S1)。
T1、T2的坐标可通过下列方程组获得：
T1：
T2：
根据T1、T2的坐标可获得各第一基础显示单元B1、B2在所述显示器上的投影沿第一基准方向的弧长FT1、T1T2:
弧长
弧长
所述补偿比例计算子单元942，用于根据各第一基础显示单元在所述显示器上的投影沿第一基准方向的弧长计算所述待显示图像的各第一子图像沿第一基准方向的补偿比例；和/或，根据各第二基础显示单元在所述显示器上的投影沿第二基准方向的弧长计算所述待显示图像的各第二子图像沿第二基准方向的补偿比例。
待显示图像的各第一子图像沿第一基准方向的补偿比例k1:k2＝弧长FT1：弧长T1T2。
注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (13)

1.一种图像显示系统，其特征在于，包括显示器、探测装置和图像补偿芯片；
所述探测装置位于所述显示器的边框上，用于获取观察点相对于显示器的位置信息、观察视线角度；
所述图像补偿芯片位于所述显示器的驱动面板上，用于将待显示图像沿第一基准方向均分为多个第一子图像；并根据所述观察点相对于显示器的位置信息、观察视线角度，以及显示器的第一剖面线段参数信息，计算所述待显示图像的各第一子图像沿第一基准方向的补偿比例，对所述待显示图像的各第一子图像沿第一基准方向进行补偿；其中，所述第一剖面线段的两个端点与所述显示器的边框相交，并沿第一基准方向延伸，且经过观察视线与显示器的交点；
所述显示器用于显示补偿后的待显示图像，以使在观察点观察到的补偿后的各第一子图像沿所述第一基准方向上的尺寸相同；
所述第一基准方向平行于所述显示器所在平面。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，补偿后的所述待显示图像的各第一子图像沿所述第一基准方向的尺寸大于或等于所述显示器的一个子像素沿所述第一基准方向上的尺寸。
3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述图像补偿芯片还用于：
将所述待显示图像沿第二基准方向均分为多个第二子图像；并根据所述观察点相对于显示器的位置信息、观察视线角度，以及显示器的第二剖面线段参数信息，计算所述待显示图像的各第二子图像沿第二基准方向的补偿比例，对所述待显示图像的各第二子图像沿第二基准方向进行补偿；其中，所述第二剖面线段的两个端点与所述显示器的边框相交，并沿第二基准方向延伸，且经过观察视线与显示器的交点；所述第二基准方向平行于所述显示器所在平面，所述第二基准方向与所述第一基准方向交叉。
4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，补偿后的所述待显示图像的各第二子图像沿所述第二基准方向的尺寸大于或等于所述显示器的一个子像素沿所述第二基准方向上的尺寸。
5.根据权利要求1-4任一所述的系统，其特征在于，所述探测装置包括至少两个摄像头。
6.根据权利要求1-4任一所述的系统，其特征在于，所述图像补偿芯片包括图像采集模块、图像分割模块、计算模块和补偿模块；
其中，所述图像采集模块用于采集待显示图像；
所述图像分割模块用于将采集的待显示图像沿第一基准方向均分为多个第一子图像；和/或，将采集的待显示图像沿第二基准方向均分为多个第二子图像；
所述计算模块用于根据所述观察点相对于显示器的位置信息、观察视线角度，以及显示器的第一剖面线段参数信息，计算所述待显示图像的各第一子图像沿第一基准方向的补偿比例；和/或，根据所述观察点相对于显示器的位置信息、观察视线角度，以及显示器的第二剖面线段参数信息，计算所述待显示图像的各第二子图像沿第二基准方向的补偿比例；
所述补偿模块用于根据所述待显示图像的各第一子图像沿第一基准方向的补偿比例，对所述待显示图像的各第一子图像沿第一基准方向进行补偿；和/或，根据所述待显示图像的各第二子图像沿第二基准方向的补偿比例，对所述待显示图像的各第二子图像沿第二基准方向进行补偿。
7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述显示器的第一剖面线段为直线段或者曲线段，所述显示器的第二剖面线段为直线段或者曲线段。
8.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述图像显示系统还包括：
存储装置，用于存储所述显示器的第一剖面线段的参数信息，和/或，所述显示器的第二剖面线段的参数信息。
9.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述计算模块包括：角度信息计算单元、虚拟曲面计算单元、基础显示单元划分单元，以及补偿比例计算单元，其中，当所述显示器的第一剖面线段为直线段，和/或，所述显示器的第二剖面线段为直线段时，
所述角度信息计算单元，用于根据所述观察点相对于显示器的位置信息、观察视线角度，以及所述第一剖面线段参数信息，计算观察视线与第一剖面线段的夹角、观察点到第一剖面线段两个端点的连线分别与第一剖面线段的夹角；和/或，根据所述观察点相对于显示器的位置信息、观察视线角度，以及所述第二剖面线段参数信息，计算观察视线与第二剖面线段的夹角、观察点到第二剖面线段两个端点的连线分别与第二剖面线段的夹角；
所述虚拟曲面计算单元，用于根据所述第一剖面线段参数信息，以及观察视线与第一剖面线段的夹角、观察点到第一剖面线段两个端点的连线分别与第一剖面线段的夹角，确定第一虚拟显示平面；和/或，根据所述第二剖面线段参数信息，以及观察视线与第二剖面线段的夹角、观察点到第二剖面线段两个端点的连线分别与第二剖面线段的夹角，确定第二虚拟显示平面；
所述基础显示单元划分单元，用于将所述第一虚拟显示平面沿第一方向均分为多个第一基础显示单元，获取第一基础显示单元沿第一方向的长度，每个所述第一基础显示单元与一个所述第一子图像相对应，所述第一方向为第一剖面线段在第一虚拟显示平面上的投影延伸方向；和/或，将所述第二虚拟显示平面沿第二方向均分为多个第二基础显示单元，获取第二基础显示单元沿第二方向的长度，每个所述第二基础显示单元与一个所述第二子图像相对应，所述第二方向为第二剖面线段在第二虚拟显示平面上的投影延伸方向；
所述补偿比例计算单元，用于根据所述第一剖面线段参数信息、观察视线与第一剖面线段的夹角、观察点到第一剖面线段两个端点的连线分别与第一剖面线段的夹角，以及第一基础显示单元沿第一方向的长度，计算所述待显示图像的各第一子图像沿第一基准方向的补偿比例；和/或，根据所述第二剖面线段参数信息、观察视线与第二剖面线段的夹角、观察点到第二剖面线段两个端点的连线分别与第二剖面线段的夹角，以及第二基础显示单元沿第二方向的长度，计算所述待显示图像的各第二子图像沿第二基准方向的补偿比例。
10.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，所述补偿比例计算单元，包括：
距离计算子单元，用于根据所述第一剖面线段参数信息、观察视线与第一剖面线段的夹角、观察点到第一剖面线段两个端点的连线分别与第一剖面线段的夹角，计算观察视线与显示器的交点和观察点的距离，以及观察点到所述第一虚拟显示平面的距离；和/或，根据所述第二剖面线段参数信息、观察视线与第二剖面线段的夹角、观察点到第二剖面线段两个端点的连线分别与第二剖面线段的夹角，计算观察视线与显示器的交点与观察点的距离，以及观察点到所述第二虚拟显示平面的距离；
排布位置计算子单元，用于根据所述第一剖面线段参数信息、观察视线与第一剖面线段的夹角、观察点到第一剖面线段两个端点的连线分别与第一剖面线段的夹角，以及第一基础显示单元沿第一方向的长度，设置所述待显示图像的各第一子图像沿第一基准方向的排布位置；和/或，根据所述第二剖面线段参数信息、观察视线与第二剖面线段的夹角、观察点到第二剖面线段两个端点的连线分别与第二剖面线段的夹角，以及第二基础显示单元沿第二方向的长度，设置所述待显示图像的各第二子图像沿第二基准方向的排布位置；
补偿比例计算子单元，用于根据所述待显示图像的各第一子图像沿第一基准方向的排布位置、观察视线与显示器的交点和观察点的距离、观察点到所述第一虚拟显示平面的距离，以及第一基础显示单元沿第一方向的长度，计算所述待显示图像的各第一子图像沿第一基准方向的补偿比例；和/或，根据所述待显示图像的各第二子图像沿第二基准方向的排布位置、观察视线与显示器的交点和观察点的距离、观察点到所述第二虚拟显示平面的距离，以及第二基础显示单元沿第二方向的长度，计算所述待显示图像的各第二子图像沿第二基准方向的补偿比例。
11.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述计算模块包括：角度信息计算单元、虚拟曲面计算单元、基础显示单元划分单元，以及补偿比例计算单元，其中，当所述显示器的第一剖面线段为曲线段，和/或，所述显示器的第二剖面线段为曲线段时，
所述角度信息计算单元，用于根据所述观察点相对于显示器的位置信息、观察视线角度，以及所述第一剖面线段参数信息，计算观察点与第一剖面线段两个端点的连线分别与观察视线的夹角、观察点到第一剖面线段两个端点的连线分别与第一剖面线段两个端点所在切线的夹角；和/或，根据所述观察点相对于显示器的位置信息、观察视线角度，以及所述第二剖面线段参数信息，计算观察点与第二剖面线段两个端点的连线分别与观察视线的夹角、观察点到第二剖面线段两个端点的连线分别与第二剖面线段两个端点所在切线的夹角；
所述虚拟曲面计算单元，用于根据所述第一剖面线段参数信息，以及观察点与第一剖面线段两个端点的连线分别与观察视线的夹角、观察点到第一剖面线段两个端点的连线分别与第一剖面线段两个端点所在切线的夹角，确定第一虚拟显示平面；和/或，根据所述第二剖面线段参数信息，以及观察点与第二剖面线段两个端点的连线分别与观察视线的夹角、观察点到第二剖面线段两个端点的连线分别与第二剖面线段两个端点所在切线的夹角，确定第二虚拟显示平面；
所述基础显示单元划分单元，用于将所述第一虚拟显示平面沿第一方向均分为多个第一基础显示单元，获取各第一基础显示单元沿第一方向的位置信息，每个所述第一基础显示单元与一个所述第一子图像相对应，所述第一方向为第一剖面线段在第一虚拟显示平面上的投影延伸方向；和/或，将所述第二虚拟显示平面沿第二方向均分为多个第二基础显示单元，获取各第二基础显示单元沿第二方向的位置信息，每个所述第二基础显示单元与一个所述第二子图像相对应，所述第二方向为第二剖面线段在第二虚拟显示平面上的投影延伸方向；
所述补偿比例计算单元，用于根据所述第一剖面线段参数信息、观察点与第一剖面线段两个端点的连线分别与观察视线的夹角、观察点到第一剖面线段两个端点的连线分别与第一剖面线段两个端点所在切线的夹角，以及各第一基础显示单元沿第一方向的位置信息，计算所述待显示图像的各第一子图像沿第一基准方向的补偿比例；和/或，根据所述第二剖面线段参数信息、观察点与第二剖面线段两个端点的连线分别与观察视线的夹角、观察点到第二剖面线段两个端点的连线分别与第二剖面线段两个端点所在切线的夹角，以及各第二基础显示单元沿第二方向的位置信息，计算所述待显示图像的各第二子图像沿第二基准方向的补偿比例。
12.根据权利要求11所述的系统，其特征在于，所述虚拟曲面计算单元包括：
坐标计算子单元，用于根据所述第一剖面线段参数信息，以及观察点与第一剖面线段两个端点的连线分别与观察视线的夹角、观察点到第一剖面线段两个端点的连线分别与第一剖面线段两个端点所在切线的夹角，确定观察点坐标、观察视线与显示器的交点坐标，以及观察视线与所述第一虚拟显示平面的交点坐标；和/或，根据所述第二剖面线段参数信息，以及观察点与第二剖面线段两个端点的连线分别与观察视线的夹角、观察点到第二剖面线段两个端点的连线分别与第二剖面线段两个端点所在切线的夹角，确定观察点坐标、观察视线与显示器的交点坐标，以及观察视线与所述第二虚拟显示平面的交点坐标；
虚拟曲面计算子单元，用于根据所述观察点坐标、观察视线与显示器的交点坐标，以及观察视线与所述第一虚拟显示平面的交点坐标，确定第一虚拟显示平面；和/或，根据所述观察点坐标、观察视线与显示器的交点坐标，以及观察视线与所述第二虚拟显示平面的交点坐标，确定第二虚拟显示平面。
13.根据权利要求12所述的系统，其特征在于，所述补偿比例计算单元包括：
弧长计算子单元，用于根据所述第一剖面线段参数信息、观察点与第一剖面线段两个端点的连线分别与观察视线的夹角、观察点到第一剖面线段两个端点的连线分别与第一剖面线段两个端点所在切线的夹角，以及各第一基础显示单元沿第一方向的位置信息，计算各第一基础显示单元在所述显示器上的投影沿第一基准方向的弧长；和/或，根据所述第二剖面线段参数信息、观察点与第二剖面线段两个端点的连线分别与观察视线的夹角、观察点到第二剖面线段两个端点的连线分别与第二剖面线段两个端点所在切线的夹角，以及各第二基础显示单元沿第二方向的位置信息，计算各第二基础显示单元在所述显示器上的投影沿第二基准方向的弧长；
补偿比例计算子单元，用于根据各第一基础显示单元在所述显示器上的投影沿第一基准方向的弧长计算所述待显示图像的各第一子图像沿第一基准方向的补偿比例；和/或，根据各第二基础显示单元在所述显示器上的投影沿第二基准方向的弧长计算所述待显示图像的各第二子图像沿第二基准方向的补偿比例。
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