CN105391997B - 立体显示装置的三维视点校正方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种立体显示装置的三维视点校正方法。所述立体显示装置包括用于捕捉观察者双眼位置坐标的前置摄像装置。所述立体显示装置的三维视点校正方法包括如下步骤：通过所述前置摄像装置捕捉观察者的双眼位置坐标；将所述双眼位置坐标与所述立体显示装置的预设基准点坐标对比计算得到偏移量；调用所述偏移量对所述立体显示装置输出的画面进行三维视点校正。本发明提供的立体显示装置的三维视点校正方法使得所述立体显示装置实现用户自行进行三维视点校正操作，方便快捷。

Description

立体显示装置的三维视点校正方法

技术领域

本发明涉及立体显示技术领域，特别涉及一种立体显示装置的三维视点校正方法。

背景技术

当前，立体显示装置已越来越为人所熟知，立体显示的模式主要包括眼镜立体模式和裸眼立体模式。眼镜立体模式的显示装置需要佩戴特殊的眼镜，左眼镜片和右眼镜片分别允许不同偏振方向的线偏光透过，从而左眼和右眼观看到的图像为不同偏振方向的线偏光形成的图像，大脑将左眼图像和右眼图像进行整合呈现立体图像。由于人们在观看眼镜立体显示的图像时需要佩戴专用眼镜，否则图像就会变得模糊，使得所述眼镜立体的应用范围受到了局限。因此，裸眼立体模式的显示装置受到越来越多人的喜爱。

目前，如图1和图2所示，裸眼立体技术多采用显示器1和光调制器2组合的方案来实现左右眼内容分离，最后由观察者的大脑来处理处立体影像。通常，光调制器2都需要同显示器1做精确对位贴合，贴合精度理论上都需要达到10微米左右。而随着如今显示器1的逐步提高，对这个精度的要求也越来越高，甚至需要做到5微米的水平，才能保证用户的视点位于立体显示设备屏幕的中央线，让用户有舒适的立体体验，如图1中所示。这种贴合精度对生产设备的要求非常高，设计生产或者购买这样的设备都将投入巨额的资金。

针对这种情况，市场上又出现了显示器+光调制器+眼部跟踪的方案来解决贴合精度不达标的问题。该方案由于搭配了眼部跟踪系统，显示器可以根据人眼的位置实时调制图像内容，让人眼始终看到对应眼睛的内容。如图2中所示，在贴合精度不高时，立体显示器的正视点可能偏离了屏幕的正中央位置，造成观察者观看时出现眩晕的问题。

当显示器和光调制器贴合完成后，精度可能只有100微米，此时，所有的立体显示设备在出厂前都会做一个视点校正的动作。大致思路是：让该立体显示器显示特定的测试画面，投射到图像接收设备上和标准的画面比对，计算出差异并换算成贴合偏移量，再将这个偏移量反馈到并保存在该显示器内部的存储器中。开启立体功能时，播放软件和处理立体内容时就会增加这个偏移量，最终确保中间视点刚好位于显示屏的正中央位置。

但是，而这种视点校正的方法也存在一个风险，那就是当使用者更新操作系统的时候或者某些特殊的操作时，可能将预先保持在存储器中的偏移量参数给擦除掉，导致设备成为一个没有经过校正过的设备，严重影响后续的使用。

因此，有必要提供一种可以供用户自行进行三维视点校正操作的立体显示装置的三维视点校正方法。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种可以供用户自行进行三维视点校正操作的立体显示装置的三维视点校正方法。

本发明提供一种立体显示装置的三维视点校正方法。所述立体显示装置包括用于捕捉观察者双眼位置坐标的前置摄像装置。所述立体显示装置的三维视点校正方法包括如下步骤：a、通过所述前置摄像装置捕捉观察者的双眼位置坐标；b、将所述双眼位置坐标与所述立体显示装置的预设基准点坐标对比计算得到偏移量；c、调用所述偏移量对所述立体显示装置输出的画面进行三维视点校正。

在本发明提供的立体显示装置的三维视点校正方法一较佳实施例中，所述步骤a包括如下步骤：接收终端设备输出的三维视点校正请求，并开启立体显示装置的前置摄像装置；发送第一视点校正命令至所述终端设备，以确定观察者处于所述立体显示装置的三维观察位置；所述立体显示装置输出校正画面，所述校正画面包括第一校正画面和第二校正画面；发送第二视点校正命令至所述终端设备，以确定观察者的左眼和右眼分别观察到所述第一校正画面和所述第二校正画面；通过所述前置摄像装置捕捉观察者的双眼位置坐标。

在本发明提供的立体显示装置的三维视点校正方法一较佳实施例中，在步骤a中，选取观察者的双眼连线的中点位置坐标作为双眼位置坐标。

在本发明提供的立体显示装置的三维视点校正方法一较佳实施例中，所述终端设备包括一人机交互界面，所述第一视点校正命令和所述第二视点校正命令分别以文字和/或语音播报的方式呈现在所述终端设备的人机交互界面上。

在本发明提供的立体显示装置的三维视点校正方法一较佳实施例中，当观察者闭上右眼，用左眼观察到第一校正画面，且当观察者闭上左眼，用右眼观察到第二校正画面时，所述前置摄像装置捕捉所述双眼位置坐标。

在本发明提供的立体显示装置的三维视点校正方法一较佳实施例中，所述第一校正画面和所述第二校正画面为不相同的画面。

在本发明提供的立体显示装置的三维视点校正方法一较佳实施例中，在步骤b中，所述预设基准点坐标为所述立体显示装置的中心基准点坐标，如果所述前置摄像装置捕捉观察者的双眼位置坐标为(X，Y)，则相对于所述立体显示装置的中心基准点(x₀，y₀)的偏移量为Δx＝X-x₀，Δy＝Y-y₀。

在本发明提供的立体显示装置的三维视点校正方法一较佳实施例中，所述立体显示装置自动调用所述偏移量使所述立体显示装置输出画面的三维视点位于其中央位置。

在本发明提供的立体显示装置的三维视点校正方法中，利用所述前置摄像装置捕捉观察者的双眼位置坐标，并将其发送至预先设有所述基准点坐标的处理器中。然后，所述处理器将所述双眼位置坐标与所述预先设定的基准点坐标进行对比，并计算得到所述偏移量，然后所述偏移量被存储于所述三维视点校正部件的存储器内。当所述立体显示装置进行三维影像输出时，所述立体显示装置自动调用所述偏移量，并根据所述偏移量在其图像算法中对整个图像的排图规则进行整体调整，使所述立体显示装置实际输出画面的三维视点位于其中央位置。因此，所述立体显示装置的三维视点校正方法使得所述立体显示装置实现用户自行进行三维视点校正操作，方便快捷。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅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它的附图，其中：

图1是观察者的视点位于立体显示装置的屏幕中央线的示意图；

图2是观察者的视点偏离立体显示装置的屏幕中央线的示意图；

图3是与本发明提供的立体显示装置的三维视点校正方法相关的立体显示装置一较佳实施例的结构框图；

图4是图3所示立体显示装置的三维视点校正组件的结构框图；

图5是图3所示立体显示装置的三维可视范围和基准点坐标的示意图；

图6是本发明实施例提供的立体显示装置的三维视点校正方法的流程框图；

图7是图6所示立体显示装置的三维视点校正方法中步骤S1的流程框图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图3，是与本发明提供的立体显示装置的三维视点校正方法相关的立体显示装置100一较佳实施例的结构框图。所述立体显示装置100包括显示组件10、光调制器30和三维视点校正组件50。所述光调制器30设于所述显示组件10的出光侧，所述三维视点校正组件50设于所述立体显示装置100内部，用于校正所述立体显示装置100输出画面的三维视点。

所述显示组件10可以提供视差图像，包括但不限于TFT(Thin Film Transistor)显示组件、OLED(Organic Light-Emitting Diode)显示组件、PDP(Plasma Display Panel)显示组件、EL(electro-luminescence)显示组件等。其中，所述显示组件10还可以提供用于三维视点校正的校正画面。所述校正画面包括画面不相同的第一校正画面和第二校正画面。在本实施例中，所述第一校正画面为白色画面，所述第二校正画面为黑色画面。

所述光调制器30包括但不限于柱面透镜、液晶透镜和液晶光栅等，其可以将所述视差图像中的左右眼内容分离，最后在观察者的大脑中形成三维影像。当然，不限于本实施例，所述光调制器30也可以具有较好的二维影像透过性。

请参阅图4，是图3所示立体显示装置100的三维视点校正组件50的结构框图。所述三维视点校正组件50包括前置摄像装置51、处理器52和存储器53，所述前置摄像装置51和存储器53分别与所述处理器52电连接。

所述前置摄像装置51设于所述立体显示装置100的前侧，用于捕捉观察者双眼的位置坐标，并发送所述双眼的位置坐标至所述处理器52。在本实施例中，所述三维视点校正组件50至少包括一个所述前置摄像装置51。

其中，每一所述前置摄像装置51包括摄像头(图未示)和辅助设备(图未示)。其中，所述摄像头捕捉所述观察者的双眼位置坐标，所述辅助设备用于辅助所述摄像头捕捉观察者双眼的位置坐标，并提高所述摄像头的捕捉精度。在本实施例中，所述辅助设备包括但不限于红外感应器。可选择地，所述前置摄像装置51还可以实时捕捉所述观察者的双眼位置坐标，并实时反馈至所述处理器52。

所述处理器52接收所述前置摄像装置51发送的所述双眼位置坐标。其中，在所述处理器52内预先设定有基准点坐标，所述基准点坐标是指位置坐标与图像处理算法一一对应的数据组，是所述立体显示装置100进行视点校正的基本参数。

当所述处理器52接收所述的双眼位置坐标后，所述处理器52将所述双眼位置坐标与所述预设基准点坐标进行对比，并计算得到偏移量。其中，所述偏移量反映了校正前和校正后所述立体显示装置100输出画面的视点偏移。

所述存储器53用于存储所述偏移量。在本实施例中，所述存储器53为非易失性存储器。当所述立体显示装置100进行立体画面输出时，所述立体显示装置100可以随时调用所述存储器53中的偏移量以进行输出画面的三维视点校正。

接下来将对所述立体显示装置100的三维视点校正的工作原理进行描述。

对于所述立体显示装置100而言，所述立体显示装置100可以观看三维影像的范围比观看二维影像的范围要小。一般情况下，具有眼部追踪系统的立体显示装置的三维可视范围θ在±30度左右。

如图5中所示，将所述立体显示装置100的三维视角范围划分为N个小的角度范围α，N为≧3的整数。N取决于所述立体显示装置100的三维视角，所述三维视角的物理意义是观察者在此角度内可以观看到理想的三维效果，其值一般为4～8度之间。如果观察者的双眼超出了所述三维视角，就会由于三维串扰超出了可接受的范围而导致无法观看到三维效果。因此，划分整个三维可视范围θ时，N个所述小角度范围α一般不超过所述立体显示装置100的三维视角，即θ＝N*α。

由于人的双眼间距比较固定，相对位置也比较固定，因此取双眼位置坐标的时候仅选取双眼连线的中点位置坐标作为双眼位置坐标(X，Y)。在每一个所述小角度范围α内，都设定其中心点作为基准点。比如，设定位于所述立体显示装置100正中央位置的所述小角度范围α内的中心点记作中心基准点，其坐标为(x₀，y₀)，则其两侧对称分布的基准点坐标分别设定为(-x_n，-y_n)······(-x_i，-y_i)······(x_i，y_i)·····(x_n，y_n)。

在对所述立体显示装置100进行视点校正的过程中，如果所述显示组件10和所述光调制器30能实现非常精确的对位，则当观察者的双眼能够分别看到所述第一校正画面和所述第二校正画面时，所述双眼位置坐标(X，Y)就可以落在中心基准点(x₀，y₀)的范围内。

但是，由于所述显示组件10和所述光调制器30的贴合精度问题，所述立体显示装置100基本无法实现非常精准的对位。在此种情况下，如果所述双眼位置坐标(X，Y)移动到(x_i，y_i)坐标所在的范围内时，观察者的双眼才能分别看到所述第一校正画面和所述第二校正画面，那么相对于所述立体显示装置100的中心基准点(x₀，y₀)就可以得到一个偏移量Δx＝X-x₀，Δy＝Y-y₀。所述偏移量(Δx，Δy)就是所述立体显示装置100的贴合偏位值。当所述立体显示装置100进行三维影像输出时，所述立体显示装置100就会自动调用所述偏移量作为三维视点的修正参数，并根据所述偏移量的数值在其图像算法中对整个图像的排图规则进行整体调整，使所述立体显示装置100实际输出画面的三维视点位于其中央位置。

请参阅图6，是本发明实施例提供的立体显示装置的三维视点校正方法的流程框图。本发明提供的立体显示装置的三维视点校正方法200，包括如下步骤：

S1、通过所述前置摄像装置捕捉观察者的双眼位置坐标；

请参阅图7，是图6所示立体显示装置的三维视点校正方法200中步骤S1的流程框图。在本发明提供的立体显示装置的三维视点校正方法200中，所述步骤S1包括如下步骤：

S11、接收终端设备输出的三维视点校正请求，并开启所述立体显示装置100的前置摄像装置51；

所述终端设备包括但不限于手机、平板、电脑显示器、遥控器等合适的电子终端。而且，所述终端设备具有一人机交互界面，所述人机交互界面用于引导观察者进行校正操作。

S12、发送第一视点校正命令至所述终端设备，以确定观察者处于所述立体显示装置100的三维观察位置；

在本步骤S12中，所述第一视点校正命令以文字和/或语音播报的方式呈现在所述终端设备的人机交互界面上。而且，所述第一视点命令包含的信息包括但不限于：指导用户的双眼注视屏幕的正中央，距离屏幕30厘米(不同的立体显示装置具有不同的预先设计好的距离)，尽量双眼连线的中心线与屏幕中央线保持重合，直到校正完成之前请尽量保持不动。

所述第一视点校正命令的目的在于确定观察者是否处于所述立体显示装置100的三维观察位置，即提示用户预先处于正确的三维观察位置附近，方便下一步骤的进行。

也就是说，在所述步骤S12中，如果观察者处于所述立体显示装置100的三维观察位置，且所述终端设备将所述观察者处于所述立体显示装置100的三维观察位置的信息发送至所述立体显示装置100，则执行步骤S13。

S13、所述立体显示装置100输出校正画面，所述校正画面包括第一校正画面和第二校正画面；

在本发明提供的立体显示装置100中，所述第一校正画面和所述第二校正画面为不相同的画面。在本实施例中，所述第一校正画面为白色画面，所述第二校正画面为黑色画面。不限于本实施例，在其他可替代实施例中，所述第一校正画面和所述第二校正画面还可以是其他合适的画面，本发明对此不做限定。

当然，所述校正画面的颜色或者图案并不做特别要求，只要是能让观察者的双眼分别观察到的内容有比较大的对比和反差，以便观察者能清楚的辨别是否是全部同一颜色/图案就包含在本发明的创作构思范围内。

S14、发送第二视点校正命令至所述终端设备，以确定观察者的左眼和右眼分别观察到所述第一校正画面和所述第二校正画面；

在步骤S14中，所述第二视点校正命令以文字和/或语音播报的方式呈现在所述终端设备的人机交互界面上。而且，所述第二视点命令包含的信息包括但不限于：指导用户水平移动双眼位置，移动过程中只用一只眼睛观看屏幕，直到用户左眼看到屏幕显示所述第一校正画面(此时闭上右眼)，右眼看到屏幕显示所述第二校正画面(此时闭上左眼)时，点击OK按键。

也就是说，在步骤S14中，确定所述观察者的左眼和右眼是否分别观察到所述第一校正画面和所述第二校正画面的过程包括观察者闭上右眼，移动左眼观察到第一校正画面；观察者闭上左眼，移动右眼观察到第二校正画面。

S15、通过所述前置摄像装置51捕捉观察者的双眼位置坐标；

在步骤S15中，捕捉所述观察者的双眼位置坐标需要满足的条件为当观察者闭上右眼，用左眼观察到第一校正画面，且当观察者闭上左眼，用右眼观察到第二校正画面时，所述前置摄像装置51捕捉所述双眼位置坐标。

其中，需要注意的是，在步骤S15中，由于人的双眼间距比较固定，相对位置也比较固定，选取双眼连线的中点位置坐标作为双眼位置坐标(X，Y)。

S2、将所述双眼位置坐标与所述立体显示装置100的预设基准点坐标对比计算得到偏移量；

在步骤S2中，如果所述双眼位置坐标(X，Y)移动到(x_i，y_i)坐标所在的范围内时，观察者的双眼才能分别看到所述第一校正画面和所述第二校正画面，那么相对于所述立体显示装置100的中心基准点(x₀，y₀)就可以得到一个偏移量Δx＝X-x₀，Δy＝Y-y₀。

S3、调用所述偏移量对所述立体显示装置100输出的画面进行三维视点校正。

在步骤S3中，所述立体显示装置100会自动调用所述偏移量作为三维视点的修正参数，并根据所述偏移量的数值在其图像算法中对整个图像的排图规则进行整体调整，使所述立体显示装置100实际输出画面的三维视点位于其中央位置。

在本发明提供的立体显示装置的三维视点校正方法200中，利用所述前置摄像装置51捕捉观察者的双眼位置坐标，并将其发送至预先设有所述基准点坐标的处理器52中。然后，所述处理器52将所述双眼位置坐标与所述预先设定的基准点坐标进行对比，并计算得到所述偏移量，然后所述偏移量被存储于所述三维视点校正部件50的存储器53内。当所述立体显示装置100进行三维影像输出时，所述立体显示装置100自动调用所述偏移量，并根据所述偏移量在其图像算法中对整个图像的排图规则进行整体调整，使所述立体显示装置100实际输出画面的三维视点位于其中央位置。因此，所述立体显示装置的三维视点校正方法200使得所述立体显示装置100实现用户自行进行三维视点校正操作，方便快捷。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (7)

1.一种立体显示装置的三维视点校正方法，所述立体显示装置包括用于捕捉观察者双眼位置坐标的前置摄像装置，其特征在于，所述立体显示装置的三维视点校正方法包括如下步骤：

a、通过所述前置摄像装置捕捉观察者的双眼位置坐标；

所述步骤a包括如下步骤：

接收终端设备输出的三维视点校正请求，并开启立体显示装置的前置摄像装置；

发送第一视点校正命令至所述终端设备，以确定观察者处于所述立体显示装置的三维观察位置；

所述立体显示装置输出校正画面，所述校正画面包括第一校正画面和第二校正画面；

发送第二视点校正命令至所述终端设备，以确定观察者的左眼和右眼分别观察到所述第一校正画面和所述第二校正画面；

通过所述前置摄像装置捕捉观察者的双眼位置坐标；

b、将所述双眼位置坐标与所述立体显示装置的预设基准点坐标对比计算得到偏移量；

c、调用所述偏移量对所述立体显示装置输出的画面进行三维视点校正。

2.根据权利要求1所述的立体显示装置的三维视点校正方法，其特征在于，在步骤a中，选取观察者的双眼连线的中点位置坐标作为双眼位置坐标。

3.根据权利要求1所述的立体显示装置的三维视点校正方法，其特征在于，所述终端设备包括一人机交互界面，所述第一视点校正命令和所述第二视点校正命令分别以文字和/或语音播报的方式呈现在所述终端设备的人机交互界面上。

4.根据权利要求1所述的立体显示装置的三维视点校正方法，其特征在于，当观察者闭上右眼，用左眼观察到第一校正画面，且当观察者闭上左眼，用右眼观察到第二校正画面时，所述前置摄像装置捕捉所述双眼位置坐标。

5.根据权利要求4所述的立体显示装置的三维视点校正方法，其特征在于，所述第一校正画面和所述第二校正画面为不相同的画面。

6.根据权利要求1所述的立体显示装置的三维视点校正方法，其特征在于，在步骤b中，所述预设基准点坐标为所述立体显示装置的中心基准点坐标，如果所述前置摄像装置捕捉观察者的双眼位置坐标为(X，Y)，则相对于所述立体显示装置的中心基准点(x₀，y₀)的偏移量为Δx＝X-x₀，Δy＝Y-y₀。

7.根据权利要求1所述的立体显示装置的三维视点校正方法，其特征在于，在步骤c中，当所述立体显示装置进行三维影像输出时，所述立体显示装置自动调用所述偏移量作为三维视点的修正参数，并根据所述偏移量的数值在其图像算法中对整个图像的排图规则进行整体调整，使所述立体显示装置实际输出画面的三维视点位于其中央位置。