CN106291952A - 一种裸眼3d图像的显示方法、装置及液晶显示屏 - Google Patents

Abstract

本发明适用于3D显示技术领域，提供了一种裸眼3D图像的显示方法、装置及液晶显示屏，所述方法包括：确定柱状透镜和子像素的相对位置；根据所述相对位置对所述子像素进行分类，得到N类子像素，将所述N类子像素填入至对应的N个视差图中。本发明，每一类子像素对应一个视差图，相比现有技术，明显地增加了视差图的数量，在用户观看时，视差跳变过渡平滑，并且符合光场空间分布，解决了现有技术，视差图数量有限导致的视差跳变明显，会引起人眼不适或者疲劳的问题。

Description

一种裸眼3D图像的显示方法、装置及液晶显示屏

技术领域

本发明属于3D显示技术领域，尤其涉及一种裸眼3D图像的显示方法、装置及液晶显示屏。

背景技术

裸眼式3D技术使人类摆脱了眼镜的束缚，人类不戴眼镜就能看到逼真的三维影像。其中的柱状透镜(Lenticular Lens)技术，也被称为双凸透镜或微柱透镜技术。它相比视差障壁技术最大的优点是三维影像的亮度不会受到影响，但用户的观测视角宽度会稍小。它的原理是：在液晶显示屏的前面加上一层柱状透镜，使液晶显示屏的像平面位于柱状透镜的焦平面上，这样在每个柱状透镜下面的图像的像素被分成几个子像素，柱状透镜能以不同的方向投影每个子像素。于是用户的双眼从不同的角度观看液晶显示屏，就看到不同的子像素。一般柱透镜与子像素列不是平行的，而是成一定的角度，这样就可以使每一组子像素重复投射视区，而不是只投射一组视差图像。

以往的柱状透镜式裸眼3D技术所采用的图像显示方法一般是用7-12幅具有水平视差的图像组合排布，由于视差图像数量有限，导致视差跳变明显、过渡不平滑，在观看时，会引起人眼不适或疲劳。

发明内容

本发明实施例提供了一种裸眼3D图像的显示方法、装置及液晶显示屏，旨在解决现有技术提供的裸眼3D图像的显示方法，由于视差图像数量有限，导致视差跳变明显，在观看时，会引起人眼不适或疲劳的问题。

一方面，提供一种裸眼3D图像的显示方法，所述方法包括：

确定柱状透镜和子像素的相对位置；

根据所述相对位置对所述子像素进行分类，得到N类子像素，将所述N类子像素填入至对应的N个视差图中。

进一步地，在所述根据所述相对位置对所述子像素进行分类，得到N类子像素，将所述N类子像素填入至对应的N个视差图中之后，所述方法还包括：

从所述N类子像素中选择处于所述柱状透镜边界位置的M类子像素作为过渡像素；

对所述M类过渡像素进行重新分类，将重新分类得到的M类子像素分别填入至与所述柱状透镜边界位置的M个子像素对应的视差图中。

进一步地，所述柱状透镜和子像素的相对位置柱状透镜的斜率、节距和液晶显示屏中子像素的排布方式所决定。

进一步地，根据子像素的左下角端点与覆盖所述子像素的柱状透镜的左边界的距离来确定柱状透镜和所述子像素的相对位置；

根据所述距离对所述子像素进行分类，得到N类子像素。

另一方面，提供一种裸眼3D图像的显示装置，所述显示装置包括：

位置确定单元，用于确定柱状透镜和子像素的相对位置；

第一分类填充单元，用于根据所述相对位置对所述子像素进行分类，得到N类子像素，将所述N类子像素填入至对应的N个视差图中。

进一步地，所述显示装置，还包括：

过渡像素确定单元，用于从所述N类子像素中选择处于所述柱状透镜边界位置的M类子像素作为过渡像素；

第二分类填充单元，用于对所述M类过渡像素进行重新分类，将重新分类得到的M类子像素分别填入至与所述柱状透镜边界位置的M个子像素对应的视差图中。

进一步地，所述柱状透镜和子像素的相对位置由柱状透镜的斜率、节距和液晶显示屏中子像素的排布方式所决定。

进一步地，所述位置确定单元根据子像素左下角端点与覆盖所述子像素的柱状透镜的左边界的距离来确定柱状透镜和所述子像素的相对位置；

所述第一分类填充单元根据所述距离对所述子像素进行分类，得到N类子像素。

再一方面，提供一种液晶显示屏，所述液晶显示屏包括如上所述的裸眼3D图像的显示装置。

在本发明实施例，确定柱状透镜和子像素的相对位置后，根据所述相对位置对所述子像素进行分类，得到N类子像素，将所述N类子像素填入至对应的N个视差图中。使得每一类子像素对应一个视差图，相比现有技术，明显地增加了视差图的数量，在用户观看时，视差跳变过渡平滑，并且符合光场空间分布，解决了现有技术，视差图数量有限导致的视差跳变明显，会引起人眼不适或者疲劳的问题。

附图说明

图1是本发明实施例一提供的裸眼3D图像的显示方法的实现流程图；

图2a和图2b是本发明实施例一中提供的柱状透镜下不同位置下的子像素折射到空间中的不同位置示意图；

图3是本发明实施例一中提供的柱状透镜前人眼看到的不同视点取决于柱状透镜下子像素与柱状透镜的相对位置的示意图；

图4是斜率为18:5的柱状透镜中的子像素的排布示意图；

图5是斜率为6:1的柱状透镜中的子像素的排布示意图；

图6是本发明实施例二提供的裸眼3D图像的显示方法的实现流程图；

图7是本发明实施例三提供的裸眼3D图像的显示装置的实现流程图；

图8是本发明实施例四提供的裸眼3D图像的显示装置的结构框图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

在本发明实施例中，确定柱状透镜和子像素的相对位置后，根据所述相对位置对所述子像素进行分类，得到N类子像素，将所述N类子像素填入至对应的N个视差图中。最终，每一类子像素对应一个视差图，相比现有技术，明显地增加了视差图的数量，在用户观看时，视差跳变过渡平滑，并且符合光场空间分布。

以下结合具体实施例对本发明的实现进行详细描述：

实施例一

图1示出了本发明实施例一提供的裸眼3D图像的显示方法的实现流程，详述如下：

在步骤S101中，确定柱状透镜和子像素的相对位置。

在本发明实施例中，柱状透镜和子像素的相对位置由柱状透镜的斜率、节距和液晶显示屏中子像素的排布方式所决定。

具体的，可以根据子像素左下角端点与覆盖该子像素的柱状透镜的左边界的距离来确定柱状透镜和子像素的相对位置。

在步骤S102中，根据所述相对位置对所述子像素进行分类，得到N类子像素，将所述N类子像素填入至对应的N个视差图中。

在本发明实施例中，子像素左下角端点与覆盖该子像素的柱状透镜的左边界的距离不同，子像素对应的视差图像经过柱状透镜后的投射方向也不同，根据该距离，可先将子像素分类为N类，再将分类得到的N类子像素填入至对应的N个视差图中。

一般由于柱状透镜和子像素的相对位置较多，子像素分类也较多，可根据实际情况将邻近的相对位置归为一类。

因为显示屏的子像素有一定的宽度，假设一个子像素为一个点光源，发光位置位于子像素的中心点。根据柱状透镜的折射原理，柱状透镜下位于焦平面的点光源经过柱状透镜后，成为平行光，传播方向为点光源和柱状透镜中心点的连线方向。如图2a所示，子像素1-5依次折射到空间中不同位置，子像素1折射方向靠最右边，子像素5折射方向靠最左边；当柱状透镜下的子像素与柱透镜相对位置发生平移后，如图2b所示，子像素经过柱状透镜折射的方向也发生改变，若子像素相对柱状透镜往右边移动，则折射方向为反向移动，即往左边移动。叠加起来看，如图3所示，柱状透镜前人眼看到的不同视点取决于柱状透镜和它覆盖下的子像素的相对位置。可以看出，柱状透镜和子像素的相对位置的种类越多，会有更多的视差图投射到空间中，视差过渡会更加平滑，人眼不会容易产生视觉疲劳和不适。

下面以2个实施实例来介绍一下，如何根据柱状透镜和子像素的相对位置对所述子像素进行分类，得到N类子像素，将所述N类子像素填入至对应的N个视差图中。

首先，以斜率为18：5的柱状透镜为例来进行说明：

单个透镜水平覆盖8个子像素(即传统的8路视差)如图4所示，两条斜线为单个柱透镜的边界，重复周期为水平方向8个子像素(每个像素有rgb三个子像素)，竖直重复周期为6排。

1)、计算柱状透镜和子像素的相对位置，并根据所述相对位置将所述子像素分类(假设每个子像素的宽度为a，柱状透镜和子像素的相对位置由子像素左下角端点与透镜左边界的距离来确定)。

例如，在图4中，2G-F位置的子像素左下端点与柱状透镜左边界相交，距离为0，归为类1；

2B-E位置的子像素左下端点与柱状透镜边界距离为a/6，归为类2；

3R-D位置的子像素左下端点与柱状透镜边界距离为2a/6，归为类3；

3G-C位置的子像素左下端点与柱状透镜边界距离为3a/6，归为类4；

3B-B位置的子像素左下端点与柱状透镜边界距离为4a/6，归为类5；

4R-A位置的子像素左下端点与柱状透镜边界距离为5a/6，归为类6；

2B-E位置的子像素左下端点与柱状透镜边界距离为a，归为类7；

……

6G-A位置的子像素左下端点与透镜边界距离为7a+5a/6，归为类48。

2)、将所述N类子像素填入至对应的N个视差图中。

可以将1类子像素填入1号视差图中，2类子像素填入2号视差图中，以此类推，将N类子像素填入N号视差图中。对斜率为18：5的柱状透镜来说，N最大为48。

可以看出，柱状透镜和子像素的相对位置一共有48种，即空间中最多含有48个传播方向，所以最多可排列48幅视差图。相比对比传统的8视差排列方法(传统排列法：1-6类子像素所在的位置为视差图1；7-12类子像素所在的位置为视差图2…)，斜率为18：5的柱状透镜中的这种视点排列法相当于在两幅视差图中间插入了5幅视差图，起到了过渡平滑效果，并且符合光场空间分布，解决了现有技术，视差图数量有限导致的视差跳变明显，会引起人眼不适或者疲劳的问题。

再次，以斜率为6：1的柱状透镜为例来进行说明：

斜率为6：1的柱状透镜，单个透镜水平覆盖13/3个子像素，如图5所示，斜线为柱状透镜的边界，由于柱状透镜水平覆盖13/3个子像素，所以重复周期为水平方向8个子像素(3个透镜)，竖直重复周期为6排。

1)、计算柱状透镜和子像素的相对位置，并根据所述相对位置将所述子像素分类。

1B-A、1G-D、1R-F位置的子像素左下端点与柱状透镜左边界相交，距离为0，归为类1；

3G-A、3R-C、2B-E位置的子像素左下端点与柱状透镜左边界距离为a/6，填入归为类2；

4B-B、4G-D、4R-F位置的子像素左下端点与柱状透镜左边界距离为2a/6，归为类3；

2R-A、1B-C、1G-E位置的子像素左下端点与柱状透镜左边界距离为3a/6，归为类4；

……

4B-A、4G-C、4R-E位置的子像素左下端点与柱状透镜左边界距离为4a+a/6，归为类26。

可见，柱状透镜和子像素的相对位置一共有26种，即空间中最多含有26个传播方向，所以最多可排列26幅视差图。此例较为特殊的是26种视差图分布于不同的透镜下，这与水平方向周期内含有多个透镜有关。

同斜率为18：5的柱状透镜相同，这种增加方式增加了斜率为6：1的柱状透镜的视差图数量，起到了过渡平滑效果，并且符合光场空间分布，解决了现有技术，视差图数量有限导致的视差跳变明显，会引起人眼不适或者疲劳的问题。

本实施例，确定柱状透镜和子像素的相对位置后，根据所述相对位置对所述子像素进行分类，得到N类子像素，将所述N类子像素填入至对应的N个视差图中。最终，每一类子像素对应一个视差图，相比现有技术，明显地增加了视差图的数量，在用户观看时，视差跳变过渡平滑，并且符合光场空间分布，解决了现有技术，视差图数量有限导致的视差跳变明显，会引起人眼不适或者疲劳的问题。

本领域普通技术人员可以理解实现上述各实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，相应的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，所述的存储介质，如ROM/RAM、磁盘或光盘等。

实施例二

图6示出了本发明实施例二提供的裸眼3D图像的显示方法的实现流程，详述如下：

在步骤S601中，确定柱状透镜和子像素的相对位置。

在步骤S602中，根据所述相对位置对所述子像素进行分类，得到N类子像素，将所述N类子像素填入至对应的N个视差图中。

在步骤S603中，从所述N类子像素中选择处于所述柱状透镜边界位置的M个子像素作为过渡子像素。

在本发明实施例中，根据子像素分类，选择处于柱状透镜边界位置的子像素作为过渡子像素，例如N类中可选择但不限于第1～4类、第N-4～N类，将这些子像素定义为过渡子像素。

在步骤S604中，对所述过渡子像素进行重新分类，将重新分类得到的M类子像素分别填入至与所述柱状透镜边界位置的M个子像素对应的视差图中。

在本发明实施例中，对过渡子像素进行重新分类，使N-4类子像素到1类子像素平滑过渡，例如将…N-4，N-3，N-2，N-1，N，1，2，3…的跳跃过渡改为…N-4，4*N/5-3，3*N/5-2，2*N/5-1，N/5，1，2，3…的平滑过渡。

首先，以斜率为18：5的柱状透镜为例来进行说明：

例如，可选择但不限于将右边界上的43、44、45、46、47、48类子像素更改为36、30、24、18、12、6类子像素，使得视区和视区边界处空间的视差图排列从42-43-44-45-46-47-48-1-2-3-4的突变变为42-36-30-24-18-12-6-1-2-3-4的渐变。反向过渡区域的范围可人为调整，例如可将43-48定为反向过渡区域，也可将46-48定为反向过渡区域。

将右边界上的43、44、45、46、47、48类子像素重新进行分类成为36、30、24、18、12、6类子像素，然后，将36、30、24、18、12、6类子像素分别填入重新分类前，柱状透镜右边界处的43、44、45、46、47、48类子像素对应的43、44、45、46、47、48号视差图中。

再次，以斜率为6：1的柱状透镜为例来进行说明：

例如，可选择但不限于将临界视差图23、24、25、26处的子像素更改为18、14、10、6处的子像素，使得视区和视区边界处空间的视差图排列从22-23-24-25-26-1-2-3-4的突变变为22-18-14-10-6-1-2-3-4的渐变。反向过渡区域的范围可人为调整，例如可将23-26定为反向过渡区域，也可将20-26定为反向过渡区域。

将边界处的23、24、25、26类子像素重新进行分类成为18、14、10、6类子像素，然后，将18、14、10、6类子像素分别填入重新分类前，柱状透镜边界处的23、24、25、26类子像素对应的23、24、25、26号视差图中。

本实施例，从N类子像素中选择处于柱状透镜边界位置的M个子像素作为过渡子像素，对所述过渡子像素进行重新分类，将重新分类得到的M类子像素分别填入至与所述柱状透镜边界位置的M个子像素对应的视差图中。使得柱状透镜边界处的子像素可以实现平滑过渡，相比现有技术，视差图的排布更加合理，在用户观看时，视差跳变过渡平滑，并且符合光场空间分布，解决了现有技术，视差图的排布不合理导致的视差跳变明显，会引起人眼不适或者疲劳的问题。

实施例三

图7示出了本发明实施例三提供的裸眼3D图像的显示装置的具体结构框图，为了便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分。该裸眼3D图像的显示装置可以是内置于液晶显示屏中的软件单元、硬件单元或者软硬件结合的单元，该裸眼3D图像的显示装置7包括：位置确定单元71和第一分类填充单元72。

其中，位置确定单元71，用于确定柱状透镜和子像素的相对位置；

第一分类填充单元72，用于根据所述相对位置对所述子像素进行分类，得到N类子像素，将所述N类子像素填入至对应的N个视差图中。

进一步地，所述柱状透镜和子像素的相对位置由柱状透镜的斜率、节距和液晶显示屏中子像素的排布方式所决定。

进一步地，所述位置确定单元71根据子像素左下角端点与覆盖所述子像素的柱状透镜的左边界的距离来确定柱状透镜和所述子像素的相对位置；

所述第一分类填充单元72根据所述距离对所述子像素进行分类，得到N类子像素。

本发明实施例提供的裸眼3D图像的显示装置可以应用在前述对应的方法实施例一中，详情参见上述实施例一的描述，在此不再赘述。

实施例四

图8示出了本发明实施例四提供的裸眼3D图像的显示装置的具体结构框图，为了便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分。该裸眼3D图像的显示装置可以是内置于液晶显示屏中的软件单元、硬件单元或者软硬件结合的单元，该裸眼3D图像的显示装置8除了包括实施例三中的位置确定单元71、第一分类填充单元72，还包括过渡像素确定单元81和第二分类填充单元82。

其中，过渡像素确定单元81，用于从所述N类子像素中选择处于所述柱状透镜边界位置的M类子像素作为过渡像素；

第二分类填充单元82，用于对所述M类过渡像素进行重新分类，将重新分类得到的M类子像素分别填入至与所述柱状透镜边界位置的M个子像素对应的视差图中。

本发明实施例提供的裸眼3D图像的显示装置可以应用在前述对应的方法实施例二中，详情参见上述实施例二的描述，在此不再赘述。

值得注意的是，上述装置实施例中，所包括的各个单元只是按照功能逻辑进行划分的，但并不局限于上述的划分，只要能够实现相应的功能即可；另外，各功能单元的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本发明的保护范围。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，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、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种裸眼3D图像的显示方法，其特征在于，所述方法包括：

确定柱状透镜和子像素的相对位置；

根据所述相对位置对所述子像素进行分类，得到N类子像素，将所述N类子像素填入至对应的N个视差图中。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述根据所述相对位置对所述子像素进行分类，得到N类子像素，将所述N类子像素填入至对应的N个视差图中之后，所述方法还包括：

从所述N类子像素中选择处于所述柱状透镜边界位置的M类子像素作为过渡像素；

对所述M类过渡像素进行重新分类，将重新分类得到的M类子像素分别填入至与所述柱状透镜边界位置的M个子像素对应的视差图中。

3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述柱状透镜和子像素的相对位置柱状透镜的斜率、节距和液晶显示屏中子像素的排布方式所决定。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，根据子像素的左下角端点与覆盖所述子像素的柱状透镜的左边界的距离来确定柱状透镜和所述子像素的相对位置；

根据所述距离对所述子像素进行分类，得到N类子像素。

5.一种裸眼3D图像的显示装置，其特征在于，所述显示装置包括：

位置确定单元，用于确定柱状透镜和子像素的相对位置；

第一分类填充单元，用于根据所述相对位置对所述子像素进行分类，得到N类子像素，将所述N类子像素填入至对应的N个视差图中。

6.如权利要求5所述的显示装置，其特征在于，所述显示装置，还包括：

过渡像素确定单元，用于从所述N类子像素中选择处于所述柱状透镜边界位置的M类子像素作为过渡像素；

第二分类填充单元，用于对所述M类过渡像素进行重新分类，将重新分类得到的M类子像素分别填入至与所述柱状透镜边界位置的M个子像素对应的视差图中。

7.如权利要求5或6所述的显示装置，其特征在于，所述柱状透镜和子像素的相对位置由柱状透镜的斜率、节距和液晶显示屏中子像素的排布方式所决定。

8.如权利要求7所述的显示装置，其特征在于，所述位置确定单元根据子像素左下角端点与覆盖所述子像素的柱状透镜的左边界的距离来确定柱状透镜和所述子像素的相对位置；

所述第一分类填充单元根据所述距离对所述子像素进行分类，得到N类子像素。

9.一种液晶显示屏，其特征在于，所述液晶显示屏包括如权利要求5至8任一项所述的裸眼3D图像的显示装置。