CN106405851A - 一种数字标牌系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种数字标牌系统，包括用于显示图像的显示屏，还包括填充单元、调制单元和获取单元。获取单元，用于获取显示屏显示图像的景深和色彩灰度。填充单元，用于根据图像的景深和色彩灰度合成填充圆点，及用填充圆点填充显示屏，生成基本纹理。调制单元，用于调制基本纹理，产生立体效果。圆点光栅的使用及填充单元独特的图形产生机制，使得图像在视觉上呈现出一种立体层次感和冲击力，满足一般性展示场景的需求；图像分割单元自动获取图像的景深信息，使得图像内容更换便利；大大降低了数字标牌系统的复杂度和成本。

Description

一种数字标牌系统

技术领域

本发明涉及智能显示技术领域，具体而言，涉及一种数字标牌系统。

背景技术

数字标牌(Digital Signage)是一种全新的媒体概念，指的是在大型商场、超市、酒店大堂、饭店、影院及其他人流汇聚的公共场所，通过大屏幕终端显示设备，发布商业、财经和娱乐信息的多媒体专业视听系统。其旨在特定的物理场所、特定的时间段对特定的人群进行广告信息播放的特性，让其获得了广告的效应。

现有集成成像技术适用于立体图像的无盲区显示，但对于应用于一般性展示场景的数字标牌(例如商店的促销信息等)，很多时候并不需要呈现非常精细逼真的三维场景，仅需要在视觉上呈现出一定的立体层次感和冲击力即可，而更介意于内容制作和更新的便利性、整个图形显示系统的成本等等，即使是简单的美术字、符号、几何图案的组合也能满足基本显示需求。

因此，为了解决上述问题，有必要提供一种适用于一般性展示场景的数字标牌系统。

发明内容

本发明正是基于上述问题，提出了一种数字标牌系统，以在视觉上呈现出一定的立体层次感和冲击力的同时，降低应用的复杂度和成本。

有鉴于此，本发明的一方面提出了一种数字标牌系统，包括用于显示图像的显示屏，还包括填充单元。

进一步，所述填充单元，用于根据所述图像的景深和色彩灰度合成填充圆点，及用所述填充圆点填充所述显示屏，生成基本纹理。

进一步，还包括圆点光栅，所述圆点光栅平行放置于所述显示屏前方；所述圆点光栅包括多个按照某一排列方式排列的显示圆点；所述显示圆点投影在所述显示屏上，与所述基本纹理发生干涉。

进一步，还包括圆点光栅，所述圆点光栅与所述显示屏胶合；所述圆点光栅包括多个按照某一排列方式排列的显示圆点；所述显示圆点投影在所述显示屏上，与所述基本纹理发生干涉。

进一步，还包括图像分割单元，所述图像分割单元用于按预设规则分割所述图像为多个图元。

进一步，还包括获取单元，所述获取单元用于获取各个所述图元的景深和色彩灰度。

进一步，所述填充单元包括合成模块、设置模块、调整模块和填充模块。

所述合成模块，用于合成所述填充圆点；

所述设置模块，用于根据各个所述图元的景深和色彩灰度，设置所述填充圆点的填充参数。

所述调整模块，用于根据所述填充参数调整所述填充圆点。

所述填充模块，用于用调整后的所述填充圆点填充所述显示屏，生成所述基本纹理。

进一步，所述填充参数包括所述填充圆点的排列方式，所述填充圆点的排列方式与所述显示圆点的排列方式一致。

进一步，所述填充参数包括所述填充圆点的色彩灰度，所述填充圆点的色彩灰度与所述图元的色彩灰度一致。

进一步，所述填充参数包括所述填充圆点的排列间距。

所述景深包括正景深、负景深和零景深。

在所述零景深，所述排列间距等于相邻所述显示圆点在所述显示屏上的投影间距。

在所述正景深，所述排列间距大于相邻所述显示圆点在所述显示屏上的投影间距。

在所述负景深，所述排列间距小于相邻所述显示圆点在所述显示屏上的投影间距。

所述排列间距偏离所述投影间距的程度与所述景深偏离所述零景深的程度正相关。

进一步，所述填充参数还包括所述填充圆点的大小。

所述填充圆点的大小与所述填充圆点的排列间距成正比。

在所述零景深，所述填充圆点的大小与所述显示圆点在所述显示屏的投影的大小一致。

本发明提供的一种数字标牌系统，圆点光栅的使用及填充单元独特的图形产生机制，使得图像在视觉上呈现出一种立体层次感和冲击力，满足一般性展示场景的需求；图像分割单元自动获取图像的景深信息，使得图像内容更换便利；大大降低了数字标牌系统的复杂度和成本。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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他相关的附图。

图1示出了本发明实施例提供的一种数字标牌系统的模块结构示意图；

图2示出了本发明实施例提供的一种数字标牌系统的图像分割单元的图像分割示意图；

图3示出了图2所示的一种数字标牌系统的图像分割单元分割的一图像的景深示意图；

图4示出了本发明实施例提供的一种数字标牌系统的填充单元的模块结构示意图；

图5示出了本发明实施例提供的一种数字标牌系统的第一结构示意图；

图6示出了本发明实施例提供的一种数字标牌系统的第二结构示意图。

主要元件符号说明：

100-数字标牌系统；1、2、3、4-图元；10-图像分割单元；20-填充单元；21-合成模块；22-设置模块；23-调整模块；24-填充模块；30-显示屏；40-调制单元；41-圆点光栅；42-显示圆点；50-获取单元。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对数字标牌系统进行更清楚、完整地描述。附图中给出了数字标牌系统的优选实施例。数字标牌系统可以通过许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

图1示出了本发明实施例提供的一种数字标牌系统的结构示意图。

如图1所示，数字标牌系统100包括图像分割单元10、获取单元50、填充单元20、显示屏30和调制单元40。

图像分割单元10用于按照预设规则分割待显示的图像为多个图元。

具体地，如果图像是由计算机软件及通用图形卡生成，可以采用图像分割算法对所述图像进行分割；如果图像可以直接获取其3D立体信息，如点云图像、V+D格式立体视频等，则可以根据景深阈值对所述图像进行分割；如果图像为2D图像，则可以根据图像的灰度梯度、光流或图像连通性对所述图像进行分割。

例如，请一并参阅图2所示，图像分割单元10将图像分割为图元1、图元2、图元3和图元4四个图元。图元1为背景；图元2为五角星；图元3为叶片；图元4为HELLO字样。

当然，通过硬件图形接口制取的图像通常已经是离散化的图元。例如，基于FPGA(Field Programmable Gate Array，现场可编程门阵列)、ASIC(Application SpecificIntegrated Circuit，为专门目的而设计的集成电路)、带有字符存贮模块的图形发生器或叠加器等制成的图像通常已经经过圆点迭代离散化。此时，可以不再采用图像分割单元10对图像进行分割。

获取单元50用于获取显示屏30显示图像的景深和色彩灰度。

具体地，获取单元50用于获取每个图元的景深及色彩灰度。所述色彩灰度是指构成图像的各图元的颜色信息、灰度信息及其饱和度信息等。本实施例中，所述图元相应的景深记作D_i，其中，i＝1，2......N，N为所述图元的数量。所述景深是指在摄影机镜头或其他成像器前沿能够取得清晰图像的成像所测定的被摄物体前后距离范围。所述景深包括正景深、负景深和零景深。其中，零景深记作D₀；在正景深，D_i＞0；在负景深，D_i＜0。

例如，在上一举例中，请一并参阅图3所示，图元1的景深D₁为-0.5；图元2的景深D₂为-0.5～-0.1；图元3的景深D₃为-0.1～0.4；图元4的景深D₄为0.4～0.5。

填充单元20用于根据每个图元的景深和色彩灰度合成填充圆点，及用所述填充圆点填充显示屏30，生成基本纹理。

显示屏30可以是LCD、OLED(Organic Light-Emitting Diode,有机发光二极管)、LED、PDP等。显示屏30是由无数个像素按照一定排列方式整齐排列的特殊光学材料。所述像素为构成影像的最小单元。通常，图像经放大会发现图像的连续色调其实是由许多色小方点组成，每一小方点就是一个像素。

本实施例中，调制单元40具体为圆点光栅41。请一并参阅图6所示，圆点光栅41是由无数个显示圆点42按照一定排列方式整齐排列的特殊光学材料。显示圆点42的排列方式可以是正交排列、三角排列等。

进一步地，请一并参阅图4所示，填充单元20包括合成模块21、设置模块22、调整模块23和填充模块24。

合成模块21用于合成填充圆点。

设置模块22用于根据各个图元的景深和色彩灰度，设置填充圆点的填充参数。所述填充参数包括但不限于填充圆点的排列方式、色彩灰度、排列间距和大小等。

调整模块23用于根据填充参数调整填充圆点。

具体地，调整模块23调整填充圆点的排列方式与显示圆点42的排列方式一致。调整模块23调整填充圆点的色彩灰度与图像的色彩灰度一致。进一步地，在一所述景深，填充圆点的色彩灰度与该景深内的图元的色彩灰度一致。

本实施例中，填充圆点的排列间距记作Pi，i＝1，2......N，N为所述图元的数量。Pi为景深Di内填充圆点的排列间距，其中，零景深D₀处填充圆点的排列间距记作P₀。

本实施例中，圆点光栅41上相邻的显示圆点42在显示屏30上的投影间距记作Q。请一并参阅图5所示，显示屏30实际的像素与圆点光栅41之间的距离记作d。具体地，如果显示屏30为LCD(Liquid Crystal Display，液晶显示器)，d为彩色滤色膜位置至圆点光栅41之间的距离；如果显示屏30为PDP(Plasma Display Panel，等离子显示板)或LED，d为荧光粉外表层至圆点光栅41之间的距离。人眼至圆点光栅41之间的观察距离记作L。显示屏30实际的像素与圆点光栅41之间介质的平均折射率记作n。则投影间距Q为：

本实施例中，调整模块23调整零景深D₀处填充圆点的排列间距P₀等于相邻显示圆点42在显示屏30上的投影间距Q；调整模块23调整正景深内填充圆点的排列间距Pi大于相邻显示圆点在显示屏30上的投影间距Q；调整模块23调整负景深内填充圆点的排列间距Pi小于相邻显示圆点在显示屏30上的投影间距Q。进一步地，排列间距Pi偏离投影间距Q的程度与景深偏离零景深D₀的程度正相关。

填充圆点的大小与排列间距Pi成正比。显示圆点42投影在显示屏30上，产生投影圆点。调整模块23调整零景深D₀处的填充圆点的大小与所述投影圆点的大小一致。

进一步地，填充单元20预设有由景深到排列间距Pi的映射公式。换句话说，按照所述映射公式，可以由一图元对应的景深Di计算得出该图元对应的填充圆点的排列间距Pi变化的梯度。在一图元的景深Di，填充圆点根据该景深Di对应的所述梯度改变排列间距Pi和大小。

例如，在上一举例中，假设圆点光栅41相邻显示圆点的中心间距为3.771；相邻显示圆点42在显示屏30上的投影间距Q为3.775。预设的图元3的投影公式可以是3.776*[1+0.02/(D₃+0.1)]。在景深D₃内，图元3对应的填充圆点按照上述投影公式形成的线性梯度变化。当然，这里给出的投影公式只是示意性的，并不具有通用性。通常不同图元对应的投影公式是不同的，需要根据经验统计得出合理的投影公式，以达到较好的显示效果。对于投影公式的设定，这里不作限定。

填充模块24用于用调整后的填充圆点填充显示屏，生成基本纹理。具体地，填充模块24用调整后的填充圆点填充显示屏中的像素。

显示屏30用于显示图像，具体地，显示屏30显示用调整后的填充圆点填充后形成的基本纹理。所述基本纹理通过改变填充圆点的排列间距和大小实现，使得图像具有一定的立体效果。

调制单元40用于调制所述基本纹理，产生更好的立体效果。本实施例中，调制单元40具体为圆点光栅41。圆点光栅41平行放置在显示屏30前方或与显示屏30胶合。圆点光栅41可以是掩模、胶片、滤光片等。本实施例中，圆点光栅41采用波前调制型，即黑白型的掩膜，当然，也可以采用透镜阵列型掩膜。

请一并参阅图6所示，圆点光栅41是由无数个显示圆点42按照一定排列方式整齐排列的特殊光学材料。显示圆点42的排列方式可以是正交排列、三角排列等。

本实施例中，相邻的显示圆点42的间距记作Pm。每一显示圆点42相当于一微型的凸形放大镜。把圆点光栅41贴在特制的圆点图案上，就组成了一幅上下左右360°具有立体感的立体画面。用圆点光栅41制作的立体画没有晕眼的感觉，甚至不用刻意对准。

值得注意的是，两个周期性结构之间的差拍，会引起新的周期。对应到本实施例中，填充园点的排列间距Pi与圆点光栅41相邻显示圆点42的中心间距不同，会产生一定频率的干涉条纹。本实施例中，相邻干涉条纹之间的间距记作T。为了避免人眼察觉到干涉条纹，应保证干涉条纹间距T远小于人眼极限线分辨本领。而干涉条纹间距T为：

从而在零景深D₀，排列间距P₀应充分偏离相邻显示圆点的中心间距。换句话说，排列间距P₀应远大于或远小于相邻显示圆点的中心间距。而本实施例中，在零景深D₀，排列间距P₀等于相邻显示圆点在显示屏上的投影间距Q。这样，相邻显示圆点在显示屏上的投影间距Q应充分偏离相邻显示圆点的中心间距。因此，应控制好显示屏30与圆点光栅41之间的距离d。

本发明提供的一种数字标牌系统，圆点光栅的使用及填充单元独特的图形产生机制，使得图像在视觉上呈现出一种立体层次感和冲击力，满足一般性展示场景的需求；图像分割单元自动获取图像的景深信息，使得图像内容更换便利；大大降低了数字标牌系统的复杂度和成本。

在这里示出和描述的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是为限制，因此，示例性实施例的其他示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，又例如，多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些通信接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述为分离器说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，为单元显示的器可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种数字标牌系统，包括用于显示图像的显示屏，其特征在于，还包括填充单元，

所述填充单元，用于根据所述图像的景深和色彩灰度合成填充圆点，及用所述填充圆点填充所述显示屏，生成基本纹理。

2.根据权利要求1所述的数字标牌系统，其特征在于，还包括圆点光栅，所述圆点光栅平行放置于所述显示屏前方；所述圆点光栅包括多个按照某一排列方式排列的显示圆点；所述显示圆点投影在所述显示屏上，与所述基本纹理发生干涉。

3.根据权利要求1所述的数字标牌系统，其特征在于，还包括圆点光栅，所述圆点光栅与所述显示屏胶合；所述圆点光栅包括多个按照某一排列方式排列的显示圆点；所述显示圆点投影在所述显示屏上，与所述基本纹理发生干涉。

4.根据权利要求3所述的数字标牌系统，其特征在于，还包括图像分割单元，所述图像分割单元用于按预设规则分割所述图像为多个图元。

5.根据权利要求4所述的数字标牌系统，其特征在于，还包括获取单元，所述获取单元用于获取各个所述图元的景深和色彩灰度。

6.根据权利要求5所述的数字标牌系统，其特征在于，所述填充单元包括合成模块、设置模块、调整模块和填充模块，

所述合成模块，用于合成所述填充圆点；

所述设置模块，用于根据各个所述图元的景深和色彩灰度，设置所述填充圆点的填充参数；

所述调整模块，用于根据所述填充参数调整所述填充圆点；

所述填充模块，用于用调整后的所述填充圆点填充所述显示屏，生成所述基本纹理。

7.根据权利要求6所述的数字标牌系统，其特征在于，所述填充参数包括所述填充圆点的排列方式，所述填充圆点的排列方式与所述显示圆点的排列方式一致。

8.根据权利要求6所述的数字标牌系统，其特征在于，所述填充参数包括所述填充圆点的色彩灰度，所述填充圆点的色彩灰度与所述图元的色彩灰度一致。

9.根据权利要求6所述的数字标牌系统，其特征在于，所述填充参数包括所述填充圆点的排列间距，

所述景深包括正景深、负景深和零景深，

在所述零景深，所述排列间距等于相邻所述显示圆点在所述显示屏上的投影间距；

在所述正景深，所述排列间距大于相邻所述显示圆点在所述显示屏上的投影间距；

在所述负景深，所述排列间距小于相邻所述显示圆点在所述显示屏上的投影间距；

所述排列间距偏离所述投影间距的程度与所述景深偏离所述零景深的程度正相关。

10.根据权利要求9所述的数字标牌系统，其特征在于，所述填充参数还包括所述填充圆点的大小，

所述填充圆点的大小与所述填充圆点的排列间距成正比，

在所述零景深，所述填充圆点的大小与所述显示圆点在所述显示屏的投影的大小一致。