CN110996090A - 一种2d-3d图像混合拼接系统 - Google Patents

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    • H04N13/20—Image signal generators
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Abstract

本发明属于图像处理技术领域，具体为一种2D‑3D图像混合拼接系统。本系统包括2D图像信号采集单元，3D图像信号采集单元，图像同步处理单元，图像数据交换单元，2D3D混合拼接处理单元，混合信号输出单元和3D拼接显示单元。本发明能将任意多个2D图像以及3D图像进行图像混合拼接处理，最后在一组显示单元上同步显示；使得用户可同时观看到多个3D图像信号以及多个2D图像信号，提高了用户获取图像信息的效率；本系统解决了传统3D图像显示系统功能单一，信号切换操作繁琐等问题，极大提升了用户的工作效率及使用体验。

Description

一种2D-3D图像混合拼接系统
技术领域
本发明属于图像处理技术领域，具体的说，涉及一种2D-3D图像混合拼接系统。
背景技术
近年来，大屏显示技术飞速发展，特别是随着AR/VR等技术的广泛应用，3D(三维图像)的需求越来越旺盛，对3D显示技术的要求也越来越高。用户已不满足于传统的单路3D信号的大屏显示，迫切需要拼接大屏能提供多路3D信号同步显示、2D(二维图像)与3D信号同步显示，以满足军事仿真、医疗仿真、汽车建模等领域的需求。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种新的2D-3D图像混合拼接系统，该系统能够同时实现多路3D信号拼接以及多路2D信号与多路3D信号拼接，显示于3D大屏。
本发明的技术方案具体介绍如下。
本发明提供一种2D-3D图像混合拼接系统，其包括：
2D输入信号源，包含各种用户设备2D信号音频、视频的物理输入接口；
2D图像信号采集单元，用于接收2D输入信号源输入的各种类型音视频原始信号，经过内部音视频数字信号处理，将其转换为内部标准数据流；
3D输入信号源，包含了各种用户设备3D信号音频、视频的物理输入接口；
3D图像信号采集单元，用于接收3D输入信号源输入的各种类型3D音视频原始信号，经过内部音视频数字信号处理，将其转换为内部标准数据流；
图像数据交换单元，用于接收2D输入信号源，3D输入信号源的内部标准数据流，交换到需要显示处理的2D3D混合拼接处理单元；
2D3D混合拼接处理单元，用于接收图像数据交换单元输入的多路2D数据流，多路3D数据流；对这些数据流进行解码，解码后对2D，3D图像进行叠加，剪裁和缩放处理，实现多种类型图像同步呈现的效果；
混合信号输出单元，用于接收2D3D混合拼接处理单元处理后的2D3D混合信号，将混合信号按3D拼接显示单元的3D音视频接口标准输出；
3D拼接显示单元，用于接收混合信号输出单元输出的混合信号，显示给用户；
图像同步处理单元，用于将同步信号通过图像数据交换单元发送到2D图像信号采集单元、3D图像信号采集单元、2D3D混合拼接处理单元中，确保各个模块协同工作。
本发明中，2D图像信号采集单元、3D图像信号采集单元将输入音视频信号源转
换成的内部标准数据流的数据流形式为背板点对点Serdes连接或网络连接。
本发明中，图像数据交换单元接收多路2D数据流，3D数据流交换到对应的2D3D
混合拼接处理单元的交换特性包括：按标准数据流为单位进行的矩阵式全交换；按标准数据流中的图像区域为单位进行的细颗粒度矩阵式全交换；其交换物理介质包括：集成电路背板，通用网络交换机或通用网络路由器。
本发明中，2D3D混合拼接处理单元处理后的2D3D混合信号生成标准数据流。
本发明中，3D拼接显示单元的3D音视频接口标准包括3D左右眼格式，3D上下
格式和3D帧连续格式。
本发明中，2D图像信号采集单元、3D图像信号采集单元和2D3D混合拼接处理单
元的数目各自独立，均为一个以上。
和现有技术相比，本发明的有益效果在于：
1、在一组显示单元上可同时显示多路2D图像信号及多路3D图像信号，使得用户能同步获取更多的图像信息，提高工作效率；
2、系统模块化设计，可扩展性强，通过添加2D3D采集单元及2D3D混合拼接处理单元，即可实现更大规模系统，无需像传统方法那样更换整体设备，造成设备极大浪费；
3、本系统解决了传统3D图像显示系统功能单一，信号切换操作繁琐等问题；极大提升用户的工作效率及使用体验，在军事仿真、医疗仿真、汽车建模等领域有广泛的应用需求。
附图说明
图1为一种2D3D图像混合拼接系统的结构框图。
图2为一种2D3D图像混合拼接系统的显示效果图。图中3D拼接显示墙上有2路3D信号并列显示，同时有4路2D信号以画中画形式内嵌于2路3D信号内。
图中标号：1-2D输入信号源，3-3D输入信号源，2-2D图像信号采集单元，4-3D图像信号采集单元，5-图像数据交换单元，6-2D3D混合拼接处理单元，7-混合信号输出单元，8-3D拼接显示单元，9-图像同步处理单元。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明做进一步详细阐述。
本发明提出了一种2D-3D图像混合拼接系统，其包含2D输入信号源1，3D输入信号源3，2D图像信号采集单元2，3D图像信号采集单元4，图像同步处理单元9，图像数据交换单元5，2D3D混合拼接处理单元6，混合信号输出单元7，3D拼接显示单元8。
其系统结构框图如图1所示。其中：
2D输入信号源1，其包含了各种用户设备音频、视频的物理输入接口，包含且不限于视频的DVI接口、HDMI接口、SDI接口、CVBS接口，包含且不限于音频的3.5mm接口、RCA接口、S/PDIF接口。
2D图像信号采集单元2，其接收2D输入信号源1的音视频物理信号，将其转换为内部标准数据流，转换步骤为：
1）采集2D输入信号源1的音视频物理信号；
2）分析判断采集到的音视频输入信号的具体参数，如分辨率大小，音频格式等等；
3）根据参数对2D音视频输入信号进行音视频数字信号处理，如滤波、裁剪、缩放等等；
4）将处理后的音视频数字信号进行数据格式处理，生成内部标准数据流，根据系统配置通过图像数据交换单元交换到对应的2D3D混合拼接处理单元。
3D输入信号源3，其包含了各种用户设备音频、视频的物理输入接口，包含且不限于视频的DVI接口、HDMI接口、SDI接口、CVBS接口，包含且不限于音频的3.5mm接口、RCA接口、S/PDIF接口。
3D图像信号采集单元4，其接收3D输入信号源3的音视频物理信号，将其转换为内部标准数据流，转换步骤为：
1）采集3D输入信号源2的音视频物理信号；
2）分析判断采集到的音视频输入信号的具体参数，如分辨率大小，音频格式等等；
3）根据参数对3D音视频输入信号进行音视频数字信号处理，如滤波、裁剪、缩放、3D同步等等；
4）将处理后的音视频数字信号进行数据格式处理，生成内部标准数据流，根据系统配置通过图像数据交换单元交换到对应的2D3D混合拼接处理单元。
图像数据交换单元5，其接收来自2D图像信号采集单元2及3D图像信号采集单元4的标准数据流，按配置参数交换到2D3D混合拼接处理单元进行处理；
其交换特性包括：按标准数据流为单位进行的矩阵式全交换；按标准数据流中的图像区域为单位进行的细颗粒度矩阵式全交换；
其交换物理介质包括：集成电路背板，通用网络交换机，通用网络路由器等。
2D3D混合拼接处理单元6，其接收来自图像数据交换单元5的各种2D标准数据流、3D标准数据流，进行图像数据处理；其处理步骤为：
1）标准数据流解码，恢复出2D图像、3D图像；
2）按配置对2D，3D图像进行缩放、剪裁、叠加等数字图像处理；
3）按图像同步处理单元9的同步信号将混合处理后图像同步输出。
混合信号输出单元7，其接收2D3D混合拼接处理单元6处理后的2D3D混合信号，将混合信号按3D拼接显示单元8的3D音视频接口标准输出，其步骤如下：
1）接收3D音视频接口标准配置，如3D左右眼格式，3D上下格式，3D帧连续格式等；
2）接收2D3D混合拼接处理单元6输出的2D3D混合信号；
3）将2D3D混合信号根据3D输出标准进行转换；
4）将转换后的信号输出到3D拼接显示单元8。
3D拼接显示单元8接收最终的2D3D混合信号为用户呈现；其物理接口，包含且不限于视频的DVI接口、HDMI接口、SDI接口、DP接口；包含且不限于音频的3.5mm接口、RCA接口、S/PDIF接口。
图像同步处理单元9产生同步信号，并通过图像数据交换单元5发送到2D图像信号采集单元2、3D输入信号源3、3D图像信号采集单元4、2D3D混合拼接处理单元6中，确保各个模块协同工作。
显然，本领域的技术人员刻意对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (6)

1.一种2D-3D图像混合拼接系统，其特征在于，其包括：
2D输入信号源，包含各种用户设备2D信号音频、视频的物理输入接口；
2D图像信号采集单元，用于接收2D输入信号源输入的各种类型音视频原始信号，经过内部音视频数字信号处理，将其转换为内部标准数据流；
3D输入信号源，包含了各种用户设备3D信号音频、视频的物理输入接口；
3D图像信号采集单元，用于接收3D输入信号源输入的各种类型3D音视频原始信号，经过内部音视频数字信号处理，将其转换为内部标准数据流；
图像数据交换单元，用于接收2D输入信号源，3D输入信号源的内部标准数据流，交换到需要显示处理的2D3D混合拼接处理单元；
2D3D混合拼接处理单元，用于接收图像数据交换单元输入的多路2D数据流，多路3D数据流；对这些数据流进行解码，解码后对2D，3D图像进行叠加，剪裁和缩放处理，实现多种类型图像同步呈现的效果；
混合信号输出单元，用于接收2D3D混合拼接处理单元处理后的2D3D混合信号，将混合信号按3D拼接显示单元的3D音视频接口标准输出；
3D拼接显示单元，用于接收混合信号输出单元输出的混合信号，显示给用户；
图像同步处理单元，用于将同步信号通过图像数据交换单元发送到2D图像信号采集单元、3D图像信号采集单元、2D3D混合拼接处理单元中，确保各个模块协同工作。
2.根据权利要求1所述的2D-3D图像混合拼接系统，其特征在于，2D图像信号采集单元、3D图像信号采集单元将输入音视频信号源转换成的内部标准数据流的数据流形式为背板点对点Serdes连接或网络连接。
3.根据权利要求1所述的2D-3D图像混合拼接系统，其特征在于，图像数据交换单元接收多路2D数据流，3D数据流交换到对应的2D3D混合拼接处理单元的交换特性包括：按标准数据流为单位进行的矩阵式全交换；按标准数据流中的图像区域为单位进行的细颗粒度矩阵式全交换；其交换物理介质包括：集成电路背板，通用网络交换机或通用网络路由器。
4.根据权利要求1所述的2D-3D图像混合拼接系统，其特征在于，2D3D混合拼接处理单元处理后的2D3D混合信号为标准数据流。
5.根据权利要求1所述的2D-3D图像混合拼接系统，其特征在于，3D拼接显示单元的3D音视频接口标准包括3D左右眼格式，3D上下格式和3D帧连续格式。
6.根据权利要求1所述的2D-3D图像混合拼接系统，其特征在于，2D图像信号采集单元、3D图像信号采集单元和2D3D混合拼接处理单元的数目各自独立，均为一个以上。
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