CN112767317A - 裸眼3d显示器光栅膜检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明揭示了一种裸眼3D显示器光栅膜检测方法，包括：根据显示器屏幕与幕布间距，调整光栅参数，让指定图像清晰成像在幕布，利用摄像头进行图像抓取与保存；对获取的二值化图像进行光栅分割线的轮廓提取；获取关于霍夫空间参数的多条正余弦叠加得到的关系曲线图，按照既定规则获取满足条件的候选分割线；判断候选直线参数是否存在超出设定阈值变化范围情况，超出则判定为光栅膜不合格，流程结束；不存在则对候选直线的参数进行离散化处理，对候选分割线进行合并处理，判断筛选处理后的分割线该参数是否均匀变化；若满足，判断光栅膜合格，否则判断光栅膜不合格。本发明可以明确评价光栅膜的客观指标，有效保证了裸眼3D显示器的3D展示效果。

Description

裸眼3D显示器光栅膜检测方法

技术领域

本发明属于裸眼3D显示技术领域，涉及一种光栅膜检测方法，尤其涉及一种裸眼3D显示器光栅膜检测方法。

背景技术

裸眼3D技术摆脱了传统3D技术对于眼镜的依赖，逐渐成为业内该领域的重点研究方向。目前主流的裸眼3D解决方案可大致分为柱状透镜技术、光屏障式技术以及指向光源三类。光屏障式3D技术虽然在量产性与成本上更具优势，但其实现原理会导致画面亮度低，且在固定视角才能呈现较为真实的3D效果，而指向光源技术结构复杂，成本过高，目前少有用于工业化产品实现，而柱状透镜技术因为其3D展示效果好且亮度不受影响，时至今日仍是工业化产品中最为优秀的裸眼3D解决方案。

柱状透镜技术通过在液晶显示器的前面加一层柱状透镜光栅膜实现子像素的不同方向投影，让双眼看的的画面呈现一定视差以达到3D成像的效果。但由于光栅膜生产工艺以及贴合水平等不确定性因素，往往导致3D成像效果不能达到最佳效果，传统的评判方法通过人为观察的方法评价光栅膜好坏，主观因素占据主导地位，难以客观评价设备好坏。

有鉴于此，如今迫切需要设计一种新的裸眼3D显示器光栅膜检测方法，以便克服现有检测方法存在的上述至少部分缺陷。

发明内容

本发明提供一种裸眼3D显示器光栅膜检测方法，可明确评价光栅膜的客观指标，有效保证了裸眼3D显示器的3D展示效果。

为解决上述技术问题，根据本发明的一个方面，采用如下技术方案：

一种裸眼3D显示器光栅膜检测方法，所述方法包括：

步骤S1、贴有光栅的显示器与幕布水平对立放置，并在机器播放指定图片；

步骤S2、根据显示器屏幕与幕布间距，调整光栅参数，让指定图像清晰成像在幕布，利用摄像头进行图像抓取与保存；

步骤S3、对摄像头保存的原始图像按照既定规则进行特征增强处理，对特征增强后图片进行二值化处理；

步骤S4、参考光栅理论设计倾角设计与之匹配的滤波器，对获取的二值化图像进行光栅分割线的轮廓提取；

步骤S5、对所得到的分割线轮廓进行霍夫变换，获取关于霍夫空间参数的多条正余弦叠加得到的关系曲线图，按照既定规则获取满足条件的候选分割线；

步骤S6、判断候选直线参数是否存在超出设定阈值变化范围情况，超出则判定为光栅膜不合格，流程结束；不存在则继续下一步骤；

步骤S7、对候选直线的参数进行离散化处理，对候选分割线进行合并处理，判断筛选处理后的分割线该参数是否均匀变化；若满足，判断光栅膜合格，否则判断光栅膜不合格。

作为本发明的一种实施方式，所述步骤S1中，选取的指定图片为左右各半的纯色图片，选取的两种颜色应当互为对比色，将此类图片经光栅膜折射后展示出的色彩交替光栅图案呈现相对清晰分割线。

作为本发明的一种实施方式，选用红绿各半的纯色图片作为指定图片。

作为本发明的一种实施方式，所述步骤S2中，显示器屏幕与幕布间距d由深度摄像头直接获取，光栅参数k则按照已有的标定参数表线性插值得到，在参数表找出当前深度d所处区间段(dlast,dnext)，在满足公式d_last＜d≤d_next的条件下按如下公式计算最优k值：

其中，k_last与k_next代表着已标定好与d_last,d_next各自对应的最优k值；所述光栅参数k为光栅柱镜单元对应的子像素个数。

作为本发明的一种实施方式，在所述步骤S3中，按照既定规则对原始图像做特征增强处理，其实现方法如下，通过逐像素遍历比较不同颜色通道分量的数值，对图像原像素数值按下述公式进行修改：

其中，R_value代表目标像素的红色分量数值，G_value代表目标像素的绿色分量数值。

作为本发明的一种实施方式，在步骤S4中手动设计垂直边缘滤波器[1,0,-1]，通过滤波操作对二值化图像中的分割线轮廓进行提取。

作为本发明的一种实施方式，在步骤S5中获取候选分割线的过程如下，对边缘轮廓中的每个点坐标(x,y)求与之对应霍夫空间参数ρ和θ，离散化θ，统计(ρ，θ)出现的次数，当统计次数超出设定最小数量统计阈值时，将该点对应的直线保存为一条候选分割线。

作为本发明的一种实施方式，在步骤S7中，对统计表格中的ρ也进行离散化处理，对相同θ且对应Δρ小于设定阈值的候选直线进行合并，即合并的候选直线满足

ρ_max-ρ_min＜T；

式中，ρ_max和ρ_min各自代表合并候选直线中参数ρ对应的最大最小值，T为预先设定的阈值；合并后的ρ值由以下公式计算：

式中，n1,n2,n3各自对应合并前的统计次数。

本发明的有益效果在于：本发明提出的裸眼3D显示器光栅膜检测方法，可以明确评价光栅膜的客观指标，有效保证了裸眼3D显示器的3D展示效果。

本发明通过对摄像头抓取的指定图片投影出的原始图像，经过特征增强后，提取分割线，通过霍夫变换统计出的直线参数波动范围与变化规律来判断光栅膜的合格与否。

附图说明

图1为本发明一实施例中裸眼3D显示器光栅膜检测方法的流程图。

具体实施方式

下面结合附图详细说明本发明的优选实施例。

为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本发明的特征和优点，而不是对本发明权利要求的限制。

该部分的描述只针对几个典型的实施例，本发明并不仅局限于实施例描述的范围。相同或相近的现有技术手段与实施例中的一些技术特征进行相互替换也在本发明描述和保护的范围内。

说明书中各个实施例中的步骤的表述只是为了方便说明，本申请的实现方式不受步骤实现的顺序限制。说明书中的“连接”既包含直接连接，也包含间接连接。

本发明揭示了一种裸眼3D显示器光栅膜检测方法，图1为本发明一实施例中裸眼3D显示器光栅膜检测方法的流程图；请参阅图1，所述方法包括：

【步骤S1】贴有光栅的显示器与幕布水平对立放置，并在机器播放指定图片；

在一实施例中，选取的指定图片为左右各半的纯色图片，选取的两种颜色应当互为对比色，将此类图片经光栅膜折射后展示出的色彩交替光栅图案呈现相对清晰分割线。如可以选用红绿各半的纯色图片作为指定图片。

【步骤S2】根据显示器屏幕与幕布间距，调整光栅参数，让指定图像清晰成像在幕布，利用摄像头进行图像抓取与保存；

在一实施例中，显示器屏幕与幕布间距d由深度摄像头直接获取，光栅参数k则按照已有的标定参数表线性插值得到，在参数表找出当前深度d所处区间段(dlast,dnext)，在满足公式d_last＜d≤d_next的条件下按如下公式计算最优k值：

其中，k_last与k_next代表着已标定好与d_last,d_next各自对应的最优k值；所述光栅参数k为光栅柱镜单元对应的子像素个数。

【步骤S3】对摄像头保存的原始图像按照既定规则进行特征增强处理，对特征增强后图片进行二值化处理。

在一实施例中，按照既定规则对原始图像做特征增强处理，其实现方法如下，通过逐像素遍历比较不同颜色通道分量的数值，对图像原像素数值按下述公式进行修改：

其中，R_value代表目标像素的红色分量数值，G_value代表目标像素的绿色分量数值。

【步骤S4】参考光栅理论设计倾角设计与之匹配的滤波器，对获取的二值化图像进行光栅分割线的轮廓提取。

在一实施例中，手动设计垂直边缘滤波器[1,0,-1]，通过滤波操作对二值化图像中的分割线轮廓进行提取。

【步骤S5】对所得到的分割线轮廓进行霍夫变换，获取关于霍夫空间参数的多条正余弦叠加得到的关系曲线图，按照既定规则获取满足条件的候选分割线。

在一实施例中，获取候选分割线的过程如下，对边缘轮廓中的每个点坐标(x,y)求与之对应霍夫空间参数ρ和θ，离散化θ，统计(ρ，θ)出现的次数，当统计次数超出设定最小数量统计阈值时，将该点对应的直线保存为一条候选分割线。

【步骤S6】判断候选直线参数是否存在超出设定阈值变化范围情况，超出则判定为光栅膜不合格，流程结束；不存在则继续下一步骤；

【步骤S7】对候选直线的参数进行离散化处理，对候选分割线进行合并处理，判断筛选处理后的分割线该参数是否均匀变化；若满足，判断光栅膜合格，否则判断光栅膜不合格。

在一实施例中，对统计表格中的ρ也进行离散化处理，对相同θ且对应Δρ小于设定阈值的候选直线进行合并，即合并的候选直线满足

ρ_max-ρ_min＜T；

式中，ρ_max和ρ_min各自代表合并候选直线中参数ρ对应的最大最小值，T为预先设定的阈值；合并后的ρ值由以下公式计算：

式中，n1,n2,n3各自对应合并前的统计次数。

综上所述，本发明提出的裸眼3D显示器光栅膜检测方法，可以明确评价光栅膜的客观指标，有效保证了裸眼3D显示器的3D展示效果。

本发明通过对摄像头抓取的指定图片投影出的原始图像，经过特征增强后，提取分割线，通过霍夫变换统计出的直线参数波动范围与变化规律来判断光栅膜的合格与否。

需要注意的是，本申请可在软件和/或软件与硬件的组合体中被实施；例如，可采用专用集成电路(ASIC)、通用目的计算机或任何其他类似硬件设备来实现。在一些实施例中，本申请的软件程序可以通过处理器执行以实现上文步骤或功能。同样地，本申请的软件程序(包括相关的数据结构)可以被存储到计算机可读记录介质中；例如，RAM存储器，磁或光驱动器或软磁盘及类似设备。另外，本申请的一些步骤或功能可采用硬件来实现；例如，作为与处理器配合从而执行各个步骤或功能的电路。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

这里本发明的描述和应用是说明性的，并非想将本发明的范围限制在上述实施例中。实施例中所涉及的效果或优点可因多种因素干扰而可能不能在实施例中体现，对于效果或优点的描述不用于对实施例进行限制。这里所披露的实施例的变形和改变是可能的，对于那些本领域的普通技术人员来说实施例的替换和等效的各种部件是公知的。本领域技术人员应该清楚的是，在不脱离本发明的精神或本质特征的情况下，本发明可以以其它形式、结构、布置、比例，以及用其它组件、材料和部件来实现。在不脱离本发明范围和精神的情况下，可以对这里所披露的实施例进行其它变形和改变。

Claims (8)

1.一种裸眼3D显示器光栅膜检测方法，其特征在于，所述方法包括：

步骤S1、贴有光栅的显示器与幕布水平对立放置，并在机器播放指定图片；

步骤S2、根据显示器屏幕与幕布间距，调整光栅参数，让指定图像清晰成像在幕布，利用摄像头进行图像抓取与保存；

步骤S3、对摄像头保存的原始图像按照既定规则进行特征增强处理，对特征增强后图片进行二值化处理；

步骤S4、参考光栅理论设计倾角设计与之匹配的滤波器，对获取的二值化图像进行光栅分割线的轮廓提取；

步骤S5、对所得到的分割线轮廓进行霍夫变换，获取关于霍夫空间参数的多条正余弦叠加得到的关系曲线图，按照既定规则获取满足条件的候选分割线；

步骤S6、判断候选直线参数是否存在超出设定阈值变化范围情况，超出则判定为光栅膜不合格，流程结束；不存在则继续下一步骤；

步骤S7、对候选直线的参数进行离散化处理，对候选分割线进行合并处理，判断筛选处理后的分割线该参数是否均匀变化；若满足，判断光栅膜合格，否则判断光栅膜不合格。

2.根据权利要求1所述的裸眼3D显示器光栅膜检测方法，其特征在于：

所述步骤S1中，选取的指定图片为左右各半的纯色图片，选取的两种颜色应当互为对比色，将此类图片经光栅膜折射后展示出的色彩交替光栅图案呈现相对清晰分割线。

3.根据权利要求3所述的裸眼3D显示器光栅膜检测方法，其特征在于：

选用红绿各半的纯色图片作为指定图片。

4.根据权利要求1所述的裸眼3D显示器光栅膜检测方法，其特征在于：

所述步骤S2中，显示器屏幕与幕布间距d由深度摄像头直接获取，光栅参数k则按照已有的标定参数表线性插值得到，在参数表找出当前深度d所处区间段(dlast,dnext)，在满足公式d_last＜d≤d_next的条件下按如下公式计算最优k值：

其中，k_last与k_next代表着已标定好与d_last,d_next各自对应的最优k值；所述光栅参数k为光栅柱镜单元对应的子像素个数。

5.根据权利要求1所述的裸眼3D显示器光栅膜检测方法，其特征在于：

在所述步骤S3中，按照既定规则对原始图像做特征增强处理，其实现方法如下，通过逐像素遍历比较不同颜色通道分量的数值，对图像原像素数值按下述公式进行修改：

其中，R_value代表目标像素的红色分量数值，G_value代表目标像素的绿色分量数值。

6.根据权利要求1所述的裸眼3D显示器光栅膜检测方法，其特征在于：

在步骤S4中手动设计垂直边缘滤波器[1,0,-1]，通过滤波操作对二值化图像中的分割线轮廓进行提取。

7.根据权利要求1所述的裸眼3D显示器光栅膜检测方法，其特征在于：

在步骤S5中获取候选分割线的过程如下，对边缘轮廓中的每个点坐标(x,y)求与之对应霍夫空间参数ρ和θ，离散化θ，统计(ρ，θ)出现的次数，当统计次数超出设定最小数量统计阈值时，将该点对应的直线保存为一条候选分割线。

8.根据权利要求1所述的裸眼3D显示器光栅膜检测方法，其特征在于：

在步骤S7中，对统计表格中的ρ也进行离散化处理，对相同θ且对应Δρ小于设定阈值的候选直线进行合并，即合并的候选直线满足

ρ_max-ρ_min＜T；

式中，ρ_max和ρ_min各自代表合并候选直线中参数ρ对应的最大最小值，T为预先设定的阈值；合并后的ρ值由以下公式计算：

式中，n1,n2,n3各自对应合并前的统计次数。

Images