CN115567698A - 一种实现横向及纵向3d显示的装置及实现方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种实现横向及纵向3D显示的装置及实现方法，包括显示装置，所述显示装置包括人脸位姿检测系统、3D图像处理单元、图像驱动单元和平板显示单元，所述人脸位姿检测系统包括人脸采集单元、人脸信息处理单元和人脸信息数据输出单元，所述3D图像处理单元包括转换模块和实时更新模块，所述平板显示单元加载3D光栅，本发明涉及3D显示设备技术领域。该实现横向及纵向3D显示的装置及实现方法，通过在传统3D显示终端的基础上加入了人脸位姿检测系统，同时经过优化设计的3D光栅匹配相应的3D图像处理单元可以实现横向3D与纵向3D显示的兼容，最终实现了横向及纵向的3D显示，有效提升两种观看场景下的分辨率及视觉体验。
Description
技术领域
本发明涉及3D显示设备技术领域，具体为一种实现横向及纵向3D显示的装置及实现方法。
背景技术
根据双眼视差的原理，利用光栅器件的光传导效果，使得双目在同一时刻内观看到不同的显示信息(即含有视差的图像信息)，含有视差的信息由大脑合成3D场景，进而实现裸眼3D观看，目前的3D显示设备中，绝大多数仅支持一个方向的3D显示，一般采取横屏3D模式，在商用显示中以及固定的显示终端，例如笔记本，显示器是可以接受的，随着手持移动终端的大量涌现以及应用场景的需求，使用时会两有个横屏应用场景及竖屏应用场景，该手持终端包括手机、pad、平板等。
目前可以实现横屏显示、纵屏显示的方法主要有：全息显示、集成成像、光场显示等，全息显示目前一般停留在静态显示，目前很难直接应用于数字电子类显示；集成成像显示利用微透镜阵列可以实现横向及纵向的3D显示，带来的负作用是在实现3D效果的同时，分辨率损失过于严重，以2视点为例，其在横向即损失一半分辨率，即为原有分辨率的1/2，在纵向同样损失一半，为原有分辨率的1/2，因此过多的分辨率损失造成的图像信息的损失，对3D终端的整体观赏效果有严重影响；光场显示由于器件复杂及3D片源的采集更为复杂，目前在移动端实现更为困难。
因此目前亟需一种考虑到实现横向、纵向3D显示的需求以及上述备用方案中的难点器件、分辨率损失过多等因素的实现方法。
发明内容
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了一种实现横向及纵向3D显示的装置及实现方法，解决了现有实现横向、纵向3D显示方法时难点器件、分辨率损失过多等，影响视觉体验的问题。
(二)技术方案
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种实现横向及纵向3D显示的装置及实现方法，包括显示装置，其特征在于：所述显示装置包括人脸位姿检测系统、3D图像处理单元、图像驱动单元和平板显示单元，所述人脸位姿检测系统包括人脸采集单元、人脸信息处理单元和人脸信息数据输出单元，所述3D图像处理单元包括转换模块和实时更新模块，所述平板显示单元加载3D光栅。
优选的，所述平板显示单元的像素为常规的LCD液晶屏幕或自发光的AMOLED屏幕。
优选的，所述屏幕的子像素为RGB排列、BGR排列、RGBW排列、RGYB排列或RGBY旋转对称排列。
本发明还公开了一种实现横向及纵向3D显示装置的实现方法，具体包括以下步骤：
S1、首先横屏状态时，开启人脸位姿检测系统，人脸采集单元通过摄像头对人脸信息进行图像采集，人脸信息处理单元根据采集图像中人脸在图像中的信息进行分析处理，分析得到人脸相对于屏幕的位置信息，包括相对于屏幕位置左右偏量X，上下偏移量Y，距离屏幕的信息Z，人脸信息数据输出单元将获取到的位置信息包括X，Y，Z输出给3D图像处理单元；
S2、当显示装置位于竖屏状态时，检测人脸位姿检测系统是否开启，如果尚未开启，开启人脸位姿检测系统，如果开启，此时需要注意人脸方向需要将横屏时的人脸方向旋转90度，与横屏状态类似，人脸位姿检测系统将将人脸信息产生的位姿信息传递给3D图像处理单元；
S3、人脸位姿检测系统将位姿信息传输至3D图像处理单元后，3D图像处理单元中的转换模块将3D片源(图片、视频)转换成与硬件3D光栅相适配的图片或视频，由于引进入人脸位姿检测系统，实时更新模块将所形成的3D图片或片源将随人脸的位姿信息进行实时更新；
S4、3D图像处理单元根据人脸的位姿信息进行相应状态的图像或视频处理后，图像驱动单元将处理后的图像或视频传输至平板显示单元，平板显示单元将处理后的图像或视频显示在屏幕上。
优选的，所述步骤S3中实时更新模块的更新速度取决于人脸位姿检测系统输出的位姿信息，一般情况下如果3D图像处理单元的输出信息为60fps，则每秒3D图片或视频信息将更新60次，与目前常规液晶屏的刷新频率一致。
优选的，所述步骤S1中人脸采集单元一般为摄像头，在实施过程中提升摄像头的帧率，进而能够提升3D图片的更新速度，增强3D基于人脸位姿的实时性，实施中摄像头中的帧率可以为90fps、120fps、240fps或更高。
优选的，所述步骤S3中3D图像处理单元根据位姿信息进行3D图像的合成过程中，每一个位置信息对应一个3D图像。
优选的，所述步骤S4中平板显示单元中加载3D光栅的倾角方向控制在22.5度到67.5度范围之间，根据光栅与屏幕的适配特性选取特定的角度进行方案的实施。
(三)有益效果
本发明提供了一种实现横向及纵向3D显示的装置及实现方法。具备以下有益效果：
该实现横向及纵向3D显示的装置及实现方法，通过人脸位姿检测系统包括人脸采集单元、人脸信息处理单元和人脸信息数据输出单元，在传统3D显示终端的基础上加入了人脸位姿检测系统，同时经过优化设计的3D光栅匹配相应的3D图像处理单元可以实现横向3D与纵向3D显示的兼容，最终实现了横向及纵向的3D显示，有效提升两种观看场景下的分辨率及视觉体验。
附图说明
图1为本发明系统的结构原理框图；
图2为本发明人脸位姿检测系统的结构原理框图；
图3为本发明3D图像处理单元的结构原理框图；
图4为本发明光栅倾角方向的结构示意图。
图中：1显示装置、11人脸位姿检测系统、111人脸采集单元、112人脸信息处理单元、113人脸信息数据输出单元、123D图像处理单元、121转换模块、122实时更新模块、13图像驱动单元、14平板显示单元。
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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，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他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-4，本发明实施例提供一种技术方案：一种实现横向及纵向3D显示的装置，包括显示装置1，显示装置1包括人脸位姿检测系统11、3D图像处理单元12、图像驱动单元13和平板显示单元14，人脸位姿检测系统11包括人脸采集单元111、人脸信息处理单元112和人脸信息数据输出单元113，3D图像处理单元12包括转换模块121和实时更新模块122，平板显示单元14加载3D光栅，同时为了消除摩尔纹路及分辨匹配的影响，使得光栅与屏幕有一定的倾角。
本发明实施例中，平板显示单元14的像素为常规的LCD液晶屏幕或自发光的AMOLED屏幕，平板显示单元加载有3D光栅。
本发明实施例中，屏幕的子像素为RGB排列、BGR排列、RGBW排列、RGYB排列或RGBY旋转对称排列，其中以RGBY旋转对称的子像素屏幕为优选屏幕。
本发明还公开了一种实现横向及纵向3D显示装置的实现方法，具体包括以下步骤：
S1、首先横屏状态时，开启人脸位姿检测系统11，人脸采集单元111通过摄像头对人脸信息进行图像采集，人脸信息处理单元112根据采集图像中人脸在图像中的信息进行分析处理，分析得到人脸相对于屏幕的位置信息，包括相对于屏幕位置左右偏量X，上下偏移量Y，距离屏幕的信息Z，人脸信息数据输出单元113将获取到的位置信息包括X，Y，Z输出给3D图像处理单元12，X，Y，Z输出的具体是指围绕X轴的旋转角Pitch,围绕Y转的旋转角Yaw,围绕Z轴的旋转角Roll；
S2、当显示装置位于竖屏状态时，检测人脸位姿检测系统11是否开启，如果尚未开启，开启人脸位姿检测系统11，如果开启，此时需要注意人脸方向需要将横屏时的人脸方向旋转90度，与横屏状态类似，人脸位姿检测系统11将将人脸信息产生的位姿信息传递给3D图像处理单元12；
S3、人脸位姿检测系统11将位姿信息传输至3D图像处理单元12后，3D图像处理单元12中的转换模块121将3D片源(图片、视频)转换成与硬件3D光栅相适配的图片或视频，由于引进入人脸位姿检测系统11，实时更新模块122将所形成的3D图片或片源将随人脸的位姿信息进行实时更新；
S4、3D图像处理单元12根据人脸的位姿信息进行相应状态的图像或视频处理后，图像驱动单元13将处理后的图像或视频传输至平板显示单元14，平板显示单元14将处理后的图像或视频显示在屏幕上。
本发明实施例中，步骤S3中实时更新模块122的更新速度取决于人脸位姿检测系统11输出的位姿信息，一般情况下如果3D图像处理单元12的输出信息为60fps，则每秒3D图片或视频信息将更新60次，与目前常规液晶屏的刷新频率一致。
本发明实施例中，步骤S1中人脸采集单元111一般为摄像头，摄像头可以为单目摄像头、双目摄像头或红外摄像头等，在实施过程中提升摄像头的帧率，进而能够提升3D图片的更新速度，增强3D基于人脸位姿的实时性，实施中摄像头中的帧率可以为90fps、120fps、240fps或更高。
本发明实施例中，步骤S3中3D图像处理单元12根据位姿信息进行3D图像的合成过程中，每一个位置信息对应一个3D图像。
本发明实施例中，步骤S4中平板显示单元14中加载3D光栅的倾角方向控制在22.5度到67.5度范围之间，根据光栅与屏幕的适配特性选取特定的角度进行方案的实施，其中光栅的倾角方向分为顺时针方向与逆时间方向，如图4中左侧图所示为顺时针方向22.5到67.5度示意图，右侧图所示为逆时间方向22.5度到67.5度。
同时本说明书中未作详细描述的内容均属于本领域技术人员公知的现有技术。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (8)
1.一种实现横向及纵向3D显示的装置，包括显示装置，其特征在于：所述显示装置包括人脸位姿检测系统、3D图像处理单元、图像驱动单元和平板显示单元，所述人脸位姿检测系统包括人脸采集单元、人脸信息处理单元和人脸信息数据输出单元，所述3D图像处理单元包括转换模块和实时更新模块，所述平板显示单元加载3D光栅。
2.根据权利要求1所述的一种实现横向及纵向3D显示的装置，其特征在于：所述平板显示单元的像素为常规的LCD液晶屏幕或自发光的AMOLED屏幕。
3.根据权利要求1所述的一种实现横向及纵向3D显示的装置，其特征在于：所述屏幕的子像素为RGB排列、BGR排列、RGBW排列、RGYB排列或RGBY旋转对称排列。
4.一种根据权利要求1-3所述的任意一项实现横向及纵向3D显示装置的实现方法，具体包括以下步骤：
S1、首先横屏状态时，开启人脸位姿检测系统，人脸采集单元通过摄像头对人脸信息进行图像采集，人脸信息处理单元根据采集图像中人脸在图像中的信息进行分析处理，分析得到人脸相对于屏幕的位置信息，包括相对于屏幕位置左右偏量X，上下偏移量Y，距离屏幕的信息Z，人脸信息数据输出单元将获取到的位置信息包括X，Y，Z输出给3D图像处理单元；
S2、当显示装置位于竖屏状态时，检测人脸位姿检测系统是否开启，如果尚未开启，开启人脸位姿检测系统，如果开启，此时需要注意人脸方向需要将横屏时的人脸方向旋转90度，与横屏状态类似，人脸位姿检测系统将将人脸信息产生的位姿信息传递给3D图像处理单元；
S3、人脸位姿检测系统将位姿信息传输至3D图像处理单元后，3D图像处理单元中的转换模块将3D片源(图片、视频)转换成与硬件3D光栅相适配的图片或视频，由于引进入人脸位姿检测系统，实时更新模块将所形成的3D图片或片源将随人脸的位姿信息进行实时更新；
S4、3D图像处理单元根据人脸的位姿信息进行相应状态的图像或视频处理后，图像驱动单元将处理后的图像或视频传输至平板显示单元，平板显示单元将处理后的图像或视频显示在屏幕上。
5.根据权利要求4所述的一种实现横向及纵向3D显示装置的实现方法，其特征在于：所述步骤S3中实时更新模块的更新速度取决于人脸位姿检测系统输出的位姿信息，一般情况下如果3D图像处理单元的输出信息为60fps，则每秒3D图片或视频信息将更新60次，与目前常规液晶屏的刷新频率一致。
6.根据权利要求4所述的一种实现横向及纵向3D显示装置的实现方法，其特征在于：所述步骤S1中人脸采集单元一般为摄像头，在实施过程中提升摄像头的帧率，进而能够提升3D图片的更新速度，增强3D基于人脸位姿的实时性，实施中摄像头中的帧率可以为90fps、120fps、240fps或更高。
7.根据权利要求4所述的一种实现横向及纵向3D显示装置的实现方法，其特征在于：所述步骤S3中3D图像处理单元根据位姿信息进行3D图像的合成过程中，每一个位置信息对应一个3D图像。
8.根据权利要求4所述的一种实现横向及纵向3D显示装置的实现方法，其特征在于：所述步骤S4中平板显示单元中加载3D光栅的倾角方向控制在22.5度到67.5度范围之间，根据光栅与屏幕的适配特性选取特定的角度进行方案的实施。
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