CN205378133U - 立体显示系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出一种立体显示系统，其系统包括跟踪设备、图像采集设备、信号处理单元、控制单元以及显示设备，跟踪设备用于实时获取第一目标对象的位置信息，图像采集设备用于获取第二目标对象位置具有立体视差的图像信息，信号处理单元用于对图像采集设备获取到的第二目标对象的图像信息进行排列，生成立体图像信号，控制单元用于根据跟踪设备获取的第一目标对象的位置信息，对信号处理单元生成的立体图像信号进行实时调整，显示设备用于显示经过控制单元实时调整的立体图像，本实用新型可以实时向观察者显示立体图像，无需观察者佩戴眼镜，有效地避免了佩戴眼镜造成的光学浪费问题以及使用不便的问题。

Description

立体显示系统

技术领域

本实用新型涉及立体显示技术领域，特别涉及一种立体显示系统。

背景技术

近几年，立体显示技术发展迅速，成为人们研究的热点。立体显示技术已经越来越广泛应用于医疗、广告、军事、展览、游戏及车载显示等各个领域。在医疗手术现场等需要实时播放的领域，为了提高画面的实时性和稳定性，在应用立体显示技术时都需要佩戴眼镜，使得左右眼射入不同偏振光，来产生视差，形成立体感观。

但是，一方面由于眼镜的使用，使得进入使用者眼睛内的光线降低为原来的一半以下，浪费了十分宝贵的光线信息，对于如微创手术等采用内窥镜采集环境图像的情况，降低了较暗环境下的信息识别率；另一方面，眼镜的佩戴也会给使用者带来不便，对于平日生活中不佩戴眼镜的使用者而言，佩戴眼镜极易产生不适感，特别在医疗手术时，由于医生需要佩戴口罩，而呼吸时可能会在眼镜上形成雾气，从而影响视野，容易出现判断错误，产生“误切”“多切”的问题，还可能导致患者脏器和血管、神经的损伤，对手术安全产生极大的影响。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种立体显示系统，以解决现有的立体显示技术在应用于实时播放的领域时，由于需要佩戴眼镜而造成的暗环境识别率低、使用不便的问题。

本实用新型提出一种立体显示系统，包括：

跟踪设备，用于实时获取第一目标对象的位置信息；

图像采集设备，用于获取第二目标对象位置具有立体视差的图像信息；

信号处理单元，用于对所述图像采集设备获取到的第二目标对象的图像信息进行排列，生成立体图像信号；

控制单元，用于根据跟踪设备获取的第一目标对象的位置信息，对所述信号处理单元生成的立体图像信号进行实时调整；

显示设备，用于显示经过所述控制单元实时调整的立体图像。

相对于现有技术，本实用新型的有益效果是：本实用新型通过第二目标对象的图像信号以及第一目标对象的位置信息，实时向观察者显示立体图像，无需观察者佩戴眼镜，有效地避免了佩戴眼镜造成的光学浪费问题以及使用不便的问题，特别适用于医疗手术现场等需要实时播放的领域。

附图说明

图1为本实用新型实施例的一种立体显示系统的结构示意图；

图2为本实用新型实施例的另一种立体显示系统的结构示意图；

图3为本实用新型实施例的一种图像采集设备的结构示意图；

图4为本实用新型实施例的一种图像采集设备端部的结构示意图；

图5为本实用新型实施例的另一种图像采集设备的结构示意图；

图6为本实用新型实施例的另一种图像采集设备的结构示意图；

图7为本实用新型实施例的另一种图像采集设备的结构示意图；

图8为本实用新型实施例的第一种信号处理单元的结构示意图；

图9为本实用新型实施例的第二种信号处理单元的结构示意图；

图10为本实用新型实施例的第三种信号处理单元的结构示意图；

图11为本实用新型实施例的第四种信号处理单元的结构示意图；

图12为本实用新型实施例的第五种信号处理单元的结构示意图；

图13为本实用新型实施例的一种控制单元的结构示意图；

图14为本实用新型实施例的另一种控制单元的结构示意图；

图15为本实用新型实施例的再一种控制单元的结构示意图；

图16为本实用新型实施例的第一种跟踪设备的结构示意图；

图17为本实用新型实施例的第二种跟踪设备的结构示意图；

图18为本实用新型实施例的第三种跟踪设备的结构示意图；

图19为本实用新型实施例的第四种跟踪设备的结构示意图；

图20为本实用新型实施例的一种显示设备的结构示意图；

图21为本实用新型实施例的另一种显示设备的结构示意图；

图22为本实用新型实施例的第一种立体显示方法的流程图；

图23为本实用新型实施例的第二种立体显示方法的流程图；

图24为本实用新型实施例的第三种立体显示方法的流程图；

图25为本实用新型实施例的第四种立体显示方法的流程图；

图26为本实用新型实施例的第五种立体显示方法的流程图；

图27为本实用新型实施例的第六种立体显示方法的流程图。

具体实施方式

有关本实用新型的前述及其他技术内容、特点及功效，在以下配合参考图式的较佳实施例详细说明中将可清楚的呈现。通过具体实施方式的说明，当可对本实用新型为达成预定目的所采取的技术手段及功效得以更加深入且具体的了解，然而所附图式仅是提供参考与说明之用，并非用来对本实用新型加以限制。

实施例一

请参见图1，其为本实用新型实施例的一种立体显示系统的结构图，此系统包括：跟踪设备1、图像采集设备2、信号处理单元3、控制单元4以及显示设备5。信号处理单元3分别与图像采集设备2、显示设备5连接，控制单元4分别与信号处理单元3、跟踪设备1连接，显示设备5与控制单元4连接。

图像采集设备2用于获取第二目标对象位置具有立体视差的图像信息。图像采集设备2优选能够实时采集具有立体视差的视频信号的具有一个、两个或多个摄像机的视频采集装置，一般情况下为双目摄像机，但是不仅限于此，图像采集设备2也可以是单目摄像机或者多目摄像机。对于人体内，或者其它暗环境下使用的情况，图像采集设备2也可配置光源，更加优选使用冷光源，并通过光纤方式传导图像信号。这里所述的第二目标对象主要是指由摄像机拍摄记录的各种场景，也即立体显示系统的使用者想要观看的场景，如拍摄球赛的现场，手术的现场，病人的体内影像等。通过图像采集设备2实时地拍摄第二目标对象的图像，并将拍摄到的图像通过显示设备5实时显示，及时并真实地显示拍摄到的各种场景，满足了用户对实时显示的需求，提高了用户体验。

信号处理单元3用于对所述图像采集设备获取到的第二目标对象的图像信息进行排列，生成立体图像信号。信号处理单元3接收图像采集设备2所采集的信号，将其合成立体图像信号，一般为数字信号。信号处理单元3输出的立体图像信号可以为多种格式，例如左、右眼图像为左右格式排列，上下格式排列或上下交错格式排列。信号处理单元3可以是具有图像处理功能的主机，通过软件处理的方式来合成立体图像信号。信号处理单元3也可以是硬件处理模块，例如FPGA(Field-ProgrammableGateArray，现场可编程门阵列)模块、ASIC(ApplicationSpecificIntergratedCircuits，专用集成电路)模块等，相比于软件的处理方式，硬件处理模块具有更加强大的并行处理能力，可以加快处理速度，降低信号延迟。信号处理单元3还可以用来控制显示设备5中背光源的供电和逻辑关系。

跟踪设备1用于实时获取第一目标对象的位置信息。所述第一目标对象是指可以确定观察者位置的对象，例如人体的位置，人头部的中心位置，人眼的位置，人五官的中心位置，眉毛的位置，双眼中心位置等。所述第一目标对象的位置信息优选采用空间坐标的形式来表示。进一步的，跟踪设备1可以包括摄像头和/或者红外传感器，摄像头或红外传感器的数量可以根据需要来设置，可以是一个，也可以是多个。摄像头或者红外传感器可以与显示设备5设置成一体，例如摄像头或者红外传感器可以安装在显示设备5的边框上，或者摄像头或者红外传感器也可以单独放置在易于追踪到第一目标对象的位置。进一步的，如果采用红外传感器作为跟踪设备1，还可在对应第一目标对象的位置设置红外发射器，通过接收到红外发射器发送的红外定位信号，利用红外发送器与第一目标对象的相对位置关系，计算出第一目标对象的位置信息。进一步的，跟踪设备1还可以采用GPS定位模块，由GPS定位模块实时获取第一目标对象的位置信息。计算第一目标对象的位置信息时，跟踪设备1可以通过软件的处理方式，从拍摄到的第一目标对象的图片或者接收到的位置信号中获取第一目标对象的位置信息。除此之外，跟踪设备1也可以通过FPGA模块、ASIC模块等硬件来计算第一目标对象的位置信息，藉于硬件处理模块更加强大的并行处理能力，相比于软件的处理方式，硬件处理的方式可以加快处理速度，降低信号延迟。

控制单元4用于根据跟踪设备获取的第一目标对象的位置信息，对所述信号处理单元生成的立体图像信号进行实时调整。具体来说，控制单元4依据第一目标对象的位置信息，以及显示设备5的光栅参数和显示参数，对立体图像的像素内容进行排列，使传输给显示设备5的立体图像信号可以在空间上被划分左眼图像以及右眼图像，从而利用视差使观察者可以看到立体图像。立体图像信号经过控制单元4最终实现的效果是其可以根据实时变化的跟踪目标的空间位置被实时地调整，以满足在跟踪目标所在位置下具有较佳的立体观看效果。控制单元4对立体图像信号的调整，可以通过软件的处理方式来实现，也可以通过硬件的处理方式来实现，例如控制单元4中可以设置FPGA模块、ASIC模块等硬件处理模块，并由硬件处理模块实现调整参数的计算，藉于硬件处理模块所具备的并行处理能力，可以更快地对图像信息进行处理，进而大大提高排图的效率，提高立体成像的实时性。

显示设备5用于显示经过所述控制单元4实时调整的立体图像。具体来说，显示设备5会提供具有视差的左视图和右视图，并分别发送到观察者的左眼和右眼，依据人的左眼和右眼合成立体图像，使人观看到立体显示的效果。也就是说，该显示设备5所显示的立体图像，观察者无需佩戴眼镜就可以观看，有效地避免了佩戴眼镜造成的光线浪费问题以及使用不便的问题。

本实施例的立体显示系统通过第二目标对象的图像信号以及第一目标对象的位置信息，实时向观察者显示立体图像，无需观察者佩戴眼镜，有效避免了光线浪费和使用不便的问题，特别适用于医疗手术现场等需要实时播放的领域。

实施例二

请参见图2，其为本实用新型实施例的一种立体显示系统的结构图，实施例一的系统相比，此实施例二的系统除了包括：跟踪设备1、图像采集设备2、信号处理单元3、控制单元4、显示设备5，还包括：存储单元6。存储单元6与信号处理单元3连接，用于存放所述信号处理单元3生成的立体图像信号，以备后期取用观看。

存储单元6可包括高速随机存储器，还可包括非易失性存储器，如一个或者多个磁性存储装置、闪存、或者其他非易失性固态存储器。在一些实例中，存储单元6可进一步包括相对于信号处理单元3以及系统其它部件远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至信号处理单元3。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。存储单元6还可以包括存储器控制器，以提供对存储单元6访问的控制，立体图像信号的存入和读取，以及其它可能的组件对存储单元6的访问可在存储器控制器的控制下进行，例如存储单元6的访问密码、访问权限的设置。

实施例三

请参见图3和图4，其为本实用新型实施例的一种图像采集设备的结构图。在本实施例中，立体显示系统用于医疗手术，而本实施例的图像采集设备2包括一个内窥镜21。内窥镜21根据手术类型的不同，分为硬质材质和软质材质，内窥镜21用于在微创手术、诊断内镜检查、治疗内镜术、机器人手术等医疗手术中深入患者体内并进行拍摄。

本实施例中，为了能够采集具有人眼左右视差的双视图，内窥镜21的端部22设置有两个摄像头23，当然，摄像头的数量可以根据需要来设置，并不以本实施例为限。使用时摄像头23会拍摄第二目标对象(即内窥镜21端部周围环境)的图像。同时，为了解决人体内光线较暗的问题，内窥镜21的端部22还可以设置光源，本实施例中的光源是冷光源24，用于发出照明光线以使摄像头23可以正常拍摄。

实施例四

请参见图5、图6、图7，其为本实用新型实施例的另一种图像采集设备的结构图。本实施例中，图像采集设备2包括滑轨25和一个双目摄像机26。双目摄像机26包括两部摄像机，两部摄像机均设置在滑轨25上，并可以沿着滑轨25滑动，从而可以通过调整两部摄像机之间的距离，来达到达到调整拍摄视差的目的。如图中所示，图6中的两部摄像机间距最小，图7中的两部摄像机间距最大。当然，根据实际需要，也可以采用单目摄像机、三目摄像机等，并不以本实施例为限。此外，双目摄像机26也可具备光学变焦的能力，根据场景的不同来调整聚焦位置。

实施例五

请参见图9，其为本实用新型实施例的一种信号处理单元的结构示意图。本实施例的信号处理单元3可以是具有图像处理功能的主机，其通过软件处理的方式对所述图像采集设备2获取到的图像信息进行排列，生成立体图像信号。此信号处理单元3包括图像采集卡31和显卡32，当信号处理单元3接收到图像采集设备2发送来的图像信息，通过图像采集卡31将图像信息导入主机系统，通过特定软件合成立体图像，然后通过显卡32输出该立体图像。

实施例六

请参见图9，其为本实用新型实施例的一种信号处理单元的结构示意图。此信号处理单元3包括硬件处理模块33，硬件处理模块33用于通过硬件处理方式对所述图像采集设备2获取到的图像信息进行排列，生成立体图像信号。硬件处理模块33可以是FPGA模块、ASIC模块等。由于硬件处理的方式具有更加强大的并行处理能力，相比于软件的处理方式，本实施例采用硬件处理模块33可以进一步地加快对图像信息处理速度，提高立体视图信息的输出效率，降低信号延迟。

实施例七

请参见图10，其为本实用新型实施例的一种信号处理单元的结构示意图。此信号处理单元3包括解码模块34和编码模块35。解码模块34用于在信号处理单元3接收到图像采集设备2发送来的图像信号后，对图像信号进行解码处理，去除立体图像重复部分的冗余信息，减少后续图像信息处理时的运算量。经过解码模块34解码处理后的图像信号，信号处理单元3再其进行排列，生成立体图像信号。编码模块35用于生成的立体图像信号进行编码处理，压缩其数据量，然后再传输给控制单元3和/或存储单元6，提高立体图像信号的传输速率。

实施例八

请参见图11，其为本实用新型实施例的一种信号处理单元的结构示意图。此信号处理单元3包括：解码模块34、FPGA模块36和编码模块35。当信号处理单元3接收到图像采集设备2发送来的图像信号时，先通过解码模块34对接收到的图像信号进行解码处理，去除立体图像重复部分的冗余信息，减少后续图像信息处理时的运算量。接着，FPGA模块36会对经过解码模块34解码处理的图像信号进行图像排列，生成立体图像信号。然后，编码模块35对生成的立体图像信号进行编码处理，压缩其数据量，然后再传输给控制单元3和/或存储单元6，提高立体图像信号的传输速率。

本实施例中，不仅利用FPGA模块36强大的并行处理能力，大大加快了排图速率，提高了立体视图信息的输出效率，而且，还进一步地引入编解码技术，利用左、右视图的相关性来对冗余信息进行压缩，实现编解码，减少运算量，提高传输速度，从而也可以有效地解决信号延迟问题。

实施例九

请参见图12，其为本实用新型实施例的一种信号处理单元的结构示意图。此信号处理单元3包括：解码模块34、ASIC模块37和编码模块35。当信号处理单元3接收到图像采集设备2发送来的图像信号时，先通过解码模块34对接收到的图像信号进行解码处理，去除立体图像重复部分的冗余信息，减少后续图像信息处理时的运算量。接着，ASIC模块37会对经过解码模块34解码处理的图像信号进行图像排列，生成立体图像信号。然后，编码模块35对生成的立体图像信号进行编码处理，压缩其数据量，然后再传输给控制单元3和/或存储单元6，提高立体图像信号的传输速率。

本实施例中，不仅利用ASIC模块37强大的并行处理能力，大大加快了排图速率，提高了立体视图信息的输出效率，而且，还进一步地引入编解码技术，利用左、右视图的相关性来对冗余信息进行压缩，实现编解码，减少运算量，提高传输速度，从而也可以有效地解决信号延迟问题。

实施例十

请参见图13，其为本实用新型实施例的一种控制单元的结构示意图。此控制单元4包括硬件处理模块41，硬件处理模块41用于通过硬件处理方式，根据跟踪设备1获取的第一目标对象的位置信息，对所述信号处理单元生3成的立体图像信号进行实时调整。可以预先将调整算法写入硬件处理模块41中以实现快速运算。硬件处理模块41可以是FPGA模块、ASIC模块等。由于硬件处理模块具有更加强大的并行处理能力，相比于软件的处理方式，硬件处理的方式可以更快地对图像信息进行处理，降低信号延迟，提高立体成像的实时性。

实施例十一

请参见图14，其为本实用新型实施例的一种控制单元的结构示意图。此控制单元4包括FPGA模块42，FPGA模块42用于通过硬件处理方式，根据跟踪设备1获取的第一目标对象的位置信息，对所述信号处理单元生3成的立体图像信号进行实时调整。可以预先将调整算法写入FPGA模块42中以实现快速运算。由于FPGA模块42具有强大的并行处理能力，可以更快地对图像信息进行处理，降低信号延迟，提高立体成像的实时性。此外，为了加速信号的处理速度，该FPGA模块42还可具备3D信号编解码的功能，利用左、右图的相关性来对冗余信息进行压缩，实现编解码，起到加快立体信号排图速度的效果。

实施例十二

请参见图15，其为本实用新型实施例的一种控制单元的结构示意图。此控制单元4包括ASIC模块43，ASIC模块43用于通过硬件处理方式，根据跟踪设备1获取的第一目标对象的位置信息，对所述信号处理单元生3成的立体图像信号进行实时调整。可以预先将调整算法写入ASIC模块43中以实现快速运算。由于ASIC模块43具有强大的并行处理能力，可以更快地对图像信息进行处理，降低信号延迟，提高立体成像的实时性。此外，为了加速信号的处理速度，该ASIC模块43还可具备3D信号编解码的功能，利用左、右图的相关性来对冗余信息进行压缩，实现编解码，起到加快立体信号排图速度的效果。

实施例十三

请参见图16，其为本实用新型实施例的一种跟踪设备的结构示意图。此跟踪设备1包括摄像头11、两个红外灯12和具有图像处理功能的主机13。摄像机11可以是单目摄像机、双目摄像机或多目摄像机，摄像机11用于实时拍摄第一目标对象的图像，并将拍摄到的图像实时导入主机13系统内。主机13用于通过软件的处理方式，对摄像头11拍摄到的图像进行图像分析，获取第一目标对象的位置信息，例如该第一目标对象的位置信息可以是图像上双眼中心位置的空间坐标，并将此坐标输出给控制单元4。红外灯12的作用是在环境光较暗的情况下发出红外光，使得摄像机11仍能够拍摄到第一目标对象的图像。进一步的，也可以在第一目标对象处贴上红外反光贴，通过红外灯12发出的光在红外反光贴表面反射后被摄像头组512接收来获取图像。当然，除了以红外灯作为照明方式，也可以采用其它的照明设备，此处并不以此为限。

此外，获取第一目标对象的位置信息时，可以利用设置特征点来实现。例如第一目标对象是观察者的双眼时，可以在观察者脸部等能够与双眼有数学关系的位置增加特征点，或者可以在观察者的头部佩戴红外灯发射器，以摄像机11拍摄到的红外光发射位置作为特征点，并依照特征点的信息计算观察者双眼的空间坐标信息。进一步的，可以设置多个特征点，以防止某一特征点被遮挡或某一特征点提取不足的情况下，依然可以正常获取第一目标对象的位置信息。

实施例十四

请参见图17，其为本实用新型实施例的一种跟踪设备的结构示意图。此跟踪设备1包括摄像机11、两个红外灯12和硬件处理模块14。摄像机11用于实时拍摄第一目标对象的图像。红外灯12用于环境亮度低于阈值时发出光线以起到照明作用。硬件处理模块14用于通过硬件处理方式对摄像机11拍摄到的图像进行分析，实时获取第一目标对象的位置信息。硬件处理模块14可以是FPGA模块、ASIC模块等。由于硬件处理模块具有更加强大的并行处理能力，相比于软件的处理方式，硬件处理的方式可以加快处理速度，提高获取第一目标对象的位置信息的效率，进而提高立体成像的实时性。

实施例十五

请参见图18，其为本实用新型实施例的一种跟踪设备的结构示意图。此跟踪设备1包括摄像机11、两个红外灯12和FPGA模块15。摄像机11用于实时拍摄第一目标对象的图像。红外灯12用于环境亮度低于阈值时发出光线以起到照明作用。FPGA模块15用于通过硬件处理方式对摄像机11拍摄到的图像进行分析，实时获取第一目标对象的位置信息。由于FPGA模块15具有强大的并行处理能力，可以更快速地对图像进行分析处理，提高获取第一目标对象的位置信息的效率，降低信号延迟，提高立体成像的实时性。

实施例十六

请参见图19，其为本实用新型实施例的一种跟踪设备的结构示意图。此跟踪设备1包括摄像机11、两个红外灯12和ASIC模块16。摄像机11用于实时拍摄第一目标对象的图像。红外灯12用于环境亮度低于阈值时发出光线以起到照明作用ASIC模块16用于通过硬件处理方式对摄像机11拍摄到的图像进行分析，实时获取第一目标对象的位置信息。由于ASIC模块16具有强大的并行处理能力，可以更快速地对图像进行分析处理，提高获取第一目标对象的位置信息的效率，降低信号延迟，提高立体成像的实时性。

实施例十七

请参见图20，其为本实用新型实施例的一种显示设备的结构示意图。此显示设备5包括显示模组51、分光层52以及垫空层53。显示模组51用于显示具有视差的立体图像。显示模组51所显示的立体图像分为具有视差的左视图和右视图，并分别发送到观察者的左眼和右眼，依据人的左眼和右眼合成立体图像，使人观看到立体显示的效果，也就是说，观察者无需佩戴眼镜就可以观看该立体图像。分光层52设置于所述显示模组51的出光侧，用于将所述显示模组51显示的立体图像分光为左视图和右视图，分光层52可以是狭缝式光栅、柱状透镜式光栅、液晶透镜式光栅等。垫空层53设置于所述显示模组51和所述分光层52之间，用于控制所述显示模组和所述分光层之间的距离，以满足不同观看距离时分光层52所需的放置距离的需要，所述垫空层53可以采用玻璃、亚克力、树脂等透明材质。

实施例十八

请参见图21，其为本实用新型实施例的一种显示设备的结构示意图。此显示设备5包括显示模组51、分光层52以及垫空层53。显示模组51用于显示具有视差的立体图像。显示模组51所显示的立体图像分为具有视差的左视图和右视图。分光层52设置于所述显示模组51的出光侧，用于将所述显示模组51显示的立体图像分光为左视图和右视图。

本实施例中，所述垫空层53设计成中空结构。垫空层53进一步包括第一基板54和第二基板55，以及位于第一基板54与第二基板55之间的空气层56。该空气层56在第一基板54与第二基板55之间处于密封状态，防止空气逸出。第一基板54与显示模组51贴合，可以是玻璃、亚克力、树脂等材料构成。第二基板55与第一基板54相对设置，其背离第一基板54的一侧用于贴合分光层52。由于在分光层52和显示模组51之间设置垫空层53，且垫空层53采用上述结构，对于大屏幕的显示设备，既保证了光栅贴合的平整度，又减轻了整个显示设备的重量，防止材质过重而导致屏幕坠裂的风险。但是，需指明的是，在使用不同尺寸显示屏及不同观看距离情况下，根据不同贴合工艺，第一基板54，第二基板55，空气层56三部分也可以整合成一整块基板，其背离显示模组51的一侧用于贴合分光层52，其靠近显示模组51的一侧与显示模组51贴合，这一整块基板可以是玻璃、亚克力、树脂等透明材质构成。

实施例十九

请参见图22，其为本实用新型实施例的一种立体显示方法的流程图，本实施例的立体显示方法可以应用在医疗手术等需要进行实况播放的领域，此方法包括以下步骤：

S2201，实时获取第一目标对象的位置信息。

S2202，获取第二目标对象位置具有立体视差的图像信息。

S2203，对获取到的第二目标对象的图像信息进行排列，生成立体图像信号。

S2204，根据获取的第一目标对象的位置信息，对所述信号处理单元生成的立体图像信号进行实时调整。

S2205，显示经过实时调整的立体图像。

步骤S2201中，所述第一目标对象是指可以确定观察者位置的对象，例如人体的位置，人头部的中心位置，人眼的位置，人五官的中心位置，眉毛的位置，双眼中心位置等。所述第一目标对象的位置信息优选采用空间坐标的形式来表示。进一步的，可以采用摄像头和/或者红外传感器来获取第一目标对象的位置信息，摄像头或红外传感器的数量可以根据需要来设置，可以是一个，也可以是多个。摄像头或者红外传感器可以与显示设备设置成一体，例如摄像头或者红外传感器可以安装在显示设备的边框上，或者摄像头或者红外传感器也可以单独放置在易于追踪到第一目标对象的位置。进一步的，如果采用红外传感器，还可在对应第一目标对象的位置设置红外发射器，通过接收到红外发射器发送的红外定位信号，利用红外发送器与第一目标对象的相对位置关系，计算出第一目标对象的位置信息。进一步的，还可以采用GPS定位模块来获取第一目标对象的位置信息，由GPS定位模块实时获取第一目标对象的位置信息。计算第一目标对象的位置信息时，可以通过软件的处理方式，从拍摄到的第一目标对象的图片或者接收到的位置信号中获取第一目标对象的位置信息。除此之外，也可以通过FPGA模块、ASIC模块等硬件来计算第一目标对象的位置信息，藉于硬件处理模块更加强大的并行处理能力，相比于软件的处理方式，硬件处理的方式可以加快处理速度，降低信号延迟。

步骤S2202中，优选能够实时采集具有立体视差的视频信号的具有一个、两个或多个摄像机的视频采集装置来获取第二目标对象的图像信息，一般情况下为双目摄像机，但是不仅限于此，也可以是单目摄像机或者多目摄像机。对于人体内，或者其它暗环境下使用的情况，也可配置光源，更加优选使用冷光源，并通过光纤方式传导图像信号。这里所述的第二目标对象主要是指由摄像机拍摄记录的各种场景，也即立体显示系统的使用者想要观看的场景，如拍摄球赛的现场，手术的现场，病人的体内影像等。通过实时地拍摄第二目标对象的图像，并将拍摄到的图像进行实时显示，及时并真实地显示拍摄到的各种场景，满足了用户对实时显示的需求，提高了用户体验。

步骤S2203中，立体图像信号可以为多种格式，例如左、右眼图像为左右格式排列，上下格式排列或上下交错格式排列。可以利用具有图像处理功能的主机，通过软件处理的方式来合成立体图像信号。也可以通过硬件处理模块生成立体图像信号，例如FPGA模块、ASIC模块等，相比于软件的处理方式，硬件处理模块具有更加强大的并行处理能力，可以加快处理速度，降低信号延迟。

步骤S2204中，具体来说，依据第一目标对象的位置信息，以及显示设备的光栅参数和显示参数，对立体图像的像素内容进行排列，使传输给显示设备的立体图像信号可以在空间上被划分左眼图像以及右眼图像，从而利用视差使观察者可以看到立体图像。立体图像信号经过调整后最终实现的效果是其可以根据实时变化的跟踪目标的空间位置被实时地调整，以满足在跟踪目标所在位置下具有较佳的立体观看效果。对立体图像信号的调整，可以通过软件的处理方式来实现，也可以通过硬件的处理方式来实现，硬件处理模块例如FPGA模块、ASIC模块等，藉于硬件处理模块所具备的并行处理能力，可以更快地对图像信息进行处理，进而大大提高排图的效率，提高立体成像的实时性。

步骤S2205中，具体来说，显示设备在显示立体图像时会提供具有视差的左视图和右视图，并分别发送到观察者的左眼和右眼，依据人的左眼和右眼合成立体图像，使人观看到立体显示的效果。也就是说，观察者无需佩戴眼镜就可以观看，有效地避免了佩戴眼镜造成的光线浪费问题以及使用不便的问题。

本实施例的立体显示方法通过第二目标对象的图像信号以及第一目标对象的位置信息，实时向观察者显示立体图像，无需观察者佩戴眼镜，有效避免了光线浪费和使用不便的问题，特别适用于医疗手术现场等需要实时播放的领域。

实施例二十

请参见图23，其为本实用新型实施例的一种立体显示方法的流程图，此方法包括以下步骤：

S2301，实时获取第一目标对象的位置信息。

S2302，获取第二目标对象位置具有立体视差的图像信息。

S2303，对获取到的第二目标对象的图像信息进行排列，生成立体图像信号。

S2304，存储所述立体图像信号。以备后期取用观看。

S2305，根据获取的第一目标对象的位置信息，对所述信号处理单元生成的立体图像信号进行实时调整。

S2306，显示经过实时调整的立体图像。

步骤S2204中，存储立体图像信号的介质可包括高速随机存储器，还可包括非易失性存储器，如一个或者多个磁性存储装置、闪存、或者其他非易失性固态存储器。在一些实例中，存储立体图像信号的介质可以是远程设置的存储器，例如通过网络连接的远程存储平台。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。

实施例二十一

请参见图24，其为本实用新型实施例的一种立体显示方法的流程图，此方法包括以下步骤：

S2401，通过硬件处理方式实时获取第一目标对象的位置信息。

S2402，获取第二目标对象位置具有立体视差的图像信息。

S2403，对获取到的第二目标对象的图像信息进行排列，生成立体图像信号。

S2404，根据获取的第一目标对象的位置信息，对所述信号处理单元生成的立体图像信号进行实时调整。

S2405，显示经过实时调整的立体图像。

实施例二十二

请参见图25，其为本实用新型实施例的一种立体显示方法的流程图，此方法包括以下步骤：

S2501，实时获取第一目标对象的位置信息。

S2502，获取第二目标对象位置具有立体视差的图像信息。

S2503，对获取到的第二目标对象的图像信息进行解码处理。

S2504，通过硬件处理方式对获取到的第二目标对象的图像信息进行排列，生成立体图像信号。

S2505，对生成的立体图像信号进行编码处理。

S2506，根据获取的第一目标对象的位置信息，对所述信号处理单元生成的立体图像信号进行实时调整。

S2507，显示经过实时调整的立体图像。

实施例二十三

请参见图26，其为本实用新型实施例的一种立体显示方法的流程图，此方法包括以下步骤：

S2601，实时获取第一目标对象的位置信息。

S2602，获取第二目标对象位置具有立体视差的图像信息。

S2603，对获取到的第二目标对象的图像信息进行排列，生成立体图像信号。

S2604，通过硬件处理方式，根据获取的第一目标对象的位置信息，对所述信号处理单元生成的立体图像信号进行实时调整。

S2605，显示经过实时调整的立体图像。

实施例二十四

请参见图27，其为本实用新型实施例的一种立体显示方法的流程图，此方法包括以下步骤：

S2701，通过硬件处理方式实时获取第一目标对象的位置信息。

S2702，获取第二目标对象位置具有立体视差的图像信息。

S2703，对获取到的第二目标对象的图像信息进行解码处理。

S2704，通过硬件处理方式对获取到的第二目标对象的图像信息进行排列，生成立体图像信号。

S2705，对生成的立体图像信号进行编码处理。

S2706，存储所述立体图像信号。以备后期取用观看。

S2707，通过硬件处理方式，根据获取的第一目标对象的位置信息，对所述信号处理单元生成的立体图像信号进行实时调整。

S2708，显示经过实时调整的立体图像。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本实用新型，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本申请技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本申请技术方案内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。

Claims (20)

1.一种立体显示系统，其特征在于，包括：

跟踪设备，用于实时获取第一目标对象的位置信息；

图像采集设备，用于获取第二目标对象位置具有立体视差的图像信息；

信号处理单元，与所述图像采集设备相连，用于对所述图像采集设备获取到的第二目标对象的图像信息进行排列，生成立体图像信号；

控制单元，分别与所述跟踪设备及所述信号处理单元相连，用于根据跟踪设备获取的第一目标对象的位置信息，对所述信号处理单元生成的立体图像信号进行实时调整；

显示设备，分别与所述信号处理单元及所述控制单元相连，用于显示经过所述控制单元实时调整的立体图像。

2.如权利要求1所述的立体显示系统，其特征在于，所述立体显示系统应用于医疗手术。

3.如权利要求2所述的立体显示系统，其特征在于，所述图像采集设备包括一内窥镜，所述内窥镜的端部设置有至少一个摄像头。

4.如权利要求3所述的立体显示系统，其特征在于，所述内窥镜的端部还设置有一冷光源。

5.如权利要求1所述的立体显示系统，其特征在于，所述图像采集设备包括一滑轨及至少一摄像机，所述摄像机可滑动地设置在所述滑轨上。

6.如权利要求1所述的立体显示系统，其特征在于，所述立体显示系统还包括：

存储单元，用于存放所述信号处理单元生成的立体图像信号。

7.如权利要求1所述的立体显示系统，其特征在于，所述信号处理单元包括：

硬件处理模块，用于通过硬件处理方式对所述图像采集设备获取到的图像信息进行排列，生成立体图像信号。

8.如权利要求7所述的立体显示系统，其特征在于，所述硬件处理模块为现场可编程门阵列处理模块。

9.如权利要求7所述的立体显示系统，其特征在于，所述硬件处理模块为专用集成电路处理模块。

10.如权利要求1所述的立体显示系统，其特征在于，所述信号处理单元包括：

解码模块，用于在对所述图像采集设备获取到的图像信号进行排列之前进行解码处理；

编码模块，用于对对所述图像采集设备获取到的图像信号进行排列之后，对生成立体图像信号进行编码处理。

11.如权利要求1所述的立体显示系统，其特征在于，所述控制单元包括：

硬件处理模块，用于通过硬件处理方式，根据跟踪设备获取的第一目标对象的位置信息，对所述信号处理单元生成的立体图像信号进行实时调整。

12.如权利要求11所述的立体显示系统，其特征在于，所述硬件处理模块为现场可编程门阵列处理模块。

13.如权利要求11所述的立体显示系统，其特征在于，所述硬件处理模块为专用集成电路处理模块。

14.如权利要求1所述的立体显示系统，其特征在于，所述跟踪设备包括：

至少一摄像机，用于实时拍摄第一目标对象的图像。

15.如权利要求14所述的立体显示系统，其特征在于，所述跟踪设备包括：

至少一照明设备，用于环境亮度低于阈值时发出光线。

16.如权利要求15所述的立体显示系统，其特征在于，所述照明设备为红外灯。

17.如权利要求14所述的立体显示系统，其特征在于，所述跟踪设备包括：

硬件处理模块，用于通过硬件处理方式实时获取第一目标对象的位置信息。

18.如权利要求17所述的立体显示系统，其特征在于，所述硬件处理模块为现场可编程门阵列处理模块。

19.如权利要求17所述的立体显示系统，其特征在于，所述硬件处理模块为专用集成电路处理模块。

20.如权利要求1所述的立体显示系统，其特征在于，所述显示设备包括：

显示模组，用于显示具有视差的立体图像；

分光层，设置于所述显示模组的出光侧，用于将所述显示模组显示的立体图像分光为左视图和右视图；

垫空层，设置于所述显示模组和所述分光层之间，用于控制所述显示模组和所述分光层之间的距离。