立体显示系统及立体显示方法技术方案

本发明专利技术属于立体显示技术领域，提供一种立体显示系统及立体显示方法，其系统包括显示单元、跟踪设备及分光单元。其中，该跟踪设备用于获取第一目标对象的位置信息，该分光单元位于该显示单元的显示侧，用于将该显示单元显示的图像空间上分成左视图和右视图。其中，该立体显示系统还包括图像播放处理单元，分别与该跟踪设备和该显示单元连接，该图像播放处理单元依据该第一目标对象的位置信息、该分光单元的光栅参数及该显示单元的显示参数实时处理待播放的立体图像，处理后发送该显示单元显示。上述立体显示系统实现实时显示立体图像，提升了用户体验。

【技术实现步骤摘要】
立体显示系统及立体显示方法
本专利技术涉及立体显示
，特别涉及一种立体显示系统及立体显示方法。
技术介绍
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。立体显示技术包括佩戴眼镜式立体显示技术和无需眼镜的裸眼立体显示技术。其中，佩戴眼镜式立体显示技术发展很早，目前已经技术比较成熟，在很多领域中仍在使用；而裸眼立体显示技术起步较晚，其技术难度比佩戴眼镜式的难度要高，目前虽在相关领域有运用，但显示效果还不能满足人们的需求。尤其是目前裸眼立体显示技术应用到如球赛实况转播、医疗手术现场等实时播放的领域时，其实时播放的效果较差，无法满足观看的需要。因此，在这些领域，目前多数采用佩戴眼镜式的立体显示技术，还没有裸眼立体显示技术的应用。此外，在目前的裸眼立体显示系统中，通常采用摄像头等人眼跟踪设备捕捉人眼的位置，然后依据人的左右眼的位置自适应的调节分光单元或对显示面板的像素进行排列，使得人在一定范围内自由移动，同时还不会影响到观看立体图像的显示效果。然而，现有的摄像头等人眼跟踪设备需要对拍摄到的含有人眼位置的二维图像进行特征分析，以获取人眼位置信息。采用这种方式，很难保证其稳定性和准确性。若没有获取到准确的人眼位置信息，这将严重影响立体显示效果，带来较差的用户体验。尤其是在需要实时播放立体显示图像的领域，比如在医疗领域，医生依据实时显示的立体显示图像进行手术时，医生需要不时且观看实时的立体显示图像，如果跟踪的人眼位置信息不准确，将影响到医生的操作，严重者，甚至会影响到手术的成功。又如在球赛实况转播时，对于实时性要求较高，图像在传输和处理中出现延迟情况，不能实时实现转播，则用户体验非常差。因此，如何实现裸眼立体显示设备的实时显示成为亟待解决的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种立体显示系统及立体显示方法，旨在解决由现有技术的局限和缺点引起的上述一个或多个技术问题。在一方面，本专利技术提出一种立体显示系统，包括显示单元、分光单元及跟踪设备，所述跟踪设备用于获取第一目标对象的位置信息，所述分光单元位于所述显示单元的显示侧，用于将所述显示单元显示的图像空间上分成左视图和右视图，所述立体显示系统还包括图像播放处理单元，分别与所述跟踪设备和所述显示单元连接，所述图像播放处理单元依据所述第一目标对象的位置信息、所述分光单元的光栅参数及所述显示单元的显示参数实时处理待播放的图像，处理后发送所述显示单元显示。在另一方面，本专利技术还提出一种立体显示方法，所述立体显示方法包括以下步骤：S1获取第一目标对象的位置信息；S2获取立体显示装置的分光单元的光栅参数和所述立体显示装置的显示单元的显示参数；S3依据所述位置信息和所述光栅参数及所述显示参数实时处理待播放的图像；S4显示所述待播放的图像。相对于现有技术，本专利技术的有益效果是：本专利技术的系统及方法可以及时获取到第一目标对象的位置信息、光栅参数及显示参数，并据此进行图像处理，省去了现有技术中需要经过中央处理器的处理过程，因而图像播放的速度相比于现有技术大大提高，能满足实时立体显示的要求。附图说明图1示出了本专利技术实施方式一的立体显示系统的结构示意图；图2示出了图1中的图像播放处理单元的结构示意图；图3是本专利技术实施方式一的立体显示系统中分光单元与显示单元贴合的结构示意图；图4示出了本专利技术实施方式一的立体显示系统中跟踪设备的较佳实施例结构示意图；图5示出了图4中的获取单元的具体结构示意图；图6示出了图4中的重新构建单元第一变形例的具体结构示意图；图7示出了图4中的重新构建单元第二变形例的具体结构示意图；图8示出了图4中的重新构建单元第三变形例的具体结构示意图；图9示出了图4的跟踪设备中对应第一目标对象设置标记点的定位支架的结构示意图；图10是本专利技术实施方式二的立体显示方法的流程示意图；图11是图10中S1的具体流程示意图；图12是图11中S12的具体流程示意图；图13是图10中S13的第一变形例的具体流程示意图；图14是图10中S13的第二变形例的具体流程示意图；图15是图10中S13的第三变形例的具体流程示意图；图16是图10中的S3的具体流程示意图；图17为本专利技术图像播放处理单元的一种结构示意图；图18为本专利技术图像播放处理单元的另一种结构示意图；图19为本专利技术图像获取单元的一种结构示意图；图20为本专利技术图像获取单元的另一种结构示意图；图21为本专利技术跟踪设备的一种结构示意图；图22为本专利技术跟踪设备的另一种结构示意图。具体实施方式有关本专利技术的前述及其他
技术实现思路
、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，当可对本专利技术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，并非用来对本专利技术加以限制。实施方式一请参见图1，图1为本专利技术立体显示系统的结构示意图。如图1所示，本专利技术的立体显示系统包括：跟踪设备30、分光单元50及显示单元40，该跟踪设备30用于获取第一目标对象的位置信息，该分光单元50位于所述显示单元40的显示侧，用于将该显示单元40显示的图像空间上分成左视图和右视图。该立体显示系统还包括图像播放处理单元20，分别与该跟踪设备30和该显示单元40连接，该图像播放处理单元20依据该第一目标对象的位置信息、该分光单元50的光栅参数及显示单元40的显示参数实时处理待播放的图像，处理后发送该显示单元40进行显示。由于跟踪设备30和显示单元40直接连接到图像播放处理单元20，图像播放处理单元20及时获取到第一目标对象的位置信息、光栅参数及显示参数，并据此进行图像处理，省去了现有技术中需要经过中央处理器的处理过程，因而图像播放的速度相比于现有技术大大提高，能满足实时立体显示的要求。上述光栅参数主要包括光栅的栅距(pitch)和光栅相对显示面板的倾斜角度、光栅相对显示面板的放置距离等参数。这些光栅参数可以是直接存储在图像播放处理单元内的存储器中，也可是其它检测设备实时检测并获取分光单元的光栅参数，将光栅参数值发送给图像播放处理单元20。上述显示单元参数包括显示单元的尺寸、显示单元的屏幕分辨率、显示单元的像素单元中子像素的排列顺序及排列结构等参数。子像素排列顺序即子像素是按照RGB排列或者RBG排列，还是成BGR排列，还是成其他顺序排列；子像素排列结构即子像素为竖直排列的还是横向排列的，如自上而下是按照RGB的方式循环排列，或者从左至右依次是按照RGB的方式循环排列等。上述跟踪设备30可以是摄像头和/或者红外传感器，主要用于追踪第一目标对象的位置，例如人的双眼或者人的头部或者人的脸部的位置或者人的上半身的位置。摄像头或红外传感器的数量不限制，可以是一个，也可以是多个。摄像头或者红外传感器可以安装在显示单元的边框上，或者单独放置在易于追踪到第一目标对象的位置。此外，如果采用红外传感器作为跟踪设备，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。上述分光单元50设于显示单元40的出光侧，将显示单元40显示的具有视差的左本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种立体显示系统，包括显示单元、分光单元及跟踪设备，所述跟踪设备用于获取第一目标对象的位置信息，所述分光单元位于所述显示单元的显示侧，用于将所述显示单元显示的图像空间上分成左视图和右视图，其特征在于，所述立体显示系统还包括图像播放处理单元，分别与所述跟踪设备和所述显示单元连接，所述图像播放处理单元依据所述第一目标对象的位置信息、所述分光单元的光栅参数及所述显示单元的显示参数实时处理待播放的图像，处理后发送所述显示单元显示。

【技术特征摘要】
2014.12.29 CN 20141083721061.一种立体显示系统，包括显示单元、分光单元及跟踪设备，所述跟踪设备用于获取第一目标对象的位置信息，所述分光单元位于所述显示单元的显示侧，用于将所述显示单元显示的图像空间上分成左视图和右视图，其特征在于，所述立体显示系统还包括图像播放处理单元，分别与所述跟踪设备和所述显示单元连接，所述图像播放处理单元依据所述第一目标对象的位置信息、所述分光单元的光栅参数及所述显示单元的显示参数实时处理待播放的图像，处理后的待播放的图像能够满足实时立体显示的要求，且被发送所述显示单元显示；其中，所述跟踪设备包括：标记点设置单元，对应所述第一目标对象的空间位置设置标记点；获取单元，获取所述标记点的位置信息；所述获取单元进一步包括：预设模块，预设一标准图像，所述标准图像中设有参考标记点，并获取所述参考标记点在所述标准图像中的空间坐标和平面坐标；重新构建单元，依据所述标记点的位置信息，重新构建所述第一目标对象的空间位置；当所述标记点的数量不超过四个，且采用单目摄像机获取所述标记点的位置信息时，所述重新构建单元包括：第一计算模块，用于依据当前图像中的标记点的平面坐标与标准图像中的所述参考标记点的平面坐标以及所述第一目标对象所在场景的假定条件，计算所述当前图像与所述标准图像之间的单应变换关系；第一重构模块，用于根据所述单应变换关系计算出所述标记点在拍摄所述标准图像时刻的空间位置到当前时刻的空间位置的刚性变换，然后计算所述标记点在当前时刻的空间位置，并根据所述标记点在当前时刻的空间位置计算所述第一目标对象当前的空间位置；当所述标记点的数量为五个以上，且采用单目摄像机获取所述标记点的位置信息时，所述重新构建单元包括：第二计算模块，用于依据当前图像中的所述标记点的平面坐标与标准图像中的所述参考标记点的平面坐标，计算所述当前图像与所述标准图像之间的单应变换关系；第二重构模块，用于根据所述单应变换关系计算出所述标记点在拍摄所述标准图像时刻的空间位置到当前时刻的空间位置的刚性变换，然后计算所述标记点在当前时刻的空间位置，并根据所述标记点当前时刻的空间位置计算第一目标对象当前的空间位置。2.如权利要求1所述的立体显示系统，其特征在于，所述立体显示系统还包括图像获取单元，所述图像获取单元用于拍摄第二目标对象，并实时将拍摄到的所述第二目标对象的立体图像信息发送给所述图像播放处理单元。3.如权利要求2所述的立体显示系统，其特征在于，所述图像获取单元包括单目摄像机，用一个摄像头拍摄并获取所述第二目标对象的立体图像。4.如权利要求2所述的立体显示系统，其特征在于，所述图像获取单元包括双目摄像机，用两个摄像头拍摄并获取所述第二目标对象的立体图像。5.如权利要求2所述的立体显示系统，其特征在于，所述图像获取单元包括多目摄像机，由三个以上的摄像头呈矩阵排列来拍摄并获取所述第二目标对象的立体图像。6.如权利要求2至5任一项所述的立体显示系统，其特征在于，所述图像获取单元进一步包括采集单元，所述采集单元用于采集所述第二目标对象的立体图像，并从所述立体图像中提取出左视图信息和右视图信息。7.如权利要求6所述的立体显示系统，其特征在于，所述图像获取单元通过硬件处理方式对所述第二目标对象的立体图像进行合成处理，合成后的单幅立体图像同时包含左、右视图信息。8.如权利要求7所述的立体显示系统，其特征在于，所述图像获取单元中实现立体图像合成功能的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，所述图像获取单元中实现立体图像合成功能的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，所述跟踪设备包括摄像机，所述摄像机跟踪所述第一目标对象的位置变化。11.如权利要求1所述的立体显示系统，其特征在于，所述跟踪设备包括红外接收器，所述红外接收器接收来自于对应所述第一目标对象所设置的红外发射器发送的红外定位信号。12.如权利要求1所述的立体显示系统，其特征在于，所述跟踪设备进一步包括：硬件处理模块，用于通过硬件处理方式获取第一目标对象的位置信息。13.如权利要求12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。14.如权利要求12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。15.如权利要求2～5和10～14任一项所述的立体显示系统，其特征在于，所述图像播放处理单元包括：排图参数确定模块，依据获取到的所述第一目标对象的位置信息和所述分光单元的光栅参数计算出在所述显示单元上的排图参数；视差图像排列模块，用于依据所述排图参数排列所述显示单元上的视差图像；视差图像播放模块，播放所述视差图像。16.如权利要求15所述的立体显示系统，其特征在于，所述图像播放处理单元包括：立体图像获取模块，获取所述图像获取单元拍摄的所述立体图像的信息。17.如权利要求1所述的立体显示系统，其特征在于，所述图像播放处理单元包括：硬件处理模块，用于通过硬件处理方式实时处理待播放的图像。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18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，所述分光单元为视差屏障或透镜光栅。21.如权利要求20所述的立体显示系统，...

【专利技术属性】
技术研发人员：包瑞，李统福，周峰，
申请(专利权)人：深圳超多维光电子有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44