防裸眼3d觀看眩暈感的圖像處理方法及系統(tǒng)和顯示設(shè)備的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及裸眼3D顯示技術(shù)的改進，特別是涉及一種防裸眼3D觀看眩暈感的圖像 處理方法及系統(tǒng)和一種裸眼3D顯示設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002] 裸眼式3D技術(shù)的研發(fā)分兩個方向，一是硬件設(shè)備的研發(fā)，二為顯示內(nèi)容的處理研 發(fā)。第二種已經(jīng)開始小范圍的商業(yè)運用。大眾消費者接觸的不多。裸眼式3D技術(shù)最大的優(yōu)勢 便是擺脫了眼鏡的束縛，但是分辨率、可視角度和可視距離等方面還存在很多不足。當然， 近幾年國內(nèi)又出現(xiàn)一種更簡單的裸眼3D成像技術(shù)，也就是第二種技術(shù)。它是直接運用在特 定的所要需要表現(xiàn)3D效果的東西上，比如廣告行業(yè)的平面海報上面，電子商務(wù)的產(chǎn)品展示 上面等等，運用這項技術(shù)的有徐克導演的3D團隊在2013年推出的新電影"步步追魂"的海報 上。
[0003] 但是，目前3D顯示技術(shù)，在圖像處理進行3D顯示時，無論是基于9視點差等技術(shù)來 進行立體圖像的顯示，由于裸眼3D沒有眼鏡設(shè)備的視差調(diào)節(jié)，并且每個人雙眼睛的瞳孔之 間的距離是不同的，所以在立體顯示場景（圖像和視頻）的獲取和再現(xiàn)方面，都采用理論瞳 距來進行立體圖像的顯示，因為不同的人看到同樣顯示效果的立體圖像時，則會非常不適 應，對有些觀看者觀看一定時間后會產(chǎn)生頭暈，具有明顯的眩暈感，從而無法長時間裸眼觀 看3D成像效果，從而導致裸眼3D的顯示技術(shù)無法大范圍的進行商業(yè)推廣。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 基于現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，有必要提供一種裸眼3D顯示效果的圖像處理方法， 其可以通過實時根據(jù)觀察者的眼部瞳距來調(diào)節(jié)3D顯示圖像的結(jié)果數(shù)據(jù)，從而使輸出的3D顯 示圖像與觀察者的瞳距實時配合，防止裸眼3D觀看者產(chǎn)生眩暈的感覺。
[0005] -種防裸眼3D觀看眩暈感的圖像處理方法，其包括：
[0006] 緩存源3D視頻圖像數(shù)據(jù)；
[0007]依據(jù)源3D視頻圖像數(shù)據(jù)，獲得深度圖像數(shù)據(jù)；
[0008] 檢測觀察者的瞳距，獲得實際瞳距值；
[0009] 將源3D視頻圖像數(shù)據(jù)中虛擬左右攝像機的間距設(shè)定為所述實際瞳距值，計算更新 后的深度圖像數(shù)據(jù)；
[0010] 根據(jù)更新后的深度圖像數(shù)據(jù)，以設(shè)定的間距所對應的虛擬左右攝像機位置作為視 角，生成左右兩路攝像機視頻數(shù)據(jù)流；
[0011] 輸出所述左右兩路攝像機視頻數(shù)據(jù)流至裸眼3D顯示屏上，用以獲得3D顯示效果。
[0012] 在其中一個實施例中，所述檢測觀察者的瞳距，獲得實際瞳距值的步驟包括以下 步驟之一：
[0013] 采集觀察者面對裸眼3D顯示屏的深度圖像數(shù)據(jù)，
[0014] 從所述深度圖像數(shù)據(jù)中提取深度信息，并基于人臉部特征分析，獲得所述實際瞳 距值;和
[0015] 采集觀察者相對參照標尺的面部圖像數(shù)據(jù)，
[0016] 基于人臉部特征分析，從所述面部圖像數(shù)據(jù)中分析獲得在標尺參照下的所述實際 瞳距值。
[0017] 在其中一個實施例中，所述檢測觀察者的瞳距，獲得實際瞳距值的步驟包括：
[0018] 采集多個觀察者面對裸眼3D顯示屏的圖像數(shù)據(jù)；
[0019] 判斷是否存在大于一個觀察者，若是，則根據(jù)所述圖像數(shù)據(jù)獲得每個觀察者對應 的測定瞳距值；
[0020] 基于每個觀察者對應的測定瞳距值，按照預設(shè)規(guī)則權(quán)重計算所述實際瞳距值。
[0021 ]在其中一個實施例中，所述按照預設(shè)規(guī)則權(quán)重計算所述實際瞳距值包括：
[0022]計算圖像數(shù)據(jù)中包含的多個觀察者的平均瞳距值，將該平均瞳距值作為所述實際 瞳距值輸出，或者，
[0023]按照圖像數(shù)據(jù)中多個觀察者的分布角度來設(shè)定計算權(quán)重，計算圖像數(shù)據(jù)中包含的 多個觀察者的加權(quán)平均瞳距值，將該加權(quán)平均瞳距值作為所述實際瞳距值輸出。
[0024]在其中一個實施例中，所述依據(jù)源3D視頻圖像數(shù)據(jù)，獲得深度圖像數(shù)據(jù)和將源3D 視頻圖像數(shù)據(jù)中虛擬左右攝像機的間距設(shè)定為所述實際瞳距值，計算更新后的深度圖像數(shù) 據(jù)的步驟包括：
[0025] 提取雙攝像機分別采集的兩組視頻深度圖像；
[0026] 對所述兩組視頻深度圖像進行視頻解碼，獲得左攝像機源圖像數(shù)據(jù)和右攝像機源 圖像數(shù)據(jù)；
[0027] 基于場景深度值與視差的關(guān)系，將左攝像機源圖像數(shù)據(jù)和右攝像機源圖像數(shù)據(jù)中 各個像素點在投影平面上的二維坐標位置，轉(zhuǎn)換到三維空間坐標系下的三維坐標位置； [0028]提取二維坐標位置對應的圖像顯示信息，將該圖像顯示信息與所述三維坐標位置 進行關(guān)聯(lián)，獲得所述深度圖像數(shù)據(jù)；
[0029]將所述實際瞳距值設(shè)定為虛擬左右攝像機的間距，并基于所述間距、雙眼視差及 場景深度的相互關(guān)系，重新計算三維空間坐標系下的深度圖像數(shù)據(jù)，獲得更新后的深度圖 像數(shù)據(jù)，具體計算方式如下所示：
[0033]上述公式中，（X，Y，Z)表示三維空間坐標系下的像素點位置，B表示攝像機光心間 的距離;F為攝像機的焦距;dx表示雙眼視差，X1表示虛擬左攝像機投影面上的橫坐標，Xr表 示虛擬右攝像機投影面上的橫坐標，y表示虛擬左攝像機和虛擬右攝像機投影面上的縱坐 標。
[0034]在其中一個實施例中，一種防裸眼3D觀看眩暈感的圖像處理系統(tǒng)，其包括：
[0035]緩存模塊，用于緩存源3D視頻圖像數(shù)據(jù)；
[0036]深度圖像計算模塊，依據(jù)源3D視頻圖像數(shù)據(jù)，獲得深度圖像數(shù)據(jù)；
[0037] 瞳距檢測模塊，用于檢測觀察者的瞳距，獲得實際瞳距值；
[0038]圖像更新模塊，用于將源3D視頻圖像數(shù)據(jù)中虛擬左右攝像機的間距設(shè)定為所述實 際瞳距值，計算更新后的深度圖像數(shù)據(jù)；
[0039] 視差圖像生成模塊，用于根據(jù)更新后的深度圖像數(shù)據(jù)，以設(shè)定的間距所對應的虛 擬左右攝像機位置作為視角，生成左右兩路攝像機視頻數(shù)據(jù)流；
[0040] 輸出模塊，用于輸出所述左右兩路攝像機視頻數(shù)據(jù)流至裸眼3D顯示屏上，用以獲 得3D顯示效果。
[0041 ]在其中一個實施例中，所述瞳距檢測模塊還包括：
[0042]判斷單元，用于采集多個觀察者面對裸眼3D顯示屏的圖像數(shù)據(jù)，并判斷是否存在 大于一個觀察者，若是，則根據(jù)所述圖像數(shù)據(jù)獲得每個觀察者對應的測定瞳距值;基于每個 觀察者對應的測定瞳距值，按照預設(shè)規(guī)則權(quán)重計算所述實際瞳距值。
[0043] 在其中一個實施例中，一種裸眼3D顯不設(shè)備，其包括：
[0044]裸眼3D顯示屏，用于接收左右兩路攝像機視頻數(shù)據(jù)流并輸出顯示，用以在裸眼觀 看下獲得3D顯示效果；
[0045]設(shè)置在裸眼3D顯示屏上的攝像模塊，用于采集觀察者面對裸眼3D顯示屏的圖像數(shù) 據(jù)；
[0046]圖像處理器，所述圖像處理器的數(shù)據(jù)輸入端連接所述攝像模塊的輸出，所述圖像 處理器的數(shù)據(jù)輸出連接所述裸眼3D顯示屏的數(shù)據(jù)輸入，所述圖像處理器用于接收所述圖像 數(shù)據(jù)，根據(jù)所述圖像數(shù)據(jù)獲得實際瞳距值，將源3D視頻圖像數(shù)據(jù)中虛擬左右攝像機的間距 設(shè)定為所述實際瞳距值，計算更新后的深度圖像數(shù)據(jù)，根據(jù)更新后的深度圖像數(shù)據(jù)，以設(shè)定 的間距所對應的虛擬左右攝像機位置作為視角，生成左右兩路攝像機視頻數(shù)據(jù)流，輸出所 述左右兩路攝像機視頻數(shù)據(jù)流至裸眼3D顯示屏上。
[0047]在其中一個實施例中，所述攝像模塊為深度攝像機，或者帶標尺參照的攝像機。 [0048]在其中一個實施例中，所述圖像處理器還用于采集多個觀察者面對裸眼3D顯示屏 的圖像數(shù)據(jù)，并在所述圖像中存在大于一個觀察者時，獲得每個觀察者對應的測定瞳距值， 并基于每個觀察者對應的測定瞳距值，按照預設(shè)規(guī)則權(quán)重計算所述實際瞳距值。
[0049]本發(fā)明提供一種新的圖像處理方式，其可以隨著觀察者自身的瞳距來自動調(diào)節(jié)3D 畫面的數(shù)據(jù)源，從而使得3D顯示效果能夠跟隨觀察者的瞳距而發(fā)生改變，避免裸眼觀看3D 顯示時產(chǎn)生眩暈感，延長了裸眼觀看3D的時間，有利于大范圍的推廣應用裸眼3D技術(shù)產(chǎn)品。
【附圖說明】
[0050]圖1為本發(fā)明一實施例中的空間結(jié)構(gòu)示意圖；
[0051 ]圖2為本發(fā)明一實施例中的電路結(jié)構(gòu)不意圖；
[0052]圖3為本發(fā)明一實施例中的方法流程示意圖；
[0053]圖4為本發(fā)明一實施例中的方法流程示意圖；
[0054] 圖5和圖6為雙眼視差和場景深度的不意圖；
[0055] 圖7為本發(fā)明一實施例中圖像轉(zhuǎn)化示意圖；
[0056]圖8為本發(fā)明一實施例中圖像轉(zhuǎn)化示意圖；
[0057]圖9為本發(fā)明一實施例中左右攝像機與物體的位置相對關(guān)系；
[0058] 圖10為本發(fā)明一實施例中左右攝像機間距與圖像其他參數(shù)之間的對應關(guān)系；
[0059] 圖11為本發(fā)明實施例中投影圖像轉(zhuǎn)化示意圖。
【具體實施方式】
[0060] 為了便于理解本發(fā)明，下面將參照相關(guān)附圖對本發(fā)明進行更全面的描述。附圖中 給出了本發(fā)明的較佳實施方式。但是，本發(fā)明可以以許多不同的形式來實現(xiàn)，并不限于本文 所描述的實施方式。相反地，提供這些實施方式的目的是使對本發(fā)明的公開內(nèi)容理解的更 加透徹全面。
[0061] 需要說明的是，當元件被稱為"固定于"另一個元件，它可以直接在另一個元件上 或者也可以存在居中的元件。當一個元件