防裸眼3d觀看眩暈感的圖像處理方法及系統和顯示設備的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及裸眼3D顯示技術的改進，特別是涉及一種防裸眼3D觀看眩暈感的圖像 處理方法及系統和一種裸眼3D顯示設備。
【背景技術】
[0002] 裸眼式3D技術的研發分兩個方向，一是硬件設備的研發，二為顯示內容的處理研 發。第二種已經開始小范圍的商業運用。大眾消費者接觸的不多。裸眼式3D技術最大的優勢 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， 近幾年國內又出現一種更簡單的裸眼3D成像技術，也就是第二種技術。它是直接運用在特 定的所要需要表現3D效果的東西上，比如廣告行業的平面海報上面，電子商務的產品展示 上面等等，運用這項技術的有徐克導演的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，在圖像處理進行3D顯示時，無論是基于9視點差等技術來 進行立體圖像的顯示，由于裸眼3D沒有眼鏡設備的視差調節，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的顯示技術無法大范圍的進行商業推廣。
【發明內容】
[0004] 基于現有技術中存在的問題，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觀察者的眼部瞳距來調節3D顯示圖像的結果數據，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視頻圖像數據；
[0007]依據源3D視頻圖像數據，獲得深度圖像數據；
[0008] 檢測觀察者的瞳距，獲得實際瞳距值；
[0009] 將源3D視頻圖像數據中虛擬左右攝像機的間距設定為所述實際瞳距值，計算更新 后的深度圖像數據；
[0010] 根據更新后的深度圖像數據，以設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據流；
[0011] 輸出所述左右兩路攝像機視頻數據流至裸眼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據，
[0014] 從所述深度圖像數據中提取深度信息，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據，
[0016] 基于人臉部特征分析，從所述面部圖像數據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顯示屏的圖像數據；
[0019] 判斷是否存在大于一個觀察者，若是，則根據所述圖像數據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，按照預設規則權重計算所述實際瞳距值。
[0021 ]在其中一個實施例中，所述按照預設規則權重計算所述實際瞳距值包括：
[0022]計算圖像數據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]按照圖像數據中多個觀察者的分布角度來設定計算權重，計算圖像數據中包含的 多個觀察者的加權平均瞳距值，將該加權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，所述依據源3D視頻圖像數據，獲得深度圖像數據和將源3D 視頻圖像數據中虛擬左右攝像機的間距設定為所述實際瞳距值，計算更新后的深度圖像數 據的步驟包括：
[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據和右攝像機源 圖像數據；
[0027] 基于場景深度值與視差的關系，將左攝像機源圖像數據和右攝像機源圖像數據中 各個像素點在投影平面上的二維坐標位置，轉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 進行關聯，獲得所述深度圖像數據；
[0029]將所述實際瞳距值設定為虛擬左右攝像機的間距，并基于所述間距、雙眼視差及 場景深度的相互關系，重新計算三維空間坐標系下的深度圖像數據，獲得更新后的深度圖 像數據，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，其包括：
[0035]緩存模塊，用于緩存源3D視頻圖像數據；
[0036]深度圖像計算模塊，依據源3D視頻圖像數據，獲得深度圖像數據；
[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視頻圖像數據中虛擬左右攝像機的間距設定為所述實 際瞳距值，計算更新后的深度圖像數據；
[0039] 視差圖像生成模塊，用于根據更新后的深度圖像數據，以設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據流；
[0040] 輸出模塊，用于輸出所述左右兩路攝像機視頻數據流至裸眼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顯示屏的圖像數據，并判斷是否存在 大于一個觀察者，若是，則根據所述圖像數據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，按照預設規則權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據流并輸出顯示，用以在裸眼觀 看下獲得3D顯示效果；
[0045]設置在裸眼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 據；
[0046]圖像處理器，所述圖像處理器的數據輸入端連接所述攝像模塊的輸出，所述圖像 處理器的數據輸出連接所述裸眼3D顯示屏的數據輸入，所述圖像處理器用于接收所述圖像 數據，根據所述圖像數據獲得實際瞳距值，將源3D視頻圖像數據中虛擬左右攝像機的間距 設定為所述實際瞳距值，計算更新后的深度圖像數據，根據更新后的深度圖像數據，以設定 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據流，輸出所 述左右兩路攝像機視頻數據流至裸眼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 的圖像數據，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，按照預設規則權重計算所述實際瞳距值。
[0049]本發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節3D 畫面的數據源，從而使得3D顯示效果能夠跟隨觀察者的瞳距而發生改變，避免裸眼觀看3D 顯示時產生眩暈感，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技術產品。
【附圖說明】
[0050]圖1為本發明一實施例中的空間結構示意圖；
[0051 ]圖2為本發明一實施例中的電路結構不意圖；
[0052]圖3為本發明一實施例中的方法流程示意圖；
[0053]圖4為本發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為本發明一實施例中圖像轉化示意圖；
[0056]圖8為本發明一實施例中圖像轉化示意圖；
[0057]圖9為本發明一實施例中左右攝像機與物體的位置相對關系；
[0058] 圖10為本發明一實施例中左右攝像機間距與圖像其他參數之間的對應關系；
[0059] 圖11為本發明實施例中投影圖像轉化示意圖。
【具體實施方式】
[0060] 為了便于理解本發明，下面將參照相關附圖對本發明進行更全面的描述。附圖中 給出了本發明的較佳實施方式。但是，本發明可以以許多不同的形式來實現，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明的公開內容理解的更 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