CN115134576A - 用于降低3d串扰的方法和立体图像显示装置 - Google Patents

用于降低3d串扰的方法和立体图像显示装置 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种用于降低3D串扰的方法和立体图像显示装置，所述方法应用于立体图像显示装置，所述立体图像显示装置包括半球状3D棱镜光栅，包括：确定所述3D棱镜光栅中各棱镜柱到观看者的左眼的左空间距离和右眼的右空间距离；根据第一左空间距离计算第一棱镜柱到观看者的左眼的左光强，并根据第一右空间距离计算所述第一棱镜柱传递到观看者的右眼的右光强，所述第一棱镜柱为所述3D棱镜光栅中各棱镜柱的任一棱镜柱；根据所述左光强计算对应于所述第一棱镜柱的所述左眼的补偿系数，根据所述右光强计算对应于所述第一棱镜柱的所述右眼的补偿系数；根据所述左眼的补偿系数和所述右眼的补偿系数对所述第一棱镜柱对应的像素进行补偿，以降低3D串扰。

Description

用于降低3D串扰的方法和立体图像显示装置
【技术领域】
本发明属于裸眼3D显示器技术领域，特别涉及一种用于降低3D串扰的方法和立体图像显示装置。
【背景技术】
随着立体显示技术的快速发展，目前主流的裸眼三维(three dimension，3D)显示技术之一是基于视差的立体显示技术，主要包括两种方式：光栅式和透镜阵列式。随着液晶技术的发展，液晶材料广泛应用于各种领域。液晶光栅是一种主动式光栅，可以能够实现三维立体显示。请参阅图1，为一种利用液晶光栅进行3D显示的原理图，透光区域间隔分布的液晶光栅2被安置于显示面板1前，液晶光栅2即为“视差障壁”，显示面板1显示的图像包含左眼图像画面信息(L)和右眼图像画面信息(R)两种信号。在3D显示模式下，通过液晶光栅2将显示面板1的左眼图像画面信息和右眼图像画面信息进行有选择的分离，达到3D显示的效果。
然而，在立体图像显示装置中，基于屏幕中的不同位置可能产生亮度差。对应的，3D模式下，在立体图像显示装置中可能产生左眼图像和右眼图像彼此重叠的3D串扰现象。
在相关技术中，有很多关于测试或者改善串扰的方法和装置，其中大多需要通过外部光仪器比如数字银幕亮度检测仪测试左右眼的亮度值，再根据亮度值确认串扰之，且这种方法大多是在实验室中完成，需要经过大量的计算，处理操作过程比较复杂，效率较低成本较高。另外有些通过更换信号板等物理方式来改善串扰指标，成本较高，操作较为复杂，且耗时较长，效率较低。
【发明内容】
本发明的目的在于提供一种用于降低3D串扰的方法和立体图像显示装置，可以更加更高、低成本的降低3D串扰。
本发明实施例第一方面提供了一种用于降低3D串扰的方法，所述方法应用于立体图像显示装置，所述立体图像显示装置包括半球状3D棱镜光栅，包括：确定所述3D棱镜光栅中各棱镜柱到观看者的左眼的左空间距离和右眼的右空间距离；根据第一左空间距离计算第一棱镜柱到所述观看者的左眼的左光强，并根据第一右空间距离计算所述第一棱镜柱传递到所述观看者的右眼的右光强，所述第一棱镜柱为所述3D棱镜光栅中各棱镜柱的任一棱镜柱；根据所述左光强计算对应于所述第一棱镜柱的所述左眼的补偿系数，根据所述右光强计算对应于所述第一棱镜柱的所述右眼的补偿系数；根据所述左眼的补偿系数和所述右眼的补偿系数对所述第一棱镜柱对应的像素进行补偿，以降低3D串扰。
本发明第二方面提供了一种立体图像显示装置，所述立体图像显示装置包括半球状3D棱镜光栅，所述立体图像显示装置用于降低3D串扰，包括：确定单元，用于确定所述3D棱镜光栅中各棱镜柱到观看者的左眼的左空间距离和右眼的右空间距离；计算单元，用于根据第一左空间距离计算第一棱镜柱到所述观看者的左眼的左光强，并根据第一右空间距离计算所述第一棱镜柱传递到所述观看者的右眼的右光强，所述第一棱镜柱为所述3D棱镜光栅中各棱镜柱的任一棱镜柱；所述计算单元用于根据所述左光强计算对应于所述第一棱镜柱的所述左眼的补偿系数，根据所述右光强计算对应于所述第一棱镜柱的所述右眼的补偿系数；补偿单元，用于根据所述左眼的补偿系数和所述右眼的补偿系数对所述第一棱镜柱对应的像素进行补偿，以降低3D串扰。
本发明实施例第三方面提供了一种计算机设备，其包括至少一个连接的处理器、存储器和收发器，其中，所述存储器用于存储程序代码，所述处理器用于调用所述存储器中的程序代码来执行上述任一方面所述的用于降低3D串扰的方法的步骤。
本发明实施例第四方面提供了一种计算机存储介质，其包括指令，当其在计算机上运行时，使得计算机执行上述任一方面所述的用于降低3D串扰的方法的步骤。
相对于相关技术，本发明提供的实施例中，确定所述3D棱镜光栅中各棱镜柱到观看者的左眼的左空间距离和右眼的右空间距离；根据第一左空间距离计算第一棱镜柱到所述观看者的左眼的左光强，并根据第一右空间距离计算所述第一棱镜柱传递到所述观看者的右眼的右光强，所述第一棱镜柱为所述3D棱镜光栅中各棱镜柱的任一棱镜柱；根据所述左光强计算对应于所述第一棱镜柱的所述左眼的补偿系数，根据所述右光强计算对应于所述第一棱镜柱的所述右眼的补偿系数；根据所述左眼的补偿系数和所述右眼的补偿系数对所述第一棱镜柱对应的像素进行补偿，以降低3D串扰。
【附图说明】
图1为相关技术中一种利用液晶光栅进行3D显示的原理图；
图2A为本发明实施例提供的用于降低3D串扰的方法的流程示意图；
图2B为本发明实施例提供的一种可能的双眼观看背景光强度变化图；
图3为本发明实施例提供的终端设备的虚拟结构示意图；
图4为本发明实施例提供的服务器的硬件结构示意图。
【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。
本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的实施例能够以除了在这里图示或描述的内容以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、***、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
首先对用于降低3D串扰的方法进行详细说明，请结合参阅图2A，图2A为本发明实施例提供的用于降低3D串扰的方法的流程示意图，包括：
201、确定3D棱镜光栅中各棱镜柱到观看者的左眼的左空间距离和右眼的右空间距离；
串扰是3D显示领域中非常重要的概念，其可以定义为由于视图分离不完全造成的非观看通道的视图进入观看通道的现象。串扰将导致立体图像出现重影，对比度下降等，它是3D显示中影响图像质量及观看舒适度最主要的因素之一。如实际应用中，观看者在看大屏幕的裸眼3D屏幕时，会遇到屏幕亮度不一，即某些区域亮某些区域暗的现象。有鉴于此，本发明提供一种用于降低3D串扰的方法，在3D屏幕上加了半球状3D棱镜光栅后，屏幕表面像素发光的方式做了调整，所述半球状3D棱镜光栅包含均匀排布的多个连续棱镜，所述各棱镜在指定方向覆盖N个像素，需要说明的是，每个棱镜(也可以称为条带)对应一个光强参数，通过该光强参数对各棱镜对应的像素进行补偿。
需要说明的是，每一条带传递到观看者的左眼和右眼的光强不同，因此要得出每一条带分别传递到两只眼的光强。首先确定3D棱镜光栅中各棱镜柱到观看者的左眼的左空间距离和右眼的右空间距离，具体地，确定所述左空间距离的方式包括：以所述观看者的左眼为原点，建立所述3D棱镜光栅中各棱镜柱在屏幕上的位置坐标；再根据所述第一棱镜柱的位置坐标确定所述第一左空间距离，具体计算公式为：
Figure BDA0003715982600000041
其中，所述r用于表示所述第一左空间距离，所述第一左空间距离为第一棱镜柱到观看者的左眼的空间距离，所述第一棱镜柱为所述3D棱镜光栅中各棱镜柱的任一棱镜柱，所述(x,y,z)用于表示所述第一棱镜柱的位置坐标。同样的，再计算所述第一棱镜柱到观看者的右眼的空间距离，即所述第一右空间距离。
因此，针对每个棱镜柱都分别以上述方式计算对应的左空间距离和右空间距离。
202、根据第一左空间距离计算第一棱镜柱到观看者的左眼的左光强，并根据第一右空间距离计算第一棱镜柱传递到观看者的右眼的右光强；
在得到所述第一左空间距离和所述第一右空间距离后，根据第一左空间距离计算第一棱镜柱到观看者的左眼的左光强，并根据第一右空间距离计算第一棱镜柱传递到观看者的右眼的右光强。
具体地，通过以下公式计算所述左光强：
u＝a0*exp(jkr)/r；
k＝2π/λ；
其中，所述u用于表示所述左光强，所述a0为标准系数，所述r用于表示所述第一左空间距离，所述j用于表示复振幅，所述λ用于表示波长，需要说明的是，该波长为可见光的波长。
同理，可以计算出所述第一棱镜柱传递到观看者的右眼的右光强。
203、根据左光强计算对应于第一棱镜柱的左眼的补偿系数，根据右光强计算对应于第一棱镜柱的右眼的补偿系数；
在得到所述左光强和所述右光强后，根据左光强计算对应于第一棱镜柱的左眼的补偿系数，根据右光强计算对应于第一棱镜柱的右眼的补偿系数。具体包括：根据所述各棱镜柱到所述观看者的左眼光强计算左光强均值；通过以下公式计算所述补偿系数：k＝U_mean/U；其中，所述k用于表示所述补偿系数，所述U_mean用于表示所述左光强的均值，所述U用于表示所述第一棱镜柱到所述观看者的左眼的左光强。例如，U1、U2……Un为各棱镜柱到所述观看者的左眼光强，则U_mean＝(U1+U2…+Un)/n。
同理，也可以确定出对应于第一棱镜柱的右眼补偿系数。
204、根据左眼的补偿系数和右眼的补偿系数对第一棱镜柱对应的像素进行补偿，以降低3D串扰。
在确定了左眼的补偿系数和右眼的补偿系数后，根据左眼的补偿系数和右眼的补偿系数对第一棱镜柱对应的像素进行补偿，以降低3D串扰。具体地，根据所述左眼的补偿系数和所述右眼的补偿系数分别计算所述第一棱镜柱对应的像素降低串扰后的输出亮度；将所述第一棱镜柱对应的输出亮度值转换为灰度值，从而确定降低串扰后所述第一棱镜柱对应的各像素的灰度，进而驱动屏幕进行显示，其中转换为灰度值的具体方式为根据显示器的亮度与输入灰阶间的映射关系将所述第一棱镜柱对应的输出亮度值转换为所述灰度值，所述的输入灰阶为显示器0-255灰阶图像。
为便于更好的理解本方案，请参阅图2B，为本发明实施例提供的一种可能的双眼观看背景光强度变化图，通过公式计算，得到图中两条曲线，虚线表示右眼看到的背景光强度，实线为左眼看到的背景光强度，图中，在横轴方向的110处两条曲线重合，将实线乘以补偿系数，虚线也乘以补偿系数，使得两条线的差值降低，或者重合率提高，以降低3D串扰。例如在横轴为0-50时，实线乘以小于1的值，虚线乘以大于1的值，以实现两条线重合度高。
本发明实施例中，确定所述3D棱镜光栅中各棱镜柱到观看者的左眼的左空间距离和右眼的右空间距离；根据第一左空间距离计算第一棱镜柱到所述观看者的左眼的左光强，并根据第一右空间距离计算所述第一棱镜柱传递到所述观看者的右眼的右光强，所述第一棱镜柱为所述3D棱镜光栅中各棱镜柱的任一棱镜柱；根据所述左光强计算对应于所述第一棱镜柱的所述左眼的补偿系数，根据所述右光强计算对应于所述第一棱镜柱的所述右眼的补偿系数；根据所述左眼的补偿系数和所述右眼的补偿系数对所述第一棱镜柱对应的像素进行补偿，以降低3D串扰。
上面从用于降低3D串扰的方法的角度对本发明实施例进行说明，下面从终端设备和服务器的角度对本发明实施例进行说明。
请参阅图3，图3为本发明实施例提供的终端设备的虚拟结构示意图，所述立体图像显示装置300包括：
确定单元301，用于确定所述3D棱镜光栅中各棱镜柱到观看者的左眼的左空间距离和右眼的右空间距离；
计算单元302，用于根据第一左空间距离计算第一棱镜柱到所述观看者的左眼的左光强，并根据第一右空间距离计算所述第一棱镜柱传递到所述观看者的右眼的右光强，所述第一棱镜柱为所述3D棱镜光栅中各棱镜柱的任一棱镜柱；
所述计算单元302用于根据所述左光强计算对应于所述第一棱镜柱的所述左眼的补偿系数，根据所述右光强计算对应于所述第一棱镜柱的所述右眼的补偿系数；
补偿单元303，用于根据所述左眼的补偿系数和所述右眼的补偿系数对所述第一棱镜柱对应的像素进行补偿，以降低3D串扰。
一种可能的设计中，所述确定单元301具体用于：
以所述观看者的左眼为原点，建立所述3D棱镜光栅中各棱镜柱在屏幕上的位置坐标；
根据所述第一棱镜柱的位置坐标确定所述第一左空间距离。一种可能的设计中，所述确定单元具体用于：通过以下公式计算所述第一左空间距离：
Figure BDA0003715982600000061
其中，所述r用于表示所述第一左空间距离，(x,y,z)用于表示所述第一棱镜柱的位置坐标。
一种可能的设计中，所述计算单元302具体用于：通过以下公式计算所述左光强：u＝a0*exp(jkr)/r；k＝2π/λ；
其中，所述u用于表示所述左光强，所述a0为标准系数，所述r用于表示所述第一左空间距离，所述j用于表示复振幅，所述λ用于表示波长。
一种可能的设计中，所述计算单元302具体用于：根据所述各棱镜柱到所述观看者的左眼光强计算左光强均值；通过以下公式计算所述补偿系数：k＝U_mean/U；其中，所述k用于表示所述补偿系数，所述U_mean用于表示所述左光强均值，所述U用于表示所述第一棱镜柱到所述观看者的左眼的左光强。
一种可能的设计中，所述补偿单元303具体用于：根据所述左眼的补偿系数和所述右眼的补偿系数分别计算所述第一棱镜柱对应的像素降低串扰后的输出亮度；将所述第一棱镜柱对应的输出亮度值转换为灰度值，从而确定降低串扰后所述第一棱镜柱对应的各像素的灰度，进而驱动屏幕进行显示。
一种可能的设计中，所述补偿单元303具体用于：根据显示器的亮度与输入灰阶间的映射关系将所述第一棱镜柱对应的输出亮度值转换为所述灰度值，所述的输入灰阶为显示器0-255灰阶图像。
接下来介绍本发明实施例提供的另一种终端设备，请参阅图4所示，终端设备400包括：
接收器401、发射器402、处理器403和存储器404(其中终端设备400中的处理器403的数量可以一个或多个，图4中以一个处理器为例)。在本发明的一些实施例中，接收器401、发射器402、处理器403和存储器404可通过总线或其它方式连接，其中，图4中以通过总线连接为例。
存储器404可以包括只读存储器和随机存取存储器，并向处理器403提供指令和数据。存储器404的一部分还可以包括NVRAM。存储器404存储有操作***和操作指令、可执行模块或者数据结构，或者它们的子集，或者它们的扩展集，其中，操作指令可包括各种操作指令，用于实现各种操作。操作***可包括各种***程序，用于实现各种基础业务以及处理基于硬件的任务。
处理器403控制终端设备的操作，处理器403还可以称为CPU。具体的应用中，终端设备的各个组件通过总线***耦合在一起，其中总线***除包括数据总线之外，还可以包括电源总线、控制总线和状态信号总线等。但是为了清楚说明起见，在图中将各种总线都称为总线***。
上述本发明实施例揭示的方法可以应用于处理器403中，或者由处理器403实现。处理器403可以是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。在实现过程中，上述方法的各步骤可以通过处理器403中的硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令完成。上述的处理器403可以是通用处理器、DSP、ASIC、FPGA或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。可以实现或者执行本发明实施例中的公开的各方法、步骤及逻辑框图。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。结合本发明实施例所公开的方法的步骤可以直接体现为硬件译码处理器执行完成，或者用译码处理器中的硬件及软件模块组合执行完成。软件模块可以位于随机存储器，闪存、只读存储器，可编程只读存储器或者电可擦写可编程存储器、寄存器等本领域成熟的存储介质中。该存储介质位于存储器404，处理器403读取存储器404中的信息，结合其硬件完成上述方法的步骤。
本发明实施例中，处理器403用于执行上述由终端设备所执行的操作。
本发明实施例还提供一种计算机可读介质，包含计算机执行指令，计算机执行指令能够使服务器执行上述实施例描述的用于降低3D串扰的方法，其实现原理和技术效果类似，此处不再赘述。
本领域普通技术人员可以理解：实现上述各方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成。前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中。该程序在执行时，执行包括上述各方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种用于降低3D串扰的方法，所述方法应用于立体图像显示装置，所述立体图像显示装置包括半球状3D棱镜光栅，其特征在于，包括：
确定所述3D棱镜光栅中各棱镜柱到观看者的左眼的左空间距离和右眼的右空间距离；
根据第一左空间距离计算第一棱镜柱到所述观看者的左眼的左光强，并根据第一右空间距离计算所述第一棱镜柱传递到所述观看者的右眼的右光强，所述第一棱镜柱为所述3D棱镜光栅中各棱镜柱的任一棱镜柱；
根据所述左光强计算对应于所述第一棱镜柱的所述左眼的补偿系数，根据所述右光强计算对应于所述第一棱镜柱的所述右眼的补偿系数；
根据所述左眼的补偿系数和所述右眼的补偿系数对所述第一棱镜柱对应的像素进行补偿，以降低3D串扰。
2.根据权利要求1所述的用于降低3D串扰的方法，其特征在于，所述确定所述3D棱镜光栅中各棱镜柱到观看者的左眼的左空间距离包括：
以所述观看者的左眼为原点，建立所述3D棱镜光栅中各棱镜柱在屏幕上的位置坐标；
根据所述第一棱镜柱的位置坐标确定所述第一左空间距离。
3.根据权利要求2所述的用于降低3D串扰的方法，其特征在于，所述根据所述第一棱镜柱的位置坐标确定所述第一左空间距离包括：
通过以下公式计算所述第一左空间距离：
Figure FDA0003715982590000011
其中，所述r用于表示所述第一左空间距离，(x,y,z)用于表示所述第一棱镜柱的位置坐标。
4.根据权利要求3所述的用于降低3D串扰的方法，其特征在于，所述根据第一左空间距离计算第一棱镜柱到所述观看者的左眼的左光强包括：
通过以下公式计算所述左光强：
u＝a0*exp(jkr)/r；
k＝2π/λ；
其中，所述u用于表示所述左光强，所述a0为标准系数，所述r用于表示所述第一左空间距离，所述j用于表示复振幅，所述λ用于表示波长。
5.根据权利要求4所述的用于降低3D串扰的方法，其特征在于，所述根据所述左光强计算对应于所述第一棱镜柱的所述左眼的补偿系数包括：
根据所述各棱镜柱到所述观看者的左眼光强计算左光强均值；
通过以下公式计算所述补偿系数：
k＝U_mean/U；
其中，所述k用于表示所述补偿系数，所述U_mean用于表示所述左光强均值，所述U用于表示所述第一棱镜柱到所述观看者的左眼的左光强。
6.根据权利要求1所述的用于降低3D串扰的方法，其特征在于，所述根据所述左眼的补偿系数和所述右眼的补偿系数对所述第一棱镜柱对应的像素进行补偿包括：
根据所述左眼的补偿系数和所述右眼的补偿系数分别计算所述第一棱镜柱对应的像素降低串扰后的输出亮度；
将所述第一棱镜柱对应的输出亮度值转换为灰度值，从而确定降低串扰后所述第一棱镜柱对应的各像素的灰度，进而驱动屏幕进行显示。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述将所述第一棱镜柱对应的输出亮度值转换为灰度值包括：
根据显示器的亮度与输入灰阶间的映射关系将所述第一棱镜柱对应的输出亮度值转换为所述灰度值，所述的输入灰阶为显示器0-255灰阶图像。
8.一种立体图像显示装置，所述立体图像显示装置包括半球状3D棱镜光栅，所述立体图像显示装置用于降低3D串扰，其特征在于，包括：
确定单元，用于确定所述3D棱镜光栅中各棱镜柱到观看者的左眼的左空间距离和右眼的右空间距离；
计算单元，用于根据第一左空间距离计算第一棱镜柱到所述观看者的左眼的左光强，并根据第一右空间距离计算所述第一棱镜柱传递到所述观看者的右眼的右光强，所述第一棱镜柱为所述3D棱镜光栅中各棱镜柱的任一棱镜柱；
所述计算单元用于根据所述左光强计算对应于所述第一棱镜柱的所述左眼的补偿系数，根据所述右光强计算对应于所述第一棱镜柱的所述右眼的补偿系数；
补偿单元，用于根据所述左眼的补偿系数和所述右眼的补偿系数对所述第一棱镜柱对应的像素进行补偿，以降低3D串扰。
9.一种计算机设备，其特征在于，包括：
至少一个连接的处理器、存储器和收发器，其中，所述存储器用于存储程序代码，所述处理器用于调用所述存储器中的程序代码来执行上述权利要求1至7中任一项所述的用于降低3D串扰的方法。
10.一种计算机存储介质，其特征在于，包括：
指令，当所述指令在计算机上运行时，使得计算机执行权利要求1至7中任一项所述的用于降低3D串扰的方法。
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