專利名稱：多視點(diǎn)裸眼三維顯示設(shè)備的二維圖像顯示方法及系統(tǒng)的制作方法
多視點(diǎn)裸眼三維顯示設(shè)備的二維圖像顯示方法及系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于圖像處理與顯示技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種多視點(diǎn)裸眼三維顯示設(shè)備的二維圖像顯示方法；同時(shí)本發(fā)明還涉及一種多視點(diǎn)裸眼三維顯示設(shè)備的二維圖像顯示系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
三維顯示設(shè)備主要有兩種類型時(shí)分三維顯示設(shè)備與空分三維顯示設(shè)備，時(shí)分三維顯示設(shè)備通過在不同時(shí)刻顯示不同視點(diǎn)圖像形成立體視覺，如快門式眼鏡三維顯示設(shè)備；空分三維顯示設(shè)備通過空間分割顯示不同視點(diǎn)圖像形成立體視覺，如偏光式眼鏡三維顯示設(shè)備和裸眼三維顯示設(shè)備。多視點(diǎn)裸眼三維顯示設(shè)備是未來三維顯示設(shè)備的發(fā)展方向，它可以解決多人多位置不用佩戴眼鏡即可觀看三維內(nèi)容的問題，符合人們觀看影視節(jié)目的習(xí)慣。多視點(diǎn)裸眼三維顯示設(shè)備通常由顯示單元與光柵單元組成，常見的顯示單元有 LCD、LED和PDP等，光柵單元有狹縫式光柵和柱鏡式光柵等。
從應(yīng)用的角度考慮，多視點(diǎn)裸眼三維顯示設(shè)備需要支持二維圖像顯示。由于多視點(diǎn)顯示方式的特殊性，傳統(tǒng)的二維圖像顯示方式直接在多視點(diǎn)裸眼三維顯示設(shè)備顯示時(shí)會(huì)存在問題第一，顏色失真，多視點(diǎn)顯示會(huì)重排顯示單元的像素格式及顏色分量排布，如果以傳統(tǒng)的二維圖像顯示方式在裸眼三維顯示設(shè)備上顯示二維圖像，會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的顏色失真問題；第二，邊緣鋸齒，由于多視點(diǎn)顯示方式在不同角度看到顯示單元的不同部分，如果以傳統(tǒng)的二維圖像顯示方式顯示二維圖像，會(huì)看到圖像邊緣不連續(xù)，產(chǎn)生嚴(yán)重的鋸齒問題，降低圖像質(zhì)量。此外，二維圖像在多視點(diǎn)裸眼三維顯示設(shè)備上呈現(xiàn)出一定的三維效果也令人期待。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種多視點(diǎn)裸眼三維顯示設(shè)備的二維圖像顯示方法，可以有效解決二維圖像在裸眼三維顯示設(shè)備顯示時(shí)存在的顏色失真與邊緣鋸齒問題，并呈現(xiàn)出三維效果，顯著改進(jìn)了多視點(diǎn)裸眼三維顯示設(shè)備顯示二維圖像時(shí)的顯示效果。此外，本發(fā)明還提供一種多視點(diǎn)裸眼三維顯示設(shè)備的二維圖像顯示系統(tǒng)，可以有效解決二維圖像在裸眼三維顯示設(shè)備顯示時(shí)存在的顏色失真與邊緣鋸齒問題，并呈現(xiàn)出三維效果，顯著改進(jìn)了多視點(diǎn)裸眼三維顯示設(shè)備顯示二維圖像時(shí)的顯示效果。
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案
一種多視點(diǎn)裸眼三維顯示設(shè)備的二維圖像顯示方法，所述方法包括如下步驟
S1、獲取輸入的二維輸入圖像，對(duì)二維輸入圖像進(jìn)行處理；使處理后的輸入圖像分辨率與視點(diǎn)圖像分辨率相匹配，并根據(jù)處理后的輸入圖像產(chǎn)生左右圖像；
S2、按照多視點(diǎn)顯示格式計(jì)算行相位，基于景深設(shè)置與行相位對(duì)左右圖像進(jìn)行多相位重采樣產(chǎn)生視點(diǎn)圖像；
S3、按照多視點(diǎn)顯示格式對(duì)視點(diǎn)圖像進(jìn)行映射與編碼，生成并輸出多視點(diǎn)編碼圖像。
作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述步驟SI包括對(duì)二維輸入圖像進(jìn)行縮放步驟，經(jīng)過縮放處理后的輸入圖像分辨率與視點(diǎn)圖像分辨率匹配，即經(jīng)過處理后的輸入圖像分辨率是視點(diǎn)圖像分辨率的η倍，η為正數(shù)；
圖像縮放過程采用水平與垂直相分離的一維多相位重采樣縮放，或者采用二維多相位重采樣縮放。
作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述步驟SI中，縮放后的輸入圖像分辨率等于視點(diǎn)圖像分辨率，或者兩倍于視點(diǎn)圖像分辨率。
作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，如果η = 1，即縮放后的輸入圖像分辨率與視點(diǎn)圖像分辨率相等，則左右圖像皆為縮放后的輸入圖像；
如果η = 2，即縮放后的輸入圖像兩倍于視點(diǎn)圖像分辨率，則將縮放后的輸入圖像按水平奇偶像素分成左右圖像；按行方向?qū)⒖s放后的輸入圖像的奇像素形成右/左圖像， 偶像素形成左/右圖像；
如果η古I且η古2，則選取縮放后的輸入圖像中的像素，分別填充兩張圖像，形成左右圖像。
作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述步驟S2中，對(duì)于多視點(diǎn)裸眼三維顯示方式，需產(chǎn)生V個(gè)視點(diǎn)圖像；設(shè)新視點(diǎn)位置參數(shù)為α，按照多視點(diǎn)格式確定視點(diǎn)圖像的行相位Pr，然后基于Pr與景深d對(duì)左右圖像進(jìn)行水平一維多相位重采樣；
Γ ⑴=Σ jw(j ；p)I(i/ -j)；
其中，w(j ;p)為重采樣濾波器系數(shù)，Γ⑴為重采樣圖像，i(i')為輸入圖像；i ' = floor (i+pr+ (O. 5- a )*d), floor為向下取整函數(shù)，P為歸一化相位，P = (i+pr+(O. 5_ α )氺d) _i ,；
對(duì)左右圖像進(jìn)行水平多相位重采樣后，獲得多相位重采樣圖像I。(UL和1-X R U, Li，然后再基于新 視點(diǎn)位置參數(shù)0進(jìn)行融合山(1，」)=(1-€[/ )*IaL(i, j) + a ' *IaR(i，j);
其中，a' = MIN(MAX(a，0)，1) ;a = 0對(duì)應(yīng)著左圖像，a = I對(duì)應(yīng)著右圖像； 為左圖像多相位重采樣圖像，為右圖像多相位重采樣圖像。
作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述步驟S3中，對(duì)多個(gè)視點(diǎn)圖像像素進(jìn)行排列，每個(gè)視點(diǎn)圖像像素顏色分量映射至其對(duì)應(yīng)視點(diǎn)圖像的像素顏色分量；
經(jīng)過多視點(diǎn)映射與編碼后，使得多視點(diǎn)編碼圖像與顯示單元分辨率一致，且與光柵單元視點(diǎn)分像一致，從而在不同的空間方向上只能觀看到正確的視點(diǎn)圖像。
一種多視點(diǎn)裸眼三維顯示設(shè)備的二維圖像顯示系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括
左右圖像生成模塊，用以獲取輸入的二維輸入圖像，對(duì)二維輸入圖像進(jìn)行處理，使經(jīng)過處理后的輸入圖像分辨率與視點(diǎn)圖像分辨率相匹配，并根據(jù)處理后的輸入圖像產(chǎn)生左右圖像；
視點(diǎn)圖像生成模塊，用以按照多視點(diǎn)顯示格式計(jì)算行相位，基于景深設(shè)置與行相位對(duì)左右圖像進(jìn)行多相位重采樣產(chǎn)生視點(diǎn)圖像；
多視點(diǎn)編碼圖像生成及輸出模塊，用以按照多視點(diǎn)顯示格式對(duì)視點(diǎn)圖像進(jìn)行映射與編碼，生成并輸出多視點(diǎn)編碼圖像。
作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述左右圖像生成模塊包括圖像縮放單元，用以獲取輸入的二維輸入圖像，將二維輸入圖像進(jìn)行縮放，使經(jīng)過縮放后的輸入圖像分辨率與視點(diǎn)圖像分辨率相匹配；縮放后的輸入圖像分辨率與視點(diǎn)圖像分辨率匹配，指縮放后的輸入圖像分辨率是視點(diǎn)圖像分辨率的η倍，η為正數(shù)；
圖像縮放單元采用水平與垂直相分離的一維多相位重采樣縮放，或者采用二維多相位重采樣縮放。
作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述圖像縮放單元進(jìn)行圖像縮放后，輸入圖像分辨率等于視點(diǎn)圖像分辨率，或者兩倍于視點(diǎn)圖像分辨率。
作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，如果η = 1，即縮放圖像分辨率與視點(diǎn)圖像分辨率相等，左右圖像生成模塊設(shè)定左右圖像皆為縮放后的輸入圖像；
如果η = 2，即縮放后的輸入圖像兩倍于視點(diǎn)圖像分辨率，左右圖像生成模塊將縮放后的輸入圖像按水平奇偶像素分成左右圖像，按行方向?qū)⒖s放后的輸入圖像的奇像素形成右/左圖像、偶像素形成左/右圖像；
如果η古I且η古2，左右圖像生成模塊選取縮放圖像中的像素，分別填充兩張圖像，形成左右圖像。
作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述視點(diǎn)圖像生成模塊生成視點(diǎn)圖像的過程如下 對(duì)于多視點(diǎn)裸眼三維顯示方式，需產(chǎn)生V個(gè)視點(diǎn)圖像；設(shè)新視點(diǎn)位置參數(shù)為α，按照多視點(diǎn)格式確定視點(diǎn)圖像的行相位Pr，然后基于pr與景深d對(duì)左右圖像進(jìn)行水平一維多相位重采樣;
Γ ⑴=Σ jw(j ；p)I(i/ -j)；
其中，w(j ;p)為重采樣濾波器系數(shù)，Γ⑴為重采樣圖像，I(i')為輸入圖像；i ' = floor (i+pr+ (O. 5- a )*d), floor為向下取整函數(shù)，P為歸一化相位，P = (i+pr+(O. 5_ α )氺d) _i ,；
對(duì)左右圖像進(jìn)行水平多相位重采樣后，獲得多相位重采樣圖像h: (Lj)和 I ·^ K< I, f }，然后再基于新視點(diǎn)位置參數(shù)α進(jìn)行融合Ia (i，j) = (1-a' )*IaL(i j) + a ' *IaR(i，j);
其中，a' = MIN(MAX(a ,0),1) ； a = 0對(duì)應(yīng)著左圖像，a = I對(duì)應(yīng)著右圖像； ι ιΑ P為左圖像多相位重采樣圖像，I,-, Ρια 為右圖像多相位重采樣圖像。
作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述多視點(diǎn)編碼圖像生成及輸出模塊進(jìn)一步用以對(duì)多個(gè)視點(diǎn)圖像像素進(jìn)行排列，每個(gè)視點(diǎn)圖像像素顏色分量映射至其對(duì)應(yīng)視點(diǎn)圖像的像素顏色分量；
經(jīng)過多視點(diǎn)映射與編碼后，使得多視點(diǎn)編碼圖像與顯示單元分辨率一致，且與光柵單元視點(diǎn)分像一致，從而在不同的空間方向上只能觀看到正確的視點(diǎn)圖像。
本發(fā)明的有益效果在于本發(fā)明提出的多視點(diǎn)裸眼三維顯示設(shè)備的二維圖像顯示方法及系統(tǒng)，可以有效解決二維圖像在裸眼三維顯示設(shè)備顯示時(shí)存在的顏色失真與邊緣鋸齒問題，顯著改進(jìn)二維圖像在多視點(diǎn)裸眼三維顯示設(shè)備上的顯示效果。


圖1為顯示單元二維顯示格式示意圖。
圖2為多視點(diǎn)顯示格式示意圖。
圖3為本發(fā)明方法的流程圖。
圖4為本發(fā)明系統(tǒng)的組成示意圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。
實(shí)施例一
多視點(diǎn)裸眼三維顯示設(shè)備通常顯示兩個(gè)或兩個(gè)以上視點(diǎn)圖像來形成立體顯示。 不同的多視點(diǎn)裸眼三維顯示設(shè)備會(huì)具有不同的分辨率、視點(diǎn)數(shù)和視點(diǎn)排列方式，因此多視點(diǎn)格式由多視點(diǎn)裸眼三維顯示設(shè)備確定。設(shè)顯示單元原始分辨率為M*N，視點(diǎn)數(shù)為V，視點(diǎn)圖像分辨率為Χ*γ，則其關(guān)系為M*N = V*X*Y。舉例說明，如果顯示單元原始分辨率為 1920x1080，視點(diǎn)數(shù)為9，則視點(diǎn)圖像分辨率為640x360。
圖1為顯示單元二維顯示格式示意圖，圖2為多視點(diǎn)顯示格式示意圖,其中，R、G 和B指像素顏色分量，00-22指像素編號(hào)，如00指第一行第一個(gè)像素；V0-V8為視點(diǎn)圖像編號(hào)，圖2為一個(gè)多視點(diǎn)顯示像 素格式編碼單元。通過對(duì)應(yīng)的光柵單元遮擋或分光作用，在一個(gè)方向只能觀看一個(gè)視點(diǎn)圖像，因此人的雙目可以看到兩個(gè)視點(diǎn)圖像，從而形成立體視覺。 因此，傳統(tǒng)的二維顯示方式與多視點(diǎn)顯示方式有著顯著的差異。
請(qǐng)參閱圖3，本發(fā)明揭示了一種多視點(diǎn)裸眼三維顯示設(shè)備的二維圖像顯示方法，所述方法包括如下步驟
步驟SI獲取輸入的二維輸入圖像，將二維輸入圖像進(jìn)行縮放；使經(jīng)過縮放后的輸入圖像分辨率與視點(diǎn)圖像分辨率相匹配，并根據(jù)縮放后的輸入圖像產(chǎn)生左右圖像。
其中，經(jīng)過縮放后的輸入圖像分辨率與視點(diǎn)圖像分辨率匹配，指經(jīng)過縮放后的輸入圖像分辨率是視點(diǎn)圖像分辨率的η倍，η為正數(shù)。η可以為1、2、3、4等整數(shù)，也可以為1. 5、2.1等小數(shù)。
將輸入圖像縮放，使得縮放后輸入圖像分辨率為alXbl，是視點(diǎn)圖像分辨率的η 倍；其中，視點(diǎn)圖像分辨率為 a2Xb2，al = nlXa2, bl = n2Xb2, n = nlXn2。
如n = 2時(shí)，顯示單元分辨率為1920X 1080,視點(diǎn)數(shù)為9,視點(diǎn)圖像分辨率為 640 X 360，輸入圖像分辨率為1920X1080，則將輸入圖像縮放為1280X360的分辨率。當(dāng)然，也可以將輸入圖像縮放為640X720的分辨率。
當(dāng)η =1. 5時(shí)，顯示單元分辨率為1920Χ 1080，視點(diǎn)數(shù)為9，視點(diǎn)圖像分辨率為 640 X 360，輸入圖像分辨率為1920 X 1080，則將輸入圖像縮放為960X360的分辨率。當(dāng)然， 也可以將輸入圖像縮放為640X540的分辨率。
當(dāng)η = 4時(shí)，顯示單元分辨率為1920 X 1080,視點(diǎn)數(shù)為9,視點(diǎn)圖像分辨率為640X360，輸入圖像分辨率為1920X1080，則將輸入圖像縮放為2560X360的分辨率。當(dāng)然，也可以將輸入圖像縮放為640Χ 1440的分辨率。或者,可以將輸入圖像縮放為 1280X720的分辨率。此外，輸入圖像的分辨率還可以為其他數(shù)值。
優(yōu)選地，經(jīng)過縮放后的輸入圖像分辨率等于或兩倍于視點(diǎn)圖像分辨率；更優(yōu)地，經(jīng)過縮放后的輸入圖像分辨率兩倍于視點(diǎn)圖像分辨率。如顯示單元分辨率為1920x1080，視點(diǎn)數(shù)為9，視點(diǎn)圖像分辨率為640x360，輸入圖像分辨率為1920x1080，則將輸入圖像縮放為1280x360。
圖像縮放過程可以采用水平與垂直相分離的一維多相位重采樣縮放，也可以采用二維多相位重采樣縮放。
而后根據(jù)縮放圖像產(chǎn)生左右圖像；選取縮放圖像中的像素，分別填充兩張圖像，形成左右圖像。如果η = 1，即縮放圖像分辨率與視點(diǎn)圖像分辨率相等，則左右圖像皆為縮放后的輸入圖像。如果η = 2，即縮放后的輸入圖像兩倍于視點(diǎn)圖像分辨率，則將縮放后的輸入圖像按水平奇偶像素分成左右圖像；按行方向?qū)⒖s放后的輸入圖像的奇像素形成右/左圖像，偶像素形成左/右圖像。如果η古I且η古2，則縮放圖像中的設(shè)定像素，分別填充兩張圖像，形成左右圖像；填充時(shí)，在水平方向上，平均每間隔nl個(gè)像素選取一個(gè)像素分別填充至左右圖像；在垂直方向上，平均每間隔π2個(gè)像素選取一個(gè)像素分別填充至左右圖像。
其中，選取像素時(shí)，一些像素可以重復(fù)選取(如η小于I時(shí))，一些像素也可以被遺漏(如η大于2時(shí))。
步驟S2按照多視點(diǎn)顯示格式計(jì)算行相位，基于景深設(shè)置與行相位對(duì)左右圖像進(jìn)行多相位重采樣產(chǎn)生視點(diǎn)圖像。
其中，對(duì)于多視點(diǎn)裸眼三維顯示方式，需產(chǎn)生V個(gè)視點(diǎn)圖像；設(shè)新視點(diǎn)位置參數(shù)為 α，按照多視點(diǎn)格式確定視點(diǎn)圖像的行相位Pr，然后基于pr與景深d對(duì)左右圖像進(jìn)行水平一維多相位重采樣；
Γ ⑴=Σ jw(j ；p)I(i/ -j)；
其中，w(j ;p)為重采樣濾波器系數(shù)，Γ (i)為重采樣圖像，I(i')為輸入圖像；i ' = floor (i+pr+ (O. 5- a )*d), floor為向下取整函數(shù)，P為歸一化相位，P = (i+pr+(O. 5_ α )氺d) _i ,。
對(duì)左右圖像進(jìn)行水平多相位重采樣后，獲得多相位重采樣圖像I,·,: (Lj)和 I ·^ K< I, f }，然后再基于新視點(diǎn)位置參數(shù)^進(jìn)行融合山!^，」)=!^]' )*IaL(i, j) + a' *IaK(i，j);其中，a ' =MIN(MAX(a，0)，1) ;a = 0對(duì)應(yīng)著左圖像，a = I對(duì)應(yīng)著右圖像。由于新視點(diǎn)圖像生成時(shí)在一個(gè)行周期內(nèi)每行的行相位不一樣，因此其重采樣濾波器系數(shù)也不一樣，能有效解決多視點(diǎn)顯示導(dǎo)致的圖像贗像。
步驟S3按照多視點(diǎn)顯示格式對(duì)視點(diǎn)圖像進(jìn)行映射與編碼，生成并輸出多視點(diǎn)編碼圖像。
由于多視點(diǎn)裸眼顯示方式會(huì)重排顯示單元的顯示格式，因此需對(duì)多個(gè)視點(diǎn)圖像像素進(jìn)行合適的排列，每個(gè)視點(diǎn)圖像像素顏色分量映射至其對(duì)應(yīng)視點(diǎn)圖像的像素顏色分量。 如圖2所示，第8個(gè)視點(diǎn)圖像像素對(duì)應(yīng)(V8R，V8B，V8G)，第7個(gè)視點(diǎn)圖像 像素對(duì)應(yīng)(V7R，V7B， V7G)，第6個(gè)視點(diǎn)圖像像素對(duì)應(yīng)(V6R，V6B，V6G)，第5個(gè)視點(diǎn)圖像像素對(duì)應(yīng)(V5R，V5B，V5G)， 第4個(gè)視點(diǎn)圖像像素對(duì)應(yīng)(V4R，V4B, V4G)，第3個(gè)視點(diǎn)圖像像素對(duì)應(yīng)(V3R，V3B, V3G)，第2 個(gè)視點(diǎn)圖像像素對(duì)應(yīng)(V2R，V2B, V2G)，第I個(gè)視點(diǎn)圖像像素對(duì)應(yīng)(V2R，VlB, VlG)，第8個(gè)視點(diǎn)圖像像素對(duì)應(yīng)(VOR，VOB, V0G)。
經(jīng)過多視點(diǎn)映射與編碼后，多視點(diǎn)編碼圖像與顯示單元分辨率一致，且與光柵單元視點(diǎn)分像一致，從而在不同的空間方向上只能觀看到正確的視點(diǎn)圖像，避免圖像贗像。多視點(diǎn)格式排列方式必須與光柵單元相一致，從而在不同的空間方向上只能觀看到相應(yīng)的視點(diǎn)圖像，避免圖像贗像，并通過不同方向的雙目形成立體視覺。
以上介紹了本發(fā)明多視點(diǎn)裸眼三維顯示設(shè)備的二維圖像顯示方法，本發(fā)明在揭示上述方法的同時(shí)，還揭示一種多視點(diǎn)裸眼三維顯示設(shè)備的二維圖像顯示系統(tǒng)。請(qǐng)參閱圖4， 所述系統(tǒng)包括依次連接的圖像縮放模塊、左右圖生成模塊、視點(diǎn)圖像生成模塊、多視點(diǎn)編碼圖像生成及輸出模塊。
圖像縮放模塊
圖像縮放模塊也可以被看作是左右圖生成模塊的子模塊。圖像縮放模塊用以獲取輸入的二維輸入圖像，將二維輸入圖像進(jìn)行縮放，使經(jīng)過縮放后的輸入圖像分辨率與視點(diǎn)圖像分辨率相匹配，即經(jīng)過縮放后的輸入圖像分辨率是視點(diǎn)圖像分辨率的η倍，η為正數(shù)。 η可以為1、2、3、4等整數(shù)，也可以為1.5、2.1等小數(shù)。
優(yōu)選地，經(jīng)過縮放后的輸入圖像分辨率等于或兩倍于視點(diǎn)圖像分辨率；更優(yōu)地，經(jīng)過縮放后的輸入圖像分辨率兩倍于視點(diǎn)圖像分辨率。
圖像縮放模塊采用水平與垂直相分離的一維多相位重采樣縮放，或者采用二維多相位重采樣縮放。
左右圖像生成模塊
左右圖像生成模塊用以根據(jù)縮放后的輸入圖像產(chǎn)生左右圖像。具體做法為選取縮放圖像中的像素，分別填充兩張圖像，形成左右圖像。
如果η = 1，即縮放圖像分辨率與視點(diǎn)圖像分辨率相等，則左右圖像皆為縮放后的輸入圖像。如果η = 2，即縮放后的輸入圖像兩倍于視點(diǎn)圖像分辨率，則將縮放后的輸入圖像按水平奇偶像素分成左右圖像；按行方向?qū)⒖s放后的輸入圖像的奇像素形成右/左圖像，偶像素形成左/右圖像。如果η古I且η古2，則縮放圖像中的設(shè)定像素，分別填充兩張圖像，形成左右圖像；填充時(shí)，在水平方向上，平均每間隔nl個(gè)像素選取一個(gè)像素分別填充至左右圖像；在垂直方向上，平均每間隔n2個(gè)像素選取一個(gè)像素分別填充至左右圖像。
視點(diǎn)圖像生成模塊
視點(diǎn)圖像生成模塊用以按照多視點(diǎn)顯示格式計(jì)算行相位，基于景深設(shè)置與行相位對(duì)左右圖像進(jìn)行多相位重采樣產(chǎn)生視點(diǎn)圖像。
所述視點(diǎn)圖像生成模塊生成視點(diǎn)圖像的過程如下對(duì)于多視點(diǎn)裸眼三維顯示方式，需產(chǎn)生V個(gè)視點(diǎn)圖像；設(shè)新視點(diǎn)位置參數(shù)為α，按照多視點(diǎn)格式確定視點(diǎn)圖像的行相位 Pr,然后基于pr與景深d對(duì)左右圖像進(jìn)行水平一維多相位重采樣；
Γ ⑴=Σ jw(j ；p)I(i/ -j)；
其中，w(j ;p)為重采樣濾波器系數(shù)，Γ (i)為重采樣圖像，I(i')為輸入圖像；i ' = floor (i+pr+ (O. 5- a )*d), floor為向下取整函數(shù)，P為歸一化相位，P = (i+pr+(O. 5_ α )氺d) _i ,；
對(duì)左右圖像進(jìn)行水平多相位重采樣后，獲得多相位重采樣圖像Iq(U)和 hiRU"，然后再基于新視點(diǎn)位置參數(shù)^^進(jìn)行融合山!^，」)=!^]' )*IaL(i, j) + a ' *IaR(i，j);
其中，。=MIN(MAX(a ,0),1) ； a = 0對(duì)應(yīng)著左圖像，a = I對(duì)應(yīng)著右圖像。
多視點(diǎn)編碼圖像生成及輸出模塊
多視點(diǎn)編碼圖像生成及輸出模塊用以按照多視點(diǎn)顯示格式對(duì)視點(diǎn)圖像進(jìn)行映射與編碼，生成并輸出多視點(diǎn)編碼圖像。
具體地，由于多視點(diǎn)裸眼顯示方式會(huì)重排顯示單元的顯示格式，因此需對(duì)多個(gè)視點(diǎn)圖像像素進(jìn)行合適的排列，每個(gè)視點(diǎn)圖像像素顏色分量映射至其對(duì)應(yīng)視點(diǎn)圖像的像素顏色分量，如圖2所示，第8個(gè)視點(diǎn)圖像像素對(duì)應(yīng)(V8R，V8B, V8G)，第7個(gè)視點(diǎn)圖像像素對(duì)應(yīng) (V7R, V7B，V7G)，第6個(gè)視點(diǎn)圖像像素對(duì)應(yīng)(V6R，V6B，V6G)，第5個(gè)視點(diǎn)圖像像素對(duì)應(yīng)(V5R， V5B, V5G)，第4個(gè)視點(diǎn)圖像像素對(duì)應(yīng)(V4R，V4B, V4G)，第3個(gè)視點(diǎn)圖像像素對(duì)應(yīng)(V3R，V3B, V3G)，第2個(gè)視點(diǎn)圖像像素對(duì)應(yīng)(V2R，V2B，V2G)，第I個(gè)視點(diǎn)圖像像素對(duì)應(yīng)(V2R，VlB7VlG)， 第8個(gè)視點(diǎn)圖像像素對(duì)應(yīng)(VOR，VOB, V0G)。經(jīng)過多視點(diǎn)映射與編碼后，多視點(diǎn)編碼圖像與顯示單元分辨率一致，且與光柵單元視點(diǎn)分像一致，從而在不同的空間方向上只能觀看到正確的視點(diǎn)圖像，避免圖像贗像。多視點(diǎn)格式排列方式必須與光柵單元相一致，從而在不同的空間方向上只能觀看到相應(yīng)的視點(diǎn)圖像，避免圖像贗像，并通過不同方向的雙目形成立體視覺。
綜上所述，本發(fā)明提出的多視點(diǎn)裸眼三維顯示設(shè)備的二維圖像顯示方法及系統(tǒng)， 可以有效解決二維圖像在裸眼三維顯示設(shè)備顯示時(shí)存在的顏色失真與邊緣鋸齒問題，并呈現(xiàn)出三維效果，顯著改進(jìn)二維圖像在多視點(diǎn)裸眼三維顯示設(shè)備上的顯示效果。
這里本發(fā)明的描述和應(yīng)用是說明性的，并非想將本發(fā)明的范圍限制在上述實(shí)施例中。這里所披露的實(shí)施例的變形和改變是可能的，對(duì)于那些本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說實(shí)施例的替換和等效的各種部件是公知的。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該清楚的是，在不脫離本發(fā)明的精神或本質(zhì)特征的情況下，本發(fā)明可以以其它形式、結(jié)構(gòu)、布置、比例，以及用其它組件、 材料和部件來實(shí)現(xiàn)。在不脫離本發(fā)明范圍和精神的情況下，可以對(duì)這里所披露的實(shí)施例進(jìn)行其它變形和改變。
權(quán)利要求
1.一種多視點(diǎn)裸眼三維顯示設(shè)備的二維圖像顯示方法，其特征在于，所述方法包括如下步驟51、獲取輸入的二維輸入圖像，對(duì)二維輸入圖像進(jìn)行處理；使處理后的輸入圖像分辨率與視點(diǎn)圖像分辨率相匹配，并根據(jù)處理后的輸入圖像產(chǎn)生左右圖像；52、按照多視點(diǎn)顯示格式計(jì)算行相位，基于景深設(shè)置與行相位對(duì)左右圖像進(jìn)行多相位重采樣產(chǎn)生視點(diǎn)圖像；53、按照多視點(diǎn)顯示格式對(duì)視點(diǎn)圖像進(jìn)行映射與編碼，生成并輸出多視點(diǎn)編碼圖像。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多視點(diǎn)裸眼三維顯示設(shè)備的二維圖像顯示方法，其特征在于所述步驟Si包括對(duì)二維輸入圖像進(jìn)行縮放處理的步驟，經(jīng)過縮放處理后的輸入圖像分辨率與視點(diǎn)圖像分辨率匹配，即經(jīng)過縮放處理后的輸入圖像分辨率是視點(diǎn)圖像分辨率的 η倍，η為正數(shù)；圖像縮放過程采用水平與垂直相分離的一維多相位重采樣縮放，或者采用二維多相位重采樣縮放。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的多視點(diǎn)裸眼三維顯示設(shè)備的二維圖像顯示方法，其特征在于所述步驟SI中，經(jīng)過縮放后的輸入圖像分辨率等于視點(diǎn)圖像分辨率，或者兩倍于視點(diǎn)圖像分辨率。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的多視點(diǎn)裸眼三維顯示設(shè)備的二維圖像顯示方法，其特征在于，所述步驟SI中，左右圖像產(chǎn)生步驟包括如果η = 1，即縮放后的輸入圖像分辨率與視點(diǎn)圖像分辨率相等，則左右圖像皆為縮放后的輸入圖像；如果η = 2，即縮放后的輸入圖像兩倍于視點(diǎn)圖像分辨率，則將縮放后的輸入圖像按水平奇偶像素分成左右圖像；按行方向?qū)⒖s放后的輸入圖像的奇像素形成右/左圖像，偶像素形成左/右圖像；如果η古I且η古2，則選取縮放圖像中的像素，分別填充兩張圖像，形成左右圖像。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多視點(diǎn)裸眼三維顯示設(shè)備的二維圖像顯示方法，其特征在于所述步驟S2中，對(duì)于多視點(diǎn)裸眼三維顯示方式，需產(chǎn)生V個(gè)視點(diǎn)圖像；設(shè)新視點(diǎn)位置參數(shù)為α，按照多視點(diǎn)格式確定視點(diǎn)圖像的行相位Pr，然后基于pr與景深d對(duì)左右圖像進(jìn)行水平一維多相位重采樣；Γ (i) =Σ jw (j ；p) I (i; -j)；其中，w(j;p)為重采樣濾波器系數(shù)，I' (i)為重采樣圖像，I(i')為輸入圖像；i ' = floor (i+pr+ (O. 5- a )*d), floor為向下取整函數(shù)，P為歸一化相位，P = (i+pr+(O. 5_ α )氺d) _i ,；對(duì)左右圖像進(jìn)行水平多相位重采樣后，獲得多相位重采樣圖像和kK(1.j)， 然后再基于新視點(diǎn)位置參數(shù)α進(jìn)行融合Ia(i, j) = (1-a ' )*IaL(i, j) + a ' *IaE(i, j);其中，a ' = MIN (MAX (a ,0),1) ； a = 0對(duì)應(yīng)著左圖像，a = I對(duì)應(yīng)著右圖像；U1 au為左圖像多相位重采樣圖像，u.Rar:.為右圖像多相位重采樣圖像。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多視點(diǎn)裸眼三維顯示設(shè)備的二維圖像顯示方法，其特征在于所述步驟S3中，對(duì)多個(gè)視點(diǎn)圖像像素進(jìn)行排列，每個(gè)視點(diǎn)圖像像素顏色分量映射至其對(duì)應(yīng)視點(diǎn)圖像的像素顏色分量；經(jīng)過多視點(diǎn)映射與編碼后，使得多視點(diǎn)編碼圖像與顯示單元分辨率一致，且與光柵單元視點(diǎn)分像一致，從而在不同的空間方向上只能觀看到正確的視點(diǎn)圖像。
7.一種多視點(diǎn)裸眼三維顯示設(shè)備的二維圖像顯示系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括 左右圖像生成模塊，用以獲取輸入的二維輸入圖像，對(duì)二維輸入圖像進(jìn)行處理，使經(jīng)過處理后的輸入圖像分辨率與視點(diǎn)圖像分辨率相匹配，并根據(jù)處琿后的輸入圖像產(chǎn)牛芹右圖視點(diǎn)圖像生成模塊，用以按照多視點(diǎn)顯示格式計(jì)算行相位，基于景深設(shè)置與行相位對(duì)左右圖像進(jìn)行多相位重采樣產(chǎn)生視點(diǎn)圖像；多視點(diǎn)編碼圖像生成及輸出模塊，用以按照多視點(diǎn)顯示格式對(duì)視點(diǎn)圖像進(jìn)行映射與編碼，生成并輸出多視點(diǎn)編碼圖像。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的多視點(diǎn)裸眼三維顯示設(shè)備的二維圖像顯示系統(tǒng)，其特征在于所述左右圖像生成模塊包括圖像縮放單元，用以獲取輸入的二維輸入圖像，將二維輸入圖像進(jìn)行縮放，使經(jīng)過縮放后的輸入圖像分辨率與視點(diǎn)圖像分辨率相匹配；縮放后的輸入圖像分辨率與視點(diǎn)圖像分辨率匹配，指縮放后的輸入圖像分辨率是視點(diǎn)圖像分辨率的η 倍，η為正數(shù)；圖像縮放單元采用水平與垂直相分離的一維多相位重采樣縮放，或者采用二維多相位重采樣縮放。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的多視點(diǎn)裸眼三維顯示設(shè)備的二維圖像顯示系統(tǒng)，其特征在于所述圖像縮放單元進(jìn)行圖像縮放后，輸入圖像分辨率等于視點(diǎn)圖像分辨率，或者兩倍于視點(diǎn)圖像分辨率。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的多視點(diǎn)裸眼三維顯示設(shè)備的二維圖像顯示系統(tǒng)，其特征在于如果η = 1，即縮放后的輸入圖像分辨率與視點(diǎn)圖像分辨率相等，左右圖像生成模塊設(shè)定左右圖像皆為縮放后的輸入圖像；如果η = 2，即縮放后的輸入圖像兩倍于視點(diǎn)圖像分辨率，左右圖像生成模塊將縮放后的輸入圖像按水平奇偶像素分成左右圖像，按行方向?qū)⒖s放后的輸入圖像的奇像素形成右 /左圖像、偶像素形成左/右圖像；如果η古I且η古2，左右圖像生成模塊選取縮放圖像中的像素，分別填充兩張圖像，形成左右圖像。
11.根據(jù)權(quán)利要求7所述的多視點(diǎn)裸眼三維顯示設(shè)備的二維圖像顯示系統(tǒng)，其特征在于所述視點(diǎn)圖像生成模塊生成視點(diǎn)圖像的過程如下對(duì)于多視點(diǎn)裸眼三維顯示方式，需產(chǎn)生V個(gè)視點(diǎn)圖像；設(shè)新視點(diǎn)位置參數(shù)為α，按照多視點(diǎn)格式確定視點(diǎn)圖像的行相位Pr，然后基于Pr與景深d對(duì)左右圖像進(jìn)行水平一維多相位重采樣；Γ (i) =Σ jw (j ；p) I (i; -j)；其中，w(j;p)為重采樣濾波器系數(shù)，I' (i)為重采樣圖像，I(i')為輸入圖像；i ' = floor (i+pr+ (O. 5- a )*d), floor為向下取整函數(shù)，P為歸一化相位，P = (i+pr+(O. 5_ α )氺d) _i ,；對(duì)左右圖像進(jìn)行水平多相位重采樣后，獲得多相位重采樣圖像Ui I )和UK(2.1)， 然后再基于新視點(diǎn)位置參數(shù)α進(jìn)行融合Ia(i, j) = (1-a ' )*IaL(i, j) + a ' *IaE(i, j);其中，a ' = MIN (MAX (a ,0),1) ； a = 0對(duì)應(yīng)著左圖像，a = I對(duì)應(yīng)著右圖像；1.·,! a.'l·為左圖像多相位重采樣圖像，丨。Ra 為右圖像多相位重采樣圖像。
12.根據(jù)權(quán)利要求7所述的多視點(diǎn)裸眼三維顯示設(shè)備的二維圖像顯示系統(tǒng)，其特征在于:所述多視點(diǎn)編碼圖像生成及輸出模塊進(jìn)一步用以對(duì)多個(gè)視點(diǎn)圖像像素進(jìn)行排列，每個(gè)視點(diǎn)圖像像素顏色分量映射至其對(duì)應(yīng)視點(diǎn)圖像的像素顏色分量；經(jīng)過多視點(diǎn)映射與編碼后，使得多視點(diǎn)編碼圖像與顯示單元分辨率一致，且與光柵單元視點(diǎn)分像一致，從而在不同的空間方向上只能觀看到正確的視點(diǎn)圖像。
全文摘要
本發(fā)明揭示了一種多視點(diǎn)裸眼三維顯示設(shè)備的二維圖像顯示方法及系統(tǒng)，所述方法包括如下步驟S1、獲取輸入的二維輸入圖像，對(duì)二維輸入圖像進(jìn)行處理；使處理后的輸入圖像分辨率與視點(diǎn)圖像分辨率相匹配，并根據(jù)處理后的輸入圖像產(chǎn)生左右圖像；S2、按照多視點(diǎn)顯示格式計(jì)算行相位，基于景深設(shè)置與行相位對(duì)左右圖像進(jìn)行多相位重采樣產(chǎn)生視點(diǎn)圖像；S3、按照多視點(diǎn)顯示格式對(duì)視點(diǎn)圖像進(jìn)行映射與編碼，生成并輸出多視點(diǎn)編碼圖像。本發(fā)明可以有效解決二維圖像在裸眼三維顯示設(shè)備顯示時(shí)存在的顏色失真與邊緣鋸齒問題，并呈現(xiàn)出三維效果，顯著改進(jìn)二維圖像在多視點(diǎn)裸眼三維顯示設(shè)備上的顯示效果。
文檔編號(hào)H04N13/00GK103002295SQ20111026496
公開日2013年3月27日 申請(qǐng)日期2011年9月8日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月8日
發(fā)明者方勇 申請(qǐng)人:上海易維視科技有限公司