本發(fā)明涉及立體顯示領(lǐng)域，特別涉及一種指向性背光立體顯示的顯示方法和系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

在醫(yī)療、航空航天、軍事訓(xùn)練等領(lǐng)域，深度信息顯得尤為重要。裸眼3D顯示由于其可提供具有深度信息的圖像，具有無可比擬的優(yōu)勢(shì)，經(jīng)過若干年的發(fā)展，市場(chǎng)上逐步出現(xiàn)了以柱透鏡技術(shù)、光柵技術(shù)和指向性背光技術(shù)為主流的裸眼3D顯示方案，他們都是基于雙目視差原理：即把兩幅具有視差信息的圖像通過時(shí)分或空分的方式分別單獨(dú)傳送到觀看者的左右眼，觀看者大腦處理后融合成具有深度視覺的立體影像。

其中，指向性背光技術(shù)的基本原理是：對(duì)應(yīng)觀看者的左右眼，存在兩組獨(dú)立的背光單元，配合指向性導(dǎo)光板或膜層、透鏡等實(shí)現(xiàn)光的指向性投射。當(dāng)屏幕播放左眼圖像時(shí)，對(duì)應(yīng)左眼的背光單元開啟，右眼背光單元關(guān)閉，則觀看者左眼看到左眼圖像；播放右眼圖像時(shí)，對(duì)應(yīng)右眼的背光單元開啟，左眼背光單元關(guān)閉，則觀看者右眼看到右眼圖像。觀看者左右眼交替接收到來自屏幕的左右眼圖像，經(jīng)過大腦融像，則具有立體視覺。指向性背光的裸眼3D顯示左右眼觀看到的圖像分辨率與屏幕源分辨率一致，并且無莫爾條紋，串?dāng)_率低，裝配難度低，因而具有更好的發(fā)展前景。

指向性背光自由立體顯示裝置通過控制背光燈，成像于對(duì)應(yīng)的區(qū)域。假設(shè)背光有22盞燈，形成連續(xù)的22個(gè)視區(qū)于最佳觀看區(qū)域。立體視覺的形成需將左右眼圖像正確投射到用戶左右眼，需要通過攝像頭采集圖片并檢測(cè)人眼位置，并判斷其所在視區(qū)，從而控制背光燈正確的開燈狀態(tài)。其中，判斷人眼所在視區(qū)的前提是精準(zhǔn)的視區(qū)邊界劃分。現(xiàn)有的主觀地手動(dòng)視區(qū)邊界劃分方法存在精確度不足、不宜進(jìn)行批量化處理的缺陷。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種指向性背光立體顯示的視區(qū)劃分方法和顯示系統(tǒng)，旨在提高指向性背光自由立體顯示中的視區(qū)邊界劃分的準(zhǔn)確性及便捷性。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種指向性背光立體顯示的視區(qū)劃分方法，所述視區(qū)劃分方法包括以下步驟：

第一背光單元在一投影板上投射與所述第一背光單元對(duì)應(yīng)的第一視區(qū)光斑，以及第二背光單元在所述投影板上投射與所述第二背光單元對(duì)應(yīng)的第二視區(qū)光斑，其中，所述第一背光單元對(duì)應(yīng)第一視區(qū)，所述第二背光單元對(duì)應(yīng)于第二視區(qū)；

獲取具有所述投影板和所述第一視區(qū)光斑的第一圖像和具有所述投影板和所述第二視區(qū)光斑的第二圖像；

檢測(cè)所述第一圖像中所述第一視區(qū)光斑的第一亮度峰值線在所述投影板中的位置和所述第二圖像中所述第二視區(qū)光斑的第二亮度峰值線在所述投影板的位置；

根據(jù)所述第一亮度峰值線和第二亮度峰值線的相對(duì)位置確定所述第一視區(qū)光斑和所述第二視區(qū)光斑的邊界線。

優(yōu)選地，檢測(cè)所述第一視區(qū)光斑的第一亮度峰值線包括：

檢測(cè)所述第一視區(qū)光斑的視區(qū)亮斑的亮度峰值所在的位置為第一亮度峰值線，其中，所述第一視區(qū)光斑包括視區(qū)亮斑和視區(qū)暗斑。

優(yōu)選地，檢測(cè)所述第二視區(qū)光斑的第二亮度峰值線包括：

檢測(cè)所述第二視區(qū)光斑的視區(qū)亮斑的亮度峰值所在的位置為第二亮度峰值線，其中，所述第二視區(qū)光斑包括視區(qū)亮斑和視區(qū)暗斑。

優(yōu)選地，檢測(cè)所述第一視區(qū)光斑的第一亮度峰值線包括：

在所述第一視區(qū)光斑的亮度數(shù)據(jù)中選擇若干行數(shù)據(jù)點(diǎn)；

對(duì)選擇的所述數(shù)據(jù)點(diǎn)利用局部多項(xiàng)式回歸擬合對(duì)數(shù)據(jù)點(diǎn)進(jìn)行平滑處理以獲取所述數(shù)據(jù)點(diǎn)的峰值點(diǎn)；

對(duì)所述峰值點(diǎn)進(jìn)行線性回歸找出所述第一亮度峰值線。

優(yōu)選地，在所述第一視區(qū)光斑的亮度數(shù)據(jù)中選擇若干行數(shù)據(jù)點(diǎn)之前，還包括對(duì)所述亮度數(shù)據(jù)進(jìn)行均衡化處理。

此外，本發(fā)明還提供了一種指向性背光立體顯示的顯示系統(tǒng)，包括控制模塊，以及分別與所述控制模塊電連接的攝像頭模塊、圖像處理模塊、背光燈調(diào)節(jié)模塊，所述控制模塊控制所述背光燈調(diào)節(jié)模塊的第一背光單元在一投影板上投射與所述第一背光單元對(duì)應(yīng)的第一視區(qū)光斑，以及第二背光單元在所述投影板上投射與所述第二背光單元對(duì)應(yīng)的第二視區(qū)光斑，其中，所述第一背光單元對(duì)應(yīng)第一視區(qū)，所述第二背光單元對(duì)應(yīng)于第二視區(qū)；

所述攝像頭模塊獲取具有所述投影板和所述第一視區(qū)光斑的第一圖像和具有所述投影板和所述第二視區(qū)光斑的第二圖像；

所述圖像處理模塊檢測(cè)所述第一圖像中所述第一視區(qū)光斑的第一亮度峰值線在所述投影板中的位置和所述第二圖像中所述第二視區(qū)光斑的第二亮度峰值線在所述投影板的位置；

所述控制模塊根據(jù)所述第一亮度峰值線和第二亮度峰值線的相對(duì)位置確定所述第一視區(qū)光斑和所述第二視區(qū)光斑的邊界線。

優(yōu)選地，所述投影板為白板，所述白板設(shè)置在所述顯示系統(tǒng)的觀看位置。

優(yōu)選地，所述背光燈調(diào)節(jié)模塊包括依次電連接的串口接收模塊、現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列、信號(hào)調(diào)理電路；所述串口接收模塊與所述控制模塊連接，用于接收控制背光燈的信號(hào)；所述現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列與所述串口接收模塊電連接，用于實(shí)現(xiàn)控制邏輯信號(hào)生成；所述信號(hào)調(diào)理電路與所述現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列電連接，用于輸出信號(hào)至所述第一背光單元和第二背光單元。

優(yōu)選地，所述圖像處理模塊檢測(cè)所述第一視區(qū)光斑的視區(qū)亮斑的亮度峰值所在的位置為第一亮度峰值線，其中，所述第一視區(qū)光斑包括視區(qū)亮斑和視區(qū)暗斑。

優(yōu)選地，所述圖像處理模塊檢測(cè)所述第一視區(qū)光斑的第一亮度峰值線包括：

在所述第一視區(qū)光斑的亮度數(shù)據(jù)中選擇若干行數(shù)據(jù)點(diǎn)；

對(duì)選擇的所述數(shù)據(jù)點(diǎn)利用局部多項(xiàng)式回歸擬合對(duì)數(shù)據(jù)點(diǎn)進(jìn)行平滑處理以獲取所述數(shù)據(jù)點(diǎn)的峰值點(diǎn)；

對(duì)所述峰值點(diǎn)進(jìn)行線性回歸找出所述第一亮度峰值線。

優(yōu)選地，所述圖像處理模塊在所述第一視區(qū)光斑的亮度數(shù)據(jù)中選擇若干行數(shù)據(jù)點(diǎn)之前，還對(duì)所述亮度數(shù)據(jù)進(jìn)行均衡化處理。

本發(fā)明提供的指向性背光立體顯示的視區(qū)劃分方法和顯示系統(tǒng)通過第一背光單元和第二背光單元在投影板上投射的第一視區(qū)光斑和第二視區(qū)光斑，檢測(cè)第一視區(qū)光斑和第二視區(qū)光斑的第一亮度峰值線和第二亮度峰值線來確定第一視區(qū)光斑和第二視區(qū)光斑的邊界線，從而可以根據(jù)確定的邊界線來運(yùn)行指向性背光自由立體顯示上的人臉跟蹤程序，并與背光燈調(diào)節(jié)模塊通訊，從而實(shí)現(xiàn)自由立體顯示，整個(gè)過程自動(dòng)運(yùn)行，簡(jiǎn)便準(zhǔn)確。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖示出的結(jié)構(gòu)獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明所述指向性背光立體顯示的顯示系統(tǒng)一實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明所述指向性背光立體顯示的視區(qū)劃分方法一實(shí)施方式的流程圖；

圖3為本發(fā)明所述指向性背光立體顯示的視區(qū)劃分方法一實(shí)施方式中背光單元成像于投影屏示意圖；

圖4本發(fā)明所述指向性背光立體顯示的視區(qū)劃分方法一實(shí)施方式中第一背光單元的第一視區(qū)光斑第一亮度峰值線的示意圖；

圖5本發(fā)明所述指向性背光立體顯示的視區(qū)劃分方法一實(shí)施方式中第二背光單元的第二視區(qū)光斑的第二亮度峰值線的示意圖；

附圖標(biāo)號(hào)說明：

本發(fā)明目的的實(shí)現(xiàn)、功能特點(diǎn)及優(yōu)點(diǎn)將結(jié)合實(shí)施例，參照附圖做進(jìn)一步說明。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明的一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

參見圖1，圖1為本發(fā)明所述指向性背光立體顯示的顯示系統(tǒng)一實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)示意圖。圖1示出的指向性背光立體顯示的顯示系統(tǒng)包括控制模塊20，以及分別與所述控制模塊20電連接的攝像頭模塊10、圖像處理模塊30、背光燈調(diào)節(jié)模塊40，所述控制模塊20控制所述背光燈調(diào)節(jié)模塊40的第一背光單元在一投影板70上投射與所述第一背光單元對(duì)應(yīng)的第一視區(qū)光斑，以及第二背光單元在所述投影板70上投射與所述第二背光單元對(duì)應(yīng)的第二視區(qū)光斑，其中，其中，所述第一背光單元對(duì)應(yīng)第一視區(qū)，所述第二背光單元對(duì)應(yīng)于第二視區(qū)。本實(shí)施例中，其中，所述第一背光單元對(duì)應(yīng)第一視區(qū)，所述第二背光單元對(duì)應(yīng)于第二視區(qū)，所述第一背光單元與所述第二背光單元交錯(cuò)設(shè)置。

所述攝像頭模塊10獲取具有所述投影板70和所述第一視區(qū)光斑的第一圖像和具有所述投影板70和所述第二視區(qū)光斑的第二圖像，將第一圖像和第二圖像輸入至控制模塊20。此外，攝像頭模塊10還用于拍攝觀看指向性背光自由立體顯示的用戶的圖像并從圖像中進(jìn)行人臉檢測(cè)。

所述圖像處理模塊30用于處理第一圖像和第二圖像，以獲得視區(qū)邊界的信息并轉(zhuǎn)換成對(duì)應(yīng)的信號(hào)輸入至所述控制模塊20。具體而言，圖像處理模塊30檢測(cè)所述第一圖像中所述第一視區(qū)光斑的第一亮度峰值線在所述投影板70中的位置和所述第二圖像中所述第二視區(qū)光斑的第二亮度峰值線在所述投影板70的位置；

所述控制模塊20根據(jù)所述第一亮度峰值線和第二亮度峰值線的相對(duì)位置確定所述第一視區(qū)光斑和所述第二視區(qū)光斑的邊界線。

所述背光燈調(diào)節(jié)模塊40包括依次電連接的串口接收模塊41、現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列42、信號(hào)調(diào)理電路43；所述串口接收模塊41與所述控制模塊20連接，用于接收控制背光燈的信號(hào)。具體的，所述串口接口模塊可以是RS232接口模塊，用于對(duì)傳輸?shù)男盘?hào)進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換。在進(jìn)行測(cè)試時(shí)，可通過接口模塊410設(shè)置特定的背光燈模式及第一背光單元和第二背光單元的亮度級(jí)別。所述現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列42與所述串口接收模塊41電連接，用于實(shí)現(xiàn)控制邏輯信號(hào)生成；所述信號(hào)調(diào)理電路43與所述現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列42電連接，用于實(shí)現(xiàn)脈沖電平信號(hào)的生成、功率增強(qiáng)及輸出，輸出信號(hào)至所述第一背光單元和第二背光單元。背光燈調(diào)節(jié)模塊40接收所述控制模塊20傳輸?shù)目刂菩盘?hào)后，調(diào)節(jié)顯示系統(tǒng)中所述背光燈陣列60的開燈模式。

在本實(shí)施例中，所述顯示系統(tǒng)還可以包括顯示屏50，所述顯示屏50用于顯示計(jì)算機(jī)界面，進(jìn)行人機(jī)交互。

在本實(shí)施方式中，所述投影板70為白板，所述白板設(shè)置在所述顯示系統(tǒng)的觀看位置。所述圖像處理模塊30檢測(cè)所述第一視區(qū)光斑的視區(qū)亮斑的亮度峰值所在的位置為第一亮度峰值線，其中，所述第一視區(qū)光斑包括交錯(cuò)分布的視區(qū)亮斑和視區(qū)暗斑。所述圖像處理模塊30檢測(cè)所述第一視區(qū)光斑的第一亮度峰值線包括：首先，還對(duì)所述亮度數(shù)據(jù)進(jìn)行均衡化處理，然后，在所述第一視區(qū)光斑的亮度數(shù)據(jù)中選擇若干行數(shù)據(jù)點(diǎn)，對(duì)選擇的所述數(shù)據(jù)點(diǎn)利用局部多項(xiàng)式回歸擬合對(duì)數(shù)據(jù)點(diǎn)進(jìn)行平滑處理以獲取所述數(shù)據(jù)點(diǎn)的峰值點(diǎn)；最后，對(duì)所述峰值點(diǎn)進(jìn)行線性回歸找出所述第一亮度峰值線。

本實(shí)施方式提供的指向性背光立體顯示的顯示系統(tǒng)通過第一背光單元和第二背光單元在投影板70上投射的第一視區(qū)光斑和第二視區(qū)光斑，檢測(cè)第一視區(qū)光斑和第二視區(qū)光斑的第一亮度峰值線和第二亮度峰值線來確定第一視區(qū)光斑和第二視區(qū)光斑的邊界線，從而可以根據(jù)確定的邊界線來運(yùn)行指向性背光自由立體顯示上的人臉跟蹤程序，并與背光燈調(diào)節(jié)模塊40通訊，從而實(shí)現(xiàn)自由立體顯示，整個(gè)過程自動(dòng)運(yùn)行，簡(jiǎn)便準(zhǔn)確。

參見圖2，圖2為本發(fā)明所述指向性背光立體顯示的視區(qū)劃分方法一實(shí)施方式的流程圖。圖2示出的指向性背光立體顯示的視區(qū)劃分方法包括步驟S210～步驟S240。

步驟S210：第一背光單元在一投影板70上投射與所述第一背光單元對(duì)應(yīng)的第一視區(qū)光斑，以及第二背光單元在所述投影板70上投射與所述第二背光單元對(duì)應(yīng)的第二視區(qū)光斑，其中，其中，所述第一背光單元對(duì)應(yīng)第一視區(qū)，所述第二背光單元對(duì)應(yīng)于第二視區(qū)，所述第一背光單元與所述第二背光單元交錯(cuò)設(shè)置。請(qǐng)參見圖3，圖3為本發(fā)明所述指向性背光立體顯示的視區(qū)劃分方法一實(shí)施方式中背光單元成像于投影屏示意圖。在指向式背光立體顯示系統(tǒng)中，會(huì)設(shè)置多個(gè)背光單元對(duì)應(yīng)相同數(shù)量的觀看區(qū)域。例如第一背光單元和第二背光單元總計(jì)有7個(gè)背光單元，這7個(gè)背光單元對(duì)應(yīng)7個(gè)視區(qū)，其中，第一背光單元中的背光單元11、背光單元13、背光單元15、背光單元17分別對(duì)應(yīng)著視區(qū)71、視區(qū)73、視區(qū)75和視區(qū)77。第二背光單元中的背光單元12、背光單元14和背光單元16分別對(duì)應(yīng)視區(qū)72、視區(qū)74和視區(qū)76。

在實(shí)施過程中，在顯示屏50前有一個(gè)最佳觀看位置，在此位置放置一塊投影板70，該投影板70可以是白屏，使得背光單元的光投射于白屏之上形成光斑。第一背光單元

攝像頭采集圖像，會(huì)記錄下白屏之上的視區(qū)光斑。本發(fā)明目的是劃分出視區(qū)光斑的邊界線。

步驟S220：獲取具有所述投影板70和所述第一視區(qū)光斑的第一圖像和具有所述投影板70和所述第二視區(qū)光斑的第二圖像。

步驟S230：檢測(cè)所述第一圖像中所述第一視區(qū)光斑的第一亮度峰值線在所述投影板70中的位置和所述第二圖像中所述第二視區(qū)光斑的第二亮度峰值線在所述投影板70的位置。

在本步驟中，檢測(cè)所述第一視區(qū)光斑的第一亮度峰值線包括：檢測(cè)所述第一視區(qū)光斑的視區(qū)亮斑的亮度峰值所在的位置為第一亮度峰值線，其中，所述第一視區(qū)光斑包括交錯(cuò)分布的視區(qū)亮斑和視區(qū)暗斑。檢測(cè)所述第二視區(qū)光斑的第二亮度峰值線包括：檢測(cè)所述第二視區(qū)光斑的視區(qū)亮斑的亮度峰值所在的位置為第二亮度峰值線，其中，所述第二視區(qū)光斑包括交錯(cuò)分布的視區(qū)亮斑和視區(qū)暗斑。

本實(shí)施方式中，進(jìn)一步地，請(qǐng)結(jié)合參照?qǐng)D4，此為打開第一背光單元12、第一背光單元14、第一背光單元16時(shí)，攝像頭所采集投射于投影屏上的第一圖像。此時(shí)形成的第一圖像的視區(qū)亮斑81、視區(qū)亮斑82、視區(qū)亮斑83，形成視區(qū)暗斑81b、視區(qū)暗斑81c、視區(qū)暗斑82b、視區(qū)暗斑83b，通過上述圖像處理模塊30計(jì)算出視區(qū)亮斑81，視區(qū)亮斑82，視區(qū)亮斑83對(duì)應(yīng)的第一亮度峰值線81a、第一亮度峰值線82a和第一亮度峰值線83a。

進(jìn)一步地，請(qǐng)結(jié)合參照?qǐng)D5，此為打開第二背光單元11、第二背光單元13、第二背光單元15、第二背光單元17時(shí)，攝像頭模塊10采集投射于投影屏上的第二圖像。此時(shí)形成視區(qū)亮斑91、視區(qū)亮斑92、視區(qū)亮斑93、視區(qū)亮斑94，形成視區(qū)暗斑91b、視區(qū)暗斑92b、視區(qū)暗斑93b，通過所述圖像處理模塊30計(jì)算出第二視區(qū)亮斑91、第二視區(qū)亮斑92、第三視區(qū)亮斑93和第四視區(qū)亮斑94對(duì)應(yīng)的第二亮度峰值線91a、第二亮度峰值線92a、第三亮度峰值線93a、第四亮度峰值線94a。

在上述的檢測(cè)第一亮度峰值線和第二亮度峰值線的過程中，通過檢測(cè)所述第一視區(qū)光斑的第一亮度峰值線包括：在所述第一視區(qū)光斑的亮度數(shù)據(jù)中選擇若干行數(shù)據(jù)點(diǎn)；對(duì)選擇的所述數(shù)據(jù)點(diǎn)利用局部多項(xiàng)式回歸擬合對(duì)數(shù)據(jù)點(diǎn)進(jìn)行平滑處理以獲取所述數(shù)據(jù)點(diǎn)的峰值點(diǎn)；對(duì)所述峰值點(diǎn)進(jìn)行線性回歸找出所述第一亮度峰值線。在一些實(shí)施方式中，在所述第一視區(qū)光斑的亮度數(shù)據(jù)中選擇若干行數(shù)據(jù)點(diǎn)之前，還包括對(duì)所述亮度數(shù)據(jù)進(jìn)行均衡化處理。

步驟S240：根據(jù)所述第一亮度峰值線和第二亮度峰值線的相對(duì)位置確定所述第一視區(qū)光斑和所述第二視區(qū)光斑的邊界線。

本實(shí)施方式提供的指向性背光立體顯示的視區(qū)劃分方法通過第一背光單元和第二背光單元在投影板70上投射的第一視區(qū)光斑和第二視區(qū)光斑，檢測(cè)第一視區(qū)光斑和第二視區(qū)光斑的第一亮度峰值線和第二亮度峰值線來確定第一視區(qū)光斑和第二視區(qū)光斑的邊界線，從而可以根據(jù)確定的邊界線來運(yùn)行指向性背光自由立體顯示上的人臉跟蹤程序，并與背光燈調(diào)節(jié)模塊40通訊，從而實(shí)現(xiàn)自由立體顯示，整個(gè)過程自動(dòng)運(yùn)行，簡(jiǎn)便準(zhǔn)確。

以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，并非因此限制本發(fā)明的專利范圍，凡是在本發(fā)明的發(fā)明構(gòu)思下，利用本發(fā)明說明書及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)變換，或直接/間接運(yùn)用在其他相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域均包括在本發(fā)明的專利保護(hù)范圍內(nèi)。