[发明专利]跟踪式立体显示设备及跟踪式立体显示方法

说明书

【技术领域】

本发明涉及一种立体显示技术，特别涉及一种跟踪式立体显示设备及跟踪式立体显示方法。

【背景技术】

立体显示设备是利用人眼的视差特征，在人眼裸视或者佩戴某种辅助设备的条件下，呈现出具有空间深度信息的逼真立体影像。立体显示设备通常是将具有视差的多个视图通过像素排列算法合成后输出到立体显示器上。这种视差图直接传递到观看者的左眼及右眼，进而合成立体图像。立体显示设备使人更加真实、自然及有效的感知空间深度，获得景物的三维信息。

观看者能否观察到逼真的三维场景，不但与立体显示设备有关，而且还与观看者双眼的空间位置有关。目前的裸眼立体显示技术中的立体显示区域比较固定，观看者只能在立体观看区域内才能观看到比较合适的立体图像。当观看者不在该观看区域内时，将会出现反视、重影、失真等情况，严重影响立体显示效果。

【发明内容】

本发明解决的技术问题是提供一种跟踪式立体显示设备以及方法，以根据观看者的空间位置调整立体观看区域。

本发明提供一种跟踪式立体显示设备，包括：跟踪设备，用于获取观看者的空间位置；索引模块，用于根据所述空间位置获取索引因子，以及根据所述索引因子生成索引表；次像素排列模块，用于根据所述索引表排列次像素；立体显示器，用于显示根据所述索引表排列的次像素。

进一步的，上述跟踪设备包括：图像采集装置，用于采集含观看者的跟踪图像；图像处理装置，用于从所述跟踪图像中获取人脸图像，并根据所述人脸图像的面积与标准人脸面积确定所述观看者相对所述图像采集装置的距离。

进一步的，上述图像处理装置通过模版匹配获得与所述人脸图像相匹配的人脸模版，并根据所述人脸模版确定所述人脸图像的面积。

进一步的，上述图像处理装置根据所述人脸模版确定所述人脸图像的高度及宽度，再根据所述人脸图像的高度及宽度确定所述人脸图像的面积。

进一步的，上述图像处理装置根据如下公式确定所述观看者相对所述图像采集装置的距离：其中Z为所述观看者的人脸与所述图像采集装置的成像系统光学中心之间的距离，f为所述图像采集装置的成像面与所述成像系统光学中心之间的距离，s为所述人脸图像的面积，S为所述标准人脸面积。

进一步的，上述索引因子至少包括次像素排列周期及偏移值。

进一步的，上述索引表包括多个索引值，所述索引值为浮点索引值或者整数索引值。

进一步的，上述索引表的分辨率等于所述立体显示器的分辨率。

进一步的，上述的跟踪式立体显示设备，根据公式T_C＝(Z_C×P)/(Z_C-S_C)获取次像素排列周期T_C，其中，P为相邻的透镜之间的中心距，S_C为透镜与显示面板的间距，Z_C为观看者双眼连线的中心在Z轴上的坐标值。

进一步的，上述的跟踪式立体显示设备，根据公式offset_C＝P_C-P_A及公式P_C＝((P/2-X_C)×S_C)/(Z_C-S_C)+P/2，获取偏移值offset_C，其中，P为相邻的透镜之间的中心距，S_C为透镜与显示面板的间距，X_C及Z_C为观看者双眼连线的中心在X轴及Z轴上的坐标值，P_A、P_C分别为T_A、T_C的起始位置。

进一步的，当观看者移动时，次像素排列周期的起始位置在X轴上的移动方向与观看者移动的方向相反，并且偏移值的终点在X轴上的移动方向与观看者移动的方向相反。

本发明还提供一种跟踪式立体显示方法，包括：获取观看者的空间位置；根据所述空间位置获取索引因子；根据所述索引因子生成索引表，并根据所述索引表进行次像素排列；显示根据所述索引表排列的次像素。

进一步的，上述获取观看者的空间位置的步骤具体包括：获取含观看者的跟踪图像；从所述跟踪图像中获取人脸图像；根据所述人脸图像的面积与标准人脸面积确定所述观看者相对图像采集位置的距离。