[实用新型]一种可裸眼观看视频的3D视频监控系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及图像视频监控技术领域，特别涉及一种可裸眼观看视频的3D视频监控系统。 

背景技术

由于人类左右两眼视角的差异，造成两眼看到的影像具有微小的差距。两眼所见的图像经视网膜传到大脑后，大脑利用这些微小的差距，产生具有远近的深度，从而产生有空间感的立体图像。 

3D立体图像带给安防监控领域的最主要好处是对目标物体的深度感知。随着视频监控领域的急速发展，3D视频监控将成为未来的发展趋势。从技术上看，目前的裸眼式3D可分为光屏障式、柱状透镜技术和指向光源三种。 

光屏障式3D技术的实现方法是利用液晶层和偏振膜制造出一系列方向为90°的垂直条纹。这些条纹宽几十微米，通过它们的光就形成了垂直的细条栅模式，称为“视差障壁”。该技术利用了安置在背光模块及LCD面板间的视差障壁，在立体显示模式下，应该由右眼看到的图像显示在液晶屏上时，不透明的条纹会遮挡左眼，通过将左眼和右眼的可视画面分开，使观者看到3D影像。该技术的缺点是画面亮度低，分辨率会随着显示器在同一时间播出影像的增加呈反比降低。 

柱状透镜技术也被称为双透镜或微柱透镜3D技术，其原理是在液晶显示屏的前面加上一层柱状透镜，使液晶屏的像平面位于透镜的焦平面上，这样在每个柱透镜下面的图像的像素被分成几个子像素，这样透镜就能以不同的方向 投影每个子像素。由于它的3D显示基本原理仍与视差障壁技术有相似之处，所以分辨率仍是一个比较难解决的问题。 

指向光源3D技术搭配两组LED，配合快速反应的LCD面板和驱动方法，让3D内容以排序方式进入观看者的左右眼互换影像产生视差，进而让人眼感受到3D三维效果。该技术目前尚在研发阶段。 

考虑到3D视频监控的显示要求，综合衡量3D视频的压缩及解压效率，本实用新型提出一种可裸眼观看视频的3D视频监控系统。 

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种可裸眼观看视频的3D视频监控系统。 

本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下： 

一种可裸眼观看视频的3D视频监控系统，系统由左右两路视频摄像机、3D视频处理主机、3D视频显示终端、视频存储硬盘矩阵、用户控制台组成；左右两路视频摄像机的镜头中心被设计在特定位置：水平相距7.68厘米处；特定相距角度为179.13度。 

各部件的连接关系：左右两路视频摄像机与3D视频处理主机连接；3D视频显示终端、视频存储硬盘矩阵、用户控制台分别与3D视频处理主机连接。 

左右两路视频摄像机，用于捕获视频图像。3D视频处理主机，用于计算深度图及深度站点，压缩解压3D视频数据、分层发送3D视频数据至3D显示终端、存储3D视频数据至硬盘矩阵、读取硬盘矩阵数据、接收用户控制台指令并执行。3D视频显示终端，用于显示三维立体图像，该显示终端为四层显示屏结构，前后两层分别显示图像的前景及背景，中间两层显示过渡景物的层次画面，每层显示的数据由深度站点划定，深度站点内嵌在3D视频数据中。视频存储硬盘矩阵，用于存储海量视频数据；用户控制台，用于处理用户操控 系统、发送指令等功能，用户可以通过该控制台对历史视频或者当前视频做出系统配置、存储、搜索、调出查看等操作。 

1)左右两路视频摄像机的镜头中心被设计在特定位置：水平相距7.68厘米处，特定相距角度为179.13度。该位置及角度与人的左右两眼的距离及角度数值相近，这使得3D视频处理主机在处理视频数据时，相对高质量获取相对容易的深度图。 

两个摄像机应为同一类型元件制造，并配置为相同的焦距及光圈大小。即是预先进行相机标定。两个摄像机标定后，建立颜色校正模型，校正白平衡等参数，去除视频颜色差异对视频效果和编码效率的影响。两个摄像机由于成像系统本身具有的非线性或摄像时视角变化可能引起的图像退化，即几何畸变，亦需要预先进行几何校正。两个摄像机在几何位置和时间空间上都相关联。 

2)3D视频处理主机接收左右两路视频摄像机采集的2D视频数据创建出深度图，通过深度图把图像的各像素划分为不同的层次，该划分点的深度值被命名为深度站点。 

深度图是基于两个摄像机所拍摄的视频数据来计算创建出来的。使用视频信号创建深度图的优点在于不需要额外的深度传感器。 

3)3D视频处理主机按视频图像像素的深度站点，把视频图像划分为4层，并按层把图像发送到3D视频显示终端的相应图像显示层； 

4)3D视频显示终端被设计为四层显示结构，每层只显示整幅图像的部分像素，四层合成显示一幅完整的，可裸眼观看的3D图像。