[发明专利]一种显示视频数据的方法和装置

说明书

一种显示影像的方法和装置。其中，方法包括：接收包含深度信息的影像；基于深度信息至少确定第一像素组和第二像素组；以及将第一像素组显示在投影装置的第一焦点位置，并将第二像素组显示在投影装置的第二焦点位置。

技术领域

本发明涉及一般的摄像机和投影机，尤其是一种高质量显示视频数据的方法和装置。

背景技术

视频投影机是一种接收视频输入信号并投影相应影像的投影机。视频投影机用途广泛，包括但不限于会议室演示、课堂培训、家庭影院和音乐会。视频投影的新兴用途为用于显示视频和游戏的可穿戴头戴式显示器，该显示器也可作为一般电脑和智能手机的显示界面，具备传统的显示功能以及眼动跟踪等新型显示功能。视频投影机可连接至各种源并接收视频信号。

视频投影机接收视频信号，并将相应的影像或影像序列映射到投影屏幕、头戴式显示器用户的视网膜或其他目标或区域（以下统称为“投影屏幕”）。一部视频投影机包括一个成像元件和一个光学系统。其中，成像元件又称有源矩阵，构成同视频信号相对应的影像；光学系统投射影像并将影像对焦到屏幕、视网膜或其他目标。

视频投影机领域内涉及影像质量的一个重大难题是需要同时对焦整个投影影像。之所以产生这一问题，是因为视频投影机和各种投影区域之间的距离不同。在显示 3D 视频流、增强现实感、显示立体电影或其他涉及头戴式显示器的 3D 用途中，当需要以不同焦距对焦影像的不同部分时，存在相似但更为棘手的难题。

对该问题的已知解决方案是使用到视频投影机距离几乎相等的合适平面屏幕。但是，这一解决方案限制了可实施用途的类型。

另一种解决方案是半关镜头孔径以增加焦深。但是，半关孔径会降低投影机亮度，并进而降低观看质量或电源效率。

以不同焦距对焦影像不同部分这一难题在头戴式显示器 (HMD) 和光学头戴式显示器 (OHMD) 领域尤为突出。HMD 为形状为头盔、眼镜或其他形状的可穿戴视频显示器，将单独的视频流投影至用户的每只眼睛。OHMD 为带半透明光学元件的可穿戴显示器，该装置可将投影影像反射至用户双眼，并让用户能够透过该装置看到周围物理环境。

HMD 的一种用途是向用户显示 3D 内容。人类通过两大线索感知 3D: 一个是右眼和左眼所感知到的影像的立体视差，另一个是经双眼恰当光学调节所匹配的光学距离差。传统 3D 显示屏仅提供立体视差这一条线索，通过向左眼和右眼投影不同的内容实现3D 效果。范例包括在相同固定距离投影的现有技术 3D 电视套件、电影院 3D 电影以及3D HMD。其中，固定距离可以是到电视屏幕、电影院屏幕或 HMD 内影像焦平面的距离。由于无法呈现第二条 3D 线索，也就是变化焦距匹配 3D 立体视差，投影内容的 3D 效果降低。此外，这还严重影响了 HMD 在某些用途的性能。

HMD 和 OHMD 的另一种用途是增强现实感。在该用途中，显示内容被关联至光学元件感知或摄像机捕捉到的现实影像，经装置重建并由额外视频内容增强现实感。对于OHMD, 用户通过不同距离的目标感知真实世界。其中，覆盖在现有技术 OHMD 所感知真实影像上的增强层只有一个焦距。该焦距可能与真实世界中的一些目标相一致，但却与更近或的目标不一致。

人眼对所感知目标的特定距离的对焦可称为调节。由于人眼焦深和调节的局限，用户或对焦至目标并看到模糊的增强层，或对焦至增强层看到模糊的目标。

发明内容