[发明专利]基于FPGA的实时祼眼3D播放系统

说明书

技术领域

本发明属于祼眼3D技术领域，更为具体地讲，涉及一种基于FPGA的实时祼眼3D播放系统。

背景技术

裸眼3D显示，即祼眼立体显示(auto-stereoscopic display，也称自由立体显示)，主要原理是利用人眼视差特性，可以在多人同时裸视条件(无须佩带头盔、偏光镜等辅助设备)下呈现出具有空间深度和影像悬浮于屏幕外的逼真立体影像。事实上许多研究机构已经开始了对祼眼3D显示的研究，包括各大院校、研究所、公司等。英国Reality Vision公司较早提出了HAD(Holographic Autostereoscopic Display，全息自由立体显示)技术概念，是裸眼式3D技术的重要进步。2009年，美国的PureDepth公司研究开发了同类技术MLD(Multi-Layer Display，多层显示技术)，利用多层LCD前后排列，分别显示前景与后景，形成前后深度感。随着3D电视技术的不断发展，出现了许多不同类型的3D视频格式(3D video format)。其中基于深度图像的3D视频(depth-image-based 3D video)格式依靠其兼容性好、实现方式简便、应用广泛的特点而被广泛接受。这种3D视频格式的特点是由视频及其对应的深度图像组成。其中深度图像是一幅灰度值在0～255的灰度图像，每一个灰度值用8个bit表示。这种格式给3D电视系统的实现带来的好处主要有以下几点：

①能够在解码端生成一定范围内的任意视点的视图，有较强交互性；

②通过传输一路视频及其对应的深度图像便能实现立体电视功能，占用带宽小，编码效率高；

③2D/3D切换非常方便，当电视机只显示视频部分而不执行DIBR功能时，便切换成了2D视频；

④方便地支持各种立体显示设备(包括自由立体显示器、全息成像系统)。

目前，负责H.264标准制定的联合视频组(Joint Video Team,JVT)和欧洲的ATTEST项目已经推荐采用“视频+深度”的3D视频格式，HDMI(High Definition Multimedia Interface,高清晰度多媒体接口)标准的最新版1.4也已支持“左视图+深度(Left+depth)”等3D视频格式。

然而，目前支持这种格式的实时播放器很少，所以研究一种支持基于深度图像的3D视频实时播放的裸眼3D播放器就显得尤其重要。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种基于FPGA的实时祼眼3D播放系统，实现对N个立体图像对的生成和融合，实现3D视频的实时播放。

为实现上述发明目的，本发明基于FPGA的实时祼眼3D播放系统，包括视频输入模块、DDR存储控制模块、DDR存储器、数据拆分模块、目标图像生成模块、多视点图像融合模块和上屏显示模块，其中：

视频输入模块交替接收参考图像数据和对应的深度图像，根据DDR存储器每次写入或读取数据的数据包大小分别对参考图像数据和深度图像数据进行组合，将组合后的数据交替发送给DDR存储控制模块；组合方式以公式表示为：

a₁(3x+b₁)＝z

a₂(y+b₂)＝z

其中，x表示参考图像数据中每个像素的三个RGB分量中每个分量数据的位数，y表示深度图像数据中每个像素数据的位数，z表示DDR存储器每次写入或读取的数据包大小；a₁表示彩色分量数据的组合数量，a₁为正整数，b₁表示参考图像数据组合时高位补零位的个数，b₁为非负整数；a₂表示深度数据的组合数量，a₂为正整数，b₂表示深度图像数据组合时高位补零位的个数，b₂为非负整数；

DDR存储控制模块接收视频输入模块输出的参考图像数据和深度图像数据，存储至DDR存储器，然后按照一行参考图像数据、一行深度图像数据间隔输出至数据拆分模块；

数据拆分模块根据参考图像数据和深度图像数据在视频输入模块中的组合规则对接收到的参考图像数据和深度图像数据进行拆分，删除高位补零位，将拆分后得到的数据发送给目标图像生成模块；