[发明专利]用于三维立体显示的观察者跟踪系统及三维立体显示系统

权利要求书

1.用于三维立体显示的观察者跟踪系统，其特征在于，其包括：

快门眼镜，其包括左镜片及右镜片，所述左镜片及所述右镜片交替地开启和关闭；

图像捕获装置，其包括摄像头，所述摄像头在连续的两种时刻分别采集所述快门眼镜的第一图像和第二图像，所述连续的两种时刻包括所述左镜片开启且所述右镜片关闭的第一种时刻及所述右镜片开启且所述左镜片关闭的第二种时刻；

图像处理装置，其根据所述第一图像与所述第二图像计算得到所述左镜片及所述右镜片的像位置，并计算获得所述左镜片及所述右镜片的三维空间位置，从而获得观察者的三维空间位置。

2.如权利要求1所述的观察者跟踪系统，其中，所述图像处理装置进一步根据计算获得的所述左镜片及所述右镜片的三维空间位置，并结合佩戴所述快门眼镜时观察者的眼睛相对于所述快门眼镜的三维位置关系进一步计算获得所述观察者的眼睛的三维空间位置。

3.如权利要求2所述的观察者跟踪系统，其中，所述图像处理装置将所述第一图像与所述第二图像相减得到所述左镜片及所述右镜片为前景，黑色为背景的图像，并将像素值不为黑色的区域确定为所述左镜片及所述右镜片所在的像位置。

4.如权利要求2所述的观察者跟踪系统，其中，所述图像捕获装置包括照明装置，所述照明装置向所述快门眼镜发射照明光线，所述照明光线穿透开启的所述左镜片和/或所述右镜片但被关闭的所述右镜片和/或所述左镜片反射，被反射的照明光线被所述摄像头采集。

5.如权利要求4所述的观察者跟踪系统，其中，所述照明装置从靠近所述摄像头光学中心的位置发射红外照明光线。

6.如权利要求2所述的观察者跟踪系统，其中，所述快门眼镜按照第一频率切换所述第一种时刻及所述第二种时刻，所述摄像头按照第二频率采集图像，所述第一频率是所述第二频率的整数倍。

7.如权利要求6所述的观察者跟踪系统，其中，所述第一频率不小于120Hz。

8.如权利要求3所述的观察者跟踪系统，其中，所述摄像头从至少两个位置采集所述快门眼镜的图像。

9.如权利要求8所述的观察者跟踪系统，其中，所述图像捕获装置包括至少两个摄像头，所述至少两个摄像头的主光轴彼此相互平行且分别从不同位置同时采集所述快门眼镜的图像，每个摄像头分别从其所在位置采集一路视频数据，每路视频数据包括所述第一种时刻采集的第一图像和所述第二种时刻采集的第二图像。

10.如权利要求9所述的观察者跟踪系统，其中，所述图像处理装置将所述每路视频数据的所述第一图像与所述第二图像相减后，计算得到该路视频数据对应的所述左镜片及所述右镜片的像位置。

11.如权利要求10所述的观察者跟踪系统，其中，所述图像处理装置根据各路视频数据对应的位置及计算获得的各路视频数据对应的所述左镜片及所述右镜片的像位置，结合立体视觉三角测距理论，计算获得所述左镜片及所述右镜片的三维空间位置。

12.如权利要求2所述的观察者跟踪系统，其中，图像捕获装置具有图像存储能力。

13.如权利要求2所述的观察者跟踪系统，其中，所述图像处理装置将左、右镜片的中心区域视为观察者的左、右眼所在的区域，并且将快门眼镜在深度方向的位置视为观察者的眼睛在深度方向的位置，从而获得观察者的眼睛的三维空间位置。

14.一种三维立体显示系统，其特征在于：其包括控制装置、显示装置以及如权利要求2至13中任一项所述的观察者跟踪系统，所述控制装置根据所述观察者跟踪系统获得的所述观察者的眼睛的三维空间位置，控制由所述显示装置显示对应的图像。

15.如权利要求14所述的三维立体显示系统，其中，在所述第一种时刻，所述控制装置根据左眼当前时刻的三维空间位置，控制所述显示装置显示对应的左眼图像；在所述第二种时刻，所述控制装置根据右眼当前时刻的三维空间位置，控制所述显示装置显示对应的右眼图像。