[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

说明书

技术领域

本发明涉及三维(3D)立体显示技术领域，尤其涉及一种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。

背景技术

众所周知，现实世界是三维立体世界，它为人的双眼提供了两幅具有位差的图像，映入双眼后即形成立体视觉所需的视差，然后经视神经中枢的融合反射，以及视觉心理反应便产生了三维立体感觉。

近年来，随着高清电视技术的发展，人们对于更加真实显示图像技术的追求也越来越高。利用这个三维立体成像的原理，通过显示器将两幅具有位差的左图像和右图像分别呈现给左眼和右眼，即可以获得3D的感觉。

然而，由于目前三维立体显示技术的局限性，观察者并不是在所有的位置都能观看到正确的三维立体图像，为解决前述观察者观看位置局限性的问题，三维立体显示系统需要对观察者的三维空间位置，通常是观察者眼睛的三维空间位置进行较为准确的跟踪与定位，以便更准确地向观察者发送与其眼睛所在位置相对应的图像。目前，在三维立体显示技术中对观察者眼睛进行跟踪与定位的技术主要有：模板匹配法、边缘提取法、灰度分布、眨眼检测法、人脸结构特征法以及神经网络法等技术，但是应用这些技术一般需要对图像进行缩放、旋转等复杂的归一化处理，运算量大，而且对像素精度也要求较高。

因此，迫切需要提供改进以克服现有技术中存在的以上问题。

发明内容

本发明要解决的主要技术问题是提供一种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，能够实时自动跟踪观察者眼睛的三维空间位置，消除图像观察失真变形的问题，而且图像处理较为简单，无需复杂的计算过程。

为解决上述技术问题，本发明提供了如下技术方案：

本发明的一方面提供了一种用于三维立体显示的观察者跟踪系统，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个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，从而获得观察者的三维空间位置。

另一方面，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。

本发明的用于三维立体显示的观察者跟踪系统能够实时地自动跟踪和定位观察者的眼睛的位置信息，实时获取观察者的眼睛的三维空间位置，从而能够保证观察者实时观看到不失真的三维立体图像，消除因眼睛位置移动而发生图像观察失真变形的问题。而且，本发明的用于三维立体显示的观察者跟踪系统对于图像的处理较为简单，无需复杂的计算过程。

本发明的另一方面提供了一种三维立体显示系统，其包括控制装置、显示装置以及如上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。

本发明的三维立体显示系统能够根据实时获取的眼睛的三维空间位置，来实时地调整和控制由显示装置显示对应的图像，从而能够保证观察者实时观看到不失真的三维立体图像，消除因眼睛位置移动而发生图像观察失真变形的问题。而且，本发明的三维立体显示系统对于图像的处理较为简单，无需复杂的计算过程。

通过以下参考附图的详细说明，本发明的其它方面和特征变得明显。但是应当知道，该附图仅仅为解释的目的设计，而不是作为本发明的范围的限定，这是因为其应当参考附加的权利要求。还应当知道，除非另外指出，不必要依比例绘制附图，它们仅仅力图概念地说明此处描述的结构和流程。

附图说明

下面将结合附图，对本发明的具体实施方式进行详细的说明，其中：

图1为本发明一种实施方式的三维立体显示系统的结构示意图。

图2为图1所示的图像处理装置中图像减法单元的工作原理示意图。

图3为图1所示的图像处理装置中眼睛定位单元的三角测距原理示意图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。