[发明专利]用于裸眼3D显示的蒙版变换人眼跟踪方法

说明书

技术领域

本发明涉及裸眼3D显示技术领域，尤其涉及一种用于裸眼3D显示的蒙版变换人眼跟踪方法。

背景技术

现有技术中，可以利用光栅显示器得到裸眼立体效果，即通过光栅的折射作用使得来源于不同视差图像的光线向不同的方向传播，在空中形成多个视差图像观看区域。在各视区内，观看者透过光栅看到对应的视差图像。图1所示为两视点光栅显示器的立体视区分布示意图。将左视差图像和右视差图像对应的视区分别称为左视区（图1中从左往右的第一和第三块三角形区域）和右视区（图1中从左往右的第二和第四块三角形区域）。左右视区相间分布，当观看者在适合的距离，左右眼分别位于左右视区时，将看到具有立体效果的立体图像。但是，当人的左右眼分别位于右左视区时。这时观看者左眼看到的是右视差图像，而右眼看到的是左视差图像。这样，我们左右眼所见的是伪立体图像。

现有技术中利用头部跟踪法消除伪立体。即根据实时检测观看者头部位置，通过调整光栅3D显示器的相关部件或者显示的内容来进行视点的自适应变换，使观看者所在的位置都为最佳观看位置。左右眼始终分别处在左右视区内。进而避免了伪立体图像的生成以及不舒适感的产生。但是，上述消除伪立体的方法具有下面的缺点：

1）可控的光控系统过于复杂：当使用可控的光控系统进行自适应变换的时候，需要使用多个透镜和模块的变化，不易实现，且操作复杂；

2）人脸人眼跟踪的精确度不足：对人脸及人眼的跟踪准确度不够，在立体显示中如过对人脸和人眼的识别准确度不够的话，会给3D显示器返回错误的人眼位置的信息，进而显示器会给观看者错误的图像信息。即使是很短时间内的误判，例如将非脸的物体当成是人脸，会导致这个显示器的画面跳动，对3D显示的效果非常不利；

3）非观看者的影响：当观看者进行观看的时候，不可避免其他人进入摄像头的拍摄范围。而对摄像头其他人的跟踪显然是观看者所不希望的，对其他人的跟踪会导致画面的不停切换来适应不同位置的人，而影响到观看者的观看质量；

4）摄像头的捕捉速度不够

当观看者移动速度过快的时候，由于摄像头的帧率不足无法及时返回人脸位置的准确坐标。因此虽然观看者在静止的时候可以看到适合的立体图像，但是在快速移动的过程中会看到屏幕有跳动调整的过程。

发明内容

（一）要解决的技术问题

本发明要解决的技术问题是：提供一种用于裸眼3D显示的蒙版变换人眼跟踪方法，使得根据人眼的位置来改变视区更加容易、方便。

（二）技术方案

为解决上述问题，本发明提供了一种用于裸眼3D显示的蒙版变换人眼跟踪方法，包括以下步骤：

S1：设置多路蒙版，其中一半用于组成左视差图蒙版组，另一半用于组成右视差图蒙版组；

S2：实时跟踪人眼的位置，根据人眼的位置从所述多路蒙版中选择一半蒙版叠加生成与左视差图对应的左视差图蒙版，将另一半蒙版叠加生成与右视差图对应的右视差图蒙版；

S3：将左眼图像和右眼图像分别与对应的左视差图蒙版和右视差图蒙版作运算，得到分别与当前左眼位置和右眼位置对应的左视差图和右视差图。

优选地，所述左视差图蒙版和右视差图蒙版都包括宽度相同并间隔分布的多条白色区域和黑色区域，其中左视差图蒙版与右视差图蒙版的白色区域和黑色区域互补设置。

优选地，所述步骤S1中设置2*N路蒙版，N为大于等于2的自然数；所述每条白色区域和黑色区域分别沿区域排布的方向被均匀分为N条白色子区域和N条黑色子区域；所述每路蒙版包括一条周期性分布的亮纹，所述亮纹形状与一条子区域的形状对应并且宽度相同，所述2*N路蒙版的亮纹位置互不相同，并且2*N路蒙版全部叠加后得到纯白的图像。

优选地，所述左视差图蒙版组和右视差图蒙版组分别包含9路蒙版。

优选地，所述左视差图蒙版和右视差图蒙版与左眼图像和右眼图像的分辨率相同；所述步骤S1包括：

当左、右视差图蒙板的像素点为黑色时，得到的左、右视差图上对应的像素点也为黑色；

当左、右视差图蒙板的像素点为白色时，得到的左、右视差图上对应的像素点与左、右眼图像上对应的像素点相同。

优选地，在所述步骤S2之前还包括预先存入待跟踪人脸以去除掉其他人脸影响的步骤，具体包括：

Sa：预先在人脸信息库中存入若干不同的人脸信息并进行预处理，得到若干张特征脸，这些特征脸构成了特征脸向量组；

Sb：捕捉并确定待跟踪的人脸信息并将其存入所述人脸信息库中；