[發明專利]用于裸眼3D顯示的蒙版變換人眼跟蹤方法

有效

• 申請號: 201210584725.0
• 申請日: 2012-12-28
• 公開（公告）號: CN103051909A
• 公開（公告）日: 2013-04-17
• 發明（設計）人: 桑新柱;于迅博;趙天奇;刑樹軍;顏玢玢;蔡元發
• 申請（專利權）人: 北京郵電大學
• 主分類號: H04N13/00
• 分類號: H04N13/00
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 王瑩

技術領域

本發明涉及裸眼3D顯示技術領域，尤其涉及一種用于裸眼3D顯示的蒙版變換人眼跟蹤方法。

背景技術

現有技術中，可以利用光柵顯示器得到裸眼立體效果，即通過光柵的折射作用使得來源于不同視差圖像的光線向不同的方向傳播，在空中形成多個視差圖像觀看區域。在各視區內，觀看者透過光柵看到對應的視差圖像。圖1所示為兩視點光柵顯示器的立體視區分布示意圖。將左視差圖像和右視差圖像對應的視區分別稱為左視區（圖1中從左往右的第一和第三塊三角形區域）和右視區（圖1中從左往右的第二和第四塊三角形區域）。左右視區相間分布，當觀看者在適合的距離，左右眼分別位于左右視區時，將看到具有立體效果的立體圖像。但是，當人的左右眼分別位于右左視區時。這時觀看者左眼看到的是右視差圖像，而右眼看到的是左視差圖像。這樣，我們左右眼所見的是偽立體圖像。

現有技術中利用頭部跟蹤法消除偽立體。即根據實時檢測觀看者頭部位置，通過調整光柵3D顯示器的相關部件或者顯示的內容來進行視點的自適應變換，使觀看者所在的位置都為最佳觀看位置。左右眼始終分別處在左右視區內。進而避免了偽立體圖像的生成以及不舒適感的產生。但是，上述消除偽立體的方法具有下面的缺點：

1）可控的光控系統過于復雜：當使用可控的光控系統進行自適應變換的時候，需要使用多個透鏡和模塊的變化，不易實現，且操作復雜；

2）人臉人眼跟蹤的精確度不足：對人臉及人眼的跟蹤準確度不夠，在立體顯示中如過對人臉和人眼的識別準確度不夠的話，會給3D顯示器返回錯誤的人眼位置的信息，進而顯示器會給觀看者錯誤的圖像信息。即使是很短時間內的誤判，例如將非臉的物體當成是人臉，會導致這個顯示器的畫面跳動，對3D顯示的效果非常不利；

3）非觀看者的影響：當觀看者進行觀看的時候，不可避免其他人進入攝像頭的拍攝范圍。而對攝像頭其他人的跟蹤顯然是觀看者所不希望的，對其他人的跟蹤會導致畫面的不停切換來適應不同位置的人，而影響到觀看者的觀看質量；

4）攝像頭的捕捉速度不夠

當觀看者移動速度過快的時候，由于攝像頭的幀率不足無法及時返回人臉位置的準確坐標。因此雖然觀看者在靜止的時候可以看到適合的立體圖像，但是在快速移動的過程中會看到屏幕有跳動調整的過程。

發明內容

（一）要解決的技術問題

本發明要解決的技術問題是：提供一種用于裸眼3D顯示的蒙版變換人眼跟蹤方法，使得根據人眼的位置來改變視區更加容易、方便。

（二）技術方案

為解決上述問題，本發明提供了一種用于裸眼3D顯示的蒙版變換人眼跟蹤方法，包括以下步驟：

S1：設置多路蒙版，其中一半用于組成左視差圖蒙版組，另一半用于組成右視差圖蒙版組；

S2：實時跟蹤人眼的位置，根據人眼的位置從所述多路蒙版中選擇一半蒙版疊加生成與左視差圖對應的左視差圖蒙版，將另一半蒙版疊加生成與右視差圖對應的右視差圖蒙版；

S3：將左眼圖像和右眼圖像分別與對應的左視差圖蒙版和右視差圖蒙版作運算，得到分別與當前左眼位置和右眼位置對應的左視差圖和右視差圖。

優選地，所述左視差圖蒙版和右視差圖蒙版都包括寬度相同并間隔分布的多條白色區域和黑色區域，其中左視差圖蒙版與右視差圖蒙版的白色區域和黑色區域互補設置。

優選地，所述步驟S1中設置2*N路蒙版，N為大于等于2的自然數；所述每條白色區域和黑色區域分別沿區域排布的方向被均勻分為N條白色子區域和N條黑色子區域；所述每路蒙版包括一條周期性分布的亮紋，所述亮紋形狀與一條子區域的形狀對應并且寬度相同，所述2*N路蒙版的亮紋位置互不相同，并且2*N路蒙版全部疊加后得到純白的圖像。

優選地，所述左視差圖蒙版組和右視差圖蒙版組分別包含9路蒙版。

優選地，所述左視差圖蒙版和右視差圖蒙版與左眼圖像和右眼圖像的分辨率相同；所述步驟S1包括：

當左、右視差圖蒙板的像素點為黑色時，得到的左、右視差圖上對應的像素點也為黑色；

當左、右視差圖蒙板的像素點為白色時，得到的左、右視差圖上對應的像素點與左、右眼圖像上對應的像素點相同。

優選地，在所述步驟S2之前還包括預先存入待跟蹤人臉以去除掉其他人臉影響的步驟，具體包括：

Sa：預先在人臉信息庫中存入若干不同的人臉信息并進行預處理，得到若干張特征臉，這些特征臉構成了特征臉向量組；

Sb：捕捉并確定待跟蹤的人臉信息并將其存入所述人臉信息庫中；