裸眼3D技术嵌入式软件设计与研究

嵌入式设备是裸眼3D技术产业化的重要对象,其图像显示技术值得专门研究.应用Android SDK开发工具包及API和类库,在Eclipse集成开发环境下设计裸眼3D图像显示软件,完成自动识别屏幕分辨力、立体图像分辨力,使用低失真缩放与匹配技术完成立体图像融合,从而使双视图的立体图像在3D液晶显示屏上得到正确显示.     

嵌入式设备立体图像显示技术研究

便携式裸眼3D设备屏幕规格众多,在基于嵌入式系统多规格小尺寸液晶屏的便携式设备上实现立体显示效果,需在嵌入式系统支持下对立体图像进行缩放和插值处理,满足左右眼图像的准确观看。文章对安卓操作系统中3D图像处理进行研究,应用安卓提供的函数获取屏幕物理像素和图像实际分辨率,并根据二者的参数使用失真度小的线性缩放技术和列插值融合方法完成左右格式3D视频和图像的立体播放。在多规格普通2D液晶屏的便携式设备上进行了验证得到正确显示。     

裸眼3D视频信号转换技术研究

针对嵌入式裸眼3D设备需要同时在左右眼亚屏幕上显示立体对图像存在数据量较大和视差图像准确处理等问题,仔细研究了左右格式立体图像和液晶显示屏视频信号特点,提出一种ARM与FPGA相结合的视频信号转换系统。ARM系统作为视频播放和外设支持,为FPGA提供立体视频信号源,FPGA作为信号处理的核心,采集、缓存和转换ARM输出的视频数据,以匹配线光源背照明式裸眼3D液晶屏物理结构实现立体显示效果。实验结果表明,系统准确地完成了左右格式立体视频数据分离和融合,能够满足嵌入式裸眼3D设备对视频信号转换的要求。FPGA逻辑设计只使用内部资源实现图像数据缓存和列插值,提高了系统的可靠性并降低了成本。     

基于FPGA的裸眼3D图像显示系统的设计与实现

裸眼3D技术是无需佩戴任何助视设备即可观看到立体影像的新型光电显示技术。针对裸眼3D像素重配关键技术的研究,设计一种基于FPGA的裸眼3D图像显示系统,根据裸眼3D亚屏幕分区特点,使用硬件描述语言设计从SD卡中读取左右格式立体对图像数据、像素重配及裸眼3D LCD显示驱动等逻辑代码,完成左、右眼视图数据分割,并在裸眼3D LCD亚屏幕上进行像素重配。系统调试运行结果表明3D图像数据亚屏幕重配的硬件逻辑算法是正确的。     

基于单片DMD的裸眼立体显示的实现方法研究

目前基于平板显示的立体显示设备有很多,比如等离子显示(PDP)和液晶显示(LCD).这些显示设备在超过 50 英寸时,价格都非常昂贵.本文提出了一种新的基于单片 DMD 的裸眼立体显示的实现方法.在分析DLP的显示原理和利用水平视差产生立体图像的机理以及系统构件(高压汞灯、色轮、数字微镜、透镜组、屏幕等)的传输特性的基础上,使用一种算法,在 FPGA 中把输入的视频图像分解为带有视差的图像序列,分别送到 DMD;同时产生视差同步信号,驱动执行部件.这样,在 DLP 显示屏前一定的区域内可以裸眼观察到立体图像.其特点是:单片 DMD 大屏幕显示;裸眼显示(不需佩戴特殊眼镜),立体景深可调;不损失器件的物理分辨率.     

可切换光栅式裸眼3D电视系统的设计

提出一种可切换光栅式裸眼3D电视系统的设计,详细阐述了系统的原理、硬件及关键技术的实现.系统通过TV模块将电视信号处理成1 080p@120 Hz的图像信号,由裸眼3D模块生成多个视点图像并交织为3 840 ×2 160@30 Hz的合成图像,经过帧频转换后驱动裸眼3D屏幕实现高清晰度裸眼3D显示,以及采用独立的Barrier panel来形成可切换屏障光栅,能够兼容超高清晰度2D显示.     

裸眼3D质量测试信号生成方法及实验研究

独立视区存在与否是裸眼3D设备质量评定的重要依据,为了测试独立视区的位置分布,实验以FPGA为信号发生器的设计核心,通过其逻辑运算方法把测试图像写入到裸眼3D液晶屏的亚屏幕区域,然后将CMOS图像传感器采集的测试图案进行亮度比较从而获得立体度数据,利用立体度进行独立视区的确定,根据Cross-talk Levels和Contrast Ratio的经验数值,裸眼3D液晶屏的立体度数值大于10,则表明该测试位置位于独立视区且裸眼3D液晶屏的性能优良。通过图像传感器的空间坐标移动进行观看区域任意位置立体度的测试,从而测试出某款产品级裸眼3D液晶屏独立视区位置的分布特征以及在各个距离处的立体度值,其数值几乎均大于20。实验结果表明,独立视区理论和立体度测试理论是裸眼3D技术的重要基础理论。     

x86结构下的多视点裸眼立体显示实时合成并行算法研究

目前的柱栅式裸眼立体显示技术已经能够在UHD模式下具有良好的2D显示性能,但是随着分辨率的提高,立体显示图像的合成所需要处理的数据量急剧增加。为此,我们在x86架构运行环境下,提出了一种采用SIMD指令集来实现显示图像实时合成的算法。实验表明,相比于通用算法,该算法可大幅减少运算时间,速度提高了1个数量级以上。有效满足柱栅式立体显示系统图像的实时合成,具有一定的工程实际意义。     

基于人脸跟踪的时空无缝裸眼3D显示技术研究*

裸眼立体显示技术普遍存在视角范围受限、串扰严重、甚至存在逆视区域等问题.基于双目视觉与人脸跟踪的方法,根据人脸的空间坐标控制背光方式,在全分辨率裸眼立体显示的基础上实现了视区空间的无缝覆盖;并进一步采用ROI方法能程序运行帧率提升至20 f/s(帧/秒)以上,从而实现时间上的无缝切换.实验证明,基于此技术所研制的系统能满足人脸实时跟踪需求,实现空间与对闽无缝的裸眼3D图像显示.     

金科纳三维显示技术与市场

在GKN-Tech三维图像显示部门,我们把3D图像显示划分为直射型和投射型两种,直射型又分为不佩戴眼睛型和佩戴眼睛型,前者主要采用狭缝光栅技术,在我们的产品线中,中小尺寸的屏幕我们选用这种技术,便于裸眼观看.后者是采用偏光片实现,32in以上的大屏幕显示采用这个技术比较容易实现,效果较好.投射型也是采用偏光眼睛方式来实现立体显示.偏光眼镜技术在立体影院和立体幻灯中运用最多,两台放映机(投影机)以垂直、水平的方向盖上各自能够投射光线的偏光过滤机,在人的眼睛上也佩戴一样的偏光过滤器,就可以产生立体效果.这项技术使得现在的3D影片形成一种潮流.     

基于FPGA的视频信号采集技术研究

便携式裸眼3D设备的电路需要完成立体视频文件的解码播放和信号的实时处理,采用ARM+FPGA结构更有利于电路的研制。ARM系统支持Windows CE、安卓等操作系统,并具有LCD接口,通过FPGA采集ARM视频信号并暂存于随机存储器中,完成3D图像列插值、缩放后再输入3D液晶屏。探讨了使用FPGA器件完成数字视频信号的采集方法,得出数字视频采集的可行逻辑设计法,集成ARM与FPGA的综合优势来完成3D电路设计。系统性能经过初步验证,具有很好的可行性。     

基于LED旋转屏及DLP三维图像源的研究

通过介绍实验室已制作完成的基于LED旋转屏的真三维立体显示方案和基于DLP的自由立体显示方案,解释了自由立体显示的基本原理和分光特点。在原有的显示器基础上,提出了三维图像源制作的思想和方法。为三维图像源制作的进一步研究提供了重要的技术方法。     

面向裸眼立体电视的体视动画技术综述

随着数字电视技术的革新和立体显示技术的发展,以裸眼立体电视为载体的体视动画成为动画产业探讨的新热点。对近年来面向裸眼立体电视的体视动画技术进行了广泛研究。首先阐述了裸眼体视动画技术的意义及研究现状,介绍了裸眼体视动画技术的技术原理,重点从体视图像获取、体视图像采样合成、裸眼立体电视显示3个方面进行阐述,详细叙述了不同方面所用到的基本思想和主要方法,最后指出了裸眼体视动画技术的不足和研究方向。     

Android系统立体视频播放关键技术研究

为了解决立体视频在Android系统上的播放问题,对在Android系统进行立体视频播放的关键技术进行了研究.与传统2D视频播放器相比,立体视频播放器的关键技术是立体视频解码和立体视频显示.文中对这两种关键技术的实现方法进行了详细阐述,并据此开发了一款立体视频播放器.该立体视频播放器,支持常见的左/右、上/下格式立体视频,有7种视频显示方式可供选择.该视频播放器在Android 2.3系统的平板电脑上进行了测试,测试结果表明在Android系统上播放立体视频的基本功能均已实现,可以供用户使用.     

3D传感器的设计与研究

3D传感器是获取双视图画面的重要手段,在3D图像交互及机器人技术中有着重要的应用前景.根据人眼仿生学原理设计3D传感器结构,并研究现场可编程门阵列FPGA对双CMOS高分辨率图像的采集与处理方法,通过同步数据采集和轮序存储法完成3D图像的获取并实时显示.     

裸眼3D系统SD卡FPGA读取显示研究

SD卡可为便携式裸眼3D设备提供数据来源,图像存储于SD卡中,FPGA以SPI协议方式读出,再经过FIFO和SDRAM进行数据缓存,通过接口输入显示器显示.探讨了通过FPGA器件读取SD卡图像进行显示的实现方法,得出了SD卡文件读取及显示的可行逻辑设计.系统性能经过初步验证,可行性良好.     

基于空间光调制器的合成全息显示技术研究

提出了一种基于液晶空间光调制器和计算全患技术的合成全患显示新方法.由计算机设计三维物体模型并获取带有视差信息的系列二维体视数字图像,通过计算全患方法对每一幅二维图像计算得到相应的全息图,再现时将左右眼视图对应的全息图同时输出到两个空间光调制器进行实时光电再现,并使再现像的位置符合人眼双目观察需要,计算机控制不同视角全患图顺序输出,从而实现合成全患立体显示,同时可观察合成全息动感,而观察者位置不必移动,与传统的合成全息显示相比操作灵活,易于控制.在实验中用液晶背投影光学引擎系统设计了硬件实验系统,设计了相关的控制软件,并给出了实验结果.