CN104320647A - 立体图像生成方法及显示装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种立体图像生成方法及显示装置，该方法包括：为目标用户确定动态排图所需的目标视差范围，目标用户为当前观看立体图像的用户，观看参数包括目标用户与显示屏之间的距离以及目标用户的瞳距；动态获取源视频文件中构成一帧立体图像的左图、右图的第一视差范围；根据第一视差范围和目标视差范围，对需要生成的目标立体图像进行动态排图，生成适应所述目标用户观看的目标立体图像。本发明可以使用户获得较佳的3D观看效果，改善用户体验。

Description

立体图像生成方法及显示装置

技术领域

本发明涉及立体显示技术领域，具体涉及一种应用于裸眼3D显示中的立体图像生成方法及装置。

背景技术

在立体显示技术中，人机交互不局限于二维空间，为追求真实感，在三维尺度上的交互必须与视觉效果紧密结合。获得舒适安全的裸眼3D观看效果，与片源视差范围，显示装置自身参数，以及用户的观看位置、瞳距等多种因素相关。例如，不同的立体影像片源中构成立体图像的二维平面图像通常具有不同的视差范围，该些不同的视差范围可能影响用户观看3D的效果。此外，成年人与儿童，由于瞳距不同，因此在观看同一种立体影像时，所获得的立体观看效果也是不同的。因此，为了减少上述的可变因素，对用户产生的立体观看效果差异，需要提供一种立体图像的生成方法，来根据这些可变因素，对源视频影像进行动态调整，生成立体图像，使用户能够获得较好的3D立体观看效果。

发明内容

本发明的目的是提供一种立体图像生成方法、以实现根据动态地获取到的用户、源视频文件以及显示装置的数据，对源视频文件进行调整，生成新的立体影像给用户观看，使得用户能够获得较佳3D观看效果。

为实现上述目的，本发明第一方面提供了一种立体图像生成方法，所述方法包括：

步骤S1，为目标用户确定动态排图所需的目标视差范围，所述目标视差范围为动态排图时，构成一帧立体图像的多图中的两个相邻平面图像之间的视差范围，所述目标用户为当前观看立体图像的用户；

步骤S2，动态获取源视频文件中构成一帧立体图像的左图和右图的第一视差范围；

步骤S3，据所述第一视差范围和所述目标视差范围，对需要生成的目标立体图像进行动态排图，生成适应所述目标用户观看的目标立体图像。

第二方面，本发明实施例提供了一种显示装置，所述显示装置包括：

目标视差范围确定模块，用于为目标用户确定动态排图所需的目标视差范围，所述目标视差范围为动态排图时，构成一帧立体图像的多图中的两个相邻平面图像之间的视差范围，所述目标用户为当前观看所述立体图像的用户；

第一视差范围确定模块，用于动态获取源视频文件中构成一帧立体图像的左图和右图的第一视差范围；

动态排图模块，用于根据所述第一视差范围和所述目标视差范围，对需要生成的目标立体图像进行动态排图，生成适应所述目标用户观看的目标立体图像。

第三方面，本发明实施例提供了一种显示装置，所述显示装置包括追踪设备，处理器、存储器、显示器以及将所述追踪设备、所述存储器、所述显示器与所述处理器电连接；

其中，所述存储器中存储一组程序代码，且所述处理器用于调用所述存储器中存储的程序代码，用于执行以下操作：

通过处理器为目标用户确定动态排图所需的目标视差范围，所述目标视差范围为动态排图时，构成一帧立体图像的多图中的两个相邻平面图像之间的视差范围，所述目标用户为当前观看立体图像的用户；

动态获取源视频文件中构成一帧立体图像的左图和右图的第一视差范围；

处理器根据所述第一视差范围和所述目标视差范围，对需要生成的目标立体图像进行动态排图，生成适应所述目标用户观看的目标立体图像。

通过本发明实施例提供的立体图像生成方法，可以根据显示装置的固有参数，确定安全视差范围；之后，根据所述安全视差范围和目标用户当前的观看参数，确定动态排图所需的目标视差范围，之后根据动态获取到的源视频文件中构成一帧立体图像的左图、右图的第一视差范围和所述目标视差范围，对需要生成的目标立体图像进行动态排图，生成适应所述目标用户观看的目标立体图像，以使得用户能够获得较佳3D观看效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的立体图像生成方法的应用场景示意图；

图2为本发明实施例提供的立体图像生成方法的流程图；

图3是本发明实施例中的目标视差范围计算的流程图；

图4是本发明实施例中显示装置显示屏宽度的确定方式示意图；

图5是本发明实施例中动态排图的方法流程图；

图6是本发明实施例中确定平面图像排列关系的流程图；

图7是本发明实施例中生成需要增加的平面图像的流程图；

图8是以8图为例计算目标视差范围的流程图；

图9是本发明实施例中平面图像排列关系的示意图；

图10是本发明提供的显示装置一种实施例的结构图；

图11是本发明提供的显示装置另一种实施例的结构图。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。需要说明的是，在不会产生冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不局限于下面公开的具体实施例的限制。在本发明的具体实施方式中，为了便于区分，采用了“第一”、“第二”等术语来区分不同的技术特征，需要时可以讲该类术语进行更换，不应理解为对本发明的限制。

图1是本发明实施例的一种应用场景图，图1中，显示装置10通常是具有3D显示功能的显示装置或者具备2D及3D显示功能的显示装置，例如电视机、一体机、平板电脑、笔记本电脑、智能手机、游戏机等显示装置。用户A通常位于显示装置10的显示屏前方的一个位置，对显示装置10展示的画面进行3D影像数据观看。但是，由于3D立体显示的特性，当用户A距离显示装置发生变化，或者另一个用户B要观看3D影像数据，用户A不再继续观看3D立体影像时，用户B与用户A瞳距等观看参数具有差异，也会影像用户B的观看效果。

基于上述的实际应用场景，本发明实施例提供了一种立体图像生成方法，该实施例可以应用于3D立体影像观看的场景中，应用于具备3D显示功能的显示装置中，图2是一种立体图像生成方法的流程图，如图2所示，该立体图像生成方法可以包括：

步骤S1，为目标用户确定动态排图所需的目标视差范围，所述目标视差范围为动态排图时，构成一帧立体图像的多图中的两个相邻平面图像之间的视差范围，所述目标用户为当前观看立体图像的用户；

由于需要对源视频文件进行动态排图，因此需要对源视频文件中的平面图像进行调整，进而需要确定动态排图时所需的平面图像的目标视差范围d，该目标视差范围d作为对源视频文件中的平面图像进行调整的基准数。

步骤S2，动态获取源视频文件中构成一帧立体图像的左图和右图的第一视差范围；

源视频文件通常是已经存储的图像文件，因此可以定时或者周期性地截取一帧立体图像，从而获取该帧立体图像的两幅图之间的视差数据，例如两幅图的对应像素点之间视差，左图上全部像素点和右图上的全部对于像素点之间全部的视差数据，构成第一视差范围s。

通常第一视差范围s与目标视差范围d呈比例，也就是说k＝s/d，该比例参数k将被作为第一视差范围与目标视差范围的调整系数。

步骤S3，根据所述第一视差范围和所述目标视差范围，对需要生成的目标立体图像进行动态排图，生成适应所述目标用户观看的目标立体图像。

在该步骤中，根据前述的步骤中获取到的第一视差范围s和目标视差范围d，对源视频文件中的每一帧立体图像中的平面图像进行视差调整，并且根据实际所需，在需要增加形成一帧立体图像的平面图像的数目时，还需要进行动态排图，对动态排图后的平面图像进行组合，生成适应目标用户观看的最终目标立体图像。

更进一步地说，步骤S1中，为目标用户确定的目标视差范围通常与显示装置的固有参数以及目标用户的观看参数等数据相关，因此在一种实施方式中，可参考图3，获取目标视差范围的方法可以如图3所示：

步骤S11，获取显示装置的固有参数，所述固有参数中包含所述显示装置的显示屏宽度、光学透镜宽度以及光学透镜与所述显示屏面板的距离，所述显示屏宽度为播放立体图像时，所述显示装置在水平方向上的宽度；

在该步骤中，显示装置可以通过读取存储部件中的相关数据，获取显示装置自身的固有参数，例如显示装置的显示屏宽度w、光学透镜宽度T以及所光学透镜与所述显示屏面板的距离f；其中，光学透镜可以根据显示装置自身配置不同而有所差异，例如可以是光栅式透镜，也可以是柱状透镜。

需要注意的是，显示屏宽度w为播放立体图像时，所述显示装置在水平方向上的宽度，特别是在具有横竖屏切换功能的显示装置中，可参考图4，其中显示装置A在第一种观看模式下，w为横向宽度，而在第二种播放模式下，原来的纵向长度变为宽度，所属领域的技术人员应当理解。

步骤S12，根据所述显示屏宽度，确定安全视差范围；

由于用户在进行裸眼3D图像观看时时，舒适、安全的视差范围与显示屏的宽度相关。视差范围的大小决定着景深的大小，显示屏的宽度w又决定着用户能接受景深的大小。显示屏越大，可以接受的景深越大；显示屏越小，可以接受的景深越小。

因此，在该步骤中，可以通过显示屏的宽度来估算用户裸眼观看3D视频时观众的舒适、安全的视差范围。例如，可接受的最小视差是显示屏宽度w的某个比值，称为第一参考系数，可接受的最大视差同样也是显示屏宽度w的某个比值，该比值称为第一参考系数δ_min，可接受的最大视差同样也是显示器宽度w的某个比值，该比值称为第二参考系数δ_max，则此时舒适、安全的视差是D＝(wδ_min,wδ_max)。经过试验，δ_min可以取-0.8％，δ_max可以取1.4％。

也就是说，在该步骤202中，需要将第一参考系数与所述显示屏宽度的乘积，作为最小安全视差；将第二参考系数与所述显示屏宽度的乘积，作为最大安全视差；将所述最大安全视差和所述最小安全视差之间的取值范围，确定为所述安全视差范围。

步骤S13，根据所述安全视差范围、所述光学透镜宽度，所述光学透镜与所述显示屏面板的距离和目标用户当前的观看参数，确定动态排图所需的目标视差范围，所述目标用户为当前观测立体影像的用户，所述观看参数包括所述目标用户与所述显示屏之间的距离以及所述目标用户的瞳距。

在该步骤中，所述目标用户为当前观看立体图像的用户，所述观看参数包括所述目标用户与所述显示屏之间的距离d’以及所述目标用户的瞳距e；

上述的两个观看参数的获取，可以通过图像采集设备例如摄像头采集到的数据，结合跟踪算法，获取，在申请中，不多赘述。

由于需要对源视频文件进行动态排图，因此需要对源视频文件中的平面图像进行调整，进而需要确定动态排图时所需的平面图像的目标视差范围d，该目标视差范围d作为对源视频文件中的平面图像进行调整的基准数据。

通过上述的方式，可以根据为目标用户确定动态排图所需的目标视差范围，之后根据动态获取到的源视频文件中构成一帧立体图像的左图、右图的之间的视差范围和所述目标视差范围，对需要生成的目标立体图像进行动态排图，生成适应所述目标用户观看的目标立体图像。

如图5所示，图1中的步骤S3，根据所述第一视差范围和所述目标视差范围，对需要生成的目标立体图像进行动态排图，生成适应所述目标用户观看的目标立体图像所述步骤S3可以进一步包括：

步骤S31，根据所述第一视差范围和所述目标视差范围，确定构成目标立体图像的至少两幅平面图像之间的排列关系；

步骤S32，根据所述目标视差范围和所述源视频文件中构成一帧立体图像的左图和右图，生成构成所述目标立体图像的至少两幅平面图像；

步骤S33，将所述至少两幅平面图像，按照所述排列关系进行排列，生成所述目标立体图像。

需要注意的是，生成一帧立体图像所需的平面图像的数目，与多种因素有关，例如显示屏的宽度等数据，当显示屏尺寸较小时，通常需要较少的平面图像数目形成一帧立体图像；反之，则需要较多的平面图像以形成一帧立体图像。当所需的平面图像数目为两幅时，通常以源视频中的一帧立体图像中的左右图为基础，通过调整视差，获得两幅新的平面图像，安装原来的左右顺序排列即可。在多于两幅时，需要通过计算确定每幅图之间的排列关系，并且通过计算得到需要增加的平面图像。

例如，当生成所述目标立体图像所需的平面图像大于两幅时，可参考图6，所述步骤S31进一步包括：

S311，根据所述第一视差范围和所述目标视差范围，计算所述源视频中的左图和所述右图之间需要增加的平面图像数目；

S312，根据所述全部平面图像数目和所述左图和所述右图之间需要增加的平面图像数目，计算所述左图、右图的另一侧分别需要增加的平面图像数目。

通过上述的方式，可以确定出生成目标立体图像的平面图像之间的排列关系。

请参考图7，在一种实施例中，根据所述目标视差范围和所述源视频文件中构成一帧立体图像的左图和右图，生成构成所述目标立体图像的至少两幅平面图像的步骤S32，进一步包括：

S321，调整所述左图和所述右图的视差，以将所述左图和右图之间的视差调整至所述目标视差范围的整数倍；

S322，根据左图视差和右图视差，计算所述左图和所述右图之间需要增加的平面图像中每一副图像，所述左图视差为以所述左图为基准计算得出的两图的视差，所述右图视差为以所述右图为基准计算得出的两图的视差；

S323，根据所述左图和所述左图视差，计算所述左图左侧需要增加的平面图像；

S324，根据所述右图和所述右图视差，计算所述右图右侧需要增加的平面图像。

通过上述的实施例，可以获得生成目标立体图像所需的每一幅平面图像，但是需要注意的是图7的几个步骤之间并没有严格的时序关系，可以并行处理。

在另一种实施例中，所述当生成所述目标立体图像所需的平面图像等于两幅时，显示器可以根据所述目标视差范围、以所述左图、右图为基础，生成两幅新的平面图像，例如通过调整所述左图和所述右图的视差，以将所述左图和右图的视差调整至所述目标视差范围长度的整数倍，调整左图和右图。

通过上述的方式，可以确定出生成目标立体图像的两幅平面图像之间视差。

在本申请中，目标视差范围是动态改变的，如图8所示，步骤S13可以包括：

2031，根据所述光学透镜与所述显示屏面板的距离和所述目标用户与所述显示屏之间的距离相加后与所述光学透镜宽度的乘积值，与所述光学透镜与所述显示屏面板的距离的比值，确定所述立体图像在播放时，在所述目标用户的面部所在平面的水平宽度值；

2032，根据所述水平宽度值与所述目标用户的瞳距的比值，确定所述目标用户左右眼看到的图像之间包含的平面图像数目；

2032，根据所述安全视差范围与所述平面图像数目的比值，确定所述目标视差范围。

以具体的参数进行描述，可以更方便理解，串扰经常使观众实际感受到的景深变大、图像有重影，进而让观众感觉不适。串扰是裸眼3D显示器的一种固有特性，不可消除。发生串扰现象时，不仅与显示器自身特性有关，还与观众瞳距有关。在存在串扰的情况下，为了使观众感受到的景深仍然是舒适、安全的，需要动态调整观众左右眼看到图像之间的视差。以调整8图中相邻图像之间的视差来达到调整观众左右眼看到图像之间的视差为例，并将8图中相邻图像之间的视差范围称为目标视差范围。通过公式(1)来计算目标视差范围。

d＝D/n   (1)

其中，D为步骤202中涉及的安全视差范围，n为观众左右看到图像之间的包含的图像的数目，计算方法如公式(2)所示。

n为观众左右看到图像之间的包含的图像的数目，计算方法如公式(2)所示。

n＝D'/(7e)   (2)

e为观众的瞳距，7表示8幅图像之间有7个间隔，如果选择4图，则4图之间有3个间隔，间隔数比图像的数目少1，D'是3D播放器播放8图视频时，在人脸所在平面8图的水平宽度，计算方法如公式(3)所示。

$D^{\′}=\frac{(f+d^{\′})T}{f}---\left(3\right)$

式中，d'是观众与显示器之间的距离，T是光栅或柱状透镜的宽度，f是光栅或柱状透镜距离面板的距离。

上述以8图为例，只是为了便于说明，生成一帧立体图像所需的平面数目，与多种因素有关，例如显示屏的宽度w等数据，当显示屏尺寸较小时，通常需要较少的平面图像数目形成一帧立体图像；反之，则需要较多的平面图像以形成一帧立体图像。上面是以8图为例，实际上6图、7图方案均可以采用类似方式，不多赘述。

具体而言，使用多图的目的是用户移动的过程中仍然可以看到正确的左右图，防止反视的发生，根据经验，目前经常使用8幅图像。使用6幅图像或7幅图像可以采用类似的方法，计算时，只需要将表示图像数目的变量用6或7带入即可，不多赘述。

进一步以8图为例，说明根据目标视差范围，生成目标立体图像的具体过程。

步骤S31中，需要确定构成目标立体图像的至少两幅平面图像之间的排列关系中，由于源视频文件中的一帧立体图像中的左、右图是必须保留的平面图像，因此当所需平面图像数目较多时，在所需的平面图像中，需要被插入左、右图之间的平面图像数目，以及左图左侧、右图右侧的图像数目，都需要确定。

之后，每一副需要增加的平面图像都由源视频文件中的左图、右图调整后生成，需要将每幅平面图像的视差都控制在目标视差范围内，具体的视差数值，可以是目标视差范围内的任一视差值。

最后，在已经生成了所需的全部平面图像，之后，可以按照现有技术的方式，按照步骤S31中确定的排列关系进行排列后，组合生成最终的目标立体图像。生成目标立体图像之后，通过显示装置的显示屏进行显示，供给目标用户观看，由于该目标立体图像是经过调整之后生成的，因此，可以满足用户的立体观看需求。

更具体的，根据所述第一视差范围和所述目标视差范围，计算所述左图和所述右图之间需要增加的平面图像数目；进一步包括：对所述第一视差范围和所述目标视察范围的比值，进行四舍五入取整；将所述取整后的数值减一，作为所述需要增加的平面图像数目。

以一种需要8图生成目标立体图像的实施例为例，由于源视频中包含的左图和右图的视差范围已经确定，且与目标视差范围不一定相同，因此，为了使8图中的连续图像之间的视差范围与目标视差范围相同，可以将源视频中的左图或右图作为8图的中间一幅图像，之后在其两侧分别插入8图中的其他7幅图像。

由于源视频中左图和右图之间立体匹配的精度高，因此优选在8图视频中经常保留源视频的左图和右图。因此，可以使动态排图算法决定源视频中的左右图与插入的其他6幅图像之间的排列关系。动态插图的基本思想是在左图和右图之间插入几幅图像，之后在左图的左边和右图的右边，分别插入视差范围为d的图像。

左图用L表示，右图用R表示，首先计算L和R之间插入图像的数目，之后再计算L左侧、R右侧插入图像的数目。已知k＝s/d，s是源2图视频中左右图之间的视差范围，可以根据3D视频视差范围动态估计算法动态的进行估计，d是目标视差范围，可以通过动态目标视差范围计算方法获得。L和R之间插图数目按照公式(4)计算。

N＝round(k)-1   (4)

其中，round是按照四舍五入进行取整的函数。得到L和R之间插入N幅图像后，将8图中剩余的(8-2-N)幅图像在L左侧插入round((8-2-N)/2)幅，在R的右侧插入round((8-2-N)/2)幅。图9为N＝1时的示意图。

通过上述的方式，可以确定每幅平面图像之间的排列关系。

在确定平面图像的排列关系之后，需要根据目标视差范围、以动态获取到的左图、右图为基础进行调整，生成每一副需要增加的平面图像；

或者，在另一种实施方式中，也可以选择不调整源视频文件中的左、右以保留较好的拍摄效果。在该种实施方式中，根据所述左图和右图的各自的视差，计算所述左图和所述右图之间需要增加的平面图像中每一副图像的视差；以及根据所述左图和右图各自的视差，计算所述左图、右图的另一侧分别需要增加的平面图像的视差。类似的，以一种需要8图生成目标立体图像的实施例为例，已知8图的排列关系以后，需要生成源视频中左、右图之外的其他图像，而且要求连续图像之间的视差范围是目标视差范围d。目标视差范围d可能经常改变，因此需要动态的进行视差调整。动态视差范围调整算法按照公式(5)将源视频中的视差范围s调整到目标视差范围d。

d＝ks   (5)

其中，k为源视差范围的缩放系数，在动态排图的过程中已经计算得到。

左图和右图之间需要插图的数目N，可以生成8图中的其他需要的图像。

根据左图视差和右图视差，计算所述左图和所述右图之间需要增加的平面图像中每一副图像，所述左图视差为以所述左图为基准计算得出的两图的视差，所述右图视差为以所述右图为基准计算得出的两图的视差；

已知源视差范围的缩放系数k，左图L和右图R，以及计算得到的左图和右图的视差分别为D'_L、D'_R，其中,所述D'_L为以所述左图为基准计算得出的两图的视差,称为左图视差，D'_R为以所述右图为基准计算得出的两图的视差，称为右图视差。

具体可以通过先根据左图视差和右图视差，计算所述左图和所述右图之间需要增加的平面图像中每一副图像的每个像素点的位置；之后，根据每个所述像素点的位置，生成所述每一幅需要增加的平面图像。

更具体，可以通过以下公式获得：

$-\frac{\mathrm{ik}}{N+1}{D^{\′}}_L\·p_1+(1-\frac{i}{N+1})k{D^{\′}}_R\·p_2=p_{\mathrm{Ii}}i=1,\·\·\·,N---\left(6\right)$

其中，所述p₁是左图中的一个像素点列坐标，p₂是右图中与p₁位置对应的像素点的列坐标，p_Ii是在I_i中生成的新的像素点的列坐标，p₁、p₂、p_Ii一直保持在同一行，行坐标不变，I_i为左图和右图之间需要增加的N个平面图像中的第i幅图像；k为第一视差范围与所述目标视差范围的缩放系数，D'_L为所述左图视差，D'_R为右图视差。

通过以上的方式，可以获得每一幅需要插入到左、右图之间的图像。

之后，根据所述左图和所述左图视差，计算所述左图左侧需要增加的平面图像；

根据所述右图和所述右图视差，计算所述右图右侧需要增加的平面图像。

例如，根据左图视差和左图，计算所述左图左侧需要增加的平面图像中每一副图像中每个像素点的位置；

在L左侧插入图像第一幅I_l1的位置，方法如公式(7)所示。

Q₁+kD_L'＝Q_l1   (7)

其中，Q₁为左图L中的一个像素点的位置，Q_l1为左图左侧插入的第一幅图的同一个像素点的位置。

类似的，该像素点在左侧插入的第二幅平面图像l2中的位置为Q_l2

Q₁+2kD_L'＝Q_l2

其余的，依次类推，不多赘述。

根据左图视差和左图，计算所述左图左侧需要增加的平面图像中每一副图像中每个像素点的位置；

在L左侧插入图像第一幅I_l1的位置，方法如公式(8)所示。

F₁+kD_R'＝F_r1   (8)

其中，F₁(中间不能有点)为右图R中的一个像素点的位置，F_r1为右图右侧插入的第一幅图的同一个像素点的位置。

类似的，该像素点在右侧插入的第二幅平面图像r2中的位置为F_r2

F₁+2kD_R'＝F_r2

其余的，依次类推，不多赘述。

上述的实施例，以需要多于两幅平面图像生成立体图像为例进行说明，当生成所述目标立体图像所需的平面图像等于两幅时，根据所述第一视差范围和所述目标视差范围，对需要生成的目标立体图像进行动态排图，生成适应所述目标用户观看的目标立体图像的步骤可以进一步包括：

根据所述目标视差范围、对所述左图和所述右图进行调整，生成两幅新的平面图像；

例如，对所述左图和所述右图分别调整视差，以将所述左图和右图的视差调整至所述目标视差范围内。与前述的实施例类似，对左、右图进行调整时，可以选取目标视差范围内的任一视差值，不多赘述。

将所述两幅新的平面图像组合，生成所述目标立体图像。

该实施例可以由所属领域内的技术人员根据前述的实施例，进行推理获得，因此不多赘述。

通过上述的实施例，可以根据显示装置的固有参数，确定安全视差范围；之后，根据所述安全视差范围和目标用户当前的观看参数，确定动态排图所需的目标视差范围，之后根据动态获取到的源视频文件中构成一帧立体图像的左图、右图的第一视差范围和所述目标视差范围，对需要生成的目标立体图像进行动态排图，生成适应所述目标用户观看的目标立体图像，以使得用户能够获得较佳3D观看效果。

相应的，本发明实施例还提供了一种显示装置，该显示装置可以是图1中的显示装置，具有3D图像文件播放功能，如图10所示，本实施例可以包括：

目标视差范围确定模块1001，用于为目标用户确定动态排图所需的目标视差范围，所述目标视差范围为动态排图时，构成一帧立体图像的多图中的两个相邻平面图像之间的视差范围，所述目标用户为当前观看立体图像的用户；

第一视差范围确定模块1002，用于动态获取源视频文件中构成一帧立体图像的左图和右图的第一视差范围；

动态排图模块1003，用于根据所述第一视差范围和所述目标视差范围，对需要生成的目标立体图像进行动态排图，生成适应所述目标用户观看的目标立体图像。

在一种可选的实施方式中，目标视差范围确定模块1001进一步包括：

固有参数获取子模块，用于获取显示装置的固有参数，所述固有参数中包含所述显示装置的显示屏宽度、光学透镜宽度以及所光学透镜与所述显示屏面板的距离，所述显示屏宽度为播放立体图像时，所述显示装置在水平方向上的宽度；

安全视差范围确定子模块，用于根据所述显示屏宽度，确定安全视差范围；

目标视差范围确定子模块，用于根据所述安全视差范围、所述光学透镜宽度，所述光学透镜与所述显示屏面板的距离和目标用户当前的观看参数，确定动态排图所需的目标视差范围，所述目标用户为当前观测立体影像的用户，所述观看参数包括所述目标用户与所述显示屏之间的距离以及所述目标用户的瞳距。

优选的，所述动态排图模块1003，进一步包括：

排列关系确定子模块，用于根据所述第一视差范围和所述目标视差范围，确定构成目标立体图像的至少两幅平面图像之间的排列关系；

平面图像生成子模块，用于根据所述目标视差范围和所述源视频文件中构成一帧立体图像的左图和右图，生成构成所述目标立体图像的至少两幅平面图像；

立体图像生成子模块，用于将所述至少两幅平面图像，按照所述排列关系进行排列，生成所述目标立体图像。

基于上述的实施方式，所述排列关系确定子模块在生成所述目标立体图像所需的平面图像大于两幅时，具体用于：

根据所述第一视差范围和所述目标视差范围，计算所述源视频中的左图和所述右图之间需要增加的平面图像数目；

根据所述全部平面图像数目和所述左图和所述右图之间需要增加的平面图像数目，计算所述左图、右图的另一侧分别需要增加的平面图像数目。

更具体的，所述平面图像生成子模块具体用于：

调整所述左图和所述右图的视差，以将所述左图和右图之间的视差调整至所述目标视差范围的整数倍；

根据左图视差和右图视差，计算所述左图和所述右图之间需要增加的平面图像中每一副图像，所述左图视差为以所述左图为基准计算得出的两图的视差，所述右图视差为以所述右图为基准计算得出的两图的视差；

根据所述左图和所述左图视差，计算所述左图左侧需要增加的平面图像；

根据所述右图和所述右图视差，计算所述右图右侧需要增加的平面图像。

在另一种可选的实施方式中，所述平面图像生成子模块，在生成所述目标立体图像所需的平面图像等于两幅时，具体用于：

根据所述目标视差范围、以所述左图、右图为基础，生成两幅新的平面图像。

进一步的，所述平面图像生成子模块，在生成所述目标立体图像所需的平面图像等于两幅时，具体用于：

调整所述左图和所述右图的视差，以将所述左图和右图的视差调整至所述目标视差范围长度的整数倍。

在前述的实施方式中，所述安全视差范围确定子模块进一步包括：

第一乘法单元，用于将第一参考系数与所述显示屏宽度的乘积，作为最小安全视差；

第一乘法单元，用于将第二参考系数与所述显示屏宽度的乘积，作为最大安全视差；

安全视差范围选定单元，用于将所述最大安全视差和所述最小安全视差之间的取值范围，确定为所述安全视差范围。

进一步的，所述目标视差范围确定子模块，具体包括：

水平宽度值确定单元，用于根据所述光学透镜与所述显示屏面板的距离和所述目标用户与所述显示屏之间的距离相加后与所述光学透镜宽度的乘积值，与所述光学透镜与所述显示屏面板的距离的比值，确定所述立体图像在播放时，在所述目标用户的面部所在平面的水平宽度值；

比值确定单元，用于根据所述水平宽度值与所述目标用户的瞳距的比值，确定所述目标用户左右眼看到的图像之间包含的平面图像数目；

目标视差范围确定单元，用于根据所述安全视差范围与所述平面图像数目的比值，确定所述目标视差范围。

优选的，所述比值确定单元；进一步包括：

取整子单元，用于对所述低于视差范围和所述目标视察范围的比值，进行四舍五入取整；

减法子单元，用于将所述取整后的数值减一，作为所述需要增加的平面图像数目。

更进一步的，所述平面图像生成子模块具体用于：

根据左图视差和右图视差，计算所述左图和所述右图之间需要增加的平面图像中每一副图像的每个像素点的位置；

根据每个所述像素点的位置，生成所述每一幅需要增加的平面图像。

再进一步的，所述左图和所述右图之间需要增加的平面图像中每一副图像中每个像素点的位置，具体通过如下方式获得：

$-\frac{\mathrm{ik}}{N+1}{D}_L\·p_1+(1-\frac{i}{N+1})k{D}_R\·p_2=P_{\mathrm{Ii}}$

其中，所述p₁是左图中的一个像素点列坐标，p₂是右图中与p₁位置相应的像素点的列坐标，p_Ii是在I_i中生成的新的像素点的列坐标，p₁、p₂、p_Ii一直保持在同一行，行坐标不变，I_i为左图和右图之间需要增加的N个平面图像中的第i幅图像；k为第一视差范围与所述目标视差范围的缩放系数，D'_L为所述左图视差，D'_R为右图视差。

通过上述的实施例提供的显示装置，可以根据显示装置的固有参数，确定安全视差范围；之后，根据所述安全视差范围和目标用户当前的观看参数，确定动态排图所需的目标视差范围，之后根据动态获取到的源视频文件中构成一帧立体图像的左图、右图的第一视差范围和所述目标视差范围，对需要生成的目标立体图像进行动态排图，生成适应所述目标用户观看的目标立体图像，以使得用户能够获得较佳3D观看效果。

图11是本发明实施例提供的一种显示装置，该显示装置可以是图1中的显示装置，具有3D图像文件播放功能，该实施例中的显示装置包括但不限定于智能手机、平板电脑、计算机显示器、液晶电视等具备裸眼3D显示功能的电子设备，如图11所示，该实施例中的显示装置可以包括追踪设备，处理器、存储器、显示器以及将所述追踪设备、所述存储器、所述显示器耦合到所述处理器的系统总线；

图11中的系统存储器和大容量存储设备构成本实施例中的存储器。其中系统存储器进一步包括只读存储器ROM和随机存储器RAM，基本输入/输出系统可以存储在只读存储器ROM中；大容量存储设备用于存储操作系统、软件、数据，以及各种程序模块，例如与应用程序关联的那些程序模块。

大容量存储设备可以通过连接到系统总线的大容量存储控制器(未示出)连接到处理器。大容量存储设备以及其关联的计算机可读介质可以为计算机提供非易失性存储。

虽然对这里包含的计算机可读介质的描述涉及诸如硬盘或CD-ROM驱动器之类的大容量存储设备，但是本领域的技术人员应该明白，计算机可读介质可以是可由计算机访问的任何可用计算机存储介质。

作为示例而非限制，计算机可读介质可以包括以用于存储诸如计算机可读指令、数据结构、程序模块之类的信息或其他数据的任何方法或技术实现的易失性和非易失性、可移动和不可移动介质。例如，计算机可读介质包括但不限于，RAM、ROM、EPROM、EEPROM、闪存或其他固态存储器技术，CD-ROM、数字多功能盘(DVD)、HD-DVD、蓝光、或其他光学存储，磁带盒、磁带、磁盘存储或其他磁存储设备，或可以用来存储所需信息并可由计算机5访问的任何其他介质。

计算机可以通过连接至总线的网络接口来连接到网络。

计算机还可以包括用于接收和处理来自包括键盘、鼠标或电子笔(未示出)的许多其他设备输入的输入/输出控制器。类似地，输入/输出控制器可以向显示器、打印机、或其他类型的输出设备(也未示出)提供输出。显示器或者可以由图形适配器或图形处理单元(也未示出)连接到总线。

特别地,在本实施例中，必须包括追踪设备，例如摄像头，用来实时捕获图像，进而由处理器分析得到用户面部的位置信息。在不同的实施例中，可选的，显示装置还可以包括用以提示追踪状态的设备如扬声器，LED灯，振动马达等。

如上文简要地提及的，多个程序模块和数据文件可以存储在计算机的大容量存储设备和RAM中，包括适于控制显示装置正常操作的操作系统。大容量存储设备、ROM，以及RAM还可以存储一个或多个程序模块。具体地，大容量存储设备、ROM，以及RAM可以存储由处理器执行的应用程序。

其中，所述存储器中存储一组程序代码，且所述处理器用于调用所述存储器中存储的程序代码，用于执行以下操作：

通过处理器为目标用户确定动态排图所需的目标视差范围，所述目标视差范围为动态排图时，构成一帧立体图像的多图中的两个相邻平面图像之间的视差范围，所述目标用户为当前观看立体图像的用户；

动态获取源视频文件中构成一帧立体图像的左图和右图的第一视差范围；

处理器根据所述第一视差范围和所述目标视差范围，对需要生成的目标立体图像进行动态排图，生成适应所述目标用户观看的目标立体图像。

更具体的实施方式，可以参考图2-图8所描述的方法中的具体实现方式，不多赘述。

专业人员应该还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (25)

1.一种立体图像生成方法，其特征在于，所述方法包括：

步骤S1，为目标用户确定动态排图所需的目标视差范围，所述目标视差范围为动态排图时，构成一帧立体图像的多图中的两个相邻平面图像之间的视差范围，所述目标用户为当前观看所述立体图像的用户；

步骤S2，动态获取源视频文件中构成一帧立体图像的左图和右图的第一视差范围；

步骤S3，根据所述第一视差范围和所述目标视差范围，对需要生成的目标立体图像进行动态排图，生成适应所述目标用户观看的目标立体图像。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤S1进一步包括：

步骤S11，获取显示装置的固有参数，所述固有参数中包含所述显示装置的显示屏宽度、光学透镜宽度，以及光学透镜与所述显示屏面板的距离，所述显示屏宽度为播放立体图像时，所述显示装置在水平方向上的宽度；

步骤S12，根据所述显示屏宽度，确定安全视差范围；

步骤S13，根据所述安全视差范围、所述光学透镜宽度，所述光学透镜与所述显示屏面板的距离和目标用户当前的观看参数，确定动态排图所需的目标视差范围，所述目标用户为当前观测立体影像的用户，所述观看参数包括所述目标用户与所述显示屏之间的距离以及所述目标用户的瞳距。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤S3进一步包括：

步骤S31，根据所述第一视差范围和所述目标视差范围，确定构成目标立体图像的至少两幅平面图像之间的排列关系；

步骤S32，根据所述目标视差范围和所述源视频文件中构成一帧立体图像的左图和右图，生成构成所述目标立体图像的至少两幅平面图像；

步骤S33，将所述至少两幅平面图像，按照所述排列关系进行排列，生成所述目标立体图像。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，生成所述目标立体图像所需的平面图像大于两幅时，所述步骤S31进一步包括：

根据所述第一视差范围和所述目标视差范围，计算所述源视频中的左图和所述右图之间需要增加的平面图像数目；

根据所述全部平面图像数目和所述左图和所述右图之间需要增加的平面图像数目，计算所述左图、右图的另一侧分别需要增加的平面图像数目。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述步骤S32进一步包括：

调整所述左图和所述右图的视差，以将所述左图和右图之间的视差调整至所述目标视差范围的整数倍；

根据左图视差和右图视差，计算所述左图和所述右图之间需要增加的平面图像中每一副图像，所述左图视差为以所述左图为基准计算得出的两图的视差，所述右图视差为以所述右图为基准计算得出的两图的视差；

根据所述左图和所述左图视差，计算所述左图左侧需要增加的平面图像；

根据所述右图和所述右图视差，计算所述右图右侧需要增加的平面图像。

6.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述当生成所述目标立体图像所需的平面图像等于两幅时，所述步骤S32进一步包括：

根据所述目标视差范围、以所述左图、右图为基础，生成两幅新的平面图像。

7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述的根据所述目标视差范围、以所述左图、右图为基础，生成两幅新的平面图像的步骤进一步包括：

调整所述左图和所述右图的视差，以将所述左图和右图的视差调整至所述目标视差范围长度的整数倍。

8.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤S12进一步包括：

将第一参考系数与所述显示屏宽度的乘积，作为最小安全视差；

将第二参考系数与所述显示屏宽度的乘积，作为最大安全视差；

将所述最大安全视差和所述最小安全视差之间的取值范围，确定为所述安全视差范围，其中，第一参考系数为可接受的最小视差与显示器宽度的比值，第二参考系数为可接受的最大视差与所述显示器宽度的比值。

9.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤S13，具体包括：

根据所述光学透镜与所述显示屏面板的距离和所述目标用户与所述显示屏之间的距离相加后与所述光学透镜宽度的乘积值，与所述光学透镜与所述显示屏面板的距离的比值，确定所述立体图像在播放时，在所述目标用户的面部所在平面的水平宽度值；

根据所述水平宽度值与所述目标用户的瞳距的比值，确定所述目标用户左右眼看到的图像之间包含的平面图像数目；

根据所述安全视差范围与所述平面图像数目的比值，确定所述目标视差范围。

10.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据所述第一视差范围和所述目标视差范围，计算所述左图和所述右图之间需要增加的平面图像数目的步骤进一步包括：

对所述第一视差范围和所述目标视察范围的比值，进行四舍五入取整；

将所述取整后的数值减一，作为所述需要增加的平面图像数目。

11.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述根据左图视差和右图视差，计算所述左图和所述右图之间需要增加的平面图像中每一副图像的步骤进一步包括：

根据左图视差和右图视差，计算所述左图和所述右图之间需要增加的平面图像中每一副图像的每个像素点的位置；

根据每个所述像素点的位置，生成所述每一幅需要增加的平面图像。

12.如权利要求11所述的方法，其特征在于，所述左图和所述右图之间需要增加的平面图像中每一副图像的每个像素点的位置，具体通过如下方式获得：

$-\frac{\mathrm{ik}}{N+1}{D^{\′}}_L\·p_1+(1-\frac{i}{N+1}){{\mathrm{kD}}^{\′}}_R\·p_2=p_{\mathrm{li}}$

其中，所述p₁是左图中的一个像素点列坐标，p₂是右图中与p₁位置相对应的像素点的列坐标，p_Ii是在I_i中生成的新的像素点的列坐标，p₁、p₂、p_Ii一直保持在同一行，行坐标不变，I_i为左图和右图之间需要增加的N个平面图像中的第i幅图像；k为第一视差范围与所述目标视差范围的缩放系数，D'_L为所述左图视差，D'_R为所述右图视差。

13.一种显示装置，其特征在于，所述显示装置包括：

目标视差范围确定模块，用于为目标用户确定动态排图所需的目标视差范围，所述目标视差范围为动态排图时，构成一帧立体图像的多图中的两个相邻平面图像之间的视差范围，所述目标用户为当前观看所述立体图像的用户；

第一视差范围确定模块，用于动态获取源视频文件中构成一帧立体图像的左图和右图的第一视差范围；

动态排图模块，用于根据所述第一视差范围和所述目标视差范围，对需要生成的目标立体图像进行动态排图，生成适应所述目标用户观看的目标立体图像。

14.如权利要求13所述的显示装置，其特征在于，目标视差范围确定模块进一步包括：

固有参数获取子模块，用于获取显示装置的固有参数，所述固有参数中包含所述显示装置的显示屏宽度、光学透镜宽度，以及光学透镜与所述显示屏面板的距离，所述显示屏宽度为播放立体图像时，所述显示装置在水平方向上的宽度；

安全视差范围确定子模块，用于根据所述显示屏宽度，确定安全视差范围；

目标视差范围确定子模块，根据所述安全视差范围、所述光学透镜宽度，所述光学透镜与所述显示屏面板的距离和目标用户当前的观看参数，确定动态排图所需的目标视差范围，所述目标用户为当前观测立体影像的用户，所述观看参数包括所述目标用户与所述显示屏之间的距离以及所述目标用户的瞳距。

15.如权利要求13所述的显示装置，其特征在于，所述动态排图模块，进一步包括：

排列关系确定子模块，用于根据所述第一视差范围和所述目标视差范围，确定构成目标立体图像的至少两幅平面图像之间的排列关系；

平面图像生成子模块，用于根据所述目标视差范围和所述源视频文件中构成一帧立体图像的左图和右图，生成构成所述目标立体图像的至少两幅平面图像；

立体图像生成子模块，用于将所述至少两幅平面图像，按照所述排列关系进行排列，生成所述目标立体图像。

16.如权利要求15所述的显示装置，其特征在于，所述排列关系确定子模块在生成所述目标立体图像所需的平面图像大于两幅时，具体用于：

根据所述第一视差范围和所述目标视差范围，计算所述源视频中的左图和所述右图之间需要增加的平面图像数目；

根据所述全部平面图像数目和所述左图和所述右图之间需要增加的平面图像数目，计算所述左图、右图的另一侧分别需要增加的平面图像数目。

17.如权利要求16所述的显示装置，其特征在于，所述平面图像生成子模块具体用于：

调整所述左图和所述右图的视差，以将所述左图和右图之间的视差调整至所述目标视差范围的整数倍；

根据左图视差和右图视差，计算所述左图和所述右图之间需要增加的平面图像中每一副图像，所述左图视差为以所述左图为基准计算得出的两图的视差，所述右图视差为以所述右图为基准计算得出的两图的视差；

根据所述左图和所述左图视差，计算所述左图左侧需要增加的平面图像；

根据所述右图和所述右图视差，计算所述右图右侧需要增加的平面图像。

18.如权利要求15所述的显示装置，其特征在于，所述平面图像生成子模块，在生成所述目标立体图像所需的平面图像等于两幅时，具体用于：

根据所述目标视差范围、以所述左图、右图为基础，生成两幅新的平面图像。

19.如权利要求18所述的显示装置，其特征在于，所述平面图像生成子模块，在生成所述目标立体图像所需的平面图像等于两幅时，具体用于：

调整所述左图和所述右图的视差，以将所述左图和右图的视差调整至所述目标视差范围长度的整数倍。

20.如权利要求14所述的显示装置，其特征在于，所述安全视差范围确定子模块进一步包括：

第一乘法单元，用于将第一参考系数与所述显示屏宽度的乘积，作为最小安全视差；

第一乘法单元，用于将第二参考系数与所述显示屏宽度的乘积，作为最大安全视差；

安全视差范围选定单元，用于将所述最大安全视差和所述最小安全视差之间的取值范围，确定为所述安全视差范围，其中第一参考系数为可接受的最小视差与显示器宽度的比值，第二参考系数为可接受的最大视差与所述显示器宽度的比值。

21.如权利要求14所述的显示装置，其特征在于，所述目标视差范围确定子模块，具体包括：

水平宽度值确定单元，用于根据所述光学透镜与所述显示屏面板的距离和所述目标用户与所述显示屏之间的距离相加后与所述光学透镜宽度的乘积值，与所述光学透镜与所述显示屏面板的距离的比值，确定所述立体图像在播放时，在所述目标用户的面部所在平面的水平宽度值；

比值确定单元，用于根据所述水平宽度值与所述目标用户的瞳距的比值，确定所述目标用户左右眼看到的图像之间包含的平面图像数目；

目标视差范围确定单元，用于根据所述安全视差范围与所述平面图像数目的比值，确定所述目标视差范围。

22.如权利要求15所述的显示装置，其特征在于，所述比值确定单元进一步包括：

取整子单元，用于对所述低于视差范围和所述目标视察范围的比值，进行四舍五入取整；

减法子单元，用于将所述取整后的数值减一，作为所述需要增加的平面图像数目。

23.如权利要求17所述的显示装置，其特征在于，所述平面图像生成子模块具体用于：

根据左图视差和右图视差，计算所述左图和所述右图之间需要增加的平面图像中每一副图像的每个像素点的位置；

根据每个所述像素点的位置，生成所述每一幅需要增加的平面图像。

24.如权利要求23所述的显示装置，其特征在于，所述左图和所述右图之间需要增加的平面图像中每一副图像的每个像素点的位置，具体通过如下方式获得：

$-\frac{\mathrm{ik}}{N+1}{D^{\′}}_L\·p_1+(1-\frac{i}{N+1}){{\mathrm{kD}}^{\′}}_R\·p_2=p_{\mathrm{li}}$

其中，所述p₁是左图中的一个像素点列坐标，p₂是右图中与p₁位置相对应的像素点的列坐标，p_Ii是在I_i中生成的新的像素点的列坐标，p₁、p₂、p_Ii一直保持在同一行，行坐标不变，I_i为左图和右图之间需要增加的N个平面图像中的第i幅图像；k为第一视差范围与所述目标视差范围的缩放系数，D'_L为所述左图视差，D'_R为右图视差。

25.一种显示装置，其特征在于，所述显示装置包括追踪设备，处理器、存储器、显示器以及将所述追踪设备、所述存储器、所述显示器与所述处理器电连接；

其中，所述存储器中存储一组程序代码，且所述处理器用于调用所述存储器中存储的程序代码，用于执行以下操作：

通过处理器为目标用户确定动态排图所需的目标视差范围，所述目标视差范围为动态排图时，构成一帧立体图像的多图中的两个相邻平面图像之间的视差范围，所述目标用户为当前观看立体图像的用户；

动态获取源视频文件中构成一帧立体图像的左图和右图的第一视差范围；

处理器根据所述第一视差范围和所述目标视差范围，对需要生成的目标立体图像进行动态排图，生成适应所述目标用户观看的目标立体图像。