[发明专利]具有自适应视差的3D显示方法和系统

说明书

技术领域

本发明涉及三维显示系统，本发明尤其涉及调整用于显示的输入3D图像的视差的方法和系统。

背景技术

双目视觉向人类提供由入射在两只眼睛的视网膜上的两个图像中的类似或者对应点的位置的小差异引起的深度感知的优点。这已知为立体影像（意味着立体视图）并且可以提供关于场景中对象的深度关系的精确信息。左视网膜图像和右视网膜图像中的点的位置的差异已知为视差。

常规三维（3D）显示器通过使用2D平面显示器将具有不同视差的图像投影到用户的左眼和右眼并且通过使用诸如偏振器眼镜或者视差屏障之类的工具来产生3D图像。为了产生3D图像，通过3D摄像机拍摄真实图像。可替代地，可以使用计算机图形产生3D图像内容。

虽然目的是确保每只眼看到与将实际看到相同的事物，但是没有平面显示设备（无论2D或3D）复制人眼实际起作用的方式。在2D显示器中，两只眼看到相同、单一图像，而不是两个视差视图。此外，在多数图像中，整个场景在同一时间聚焦。这不是我们眼睛实际工作的方式，但是我们眼睛使用该全景聚焦技术（whole scene focus technique），使得我们可以看到任何我们想要在显示表面上看到的地方。实际上，我们视场的仅很小的中心部分被锐聚焦，并且然后仅在固定（焦点）距离。随着我们看近对象和远对象，我们眼睛连续改变焦点，或者适应。然而，当观看（平面）2D图像时，所有对象同时聚焦。

在立体3D显示器中，现在我们眼睛每个被给予它们适合的视差视图，但是眼睛将仍然适应两个图像实际上显示在平面表面上的事实。这两个图像叠加在距观看者固定距离的某一平面上，并且这是他或者她必须聚焦以清楚看到这些图像的地方。由于在真实自然中，我们眼睛徘徊在监视器上的场景周围并且注视某些对象或者对象点。然而，现在我们眼睛以一个距离会聚并且以另一个距离聚焦。在眼睛会聚和适应之间存在“不匹配”。会聚是通常当观看对象时为了努力保持单一双眼视觉，两只眼睛朝向彼此的同时向内运动。

在图1中，例如，假设左眼102A和右眼102B视野以10英尺会聚在对象“F”，并且近对象“A”5英尺远，并且远对象“B”15英尺远。在会聚距离的对象不具有任何视差并且看起来恰好重叠在屏幕104上。在显示屏幕104周围的3D空间中，对象看起来位于屏幕104表面上。看起来在屏幕104前面的对象A被认为具有负视差。该负视差可以被测量为屏幕104表面上的距离106。看起来在屏幕104后面的对象B具有正视差。该正视差可以被测量为屏幕104表面上的距离108。为了观看对象A，我们的眼睛会聚到屏幕104前面的点。对于对象B，会聚点在屏幕104后面。如在真实自然中，我们的眼睛会聚在场景中的各种对象上，但是它们仍聚焦在平面屏幕104的显示器上。由此我们知晓当我们观看立体图像对时“看”的新方式。当这两个图像匹配良好并且由两只眼睛有区别地并且分离地看见时，变得容易融合对象。融合是人类大脑将带有视差的左图像和右图像混合为3D视图的过程。通过解释的方式，当尽管每只眼睛具有其自身图像，两只眼睛用于一起感知单个图像时，会发生双眼视觉融合。即使存在右眼图像和左眼图像中的很小量水平视差，双眼视觉融合是容易的。然而，当我们长时间观看具有大视差的图像时，我们可能容易地变得疲劳并且可能具有负影响，诸如恶心之类。此外，如果存在较大的负视差量，一些人可能发现难于或者甚至不可能融合对象。

当人们观看3D显示器时，如果对象从屏幕突出过多，则他们会遇到眼睛疲劳问题。另外，如果对象从屏幕突出过快，则很多人不能融合对象。

发明内容

本发明通过提供可以用于减少眼睛疲劳并且帮助人们更容易地融合对象的方法和系统来解决前述问题。

在一个实施例中，方法可以用于通过调整在接收和显示3D图像的接收端调整图像的视差以及通过调整视差改变率来控制图像的会聚。由用户设置最大负视差阈值。在一个模式中，当3D图像中的任何对象的最大视差超过阈值时，调整3D图像的视差，使得其将不超过该阈值。在另一实施例中，当3D图像中的任何对象的最大视差超过阈值时，调整视差改变率，使得该率将不超过预定值。

依据下面详细描述的参考附图进行的示例性实施例将使得本发明的附加特征和优点显而易见。

附图说明

图1图示3D系统中的视差示例；

图2A图示左眼图像的示例；

图2B图示右眼图像的示例；

图2C表示来自图2A和2B的图像的重叠；

图3A图示根据本发明一个方面的减少左眼图像中的视差的示例方法；