一種裸眼3d顯示器的串?dāng)_測試方法及其測試圖像的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及裸眼3D顯示技術(shù)，尤其涉及一種裸眼3D顯示器的串?dāng)_測試方法及其 測試圖像。
【背景技術(shù)】
[0002] 人們在觀看自然物體時(shí)，既可以感知物體的形狀，同時(shí)也可以感知物體遠(yuǎn)離自己 的距離及物體的相對位置關(guān)系，能夠顯示這種完整的物體空間信息的顯示器被稱為3D顯 示器。隨著社會的發(fā)展和科技的進(jìn)步，各種3D顯示技術(shù)已經(jīng)漸漸發(fā)展起來。
[0003] 裸眼3D顯示器是不需要輔助設(shè)備（如佩戴紅藍(lán)、偏振、快門眼鏡或者液晶頭盔等） 的一種顯示技術(shù)，它在航空航天、軍事、醫(yī)學(xué)、廣告設(shè)計(jì)和娛樂互動(dòng)等領(lǐng)域均有廣泛的應(yīng)用 背景。裸眼3D顯示器包括2D顯示屏和光柵，光柵采用狹縫光柵或者柱透鏡光柵；將同一場 景所獲得的多幅稍有差異的圖像稱為視差圖像，將視差圖像的子像素（2D顯示屏中一個(gè)完 整像素包括紅R綠G藍(lán)B色散子像素組成）按照光柵的光學(xué)結(jié)構(gòu)，以一定規(guī)律排列生成合 成圖像，將合成圖像顯示在2D顯示屏上，由于狹縫光柵的遮擋作用或柱透鏡光柵的折射作 用，觀看者的左右眼看到的圖像信息來自不同的視差圖像，經(jīng)過大腦融合產(chǎn)生具有立體效 果的立體圖像。
[0004] 在生成合成圖像的過程中，對于每個(gè)視點(diǎn)的視圖，在融合生成一幅立體圖像時(shí)，并 非所有像素都對融合后的立體圖像有貢獻(xiàn)，圖像融合處理只選取了每個(gè)視點(diǎn)視圖中的一部 分信息，并將其提取出來，最后融合成一幅立體圖像。但是，由于光柵式裸眼3D顯示器自身 的缺陷，往往不能使視差圖像的光線在空間中完全分離開，從而導(dǎo)致不同視差圖像的光線 在空間中存在不同程度的串?dāng)_，嚴(yán)重影響裸眼3D顯示器的立體顯示效果。
[0005] 串?dāng)_可以通過對裸眼3D顯示器的所有視點(diǎn)亮度進(jìn)行測試分析得到，但是這種方 法非常繁瑣，并且對操作環(huán)境有一定的限制，目前尚無一種快速的對裸眼3D顯示器的串?dāng)_ 測試方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明提出一種快速的裸眼3D顯示器的串?dāng)_測試 方法及其測試圖像。
[0007] 本發(fā)明的一個(gè)目的在于提供一種裸眼3D顯示器的串?dāng)_測試方法。
[0008] 本發(fā)明的裸眼3D顯示器的串?dāng)_測試方法，包括以下步驟：
[0009] 1)制作測試圖像：
[0010]測試圖像包括串?dāng)_圖像和被串?dāng)_圖像，串?dāng)_圖像和被串?dāng)_圖像為圖形互補(bǔ)的灰度 圖像，且均由M行N列二維排列的多組小圖像組成，小圖像在水平方向上間距相等，在豎直 方向上間距也相等，小圖像為矩形，每組小圖像又由中心圖形和周圍圖形組成，其中，M和N 均為自然數(shù)；
[0011] 小圖像的分辨率為MQ X N。，裸眼3D顯示器的2D顯示屏的分辨率為M2D X N2D，則有M。 =M2D/M，N〇= N 2D/N ;
[0012] 在串?dāng)_圖像的每組小圖像中，各組小圖像均相同，并且中心圖形的灰度低于周圍 圖形的灰度，其中，中心圖形可以為正方形、圓形、菱形、五角星等不同形狀；
[0013] 在被串?dāng)_圖像的每組小圖像中，中心圖形的灰度高于周圍圖形的灰度，并且各組 小圖像的中心圖形的灰度均相等，各組小圖像的周圍圖形的灰度依次成梯度等差變化；
[0014] 被串?dāng)_圖像中每組小圖像的中心圖形的灰度與串?dāng)_圖像的每組小圖像的周圍圖 形的灰度相等；
[0015] 2)生成合成圖像并顯示：
[0016] 以測試圖像作為視差圖像生成合成圖像，將合成圖像輸出顯示到待測的裸眼3D 顯不器的2D顯不屏上；
[0017] 3)在最佳觀看距離處選出串?dāng)_等級：
[0018] 在最佳觀看距離處，平行于2D顯示屏水平移動(dòng)，測量合成圖像的亮度，利用2D顯 示屏前方的光柵分光作用，使得串?dāng)_圖像和被串?dāng)_圖像的光線朝不同的方向傳播，從而在 空間中分離開來，當(dāng)串?dāng)_圖像的中心圖形的亮度最亮?xí)r，對比此時(shí)串?dāng)_圖像的中心圖形與 被串?dāng)_圖像的周圍圖形之間的亮度差，依次對比每組串?dāng)_圖像和被串?dāng)_圖像的亮度差，選 出亮度值相差最小的一組，亮度差最小的小圖像的行列坐標(biāo)即為待測的裸眼3D顯示器的 串?dāng)_等級。
[0019] 其中，在步驟2)中，以測試圖像作為視差圖像生成合成圖像，具體包括以下步驟： [0020] a)確定2D顯示屏上給定的子像素應(yīng)該取自哪副視差圖像，坐標(biāo)為（k，1)的子像素 對應(yīng)的視點(diǎn)數(shù)Q(k，l)由下式計(jì)算：
[0021]
[0022] 其中，X為一個(gè)光柵周期在水平方向上覆蓋子像素的個(gè)數(shù)、a為光柵相對于2D顯 示屏豎直方向的傾斜角度、K為進(jìn)行生成合成圖像的視差圖像的副數(shù)，從而視差圖像包括串 擾圖像和被串?dāng)_圖像兩幅圖像，k#表示2D顯示屏左上邊緣與光柵單元邊緣點(diǎn)的水平位移 量，mod為取余操作，Q(k，1)的數(shù)值應(yīng)保持非整性，不能對其進(jìn)行四省五入取整；
[0023] b)利用加權(quán)求和思想，結(jié)合得到的坐標(biāo)為（k，1)的子像素對應(yīng)的視點(diǎn)數(shù)Q(k，1)， 對合成圖像上的所有子像素的灰度值進(jìn)行賦值，這里取兩幅視差圖像的線性加權(quán)求和值作 為坐標(biāo)為（k，1)的子像素的灰度值R(k，1)，公式如下：
[0024] R(k, 1) = I (k, 1, i) X C i+I (k, 1, i+1) X C i+1 (2)
[0025] 其中，R為合成圖像中圖像坐標(biāo)位置為（k, 1)的子像素灰度值，I (k, 1，i)為第i副 視差圖像在（k，1)位置的灰度值，i代表第i幅視差圖像，i = 1或2, |為相應(yīng)視差圖像 的權(quán)重系數(shù)，且有以下關(guān)系式成立：
[0026]
[0027]其中，floorO表示下取整操作，上式給出了第i幅視差圖像和第i+1幅視差圖像 分別貢獻(xiàn)給子像素灰度值的權(quán)重系數(shù)；
[0028] c)根據(jù)上式（2)計(jì)算出2D顯示屏上的每個(gè)子像素的灰度值應(yīng)該取自哪副視差圖 像相應(yīng)坐標(biāo)位置的灰度值生成合成圖像。
[0029] 本發(fā)明的另一個(gè)目的在于提供一種測試裸眼3D顯示器串?dāng)_的測試圖像。
[0030] 本發(fā)明的測試裸眼3D顯示器串?dāng)_的測試圖像包括：測試圖像包括串?dāng)_圖像和被 串?dāng)_圖像，串?dāng)_圖像和被串?dāng)_圖像為圖形互補(bǔ)的灰度圖像，且均由M行N列二維排列的多組 小圖像組成，小圖像為矩形，每組小圖像又由中心圖形和周圍圖形組成；在串?dāng)_圖像的每組 小圖像中，各組小圖像均相同，并且中心圖形的灰度低于周圍圖形的灰度；在被串?dāng)_圖像的 每組小圖像中，中心圖形的灰度高于周圍圖形的灰度，并且各組小圖像的中心圖形的灰度 均相等，各組小圖像的周圍圖形的灰度依次成梯度變化；被串?dāng)_圖像中每組小圖像的中心 圖形的灰度與串?dāng)_圖像的每組小圖像的周圍圖形的灰度相等，其中，M和N均為自然數(shù)。 [0031 ] 小圖像的分辨率為MQ X N。，裸眼3D顯示器的2D顯示屏的分辨率為M2D X N2D，則有M。 =m2D/m,n〇=n2D/n〇
[0032] 中心圖形可以為正方形、圓形、菱形、五角星等不同形狀。被串?dāng)_圖像中，各組小圖 像的周圍圖形的灰度，由左至右由上至下沿Z字型依次等差變大或變小，其中，相鄰兩幅圖 像間的灰度差相等。
[0033] 本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)：
[0034] 本發(fā)明的測試圖像包括串?dāng)_圖像和被串?dāng)_圖像，將測試圖像作為視差圖像生成合 成圖像輸出顯示到2D顯示屏上，光柵設(shè)置在2D顯示屏前，在最佳觀看距離處，依次對比每 組串?dāng)_圖像和被串?dāng)_圖像的亮度差，選出亮度值相差最小的一組行列坐標(biāo)，即為待測的裸 眼3D顯示器的串?dāng)_等級；本發(fā)明僅需要準(zhǔn)備兩幅測試用的視差圖像，即可對比評測出不同 裸眼3D顯示器的串?dāng)_程度。相比于普通的串?dāng)_測試方法，本發(fā)明的測試方法對測試環(huán)境沒 有嚴(yán)格要求，也無需使用亮度計(jì)、平移臺等精密設(shè)備，并且也省略了后期的數(shù)據(jù)處理工作， 在很大程度上簡化了測試過程。
【附圖說明】
[0035] 圖1為本發(fā)明的測試裸眼3D顯示器串?dāng)_的測試圖像的實(shí)施例