自由立体显示中的背光系统设计

为实现自由立体显示,本文提出了一种新型指向性背光结构,配合人眼跟踪系统,分时显示具有视差的立体图像对,基于视差原理实现了高清分辨率的多用户自由立体显示。着重阐述了多光程结构、菲涅尔透镜以及掠入射的光路系统,以及从这三方面产生的效果。实验表明,三者的结合能产生良好的背光效果,最终实现了具有较强立体感的无分辨率损失的自由立体显示。     

自由立体显示中降低串影干扰的背光控制系统

为实现自由立体显示, 提出了一种新型指向性背光结构, 配合人眼跟踪系统, 分时显示具有视差的立体图像对, 基于视差原理实现了高清分辨率的多用户自由立体显示。着重阐述了基于AVR单片机的发光二极管阵列时分立体显示背光控制系统, 并针对视差立体显示中一直存在的串影问题, 从背光控制层面提出了3种改善方法:降低背光点亮时间占空比, 倍速刷新液晶显示屏以及卡尔曼预测插值背光刷新数据。实验表明, 这3种方法可有效改善串影问题, 最终实现了具有较强立体感的无分辨率损失的自由立体显示。     

基于AVR单片机的自由立体显示背光控制系统

为实现立体显示,设计并实现了基于单片机的LED背光控制系统。该系统采用单片机ATmega128为控制处理器,加以外围电路,利用RS 232接口实现与PC机人眼跟踪模块的实时通信。同时,充分利用下位机资源,在单片机上实现Kalman滤波,提高人眼定位精度,并利用Kalman预测,将跟踪速率提高一倍,有效减轻了显示器的闪烁现象。     

时空混合控制式自由立体显示系统背光刷新方式优化研究

时空混合控制式自由立体显示是一种新型的自由立体显示技术,具有全分辨率和低串扰率优点,消除了背光源刷新与屏幕图像刷新不同步所导致的时域串扰率升高,这是时空混合控制式自由立体显示的关键问题之一。本文介绍了时空式立体显示系统的原理和动态背光的工作方式,提出了扫描式和垂直式两种不同的背光源刷新方式,着重对比了两种背光源刷新方式对屏幕亮度和串扰率的影响。通过实验测量给出了时空式自由立体显示系统背光源刷新的最优化参数设置。在优化配置条件下,系统串扰率低至2.64%,证明动态背光同步技术可以有效降低系统的时域串扰率。     

跟踪式自由立体显示中一种降低串扰的显示方法

针对传统光栅式自由立体显示中立体图像出现的串扰甚至左右眼图像反转问题,在单用户的自由立体显示方式基础上,提出了移动图像子像素以跟踪头部运动的左右眼视差的三维图像显示方法,通过跟踪人眼位置,相应地移动图像的RGB子像素,实现视点物理位置的相对改变,从而修正头部移动过程中左右眼图像之间的关系。基于狭缝光栅式自由立体显示器的工作原理,根据其双目显示与串扰参数的计算公式,通过Matlab计算,导出了新旧两种方法在最佳观看距离处的串扰分布的表达式。Tracepro仿真验证结果表明,基于本文提出的方法能够校正视点位置而跟踪正确的左右眼图像,实现头部移动过程中减小甚至消除串扰的目的。     

基于人眼跟踪的立体内容融合显示技术研究

传统自由立体显示器观看区域不连续制约了它的发展。当观看者头部移动时,会观看到严重“伪立体”。为解决这个问题,使用人眼跟踪技术配合图像融合程序调整图像模式,使得立体观看区域跟随人眼移动,达到连续、大视域的立体显示效果。基于这个方法利用OpenCV和QT构建了一个立体内容实时融合系统,实现了在立体显示器可视范围内任意位置观看立体效果,有效地解决了“伪立体”问题,并且图像模式调整的时候图像亮度变化率小于3.3%。     

基于柱面光栅的液晶三维自由立体显示

根据双目视差原理和柱面光栅的分光特性研制了液晶三维自由立体显示器.该立体显示器由二维平板液晶显示器和柱面光栅有机耦合而成.采用九个视差图实现了三维静态、动态和视频的显示效果.一个19英寸的立体显示器具有相对应的平面显示器相同的亮度、对比度和色彩,其分辨率在垂直和水平方向都有合理的下降.该立体显示器的观看距离是(1000±500)mm,视角为 90°,可供多人不戴立体眼镜就能自由观看立体图像.     

基于方形RGBW子像素排列的跟踪式自由立体显示屏

针对传统基于移动狭缝光栅的跟踪式自由立体显示中因观看者头部微动看到串扰立体图像的问题,提出了一种基于方形RGBW子像素排列和斜置狭缝光栅的跟踪式自由立体显示屏,通过创建具有固定宽度的无串扰视区,为不同观看者提供无串扰的立体图像。分析了自由立体显示屏的工作原理,给出了其参数计算公式。实际设计了基于提出方法和传统方法的跟踪式自由立体显示屏,并仿真了它们在最佳观看距离处水平方向上的亮度分布。通过对比分析,得出基于提出方法的跟踪式自由立体显示屏在最佳观看距离处获得了具有固定宽度的无串扰视区,从而保证了观看者始终观看到无串扰的立体图像。     

改善显示品质的直下式LED背光技术

通过理论分析,在窄色域液晶屏的背光中选择合适谱线的RGB三基色LED背光,可以将显示器的色域从40%提升至70%。试验结果与理论相符合,但是三基色直下式背光的混光比为1.3∶1,比全白灯背光的1∶1大。在三基色LED背光中加入LED白灯,能够降低混光比。白光灯的亮度逐步增加时,色域会降低。当色域从70.2%下降到63.7%时,白灯发出的亮度占总亮度的30%,混光比也降低为1.1∶1。     

基于LCD的自由立体显示技术

利用液晶显示器实现自由立体显示的办法有两种，一是采用狭缝光栅板，二是采用柱面光栅板，各类结构的立体显示器具有不同的特点。基于狭缝光栅板的立体液晶显示器有两种结构，即前置狭缝式和后置狭缝式。介绍了两种结构的差异，并简单介绍作者在立体显示技术方面的最新研究成果。     

特种液晶显示器背光源研究

特种液晶显示器对背光源提出特殊要求。介绍了特种液晶显示器用背光源的主流类型CCFL(冷阴极荧光灯)和LED(发光二极管)。从亮度、功耗、色彩、可靠性等方面详细讨论了各自的技术特点。分析了LED背光源在特种液晶显示器技术中的重要地位。     

自动立体显示技术及测量

主要介绍了自动立体显示的基本原理及实现方式.介绍了国际标准的制订情况,包括IEC标准和IDMS标准,重点介绍IEC标准的测量条件、测量点、测量位置和测试信号等基本条件,以举例的形式详细介绍IEC标准中最大亮度方向和串扰的测量步骤,以及IDMS标准中双视点串扰的测量步骤.分析目前测量实现过程中存在的技术难点和应注意的问题.     

大屏幕LED显示控制系统的设计

根据LED显示模块结构特点，结合CPLD技术实现LED屏的动态扫描显示，设计了一种大屏幕LED显示控制系统。该系统以DSP芯片TMS320LF2407为控制核心，完成与PC机的通讯；在可编程逻辑器件EP1K30辅助下，同时完成数据存储与更新、显示画面的刷新、动画处理、循环显示等。利用Visual C＋＋，编写了上位机的用户界面程序以及与下位机的串行通信程序。该系统能脱机和连续长期运行，成本较低。     

自由立体显示拍摄系统中摄像机空间自由度的确定

自由立体显示器的立体显示效果与视差图的视差大小及性质密切相关,而视差的大小是受获取视差图时相机的摆放方式影响的。文章提出利用双目相机标定技术求解左右摄像机中心的空间位置关系以及两个摄像机光轴的空间夹角,并通过标定结果不断调节摄像机的位置,从而使两个摄像机光轴达到近似平行,此时获取的视差图就可以保证更好的立体显示效果。通过实验研究得到了两个相机空间夹角允许的变化范围。该研究结果可用于指导自由立体显示器拍摄系统的调节。     

LED全彩大屏幕同步显示系统设计

根据LED全彩大屏幕同步显示控制系统的设计技术指标要求,讨论了系统的组成,确定了以DVI为数字接口,采用串行LVDS传输方式的LED全彩大屏同步显示方案.采用数据重组方法对像素数据进行分场存储,创造性地采用了变频方法对存储数据进行分场扫描,从而实现了无亮度损失的分场显示.对关键模块的仿真结果证明了系统设计的可行.     

高动态范围LCD显示中区域控制型LED背光驱动信号的导出

LED背光技术不仅显著增强了LCD显示的动态范围,同时使现有图像达到了更逼真的显示效果。通过对LED单独控制,可为显示提供区域可控的LED背光。然而,LED之间的干扰在这里不仅仅为我们提供了较高的亮度,同时也是产生潜在虚假图像的原因,这使得导出最佳LED驱动信号成为一项具有挑战性的工作。本文通过两个数学模型:迭代解旋法和线性优化法,计算分析了上述问题。并给出了这两个数学模型的算法,同时建立了一个包含161个高动态范围图像的图像数据库,对上述两种方法的效果进行了评估。     

基于视差照明原理的自由立体显示几何建模

在普通液晶显示器的背光源与LCD屏之间插入一块特殊的光栅板是主流自由立体显示器基本配置,照明盒与光栅板结合构成视差照明方式实现对LCD屏的照明。视差照明的基本功能是将LCD屏奇、偶像素列所对应的图像分别送入视者的左、右眼。本文从视差照明原理出发,依据几何光学原理建立自由立体显示器配置参数(光栅板和LCD屏的结构参数以及二者的位置等参数)与立体视觉参数(视者位置、双目瞳距和立体视带等参数)之间的关系的理论模型,为立体显示器的设计及其立体视觉性能评价提供理论支持。     

基于无缝平凹透镜阵列的LCD背光模组设计

针对大尺寸LCD直下式背光模组的均匀性问题提出了一种无缝平凹透镜阵列,用以代替常用的扩散膜。模拟了106.68mm(42in)LED背光源的光学分布,得到了合适的透镜半径、结构以及LED阵列间距,分析了平凹透镜阵列半径和平凹透镜阵列与光源的相对位置对匀光作用的影响。结果表明:半径为1mm、厚度为2mm的无缝平凹透镜阵列较好地起到了匀光的效果,接收面的照度均匀性为88.61%。