一种通过垂直同步信号实现双目立体视频同步的方法
【技术领域】
[0001]本发明属立体图像/视频显示技术领域，具体涉及一种通过垂直同步信号实现双目立体视频同步的方法。
【背景技术】
[0002]立体显示是技术基于人眼的双目立体视觉理论:由于两眼在空间中的位置和视角不同，同一景物在两只眼睛视网膜上形成非常相似，但又稍微不同的影像，即双目视网膜影像的不一致[1-3]。人能够产生立体视觉的原因是就是由于左右眼视网膜上产生的图像存在差别，人脑基于此图像差别判别物体的相互空间关系，从而产生立体视觉[4]。目前市场上绝大部分的立体显示产品也是根据人眼3D视觉中的双目视差原理，采用红蓝、偏振眼镜或是显示器前端加光栅等技术，将立体视频格式的图像分成左右眼图像对同时送入人的双目从而产生立体效果[5]。目前，立体传输技术中，仅有全格式是以全像素图像连续播放方式，该格式对像素没有任何损失，但缺点是占用带宽大、兼容性差。其他的格式都是采取把对应左右眼的两幅图像压缩为2D图像进行传输与播放。立体影像压缩以2D方式传输，优点是降低了对传输带宽的要求。在降低硬件成本和软件复杂度的情况下，以便实现基于微显示器的双目立体显示。
[0003]在视频显示技术中，视频扫描方式一幅静止图像被叫做一“帧(Frame)”。一幅数字图像在空间上由一些离散的像素点组成，它是自然图像按照一定频率采样得到的，因此数字图像具有有限的行和列[6]。帧序视频传输是指一个垂直同步信号内传输一帧图像，场序视频传输是指一帧画面在两场同步信号内传输[7];帧序/场序显示是指采用的刷新方式，即逐行扫描和隔行扫描。采用帧序(逐行扫描)格式压缩的3D视频源是通过将2D图像采用奇偶帧的顺序压缩[8]，例如奇数帧更新左眼显示，偶数帧更新右眼显示，要求刷新率是普通2D视频的2倍；采用场序(隔行扫描)则先扫描的一帧3D图像的偶数行，把偶数行送至显示器偶数行刷新后，紧接着再扫描剩余的奇数行[9]。在隔行扫描方式中，一幅完整的图象先后被分为两场传输传输。
[0004]国内专门研究3D显示中视频源的同步信号产生的研究仍较少，大部分硬件电路的实现，都是通过双路视频源作为信号的输入，没有涉及到单路视频信号的分眼同步显示，即相应的左右眼无压缩、区分式传输显示。相关理论技术问题上仅有一些简单的讨论。在国际专利方面:美国专利US20090502434和CN202454879U分别介绍了高清3D信号传输的制式转换及3D眼镜与HDMI信号如何进行源同步，并未有实际的显示终端的同步性设计。国内专利方面:201120233042.1和200710091619.8描述了立体显示驱动装置的设计，但未涉及单路视频输入视频同步的问题，经文献检索，未见与本发明相同的公开报道。
[0005]参考文献:
[1]姚传群.基于ARM的嵌入式Linux系统研究与地图显示的实现[D].大连海事大学.2008.[2]Falahee M, Latham K, Geelhoed Ε.Safety and comfort of eyeglassdisplays, F, 2000 [C].Springer.[3]黄勇.基于S3C6410嵌入式手持监视终端的设计[D].南京理工大学.2013.[4]陈焱辉.嵌入式SDRAM控制器设计研究[D].西安电子科技大学.2010.[5]刘然.基于计算机立体视觉的双目立体成像研究[D].重庆大学学报，2007.[6]Yong-hang TAI, L1-jun YUN, Junsheng SHI, “A method for AM-OLED gammacorrect1n,，，Opto-Electronic Engineering.Papers 39(1)，131-134 (2012).[7]王亚刚.嵌入式Bootloader机制的分析与移植[J].计算机工程，2010，36(6): 267-269.[8]邵平凡，徐霖.基于Qt的嵌入式GUI开发的应用研究[J].工业控制计算机，2011，24(10): 49-51.[9]张祥意.立体视频播放与视差匹配调节技术研究与实现[D].北京邮电大学.2013ο
【发明内容】
[0006]本发明的目的在于提供一种通过处理帧序和场序视频源中自带的垂直信号以实现双目立体视频同步的方法。为了实现上述目的，本发明的解决方案是:设计3D同步信号发生器，产生同步信号以控制双屏幕刷新与显示，具体方案如下。
[0007]设计3D同步信号发生器，通过处理垂直同步信号产生3D同步信号以控制双屏幕刷新与显示；
所述3D同步发生器采用一个以D触发器为核心的二分频电路，将视频总线中的垂直同步信号进行二分频，产生两路逻辑相反的3D同步信号；
所述3D同步信号发生器具有同步信号左右眼切换功能，通过控制二选一数据选择器实现，通过“切换”按键控制数据选择器的地址，选择输出两路逻辑相反的3D同步信号之，
3D视频信号采用逐行扫描模式下，3D同步信号发生器控制视频源的奇数帧被刷新在左显示器，视频源的偶数帧被刷新在右显示器，从而实现了立体显示；
3D视频信号采用隔行扫描模式下，3D同步信号发生器控制视频源的奇数场被刷新在左显示器，视频源的偶数场被刷新在右显示器，从而实现了立体显示；
所述3D同步信号发生器的按键电路中，使用另外一个D触发器设计的电平保持电路来实现控制逻辑的稳定性；
所述3D同步信号发生器的按键电路中，所述数据选择器的地址均由同一个按键电路产生的电平控制，实现两个3D同步信号的同步极性切换，且保证两路同步信号输出逻辑相反。
[0008]视频总线上的数据刷新在对应的屏幕，并保证同步信号与视频帧的同步，不致使画面截断。在场序模式下，3D视频信号采用隔行扫描模式。此模式下，3D同步信号由3D信号发生器产生。视频源的奇数场被刷新在左显示器(或右显示屏)，视频源的偶数场被刷新在右显示器(或左显示屏)，从而实现了立体显示。在帧序模式下，3D视频信号采用逐行扫描模式。此模式下，3D同步信号由3D信号发生器产生。奇、偶帧视频沿着垂直同步信号交替传送。因此该垂直二分频信号能够明显的区分出奇偶帧，使能不同的显示器扫描，最终实现3D显示。同时，产生的同步信号带有左右眼切换功能。通过切换按键结合数据选择器，能够实现两个3D同步信号的极性切换，继而实现左右眼画面切换功能。
【附图说明】
[0009]
图1为本发明结构示意图；
图2为3D同步信号与垂直同步信号VS时序关系图；
图3为3D同步信号发生器原理图。
【具体实施方式】
[0010]下面结合附图对本发明作详细说明。如图1所示，系统工作模式分为2D模式和3D模式:
(1) 2D模式
2D视频源有两种方式获取:①外接视频源如PC 通过读取本地SD卡中保存的普通视频文件，并解码后获得。外部视频源输入的视频通过解码器解码后，送至视频采集接口，采集的视频流放入FrameBuffer。显示控制器从FrameBuffer中获取视频数据，并送至视频输出总线，所有视频的储存、传送、显示环节均以逐行方式进行。本地视频从存储设备读出，并送至主处理器编码器进行解码。解码后视频进行适当的缩放处理后送至FrameBuffer ;显示控制器从FrameBuffer中获取视频数据，并以送至视频输出总线。视频输出总线上的视频流被解码，送至两个近眼3D显示器。整个传输与转换过程中，均使用逐行视频总线。2D模式下，两块3D显示器件工作在逐行扫描模式，将视频总线上的视频以逐行方式同时复制刷新至双屏幕上。
[0011](2) 3D 模式
3D视频源有两种方式获取:①外接视频源输入视频，如PC 通过读取本地SD卡中保存的3D视频文件并解码。3D模式下，外部视频源输入帧序/场序压缩的3D视频，通过解码器解码后，送至主处理器的视频采集接口，然后主处理器将采集的视频流放入FrameBuffer ο之后，显示控制器从FrameBuffer中获取视频数据，并以逐行/隔行方式送至视频输出总线。至此，来自外部视频源的3D视频被转换为左右眼帧/场，并交替送至视频输出总线。3D模式下，本地视频从存储设备读出，并送至主芯片的编码器进行解码。解码后，将视频流放入对应的FrameBuffer。之后，显示控制器从FrameBuffer中获取视频数据，并以逐行/隔行方式送至视频输出总线。
[0012]3D同步信号发生由垂直同步信号二分频后产生，原理图如图3所示。具体工作原理是:所述3D同步发生器采用一个以D触发器为核心的二分频电路，将视频总线中的垂直同步信号进行二分频，产生两路逻辑相反的3D同步信号；
所述3D同步信号发生器具有同步信号左右眼切换功能，通过控制二选一数据选择器实现，通过“切换”按键控制数据选择器的地址，选择输出两路逻辑相反的3D同步信号之，
所述3D同步信号发生器的按键电路中，使用另外一个D触发器设计的电平保持电路来实现控制逻辑的稳定性； 所述3D同步信号发生器的按键电路中，所述数据选择器的地址均由同一个按键电路产生的电平控制，实现两个3D同步信号的同步极性切换，且保证两路同步信号输出逻辑相反;
3D视频信号采用逐行扫描模式下，3D同步信号发生器控制视频源的奇数帧被刷新在左显示器，视频源的偶数帧被刷新在右显示器，从而实现了立体显示；
3D视频信号采用隔行扫描模式下，3D同步信号发生器控制视频源的奇数场被刷新在左显示器，视频源的偶数场被刷新在右显示器，从而实现了立体显示。
【主权项】
1.一种通过垂直同步信号实现双目立体视频同步的方法，其特征在于: 设计3D同步信号发生器，通过处理垂直同步信号产生3D同步信号以控制双屏幕刷新与显示； 所述3D同步发生器采用一个以D触发器为核心的二分频电路，将视频总线中的垂直同步信号进行二分频，产生两路逻辑相反的3D同步信号； 所述3D同步信号发生器具有同步信号左右眼切换功能，通过控制二选一数据选择器实现，通过“切换”按键控制数据选择器的地址，选择输出两路逻辑相反的3D同步信号之， 所述3D同步信号发生器的按键电路中，使用另外一个D触发器设计的电平保持电路来实现控制逻辑的稳定性； 所述3D同步信号发生器的按键电路中，所述数据选择器的地址均由同一个按键电路产生的电平控制，实现两个3D同步信号的同步极性切换，且保证两路同步信号输出逻辑相反; 3D视频信号采用逐行扫描模式下，3D同步信号发生器控制视频源的奇数帧被刷新在左显示器，视频源的偶数帧被刷新在右显示器，从而实现了立体显示； 3D视频信号采用隔行扫描模式下，3D同步信号发生器控制视频源的奇数场被刷新在左显示器，视频源的偶数场被刷新在右显示器，从而实现了立体显示。
【专利摘要】本发明属立体图像/视频显示技术领域，具体涉及一种通过垂直同步信号实现双目立体视频同步的方法。本发明设计了3D同步信号发生器，产生同步信号以控制双屏幕刷新与显示。本发明的方法提供一种通过处理帧序和场序视频源中自带的垂直信号以实现双目立体视频同步。
【IPC分类】H04N13/04, H04N13/00
【公开号】CN105263013
【申请号】CN201510587982
【发明人】邰永航, 石俊生, 字崇德, 李琼, 黄小乔, 陈载清
【申请人】云南师范大学
【公开日】2016年1月20日
【申请日】2015年9月16日