本發(fā)明涉及智能顯示技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，涉及一種數(shù)字標(biāo)牌系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

數(shù)字標(biāo)牌(Digital Signage)是一種全新的媒體概念，指的是在大型商場(chǎng)、超市、酒店大堂、飯店、影院及其他人流匯聚的公共場(chǎng)所，通過(guò)大屏幕終端顯示設(shè)備，發(fā)布商業(yè)、財(cái)經(jīng)和娛樂(lè)信息的多媒體專業(yè)視聽(tīng)系統(tǒng)。其旨在特定的物理場(chǎng)所、特定的時(shí)間段對(duì)特定的人群進(jìn)行廣告信息播放的特性，讓其獲得了廣告的效應(yīng)。

現(xiàn)有集成成像技術(shù)適用于立體圖像的無(wú)盲區(qū)顯示，但對(duì)于應(yīng)用于一般性展示場(chǎng)景的數(shù)字標(biāo)牌(例如商店的促銷信息等)，很多時(shí)候并不需要呈現(xiàn)非常精細(xì)逼真的三維場(chǎng)景，僅需要在視覺(jué)上呈現(xiàn)出一定的立體層次感和沖擊力即可，而更介意于內(nèi)容制作和更新的便利性、整個(gè)圖形顯示系統(tǒng)的成本等等，即使是簡(jiǎn)單的美術(shù)字、符號(hào)、幾何圖案的組合也能滿足基本顯示需求。

因此，為了解決上述問(wèn)題，有必要提供一種適用于一般性展示場(chǎng)景的數(shù)字標(biāo)牌系統(tǒng)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明正是基于上述問(wèn)題，提出了一種數(shù)字標(biāo)牌系統(tǒng)，以在視覺(jué)上呈現(xiàn)出一定的立體層次感和沖擊力的同時(shí)，降低應(yīng)用的復(fù)雜度和成本。

有鑒于此，本發(fā)明的一方面提出了一種數(shù)字標(biāo)牌系統(tǒng)，包括用于顯示圖像的顯示屏，還包括填充單元。

進(jìn)一步，所述填充單元，用于根據(jù)所述圖像的景深和色彩灰度合成填充圓點(diǎn)，及用所述填充圓點(diǎn)填充所述顯示屏，生成基本紋理。

進(jìn)一步，還包括圓點(diǎn)光柵，所述圓點(diǎn)光柵平行放置于所述顯示屏前方；所述圓點(diǎn)光柵包括多個(gè)按照某一排列方式排列的顯示圓點(diǎn)；所述顯示圓點(diǎn)投影在所述顯示屏上，與所述基本紋理發(fā)生干涉。

進(jìn)一步，還包括圓點(diǎn)光柵，所述圓點(diǎn)光柵與所述顯示屏膠合；所述圓點(diǎn)光柵包括多個(gè)按照某一排列方式排列的顯示圓點(diǎn)；所述顯示圓點(diǎn)投影在所述顯示屏上，與所述基本紋理發(fā)生干涉。

進(jìn)一步，還包括圖像分割單元，所述圖像分割單元用于按預(yù)設(shè)規(guī)則分割所述圖像為多個(gè)圖元。

進(jìn)一步，還包括獲取單元，所述獲取單元用于獲取各個(gè)所述圖元的景深和色彩灰度。

進(jìn)一步，所述填充單元包括合成模塊、設(shè)置模塊、調(diào)整模塊和填充模塊。

所述合成模塊，用于合成所述填充圓點(diǎn)；

所述設(shè)置模塊，用于根據(jù)各個(gè)所述圖元的景深和色彩灰度，設(shè)置所述填充圓點(diǎn)的填充參數(shù)。

所述調(diào)整模塊，用于根據(jù)所述填充參數(shù)調(diào)整所述填充圓點(diǎn)。

所述填充模塊，用于用調(diào)整后的所述填充圓點(diǎn)填充所述顯示屏，生成所述基本紋理。

進(jìn)一步，所述填充參數(shù)包括所述填充圓點(diǎn)的排列方式，所述填充圓點(diǎn)的排列方式與所述顯示圓點(diǎn)的排列方式一致。

進(jìn)一步，所述填充參數(shù)包括所述填充圓點(diǎn)的色彩灰度，所述填充圓點(diǎn)的色彩灰度與所述圖元的色彩灰度一致。

進(jìn)一步，所述填充參數(shù)包括所述填充圓點(diǎn)的排列間距。

所述景深包括正景深、負(fù)景深和零景深。

在所述零景深，所述排列間距等于相鄰所述顯示圓點(diǎn)在所述顯示屏上的投影間距。

在所述正景深，所述排列間距大于相鄰所述顯示圓點(diǎn)在所述顯示屏上的投影間距。

在所述負(fù)景深，所述排列間距小于相鄰所述顯示圓點(diǎn)在所述顯示屏上的投影間距。

所述排列間距偏離所述投影間距的程度與所述景深偏離所述零景深的程度正相關(guān)。

進(jìn)一步，所述填充參數(shù)還包括所述填充圓點(diǎn)的大小。

所述填充圓點(diǎn)的大小與所述填充圓點(diǎn)的排列間距成正比。

在所述零景深，所述填充圓點(diǎn)的大小與所述顯示圓點(diǎn)在所述顯示屏的投影的大小一致。

本發(fā)明提供的一種數(shù)字標(biāo)牌系統(tǒng)，圓點(diǎn)光柵的使用及填充單元獨(dú)特的圖形產(chǎn)生機(jī)制，使得圖像在視覺(jué)上呈現(xiàn)出一種立體層次感和沖擊力，滿足一般性展示場(chǎng)景的需求；圖像分割單元自動(dòng)獲取圖像的景深信息，使得圖像內(nèi)容更換便利；大大降低了數(shù)字標(biāo)牌系統(tǒng)的復(fù)雜度和成本。

為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉較佳實(shí)施例，并配合所附附圖，作詳細(xì)說(shuō)明如下。

附圖說(shuō)明

為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，應(yīng)當(dāng)理解，以下附圖僅示出了本發(fā)明的某些實(shí)施例，因此不應(yīng)被看作是對(duì)范圍的限定，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他相關(guān)的附圖。

圖1示出了本發(fā)明實(shí)施例提供的一種數(shù)字標(biāo)牌系統(tǒng)的模塊結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2示出了本發(fā)明實(shí)施例提供的一種數(shù)字標(biāo)牌系統(tǒng)的圖像分割單元的圖像分割示意圖；

圖3示出了圖2所示的一種數(shù)字標(biāo)牌系統(tǒng)的圖像分割單元分割的一圖像的景深示意圖；

圖4示出了本發(fā)明實(shí)施例提供的一種數(shù)字標(biāo)牌系統(tǒng)的填充單元的模塊結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5示出了本發(fā)明實(shí)施例提供的一種數(shù)字標(biāo)牌系統(tǒng)的第一結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6示出了本發(fā)明實(shí)施例提供的一種數(shù)字標(biāo)牌系統(tǒng)的第二結(jié)構(gòu)示意圖。

主要元件符號(hào)說(shuō)明：

100-數(shù)字標(biāo)牌系統(tǒng)；1、2、3、4-圖元；10-圖像分割單元；20-填充單元；21-合成模塊；22-設(shè)置模塊；23-調(diào)整模塊；24-填充模塊；30-顯示屏；40-調(diào)制單元；41-圓點(diǎn)光柵；42-顯示圓點(diǎn)；50-獲取單元。

具體實(shí)施方式

為了便于理解本發(fā)明，下面將參照相關(guān)附圖對(duì)數(shù)字標(biāo)牌系統(tǒng)進(jìn)行更清楚、完整地描述。附圖中給出了數(shù)字標(biāo)牌系統(tǒng)的優(yōu)選實(shí)施例。數(shù)字標(biāo)牌系統(tǒng)可以通過(guò)許多不同的形式來(lái)實(shí)現(xiàn)，并不限于本文所描述的實(shí)施例。因此，以下對(duì)在附圖中提供的本發(fā)明的實(shí)施例的詳細(xì)描述并非旨在限制要求保護(hù)的本發(fā)明的范圍，而是僅僅表示本發(fā)明的選定實(shí)施例?；诒景l(fā)明的實(shí)施例，本領(lǐng)域技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

圖1示出了本發(fā)明實(shí)施例提供的一種數(shù)字標(biāo)牌系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。

如圖1所示，數(shù)字標(biāo)牌系統(tǒng)100包括圖像分割單元10、獲取單元50、填充單元20、顯示屏30和調(diào)制單元40。

圖像分割單元10用于按照預(yù)設(shè)規(guī)則分割待顯示的圖像為多個(gè)圖元。

具體地，如果圖像是由計(jì)算機(jī)軟件及通用圖形卡生成，可以采用圖像分割算法對(duì)所述圖像進(jìn)行分割；如果圖像可以直接獲取其3D立體信息，如點(diǎn)云圖像、V+D格式立體視頻等，則可以根據(jù)景深閾值對(duì)所述圖像進(jìn)行分割；如果圖像為2D圖像，則可以根據(jù)圖像的灰度梯度、光流或圖像連通性對(duì)所述圖像進(jìn)行分割。

例如，請(qǐng)一并參閱圖2所示，圖像分割單元10將圖像分割為圖元1、圖元2、圖元3和圖元4四個(gè)圖元。圖元1為背景；圖元2為五角星；圖元3為葉片；圖元4為HELLO字樣。

當(dāng)然，通過(guò)硬件圖形接口制取的圖像通常已經(jīng)是離散化的圖元。例如，基于FPGA(Field Programmable Gate Array，現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列)、ASIC(Application Specific Integrated Circuit，為專門(mén)目的而設(shè)計(jì)的集成電路)、帶有字符存貯模塊的圖形發(fā)生器或疊加器等制成的圖像通常已經(jīng)經(jīng)過(guò)圓點(diǎn)迭代離散化。此時(shí)，可以不再采用圖像分割單元10對(duì)圖像進(jìn)行分割。

獲取單元50用于獲取顯示屏30顯示圖像的景深和色彩灰度。

具體地，獲取單元50用于獲取每個(gè)圖元的景深及色彩灰度。所述色彩灰度是指構(gòu)成圖像的各圖元的顏色信息、灰度信息及其飽和度信息等。本實(shí)施例中，所述圖元相應(yīng)的景深記作D_i，其中，i＝1，2......N，N為所述圖元的數(shù)量。所述景深是指在攝影機(jī)鏡頭或其他成像器前沿能夠取得清晰圖像的成像所測(cè)定的被攝物體前后距離范圍。所述景深包括正景深、負(fù)景深和零景深。其中，零景深記作D₀；在正景深，D_i＞0；在負(fù)景深，D_i＜0。

例如，在上一舉例中，請(qǐng)一并參閱圖3所示，圖元1的景深D₁為-0.5；圖元2的景深D₂為-0.5～-0.1；圖元3的景深D₃為-0.1～0.4；圖元4的景深D₄為0.4～0.5。

填充單元20用于根據(jù)每個(gè)圖元的景深和色彩灰度合成填充圓點(diǎn)，及用所述填充圓點(diǎn)填充顯示屏30，生成基本紋理。

顯示屏30可以是LCD、OLED(Organic Light-Emitting Diode,有機(jī)發(fā)光二極管)、LED、PDP等。顯示屏30是由無(wú)數(shù)個(gè)像素按照一定排列方式整齊排列的特殊光學(xué)材料。所述像素為構(gòu)成影像的最小單元。通常，圖像經(jīng)放大會(huì)發(fā)現(xiàn)圖像的連續(xù)色調(diào)其實(shí)是由許多色小方點(diǎn)組成，每一小方點(diǎn)就是一個(gè)像素。

本實(shí)施例中，調(diào)制單元40具體為圓點(diǎn)光柵41。請(qǐng)一并參閱圖6所示，圓點(diǎn)光柵41是由無(wú)數(shù)個(gè)顯示圓點(diǎn)42按照一定排列方式整齊排列的特殊光學(xué)材料。顯示圓點(diǎn)42的排列方式可以是正交排列、三角排列等。

進(jìn)一步地，請(qǐng)一并參閱圖4所示，填充單元20包括合成模塊21、設(shè)置模塊22、調(diào)整模塊23和填充模塊24。

合成模塊21用于合成填充圓點(diǎn)。

設(shè)置模塊22用于根據(jù)各個(gè)圖元的景深和色彩灰度，設(shè)置填充圓點(diǎn)的填充參數(shù)。所述填充參數(shù)包括但不限于填充圓點(diǎn)的排列方式、色彩灰度、排列間距和大小等。

調(diào)整模塊23用于根據(jù)填充參數(shù)調(diào)整填充圓點(diǎn)。

具體地，調(diào)整模塊23調(diào)整填充圓點(diǎn)的排列方式與顯示圓點(diǎn)42的排列方式一致。調(diào)整模塊23調(diào)整填充圓點(diǎn)的色彩灰度與圖像的色彩灰度一致。進(jìn)一步地，在一所述景深，填充圓點(diǎn)的色彩灰度與該景深內(nèi)的圖元的色彩灰度一致。

本實(shí)施例中，填充圓點(diǎn)的排列間距記作Pi，i＝1，2......N，N為所述圖元的數(shù)量。Pi為景深Di內(nèi)填充圓點(diǎn)的排列間距，其中，零景深D₀處填充圓點(diǎn)的排列間距記作P₀。

本實(shí)施例中，圓點(diǎn)光柵41上相鄰的顯示圓點(diǎn)42在顯示屏30上的投影間距記作Q。請(qǐng)一并參閱圖5所示，顯示屏30實(shí)際的像素與圓點(diǎn)光柵41之間的距離記作d。具體地，如果顯示屏30為L(zhǎng)CD(Liquid Crystal Display，液晶顯示器)，d為彩色濾色膜位置至圓點(diǎn)光柵41之間的距離；如果顯示屏30為PDP(Plasma Display Panel，等離子顯示板)或LED，d為熒光粉外表層至圓點(diǎn)光柵41之間的距離。人眼至圓點(diǎn)光柵41之間的觀察距離記作L。顯示屏30實(shí)際的像素與圓點(diǎn)光柵41之間介質(zhì)的平均折射率記作n。則投影間距Q為：

本實(shí)施例中，調(diào)整模塊23調(diào)整零景深D₀處填充圓點(diǎn)的排列間距P₀等于相鄰顯示圓點(diǎn)42在顯示屏30上的投影間距Q；調(diào)整模塊23調(diào)整正景深內(nèi)填充圓點(diǎn)的排列間距Pi大于相鄰顯示圓點(diǎn)在顯示屏30上的投影間距Q；調(diào)整模塊23調(diào)整負(fù)景深內(nèi)填充圓點(diǎn)的排列間距Pi小于相鄰顯示圓點(diǎn)在顯示屏30上的投影間距Q。進(jìn)一步地，排列間距Pi偏離投影間距Q的程度與景深偏離零景深D₀的程度正相關(guān)。

填充圓點(diǎn)的大小與排列間距Pi成正比。顯示圓點(diǎn)42投影在顯示屏30上，產(chǎn)生投影圓點(diǎn)。調(diào)整模塊23調(diào)整零景深D₀處的填充圓點(diǎn)的大小與所述投影圓點(diǎn)的大小一致。

進(jìn)一步地，填充單元20預(yù)設(shè)有由景深到排列間距Pi的映射公式。換句話說(shuō)，按照所述映射公式，可以由一圖元對(duì)應(yīng)的景深Di計(jì)算得出該圖元對(duì)應(yīng)的填充圓點(diǎn)的排列間距Pi變化的梯度。在一圖元的景深Di，填充圓點(diǎn)根據(jù)該景深Di對(duì)應(yīng)的所述梯度改變排列間距Pi和大小。

例如，在上一舉例中，假設(shè)圓點(diǎn)光柵41相鄰顯示圓點(diǎn)的中心間距為3.771；相鄰顯示圓點(diǎn)42在顯示屏30上的投影間距Q為3.775。預(yù)設(shè)的圖元3的投影公式可以是3.776*[1+0.02/(D₃+0.1)]。在景深D₃內(nèi)，圖元3對(duì)應(yīng)的填充圓點(diǎn)按照上述投影公式形成的線性梯度變化。當(dāng)然，這里給出的投影公式只是示意性的，并不具有通用性。通常不同圖元對(duì)應(yīng)的投影公式是不同的，需要根據(jù)經(jīng)驗(yàn)統(tǒng)計(jì)得出合理的投影公式，以達(dá)到較好的顯示效果。對(duì)于投影公式的設(shè)定，這里不作限定。

填充模塊24用于用調(diào)整后的填充圓點(diǎn)填充顯示屏，生成基本紋理。具體地，填充模塊24用調(diào)整后的填充圓點(diǎn)填充顯示屏中的像素。

顯示屏30用于顯示圖像，具體地，顯示屏30顯示用調(diào)整后的填充圓點(diǎn)填充后形成的基本紋理。所述基本紋理通過(guò)改變填充圓點(diǎn)的排列間距和大小實(shí)現(xiàn)，使得圖像具有一定的立體效果。

調(diào)制單元40用于調(diào)制所述基本紋理，產(chǎn)生更好的立體效果。本實(shí)施例中，調(diào)制單元40具體為圓點(diǎn)光柵41。圓點(diǎn)光柵41平行放置在顯示屏30前方或與顯示屏30膠合。圓點(diǎn)光柵41可以是掩模、膠片、濾光片等。本實(shí)施例中，圓點(diǎn)光柵41采用波前調(diào)制型，即黑白型的掩膜，當(dāng)然，也可以采用透鏡陣列型掩膜。

請(qǐng)一并參閱圖6所示，圓點(diǎn)光柵41是由無(wú)數(shù)個(gè)顯示圓點(diǎn)42按照一定排列方式整齊排列的特殊光學(xué)材料。顯示圓點(diǎn)42的排列方式可以是正交排列、三角排列等。

本實(shí)施例中，相鄰的顯示圓點(diǎn)42的間距記作Pm。每一顯示圓點(diǎn)42相當(dāng)于一微型的凸形放大鏡。把圓點(diǎn)光柵41貼在特制的圓點(diǎn)圖案上，就組成了一幅上下左右360°具有立體感的立體畫(huà)面。用圓點(diǎn)光柵41制作的立體畫(huà)沒(méi)有暈眼的感覺(jué)，甚至不用刻意對(duì)準(zhǔn)。

值得注意的是，兩個(gè)周期性結(jié)構(gòu)之間的差拍，會(huì)引起新的周期。對(duì)應(yīng)到本實(shí)施例中，填充園點(diǎn)的排列間距Pi與圓點(diǎn)光柵41相鄰顯示圓點(diǎn)42的中心間距不同，會(huì)產(chǎn)生一定頻率的干涉條紋。本實(shí)施例中，相鄰干涉條紋之間的間距記作T。為了避免人眼察覺(jué)到干涉條紋，應(yīng)保證干涉條紋間距T遠(yuǎn)小于人眼極限線分辨本領(lǐng)。而干涉條紋間距T為：

從而在零景深D₀，排列間距P₀應(yīng)充分偏離相鄰顯示圓點(diǎn)的中心間距。換句話說(shuō)，排列間距P₀應(yīng)遠(yuǎn)大于或遠(yuǎn)小于相鄰顯示圓點(diǎn)的中心間距。而本實(shí)施例中，在零景深D₀，排列間距P₀等于相鄰顯示圓點(diǎn)在顯示屏上的投影間距Q。這樣，相鄰顯示圓點(diǎn)在顯示屏上的投影間距Q應(yīng)充分偏離相鄰顯示圓點(diǎn)的中心間距。因此，應(yīng)控制好顯示屏30與圓點(diǎn)光柵41之間的距離d。

本發(fā)明提供的一種數(shù)字標(biāo)牌系統(tǒng)，圓點(diǎn)光柵的使用及填充單元獨(dú)特的圖形產(chǎn)生機(jī)制，使得圖像在視覺(jué)上呈現(xiàn)出一種立體層次感和沖擊力，滿足一般性展示場(chǎng)景的需求；圖像分割單元自動(dòng)獲取圖像的景深信息，使得圖像內(nèi)容更換便利；大大降低了數(shù)字標(biāo)牌系統(tǒng)的復(fù)雜度和成本。

在這里示出和描述的所有示例中，任何具體值應(yīng)被解釋為僅僅是示例性的，而不是為限制，因此，示例性實(shí)施例的其他示例可以具有不同的值。應(yīng)注意到：相似的標(biāo)號(hào)和字母在下面的附圖中表示類似項(xiàng)，因此，一旦某一項(xiàng)在一個(gè)附圖中被定義，則在隨后的附圖中不需要對(duì)其進(jìn)行進(jìn)一步定義和解釋。

在本申請(qǐng)所提供的幾個(gè)實(shí)施例中，應(yīng)該理解到，所揭露的裝置可以通過(guò)其它的方式實(shí)現(xiàn)。以上所描述的裝置實(shí)施例僅僅是示意性的，例如，所述單元的劃分，僅僅為一種邏輯功能劃分，實(shí)際實(shí)現(xiàn)時(shí)可以有另外的劃分方式，又例如，多個(gè)單元或組件可以結(jié)合或者可以集成到另一個(gè)系統(tǒng)，或一些特征可以忽略，或不執(zhí)行。另一點(diǎn)，所顯示或討論的相互之間的耦合或直接耦合或通信連接可以是通過(guò)一些通信接口，裝置或單元的間接耦合或通信連接，可以是電性，機(jī)械或其它的形式。

所述為分離器說(shuō)明的單元可以是或者也可以不是物理上分開(kāi)的，為單元顯示的器可以是或者也可以不是物理單元，即可以位于一個(gè)地方，或者也可以分布到多個(gè)網(wǎng)絡(luò)單元上。可以根據(jù)實(shí)際的需要選擇其中的部分或者全部單元來(lái)實(shí)現(xiàn)本實(shí)施例方案的目的。

另外，在本發(fā)明各個(gè)實(shí)施例中的各功能單元可以集成在一個(gè)處理單元中，也可以是各個(gè)單元單獨(dú)物理存在，也可以兩個(gè)或兩個(gè)以上單元集成在一個(gè)單元中。

以上所述，僅為本發(fā)明的具體實(shí)施方式，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)所述以權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。