一種眼鏡式3D電視系統的設計

3 軟件系統實(shí)現

　　眼鏡式3D電視系統的軟件框架邏輯圖如圖3所示。軟件系統基于嵌入式Linux操作系統，按照不同功能分為六個(gè)邏輯層，包括嵌入式硬件平臺層、系統引導和驅動(dòng)層、內核管理層、中間件層、文件系統和API層、以及應用程序層。

　　嵌入式硬件平臺層基于TV SoC的CPU內核，包括DDR、EMMC等，是軟件系統的最底層和整個(gè)軟件系統依賴(lài)的最基礎層。系統引導和驅動(dòng)層包括嵌入式Linux操作系統引導程序Bootloader、Linux系統底層驅動(dòng)、多媒體硬件驅動(dòng);Bootloader啟動(dòng)和引導軟件系統運行;Linux系統底層驅動(dòng)和多媒體硬件驅動(dòng)是Linux內核訪(fǎng)問(wèn)硬件的唯一接口，部分驅動(dòng)采用加載方式實(shí)現、例如攝像頭設備。內核為L(cháng)inux2.6，內核管理層包含內核運行所必須的進(jìn)程管理、內存管理、文件系統管理、設備管理和內核API等模塊。中間件層包括各種播放接口，如數字電視、瀏覽器，實(shí)現了各種接口統一。文件系統和API層中，文件系統負責文件在外部存儲器上的管理，提供存取、共享、保護等;而API則為系統運行提供接口、以及為上層應用程序提供接口，例如H.264和MPEG 4等編解碼API、JPEG和OSD菜單等應用程序接口。應用程序層是軟件系統的最頂層，是人機交互的窗口、如UI界面;也是用戶(hù)編寫(xiě)應用程序的窗口，可方便集成各種特色應用功能，如音樂(lè )相冊、下載搜索、網(wǎng)絡(luò )鄰居等。

4 關(guān)鍵技術(shù)實(shí)現

　　1. 偏光和快門(mén)3D共平臺技術(shù)

　　3D電視系統通過(guò)軟件設置使LVDS輸出行交錯格式的3D RGB信號驅動(dòng)偏光3D屏，讓左右眼圖像以行交錯的形式輸出在液晶屏上，其中奇數行像素顯示左(右)眼圖像，偶數行則顯示右(左)眼圖像;用戶(hù)佩戴偏光眼鏡實(shí)現左右眼圖像分離，呈現3D顯示。而通過(guò)軟件設置使LVDS輸出幀系列格式的3D RGB信號驅動(dòng)快門(mén)3D屏，讓左右眼圖像以連續幀的形式輸出在液晶屏上，其中奇數幀顯示左(右)眼圖像，偶數幀則顯示右(左)眼圖像，并通過(guò)紅外信號IR發(fā)送幀同步信號Sync，用戶(hù)佩戴快門(mén)眼鏡實(shí)現左右眼圖像分離，呈現3D顯示。

　　同時(shí)，系統對3D圖像信號先進(jìn)行插值平滑處理后、再進(jìn)行了邊界增強處理，有效解決了偏光式3D圖像隔行出現的邊緣鋸齒及圖像失真、并保證清晰度不降低;以及通過(guò)Over Driver提升液晶屏的響應時(shí)間、并進(jìn)行分區控制LED背光的狀態(tài)，有效降低了快門(mén)式3D圖像的串擾和重影問(wèn)題。

　　2. 3D格式自動(dòng)識別及轉換技術(shù)

　　無(wú)論藍光DVD、USB設備、還是網(wǎng)絡(luò )點(diǎn)播3D視頻，其格式一般為side-by-side、Top and bottom、Line alternating、Frame sequential、Field alternating、2D+depth、或Frame packing等。3D電視系統能夠自動(dòng)識別接收的3D視頻信號格式，并自動(dòng)轉換成行交錯或幀系列格式輸出。

　　3. 2D到3D、3D到2D信號轉換技術(shù)

　　3D電視系統通過(guò)對2D視頻信號的運動(dòng)視差、色彩、紋理、光影等信息，估算出每個(gè)像素點(diǎn)的深度信息并形成深度圖，根據深度圖中各個(gè)像素點(diǎn)的深度信息，重新繪制具有深度信息的像素點(diǎn)來(lái)形成立體圖像，實(shí)現2D轉3D。

　　在3D轉2D中，3D電視系統僅僅獲取左眼或右眼圖像信息，并進(jìn)行動(dòng)態(tài)估算和插值，形成完整的2D圖像，實(shí)現2D轉3D。

　　4. 景深調節技術(shù)

　　不合理的3D顯示將嚴重影響3D顯示效果以及影響人們的身心健康，例如3D顯示太過(guò)強烈將對人的眼睛尤其是對兒童的眼睛造成傷害，3D顯示太過(guò)輕微則立體感不明顯。一般來(lái)說(shuō)景深越大3D顯示越強烈，而景深越小3D顯示越輕微。3D電視系統按照用戶(hù)實(shí)際觀(guān)看距離、影片類(lèi)型、視覺(jué)感受要求等情況，并依據3D視頻內容的色彩、運動(dòng)速度等信息來(lái)動(dòng)態(tài)調整景深，實(shí)現改變3D電視的3D顯示效果，為電視用戶(hù)提供舒適的3D體驗。

5 應用情況

　　目前采用該系統的多個(gè)偏光式3D電視產(chǎn)品和多個(gè)快門(mén)式3D電視產(chǎn)品已經(jīng)量產(chǎn)上市，涵蓋32英寸至65英寸，其中偏光式3D電視產(chǎn)品包括E83、E750等系列，快門(mén)式3D電視產(chǎn)品包括E65、E70等系列，市場(chǎng)銷(xiāo)售規模達到百萬(wàn)臺。

6 結束語(yǔ)

　　本文提出一種基于高集成度TV SoC和嵌入式Linux操作系統的眼鏡式3D電視系統的設計，詳細闡述了其3D電視系統原理、硬件和軟件的實(shí)現、以及系統中的關(guān)鍵技術(shù)實(shí)現。系統可快速應用于偏光式和快門(mén)式3D電視產(chǎn)品，具有可擴展性和延續性，能夠帶給用戶(hù)良好的3D體驗，具有廣泛的應用價(jià)值。采用該系統的3D電視產(chǎn)品目前已經(jīng)大規模產(chǎn)業(yè)化應用，帶來(lái)了良好的社會(huì )經(jīng)濟效益。

參考文獻：
　　[1]王瓊華.3D顯示技術(shù)與器件[M].北京:科學(xué)出版社,2011
　　[2]中國投影網(wǎng).從3D顯示技術(shù)發(fā)展歷程及現狀看其走勢[EB/OL].(2012-02-03).http://www.ty360.com/2012/2/2012_1_47550_1.htm
　　[3]中國3D產(chǎn)業(yè)研究院.全球3D產(chǎn)業(yè)發(fā)展八大趨勢[J].中國新通訊,2011,13(10):100-103
　　[4]Javidi B,Okano F.Three-Dimensional Television,Video,and Display Technologies[M].New York,USA:Spring,2002
　　[5]張興,鄭成武,李寧.液晶材料與3D顯示[J].液晶與顯示,2012,27(4):448-455

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