2024年4月14日发(作者：牛康健)
基于多视点转换的裸眼3D技术研究
潘继水;陈雪芳;曾秀媚;叶李新
【摘 要】本项目通过选用5适点技术,经过测试,屏幕的分辨率到达理想效果,为3D
裸眼技术产业化发展提供了技术依据.%In this project,5 suitable point
technology is testing,the resolution of the screen reaches
the ideal result,which provides the technical basis for the industrialization
development of naked eye 3D technology.
【期刊名称】《电子测试》
【年(卷),期】2017(000)014
【总页数】2页(P21,20)
【关键词】3D显示技术;多视点转换;裸眼3D;FPGA设计
【作 者】潘继水;陈雪芳;曾秀媚;叶李新
【作者单位】东莞康佳电子有限公司,广东东莞,523685;东莞理工学院,广东东
莞,523808;东莞理工学院,广东东莞,523808;东莞理工学院,广东东莞,523808
【正文语种】中 文
多视点转换的裸眼3D技术[1]是指将目前的3D裸眼技术进行技术创新，使显示分
辨率、观看视角、画面纵深度和观看舒适度等方面都有良好体验。裸眼3D技术尽
管已经给观看者带来观赏3D的便捷性，但是在观赏3D技术时还是会出现一些问
题，如:因为3D画面的闪烁感太强，如果过长时间的观看，往往会出现一些不适
的症状，如头晕、头胀等。而且，观看者所在的位置必须正对屏幕，双眼也要与屏
幕保持水平。而多视点转换的裸眼3D技术将采用有源狭缝光栅裸眼3D超高清液
晶屏[2]，同时在一台高配计算机上，对视频图像数据进行多视点转换，其次，从
片源内容制作端开始，将画面的“深度数据”嵌入在图像数据中，液晶屏光栅施加
电压，让液晶屏显示3D图像，测试裸眼3D效果。
该技术采用有源狭缝光栅（Active Barrier）裸眼3D超高清液晶屏，光栅的形态
是一块液晶玻璃，位于显示屏最前面，具有2种状态，可相互切换。不施加电压
时，液晶玻璃是一块透明玻璃，应用于2D模式；给液晶玻璃施加电压时，液晶玻
璃形成一块狭缝光栅，影响图像光路，配合3D电子驱动而产生3D效果。为了解
决裸眼3D模式下画面亮度偏低的问题，LED背光源具有2种工作模式，3D模式
为满功率输出，2D模式为部分功率输出，即解决了3D模式下亮度偏低问题，也
确保了2D模式下的节能环保。
首先，在一台高配置计算机上，对视频文件的图像数据进行多视点转换，得到另一
个视频文件，然后，播放该视频文件，从计算机显卡HDMI输出4K@60Hz信号
给电视主板，主板驱动裸眼3D液晶屏显示图像，光栅要施加电压，测试裸眼3D
效果。如果效果不满足要求，适当修改多视点转换参数，直到测试3D效果满足要
求为止。
要进行实时多视点转换，画面的深度数据必不可少。为了不在局部上存在深度数据
失真，影响3D显示效果，本技术采用的是“杜比3D”格式的3D技术[4]，它允
许工作室保持其创意的完整性，通过整个链控制内容的意图。它也确保了一致的内
容交换的各个阶段的格式和图片质量。格式使用来自生产的可用元数据生成高质量
立体荧光观察的深度图。杜比3D最大化可用深度范围和智能维护导演的对象放置
在那里，确保正确的观众焦点。播放，杜比3D格式的解码工作用压缩深度图和嵌
入式元数据提供准确无眼镜3D显示器的预编码特征的绘制。从片源内容制作端开
始，将画面的“深度数据”嵌入在图像数据中，因深度数据的数据量不大，不会增
加信号带宽，与现有传输设备兼容。
其次，电路上需要“实时多视点”转换处理，本项目FPGA选用Altera公司生产
的5AGXFB3H6F35C6芯片。由双镜头照相机拍摄左右视察图像，其图像对应点
上视察大小与场景的深度信息密切相关，通过对相应点视察大小的计算，即根据不
同的基元，分为相位，特征，区域匹配的立体匹配运算，可以得到左右视察图像的
深度信息，形成该场景深度图像，利用深度图像与其中一幅视差图像，便可形成多
幅视差图像，最终实现多视点之间转换。
本技术电路系统由开关电源、电视主板、实时多视点转换电路（FPGA）、LVDS
转VByOne电路、帧率转换电路（FRC）、智能背光驱动电路、视障光栅控制电
路、液晶屏体等组成。开关电源给“电视主板”和“背光驱动电路”提供电源，经
选通控制后主板给其它电路板提供电源。视频信号按顺序“视频源→电视主板→实
时多视点转换→LVDS转VByOne电路→帧率转换电路→液晶屏体”传输。
4.1 集成的视频信号处理电路（TV SOC）
本电路支持各种目前常用的视频信号源，如AV、YPbPr、VGA、HDMI、USB及
网络视频源等，支持2D信号、3D信号及2D转3D功能。所有视频输入经本级
电路后，统一格式输出视频信号给下一级电路，输出信号格式为
1920x1080@120Hz（简写FHD@120Hz）.
4.2 实时多视点转换电路（FPGA）
本项目FPGA设计支持杜比3D格式信号，杜比3D格式信号，传输信号内嵌有画
面深度数据，本方案能提取这些深度数据，3D效果更完美。
4.3 帧率转换电路（FRC）
帧率转换电路是直接驱动液晶屏的电路，液晶屏要求的驱动信号是相对固定的，本
项目液晶屏要求3840x2160@120Hz（简写QFHD@120Hz）信号驱动，这样，
FRC电路接收前级视频信号，经过帧率转换、图像缩放、有时还包括运动补偿
（MEMC），输出QFHD@120Hz信号，驱动液晶屏显示图像。
4.4 LVDS转VByOne电路
随着图像信号分辨率、帧率的不断提高，芯片输出LVDS格式的视频信号所需引
脚越来越多，受芯片封装限制，引脚数不可能无限增加。
4.5 视频信号的处理
本方案电路上对视频信号[6]的处理，分为3级：第一级是电视主板，即TV SOC，
主芯片采用Mstar新一代Smart TV芯片MSD6A818A；第二级实时多视点转换
电路，即FPGA，实现两视点到多视点转换功能，多视点转换是实现裸眼3D的关
键技术之一；第三级，采用MST6M40[5]实现FRC即帧率转换功能.
整个软件系统主要由Android基本系统模块、4K2K系统模块组成。本项目软件
开发采用MSD6A818A平台，该方案除了实现基本Android4.2系统、KONKA
中间件架构、以及实现第三方应用。通过4通道的LVDS输出 FHD@120Hz的
2D信号，或FHD@120Hz Frame Sequence 3D信号，给FPGA电路，实现3D
模式下实时多视点转换功能，最终在4K屏上实现裸眼3D显示。
多视点转换的裸眼3D技术还没有正式投入到我们的生活中。在这个科技大发展的
时代背景下，为人们带来了更多便捷与舒适。
【相关文献】
[1]郭冠军.裸眼3D视频转换技术研究[D].电子科技大学,2013.
[2]芮明昭.多视点裸眼3D电视技术及其应用系统开发[D].厦门大学,2014.
2024年4月14日发(作者：牛康健)
基于多视点转换的裸眼3D技术研究
潘继水;陈雪芳;曾秀媚;叶李新
【摘 要】本项目通过选用5适点技术,经过测试,屏幕的分辨率到达理想效果,为3D
裸眼技术产业化发展提供了技术依据.%In this project,5 suitable point
technology is testing,the resolution of the screen reaches
the ideal result,which provides the technical basis for the industrialization
development of naked eye 3D technology.
【期刊名称】《电子测试》
【年(卷),期】2017(000)014
【总页数】2页(P21,20)
【关键词】3D显示技术;多视点转换;裸眼3D;FPGA设计
【作 者】潘继水;陈雪芳;曾秀媚;叶李新
【作者单位】东莞康佳电子有限公司,广东东莞,523685;东莞理工学院,广东东
莞,523808;东莞理工学院,广东东莞,523808;东莞理工学院,广东东莞,523808
【正文语种】中 文
多视点转换的裸眼3D技术[1]是指将目前的3D裸眼技术进行技术创新，使显示分
辨率、观看视角、画面纵深度和观看舒适度等方面都有良好体验。裸眼3D技术尽
管已经给观看者带来观赏3D的便捷性，但是在观赏3D技术时还是会出现一些问
题，如:因为3D画面的闪烁感太强，如果过长时间的观看，往往会出现一些不适
的症状，如头晕、头胀等。而且，观看者所在的位置必须正对屏幕，双眼也要与屏
幕保持水平。而多视点转换的裸眼3D技术将采用有源狭缝光栅裸眼3D超高清液
晶屏[2]，同时在一台高配计算机上，对视频图像数据进行多视点转换，其次，从
片源内容制作端开始，将画面的“深度数据”嵌入在图像数据中，液晶屏光栅施加
电压，让液晶屏显示3D图像，测试裸眼3D效果。
该技术采用有源狭缝光栅（Active Barrier）裸眼3D超高清液晶屏，光栅的形态
是一块液晶玻璃，位于显示屏最前面，具有2种状态，可相互切换。不施加电压
时，液晶玻璃是一块透明玻璃，应用于2D模式；给液晶玻璃施加电压时，液晶玻
璃形成一块狭缝光栅，影响图像光路，配合3D电子驱动而产生3D效果。为了解
决裸眼3D模式下画面亮度偏低的问题，LED背光源具有2种工作模式，3D模式
为满功率输出，2D模式为部分功率输出，即解决了3D模式下亮度偏低问题，也
确保了2D模式下的节能环保。
首先，在一台高配置计算机上，对视频文件的图像数据进行多视点转换，得到另一
个视频文件，然后，播放该视频文件，从计算机显卡HDMI输出4K@60Hz信号
给电视主板，主板驱动裸眼3D液晶屏显示图像，光栅要施加电压，测试裸眼3D
效果。如果效果不满足要求，适当修改多视点转换参数，直到测试3D效果满足要
求为止。
要进行实时多视点转换，画面的深度数据必不可少。为了不在局部上存在深度数据
失真，影响3D显示效果，本技术采用的是“杜比3D”格式的3D技术[4]，它允
许工作室保持其创意的完整性，通过整个链控制内容的意图。它也确保了一致的内
容交换的各个阶段的格式和图片质量。格式使用来自生产的可用元数据生成高质量
立体荧光观察的深度图。杜比3D最大化可用深度范围和智能维护导演的对象放置
在那里，确保正确的观众焦点。播放，杜比3D格式的解码工作用压缩深度图和嵌
入式元数据提供准确无眼镜3D显示器的预编码特征的绘制。从片源内容制作端开
始，将画面的“深度数据”嵌入在图像数据中，因深度数据的数据量不大，不会增
加信号带宽，与现有传输设备兼容。
其次，电路上需要“实时多视点”转换处理，本项目FPGA选用Altera公司生产
的5AGXFB3H6F35C6芯片。由双镜头照相机拍摄左右视察图像，其图像对应点
上视察大小与场景的深度信息密切相关，通过对相应点视察大小的计算，即根据不
同的基元，分为相位，特征，区域匹配的立体匹配运算，可以得到左右视察图像的
深度信息，形成该场景深度图像，利用深度图像与其中一幅视差图像，便可形成多
幅视差图像，最终实现多视点之间转换。
本技术电路系统由开关电源、电视主板、实时多视点转换电路（FPGA）、LVDS
转VByOne电路、帧率转换电路（FRC）、智能背光驱动电路、视障光栅控制电
路、液晶屏体等组成。开关电源给“电视主板”和“背光驱动电路”提供电源，经
选通控制后主板给其它电路板提供电源。视频信号按顺序“视频源→电视主板→实
时多视点转换→LVDS转VByOne电路→帧率转换电路→液晶屏体”传输。
4.1 集成的视频信号处理电路（TV SOC）
本电路支持各种目前常用的视频信号源，如AV、YPbPr、VGA、HDMI、USB及
网络视频源等，支持2D信号、3D信号及2D转3D功能。所有视频输入经本级
电路后，统一格式输出视频信号给下一级电路，输出信号格式为
1920x1080@120Hz（简写FHD@120Hz）.
4.2 实时多视点转换电路（FPGA）
本项目FPGA设计支持杜比3D格式信号，杜比3D格式信号，传输信号内嵌有画
面深度数据，本方案能提取这些深度数据，3D效果更完美。
4.3 帧率转换电路（FRC）
帧率转换电路是直接驱动液晶屏的电路，液晶屏要求的驱动信号是相对固定的，本
项目液晶屏要求3840x2160@120Hz（简写QFHD@120Hz）信号驱动，这样，
FRC电路接收前级视频信号，经过帧率转换、图像缩放、有时还包括运动补偿
（MEMC），输出QFHD@120Hz信号，驱动液晶屏显示图像。
4.4 LVDS转VByOne电路
随着图像信号分辨率、帧率的不断提高，芯片输出LVDS格式的视频信号所需引
脚越来越多，受芯片封装限制，引脚数不可能无限增加。
4.5 视频信号的处理
本方案电路上对视频信号[6]的处理，分为3级：第一级是电视主板，即TV SOC，
主芯片采用Mstar新一代Smart TV芯片MSD6A818A；第二级实时多视点转换
电路，即FPGA，实现两视点到多视点转换功能，多视点转换是实现裸眼3D的关
键技术之一；第三级，采用MST6M40[5]实现FRC即帧率转换功能.
整个软件系统主要由Android基本系统模块、4K2K系统模块组成。本项目软件
开发采用MSD6A818A平台，该方案除了实现基本Android4.2系统、KONKA
中间件架构、以及实现第三方应用。通过4通道的LVDS输出 FHD@120Hz的
2D信号，或FHD@120Hz Frame Sequence 3D信号，给FPGA电路，实现3D
模式下实时多视点转换功能，最终在4K屏上实现裸眼3D显示。
多视点转换的裸眼3D技术还没有正式投入到我们的生活中。在这个科技大发展的
时代背景下，为人们带来了更多便捷与舒适。
【相关文献】
[1]郭冠军.裸眼3D视频转换技术研究[D].电子科技大学,2013.
[2]芮明昭.多视点裸眼3D电视技术及其应用系统开发[D].厦门大学,2014.