一種眼鏡式3D電視系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

3 軟件系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

　　眼鏡式3D電視系統(tǒng)的軟件框架邏輯圖如圖3所示。軟件系統(tǒng)基于嵌入式Linux操作系統(tǒng)，按照不同功能分為六個(gè)邏輯層，包括嵌入式硬件平臺(tái)層、系統(tǒng)引導(dǎo)和驅(qū)動(dòng)層、內(nèi)核管理層、中間件層、文件系統(tǒng)和API層、以及應(yīng)用程序?qū)印?/p>

　　嵌入式硬件平臺(tái)層基于TV SoC的CPU內(nèi)核，包括DDR、EMMC等，是軟件系統(tǒng)的最底層和整個(gè)軟件系統(tǒng)依賴的最基礎(chǔ)層。系統(tǒng)引導(dǎo)和驅(qū)動(dòng)層包括嵌入式Linux操作系統(tǒng)引導(dǎo)程序Bootloader、Linux系統(tǒng)底層驅(qū)動(dòng)、多媒體硬件驅(qū)動(dòng);Bootloader啟動(dòng)和引導(dǎo)軟件系統(tǒng)運(yùn)行;Linux系統(tǒng)底層驅(qū)動(dòng)和多媒體硬件驅(qū)動(dòng)是Linux內(nèi)核訪問(wèn)硬件的唯一接口，部分驅(qū)動(dòng)采用加載方式實(shí)現(xiàn)、例如攝像頭設(shè)備。內(nèi)核為L(zhǎng)inux2.6，內(nèi)核管理層包含內(nèi)核運(yùn)行所必須的進(jìn)程管理、內(nèi)存管理、文件系統(tǒng)管理、設(shè)備管理和內(nèi)核API等模塊。中間件層包括各種播放接口，如數(shù)字電視、瀏覽器，實(shí)現(xiàn)了各種接口統(tǒng)一。文件系統(tǒng)和API層中，文件系統(tǒng)負(fù)責(zé)文件在外部存儲(chǔ)器上的管理，提供存取、共享、保護(hù)等;而API則為系統(tǒng)運(yùn)行提供接口、以及為上層應(yīng)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(yīng)用程序接口。應(yīng)用程序?qū)邮擒浖到y(tǒng)的最頂層，是人機(jī)交互的窗口、如UI界面;也是用戶編寫(xiě)應(yīng)用程序的窗口，可方便集成各種特色應(yīng)用功能，如音樂(lè)相冊(cè)、下載搜索、網(wǎng)絡(luò)鄰居等。

4 關(guān)鍵技術(shù)實(shí)現(xiàn)

　　1. 偏光和快門(mén)3D共平臺(tái)技術(shù)

　　3D電視系統(tǒng)通過(guò)軟件設(shè)置使LVDS輸出行交錯(cuò)格式的3D RGB信號(hào)驅(qū)動(dòng)偏光3D屏，讓左右眼圖像以行交錯(cuò)的形式輸出在液晶屏上，其中奇數(shù)行像素顯示左(右)眼圖像，偶數(shù)行則顯示右(左)眼圖像;用戶佩戴偏光眼鏡實(shí)現(xiàn)左右眼圖像分離，呈現(xiàn)3D顯示。而通過(guò)軟件設(shè)置使LVDS輸出幀系列格式的3D RGB信號(hào)驅(qū)動(dòng)快門(mén)3D屏，讓左右眼圖像以連續(xù)幀的形式輸出在液晶屏上，其中奇數(shù)幀顯示左(右)眼圖像，偶數(shù)幀則顯示右(左)眼圖像，并通過(guò)紅外信號(hào)IR發(fā)送幀同步信號(hào)Sync，用戶佩戴快門(mén)眼鏡實(shí)現(xiàn)左右眼圖像分離，呈現(xiàn)3D顯示。

　　同時(shí)，系統(tǒng)對(duì)3D圖像信號(hào)先進(jìn)行插值平滑處理后、再進(jìn)行了邊界增強(qiáng)處理，有效解決了偏光式3D圖像隔行出現(xiàn)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(yīng)時(shí)間、并進(jìn)行分區(qū)控制LED背光的狀態(tài)，有效降低了快門(mén)式3D圖像的串?dāng)_和重影問(wèn)題。

　　2. 3D格式自動(dòng)識(shí)別及轉(zhuǎn)換技術(shù)

　　無(wú)論藍(lán)光DVD、USB設(shè)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(tǒng)能夠自動(dòng)識(shí)別接收的3D視頻信號(hào)格式，并自動(dòng)轉(zhuǎn)換成行交錯(cuò)或幀系列格式輸出。

　　3. 2D到3D、3D到2D信號(hào)轉(zhuǎn)換技術(shù)

　　3D電視系統(tǒng)通過(guò)對(duì)2D視頻信號(hào)的運(yùn)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(jù)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(xiàn)2D轉(zhuǎn)3D。

　　在3D轉(zhuǎn)2D中，3D電視系統(tǒng)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(xiàn)2D轉(zhuǎn)3D。

　　4. 景深調(diào)節(jié)技術(shù)

　　不合理的3D顯示將嚴(yán)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(qiáng)烈將對(duì)人的眼睛尤其是對(duì)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(qiáng)烈，而景深越小3D顯示越輕微。3D電視系統(tǒng)按照用戶實(shí)際觀看距離、影片類(lèi)型、視覺(jué)感受要求等情況，并依據(jù)3D視頻內(nèi)容的色彩、運(yùn)動(dòng)速度等信息來(lái)動(dòng)態(tài)調(diào)整景深，實(shí)現(xiàn)改變3D電視的3D顯示效果，為電視用戶提供舒適的3D體驗(yàn)。

5 應(yīng)用情況

　　目前采用該系統(tǒng)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(guī)模達(dá)到百萬(wàn)臺(tái)。

6 結(jié)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(tǒng)的眼鏡式3D電視系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，詳細(xì)闡述了其3D電視系統(tǒng)原理、硬件和軟件的實(shí)現(xiàn)、以及系統(tǒng)中的關(guān)鍵技術(shù)實(shí)現(xiàn)。系統(tǒng)可快速應(yīng)用于偏光式和快門(mén)式3D電視產(chǎn)品，具有可擴(kuò)展性和延續(xù)性，能夠帶給用戶良好的3D體驗(yàn)，具有廣泛的應(yīng)用價(jià)值。采用該系統(tǒng)的3D電視產(chǎn)品目前已經(jīng)大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用，帶來(lái)了良好的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。

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