基于AVR单片机的自由立体显示背光控制系统.pdf

2011年12月1日
现代电子技术
Dec.2011
第34卷第23期
Modern Electronics Technique
Vol 34 No 23
基于AVR单片机的自由立体显示背光控制系统
张瑞雪',王元庆1,张兆扬2
(1.南京大学电子科学与工程学院,江苏南京210093;2.上海大学通信与信息工程学院,上海200072)
摘要:为实现立体显示,设计并实现了基于单片机的LED背光控制系统。系统采用单片机 Atmega128为控制处理
器,加以外围电路,利用RS232接ロ实現与PC机人眼跟踪模块的实时通信。同时,克分利用下位机资源,在单片机上实现
Kalman滤波,提高人眼定位精度,并利用 Kalman预测,将跟踪速率提高一倍,有效减轻了显示器的闪烁现象。
关键词:自由立体显示;LED; Atmega128;RS232; Kalman滤波
中图分类号:TN873-34
文献标识码:A
文章编号:1004-373X(2011)23-0149-03
Control System of Auto-stereoscopic Display Backlight Based on AVR
ZHANG Rui-xue, WANG Yuan-qing, ZHANG Zhao-yang?
1. School of Electronic Science and Engineering, Nanjing University, Nanjing 210093, China
2. School of Communication and Information Engineering. Shanghai University, Shanghai 200072, China
Abstract: To achieve auto-stereoscopic display, a LED backlight control system based on MCU was designed. The sys
tem used Atmegal28 as system control, together with other circuits, and adopted RS 232 interface to achieve real-time com
munication with the eye-detect module running on PC. Meanwhile, Kalman filter algorithm was implemented on MCU for im-
proving the positioning accuracy of human eyes, the tracking rate was improved to lighten the flicker of displayers
Keywords: auto-stereoscopic display; LED; Atmega128; RS 232; Kalman filter
0引宫
递推形式在时域内滤波,数据存储量小,预测精度高,适
用于对多维随机过程进行估计,这个估计可以是对当
人眼视觉是立体的,立体的视党带给人类的不仅仅前目标位置的估计(滤波),也可以是对于将来位置的估
是可以判断观看对象的空间状态,它和颜色一起,使这计(预测)。常用于从一组有限的,包含噪声的,对物体
个世界更加丰富多彩、変化万千口。2010年伊始,随着位置的观察序列中得到关于物体位置的好的估计。在
立体电影《阿凡达》的热映,在世界各地掀起了一股3D自由立体显示系统中,单片机在进行电路控制的同时还
的热潮,3D技术成为各界关注的焦点。三菱、素尼、对人眼位置信息进行 Kalman滤波和预测。
LG、三星等各大显示器厂商相继推出自己的立体电视,
系统的工作原理及总体方案设计
并寄希望于立体电视市场的开发。
立体显示技术经历了多年的发展,无论在显示质1.1立体显示的实现原理
量,还是实现方法上都有了很大的进步,自由立体显示
视差立体的实现原理是将一对立体图像分别送人
由于不需要佩戴任何辅助工具,因此正在成为立体显示
人的左右眼睛,经过大脑融合后就可以产生立体效果。
发展的方向。其中,以LCD为基础,基于视差的立根据这一原理,设计了一款立体显示器,17す寸LCD的
体显示技术由于技术成熟且实现工艺不复杂,成为最有奇数行和偶数行分别显示左右立体图像,光学部分利用
可能实现商业化的热门技术之一。基于AVR单片机非涅尔透镜控制光路的走向?垂直分光装置使位于不同
的自由立体显示系统正是在这一技术的基础上,利用絆垂直位置的两组LED背光源只能分别照亮LCD屏幕
殊的光学部件和LED照明阵列实现的。
的奇数行或偶数行,如图1所示。同时,两组光源的水
平位置也有差别,这样就为左右眼分别提供了只能看到
Kalman滤波是一种线性最小方差估计,算法采用
奇数行或偶数行的可视区域,如图2所示。当观察者在
屏幕前自由移动的时候,通过摄像头探测到人眼的位置
收稿日期:2011-05-16
甚金项目:国家自然科学基金重点项目资助(60832003);新型
信息,用单片机控制LED照明阵列在适当的地方点亮
显示技术及应用集成教育部重点实验室(上海大
保证始终提供正确的可视区域,实现自由立体显示1
学)资助(P200902)
万方数据