CN104883598A - 一种画面显示设备以及一种显示画面调整方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种画面显示设备以及一种显示画面调整方法：当确定用户需要进行显示画面调整、通过控制器发出调整信号时，根据所述信号确定出控制器的位置，并根据控制器的位置进一步确定出用户视点的位置；基于用户视点的位置，将显示画面旋转至正对用户视点。应用本发明所述方案，能够提高显示画面的显示效果。

Description

一种画面显示设备以及一种显示画面调整方法
技术领域
本发明涉及画面处理技术，特别涉及一种画面显示设备以及一种显示画面调整方法。
背景技术
目前，对于画面显示设备来说，其显示画面所在平面和显示屏(物理屏幕)所在平面是重合的，当用户不在画面显示设备的正前方时，如果希望能够看到和在正前方时一样的画面效果，通常只能采取调整显示屏朝向的方式。
但以电视为例，很多家庭都是将其挂在墙上的，无法调整朝向，因此上述方式并不适用，从而降低了显示画面的显示效果。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种画面显示设备以及一种显示画面调整方法，能够提高显示画面的显示效果。
为了达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种画面显示设备，包括：显示屏和信号处理器；
所述信号处理器，用于当确定用户需要进行显示画面调整、通过控制器发出调整信号时，根据所述信号确定出所述控制器的位置，并根据所述控制器的位置进一步确定出用户视点的位置，基于所述用户视点的位置，将所述显示画面旋转至正对用户视点。
一种显示画面调整方法，包括：
当确定用户需要进行显示画面调整、通过控制器发出调整信号时，根据所述信号确定出所述控制器的位置，并根据所述控制器的位置进一步确定出用户视点的位置；
基于所述用户视点的位置，将所述显示画面旋转至正对用户视点。
可见，采用本发明所述方案，可以在不改变显示屏朝向的前提下，通过调整显示画面的朝向，使得显示画面正对用户视点，从而提高了显示画面的显示效果，而且，本发明所述方案实现起来简单方便，从而便于进行普及和推广。
附图说明
图1为本发明所述画面显示设备实施例的组成结构示意图。
图2为本发明所述声波接收器1、声波接收器2和声波接收器3构成的多边形示意图。
图3为本发明所述球体2、球体3和圆形4的示意图。
图4为本发明所述球体1、圆形4以及控制器的位置示意图。
图5为本发明所述锥体的示意图。
图6为本发明所述三维坐标系的示意图。
图7为本发明所述垂直距离的示意图。
图8为本发明所述位置补偿方式的示意图。
图9为本发明所述显示画面的旋转方式示意图。
图10为本发明所述显示画面调整方法实施例的流程图。
具体实施方式
为了使本发明的技术方案更加清楚、明白，以下参照附图并举实施例，对本发明所述方案作进一步地详细说明。
图1为本发明所述画面显示设备实施例的组成结构示意图，如图1所示，包括：显示屏和信号处理器。
信号处理器，用于当确定用户需要进行显示画面调整、通过控制器发出调整信号时，根据所述信号确定出控制器的位置，并根据控制器的位置进一步确定出用户视点的位置，基于用户视点的位置，将显示画面旋转至正对用户视点。
另外，如图1所示，所述画面显示设备中还可进一步包括：声波接收器和相机模块，声波接收器和相机模块均可与信号处理器进行信息交互，相互配合以实现本发明所述方案，以下分别进行介绍。
一)声波接收器
声波接收器的个数至少为三个，均需要部署在显示屏所在平面内，且各声波接收器的位置构成一个包含显示屏中心点的形状规则或不规则的多边形。
每个声波接收器，用于接收当用户需要进行显示画面调整时、通过控制器(或称为遥控器)发出的声波形式的调整信号，并转换成数字信号后发送给信号处理器，如何进行转换为现有技术。
信号处理器可针对每个声波接收器，分别根据接收自该声波接收器的信号确定出该声波接收器与控制器之间的绝对距离，并根据各声波接收器的位置以及各绝对距离确定出控制器的位置，如何确定出绝对距离同样为现有技术。
较佳地，声波接收器的个数可为三个，如图1所示，可包括：部署在显示屏的外框上沿中间位置的声波接收器1、部署在显示屏的外框左下角的声波接收器2和部署在显示屏的外框右下角的声波接收器3。本发明所述方案中，可认为显示屏的外框和显示屏处于同一平面内，由于两者之间的高度差异很小，故可忽略。图2为本发明所述声波接收器1、声波接收器2和声波接收器3构成的多边形示意图，可以看出，该多边形为一个等腰三角形。
相应地，信号处理器根据三个声波接收器的位置以及三个绝对距离确定出控制器的位置的方式可如下步骤A～B所示。
A、以声波接收器2的位置为球心，以声波接收器2与控制器之间的绝对距离2为半径，构建出一个球体2，以声波接收器3的位置为球心，以声波接收器3与控制器之间的绝对距离3为半径，构建出一个球体3，确定出球体2和球体3的相交部分圆形4。
图3为本发明所述球体2、球体3和圆形4的示意图，可以看出，图3为正对用户的正面视图，球体2和球体3的相交部分是一个圆形，即圆形4。
B、以声波接收器1的位置为球心，以声波接收器1与控制器之间的绝对距离1为半径，构建出一个球体1，确定出球体1和圆形4的两个相交点，将位于显示屏正面的相交点的位置确定为控制器的位置。
图4为本发明所述球体1、圆形4以及控制器的位置示意图，可以看出，图4为侧对用户的侧面视图，在此侧面视图中，声波接收器2和声波接收器3相重合，重合点即为圆形4的圆心，球体1和圆形4的相交部分为两个点，一个点位于显示屏正面，一个点位于显示屏背面，位于显示屏正面的点即为控制器的位置。
以三个声波接收器构成的多边形为底面，以控制器的位置为顶点，可构建出一个锥体，如图5所示，图5为本发明所述锥体的示意图，将该锥体的底面中心点即显示屏中心点与顶点相连接，可得到一个线条，如果以显示屏中心点为坐标原点，以显示屏所在平面为x轴和y轴所在平面，那么可构建出一个三维坐标系，如图6所示，图6为本发明所述三维坐标系的示意图，在该三维坐标系中，上述线条对应的矢量即可表达出控制器的位置，即控制器相对于显示屏中心点的距离和角度。
需要说明的是，以上仅以三个声波接收器为例进行说明，本领域技术人员可知，如果大于三个，比如四个，分别部署在显示屏外框的四个角，也是完全可以的，另外，三个声波接收器的位置也不局限于图1所示，可根据实际需要灵活设置。
二)相机模块
由于人眼的位置和控制器的位置存在一定的差异，因此，在依据前述介绍确定出控制器的位置之后，还需要进一步确定出人眼的位置，即用户视点的位置，此时则需要用到相机模块。
相机模块同样可部署在显示屏所在平面内，较佳地，如图1所示，可部署在显示屏的外框上沿中间位置。
相应地，信号处理器可进一步用于，以图2所示多边形为底面，以控制器的位置为顶点，构建出一个锥体，通过该锥体确定出显示屏中心点到与显示屏相平行的控制器所在平面的垂直距离，并将该垂直距离发送给相机模块，图7为本发明所述垂直距离的示意图，如何根据构建出的锥体确定出该垂直距离为现有技术。
相机模块，用于进行焦距调整，使得镜头与拍摄平面的距离与该垂直距离相等，并进行位置补偿，使得拍摄到的图像的中心点对应于显示屏中心点，根据调整和补偿结果进行图像拍摄，对拍摄到的图像进行图像识别，确定出用户视点的位置，并将用户视点的位置发送给信号处理器。
图8为本发明所述位置补偿方式的示意图(假设相机模块部署在显示屏的外框上沿中间位置)，具体实现为现有技术。通过焦距调整和位置补偿等处理，可使得拍摄到的图像与控制器所在平面相重合。
对拍摄到的图像进行图像识别，以确定出用户视点的位置，即指在拍摄到的图像中进行人眼识别，并可将识别到的任意一只人眼中的任意一点的位置确定为用户视点的位置，如何进行人眼识别同样为现有技术。
另外，如果盲目地在拍摄到的整幅图像中进行人眼识别，会需要较大的工作量，而之前已经获取到了控制器的位置，控制器的位置和用户视点的位置通常距离比较近，因此可采用以下方式来降低工作量：信号处理器将控制器的位置发送给相机模块，相机模块从拍摄到的图像中控制器的位置开始，采用逐步扩大范围的方式确定出用户视点的位置，即用户视点相对于显示屏中心点的距离和角度。
三)显示画面旋转
在确定出用户视点的位置之后，信号处理器即可基于用户视点的位置，将显示画面旋转至正对用户视点，具体实现可如下所示：
以显示屏中心点为坐标原点，以显示屏所在平面为x轴和y轴所在平面，构建三维坐标系，并将用户视点的位置与坐标原点之间的向量作为旋转后的显示画面所在三维坐标系的z轴，确定出所述z轴与显示屏所在三维坐标系的x轴之间的角度，按照确定出的角度沿显示屏所在三维坐标系的x轴旋转显示画面，确定出所述z轴与显示屏所在三维坐标系的y轴之间的角度，按照确定出的角度沿显示屏所在三维坐标系的y轴旋转显示画面。
图9为本发明所述显示画面的旋转方式示意图。
需要说明的是，在实际应用中，本发明所述画面显示设备中除了包括图1中所示的组成部分外，通常还会进一步包括一些其它组成部分，由于与本发明所述方案无直接关系，故不作介绍。
基于上述介绍，本发明同时公开了一种显示画面调整方法。
图10为本发明所述显示画面调整方法实施例的流程图，如图10所示，包括以下步骤101～102。
步骤101：当确定用户需要进行显示画面调整、通过控制器发出调整信号时，根据所述信号确定出控制器的位置，并根据控制器的位置进一步确定出用户视点的位置。
为实现本发明所述方案，需要预先在显示屏所在平面内部署至少三个声波接收器，且各声波接收器的位置构成一个包含显示屏中心点的形状规则或不规则的多边形。
相应地，根据所述信号确定出控制器的位置的方式可为：根据每个声波接收器接收到的声波形式的调整信号，分别确定出该声波接收器与控制器之间的绝对距离，并根据各声波接收器的位置以及各绝对距离确定出控制器的位置。
较佳地，当声波接收器的个数为三个时，即包括：部署在显示屏的外框上沿中间位置的声波接收器1、部署在显示屏的外框左下角的声波接收器2和部署在显示屏的外框右下角的声波接收器3，根据各声波接收器的位置以及各绝对距离确定出控制器的位置的方式可为：以声波接收器2的位置为球心，以声波接收器2与控制器之间的绝对距离2为半径，构建出一个球体2，以声波接收器3的位置为球心，以声波接收器3与控制器之间的绝对距离3为半径，构建出一个球体3，确定出球体2和球体3的相交部分圆形4，以声波接收器1的位置为球心，以声波接收器1与控制器之间的绝对距离1为半径，构建出一个球体1，确定出球体1和圆形4的两个相交点，将位于显示屏正面的相交点的位置确定为控制器的位置。
另外，根据控制器的位置进一步确定出用户视点的位置的方式可为：以所述多边形为底面，以控制器的位置为顶点，构建出一个锥体，通过该锥体确定出显示屏中心点到与显示屏相平行的控制器所在平面的垂直距离；按照镜头与拍摄平面的距离与该垂直距离相等、且拍摄到的图像的中心点对应于显示屏中心点的原则，进行图像拍摄，对拍摄到的图像进行图像识别，确定出用户视点的位置。
较佳地，在对拍摄到的图像进行图像识别时，可从拍摄到的图像中控制器的位置开始，采用逐步扩大范围的方式确定出用户视点的位置。
步骤102：基于用户视点的位置，将显示画面旋转至正对用户视点。
本步骤中，可以显示屏中心点为坐标原点，以显示屏所在平面为x轴和y轴所在平面，构建三维坐标系，并将用户视点的位置与坐标原点之间的向量作为旋转后的显示画面所在三维坐标系的z轴，确定出z轴与显示屏所在三维坐标系的x轴之间的角度，按照确定出的角度沿显示屏所在三维坐标系的x轴旋转显示画面，确定出z轴与显示屏所在三维坐标系的y轴之间的角度，按照确定出的角度沿显示屏所在三维坐标系的y轴旋转显示画面。
上述方法实施例的具体实现请参照前述设备实施例中的相应说明，此处不再赘述。
总之，采用本发明所述方案，可以在不改变显示屏朝向的前提下，通过调整显示画面的朝向，使得显示画面正对用户视点，从而提高了显示画面的显示效果，而且，本发明所述方案实现起来简单方便，从而便于进行普及和推广。
综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (12)

1.一种画面显示设备，其特征在于，包括：显示屏和信号处理器；
所述信号处理器，用于当确定用户需要进行显示画面调整、通过控制器发出调整信号时，根据所述信号确定出所述控制器的位置，并根据所述控制器的位置进一步确定出用户视点的位置，基于所述用户视点的位置，将所述显示画面旋转至正对用户视点。
2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，
所述设备中进一步包括：声波接收器；
所述声波接收器的个数至少为三个，均部署在所述显示屏所在平面内，且各声波接收器的位置构成一个包含所述显示屏中心点的形状规则或不规则的多边形；
每个声波接收器，用于接收当用户需要进行显示画面调整时、通过控制器发出的声波形式的调整信号，并转换成数字信号后发送给所述信号处理器；
所述信号处理器分别根据接收自每个声波接收器的信号确定出该声波接收器与所述控制器之间的绝对距离，并根据各声波接收器的位置以及各绝对距离确定出所述控制器的位置。
3.根据权利要求2所述的设备，其特征在于，
当所述声波接收器的个数为三个时，包括：部署在所述显示屏的外框上沿中间位置的声波接收器1、部署在所述显示屏的外框左下角的声波接收器2和部署在所述显示屏的外框右下角的声波接收器3；
所述信号处理器以所述声波接收器2的位置为球心，以所述声波接收器2与所述控制器之间的绝对距离2为半径，构建出一个球体2，以所述声波接收器3的位置为球心，以所述声波接收器3与所述控制器之间的绝对距离3为半径，构建出一个球体3，确定出所述球体2和所述球体3的相交部分圆形4，以所述声波接收器1的位置为球心，以所述声波接收器1与所述控制器之间的绝对距离1为半径，构建出一个球体1，确定出所述球体1和所述圆形4的两个相交点，将位于所述显示屏正面的相交点的位置确定为所述控制器的位置。
4.根据权利要求2所述的设备，其特征在于，
所述设备中进一步包括：相机模块，部署在所述显示屏所在平面内；
所述信号处理器进一步用于，以所述多边形为底面，以所述控制器的位置为顶点，构建出一个锥体，通过所述锥体确定出所述显示屏中心点到与所述显示屏相平行的所述控制器所在平面的垂直距离，并将所述垂直距离发送给所述相机模块；
所述相机模块，用于进行焦距调整，使得镜头与拍摄平面的距离与所述垂直距离相等，并进行位置补偿，使得拍摄到的图像的中心点对应于所述显示屏中心点，根据调整和补偿结果进行图像拍摄，对拍摄到的图像进行图像识别，确定出所述用户视点的位置，并将所述用户视点的位置发送给所述信号处理器。
5.根据权利要求4所述的设备，其特征在于，
所述信号处理器进一步用于，将所述控制器的位置发送给所述相机模块；
所述相机模块进一步用于，从拍摄到的图像中所述控制器的位置开始，采用逐步扩大范围的方式确定出所述用户视点的位置。
6.根据权利要求1～5中任一项所述的设备，其特征在于，
所述信号处理器以所述显示屏中心点为坐标原点，以所述显示屏所在平面为x轴和y轴所在平面，构建三维坐标系，并将所述用户视点的位置与所述坐标原点之间的向量作为旋转后的显示画面所在三维坐标系的z轴，确定出所述z轴与所述显示屏所在三维坐标系的x轴之间的角度，按照确定出的角度沿所述显示屏所在三维坐标系的x轴旋转所述显示画面，确定出所述z轴与所述显示屏所在三维坐标系的y轴之间的角度，按照确定出的角度沿所述显示屏所在三维坐标系的y轴旋转所述显示画面。
7.一种显示画面调整方法，其特征在于，包括：
当确定用户需要进行显示画面调整、通过控制器发出调整信号时，根据所述信号确定出所述控制器的位置，并根据所述控制器的位置进一步确定出用户视点的位置；
基于所述用户视点的位置，将所述显示画面旋转至正对用户视点。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，
该方法进一步包括：预先在所述显示屏所在平面内部署至少三个声波接收器，且各声波接收器的位置构成一个包含所述显示屏中心点的形状规则或不规则的多边形；
所述根据所述信号确定出所述控制器的位置包括：
根据每个声波接收器接收到的声波形式的调整信号，分别确定出该声波接收器与所述控制器之间的绝对距离，并根据各声波接收器的位置以及各绝对距离确定出所述控制器的位置。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，
当所述声波接收器的个数为三个时，包括：部署在所述显示屏的外框上沿中间位置的声波接收器1、部署在所述显示屏的外框左下角的声波接收器2和部署在所述显示屏的外框右下角的声波接收器3；
所述根据各声波接收器的位置以及各绝对距离确定出所述控制器的位置包括：
以所述声波接收器2的位置为球心，以所述声波接收器2与所述控制器之间的绝对距离2为半径，构建出一个球体2，以所述声波接收器3的位置为球心，以所述声波接收器3与所述控制器之间的绝对距离3为半径，构建出一个球体3，确定出所述球体2和所述球体3的相交部分圆形4，以所述声波接收器1的位置为球心，以所述声波接收器1与所述控制器之间的绝对距离1为半径，构建出一个球体1，确定出所述球体1和所述圆形4的两个相交点，将位于所述显示屏正面的相交点的位置确定为所述控制器的位置。
10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，
所述根据所述控制器的位置进一步确定出用户视点的位置包括：
以所述多边形为底面，以所述控制器的位置为顶点，构建出一个锥体，通过所述锥体确定出所述显示屏中心点到与所述显示屏相平行的所述控制器所在平面的垂直距离；
按照镜头与拍摄平面的距离与所述垂直距离相等、且拍摄到的图像的中心点对应于所述显示屏中心点的原则，进行图像拍摄，对拍摄到的图像进行图像识别，确定出所述用户视点的位置。
11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，
所述对拍摄到的图像进行图像识别，确定出所述用户视点的位置包括：
从拍摄到的图像中所述控制器的位置开始，采用逐步扩大范围的方式确定出所述用户视点的位置。
12.根据权利要求7～11中任一项所述的方法，其特征在于，
所述基于所述用户视点的位置，将所述显示画面旋转至正对用户视点包括：
以所述显示屏中心点为坐标原点，以所述显示屏所在平面为x轴和y轴所在平面，构建三维坐标系，并将所述用户视点的位置与所述坐标原点之间的向量作为旋转后的显示画面所在三维坐标系的z轴，确定出所述z轴与所述显示屏所在三维坐标系的x轴之间的角度，按照确定出的角度沿所述显示屏所在三维坐标系的x轴旋转所述显示画面，确定出所述z轴与所述显示屏所在三维坐标系的y轴之间的角度，按照确定出的角度沿所述显示屏所在三维坐标系的y轴旋转所述显示画面。
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