CN108111837A - 双目近眼显示的图像融合方法和装置 - Google Patents
双目近眼显示的图像融合方法和装置 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种双目近眼显示的图像融合方法和装置，涉及光学技术领域。包括：获取画面内容数据；获取画面内容数据相对应的视场控制信息；根据视场控制信息，确定左显示单元的第一画面内容数据和第一旋转角度，及右显示单元的第二画面内容数据和第二旋转角度；根据第一画面内容数据和第一旋转角度，及第二画面内容数据和第二旋转角度，控制左显示单元和右显示单元进行旋转和画面显示。本发明能够在近眼显示***中，动态调节视场角的大小，同时匹配动态的双目融像画面，实现较好的画面显示效果。
Description
技术领域
本发明涉及光学技术领域，特别涉及双目近眼显示的图像融合方法和装置。
背景技术
现有技术方案中，通过双目显示的画面拼接技术，可以用于双目显示的视场扩大。因为双目融像从应用上来讲主要针对立体显示效果，对于普通平面画面而言，只要单目显示就可以达成。所以现有技术方案把一部分画面用于双目融像，一部分画面用于单目显示，双眼显示内容部分重叠，从而依靠非重叠部分扩大视场。
现有技术仅能够以固定的视场来进行图像显示，无法根据画面显示内容的需要而调节视场大小。
发明内容
本发明实施例提供了一种双目近眼显示的图像融合方法和装置。旨在解决双目近眼显示装置无法调节视场大小的问题。为了对披露的实施例的一些方面有一个基本的理解，下面给出了简单的概括。该概括部分不是泛泛评述，也不是要确定关键/重要组成元素或描绘这些实施例的保护范围。其唯一目的是用简单的形式呈现一些概念，以此作为后面的详细说明的序言。
根据本发明实施例的第一方面，提供了一种双目近眼显示的图像融合方法，包括：
获取画面内容数据；
获取画面内容数据相对应的视场控制信息；
根据视场控制信息，确定左显示单元的第一画面内容数据和第一旋转角度，及右显示单元的第二画面内容数据和第二旋转角度；
根据第一画面内容数据和第一旋转角度，及第二画面内容数据和第二旋转角度，控制左显示单元和右显示单元进行旋转和画面显示。
可选的，第一画面内容数据包括左画面内容数据和重叠画面内容数据，第二画面内容数据包括右画面内容数据和重叠画面内容数据。
可选的，当左画面显示宽度与右画面显示宽度相同时，视场控制信息包括画面拼接参数P，P为左画面显示宽度与重叠画面显示宽度的比值；
根据视场控制信息，确定第一旋转角度θL和第二旋转角度θR包括：
其中，Fw为视场角。
可选的，视场控制信息还包括画面偏转参数η，η表征重叠画面中心与视线中心的偏转角度；
根据视场控制信息，确定第一旋转角度θL和第二旋转角度θR包括：
其中，记重叠画面中心相对视线中心向左偏转时η为正值。
可选的，视场控制信息还包括调节时间t；
根据第一旋转角度，及第二旋转角度，控制左显示单元和右显示单元进行旋转包括：
控制左显示单元在调节时间t内匀速旋转到第一旋转角度，及控制右显示单元在调节时间t内匀速旋转到第二旋转角度。
根据本发明实施例的第二方面，提供了一种双目近眼显示的图像融合装置，包括：
接收器，用于获取画面内容数据，和获取画面内容数据相对应的视场控制信息；
处理器，用于根据接收器接收的视场控制信息，确定左显示器的第一画面内容数据和第一旋转角度，及右显示器的第二画面内容数据和第二旋转角度；
左显示器，用于旋转到处理器确定的第一旋转角度，并显示第一画面内容数据；
右显示器，用于旋转到处理器确定的第二旋转角度，并显示第二画面内容数据。
可选的，左显示器，还用于显示左画面内容数据和重叠画面内容数据；
右显示器，还用于显示右画面内容数据和重叠画面内容数据。
可选的，当左画面显示宽度与右画面显示宽度相同时，接收器接收的视场控制信息包括画面拼接参数P，P为左画面显示宽度与重叠画面显示宽度的比值；
处理器还用于，确定第一旋转角度θL和第二旋转角度θR：
其中，Fw为视场角。
可选的，接收器接收的视场控制信息还包括画面偏转参数η，η表征重叠画面中心与视线中心的偏转角度；
处理器还用于，确定第一旋转角度θL和第二旋转角度θR：
其中，记重叠画面中心相对视线中心向左偏转时η为正值。
可选的，接收器接收的视场控制信息还包括调节时间t；
左显示器还用于，在调节时间t内匀速旋转到第一旋转角度；
右显示器还用于，在调节时间t内匀速旋转到第二旋转角度。
本发明实施例公开的技术方案，能够在近眼显示***，尤其是增强现实显示***中，动态调节视场角的大小，同时匹配动态的双目融像画面，实现较好的画面显示效果。
应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本发明。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。
图1是本发明实施例公开的一种双目近眼显示的图像融合方法的流程图；
图2是本发明实施例公开的一种显示画面的示意图；
图3是本发明实施例公开的另一种显示画面的示意图；
图4是本发明实施例公开的另一种显示画面的示意图；
图5是本发明实施例公开的另一种显示画面的示意图。
图6是本发明实施例公开的另一种显示画面的示意图；
图7是本发明实施例公开的一种双目近眼显示的图像融合装置的示意图。
具体实施方式
以下描述和附图充分地示出本发明的具体实施方案，以使本领域的技术人员能够实践它们。实施例仅代表可能的变化。除非明确要求，否则单独的部件和功能是可选的，并且操作的顺序可以变化。一些实施方案的部分和特征可以被包括在或替换其他实施方案的部分和特征。本发明的实施方案的范围包括权利要求书的整个范围，以及权利要求书的所有可获得的等同物。在本文中，各实施方案可以被单独地或总地用术语“发明”来表示，这仅仅是为了方便，并且如果事实上公开了超过一个的发明，不是要自动地限制该应用的范围为任何单个发明或发明构思。本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用于将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素。本文中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的结构、产品等而言，由于其与实施例公开的部分相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
本发明实施例公开了一种双目近眼显示的图像融合方法，如图1所示，包括：
S101、获取画面内容数据；
S102、获取画面内容数据相对应的视场控制信息；
S103、根据视场控制信息，确定左显示单元的第一画面内容数据和第一旋转角度，及右显示单元的第二画面内容数据和第二旋转角度；
S104、根据第一画面内容数据和第一旋转角度，及第二画面内容数据和第二旋转角度，控制左显示单元和右显示单元进行旋转和画面显示。
在S102中，画面内容数据相对应的视场控制信息，可以与画面内容数据同时获取，也可以分别获取。当同时获取时，视场控制信息可以是在画面内容数据制作完成的同时即一同确定，以便在后期能够同时获取画面内容数据和视场控制信息，当分别获取时，视场控制信息可以是根据对画面内容数据的分析，经过预设的算法自动确定，也可以是使用者在具体使用过程中自由设置，算法确定，人为设置或其他获取视场控制信息的方法，本发明并不限定。
在S103中，示例性的，将双眼视线平行目视前方时，看到的位置定义为视线中心，为方面描述，定义左显示单元和右显示单元的水平像素为W，垂直像素为H，水平方向视场角为FW，垂直方向视场角为FH，画面拼接参数为P，画面偏转参数为η，其中：
左显示单元显示的图像为第一画面内容数据，包括左画面内容数据和重叠画面内容数据，右显示单元显示的图像为第二画面内容数据，包括右画面内容数据和重叠画面内容数据。重叠画面内容数据为左显示单元和右显示单元共同显示的部分画面，左画面内容数据为左显示单元扩展显示的左眼部分画面，右画面内容数据为右显示单元扩展显示的右眼部分画面面，如图2所示
可选的，视场控制信息可以包括画面拼接参数为P，其中，P等于左画面显示宽度与重叠画面显示宽度的比值，当左画面显示宽度与右画面显示宽度相同时，P也等于右画面显示宽度与重叠画面显示宽度的比值。P＝0时，双目画面完全重叠，P>0时，双目画面部分重叠，出现画面拼接情形。其中重叠部分水平宽度像素为W/(1+P)，两侧扩展单目部分宽度像素同为PW/(1+P)，如图3所示。
具体的，设左显示单元和右显示单元相对于视线中心的偏转角度分别为θL和θR，如图4所示，则重叠画面内容的视场角宽度为：
左画面内容的视场角宽度为：
右画面内容的视场角宽度为：
假设左侧视线中心对屏幕划分左右像素宽度分别为WLL和WLR，则有：
记则有：
同理，对于右侧情形，假设右侧视线中心对屏幕划分左右像素宽度分别为WRL和WRR，并记y＝tanθR，则有：
当θL＝θR时，
进一步的，当P＝0时，
x＝0
当P>0时，
当P趋近于0时，可得：
可选的，视场控制信息还可以包括画面偏转参数η，其中，η表征重叠画面中心与视线中心的偏转角度。当η＝0时，表征重叠画面的中心与视线中心平行，当η≠0时，表征重叠画面的中心相对实现中心偏转的角度为η，为方面描述，记重叠画面中心相对视线中心向左偏转时η为正值，则有：
可选的，视场控制信息还可以包括调节时间t，表征左显示单元和右显示单元从当前角度旋转至第一旋转角度和第二旋转角度所需的时间，示例性的，当调节时间t＝1s时，表征左显示单元和右显示单元需要在1s内从当前角度旋转至第一旋转角度和第二旋转角度，进一步可选的，左显示单元和右显示单元可以在调节时间t内匀速旋转。一个特例是，若左显示单元和右显示单元的当前角度为θL＝θR＝5，第一旋转角度和第二旋转角度也是θL＝θR＝5，此时的调节时间t表征左显示单元和右显示单元应在t时间内保持当前角度。
本发明实施例公开的技术方案，能够在近眼显示***，尤其是增强现实显示***中，动态调节视场角的大小，同时匹配动态的双目融像画面，实现较好的画面显示效果。
示例性的，T0时刻，左显示单元和右显示单元共同显示的动画画面如图5所示，并收到T0时刻后的T1时刻的画面内容数据，包括动画画面和动画画面左右两边分别显示的相关信息，以及T1时刻的视场控制信息，包括第一旋转角度和第二旋转角度θL＝θR＝5.768°，和调节时间t＝2s，则有：
左显示单元和右显示单元分别在T1时刻前2s内匀速旋转至第一旋转角度和第二旋转角度，并在T1时刻显示画面如图6所示。若T0时刻画面的水平视场角为30°，则T1时刻总水平视场角为41.537°。
本发明实施例还公开了一种双目近眼显示的图像融合装置20，如图7所示，包括：
接收器201，用于获取画面内容数据，和获取画面内容数据相对应的视场控制信息；
处理器202，用于根据接收器201接收的视场控制信息，确定左显示器203的第一画面内容数据和第一旋转角度，及右显示器204的第二画面内容数据和第二旋转角度；
左显示器203，用于旋转到处理器确定的第一旋转角度，并显示第一画面内容数据；
右显示器204，用于旋转到处理器确定的第二旋转角度，并显示第二画面内容数据。
可选的，左显示器203，还可以用于显示左画面内容数据和重叠画面内容数据；
右显示器204，还可以用于显示右画面内容数据和重叠画面内容数据。
具体的，左显示器203和右显示器204可以包括机械调节装置，机械调节装置可以通过步进电机等设备调节显示器的光轴方向，调节方式可以包括光学模组的方向调节，显示器的位置调节等，本发明对此并不限定。
可选的，当左画面显示宽度与右画面显示宽度相同时，接收器201接收的视场控制信息可以包括画面拼接参数P，P为左画面显示宽度与重叠画面显示宽度的比值；
处理器202还可以用于，确定第一旋转角度θL和第二旋转角度θR：
其中，Fw为视场角。
可选的，接收器201接收的视场控制信息还可以包括画面偏转参数η，表征重叠画面中心与视线中心的偏转角度；
处理器202还可以用于，确定第一旋转角度θL和第二旋转角度θR：
其中，记重叠画面中心相对视线中心向左偏转时η为正值。
可选的，接收器201接收的视场控制信息还可以包括调节时间t；
左显示器203还可以用于，在调节时间t内匀速旋转到第一旋转角度；
右显示器204还可以用于，在调节时间t内匀速旋转到第二旋转角度。
本实施例公开的一种双目近眼显示的图像融合装置20，可以用于执行前述实施例公开的一种双目近眼显示的图像融合方法，相关的概念描述及推倒过程已在前文中予以详细阐述，此处不再赘述。
应当理解的是，本发明并不局限于上面已经描述并在附图中示出的流程及结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本发明的范围仅由所附的权利要求来限制。
Claims (10)
1.一种双目近眼显示的图像融合方法，包括：
获取画面内容数据；
获取所述画面内容数据相对应的视场控制信息；
根据所述视场控制信息，确定左显示单元的第一画面内容数据和第一旋转角度，及右显示单元的第二画面内容数据和第二旋转角度；
根据所述第一画面内容数据和所述第一旋转角度，及所述第二画面内容数据和所述第二旋转角度，控制左显示单元和右显示单元进行旋转和画面显示。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一画面内容数据包括左画面内容数据和重叠画面内容数据，所述第二画面内容数据包括右画面内容数据和所述重叠画面内容数据。
3.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，当左画面显示宽度与右画面显示宽度相同时，所述视场控制信息包括画面拼接参数P，所述P为所述左画面显示宽度与重叠画面显示宽度的比值；
根据所述视场控制信息，确定所述第一旋转角度θL和所述第二旋转角度θR包括：
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其中，Fw为视场角。
4.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述视场控制信息还包括画面偏转参数η，所述η表征重叠画面中心与视线中心的偏转角度；
根据所述视场控制信息，确定所述第一旋转角度θL和所述第二旋转角度θR包括：
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其中，记所述重叠画面中心相对所述视线中心向左偏转时η为正值。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述视场控制信息还包括调节时间t；
根据所述第一旋转角度，及所述第二旋转角度，控制左显示单元和右显示单元进行旋转包括：
控制所述左显示单元在所述调节时间t内匀速旋转到所述第一旋转角度，及控制所述右显示单元在所述调节时间t内匀速旋转到所述第二旋转角度。
6.一种双目近眼显示的图像融合装置，包括：
接收器，用于获取画面内容数据，和获取所述画面内容数据相对应的视场控制信息；
处理器，用于根据所述接收器接收的所述视场控制信息，确定左显示器的第一画面内容数据和第一旋转角度，及右显示器的第二画面内容数据和第二旋转角度；
所述左显示器，用于旋转到所述处理器确定的所述第一旋转角度，并显示第一画面内容数据；
所述右显示器，用于旋转到所述处理器确定的所述第二旋转角度，并显示第二画面内容数据。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，
所述左显示器，还用于显示左画面内容数据和重叠画面内容数据；
所述右显示器，还用于显示右画面内容数据和所述重叠画面内容数据。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，当左画面显示宽度与右画面显示宽度相同时，所述接收器接收的所述视场控制信息包括画面拼接参数P，所述P为所述左画面显示宽度与重叠画面显示宽度的比值；
所述处理器还用于，确定所述第一旋转角度θL和所述第二旋转角度θR：
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其中，Fw为视场角。
9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述接收器接收的所述视场控制信息还包括画面偏转参数η，所述η表征重叠画面中心与视线中心的偏转角度；
所述处理器还用于，确定所述第一旋转角度θL和所述第二旋转角度θR：
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其中，记所述重叠画面中心相对所述视线中心向左偏转时η为正值。
10.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述接收器接收的所述视场控制信息还包括调节时间t；
所述左显示器还用于，在所述调节时间t内匀速旋转到所述第一旋转角度；
所述右显示器还用于，在所述调节时间t内匀速旋转到所述第二旋转角度。
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2017
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