CN109040736B - 一种人眼空间位置的标定方法、装置、设备和存储介质 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例公开了一种人眼空间位置的标定方法、装置、设备和存储介质。该方法包括:根据摄像头的视场角和预先设定的摄像头所拍摄图像的分辨率,确定所述摄像头与像平面之间的像素距离;在垂直于所述像平面的水平平面内,确定观看者左眼和右眼分别在所述像平面中的成像坐标;根据所述像素距离和所述成像坐标,分别计算左眼偏离摄像头光轴的第一角度,以及所述右眼偏离摄像头光轴的第二角度;根据所述第一角度、所述第二角度,以及左右眼的实际瞳距,确定左眼和右眼的空间位置。通过采用上述技术方案,提高了人眼空间位置标定的准确性,有助于在实现裸眼3D显示的过程中精确地跟踪人眼位置,以对排图参数进行精确调节,提升裸眼3D显示效果。
Description
技术领域
本发明实施例涉及裸眼3D技术领域,尤其涉及一种人眼空间位置的标定方法、装置、设备和存储介质。
背景技术
裸眼3D显示技术是指无需佩戴专用的3D眼镜,观者即可直接以肉眼观赏三维影像,呈现3D效果的一种3D显示技术。在实现裸眼3D显示的过程中,如果在没有进行人眼跟踪的情况下,固定的光线分布,需要用户在前后左右寻找合适的观看位置,才能看到理想的立体效果。当观看位置不合适时,本应进入左眼的光线可能进入右眼,此时右眼既可看到左图又可看到右图,容易产生串扰(crosstalk)现象,用户体验较差。因此,需实时对人眼位置进行追踪,并根据采集到的人眼位置对显示内容的排图参数进行调整。
目前,在进行人眼位置的跟踪时所采用的方式是,假设观看者左眼和右眼与摄像头的连线相平行,构建左右眼的实际位置在像平面的第一成像距离,与左右眼在正对摄像头位置处在该像平面上的第二成像距离之间的关系。从而根据实时拍摄到的第一成像距离,计算左右眼的第二成像距离。并根据第二成像距离和观看者左右眼的实际瞳距,进一步确定观看者的左右眼在空间中的位置。
但是,实际情况是,观看者左眼和右眼与摄像头的连线存在一定的夹角,并不是平行的状态。因此,如果按照平行的条件计算,只有当观看者左右眼的实际位置距离显示屏足够远时,所计算的观看者左右眼的空间位置才近似接近于观看者左右眼的实际位置。而当观看者本身距离显示屏较近时,所计算出的左右眼的位置并不准确,存在一定的偏差。因此,现有技术提供的人眼空间位置的计算方案存在一定的局限性。
发明内容
本发明实施例提供一种人眼空间位置的标定方法、装置、设备和存储介质,以提高人眼空间位置标定的准确性,有助于在裸眼3D显示时对排图参数进行精确调节,提升裸眼3D显示效果。
第一方面,本发明实施例提供了一种人眼空间位置的标定方法,该方法包括:
根据摄像头的视场角和预先设定的摄像头所拍摄图像的分辨率,确定所述摄像头与像平面之间的像素距离;
在垂直于所述像平面的水平平面内,确定观看者左眼和右眼分别在所述像平面中的成像坐标;
根据所述像素距离和所述成像坐标,分别计算左眼偏离摄像头光轴的第一角度,以及所述右眼偏离摄像头光轴的第二角度;
根据所述第一角度、所述第二角度,以及左右眼的实际瞳距,确定左眼和右眼的空间位置。
第二方面,本发明实施例还提供了一种人眼空间位置的标定装置,该装置包括:
像素距离确定模块,用于根据摄像头的视场角和预先设定的摄像头所拍摄图像的分辨率,确定所述摄像头与像平面之间的像素距离;
成像坐标确定模块,用于在垂直于所述像平面的水平平面内,确定观看者左眼和右眼分别在所述像平面中的成像坐标;
角度计算模块,用于根据所述像素距离和所述成像坐标,分别计算左眼偏离摄像头光轴的第一角度,以及所述右眼偏离摄像头光轴的第二角度;
空间位置确定模块,用于根据所述第一角度、所述第二角度,以及左右眼的实际瞳距,确定左眼和右眼的空间位置。
第三方面,本发明实施例还提供了一种设备,该设备包括:
一个或多个处理器;
存储装置,用于存储一个或多个程序,
当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行,使得所述一个或多个处理器实现本发明任意实施例所提供的人眼空间位置的标定方法。
第四方面,本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,该程序被处理器执行时实现本发明任意实施例所提供的人眼空间位置的标定方法。
本发明实施例的技术方案,通过根据摄像头的视场角和预先设定的摄像头所拍摄图像的分辨率,可确定摄像头与像平面之间的像素距离;在垂直于像平面的水平平面内,还可确定观看者左眼和右眼分别在像平面中的成像坐标;根据像素距离和成像坐标,可分别计算左眼偏离摄像头光轴的第一角度,以及右眼偏离摄像头光轴的第二角度;通过根据第一角度、第二角度,以及左右眼的实际瞳距,可确定左眼和右眼的空间位置,从而可以根据左右眼的实际空间位置。通过采用上述技术方案,提高了人眼位置的追踪精度,有助于在裸眼3D显示时对排图参数进行精确调节,从而提升裸眼3D显示效果。
附图说明
图1为本发明实施例一提供的一种人眼空间位置的标定方法的流程图;
图2a为本发明实施例一提供的一种摄像头与像平面的几何关系示意图;
图2b为本发明实施例一提供的一种摄像头与观看者位置的几何关系示意图;
图3为本发明实施例二提供的一种人眼空间位置的标定方法的流程图;
图4为本发明实施例三提供的一种人眼空间位置的标定方法的流程图;
图5为本发明实施例三提供的一种观看者双眼中点位置在第三方向与摄像头之间的几何关系示意图;
图6为本发明实施例四提供的一种人眼空间位置的标定装置的结构框图;
图7为本发明实施例五提供的一种设备的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是,此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明,而非对本发明的限定。另外还需要说明的是,为了便于描述,附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
实施例一
图1为本发明实施例一提供的一种人眼空间位置的标定方法的流程图,该方法可以由人眼空间位置的标定方法来执行,该装置可以通过软件和/或硬件的方式实现,该装置可以集成在播放显示内容的控制设备中。参见图1,本实施例的方法具体包括:
S110、根据摄像头的视场角和预先设定的摄像头所拍摄图像的分辨率,确定摄像头与像平面之间的像素距离。
其中,摄像头优选为显示屏自带的摄像头模组,也可为固定安装在显示屏上,与控制设备存在通信连接且面向显示屏观看区域的外接摄像头。需要说明的是,本发明实施例中的摄像头均与显示屏垂直。如果摄像头的光轴与显示屏的夹角非90°,则需先对摄像头进行标定,以保证摄像头与显示屏的垂直状态。
示例性的,图2a为本发明实施例一提供的一种摄像头与像平面的几何关系示意图。如图2a所示,AB所在的平面为像平面,A、B两点分别为成像的左右边界点。摄像头的视场角为∠ACB,本实施例中优选为60°。摄像头所拍摄图像的分辨率可根据实际需求预先进行设置,例如可以设置为640*480。
具体的,如图2a所示,在确定摄像头所拍摄图像的分辨率的情况下,可确定AO的长度即为图像长度方向像素个数的二分之一。此外,在摄像头视场角确定的情况下,还可确定∠ACO的大小,即视场角的二分之一。根据AO的长度和∠ACO的大小,可确定出CO的长度,即摄像头与像平面之间的像素距离。例如,如果视场角具体为60°,则可确定∠ACO为30°。如果长度方向像素个数为640,则AO的长度即为320,据此,可得到CO的长度为554.256。
S120、在垂直于像平面的水平平面内,确定观看者左眼和右眼分别在像平面中的成像坐标。
由于观看者左眼和右眼的空间位置是三维坐标,在计算时可将三维空间投影到二维空间中,先计算二维空间的二维坐标,然后再根据计算结果确定第三个维度的坐标。
示例性的,本实施例中,可先计算在垂直于像平面的水平平面内,观看者左眼和右眼分别在像平面中的成像坐标。图2b为本发明实施例一提供的一种摄像头与观看者位置的几何关系示意图,如图2b所示,A、B两点分别为成像的左右边界点。EF所在的平面对应于观看者的实际活动范围。其中,L1和R1分别为观看者左眼和右眼在空间中的实际位置。左右眼的实际瞳距,即L1和R1之间的距离一般为6.4厘米。Xl和Xr分别为观看者左眼和右眼在像平面中的成像坐标。具体的,Xl和Xr所对应的值可通过摄像头识别所拍图像来确定。
S130、根据像素距离和成像坐标,分别计算左眼偏离摄像头光轴的第一角度,以及右眼偏离摄像头光轴的第二角度。
如图2b所示,根据左右眼在像平面中的成像坐标Xl和Xr和像素距离CO,可计算出左眼偏离摄像头光轴的第一角度∠OCXl,以及右眼偏离摄像头光轴的第二角度∠OCXr。
具体的,本实施例中,为了便于计算,可将AB的中点作为坐标原点。当排图软件默认成像坐标原点位于图像左上角时,可分别将识别出的Xl和Xr的值减去320,从而将坐标原点从图像的左上角移动到成像中心,即图2b中O点所在的位置。此时,左右眼在像平面上的成像坐标分别为(Xl-320)、(Xr-320)。
由于步骤S110中已计算出像素距离CO的长度,因此,可通过计算左眼的成像坐标中的横坐标与像素距离的第一商值,以及右眼的成像坐标中的横坐标与像素距离的第二商值;将第一商值的反正切值对应的角度作为第一角度∠OCXl,并将第二商值的反正切值对应的角度作为第二角度∠OCXr。具体的,第一角度∠OCXl和第二角度∠OCXr可通过如下公式计算:
∠OCXl=arctan[OXl/OC]=arctan[(Xl-320)/554];
∠OCXr=arctan[OXr/OC]=arctan[(Xr-320)/554]。
S140、根据第一角度、第二角度,以及左右眼的实际瞳距,确定左眼和右眼的空间位置。
示例性的,如图2b所示,为了计算左右眼的空间位置,可通过辅助线CN、CL2、CR2和CM来计算。其中,L2和R2分别为观看者位于正对摄像头位置时的左眼和右眼的空间位置,Q、W为对应于该位置时的左右眼成像坐标。N和M分别为观看者在不同位置时的左右眼的中点位置。本实施例中,可以左眼和右眼之间的目标中点所在位置作为左右眼的空间位置。如图2b所示,在垂直于像平面的水平平面上,左右眼的目标中点N的坐标可通过计算MN和CM的距离来确定。其中,MN和CM是图2b所示的三角形ΔCMN中的两条直角边,通过计算CN的长度,可得到MN和CM的值。其中,CN等腰为三角形ΔCR1L1的高。可以理解的是,在第一角度、第二角度以及左右眼的成像坐标已知的情况下,三角形高的计算方式有多种,本实施例优选采用第一角度、第二角度与L1N之间的三角函数关系,计算MN和CN的距离,也即N在垂直于像平面的水平平面的横纵坐标。
进一步的,人眼空间位置还包括目标中点在显示屏所在竖直方向上的坐标,该竖直方向与水平平面垂直。通过目标中点在像平面中的中点成像坐标,可计算该中点成像坐标距离摄像头光轴的垂直距离,根据该垂直距离,并结合像素距离,可得到中点成像坐标偏离摄像头光轴的角度。当图2b中CM的距离确定后,根据该角度可计算出目标中点在显示屏所在竖直方向上的坐标。
本发明实施例的技术方案,通过根据摄像头的视场角和预先设定的摄像头所拍摄图像的分辨率,可确定摄像头与像平面之间的像素距离;在垂直于像平面的水平平面内,还可确定观看者左眼和右眼分别在像平面中的成像坐标;根据像素距离和成像坐标,可分别计算左眼偏离摄像头光轴的第一角度,以及右眼偏离摄像头光轴的第二角度;通过根据第一角度、第二角度,以及左右眼的实际瞳距,可确定左眼和右眼的空间位置。从而可以在进行裸眼3D显示时,采用上述技术方案精确跟踪观看者的左右眼的实际空间位置,以对排图参数进行精确调节,提升裸眼3D显示效果。
实施例二
图3为本发明实施例二提供的一种人眼空间位置的标定方法的流程图,本实施例在上述实施例的基础上进行了优化,主要将左右眼之间的目标中点的空间位置投影到与垂直于像平面的水平平面内,计算在该水平平面内的横纵坐标。其中与上述实施例相同或相应的术语的解释在此不再赘述。参见图3,本实施例提供的方法包括:
S210、根据摄像头的视场角和预先设定的摄像头所拍摄图像的分辨率,确定摄像头与像平面之间的像素距离。
S220、在垂直于像平面的水平平面内,确定观看者左眼和右眼分别在像平面中的成像坐标。
S230、根据像素距离和成像坐标,分别计算左眼偏离摄像头光轴的第一角度,以及右眼偏离摄像头光轴的第二角度。
S240、根据第一角度、第二角度与左右眼的实际瞳距之间的第一三角函数关系,计算左眼和右眼之间的目标中点距离摄像头的直线距离。
示例性的,如图2b所示,左眼和右眼之间的目标中点距离摄像头的直线距离即为图2b中的CN,在等腰三角形ΔCR1L1中,计算第一角度与第二角度差值的绝对值,作为第一线段与第二线段之间的夹角,即:
∠L1CR1=|∠OCXl-∠OCXr|;其中,第一线段为摄像头与左眼的连线L1C,第二线段为摄像头与右眼的连线R1C。
将左右眼的实际瞳距的二分之一与目标夹角的正切值作商,得到左眼和右眼之间的目标中点距离摄像头的直线距离;其中,目标夹角为第一线段与第二线段之间的夹角的二分之一,具体公式如下:
CN=3.2/tan(|∠OCXl-∠OCXr|/2),
其中,由于R1L1=6.4cm,所以,L1N=3.2cm。
S250、根据直线距离、第一角度和第二角度之间的第二三角函数关系,确定目标中点在水平平面的第一目标坐标。
示例性的,如图2b所示,以摄像头为原点,右向为x轴正方向,垂直屏的方向为y轴正方向,那么两眼中心点的坐标就是(MN,CM)。在直角三角形ΔCMN中,由于CN的长度已计算出,只要确定∠MCN的大小即可得到CM和MN的长度。
示例性的,∠MCN的计算方法可以为:将第一角度与第二角度和值的二分之一,作为目标中点在水平平面偏离摄像头光轴的第三角度,即:
∠MCN=(∠OCXl+∠OCXr)/2。
在第三角度确定后,计算第三角度的余弦值与所述直线距离之间的第一乘积,得到目标中点距离摄像头光轴的第一垂直距离,即CM,将第一垂直距离作为目标中点在水平平面的第一方向的纵坐标;计算第三角度的正弦值与直线距离之间的第二乘积,将第二乘积作为目标中点在水平平面的第二方向的横坐标,即MN,其中,所述第二方向垂直于所述第一方向。
具体的,CM和MN的计算公式如下:
CM=CN*cos[(∠OXl+∠OXr)/2];
MN=CN*sin[(∠OXl+∠OXr)/2]。
本实施例在上述技术方案的基础上,将观看者左右眼的空间位置划分为在水平平面的第一方向和第二方向,以及在显示屏所在的第三方向上的坐标。本实施例主要计算出在第一方向的纵坐标以及在第二方向的横坐标。由于本实施例提供的技术方案中,观看者左右眼与摄像头之间的夹角与实际情况相符,并未近似等于0°,因此相对于现有技术提供的基于观看者左眼和右眼与摄像头的连线相平行的方式所计算出的观看者在水平平面的横纵坐标,本实施例提供的计算方式准确性更高。
实施例三
图4为本发明实施例三提供的一种人眼空间位置的标定方法的流程图,本实施例在上述实施例的基础上进行了优化,主要计算了左右眼之间的目标中点在第三方向上的第二目标坐标,其中,第三方向为显示屏所在的竖直方向,该竖直方向与上述实施例所涉及到的水平平面垂直。其中与上述实施例相同或相应的术语的解释在此不再赘述。参见图4,本实施例提供的方法包括:
S310、根据摄像头的视场角和预先设定的摄像头所拍摄图像的分辨率,确定摄像头与像平面之间的像素距离。
S320、在垂直于像平面的水平平面内,确定观看者左眼和右眼分别在像平面中的成像坐标。
S330、根据像素距离和成像坐标,分别计算左眼偏离摄像头光轴的第一角度,以及右眼偏离摄像头光轴的第二角度。
S340、根据第一角度、第二角度与左右眼的实际瞳距之间的第一三角函数关系,计算左眼和右眼之间的目标中点距离摄像头的直线距离。
S350、根据直线距离、第一角度和第二角度之间的第二三角函数关系,确定目标中点在所述水平平面的第一目标坐标。
S360、以像平面的中心点为基准点,将通过基准点与像平面垂直的方向作为摄像头光轴方向。在像平面中,确定目标中点在竖直方向上到摄像头光轴的第二垂直距离。
示例性的,第二垂直距离可通过识别包含有观看者双眼的图像即可确定。
S370、根据第二垂直距离与第一目标坐标的纵坐标之间的第三三角函数关系,计算第二目标坐标。
示例性的,在第二垂直距离实在像平面中的距离,通过将像素距离和所述第二垂直距离作商,得到目标中点在所述像平面上偏离摄像头光轴的第四角度的正切值。该第四角度的正切值也可反映到空间坐标系中。图5为本发明实施例三提供的一种观看者双眼中点位置在第三方向与摄像头之间的几何关系示意图。如图5所示,C为摄像头位置、N为左右眼的目标中点所在位置,第二目标坐标即为CG的距离。本实施例中的第四角度即为∠GCN,第四角度的正切值即为GN/CG。上述实施例中,由于CG是第一目标坐标的纵坐标,因此,为了计算第二目标坐标,即本实施例中的GN,可通过计算第四角度的正切值与第一目标坐标的纵坐标的第三乘积,将第三乘积作为第二目标坐标,具体公式如下:
GN=CG*tan(∠GCN)。
本实施例的技术方案在第二目标坐标确定后,通过第一目标坐标和第二目标坐标可确定观看者左右眼的空间实际位置,并且通过采用本实施例提供的方案,可以获得较高的追踪精度,对人眼跟踪裸眼3d的显示***,有很好的效果。
实施例四
图6为本发明实施例四提供的一种人眼空间位置的标定装置的结构框图,如图6所示,该装置包括:像素距离确定模块410、成像坐标确定模块420、角度计算模块430和空间位置确定模块440。其中,
像素距离确定模块410,用于根据摄像头的视场角和预先设定的摄像头所拍摄图像的分辨率,确定所述摄像头与像平面之间的像素距离;
成像坐标确定模块420,用于在垂直于所述像平面的水平平面内,确定观看者左眼和右眼分别在所述像平面中的成像坐标;
角度计算模块430,用于根据所述像素距离和所述成像坐标,分别计算左眼偏离摄像头光轴的第一角度,以及所述右眼偏离摄像头光轴的第二角度;
空间位置确定模块440,用于根据所述第一角度、所述第二角度,以及左右眼的实际瞳距,确定左眼和右眼的空间位置。
本发明实施例的技术方案,通过根据摄像头的视场角和预先设定的摄像头所拍摄图像的分辨率,可确定摄像头与像平面之间的像素距离;在垂直于像平面的水平平面内,还可确定观看者左眼和右眼分别在像平面中的成像坐标;根据像素距离和成像坐标,可分别计算左眼偏离摄像头光轴的第一角度,以及右眼偏离摄像头光轴的第二角度;通过根据第一角度、第二角度,以及左右眼的实际瞳距,可确定左眼和右眼的空间位置。从而可以在进行裸眼3D显示时,采用上述技术方案精确跟踪观看者的左右眼的实际空间位置,以对排图参数进行精确调节,提升裸眼3D显示效果。
在上述实施例的基础上,所述角度计算模块430具体用于:
计算所述左眼的成像坐标中的横坐标与所述像素距离的第一商值,以及所述右眼的成像坐标中的横坐标与所述像素距离的第二商值;
将所述第一商值的反正切值对应的角度作为第一角度,并将所述第二商值的反正切值对应的角度作为第二角度。
在上述实施例的基础上,所述空间位置确定模块440包括:
直线距离计算单元,用于根据所述第一角度、所述第二角度与左右眼的实际瞳距之间的第一三角函数关系,计算左眼和右眼之间的目标中点距离摄像头的直线距离;
第一目标坐标确定单元,用于根据所述直线距离、所述第一角度和所述第二角度之间的第二三角函数关系,确定所述目标中点在所述水平平面的第一目标坐标。
在上述实施例的基础上,所述直线距离计算单元具体用于:
计算第一角度与第二角度差值的绝对值,作为第一线段与第二线段之间的夹角;其中,所述第一线段为摄像头与左眼的连线,第二线段为摄像头与右眼的连线;
将左右眼的实际瞳距的二分之一与目标夹角的正切值作商,得到左眼和右眼之间的目标中点距离摄像头的直线距离;其中,所述目标夹角为第一线段与第二线段之间的夹角的二分之一。
在上述实施例的基础上,所述第一目标坐标确定单元,具体用于:
将所述第一角度与所述第二角度和值的二分之一,作为所述目标中点在所述水平平面偏离所述摄像头光轴的第三角度;
计算所述第三角度的余弦值与所述直线距离之间的第一乘积,得到所述目标中点距离摄像头光轴的第一垂直距离,将所述第一垂直距离作为所述目标中点在所述水平平面的第一方向的纵坐标;
计算所述第三角度的正弦值与所述直线距离之间的第二乘积,将所述第二乘积作为所述目标中点在所述水平平面的第二方向的横坐标,其中,所述第二方向垂直于所述第一方向。
在上述实施例的基础上,所述空间位置还包括所述目标中点在第三方向上的第二目标坐标,其中,所述第三方向为所述显示屏所在的竖直方向,所述竖直方向与所述水平平面垂直;
相应的,所述装置还包括:
第二垂直距离确定模块,用于以所述像平面的中心点为基准点,将通过所述基准点与所述像平面垂直的方向作为摄像头光轴方向;在所述像平面中,确定所述目标中点在所述竖直方向上到所述摄像头光轴的第二垂直距离;
第二目标坐标计算模块,用于根据所述第二垂直距离与所述第一目标坐标的纵坐标之间的第三三角函数关系,计算所述第二目标坐标。
在上述实施例的基础上,所述第二目标坐标计算模块,具体用于:
将所述像素距离和所述第二垂直距离作商,得到所述目标中点在所述像平面上偏离摄像头光轴的第四角度的正切值;
计算所述第四角度的正切值与所述第一目标坐标的纵坐标的第三乘积,将所述第三乘积作为第二目标坐标。
本发明实施例所提供的人眼空间位置的标定装置可执行本发明任意实施例所提供的人眼空间位置的标定方法,具备执行方法相应的功能模块和有益效果。未在上述实施例中详尽描述的技术细节,可参见本发明任意实施例所提供的人眼空间位置的标定方法。
实施例五
图7为本发明实施例五提供的一种设备的结构示意图。图7示出了适于用来实现本发明实施方式的示例性设备12的框图。图7显示的设备12仅仅是一个示例,不应对本发明实施例的功能和使用范围带来任何限制。
如图7所示,设备12以通用计算设备的形式表现。设备12的组件可以包括但不限于:一个或者多个处理器或者处理单元16,***存储器28,连接不同***组件(包括***存储器28和处理单元16)的总线18。
总线18表示几类总线结构中的一种或多种,包括存储器总线或者存储器控制器,***总线,图形加速端口,处理器或者使用多种总线结构中的任意总线结构的局域总线。举例来说,这些体系结构包括但不限于工业标准体系结构(ISA)总线,微通道体系结构(MAC)总线,增强型ISA总线、视频电子标准协会(VESA)局域总线以及***组件互连(PCI)总线。
设备12典型地包括多种计算机***可读介质。这些介质可以是任何能够被设备12访问的可用介质,包括易失性和非易失性介质,可移动的和不可移动的介质。
***存储器28可以包括易失性存储器形式的计算机***可读介质,例如随机存取存储器(RAM)30和/或高速缓存存储器32。设备12可以进一步包括其它可移动/不可移动的、易失性/非易失性计算机***存储介质。仅作为举例,存储***34可以用于读写不可移动的、非易失性磁介质(图7未显示,通常称为“硬盘驱动器”)。尽管图7中未示出,可以提供用于对可移动非易失性磁盘(例如“软盘”)读写的磁盘驱动器,以及对可移动非易失性光盘(例如CD-ROM,DVD-ROM或者其它光介质)读写的光盘驱动器。在这些情况下,每个驱动器可以通过一个或者多个数据介质接口与总线18相连。存储器28可以包括至少一个程序产品,该程序产品具有一组(例如至少一个)程序模块,这些程序模块被配置以执行本发明各实施例的功能。
具有一组(至少一个)程序模块42的程序/实用工具40,可以存储在例如存储器28中,这样的程序模块42包括但不限于操作***、一个或者多个应用程序、其它程序模块以及程序数据,这些示例中的每一个或某种组合中可能包括网络环境的实现。程序模块42通常执行本发明所描述的实施例中的功能和/或方法。
设备12也可以与一个或多个外部设备14(例如键盘、指向设备、显示器24等)通信,还可与一个或者多个使得用户能与该设备12交互的设备通信,和/或与使得该设备12能与一个或多个其它计算设备进行通信的任何设备(例如网卡,调制解调器等等)通信。这种通信可以通过输入/输出(I/O)接口22进行。并且,设备12还可以通过网络适配器20与一个或者多个网络(例如局域网(LAN),广域网(WAN)和/或公共网络,例如因特网)通信。如图所示,网络适配器20通过总线18与设备12的其它模块通信。应当明白,尽管图中未示出,可以结合设备12使用其它硬件和/或软件模块,包括但不限于:微代码、设备驱动器、冗余处理单元、外部磁盘驱动阵列、RAID***、磁带驱动器以及数据备份存储***等。
处理单元16通过运行存储在***存储器28中的程序,从而执行各种功能应用以及数据处理,例如实现本发明任意实施例所提供的人眼空间位置的标定方法,该方法包括:
根据摄像头的视场角和预先设定的摄像头所拍摄图像的分辨率,确定所述摄像头与像平面之间的像素距离;
在垂直于所述像平面的水平平面内,确定观看者左眼和右眼分别在所述像平面中的成像坐标;
根据所述像素距离和所述成像坐标,分别计算左眼偏离摄像头光轴的第一角度,以及所述右眼偏离摄像头光轴的第二角度;
根据所述第一角度、所述第二角度,以及左右眼的实际瞳距,确定左眼和右眼的空间位置。
实施例六
本发明实施例六还提供了一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,该程序被处理器执行时实现本发明任意实施例所提供的人眼空间位置的标定方法,该方法包括:
根据摄像头的视场角和预先设定的摄像头所拍摄图像的分辨率,确定所述摄像头与像平面之间的像素距离;
在垂直于所述像平面的水平平面内,确定观看者左眼和右眼分别在所述像平面中的成像坐标;
根据所述像素距离和所述成像坐标,分别计算左眼偏离摄像头光轴的第一角度,以及所述右眼偏离摄像头光轴的第二角度;
根据所述第一角度、所述第二角度,以及左右眼的实际瞳距,确定左眼和右眼的空间位置。
本发明实施例的计算机存储介质,可以采用一个或多个计算机可读的介质的任意组合。计算机可读介质可以是计算机可读信号介质或者计算机可读存储介质。计算机可读存储介质例如可以是——但不限于——电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的***、装置或器件,或者任意以上的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子(非穷举的列表)包括:具有一个或多个导线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、光纤、便携式紧凑磁盘只读存储器(CD-ROM)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。在本文件中,计算机可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质,该程序可以被指令执行***、装置或者器件使用或者与其结合使用。
计算机可读的信号介质可以包括在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号,其中承载了计算机可读的程序代码。这种传播的数据信号可以采用多种形式,包括但不限于电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。计算机可读的信号介质还可以是计算机可读存储介质以外的任何计算机可读介质,该计算机可读介质可以发送、传播或者传输用于由指令执行***、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。
计算机可读介质上包含的程序代码可以用任何适当的介质传输,包括——但不限于无线、电线、光缆、RF等等,或者上述的任意合适的组合。
可以以一种或多种程序设计语言或其组合来编写用于执行本发明操作的计算机程序代码,所述程序设计语言包括面向对象的程序设计语言—诸如Java、Smalltalk、C++,还包括常规的过程式程序设计语言—诸如”C”语言或类似的程序设计语言。程序代码可以完全地在用户计算机上执行、部分地在用户计算机上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算机上部分在远程计算机上执行、或者完全在远程计算机或服务器上执行。在涉及远程计算机的情形中,远程计算机可以通过任意种类的网络——包括局域网(LAN)或广域网(WAN)—连接到用户计算机,或者,可以连接到外部计算机(例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接)。
注意,上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解,本发明不限于这里所述的特定实施例,对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此,虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明,但是本发明不仅仅限于以上实施例,在不脱离本发明构思的情况下,还可以包括更多其他等效实施例,而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。
Claims (10)
1.一种人眼空间位置的标定方法,应用于设置有摄像头的显示屏,其特征在于,包括:
根据摄像头的视场角和预先设定的摄像头所拍摄图像的分辨率,确定所述摄像头与像平面之间的像素距离;
在垂直于所述像平面的水平平面内,确定观看者左眼和右眼分别在所述像平面中的成像坐标;
根据所述像素距离和所述成像坐标,分别计算左眼偏离摄像头光轴的第一角度,以及所述右眼偏离摄像头光轴的第二角度;
根据所述第一角度、所述第二角度,以及左右眼的实际瞳距,确定左眼和右眼的空间位置。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,根据所述像素距离和所述成像坐标,分别计算左眼偏离摄像头光轴的第一角度,以及所述右眼偏离摄像头光轴的第二角度,包括:
计算所述左眼的成像坐标中的横坐标与所述像素距离的第一商值,以及所述右眼的成像坐标中的横坐标与所述像素距离的第二商值;
将所述第一商值的反正切值对应的角度作为第一角度,并将所述第二商值的反正切值对应的角度作为第二角度。
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,根据所述第一角度、所述第二角度,以及左右眼的实际瞳距,确定左眼和右眼的空间位置,包括:
根据所述第一角度、所述第二角度与左右眼的实际瞳距之间的第一三角函数关系,计算左眼和右眼之间的目标中点距离摄像头的直线距离;
根据所述直线距离、所述第一角度和所述第二角度之间的第二三角函数关系,确定所述目标中点在所述水平平面的第一目标坐标。
4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,根据所述第一角度、所述第二角度与左右眼的实际瞳距之间的第一三角函数关系,计算左眼和右眼之间的目标中点距离摄像头的直线距离,包括:
计算第一角度与第二角度差值的绝对值,作为第一线段与第二线段之间的夹角;其中,所述第一线段为摄像头与左眼的连线,第二线段为摄像头与右眼的连线;
将左右眼的实际瞳距的二分之一与目标夹角的正切值作商,得到左眼和右眼之间的目标中点距离摄像头的直线距离;其中,所述目标夹角为第一线段与第二线段之间的夹角的二分之一。
5.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,根据所述直线距离、所述第一角度和所述第二角度之间的第二三角函数关系,确定所述目标中点在所述水平平面的第一目标坐标,包括:
将所述第一角度与所述第二角度和值的二分之一,作为所述目标中点在所述水平平面偏离所述摄像头光轴的第三角度;
计算所述第三角度的余弦值与所述直线距离之间的第一乘积,得到所述目标中点距离摄像头光轴的第一垂直距离,将所述第一垂直距离作为所述目标中点在所述水平平面的第一方向的纵坐标;
计算所述第三角度的正弦值与所述直线距离之间的第二乘积,将所述第二乘积作为所述目标中点在所述水平平面的第二方向的横坐标,其中,所述第二方向垂直于所述第一方向。
6.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,所述空间位置还包括所述目标中点在第三方向上的第二目标坐标,其中,所述第三方向为所述显示屏所在的竖直方向,所述竖直方向与所述水平平面垂直;
相应的,所述方法还包括:
以所述像平面的中心点为基准点,将通过所述基准点与所述像平面垂直的方向作为摄像头光轴方向;
在所述像平面中,确定所述目标中点在所述竖直方向上到所述摄像头光轴的第二垂直距离;
根据所述第二垂直距离与所述第一目标坐标的纵坐标之间的第三三角函数关系,计算所述第二目标坐标。
7.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,根据所述第二垂直距离与所述第一目标坐标的纵坐标之间的第三三角函数关系,计算所述第二目标坐标,包括:
将所述像素距离和所述第二垂直距离作商,得到所述目标中点在所述像平面上偏离摄像头光轴的第四角度的正切值;
计算所述第四角度的正切值与所述第一目标坐标的纵坐标的第三乘积,将所述第三乘积作为第二目标坐标。
8.一种人眼空间位置的标定装置,其特征在于,包括:
像素距离确定模块,用于根据摄像头的视场角和预先设定的摄像头所拍摄图像的分辨率,确定所述摄像头与像平面之间的像素距离;
成像坐标确定模块,用于在垂直于所述像平面的水平平面内,确定观看者左眼和右眼分别在所述像平面中的成像坐标;
角度计算模块,用于根据所述像素距离和所述成像坐标,分别计算左眼偏离摄像头光轴的第一角度,以及所述右眼偏离摄像头光轴的第二角度;
空间位置确定模块,用于根据所述第一角度、所述第二角度,以及左右眼的实际瞳距,确定左眼和右眼的空间位置。
9.一种人眼空间位置的标定 设备,其特征在于,所述设备包括:
一个或多个处理器;
存储装置,用于存储一个或多个程序,
当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行,使得所述一个或多个处理器实现如权利要求1-7中任一所述的人眼空间位置的标定方法。
10.一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,其特征在于,该程序被处理器执行时实现如权利要求1-7中任一所述的人眼空间位置的标定方法。
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