專利名稱：單攝像頭測距和測偏移以及實現(xiàn)裸眼3d光柵調(diào)節(jié)的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種通過攝像頭測距和測偏移的方法，以及實現(xiàn)裸眼3D光柵調(diào)節(jié)的方法。
背景技術(shù)：
光屏障式的裸眼3D技術(shù)，在現(xiàn)有的電子類產(chǎn)品中應(yīng)用比較廣泛，因為現(xiàn)有的工藝與LCD液晶工藝相兼容，因此在量產(chǎn)性和成本上具有很大優(yōu)勢。自從幾年前3D電影《阿凡達(dá)》公映以后，各種3D片源頻繁推出，我們知道3D電影是利用左右兩個攝像機來模擬人類的左右眼拍攝出來的。在觀看的過程中，我們身臨其境的感受到物體飛出屏幕沖到我們的出屏效果；感受到距離屏幕很遙遠(yuǎn)的入屏效果。其原理是:當(dāng)我們在看一個物體時，左眼和右眼視線一定是相交在這個物體上才能成像的。如果物體與顯示屏同一個平面，左眼和右眼兩條視線與顯示屏相交的成像點剛好為同一個點。這個時候我們只能看到平面效果，沒有出屏效果，也沒有入屏效果。但在3D顯示時，物體在顯示屏的境深里面，當(dāng)左眼和右眼相關(guān)到物體時，在屏上各自出現(xiàn)了兩個不同的成像點，從而給觀者一種錯覺，物體是深入下去了或者物體飄浮在顯示屏的前端。在開發(fā)裸眼3d平板和手機產(chǎn)品過程中，為了能達(dá)到裸眼3d展示的最佳效果，需要根據(jù)人眼觀看的位置自行調(diào)節(jié)光柵的遮擋角度和偏移，這就需要產(chǎn)品具有自我識別人眼大致的觀看角度和距離的能力，且根據(jù)這個識別的角度和距離，進(jìn)行光柵的自動調(diào)整和適配。目前單攝像頭配合多組光柵實現(xiàn)整個光柵效果自動調(diào)節(jié)的整套技術(shù)方案尚未出現(xiàn)，單項的技術(shù)實現(xiàn)有單攝像頭測距和面部識別，區(qū)別于本技術(shù)使用的單攝像頭測距和面部輪廓抽象和定位。目前已有技術(shù)對攝像頭的測量識別條件要求比較高，操作繁復(fù)，在應(yīng)用過程中不適合普通大眾，如實用新型專利號:201120274577，實際測量的精確度，和單攝像頭的局限性，導(dǎo)致了其操作的復(fù)雜性和測量條件的多變性。而面部識別對 面部采集的數(shù)據(jù)比對運算量相當(dāng)大，且精確度要求很高，不容易實現(xiàn)。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于避免現(xiàn)有技術(shù)的不足而提供一種測量定位相對容易且適合對精確度要求不高的場合的單攝像頭測距和測偏移及實現(xiàn)裸眼3D光柵調(diào)節(jié)的方法。本發(fā)明的目的通過以下技術(shù)方案實現(xiàn):一種單攝像頭測距和測偏移的方法，其特征是包括以下步驟:標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)采集步驟:在兩個不同的采樣距離采集使用者面部的圖像，獲取所述采集圖像的面部輪廓和眼部輪廓，利用數(shù)學(xué)方法計算所述面部輪廓和眼部輪廓的面積和基于整個畫面中線的偏移值；將采集和計算獲得的數(shù)據(jù)存入標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)庫；當(dāng)前使用者數(shù)據(jù)采集步驟:采集當(dāng)前使用者面部的圖像，獲取所述采集圖像的面部輪廓和眼部輪廓，利用數(shù)學(xué)方法計算所述面部輪廓和眼部輪廓的面積和基于整個畫面中線的偏移值；距離和偏移計算步驟:將采集到的當(dāng)前使用者數(shù)據(jù)與標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)通過幾何和線性數(shù)學(xué)方法計算出當(dāng)前使用者觀看的距離以及使用者面部偏離攝像頭的水平偏移值。進(jìn)一步，所述采樣距離分別是0.5米和I米。進(jìn)一步，在所述標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)采集步驟和當(dāng)前使用者數(shù)據(jù)采集步驟還獲取采集圖像的瞳孔輪廓，并在這兩個步驟中分別計算瞳孔輪廓的面積和基于整個畫面中線的偏移值。進(jìn)一步，所述方法所述的面部輪廓和眼部輪廓是通過黑白顏色容差方法獲取。一種實現(xiàn)裸眼3D光柵調(diào)節(jié)的方法，其特征是:使用上述單攝像頭測距和測偏移的方法獲得距離值D和偏移值H ;在執(zhí)行權(quán)利要求1的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)采集步驟的同時，切換各組光柵采集所述兩個采樣距離不同組光柵的最佳視像的光柵遮擋角度和偏移；根據(jù)所述距離值D和偏移值H通過公式計算獲得人眼夾角A=arcsin (D/Η);根據(jù)此人眼夾角A的值并對照所述標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)采集步驟中獲得的兩個采樣距離不同組光柵的最佳視像的數(shù)據(jù)，選擇光柵并調(diào)整光柵的光柵遮擋角度和偏移到最佳視·覺狀態(tài)。進(jìn)一步，上述光柵調(diào)節(jié)的方法所述的采樣距離分別為0.5米和I米。本發(fā)明的有益效果是，由于采用以上技術(shù)方案，使得本技術(shù)方案尤其適用于單人觀看裸眼3d手持設(shè)備時的測距和測偏移，對精確度要求不高，人員數(shù)據(jù)一次采集即可多次使用。本發(fā)明在觀看過程中，系統(tǒng)自動測距，測偏移來自動調(diào)節(jié)光柵，在使用過程中是全自動的，使用簡單，非常適合裸眼3d產(chǎn)品在使用中對人眼的位置判斷，實現(xiàn)最佳3d觀影效果。
圖1是本發(fā)明的實現(xiàn)裸眼3D光柵調(diào)節(jié)的方法的原理框圖。
具體實施例方式 以下結(jié)合實施例對本發(fā)明進(jìn)一步說明。在本實施例中，采集使用者面部距離攝像頭分別為0.5米和I米時的圖像，通過黑白顏色容差方法獲取所述采集圖像的面部輪廓和眼部輪廓，利用數(shù)學(xué)方法計算所述面部輪廓和眼部輪廓的面積和基于整個畫面中線的偏移值；將采集和計算獲得的數(shù)據(jù)存入標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)庫；切換各組光柵采集上述兩個采樣距離不同組光柵的最佳視像的光柵遮擋角度和偏移；采集當(dāng)前使用者使用時面部的圖像，通過黑白顏色容差方法獲取所述采集圖像的面部輪廓和眼部輪廓，利用數(shù)學(xué)方法計算所述面部輪廓和眼部輪廓的面積和基于整個畫面中線的偏移值；將采集到的當(dāng)前使用者數(shù)據(jù)與標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)通過幾何和線性數(shù)學(xué)方法計算出當(dāng)前使用者觀看的距離D以及使用者面部偏離攝像頭的水平偏移值H ;根據(jù)上述距離值D和偏移值H通過公式計算獲得人眼夾角A=arcsin (D/Η);根據(jù)此人眼夾角A的值并結(jié)合上述標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)采集步驟中獲得的兩個采樣距離不同組光柵的最佳視像的數(shù)據(jù)，選擇光柵并調(diào)整光柵的光柵遮擋角度和偏移到最佳視覺狀態(tài)。在使用過程中如發(fā)現(xiàn)效果不太好，可重新采集標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)進(jìn)行重新計算調(diào)整光柵數(shù)據(jù)，以恢復(fù)最佳觀影效果。
權(quán)利要求
1.一種單攝像頭測距和測偏移的方法，其特征是包括以下步驟: 標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)采集步驟: 在兩個不同的采樣距離采集使用者面部的圖像，獲取所述采集圖像的面部輪廓和眼部輪廓，利用數(shù)學(xué)方法計算所述面部輪廓和眼部輪廓的面積和基于整個畫面中線的偏移值；將采集和計算獲得的數(shù)據(jù)存入標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)庫； 當(dāng)前使用者數(shù)據(jù)采集步驟: 采集當(dāng)前使用者面部的圖像，獲取所述采集圖像的面部輪廓和眼部輪廓，利用數(shù)學(xué)方法計算所述面部輪廓和眼部輪廓的面積和基于整個畫面中線的偏移值； 距離和偏移計算步驟: 將采集到的當(dāng)前使用者數(shù)據(jù)與標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)通過幾何和線性數(shù)學(xué)方法計算出當(dāng)前使用者觀看的距離以及使用者面部偏離攝像頭的水平偏移值。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征是:所述采樣距離分別是0.5米和I米。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征是:在所述標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)采集步驟和當(dāng)前使用者數(shù)據(jù)采集步驟還獲取采集圖像的瞳孔輪廓，并在這兩個步驟中分別計算瞳孔輪廓的面積和基于整個畫面中線的偏移值。
4.如權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征是:所述的面部輪廓和眼部輪廓是通過黑白顏色容差方法獲取。
5.一種實現(xiàn)裸眼3D光柵調(diào)節(jié)的方法，其特征是:使用權(quán)利要求1所述的方法測距和測偏移，獲得距離值D和偏移值H;在執(zhí)行權(quán)利要求1的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)采集步驟的同時，切換各組光柵采集所述兩個采樣距離不同組光柵的最佳視像的光柵遮擋角度和偏移；根據(jù)所述距離值D和偏移值H通過公式計算獲得人眼夾角A=arcsin (D/Η);根據(jù)此人眼夾角A的值并對照所述標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)采集步 驟中獲得的兩個采樣距離不同組光柵的最佳視像的數(shù)據(jù)，選擇光柵并調(diào)整光柵的光柵遮擋角度和偏移到最佳視覺狀態(tài)。
6.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征是:所述的兩個采樣距離分別為0.5米和I米。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種單攝像頭測距和測偏移以及實現(xiàn)裸眼3D光柵調(diào)節(jié)的方法，包括標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)采集步驟，當(dāng)前使用者數(shù)據(jù)采集步驟，距離和偏移計算步驟，最終計算出當(dāng)前使用者觀看的距離和水平偏移。實現(xiàn)裸眼3D光柵調(diào)節(jié)的方法，其特征是使用上述的方法測距D和測偏移H，切換各組光柵采集所述兩個采樣距離不同組光柵的最佳視像的光柵遮擋角度和偏移；根據(jù)所述距離值D和偏移值H通過公式計算獲得人眼夾角A=arcsin(D/H)；根據(jù)此人眼夾角A的值并結(jié)合上述標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)采集步驟中獲得的兩個采樣距離不同組光柵的最佳視像的數(shù)據(jù)，選擇光柵并調(diào)整光柵的光柵遮擋角度和偏移到最佳視覺狀態(tài)。本技術(shù)方案適用于單人觀看裸眼3d手持設(shè)備時的測距和測偏移。
文檔編號G01C3/00GK103234514SQ20131011539
公開日2013年8月7日 申請日期2013年4月3日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月3日
發(fā)明者黃國華 申請人:廣州市佳思信息科技有限公司