CN101630495A - 一种动态稳定屏幕显示图像的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了在晃动的显示屏幕8上得到稳定的视频图像2的方法，得以在不稳定的环境中观看到稳定的屏幕显示。系统控制器5通过固定在显示屏框架1上的运动传感器3收集显示屏框架1的运动参数，然后转化成图像移动矢量6用来控制显示屏幕8上的视频图像2，使之在显示屏幕8中作与显示屏框架的运动幅度相同但是方向相反的移动。在另一个实施方案里，系统控制器5通过传感器3和4分别取得显示屏框架1和观看者7的运动参数，然后以观看者7对显示屏框架1的相对运动来指导控制显示屏幕8上的视频图像2的移动。

Description

一种动态稳定屏幕显示图像的方法

技术领域

本发明涉及一种动态稳定屏幕显示的视频图像的方法，使得观看者能在不稳定环境中使用的显示屏幕上看到相对静止的内容。

背景技术

日益增多的媒体内容使得带显示屏幕的消费电器被普遍接受，使用的场合也扩展到了在运行的环境里，比如在地铁，汽车，火车中使用手提电脑，便携式DVD，游戏机，手机等。在运行环境中观看屏幕显示的最大问题是显示屏幕和观看者随环境的晃动。本发明的目的就是要减小以至消除显示屏中画面内容相对观看者的晃动。本发明是基于相对运动的物理原理，即若承载移动物体的基座作一个与移动物体方向相反，幅度和频率相同的反移动就使得移动的物体停留在原处。本发明的实施方案一的方法是驱使显示屏幕中的画面内容，按相对运动原理做独立于显示屏框架，并与显示屏框架移动相反的移动。在仅有显示屏晃动的场合就可以得到相对于观看者来说是静止的影像内容。本发明的实施方案二是针对显示屏幕和观看者同处在不稳定环境中，比如在车中。由于这时观看者自身的晃动受到诸如沙发座垫，和人体的质量的影响而与显示屏框架的晃动在幅度，方向和频率上都会不同。因此在这样的场合，必须把屏幕和观看者各自的晃动合成为二者的相对运动并以此来驱动显示屏上的画面内容的移动，形成画面内容对观看者的头部的跟随，达到对观看者的动态静止效果。

发明内容

本发明旨在借显示屏幕上的视频图像作独立于显示屏幕的位移来形成相对静止的图像显示。本发明的第一实施方案中显示屏幕上的视频图像的位移与显示屏幕框架的受外界晃动的位移幅度相同但是方向相反。本发明的第二实施方案中显示屏幕上的视频图像的位移与观看者对显示屏的相对位移幅度相同而且方向也相同。本发明的技术方案为：

本发明的视频图像动态稳定系统由以下部分组成：分别固定到显示屏幕上和观看者头部探测他们各自的运动的运动传感器，以各自的二维加速度分量为输出参数；一个系统控制器负责收集来自传感器的晃动参数并把它们转换成显示屏幕和观看者的二维空间瞬时位移后作为视频图像在显示屏幕上的参照移动参数；用来连接显示屏幕，系统控制器与传感器的方法，可以通过USB接口，蓝牙无线传输，或者直接联线的方式形成系统各部分之间的连接。

附图说明

图1是本发明的系统概图。其中8是显示屏，2是在显示屏幕上显示的影像内容窗口，7是观看者，3和4分别是固定在显示屏和观看者上的传感器，5是系统控制器，6是系统控制器的输出。

图2是本发明的实施方案一。坐标1为显示屏的框架坐标，坐标2为显示屏运动传感器的感知平面坐标。坐标1和坐标2必须平行以感知对等的位移参数。其他部位参照图1.在这个方案里，系统控制器只收集显示屏的运动参数并输出经处理得到的反运动矢量来控制屏幕上的图像移动。这个方案可以用于相对于显示屏观看者的晃动较小以及观看者选择不佩戴传感器的场合。

图3是本发明的实施方案二。坐标3为观看者传感器的感知平面坐标，坐标4为观看者的头部以二眼连线为横轴以二眼中垂线为竖轴的坐标。坐标3和坐标4必须平行以感知对等的位移参数。其他部位参照图1.在这个方案里，系统控制器同时收集和处理显示屏和观看者二者的运动参数并输出经处理得到的观看者对显示屏的相对位移矢量来控制显示屏幕上的图像移动。

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描述。

图1示出了本发明的的系统概图。在显示屏框架1上固定一个传感器3。固定的方式可以是比如把传感器3和系统控制器5做成一个一体的USB插件插入手持电子设备上的USB端口。这样既固定了传感器3又实现了系统的对接。传感器为一般意义上的位移传感器，特别是利用MEMS技术制作的二维加速度传感器(Accelerometer)。依照物理原理：

位移矢量 $\mathrm{\Δ}\stackrel{\→}{x}=\mathrm{\Δ}{t}^2*\stackrel{\→}{a}---\left(1\right)$

其中

是加速度矢量，Δt是时间间隔，由系统设置，越小越能捕捉到快速和微小的晃动，但是对系统的处理能力要求也越高。

见图2，在实施方案一中，二维传感器3的感知坐标2与显示屏幕的框架坐标1平行，以保证二个坐标中量的对等。系统控制器5将从传感器3收集到的瞬态二维加速度矢量按照式(1)换算成显示屏1的即时位移矢量

系统控制器5进一步对显示屏的即时位移矢量

作方向的反向，可运用负的单位矢量点积原矢量，得到与原即时位移矢量

方向相反但是幅度相同的控制矢量。系统控制器进一步将控制矢量以模拟或者数字的形式作为系统控制器5的输出6用来控制显示器中的视频图像2作与显示屏1晃动相反方向的移动，来达到视频图像2对地球的相对静止。

见图3，在实施方案二中，除二维传感器3的感知坐标2与显示屏幕的框架坐标1平行外，也要求二维传感器4的感知坐标3与观看者的头部坐标(二眼连线为横轴，二眼的中垂线为竖轴)平行，以保证每对坐标中的等量关系。系统控制器5将从传感器3和传感器4收集到的瞬态二维加速度矢量按照式(1)分别换算成显示屏的位移矢量

和观看者的即时位移矢量

系统控制器进一步将二者的即时位移矢量相减，即用观看者的即时位移矢量减去显示屏的即时位移矢量：

$\stackrel{\→}{x}=\mathrm{\Δ}\stackrel{\→}{x}2-\mathrm{\Δ}\stackrel{\→}{x}1---\left(2\right)$

矢量差

是观看者对显示屏的相对位移矢量。系统控制器进一步将矢量差

以模拟或者数字的形式作为系统控制器5的输出6用来控制显示器中的视频图像2作相应的移动，来达到视频图像2对观看者7的跟随效果并且对于观看者7的相对静止。

显示屏8一般由液晶(LCD)构成，是广泛使用在便携式消费电器上的标准配置，不在本发明的范围。LCD上的视频图像2的位置在标准的情况下由帧和行的同步信号来决定。改变帧和行的同步信号的时序就得到视频图像2位置的改变。这个技术为业内的技术人员所熟知，不在本发明的范围内。

上述实施例是提供给本领域普通技术人员来实现或使用本发明的，本领域普通技术人员可在不脱离本发明的发明思想的情况下，对上述实施例做出种种修改或变化，因而本发明的保护范围并不被上述实施例所限，而应该是符合权利要求书提到的创新性特征的最大范围。

Claims (6)

1一个动态稳定屏幕显示图像的系统，包括：

·一个固定在显示屏上框架上的显示屏运动感知器；

·一个固定在观看者头部的观看者运动感知器；

·系统控制器用来处理感知器的数据并由之决定视频图像在显示屏中的移动；

·连接感知器到系统控制器的信息传输通道。

2根据权利要求1所述的图像显示稳定系统，其特征在于：

控制显示屏中的视频图像作独立于显示屏的移动来构造相对静止的画面。

3根据权利要求2所述的显示屏中的视频图像作独立于显示屏的移动，其特征在于：

系统控制器由显示屏框架运动感知器感受到显示屏的运动参数并依照显示屏的位移矢量来控制显示屏上的视频图像作相等幅度但方向相反的移动。

4根据权利要求2所述的显示屏中的视频图像作独立于显示屏的移动，其特征在于：

系统控制器由显示屏框架运动感知器和观看者头部运动感知器分别感受各自的运动参数并得出各自相应的位移矢量。系统控制器进一步由二者的位移矢量的差值得到观看者对显示屏的相对运动矢量，并用来控制显示屏上的视频图像作相等幅度的移动。

5根据权利要求1固定在显示屏上框架上的显示屏运动感知器，其特征在于：

感知器的感知平面座标与显示器的显示平面座标平行。

6根据权利要求1固定在观看者头部上的观看者运动感知器，其特征在于：

感知器的感知平面横轴与观看者的二眼连线平行，感知器的感知平面竖轴与观看者的二眼中垂线平行。

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