CN102681654A - 3d可视视角自动调整系统及方法 - Google Patents

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Abstract

一种3D可视视角自动调整系统及方法，该系统安装并运行于掌上型电子装置中。该掌上型电子装置包括距离传感器、摄影单元及3D屏幕。所述的3D可视视角自动调整系统包括初始化模块、人像侦测模块、视角计算模块及视角调整模块。该系统通过实时判断使用者的视觉角度是否超过3D画面显示的可视视角范围，当视觉角度超过可视视角范围时，计算使用者之视觉角度与可视视角的角度差值，根据该角度差值调整3D画面显示的可视视角，以及根据该可视视角在3D屏幕上播放使用者欲观赏的3D画面。实施本发明，能够根据使用者视觉角度的变化而自动调整显示在3D屏幕上的3D画面的可视角度。

Description

3D可视视角自动调整系统及方法
技术领域
本发明涉及一种3D画面显示系统及方法，特别是关于一种应用于掌上型电子装置中的3D可视视角自动调整系统及方法。
背景技术
现今3D技术开始被广泛的应用于掌上型电子装置(例如手机、游戏机)上，但是，因为3D可视视角的因素，导致仅可在固定角度范围内才可以清楚地看到3D画面呈现效果。然而，当使用者的视觉角度超过3D画面呈现的可视视角范围时，使用者却无法看到完整的3D画面。这种3D画面无法随着使用者视觉角度的变化而自动调整3D屏幕的画面显示角度，因此在3D屏幕上所呈现出的3D画面并不完整，从而导致3D呈现效果在一定程度上受到限制。
发明内容
鉴于以上内容，有必要提供一种3D可视视角自动调整系统及方法，能够根据使用者视觉角度的变化而自动调整显示在3D屏幕上的3D画面的可视角度。
所述的3D可视视角自动调整系统，安装并运行于掌上型电子装置中。该掌上型电子装置包括距离传感器、摄影单元及3D屏幕。该3D可视视角自动调整系统包括：初始化模块，用于设置利用摄影单元拍摄影像时的成像大小比例，以及初始化3D屏幕的中心位置坐标；人像侦测模块，用于通过距离传感器侦测使用者与掌上型电子装置之间的距离，通过摄影单元摄取使用者的人体影像，以及在人体影像中侦测出眼睛中点位置；视角计算模块，用于侦测3D屏幕的中心位置与所侦测的眼睛中点位置的相对水平位移，根据摄影单元的成像大小比例与相对水平位移计算使用者距离掌上型电子装置的实际水平位移，以及根据使用者于与掌上型电子装置之间的距离及实际水平位移计算出使用者的视觉角度；视角调整模块，用于判断使用者的视觉角度是否超过3D画面显示的可视视角范围，当视觉角度超过可视视角范围时，计算使用者的视觉角度与可视视角的角度差值，根据该角度差值调整3D画面显示的可视视角，以及根据该可视视角在3D屏幕上播放使用者欲观赏的3D画面。
所述的3D可视视角自动调整方法步骤：设置利用摄影单元拍摄影像时的成像大小比例，并初始化3D屏幕的中心位置坐标；通过距离传感器侦测使用者与掌上型电子装置之间的距离；通过摄影单元摄取使用者的人体影像；在人体影像中侦测出眼睛中点位置；侦测3D屏幕的中心位置与所侦测的眼睛中点位置的相对水平位移；根据摄影单元的成像大小比例与相对水平位移计算使用者距离掌上型电子装置的实际水平位移；根据使用者于与掌上型电子装置之间的距离及实际水平位移计算出使用者的视觉角度；判断使用者的视觉角度是否超过3D画面显示的可视视角范围；当视觉角度超过可视视角范围时，计算使用者的视觉角度与可视视角的角度差值，根据该角度差值调整3D画面显示的可视视角，并根据该可视视角在3D屏幕上播放使用者欲观赏的3D画面。
相较于现有技术，本发明所述的3D可视视角自动调整系统及方法，能够根据使用者视觉角度的变化而自动调整3D画面显示的可视角度，从而让使用者在不同视觉角度上均能观看到完整的3D影像画面。
附图说明
图1是本发明3D可视视角自动调整系统较佳实施例的架构图。
图2是本发明3D可视视角自动调整方法较佳实施例的流程图。
图3是使用者观看3D画面的实际视觉角度的示意图。
主要元件符号说明
掌上型电子装置              1
3D可视视角自动调整系统      10
初始化模块                  101
人像侦测模块                102
视角计算模块                103
视角调整模块                104
距离传感器                  11
摄影单元                    12
3D屏幕                      13
存储单元                    14
微处理器                    15
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。
具体实施方式
如图1所示，是本发明3D可视视角自动调整系统10较佳实施例的架构图。在本实施例中，该3D可视视角自动调整系统10安装并运行于掌上型电子装置1中，能够根据使用者视觉角度的变化而自动调整掌上型电子装置1的3D可视角度。所述的掌上型电子装置1包括，但不仅限于，距离传感器11、摄影单元12、3D屏幕13、存储单元14及微处理器15。该掌上型电子装置1是一种具有3D画面显示功能的电子设备，其可为手机、视频电话、个人数字助理设备(PDA)、或者游戏机的一种。
所述的距离传感器11用于实时感测使用者与掌上型电子装置1之间的距离，如图3所示的线段OP的距离Y。所述的摄影单元12是一种数字相机或者摄影仪，其用于摄取使用者的人体影像。所述的3D屏幕13是一种具有3D画面显示功能的屏幕，其用于显示3D画面。所述的存储单元14存储有用于侦测人体影像中的脸部区域所需的人脸特征值，以及用在脸部区域内侦测眼睛位置所需的眼睛特征值。
在本实施例中，所述的3D可视视角自动调整系统10包括初始化模块101、人像侦测模块102、视角计算模块103及视角调整模块104。本发明所称的模块是指一种能够被掌上型电子装置1的微处理器15所执行并且能够完成固定功能的一系列计算机程序段，其存储于掌上型电子装置1的存储单元14中。
所述的初始化模块101用于当使用者开启掌上型电子装置1的3D画面播放功能时，初始化距离传感器11、摄影单元12及3D屏幕13。在本实施例中，初始化模块101开启距离传感器11的距离感测功能，启动摄影单元12的影像拍摄功能并设置拍摄影像时的成像大小比例(例如，使用者与人体影像大小比例为1∶50)，以及初始化3D屏幕13的中心位置坐标，如图3所示的3D屏幕13的中心位置O的坐标为(0，0)。
所述的人像侦测模块102用于通过距离传感器11侦测使用者与掌上型电子装置1之间的距离，以及通过摄影单元12摄取使用者的人体影像。该人像侦测模块102还用于根据存储在存储单元14中的人脸特征值在人体影像中侦测出脸部影像，以及根据存储在存储单元14中的眼睛特征值在脸部影像中侦测出眼睛中点位置，如图3所示的中点P为眼睛中点位置。
所述的视角计算模块103用于侦测3D屏幕13的中心位置O与所侦测的眼睛中点位置P的相对水平位移，其表示为X’，以及根据摄影单元12的成像大小比例与相对水平位移X’计算出使用者实际距离掌上型电子装置的实际水平位移，如图3所示的线段QP的距离X。该视角计算模块103还用于根据使用者于与掌上型电子装置1之间的距离Y及实际水平位移X计算出使用者的视觉角度θ。在本实施例中，视角计算模块103利用三角函数的特性基于使用者于与掌上型电子装置1之间的距离Y及实际水平位移X来计算使用者的视觉角度θ。参考图3所示，θ＝Argsin(X/Y)，其中Argsin为反正弦函数。
所述的视角调整模块104用于判断使用者的视觉角度θ是否超过3D画面的可视视角范围。所述的可视视角范围是指使用者能够清晰观看到3D影像画面的可呈现视角范围，如图3所示，可视视角β可为介于-15°与+15°之间。当视觉角度θ超过可视视角范围时，视角调整模块104计算使用者的视觉角度θ与可视视角β的角度差值，根据该角度差值调整3D画面的可视视角β值，并根据该可视视角在3D屏幕13上播放使用者欲观赏的3D画面。当视觉角度θ没有超过可视视角范围时，视角调整模块104直接将使用者欲观赏的3D画面播放在3D屏幕13上。
如图2所示，是本发明3D可视视角自动调整方法较佳实施例的流程图。在本实施例中，该方法能够使掌上型电子装置1根据使用者视觉角度的变化而自动调整3D画面的可视角度范围。
步骤S201，当使用者开启掌上型电子装置1的3D画面播放功能时，初始化模块101初始化距离传感器11、摄影单元12及3D屏幕13。在本实施例中，初始化模块101开启距离传感器11的距离感测功能，启动摄影单元12的影像拍摄功能并设置拍摄影像时的成像大小比例(例如，使用者与人体影像大小比例为1∶50)，以及初始化3D屏幕13的中心位置坐标，如图3所示的3D屏幕13的中心位置O的坐标为(0，0)。
步骤S202，人像侦测模块102通过距离传感器11侦测使用者与掌上型电子装置1之间的距离，如图3所示的线段OP的距离Y。步骤S203，人像侦测模块102通过摄影单元12摄取使用者的人体影像。步骤S204，人像侦测模块101根据存储在存储单元14中的人脸特征值在人体影像中侦测出脸部影像，并根据存储在存储单元14中的眼睛特征值在脸部影像中侦测出眼睛中点位置，如图3所示的中点P为眼睛中点位置。
步骤S205，视角计算模块103侦测3D屏幕13的中心位置O与所侦测的眼睛中点位置P的相对水平位移，其表示为X’。步骤S206，视角计算模块103根据摄影单元12的成像大小比例与相对水平位移X’计算出使用者实际距离掌上型电子装置的实际水平位移，如图3所示的线段QP的距离X。
步骤S207，视角计算模块103根据使用者于与掌上型电子装置1之间的距离Y与实际水平位移X计算出使用者的视觉角度θ。在本实施例中，视角计算模块103利用三角函数的特性基于使用者于与掌上型电子装置1之间的距离Y及实际水平位移X来计算使用者的视觉角度θ。参考图3所示，θ＝Argsin(X/Y)，其中Argsin为反正弦函数。
步骤S208，视角调整模块104判断使用者的视觉角度θ是否超过3D画面的可视视角范围，如图3所示，可视视角β可设置为介于-15°与+15°之间。
若视觉角度θ超过可视视角范围，则执行步骤S209，视角调整模块104计算使用者的视觉角度θ与可视视角β的角度差值。步骤S210，视角调整模块104根据该角度差值调整3D画面的可视视角β值。步骤S211，视角调整模块104根据该可视视角在3D屏幕13上播放使用者欲观赏的3D画面。
若视觉角度θ没有超过可视视角范围β，则直接执行步骤S211，视角调整模块104直接将使用者欲观赏的3D画面播放在3D屏幕13上。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照以上较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换都不应脱离本发明技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种3D可视视角自动调整系统，安装并运行于掌上型电子装置中，该掌上型电子装置包括距离传感器、摄影单元及3D屏幕，其特征在于，该系统包括：
初始化模块，用于设置利用摄影单元拍摄影像时的成像大小比例，以及初始化3D屏幕的中心位置坐标；
人像侦测模块，用于通过距离传感器侦测使用者与掌上型电子装置之间的距离，通过摄影单元摄取使用者的人体影像，以及在人体影像中侦测出眼睛中点位置；
视角计算模块，用于侦测3D屏幕的中心位置与所侦测的眼睛中点位置的相对水平位移，根据摄影单元的成像大小比例与相对水平位移计算使用者距离掌上型电子装置的实际水平位移，以及根据使用者于与掌上型电子装置之间的距离及实际水平位移计算出使用者的视觉角度；
视角调整模块，用于判断使用者的视觉角度是否超过3D画面显示的可视视角范围，当视觉角度超过可视视角范围时，计算使用者的视觉角度与可视视角的角度差值，根据该角度差值调整3D画面显示的可视视角，以及根据该可视视角在3D屏幕上播放使用者欲观赏的3D画面。
2.如权利要求1所述的3D可视视角自动调整系统，其特征在于，该掌上型电子装置还包括存储单元，该存储单元存储有用于识别脸部影像的人脸特征值，以及用于侦测眼睛位置的眼睛特征值。
3.如权利要求2所述的3D可视视角自动调整系统，其特征在于，所述的人像侦测模块根据人脸特征值在人体影像中侦测出脸部影像，并根据眼睛特征值在脸部影像中来侦测所述的眼睛中点位置。
4.如权利要求1所述的3D可视视角自动调整系统，其特征在于，所述的视角调整模块还用于当视觉角度没有超过可视视角范围时直接将使用者欲观赏的3D画面播放在3D屏幕上。
5.如权利要求1所述的3D可视视角自动调整系统，其特征在于，所述的掌上型电子装置是一种具有3D画面显示功能的手机、视频电话、PDA或者游戏机。
6.一种3D可视视角自动调整方法，通过掌上型电子装置自动调整3D画面显示的可视视角，该掌上型电子装置包括距离传感器、摄影单元及3D屏幕，其特征在于，该方法包括步骤：
设置利用摄影单元拍摄影像时摄影单元的成像大小比例，并初始化3D屏幕的中心位置坐标；
通过距离传感器侦测使用者与掌上型电子装置之间的距离；
通过摄影单元摄取使用者的人体影像；
在人体影像中侦测出眼睛中点位置；
侦测3D屏幕的中心位置与所侦测的眼睛中点位置的相对水平位移；
根据摄影单元的成像大小比例与相对水平位移计算使用者距离掌上型电子装置的实际水平位移；
根据使用者于与掌上型电子装置之间的距离以及实际水平位移计算出使用者的视觉角度；
判断使用者的视觉角度是否超过3D画面显示的可视视角范围；
若视觉角度超过可视视角范围，计算使用者的视觉角度与可视视角的角度差值，根据该角度差值调整3D画面显示的可视视角，并根据该可视视角在3D屏幕上播放使用者欲观赏的3D画面。
7.如权利要求6所述的3D可视视角自动调整方法，其特征在于，该掌上型电子装置还包括存储单元，该存储单元存储有用于识别脸部影像的人脸特征值，以及用于侦测眼睛位置的眼睛特征值。
8.如权利要求7所述的3D可视视角自动调整方法，其特征在于，所述的在人体影像中侦测出眼睛中点位置的步骤包括：
根据人脸特征值在人体影像中侦测出脸部影像；
根据眼睛特征值在脸部影像中侦测出眼睛中点位置。
9.如权利要求6所述的3D可视视角自动调整方法，其特征在于，该方法还包括步骤：
当视觉角度没有超过可视视角范围时，直接将使用者欲观赏的3D画面播放在3D屏幕上。
10.如权利要求6所述的3D可视视角自动调整方法，其特征在于，所述的掌上型电子装置是一种具有3D画面显示功能的手机、视频电话、PDA或者游戏机。
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