CN107277489A - 图像处理方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种图像处理方法及装置，属于图像处理技术领域。该方法包括：显示设备根据预设播映的图像数据在N维显示空间中播映自身图像的过程中，检测该N维显示空间中是否存在其他显示设备播映的外来图像；当该N维显示空间中存在该其他显示设备播映的外来图像时，监测该外来图像的运动状态和本征状态；当该外来图像与该自身图像存在重叠时，显示设备可以调整该自身图像的显示效果，该显示效果包括该自身图像的运动状态和本征状态中的至少一种。本发明提供的图像处理方法可以使得显示设备实现N维显示空间中自身图像跟外来图像之间的互动效果，灵活性较高，显示设备显示图像的方式更为丰富。

Description

图像处理方法及装置

技术领域

本发明涉及显示技术领域，特别涉及一种图像处理方法及装置。

背景技术

真三维显示技术(True 3D Volumetric Display Technique)是一种立体显示技术，基于该显示技术显示的图像存在于真实三维空间，用户可以直接通过裸眼观察到具有物理景深的三维图像。

相关技术中，真三维显示技术一般采用全息显示方法，全息显示利用干涉原理，将光波的振幅和相位信息记录下来，使物光波的全部信息都存储在记录介质中。当用光波照射记录介质时，根据衍射原理，就能重现出原始物光波，从而显示出十分逼真的三维图像。

但是，相关技术中的真三维显示技术中，显示设备是直接将预先存储的图像数据播映至显示空间中，该图像显示方法较为单一，显示灵活性较低。

发明内容

为了解决相关技术中图像显示方法较为单一，显示灵活性较低的问题，本发明提供了一种图像处理方法及装置。所述技术方案如下：

第一方面，提供了一种图像处理方法，所述方法包括：

显示设备根据预设播映的图像数据在N维显示空间中播映自身图像，其中，所述N为大于等于3的整数；

检测所述N维显示空间中是否存在其他显示设备播映的外来图像；

当所述N维显示空间中存在所述其他显示设备播映的外来图像时，监测所述外来图像的运动状态和本征状态，所述运动状态包括：位置、移动速度和移动方向中的至少一种；所述本征状态包括：形状、尺寸和颜色中的至少一种；

当所述外来图像与所述自身图像存在重叠时，根据所述外来图像的运动状态和本征状态，调整所述自身图像的显示效果，所述显示效果包括所述自身图像的运动状态和本征状态中的至少一种。

第二方面，提供了一种图像处理装置，所述装置包括：

显示模块，用于根据预设播映的图像数据在N维显示空间中播映自身图像，其中，所述N为大于等于3的整数；

第一检测模块，用于检测所述N维显示空间中是否存在其他显示设备播映的外来图像；

监测模块，用于当所述N维显示空间中存在所述其他显示设备播映的外来图像时，监测所述外来图像的运动状态和本征状态，所述运动状态包括：位置、移动速度和移动方向中的至少一种；所述本征状态包括：形状、尺寸和颜色中的至少一种；

调整模块，用于当所述外来图像与所述自身图像存在重叠时，根据所述外来图像的运动状态和本征状态，调整所述自身图像的显示效果，所述显示效果包括所述自身图像的运动状态和本征状态中的至少一种。

第三方面，提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质中存储有指令，当该计算机可读存储介质在计算机上运行时，使得计算机执行第一方面所提供的图像处理方法。

第四方面，提供了一种显示设备，包括存储器，处理器及存储在所述存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时，实现第一方面所提供的图像处理方法。

本发明提供的技术方案带来的有益效果是：

本发明提供了的图像处理方法及装置，显示设备根据预设播映的图像数据在N维显示空间中播映自身图像的过程中，可以检测该N维显示空间中是否存在其他显示设备播映的外来图像；当该N维显示空间中存在该其他显示设备播映的外来图像，且该外来图像与该自身图像存在重叠时，显示设备可以根据该外来图像的运动状态和本征状态调整该自身图像的显示效果，该图像处理方法可以使得显示设备实现N维显示空间中自身图像跟外来图像之间的互动效果，灵活性较高，显示设备显示图像的方式更为丰富。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的一种图像处理方法的流程图；

图2是本发明实施例提供的一种检测外来图像的方法流程图；

图3是本发明实施例提供的一种含有以速度V1运动的自身图像A1的N维显示空间中新增一个以速度V2运动的外来图像A2的最终实际图像示意图；

图4是本发明实施例提供的一种显示设备调整自身图像的显示效果的方法流程图；

图5是本发明实施例提供的另一种N维显示空间同时存在自身图像A1和外来图像A2的示意图；

图6是本发明实施例提供的一种图像处理装置的结构示意图；

图7是本发明实施例提供的一种第一检测模块的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

近年来，立体显示技术的从最初出现的平面立体视觉、眼镜三维(threedimensional，3D)显示和头盔式3D显示等逐渐开始发展裸眼3D显示和真三维显示技术(包括全息显示和照相)。伴随着3D显示在电视广播、视频、游戏、医疗、教育等领域的应用越来越多，三维显示已从电影银幕开始向电视、计算机、平板电脑、手机显示设备等多显示设备发展。但是目前在真维显示技术中，支持三维显示的显示设备只能显示预先存储的图像数据，显示方法较为单一，灵活性较低。

图1是本发明实施例提供的一种图像处理方法的流程图，该方法可以应用于显示设备中，参考图1，该方法具体可以包括：

步骤101、显示设备根据预设播映的图像数据在N维显示空间中播映自身图像。

其中，该N为大于等于3的整数，也即是，该显示空间为三维显示空间或者更多维的显示空间。该预设播映的图像数据为显示设备中预先存储的待播映的图像数据。显示设备可以按照预先配置的播映方式(例如全息显示的方式)在该N维空间中播映自身图像。

需要说明的，该显示设备播映自身图像的N维显示空间是有一定范围边界的空间。该显示空间具有跟显示设备所能支持的最大维度相对应的图像显示维度；并且，在显示空间支持的所有维度中的某一个维度上，显示设备所能支持的图像在该维度上显示的范围是受限的。该范围一般以显示设备自身所支持播放的图像数据最大显示边界以及满足播放该图像的实际空间条件等因素相关。

步骤102、检测该显示设备当前是否处于预设的交互模式。

在本发明实施例中，为了提高图像处理的灵活性，显示设备中可以预先配置有交互模式和普通显示模式。在该交互模式下，显示设备所播映的自身图像可以与其他显示设备播映的图像进行“交互”。该“交互”可以是指：显示设备所播映的自身图像的显示效果可以受到其他显示设备所播映的图像的影响。而在普通显示模式下，显示设备所播映的自身图像不受其他显示设备所播映的图像的影响。因此，在本发明实施例中，显示设备在播映自身图像的过程中，可以检测当前的工作模式，以判断是否处于该预设的交互模式。当该显示设备处于该预设的交互模式时，显示设备可以执行步骤103，即检测该N维显示空间中是否存在其他显示设备播映的外来图像，并根据该外来图像调整自身图像的显示效果；当该显示设备不处于该预设的交互模式时，可以继续执行步骤101，即正常播映自身图像，而不响应外来图像的影响。

示例的，假设某一空间中存在显示设备X1和X2，则当该两个显示设备均不处于交互模式时，即使二者播映的图像A1(显示设备X1播映的图像)和A2(显示设备X2播映的图像)在显示空间中有交叠，也不会相互有任何影响。简言之：A1和A2互不影响。

如果显示设备X1的交互模式开启、X2的交互模式关闭，则当二者播映的图像A1、A2在显示空间中有交叠时，A2对A1的图像操作可以影响到A1的显示效果，且显示设备X1可以辅助完成A1对A2操作的响应。然而，A1如果对A2实施操作，X2将不予监测和测算，相应地，A2就不会对A1的操作进行回应。简言之：A1对A2的操作有回应，A2对A1的操作无回应。

如果显示设备X1的交互模式关闭、X2的交互模式开启，则当二者播映的图像A1、A2在显示空间中有交叠时，A2如果对A1实施操作，X1将不予监测和测算，相应地，A1就不会对A2的操作进行回应。然而，A1如果对A2实施操作，X2则实施监测、测算和更新A2响应后的3D图像，进而完成A2对A1操作的回应。简言之：A1对A2的操作无回应，A2对A1的操作有回应。

如果显示设备X1、X2的交互模式都开启，则当二者播映的图像A1、A2有交叠时，通过显示设备X1、X2的辅助监测和测算，A2对A1的操作可以影响到A1的显示效果，同样的，A1对A2的操作可以影响到A2的显示效果，简言之：A1对A2的操作有回应，A2对A1的操作有回应。

步骤103、检测该N维显示空间中是否存在其他显示设备播映的外来图像。

当该显示设备处于该预设的交互模式时，为了及时响应其他显示设备播映的图像的影响，该显示设备可以实时检测N维显示空间中是否存在其他显示设备播映的外来图像。当该N维显示空间中存在该其他显示设备播映的外来图像时，可以执行步骤104；当该N维显示空间中不存在该其他显示设备播映的外来图像时，显示设备可以继续执行步骤103，也即是，继续进行检测。

由于其他显示设备播映的外来图像没有温度、没有实体且不会对光波产生阻截，仅仅是图像通过在光波介质上的光波交叉使得介质上反射出的颜色、形状、区域等产生变化，因此显示设备可以采用图2所示的方法对该外来图像进行检测。参考图2，该检测过程具体可以包括：

步骤1031、通过图像监测工具采集该N维显示空间中所有实际存在的图像。

在本发明实施例中，显示设备中可以设置有图像监测工具，该图像监测工具可以包括摄像机和图像传感器中的至少一种。显示设备可以通过该图像监测工具实时采集N维显示空间中所有实际存在的图像。

进一步的，为了保证在夜晚情况下摄像机亦能拍出清晰的图像，显示设备中还可以增加闪光灯或红外灯以辅助摄像。其中，红外灯能在夜晚采集到拍摄对象的细节数据，使得摄像机在夜晚的曝光度够好，采集的图像够清晰精准。

步骤1032、当该图像监测工具采集的实际图像与该预设播映的图像数据之间的差异度大于预设的第三阈值时，认为该N维显示空间中存在除该自身图像之外的外来显示物。

显示设备通过图像监测工具采集到显示空间中的实际图像后，可以将该采集到的实际图像与预设播映的图像数据进行对比，计算两者之间的差异度，并判断该差异度是否大于预设的第三阈值。若两种的差异度大于该预设的第三阈值，则显示设备可以认为当前N维显示空间中存在外来显示物。

其中，在计算差异度时，显示设备可以先根据预设的图像处理算法计算该实际图像与预设播映的图像数据之间的相似度，然后根据该相似度计算得到差异度，该差异度可以满足：差异度＝1-相似度。其中，用于计算图像相似度的图像处理算法可以包括尺度不变特征变换(Scale-invariant feature transform，SIFT)算法、感知哈希算法和基于直方图的相似度算法等，其具体计算过程可以参考相关技术，本发明实施例对此不再赘述。

示例的，图3是本发明实施例提供的一种N维显示空间的示意图，如图3所示，假设显示设备播映的自身图像为A1(其速度为V1)，则当另一显示设备在该显示空间中播映外来图像A2时(其速度为V2)，显示设备可以检测到该N维显示空间的实际图像与显示设备预先播映的图像数据(即自身图像A1的图像数据)之间的差异度大于预设的第三阈值，此时显示设备可以认为该N维显示空间中存在外来显示物。

步骤1033、检测该外来显示物是否为实物。

当显示设备认为N维显示空间中存在外来显示物时，为了进一步判断该外来显示物是否为外来图像，显示设备可以先检测该外来显示物是否为实物。当该外来显示物不为实物时，显示设备可以执行步骤1034。当该外来显示物为实物时，显示设备可以认为该外来显示物不是其他显示设备播映的外来图像，该外来显示物可能为显示空间中实际存在的物体，因此无需响应该外来显示物的影响，可以结束本轮检测操作，并执行步骤1031，也即是继续执行步骤103所示的检测N维显示空间中是否存在其他显示设备播映的外来图像的步骤；或者该外来显示物可能为用于操控该N维显示空间中播映的自身图像的物体(例如人手或者触控杆等)，该响应实物操控的方法可以参考相关技术，本发明实施例对此不做讨论，因此显示设备也可以结束本轮检测操作，并再次执行步骤1031，也即是继续执行步骤103所示的检测N维显示空间中是否存在其他显示设备播映的外来图像的步骤。

具体的，由于人体、桌椅和建筑物等实物都是有温度的，因此显示设备可以通过红外采集设备检测该外来显示物是否发出红外线。若该外来显示物未发出红外线，则显示设备可以认为该外来显示物不为实物；若该外来显示物发出红外线，则显示设备可以认为该显示物为实物。

进一步的，显示设备还可以通过红外摄像仪等检测设备获取该外来显示物的温度分布，进而获取该外来显示物的温度体征和温度分布特征。通过温度体征不仅可以判断该外来显示物是否为实物，若是实物还能进一步判断其大致物种(每种实物体的常见体温范围一般是不同的)；该温度分布特征则可以反映该实物边缘范围，因此通过该温度分布特征可以大致获得该外来显示物的轮廓数据以及不同部位的特征体温，进一步通过不同部位的特征体温对比可以大致判断该部位是什么体征(如眼睛、鼻子、胸肺、手足、四肢等)。因此，本发明实施例可以采用红外摄像仪等检测设备，通过类似热成像仪的原理，检测外来显示物是否为实物，判断其物种并可以实时监测该外来显示物的位置和运动变化。显示设备获取到上述数据后可以显示提示信息，以提示用户存在外来实物。

步骤1034、检测该外来显示物是否对该N维显示空间中的光波造成阻挡。

为了提高检测的精度，显示设备在确定该外来显示物为实物之后，还可以进一步检测该外来显示物是否会对N维显示空间中的光波造成阻挡。由于该阻挡光波的特性是显示设备所播映的图像不会具有的特征，因此当显示设备检测到该外来显示物未对N维显示空间中的光波造成阻挡时，可以执行步骤1035，即可以认为该外来显示物为其他显示设备播映的外来图像。若该显示设备检测到该外来显示物对N维显示空间中的光波造成了阻挡，可以结束本轮检测操作，并进入步骤1036，之后再继续执行步骤1031，也即是继续执行步骤103所示的检测N维显示空间中是否存在其他显示设备播映的外来图像的步骤。

进一步的，在本发明实施例中，显示设备在检测外来显示物是否会对光波造成阻挡时，可以仅对N维显示空间中图像发生变化的区域及其周边区域进行检测。例如显示设备可以对以该发生变化的区域的中心点为圆心，以预设长度(例如1cm、5cm、10cm或20cm等)为半径的球形区域进行检测；或者，也可以对以该发生变化的区域的中心点为中心，以预设长度(例如1cm、5cm、10cm或20cm等)为边长的正方体区域进行检测。该检测范围可以是显示设备中预先确定的，也可以是用户自主调整的，本发明实施例对此不做限定。

在本发明实施例中，显示设备检测外来显示物是否会对N维显示空间中的光波造成阻挡的方法具体可以包括：

步骤S1、检测在该外来显示物出现之后，该N维显示空间内实际图像的目标特征向量的特征值。

该目标特征向量可以是从本征状态中确定的会受光波影响的特征向量，特征向量的特征值可以用于表征该特征向量的大小。例如该目标特征向量可以包括颜色和亮度中的至少一种，其中颜色的特征值可以为颜色值，例如红绿蓝(RGB)值或者饱和度等)，亮度的特征值可以为亮度值。

示例的，假设该目标特征向量包括颜色和亮度，则显示设备在检测出该外来显示物不为实物之后，可以进一步检测在该外来显示物出现之后，该N维显示空间内实际图像的颜色值和亮度值。例如，可以检测该实际图像中所有像素的平均颜色值和平均亮度值。

需要说明的是，该目标特征向量还可以包括用于指示图像能量等特征的向量，该目标特征向量的个数和类型可以根据实际应用需求进行确定，本发明实施例对此不做限定。

步骤S2、若该实际图像的目标特征向量的特征值小于该预设播映的图像数据的目标特征向量的特征值，且两者的差异度大于预设的第一阈值，则认为该外来显示物对该N维显示空间中的光波造成阻挡。

进一步的，显示设备可以对比该实际图像的目标特征向量的特征值与该预设播映的图像数据的目标特征向量的特征值的大小，若实际图像的目标特征向量的特征值较小，且两者的差异度大于预设的第一阈值，则显示设备可以确定在外来显示物出现之后，该实际图像的目标特征向量所指示的特征的显示效果被削弱，进而可以认为该外来显示物对该N维显示空间中的光波造成了阻挡。

示例的，若显示设备检测出实际图像的平均颜色值(该颜色值与颜色的深浅正相关，即颜色值越大，其所指示的颜色越深)小于预设播映的图像数据的平均颜色值，且两者的差异度大于预设的第一阈值；并且，实际图像的平均亮度值小于预设播映的图像数据的平均亮度值，两者的差异度也大于预设的第一阈值，则显示设备可以认为该外来显示物对N维显示空间中的光波造成了阻挡。

步骤S3、若该实际图像的目标特征向量的特征值大于该预设播映的图像数据的目标特征向量的特征值，且两者的差异度大于预设的第二阈值，则认为该外来显示物未对该N维显示空间中的光波造成阻挡。

若实际图像的目标特征向量的特征值比预设播映的图像数据的目标特征向量的特征值大，且两者的差异度大于预设的第二阈值，则显示设备可以认为该实际图像的目标特征向量所指示的特征的显示效果被增强，进而可以认为该外来显示物未对该N维显示空间中的光波造成阻挡。因为若该外来显示物为其他显示设备播映的外来图像，则会有该外来图像对应的外来光波进入到该N维显示空间，该N维显示空间中的光子数增加，所以该实际图像的目标特征向量所指示的特征的显示效果会增强。

示例的，若显示设备检测出实际图像的平均颜色值大于预设播映的图像数据的平均颜色值，且两者的差异度大于预设的第二阈值；同时，实际图像的平均亮度值大于预设播映的图像数据的平均亮度值，且两者的差异度也大于预设的第二阈值，则显示设备可以认为该外来显示物未对N维显示空间中的光波造成阻挡。

需要说明的是，在本发明实施例中，该显示设备可以通过诸如摄像机和光电传感器等检测设备检测该实际图像的目标特征向量的特征值。若要检测大面积区域，则可以用多个检测设备，例如可以使用光电传感器阵列。当然，在实际应用中，也可以使用其他类型的检测设备，例如颜色检测仪等，本发明实施例对该检测设备的类型不做限定。

步骤1035、认为该N维显示空间中存在其他显示设备播映的外来图像。

显示设备通过上述方法检测出该外来显示物不会对该N维显示空间中的光波造成阻挡时，即可认为该N维显示空间中存在其他显示设备播映的外来图像。

步骤1036、显示提示信息。之后执行步骤1031。

显示设备通过上述方法检测出该外来显示物会对该N维显示空间中的光波造成阻挡时，即可认为该N维显示空间中不存在其他显示设备播映的外来图像。由于该外来显示物不为实物，且会对光波造成阻挡，显示设备无法确定该外来显示物的具体类型，因此显示设备可以在N维显示空间中显示提示信息，该提示信息用于提示显示空间中存在不明物体，例如提示用户“不明物入侵！”。之后，该显示设备可以继续执行步骤1031，也即是，继续执行步骤103所示的检测外来图像的步骤。

步骤104、监测该外来图像的运动状态和本征状态。执行步骤105。

显示设备在检测到当前的N维显示空间中存在其他显示设备播映的外来图像后，为了响应该外来图像的影响，显示设备可以通过监测设备实时监测该外来图像的运动状态和本征状态。其中，该运动状态可以包括：位置、移动速度和移动方向中的至少一种；该本征状态可以包括：形状、尺寸和颜色中的至少一种。该检测设备可以包括图像监测工具、光电传感器和运动传感器等。

需要说明的是，显示设备在监测外来图像的位置时，尽管一个实际的外来图像在显示空间中必定占有一定区域，但为了表述简洁及便于理解，本发明实施例中以该外来图像中心点的坐标Li(li,mi,ni)(i＝1,2,3…)来表示其位置。由此，外来图像的运动轨迹的变化就可以简化描述为从坐标Li(li,mi,ni)(i＝1,2,3…)到坐标Li’(li’,mi’,ni’)(i＝1,2,3…)的变化。

示例的，显示设备检测到外来图像发生移动时，可以将其发生移动后的新坐标L2’(l2’,m2’,n2’)保存到显示设备中；之后该显示设备可以根据其移动前后的坐标确定其运动轨迹。为保证上述计算得到的运动轨迹尽量接近该外来图像的实际运动轨迹，两次坐标的检测时间间隔越小越好。但是由于检测越频繁，显示设备需要计算轨迹的运算量越大，对处理器资源占用就越大，再根据计算出外来图像运动轨迹变化推算显示设备自身图像所受影响时的反应速度就将越慢。所以，显示设备检测和计算外来图像的坐标的时间间隔，需要根据显示设备的实际情况进行调试和优化。

需要说明的是，显示设备每检测完一段轨迹之后，还需将该外来图像的新坐标L2’(l2’,m2’,n2’)赋值给L2(l2,m2,n2)，使其作为下一段轨迹检测时的最新起始坐标。

步骤105、当该外来图像与该自身图像存在重叠时，调整该自身图像的显示效果。

显示设备在监测该外来图像的运动状态的过程中，若检测到该外来图像与自身图像存在重叠，为了响应该外来图像的影响，丰富显示效果，显示设备可以调整自身图像的显示效果。该显示效果包括该自身图像的运动状态和本征状态中的至少一种。

在本发明实施例中，显示设备可以根据外来图像中心点的坐标及其尺寸，以及自身图像中心点的坐标及其尺寸来判断两个图像之间是否存在重叠；或者，该显示设备也可以直接监测每个图像四周轮廓的坐标，通过对比两个图像四周轮廓的坐标来判断是否存在重叠。本发明实施例对该显示设备检测两个图像是否存在重叠的方式不做具体限定。

进一步的，由于显示设备中已经存储有自身图像的图像数据，在其检测到外来图像的运动轨迹后，显示设备不仅可以判断两个图像是否有重叠，还可以计算出两个图像的重叠部分。在本发明实施例中，显示设备在计算该重叠部分时，可以根据显示空间的维度进行逐个计算。比如对于三维显示空间，显示设备可以先将某一维按一定间隔划分成M个二维显示平面，然后逐个计算每个二维显示平面中的重叠区，最终对该M个二维显示平面中的重叠去进行合并即可计算出整个三维显示空间中两个图像的重叠区。

显示设备在计算出两个图形的重叠区后，可以根据该外来图像的运动状态和本征状态，计算自身图像对应所受该外来图像的影响。一方面，在检测到外来图像轨迹变化的这段时间间隔里，显示设备可以计算出自身图像受到外来图像推力所产生的位移和速度，进而可以将该自身图像的短期变化在显示空间中显示出来；另一方面，显示设备还可以计算下一检测时间间隔内自身图像将会继续发生的轨迹变化和速度变化。如此分检测时间段逐段检测外来图像的轨迹、计算自身图像所受影响、将自身图像的显示效果更新后播映到显示空间中，进而完成了对外来图像的一系列动作的检测，以及自身图像对其动作的响应。

可选的，图4是本发明实施例提供的一种显示设备调整自身图像的显示效果的方法流程图，参考图4，该方法具体可以包括：

步骤1051、获取该外来图像的运动状态数据和本征状态数据。

该显示设备可以通过检测设备获取该外来图像的运动状态数据和本征状态数据。该运动状态数据和该本征状态数据中，每种状态数据中包括至少一个特征向量。例如，运动状态数据中至少可以包括位置、移动方向和移动速度等特征向量；本征状态数据中至少可以包括颜色、亮度、形状和尺寸等特征向量。其中，每个特征向量具有至少一个特征值。例如，特征向量颜色的特征值可以包括：RGB值、色调和饱和度中的至少一种。

步骤1052、将该外来图像与该显示设备中预先存储的至少一个物体种类模板逐一进行对比。

在本发明实施例中，显示设备中可以预先配置有物体种类数据库，该数据库中可以包括至少一个物体种类模板，每个物体种类模板中包括一种物体种类的本征状态数据，该本征状态数据包括至少一个特征向量，通过该至少一个特征向量可以有效体现该物体种类的特征。

具体的，显示设备可以将外来图像的本征状态数据中的至少一个特征向量，与每个物体种类模板中的至少一个本征状态特征向量逐一进行对比，并根据两者特征向量，计算该外来图像与每个物体种类模板的本征状态数据相似度。

示例的，外来图像跟每一个物体种类模板的对比过程可以是，寻找两者共有的特征向量，并计算两者共有特征向量的特征值的差异度，将所有共有特征向量的特征值的差异度加权平均(物体种类模板中每个特征向量都可已带有各自权重，每多出现一次该物体种类的该特征向量，该权重值就加1，进而增大其在该物体种类模板的所有特征向量中的权重比例，增大其对物体种类相似度判断的影响程度)，求得外来图像跟每一个物体种类模板本征状态数据的平均差异度，进而求得相似度＝1-差异度。

具体地，用数值实例演示该示例如下：

假设物体种类数据库中包括S1至S3共3个物体种类模板，其各自所包含的特征向量、每个特征向量的特征值、特征向量的权重、外来图像的本征状态数据S的实测特征向量及特征向量的特征值可以如表1所示(其中，权重为0表示该特征向量尚不是该物体种类模板的特征向量)。从表1可以看出，物体种类模板S1中可以包括a、b和c共三个特征向量，其中，特征向量a的特征值为2，其权重为10；显示设备检测到的外来图像的本征状态数据S中包括a、c和e三个特征向量，其中，特征向量a的特征值为1。

表1

则显示设备在采用相似度计算函数match计算外来图像跟物体种类模板S1的相似度的过程可以参考下述公式(1)：

match(S1)＝1-{[(10/(10+5+3))*(2-1)/2]^2+[(3/(10+5+3))*(4-5)/2]^2}；

其中，10/(10+5+3)表示物体种类模板S1中，特征向量a的权重值所占的比例，代表该特征向量a对相似度判断的影响程度；(2-1)/2表示外来图像与该物体种类模板S1中特征向量a的特征值差异率；同理，3/(10+5+3)表示物体种类模板S1中，特征向量c的权重值所占的比例；(4-5)/2表示外来图像与该物体种类模板S1中特征向量c的特征值差异率。

同理，match(S2)、match(S3)也可参考上述公式(1)计算得到。比较这三个相似度可得知物体种类模板S2跟外来图像的相似度最高，因此可以将该物体种类模板S2确定为目标模板。

当然，在实际应用中，具体差异度的定义也可以是其他方法，此处仅作示例，非限定于此。

步骤1053、将该至少一个物体种类模板中与该外来图像的相似度最高的那一个物体种类模板确定为目标模板。

显示设备在计算得到外来图像与物体种类数据库中每个物体种类模板的相似度之后，可以将与该外来图像相似度最高的物体种类模板确定为目标模板。

示例的，假设物体种类数据库中包括S1至S3共3个物体种类模板，该外来图像的本征状态数据与物体种类模板S2的相似度最高，则显示设备可以确定目标模板为S2。

需要说明的是，为了保证匹配的精度，显示设备在确定该目标模板时，可以采用的算法有多种，本申请无需在此限定。比如，可以先从物体种类数据库中筛选出与外来图像的本征状态数据的相似度大于预设相似度阈值的模板；然后再将该筛选出来的模板中相似度最高的模板确定为目标模板。也可以采用另一种算法，即将外来图像的本征状态数据跟物体种类数据库中每一个物体种类模板进行比较并记录其相似度，默认地，将第一个进行比较的物体种类模板定为目标模板的初始值，之后每轮相似度比较中，若新比较的物体种类模板的相似度达到相似度阈值且比前一个比较的模板相似度高，则将新比较的物体种类模板设为目标模板，如此循环，直至物体种类数据库中所有的模板均完成本轮相似度比较。

步骤1054、根据该目标模板所包括的至少一个特征向量，对该外来图像的本征状态数据进行更新。

为了进一步提高图像处理的精度，显示设备可以将该目标模板包括的所有特征向量与该外来图像的本征状态数据的特征向量继续进行比较，并将两者特征向量的合集作为该外来图像更新后的本征状态数据。若这两者的特征向量中部分共同特征向量的特征值不同，则该特征向量的特征值应以该外来图像对应的特征值为准，输入状态调整模块。

进一步的，显示设备还可以根据该外来图像的本征状态数据对该目标模板的特征向量种类和特征值进行更新。具体的，若该外来图像的本征状态数据中的部分特征向量并未包含在该目标模板中，则显示设备可以将该部分特征向量新增为该目标模板的新增特征向量。若该外来图像的本征状态数据的特征向量均已存在于该目标模板中，但二者的特征值不同，则可以采用该外来图像的特征值对该目标模板中对应特征向量的特征值进行替换。目标模板中数据有更新时，其在物体种类数据库中对应的物体种类模板也做同样调整。

此外需要说明的是，若显示设备检测到该物体种类数据库中，每个物体种类模板与该外来图像的本征状态数据的相似度均小于预设相似度阈值，则可以确定该数据库中不存在与该外来图像匹配的物体种类模板。此时，为了丰富该数据库中物体种类模板的类型，显示设备可以将该外来图像的本征状态数据作为新的物体种类模板加入到显示设备的物体种类数据库中，用作后续再有其他外来图像时的可用来匹配的物体种类模板之一。此时，该外来图像的本征状态数据无需更新。

还需要说明的是，为了进一步提高对外来图像的本征状态数据进行更新时的精度，显示设备在初步确定与该外来图像的本征状态数据匹配的目标模板之后，可以根据该目标模板所包括的每一个特征向量，对该外来图像中相应的每个特征向量进行部分数据重新采集，部分数据重新采集后外来图像数据的精度将更高。

示例的，假设目标模板为人手图像的模板，参考表2，该目标模板中可以包括13个特征向量，其中每个特征向量用于指示人手中的一个特征。例如手指、指甲和手腕等。

若显示设备确定外来图像的本征状态数据包含人手的五个手指头等5个特征向量、但不包含指甲等其他特征向量，那么当显示设备将该人手模板匹配成为该外来图像的目标模板后，显示设备还可以根据如表2所示的13个特征向量，对该外来图像的各个区域进行放大后再针对这13种特征向量分别进行更精确的数据重新采集。

表2

进一步的，显示设备可以根据重新采集到的本征状态数据对之前采集到的数据进行修正，并根据该修正后的数据，再与物体种类模板数据库中的每个物体种类模板做相似度匹配，确定出与该修正后的数据相似度最高的物体种类模板。如果该模板与第一次确定的目标模板为同一个，则此时显示设备可以采用该目标模板对该外来图像的本征状态数据进行更新。如果该模板与第一次确定的目标模板不是同一个，此时，显示设备还需要根据该最新确定的模板中所包括的特征向量，再次对该外来图像进行精确数据采集以及模板匹配，直至最终匹配出的模板与上一次匹配的模板为同一个时，再采用该最终匹配的模板对该外来图像的本征状态数据进行上述步骤1054所示的更新操作。

步骤1055、将该外来图像的运动状态数据和更新后的该外来图像的本征状态数据作为状态调整模块的输入参数，通过该状态调整模块计算得到状态调整数据。

在本发明实施例中，显示设备中可以配置有状态调整模块，该状态调整模块中预先存储有状态调整算法，显示设备可以将获取到的外来图像的运动状态数据，以及更新后的本征状态数据作为状态调整模块的输入参数，并计算得到状态调整数据。相应的，该状态调整数据中可以包括运动状态调整数据和本征状态调整数据。

示例的，参考图5，显示设备通过该状态调整模块，可以根据外来图像A2的移动速度V2，以及其所属的物体种类、尺寸和形状等参数，计算得到其对自身图像A1的图像数据的影响。例如，可以计算得到A2进入A1的N维显示空间后自身图像A1的移动速度V1'、移动方向和本征状态的状态调整数据。在图5所示的示例中，若自身图像A1的原始速度V1为0，则外来图像A2影响该自身图像A1后，该自身图像A1的速度V1'可与该外来图像A2的速度相同。

需要说明的是，状态调整模块中存储的状态调整算法可以根据实际情况进行配置，例如，该状态调整算法可以依据动能守恒定律计算该外来图像的移动速度对该自身图像的速度所造成的影响，还可以根据色彩混合原理计算该外来图像的颜色对该自身图像的颜色的影响。本发明实施例对该状态调整算法的具体实现原理不做限定。

步骤1056、根据该状态调整数据，调整该显示设备中预设播映的图像数据。

进一步的，显示设备可以根据状态调整模块计算得到的状态调整数据，对显示设备中预设播映的图像数据进行调整。例如，显示设备可以调整该预设播映的图像数据所指示的图像的移动速度和移动方向；或者，还可以调整该预设播映的图像数据所指示的图像的颜色。

步骤1057、根据调整后的该预设播映的图像数据，在该N维显示空间中显示调整后的该自身图像。

显示设备对预设播映的图像数据进行调整后，根据该调整后的图像数据向在N维显示空间中播映的自身图像也即是调整后的图像。

示例的，如图5所示，显示设备在调整预设播映的图像数据后，其在该N维显示空间中显示的自身图像A1将以速度V1'向左移动。

在本发明实施例中，为了改善外来图像在N维显示空间中的显示效果，显示设备还可以根据自身图像的颜色，以及外来图像进入显示空间后实际图像的颜色变化对比，通过颜色的各个特征(如RGB值、色调、饱和度、亮度)来记录、计算、模拟复现外来图像的颜色数据。进一步的，该显示设备还可以根据自身图像的形状数据，以及外来图像进入该N维显示空间后实际图像的形状数据变化，通过光波图像边缘的变化来模拟复现外来图像的形状数据。除此之外，显示设备还可以使用其他特征辅助在N维显示空间中还原得到外来图像的图像体征。

本发明实施例提供的图像处理方法的应用场景介绍：假设显示设备X1和显示设备X2的用户在联网玩同一个游戏，虚拟网络中两个用户的账号对应的虚拟人物进行厮杀，可以用三维显示空间中的显示图像A1和A2之间的现场空中交互展现出来。也即是，两用户通过两个设备X1、X2在同一场所玩同一游戏时，通过本发明实施例提供的方法可实现游戏人物在用户眼前的物理空间立体厮杀的现场感，这种在三维显示空间中立体再现的游戏场景，将远比电脑或电视等平面显示设备模拟的虚拟三维场景、以及3D虚拟现实头盔等显示设备提供的图像更为直观、生动和逼真。

需要说明的是，在本发明实施例中，对N维显示空间中的外来显示物进行检测时，会依赖于显示空间所使用的光波特性和介质特性。由于光波可能有不同颜色、频率和波长，而介质种类更多，可能是空气、水滴、悬浮油粒或是特殊悬浮颗粒。显示空间可以由这些不同光波和介质构造出来，可以是有一定范围，也可以是没有界限。

通常情况下，为了观察和统计数据，本发明实施例所提供的显示空间应当有界限；并且该显示空间在播映图像以及响应其他外来图像的影响的过程中，其显示特性(至少包括光波、介质种类、介质密度、空间温度以及显示空间周围配备的摄像头、红外线、传感器等基本设备)应当保持不变。

还需要说明的是，本发明实施例提供的图像处理方法的步骤的先后顺序可以进行适当调整，步骤也可以根据情况进行相应增减。任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化的方法，都应涵盖在本发明的保护范围之内，因此不再赘述。

综上所述，本发明实施例提供了一种图像处理方法，显示设备根据预设播映的图像数据在N维显示空间中播映自身图像的过程中，可以检测该N维显示空间中是否存在其他显示设备播映的外来图像；当该N维显示空间中存在该其他显示设备播映的外来图像，且该外来图像与该自身图像存在重叠时，显示设备可以根据该外来图像的运动状态和本征状态调整该自身图像的显示效果，该图像处理方法可以使得显示设备实现N维显示空间中自身图像跟外来图像之间的互动效果，灵活性较高，显示设备显示图像的方式更为丰富。

图6是本发明实施例提供的一种图像处理装置的结构示意图，该图像处理装置可以配置与显示设备中，参考图6，该装置可以包括：

显示模块201，用于根据预设播映的图像数据在N维显示空间中播映自身图像，其中，该N为大于等于3的整数。

第一检测模块202，用于检测该N维显示空间中是否存在其他显示设备播映的外来图像。

监测模块203，用于当该N维显示空间中存在该其他显示设备播映的外来图像时，监测该外来图像的运动状态和本征状态，该运动状态包括：位置、移动速度和移动方向中的至少一种；该本征状态包括：形状、尺寸和颜色中的至少一种。

调整模块204，用于当该外来图像与该自身图像存在重叠时，根据外来图像的运动状态和本征状态，调整自身图像的显示效果，该显示效果包括运动状态和本征状态中的至少一种。

可选的，图7是本发明实施例提供的一种第一检测模块的结构示意图，参考图7，该第一检测模块202可以包括：

第一检测子模块2021，用于检测该N维显示空间中是否存在除该自身图像之外的外来显示物。

第二检测子模块2022，用于当该N维显示空间中存在该外来显示物时，检测该外来显示物是否为实物。

第三检测子模块2023，用于当该外来显示物不为实物时，检测该外来显示物是否对该N维显示空间中的光波造成阻挡。

确定子模块2024，用于当该外来显示物未对该N维显示空间中的光波造成阻挡时，认为该N维显示空间中存在其他显示设备播映的外来图像。

可选的，该第二检测子模块2022具体可以用于：

检测该外来显示物是否发出红外线；

若该外来显示物未发出红外线，则认为该外来显示物不为实物；

该检测该外来显示物是否对该N维显示空间中的光波造成阻挡，包括：

检测在该外来显示物出现之后，该N维显示空间内实际图像的目标特征向量的特征值，该目标特征向量包括颜色和亮度中的至少一种；

若该实际图像的目标特征向量的特征值小于该预设播映的图像数据的目标特征向量的特征值，且两者的差异度大于预设的第一阈值，则认为该外来显示物对该N维显示空间中的光波造成阻挡；

若该实际图像的目标特征向量的特征值大于该预设播映的图像数据的目标特征向量的特征值，且两者的差异度大于预设的第二阈值，则认为该外来显示物未对该N维显示空间中的光波造成阻挡。

可选的，该第一检测子模块2021具体可以用于：

通过图像监测工具采集该N维显示空间中所有实际存在的图像，该图像监测工具包括摄像机和图像传感器。

当该图像监测工具采集的实际图像与该预设播映的图像数据之间的差异度大于预设的第三阈值时，则认为该N维显示空间中存在除该自身图像之外的外来显示物。

可选的，该调整模块204具体可以用于：

获取该外来图像的运动状态数据和本征状态数据，该运动状态数据和该本征状态数据中，每种状态数据中包括至少一个特征向量；

将该外来图像的运动状态数据和本征状态数据作为状态调整模块的输入参数，通过该状态调整模块计算得到状态调整数据；

根据该状态调整数据，调整该显示设备中预设播映的图像数据；

根据调整后的该预设播映的图像数据，在该N维显示空间中显示调整后的该自身图像。

可选的，该调整模块204还可以用于：

将该外来图像的本征状态数据与该显示设备中预先存储的至少一个物体种类模板逐一进行对比，每个该物体种类模板中包括至少一个特征向量；

将该至少一个物体种类模板中，与该外来图像的本征状态数据相似度最高的物体种类模板确定为目标模板；

根据该目标模板所包括的至少一个特征向量，对该外来图像的本征状态数据进行更新；

该将该外来图像的运动状态数据和本征状态数据作为状态调整模块的输入参数，通过该状态调整模块计算得到状态调整数据，包括：

将该外来图像的运动状态数据和更新后的该外来图像的本征状态数据作为状态调整模块的输入参数，通过该状态调整模块计算得到状态调整数据。

综上所述，本发明提供了一种图像处理装置，该装置根据预设播映的图像数据在N维显示空间中播映自身图像的过程中，可以检测该N维显示空间中是否存在其他显示设备播映的外来图像；当该N维显示空间中存在该其他显示设备播映的外来图像，且该外来图像与该自身图像存在重叠时，显示设备可以根据该外来图像的运动状态和本征状态调整该自身图像的显示效果，该图像处理装置可以使得显示设备实现N维显示空间中自身图像跟外来图像之间的互动效果，灵活性较高，显示设备显示图像的方式更为丰富。

本发明实施例还提供了一种存储介质，该存储介质可以为非易失性计算机可读存储介质，该存储介质中存储有指令，当该存储介质在计算机上运行时，使得计算机执行上述方法实施例提供的图像处理方法。

本发明实施例还提供了一种显示设备，包括存储器，处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行所述计算机程序时，实现上述方法实施例提供的图像处理方法。

本发明实施例还提供了一种包含指令的计算机程序产品，当其在计算机上运行时，使得计算机执行上述方法实施例提供的图像处理方法。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的装置和模块的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种图像处理方法，其特征在于，所述方法包括：

显示设备根据预设播映的图像数据在N维显示空间中播映自身图像，其中，所述N为大于等于3的整数；

检测所述N维显示空间中是否存在其他显示设备播映的外来图像；

当所述N维显示空间中存在所述其他显示设备播映的外来图像时，监测所述外来图像的运动状态和本征状态，所述运动状态包括：位置、移动速度和移动方向中的至少一种；所述本征状态包括：形状、尺寸和颜色中的至少一种；

当所述外来图像与所述自身图像存在重叠时，根据所述外来图像的运动状态和本征状态，调整所述自身图像的显示效果，所述显示效果包括运动状态和本征状态中的至少一种。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述检测所述N维显示空间中是否存在其他显示设备播映的外来图像，包括：

检测所述N维显示空间中是否存在除所述自身图像之外的外来显示物；

当所述N维显示空间中存在所述外来显示物时，检测所述外来显示物是否为实物；

当所述外来显示物不为实物时，检测所述外来显示物是否对所述N维显示空间中的光波造成阻挡；

当所述外来显示物未对所述N维显示空间中的光波造成阻挡时，认为所述N维显示空间中存在其他显示设备播映的外来图像。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述检测所述外来显示物是否为实物，包括：

检测所述外来显示物是否发出红外线；

若所述外来显示物未发出红外线，则认为所述外来显示物不为实物；

所述检测所述外来显示物是否对所述N维显示空间中的光波造成阻挡，包括：

检测在所述外来显示物出现之后，所述N维显示空间内实际图像的目标特征向量的特征值，所述目标特征向量包括颜色和亮度中的至少一种；

若所述实际图像的目标特征向量的特征值小于所述预设播映的图像数据的对应目标特征向量的特征值，且两者的差异度大于预设的第一阈值，则认为所述外来显示物对所述N维显示空间中的光波造成阻挡；

若所述实际图像的目标特征向量的特征值大于所述预设播映的图像数据的对应目标特征向量的特征值，且两者的差异度大于预设的第二阈值，则认为所述外来显示物未对所述N维显示空间中的光波造成阻挡。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述检测所述N维显示空间中是否存在除所述自身图像之外的外来显示物，包括：

通过图像监测工具采集所述N维显示空间中所有实际存在的图像，所述图像监测工具包括摄像机和图像传感器中的至少一种；

当所述图像监测工具采集的实际图像与所述预设播映的图像数据之间的差异度大于预设的第三阈值时，则认为所述N维显示空间中存在除所述外来显示物。

5.根据权利要求1至4任一所述的方法，其特征在于，所述根据所述外来图像的运动状态和本征状态，调整所述自身图像的显示效果，包括：

获取所述外来图像的运动状态数据和本征状态数据，所述运动状态数据和所述本征状态数据中，每种状态数据中包括至少一个特征向量；

将所述外来图像的运动状态数据和本征状态数据作为状态调整模块的输入参数，通过所述状态调整模块计算得到状态调整数据；

根据所述状态调整数据，调整所述显示设备中预设播映的图像数据；

根据调整后的所述预设播映的图像数据，在所述N维显示空间中显示调整后的所述自身图像。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，在所述获取所述外来图像的运动状态数据和本征状态数据之后，所述方法还包括：

将所述外来图像的本征状态数据与所述显示设备中预先存储的至少一个物体种类模板逐一进行对比，每个所述物体种类模板中包括至少一个特征向量；

将所述至少一个物体种类模板中，与所述外来图像的本征状态数据相似度最高的物体种类模板确定为目标模板；

根据所述目标模板所包括的至少一个特征向量，对所述外来图像的本征状态数据进行更新；

所述将所述外来图像的运动状态数据和本征状态数据作为状态调整模块的输入参数，通过所述状态调整模块计算得到状态调整数据，包括：

将所述外来图像的运动状态数据和更新后的所述外来图像的本征状态数据作为状态调整模块的输入参数，通过所述状态调整模块计算得到状态调整数据。

7.一种图像处理装置，其特征在于，所述装置包括：

显示模块，用于根据预设播映的图像数据在N维显示空间中播映自身图像，其中，所述N为大于等于3的整数；

第一检测模块，用于检测所述N维显示空间中是否存在其他显示设备播映的外来图像；

监测模块，用于当所述N维显示空间中存在所述其他显示设备播映的外来图像时，监测所述外来图像的运动状态和本征状态，所述运动状态包括：位置、移动速度和移动方向中的至少一种；所述本征状态包括：形状、尺寸和颜色中的至少一种；

调整模块，用于当所述外来图像与所述自身图像存在重叠时，根据所述外来图像的运动状态和本征状态，调整所述自身图像的显示效果，所述显示效果包括运动状态和本征状态中的至少一种。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述第一检测模块，包括：

第一检测子模块，用于检测所述N维显示空间中是否存在除所述自身图像之外的外来显示物；

第二检测子模块，用于当所述N维显示空间中存在所述外来显示物时，检测所述外来显示物是否为实物；

第三检测子模块，用于当所述外来显示物不为实物时，检测所述外来显示物是否对所述N维显示空间中的光波造成阻挡；

确定子模块，用于当所述外来显示物未对所述N维显示空间中的光波造成阻挡时，认为所述N维显示空间中存在其他显示设备播映的外来图像。

9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述第二检测子模块，用于：

检测所述外来显示物是否发出红外线；

若所述外来显示物未发出红外线，则认为所述外来显示物不为实物；

所述检测所述外来显示物是否对所述N维显示空间中的光波造成阻挡，包括：

检测在所述外来显示物出现之后，所述N维显示空间内实际图像的目标特征向量的特征值，所述目标特征向量包括颜色和亮度中的至少一种；

若所述实际图像的目标特征向量的特征值小于所述预设播映的图像数据的目标特征向量的特征值，且两者的差异度大于预设的第一阈值，则认为所述外来显示物对所述N维显示空间中的光波造成阻挡；

若所述实际图像的目标特征向量的特征值大于所述预设播映的图像数据的目标特征向量的特征值，且两者的差异度大于预设的第二阈值，则认为所述外来显示物未对所述N维显示空间中的光波造成阻挡。

10.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述第一检测子模块，用于：

通过图像监测工具采集所述N维显示空间中所有实际存在的图像，所述图像监测工具包括摄像机和图像传感器中的至少一种

当所述图像监测工具采集的实际图像与所述预设播映的图像数据之间的差异度大于预设的第三阈值时，认为所述N维显示空间中存在除所述自身图像之外的外来显示物。