CN108267857A

CN108267857A - 一种畸变校正实时可视调试的方法、装置及系统

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Publication number: CN108267857A
Application number: CN201711483062.2A
Authority: CN
Inventors: 陈理; 杨亚军
Original assignee: Hangzhou Lianluo Interactive Information Technology Co Ltd
Current assignee: Hangzhou Lianluo Interactive Information Technology Co Ltd
Priority date: 2017-12-29
Filing date: 2017-12-29
Publication date: 2018-07-10
Anticipated expiration: 2037-12-29
Also published as: CN108267857B

Abstract

本发明提出了一种畸变校正实时可视调试的方法，用于VR头显透镜，包括：S1.获取VR头显的分辨率及测试的显示器的分辨率；S2.在所述的显示器上生成镜片的反畸变曲线；利用所述反畸变曲线调整测试图样中各像素的矫正参数，将合格的矫正参数加以保存，形成反畸变表。本发明还公开了一种畸变校正实时可视调试的装置及系统。实施本发明的畸变校正实时可视调试的方法、装置及系统能快速调试出VR头显的透镜反畸变表。

Description

一种畸变校正实时可视调试的方法、装置及系统

技术领域

本发明涉及VR显示领域，特别涉及一种畸变校正实时可视调试的方法、装置及系统。

背景技术

VR(Virtual Reality，即虚拟现实，简称VR) 行业作为一个新兴的行业,相对于其他电子终端产品而言，产业配套成熟度和手机等产品还差距甚远。

由于VR显示都处于人眼较近的距离，VR大多都使用了光学镜片进行焦距转变，但同时也带来了显示图像的畸变和色散，目前，行业内都是透镜厂家根据透镜参数进行畸变预判，生成反畸变的渲染参数，交由头显厂家在软件中预设调用。由于透镜厂家技术实力及设备精度的原因，大部分透镜厂商提供不出完整和精确的畸变映射表，VR头显厂家只能通过用曲线多项式公式等方法慢慢调试。现有技术都是在非可视的情况下预设或调试相关参数，然后在运行渲染进行目测，多次重复以慢慢接近好的效果，由于人眼等诸多因素，这样的调试方法效率很低，效果很难保证。

发明内容

为了解决以上的问题，本发明提供一种方法效率较高的畸变校正实时可视调试的方法、装置及系统。

本发明公开了一种畸变校正实时可视调试的方法，用于VR头显透镜，包括：

S1. 获取VR头显的分辨率及测试的显示器的分辨率；

S2. 在所述的显示器上生成镜片的反畸变曲线；利用所述反畸变曲线调整待由所述VR头显显示的测试图样中各像素的矫正参数，将合格的矫正参数加以保存，形成反畸变表。

进一步地，所述的步骤S2，具体包括：

S21.在所述的显示器上生成基于二维坐标系的参考坐标背景图、反畸变曲线以及曲线控制点；

S22.导入所述测试图样；

S23.调整至少一个所述曲线控制点的坐标，和/或，在所述反畸变曲线上增加曲线控制点或者删除至少一个所述曲线控制点；

S24.根据所述的反畸变曲线和所述的VR头显的分辨率，将所述的测试图样的全部像素显示在所述的VR头显上；

S25.判断所述的VR头显上的当前显示图像是否合格；若是，进入步骤S26，若否，返回步骤S23；

S26. 将合格的矫正参数加以保存，形成反畸变表。

进一步地，所述的二维坐标系建立方式为：以所述的显示器的显示屏的中心点为原点，以显示屏像素点到所述的中心点的原始像素距离为X轴，以显示屏像素点到所述的中心点的缩放距离为Y轴。

进一步地，所述的步骤S26，具体包括；当调整后的当前显示图像合格时，保存对应的反畸变曲线的X坐标及Y坐标的数值，建立对应像素的畸变映射，生成对应的数据关系。

进一步地，所述的测试图样为矩形网格图，反畸变曲线利用B样条曲线工具生成。

本发明公开了一种畸变校正实时可视调试的装置，用于VR头显透镜，包括：

分辨率获取单元，用于获取VR头显的分辨率及测试的显示器的分辨率；

矫正参数测试单元，用于在所述的显示器上生成镜片的反畸变曲线；利用所述反畸变曲线调整待由所述VR头显显示的测试图样中各像素的矫正参数，将合格的矫正参数加以保存，形成反畸变表。

进一步地，所述的矫正参数测试单元，具体包括：

二维坐标系建立单元，用于在所述的显示器上生成基于二维坐标系的参考坐标背景图、反畸变曲线以及曲线控制点；

测试图样导入单元，用于导入所述测试图样；

调整单元，用于调整至少一个所述曲线控制点的坐标，和/或，在所述反畸变曲线上增加曲线控制点或者删除至少一个所述曲线控制点；

畸变图像显示单元，用于根据所述的反畸变曲线和所述的VR头显的分辨率，将所述的测试图样的全部像素显示在所述的VR头显上；

畸变图像判断单元，用于判断所述的VR头显上的当前显示图像是否合格；若是，进入反畸变表生成单元，若否，返回所述的调整单元；

反畸变表生成单元，用于将合格的矫正参数加以保存，形成反畸变表。

进一步地，所述的反畸变表生成单元，具体用于：当调整后的当前显示图像合格时，保存对应的反畸变曲线的X坐标及Y坐标的数值，建立对应像素的畸变映射，生成对应的数据关系。

本发明公开了一种畸变校正实时可视调试的系统，包括：测试用的显示器、VR头显，与所述的显示器、VR头显均相连接的控制器，所述的控制器具有上述的装置。

实施本发明的一种畸变校正实时可视调试的方法、装置及系统，具有以下有益的技术效果：

本申请在透镜畸变表不准确或者没有透镜厂家提供反畸变表的情况下需要人工调试低效率的不足，本申请的技术方案能通过显示器可视化地快速调试出VR头显的透镜反畸变表。由于装配问题厂家提供的反畸变表不一定适合每个VR头显，本申请还可以根据每部VR头显设备做生成适合的透镜反畸变表。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的第一实施例畸变校正实时可视调试的方法流程图；

图1a为反畸变曲线的默认曲线控制点的示意图；

图2为本发明的第二实施例畸变校正实时可视调试的方法流程图；

图3是本发明的第一实施例畸变校正实时可视调试的装置方框图；

图4是本发明的第二实施例畸变校正实时可视调试的装置方框图；

图5是本发明的实施例畸变校正实时可视调试的系统模块图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1，本发明的方法的第一实施例，一种畸变校正实时可视调试的方法，包括：

S1. 获取VR头显的分辨率及测试的显示器的分辨率；

VR头显：通过在一个小的矩形的显示屏上增加一个透镜,然后通过透镜来看这个显示屏,从而获得更大的视场角。透镜靠近用户的眼睛能够极大的增加用户的视场角,但是这是有代价的:图像会显得扭曲畸变，越大的视场角,就会有越大的图像畸变，透过镜头图像产生了“枕型”畸变。

S2. 在所述的显示器上生成镜片的反畸变曲线；利用反畸变曲线调整测试图样中各像素的矫正参数，将合格的矫正参数加以保存，形成反畸变表。

本方法中，如图1a所示，反畸变曲线的默认曲线控制点如下：

{默认控制点A1(x:0，y:0)、A2(x:0，y:0) 、A3(x:0，y:0) 、A4(x:60，y:60) 、A5(x:300,y:300) 、 A6(x:720,y:600)}

其中，A1、A2、A3坐标相同，均过原点。

确定镜头的畸变程度 P ；利用已知的反畸变曲线以及所述镜头的畸变程度 P 获取所述镜头的反畸变曲线。

本技术方案利用了反畸变原理，为抵消透镜对图像发生的变形，通过反畸变曲线将已经桶形变型的图像进行矫正，实现反畸变，从而使得在用户的VR端看到不畸变的图像，如果矫正合格，则记录合格的矫正参数；之后将合格的矫正参数生成反畸变表，存储在VR头显中，从而使得之后使用该VR头显的用户透过透镜获得到的是理想的实时的合格的不畸变的图像。

请参阅图2，本发明的方法的第二实施例，一种畸变校正实时可视调试的方法，步骤S1与实施例一相同，不同之处在于，包括：

所述的步骤S2，具体包括：

S22.导入所述测试图样；

S26. 将合格的矫正参数加以保存，形成反畸变表。

其中，所述的二维坐标系建立方式为：以显示器的显示屏的中心点为原点，以显示屏像素点到所述的中心点的原始像素距离为X轴，以显示屏像素点到所述的中心点的缩放距离为Y轴。

其中，步骤S26，具体是：调整后的当前显示图像合格时，保存对应的反畸变曲线的X坐标及Y坐标的数值，建立对应像素的畸变映射，生成对应的数据关系。

参考坐标背景图、曲线点和曲线控制点显示到显示器上，供用户观看和控制线控制点（曲线控制点可以添加、删除、上下、左右移动）。

本方法根据曲线X轴、Y轴对应比例按VR头显分辨率生成反畸变图像；

反畸变曲线的X轴为显示屏像素点到显示屏中心点的原始像素距离，最小值为0，最大值为屏中心点到屏四个角像素点的距离。

用户从中间看过去，中间的一点因为垂直于视线，故没发生畸变。

如：屏分辨率为：1080×1200，中心点的位置为（540，600），最大值就为540×540+600×600开平方值为：807.217。

反畸变曲线的Y轴为显示屏像素点到显示屏中心点的缩放距离（也称反畸变像素距离），最小值为0，最大值为屏中心点到屏四个角像素点的距离的缩放距离。

从中间到边缘，畸变会有不同，依据到中间的畸变，有大有小，正常情况下，越边缘，畸变越大。

如：屏分辨率为：1080×1200，中心点的位置为（540，600），原始最大值就为540×540+600×600开平方值为807.217，最远处缩放90%，最大值就为807.217×0.9=726.4953。

如VR头显分辨率为：1080×1200，中心点的位置为(540，600)。

显示点原始位置为（0，0）到中心的距离为807.217。

X轴为807.217，Y轴对应的值为726.4953，缩放点需要向中心点移动10% (1.0-726.4953/807.217)，缩放后的点的值为（54，60）。

本实施例二中，有益效果在于：将显示器，VR头显均连接于控制器，曲线点和曲线控制点显示到显示器上，用户可观看和控制线控制点，曲线控制点可以添加、删除、上下、左右移动，人机合作，效率更高，结果更有保证。

本发明的方法的第三实施例，一种畸变校正实时可视调试的方法，步骤均与实施例一相同，不同之处在于：

生成显示曲线点公式很多，如（Bezier曲线, B样条曲线）,本方法中可采用是B样条曲线工具；

测试图样为矩形网格图，反畸变曲线利用B样条曲线工具生成。矩形网格图中的矩形大小一致，均匀排列。为了例于测试，建议显示深色彩，如鲜红色网格图。

B样条曲线: 给定 n + 1个控制点P0、 P1、 ..., Pn 和一个节点向量U = { u0、u1、 ..., um }, p 次B-样条曲线由这些控制点和节点向量U 定义：

其中C(u)为曲线、Ni,p(u)是 p次B-样条基函数。

B样条曲线曲面具有几何不变性、凸包性、保凸性、变差减小性、局部支撑性等许多优良性质，本实施例中利用B样条曲线及矩形网格图作为反畸变曲线可靠性更高。

下面介绍实现以上方法的装置，装置未记载的部分，请参考以上方法中的记载。

请参阅图3，实施例一、一种畸变校正实时可视调试的装置1，用于VR头显透镜，包括：

分辨率获取单元10，用于获取VR头显的分辨率及测试的显示器的分辨率；

VR头显：通过在一个小的矩形的显示屏上增加一个透镜,然后通过透镜来看这个显示屏,从而获得更大的视场角。透镜靠近用户的眼睛能够极大的增加用户的视场角,但是这是有代价的:图像会显得扭曲畸变.越大的视场角,就会有越大的图像畸变，透过镜头图像产生了“枕型”畸变。

矫正参数测试单元20，用于在所述的显示器上生成镜片的反畸变曲线；利用所述反畸变曲线调整测试图样中各像素的矫正参数，将合格的矫正参数加以保存，形成反畸变表。

为抵消透镜对图像发生的变形，预先通过测试图像，使原始的测试图像发生桶形变形，找出矫正参数。调用矫正参数将显示图像各像素均进行桶形变形，实现反畸变，从而用户透过透镜获得到的是理想的实时的合格的不畸变的图像。

请参阅图4，本发明的方法的第二实施例，一种畸变校正实时可视调试的装置1，分辨率获取单元10与实施例一相同，不同之处在于，包括：

矫正参数测试单元20，具体包括：

二维坐标系建立单元201，用于在显示器上生成基于二维坐标系的参考坐标背景图、反畸变曲线以及曲线控制点；

测试图样导入单元202，用于导入所述测试图样；

调整单元203，用于调整至少一个曲线控制点的坐标，和/或，在反畸变曲线上增加曲线控制点或者删除至少一个所述曲线控制点；

畸变图像显示单元204，用于根据反畸变曲线和所述的VR头显的分辨率，将测试图样的全部像素显示在所述的VR头显上；

畸变图像判断单元205，用于判断VR头显上的当前显示图像是否合格；若是，进入反畸变表生成单元206，若否，返回调整单元203；

反畸变表生成单元206，用于将合格的矫正参数加以保存，形成反畸变表。

二维坐标系建立方式为：以显示器的显示屏的中心点为原点，以显示屏像素点到所述的中心点的原始像素距离为X轴，以显示屏像素点到所述的中心点的缩放距离为Y轴。

反畸变表生成单元206，具体用于：当调整后的当前显示图像合格时，保存对应的反畸变曲线的X坐标及Y坐标的数值，建立对应像素的畸变映射，生成对应的数据关系。

将显示器、VR头显均连接于控制器，曲线点和曲线控制点显示到显示器上，用户可观看和控制线控制点，曲线控制点可以添加、删除、上下、左右移动，人机合作，效率更高，结果更有保证。

本发明的方法的第三实施例，一种畸变校正实时可视调试的装置1，分辨率获取单元10及矫正参数测试单元20与实施例一相同，不同之处在于，包括：

生成显示曲线点公式很多，如（Bezier曲线, B样条曲线）,本装置中可采用是B样条曲线工具；

测试图样为矩形网格图，反畸变曲线利用B样条曲线工具生成。矩形网格图中的矩形大小一致，均匀排列。为了便于测试，建议显示深色彩，如鲜红色网格图。

其中C(u)为曲线、Ni，p(u)是 p次B-样条基函数。

请参阅图5、一种畸变校正实时可视调试的系统100，包括：测试用的显示器200、VR头显300，与显示器200、VR头显300均相连接的控制器350，控制器350具有上述的装置1。

综上，本申请提出一种由于VR头显畸变校正实时可视调试方法，实时可视的调试提高了工作效率，大大提升了准确度。

本方法保存好调整后的曲线XY轴的值，生成反畸变表结束。

本技术方案本质上将正常（矩型）的图像先处理成“桶型”（第一次畸变），让图像通过透镜第二次畸变后成为“矩型”（正常）。

本发明可以不用镜片厂商提供透镜反畸变映射表，而是把VR头显直接连接到计算机上通过在计算机上调整曲线时实观看反畸变效果，从而达到快速生成反畸变关系表。

本申请在透镜畸变表不准确或者没有透镜厂家提供反畸变表的情况下人工调试低效率的不足，本申请的技术方案能快速调试出VR头显的透镜反畸变表。由于装配问题厂家提供的反畸变表不一定适合每个VR头显，本申请还可以根据每部VR头显设备做生成适合的透镜反畸变表。

本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质（包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等）上实施的计算机程序产品的形式。

本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备（系统）、和计算机程序产品的流程图和／或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和／或方框图中的每一流程和／或方框、以及流程图和／或方框图中的流程和／或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本发明实施例进行各种改动和变型而不脱离本发明实施例的精神和范围。这样，倘若本发明实施例的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims

1.一种畸变校正实时可视调试的方法，用于VR头显透镜，其特征在于，包括：

S1.获取VR头显的分辨率及测试的显示器的分辨率；

S2.在所述的显示器上生成镜片的反畸变曲线；利用所述反畸变曲线调整待由所述VR头显显示的测试图样中各像素的矫正参数，将合格的矫正参数加以保存，形成反畸变表。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的步骤S2，具体包括：

S22.导入所述测试图样；

S26.将合格的矫正参数加以保存，形成反畸变表。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述的二维坐标系建立方式为：以所述的显示器的显示屏的中心点为原点，以显示屏像素点到所述的中心点的原始像素距离为X轴，以显示屏像素点到所述的中心点的缩放距离为Y轴。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述的步骤S26，具体包括:调整后的当前显示图像合格时，保存对应的反畸变曲线的X坐标及Y坐标的数值，建立对应像素的畸变映射，生成对应的数据关系。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的测试图样为矩形网格图，反畸变曲线利用B样条曲线工具生成。

6.一种畸变校正实时可视调试的装置，用于VR头显透镜，其特征在于，包括：

矫正参数测试单元，用于在所述的显示器上生成镜片的反畸变曲线；利用所述反畸变曲线调整待由所述VR头显显示的测试图样中各像素的矫正参数，将合格的矫正参数加以保存，形成反畸变表。。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述的矫正参数测试单元，具体是：

测试图样导入单元，用于导入所述测试图样；

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述的二维坐标系建立方式为：以所述的显示器的显示屏的中心点为原点，以显示屏像素点到所述的中心点的原始像素距离为X轴，以显示屏像素点到所述的中心点的缩放距离为Y轴。

9.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述的反畸变表生成单元，具体用于：调整后的当前显示图像合格时，保存对应的反畸变曲线的X坐标及Y坐标的数值，建立对应像素的畸变映射，生成对应的数据关系。

10.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述的测试图样为矩形网格图，反畸变曲线利用B样条曲线工具生成。

11.一种畸变校正实时可视调试的系统，包括：测试用的显示器、VR头显，与所述的显示器、VR头显均相连接的控制器，其特征在于，所述的控制器具有权利要求6至10任一条所述的装置。