CN108848374B

CN108848374B - 显示参数测量方法及其装置、存储介质和测量系统

Info

Publication number: CN108848374B
Application number: CN201810897516.9A
Authority: CN
Inventors: 李佃蒙
Original assignee: BOE Technology Group Co Ltd
Current assignee: BOE Technology Group Co Ltd
Priority date: 2018-08-08
Filing date: 2018-08-08
Publication date: 2020-08-04
Anticipated expiration: 2038-08-08
Also published as: CN108848374A

Abstract

本发明公开了一种抬头显示器、背光调节系统和计算机可读存储介质，该背光调节方法应用于抬头显示器，该方法包括：获取抬头显示器投影在目标区域的虚像经过变焦装置后的图像；当所述图像的清晰度达到清晰度阈值时，获取所述变焦装置的当前焦距；基于所述变焦装置的当前焦距确定抬头显示器的成像距离和/或视场角。该方法计算简单，有助于快速的确定抬头显示器的显示性能。

Description

显示参数测量方法及其装置、存储介质和测量系统

技术领域

本发明涉及显示技术领域，尤其涉及显示参数测量方法及其装置、存储介质和显示参数测量系统。

背景技术

抬头显示器HUD(Head UP Display，简称HUD)，也称平视显示器，可应用在车辆中，抬头显示器主要包括显示器和光学投影部件，显示器显示的图像可通过光学投影部件投影到车辆的挡风玻璃前方，当车辆的司机驾驶车辆时，不需要低头可以直接观察到透过挡风玻璃的图像，可避免注意力中断，提高驾驶安全性，该图像通常包括与车辆驾驶相关的信息，例如，车辆状态信息和驾驶辅助信息等，车辆状态信息例如包括：当前车速、油量、车辆轮胎的压力等，驾驶辅助信息例如包括：当前路况、导航信息或者危险警示信息等。

司机观察到的透过挡风玻璃的图像为虚像，对于HUD而言，成像距离(VirtualImaging Distance，简称VID)和视场角(Field of View，简称FOV)是评价其显示性能的重要指标，因此，如何获得成像距离和视场角是需要解决的问题。

发明内容

本发明提供一种显示参数测量方法及其装置、计算机可读存储介质和显示参数测量系统，以解决相关技术中的不足。

根据本发明实施例的第一方面，提供一种抬头显示器的显示参数测量方法，该方法包括：

获取抬头显示器投影在目标区域的虚像经过变焦装置后的图像；

当所述图像的清晰度达到清晰度阈值时，获取所述变焦装置的当前焦距；

基于所述变焦装置的当前焦距确定抬头显示器的成像距离和/或视场角。

可选的，所述获取所述变焦装置的当前焦距，包括：

根据所述变焦装置中的变焦电极的转动角度确定所述变焦装置的当前焦距；或者根据所述变焦装置中的变焦环的位置确定所述变焦装置的当前焦距。

可选的，所述基于所述变焦装置的当前焦距确定抬头显示器的成像距离，包括：

根据焦距与成像距离的映射关系确定所述变焦装置的当前焦距对应的抬头显示器的成像距离。

可选的，所述基于所述变焦装置的焦距确定抬头显示器的视场角，包括：

根据焦距与变焦比的映射关系确定所述变焦装置的当前焦距对应的变焦比；

根据当前焦距对应的变焦比确定成像比例因子；

获取经过变焦装置后的图像的高度和/或宽度；

根据所述成像距离、所述成像比例因子和经过变焦装置后的图像的高度和/或宽度计算抬头显示器的水平视场角和/或垂直视场角。

根据本发明实施例的第二方面，提供一种抬头显示器的显示参数测量装置，该装置包括：

图像获取单元，用于获取抬头显示器投影在目标区域的虚像经过变焦装置后的图像；

当前焦距获取单元，用于当所述图像的清晰度达到清晰度阈值时，获取所述变焦装置的当前焦距；

显示参数获取单元，用于基于所述变焦装置的当前焦距确定抬头显示器的成像距离和/或视场角。

可选的，所述当前焦距获取单元具体用于：

可选的，所述显示参数获取单元具体用于：

可选的，所述显示参数获取单元还用于：

根据当前焦距对应的变焦比确定成像比例因子；

获取经过变焦装置后的图像的高度和/或宽度；

根据所述成像距离、所述成像比例因子和经过变焦装置后的图像的高度和/或宽度计算抬头显示器的水平视场角和/或竖直视场角。

根据本发明实施例的第三方面，提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述程序被处理器执行时实现上述任一项所述方法的步骤。

根据本发明实施例的第四方面，提供一种抬头显示器的显示参数测量系统，包括：变焦装置、图像采集装置、处理器和存储器；

所述变焦装置，用于对抬头显示器投影在目标区域的虚像进行变焦处理；

所述图像采集装置，用于采集所述虚像进行变焦处理后的图像；

所述处理器，用于获取进行变焦处理后的所述图像，当所述图像的清晰度达到清晰度阈值时，获取所述变焦装置的当前焦距；基于所述变焦装置的当前焦距确定抬头显示器的成像距离和/或视场角；

所述存储器，用于存放计算机程序以及所述图像。

根据上述实施例可知，该抬头显示器的显示参数测量方法，首先获取抬头显示器投影在目标区域的虚像经过变焦装置后的图像，然后在图像清晰度符合要求时，通过变焦装置的当前焦距可间接的确定抬头显示器的成像距离和/或视场角，而成像距离和/或视场角作为显示参数可用于评价抬头显示器的显示性能，因此，该方法不仅计算简单，且有助于快速的确定抬头显示器的显示性能。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本发明。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。

图1是根据本发明一示例性实施例示出的抬头显示器的显示参数测量方法的工作流程图；

图2是根据本发明一示例性实施例示出的投影在目标区域的虚像、变焦装置和图像采集装置之间的位置关系的示意图；

图3是根据本发明另一示例性实施例示出的抬头显示器的显示参数测量方法的工作流程图；

图4是根据本发明一示例性实施例示出的投影在目标区域的虚像经过变焦装置的光路的示意图；

图5是根据本发明一示例性实施例示出的水平视场角和垂直视场角的示意图；

图6是根据本发明一示例性实施例示出的抬头显示器的显示参数测量装置的方框图。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本发明相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本发明的一些方面相一致的装置和方法的例子。

本发明提供一种抬头显示器的显示参数测量方法，可以获取评价抬头显示器显示性能的相关显示参数，如图1所示，该方法包括：

步骤S10、获取抬头显示器投影在目标区域的虚像经过变焦装置后的图像；

步骤S20、当图像的清晰度达到清晰度阈值时，获取变焦装置的当前焦距；

步骤S30、基于变焦装置的当前焦距确定抬头显示器的成像距离和/或视场角。

抬头显示器主要包括显示屏和光学投影部件，显示屏显示的图像可通过光学投影部件投影到目标区域，目标区域的目标区域与抬头显示器应用的场景有关，例如将抬头显示器应用在车辆中时，可将显示屏上显示的图像投影到位于车辆的挡风玻璃前方的某一区域，或者抬头显示器也可能应用在飞机上，显示器显示的图像可以投影到位于飞机的挡风玻璃前方的某一区域，上述区域即为目标区域。

经过光学投影部件投影后在目标区域的图像的虚像，由于挡风玻璃为透明的，司机可透光挡风玻璃观察到该虚像，并且，司机同时还可透过挡风玻璃看到行驶的道路环境上的实物，因此，司机不需要低头可直接观察到位于挡风玻璃前方的虚像，并且不影响司机观察道路环境上的实物。

抬头显示器投影到目标区域的虚像包括应用该抬头显示器的场景相关的信息，例如，对于应用在车辆上的抬头显示器，该虚像通常包括与车辆驾驶相关的信息，例如，车辆状态信息和驾驶辅助信息等，车辆状态信息例如包括：当前车速、油量、车辆轮胎的压力等，驾驶辅助信息例如包括：当前路况、导航信息或者危险警示信息等。

对于上述虚像可经过变焦装置进行变焦处理，经过变焦后的图像可通过图像采集装置进行采集，图像采集装置例如摄像机、摄像头或者相机等，图像采集装置可位于变焦装置的光线出射方向，可采集到经过变焦装置后的图像。

举例而言，投影到目标区域的虚像、变焦装置和图像采集装置之间的位置关系参照图2所示，如图2所示，例如，投影到目标区域P的虚像上的某一点例如为图2中所示的点S，该点S的光线经过变焦装置01后入射到图像采集装置02，图像采集装置02可采集经过变焦装置01后的点S的图像，据此，图像采集装置02可采集到虚像上各点的光线，因此图像采集装置02可获取虚像经过变焦装置01后的图像。

上述的变焦装置的结构图2中仅是示意性的示出，参照图2所示，变焦装置01例如包括变焦距物镜11和目镜12等光学元件，变焦装置还可以包括其他元件，本实施例对此并不限定，例如变焦电极和变焦环等。

变焦距物镜11和目镜12可采用已有光线透镜实现，例如图2中所示的，变焦距物镜11包括的两个凸透镜101和一个凹透镜102，目镜12包括一个凸透镜101和一个凹透镜102。

需要说明的是，图2中只是示意性的示出了变焦距物镜和目镜的结构，在实际应用中变焦距物镜和目镜也可以为由其他光学透镜组成的光学元件，本发明对此并不限定。

对于变焦后的图像其清晰程度需要达到一定要求，即清晰度达到清晰度阈值，此时获取变焦装置的当前焦距，当前焦距与成像距离和视场角有直接关系，根据该当前焦距可进一步的确定抬头显示器的成像距离和/或视场角，成像距离即为虚像与观察该虚像的人眼之间的距离，视场角即两眼能够清晰的观察到虚像时，眼睛至视线之间的夹角。

图像的清晰度可以采用已有的图像识别算法对图像进行识别确定，例如，通过Brenner梯度法、Tenegrad梯度法、laplace梯度法、方差法、能量梯度法等确定图像的清晰度，当图像的清晰度大于等于设置的清晰度阈值时，可认为图像的清晰度符合要求。

由上述描述可知，该抬头显示器的显示参数测量方法，首先获取抬头显示器投影在目标区域的虚像经过变焦装置后的图像，然后在图像清晰度符合要求时，通过变焦装置的当前焦距可间接的确定抬头显示器的成像距离和/或视场角，而成像距离和/或视场角作为显示参数可用于评价抬头显示器的显示性能，因此，该方法不仅计算简单，且有助于快速的确定抬头显示器的显示性能。

在一个可选的实施方式中，上述步骤S20中所述的获取变焦装置的当前焦距，包括：

步骤S21、根据变焦装置中的变焦电极的转动角度确定变焦装置的当前焦距；或者根据变焦装置中的变焦环的位置确定变焦装置的当前焦距。

变焦装置中通常具有变焦电机，变焦电机可调节变焦装置中的相关透镜之间的距离，进而变焦装置可实现对焦距的调节，变焦电机上可设置编码器等，通过编码器可确定变焦电机的转动角度，进而根据反馈的转动角度可以快速获得变焦装置的当前焦距。

当然，上述时获取变焦装置的当前焦距的其中一种方式，还可以变焦装置中的变焦环的位置获取变焦装置的当前焦距，变焦环的位置与焦距具有对应关系，根据变焦环的位置即可确定当前焦距。

变焦环的位置可通过位置传感器的位置获得，或者通过人工读取变焦环的刻度的方式获得，可将人工读取的变焦环的刻度通过用户界面输入，执行该方法的程序可获取输入的变焦环的刻度，进而据此确定当前焦距。

在一些例子中，参照图3所示，上述步骤S30中的基于焦装置的焦距确定抬头显示器的成像距离，包括：

步骤S31、根据焦距与成像距离的映射关系确定变焦装置的当前焦距对应的抬头显示器的成像距离。

对于相同的变焦装置而言，其焦距与成像距离之间满足一定的关系，可预先对变焦装置进行标定，建立焦距与成像距离的映射关系，该映射关系包括各不同焦距下对应的成像距离，可将该映射关系预先以表格或其他方式进行存储，在获取变焦装置的当前焦距后，从存储的映射关系表中查找出与当前焦距对应的成像距离，该成像距离即为抬头显示器的成像距离。

在一个可选的实施方式中，参照图3所示，上述步骤S30中的基于变焦装置的焦距确定抬头显示器的视场角，包括：

步骤S32、根据焦距与变焦比的映射关系确定变焦装置的当前焦距对应的变焦比；

步骤S33、根据当前焦距对应的变焦比确定成像比例因子；

步骤S34、获取经过变焦装置后的图像的高度和/或宽度；

步骤S35、根据成像距离、成像比例因子和经过变焦装置后的图像的高度和/或宽度计算抬头显示器的水平视场角和/或竖直视场角。

在确定出抬头显示器的成像距离后，可进一步的确定抬头显示器的视场角FOV(Field of View，简称FOV)，视场角FOV也可称为称视场，视场角的大小决定抬头显示器的视野范围大小，视场角与成像距离和虚像的大小有关。

视场角包括水平视场角和垂直视场角，水平视场角指沿水平方向的虚像的两个边缘与观察点(例如眼睛)的两条连线之间的夹角；垂直视场角指沿垂直方向的虚像的两个边缘与观察点(例如眼睛)的两条连线之间的夹角。

上述的变焦比可通过焦距与变焦比的映射关系确定，具体而言，对于相同的变焦装置而言，其焦距与变焦比之间满足一定的关系，可预先对变焦装置进行标定，建立焦距与变焦比的映射关系，该映射关系包括各不同焦距下对应的变焦比，可将该映射关系预先以表格或其他方式进行存储，在获取变焦装置的当前焦距后，从存储的映射关系表中查找出与当前焦距对应的变焦比。

确定变焦比之后，进一步的根据变焦比确定成像比例因子，由于变焦装置中通常包括多个光学透镜，经过光学透镜后的图像的大小(包括图像的宽度和高度)与虚像的大小(包括虚像的宽度和高度)之间的比例不仅与变焦比有关，还因为光学透镜的存在使二者之间存在偏差，若根据图像的大小直接通过变焦比计算虚像的大小，计算出的虚像的大小存在较大的偏差，因此，本实施例中为了，减小偏差，提高计算出的水平视场角和/或垂直视场角的准确度。

对于变焦后图像的高度和宽度可通过对图像进行识别获取，通过识别出图像沿竖直方向的两个边缘可获取图像的宽度，通过识别出图像沿水平方向的两个边缘可获取图像的高度。

变焦后图像的高度和宽度也可通过人工读取的方式获得，例如参照图4所示，变焦装置01还可以包括一接收元件13，接收元件13可设置变焦装置01的变焦距物镜11和目镜12之间，该接收元件13可接收到经过变焦距物镜11变焦后的图像，图像可成像在接收元件13上，而接收元件13上设置有刻度线，可通过人眼Eye观察该图像，通过观察到的接收元件13上的刻度，可读取到图像的宽度和高度，可将人工读取的图像的宽度和高度通过用户界面输入，执行该方法的程序可获取输入的图像的宽度和高度。

上述的接收元件例如为分化板，分划板是一块薄玻璃，薄玻璃的表面刻有分划刻度线，通过刻度线可读取图像的宽度和高度。

进而根据成像距离、成像比例因子和图像的高度和/或宽度计算抬头显示器的水平视场角和/或垂直视场角。

具体而言，参照图5所示，假设虚像为图中所示的长方形，沿垂直方向的两个边缘为边缘AD和边缘BC，观察点例如为O点，则水平视场角为A点与O点之间的连线AO与B点与O点之间的连线BO连线之间的夹角，即夹角AOB。

同样的，沿水平方向的两个边缘为边缘AB和边缘DC，观察点例如为O点，则垂直视场角为B点与O点之间的连线BO与C点与O点之间的连线CO连线之间的夹角，即夹角BOC。

水平视场角的计算公式例如为：

其中，VID为上述计算出的抬头显示器的成像距离；W为沿水平方向的虚像的宽度。

上述的宽度W可通过下述公式：H＝K×M×w₁计算得出，其中，K为成像比例因子，M为变焦装置的变焦比，w₁为经过变焦装置后的图像的宽度。

同样的，根据下述公式计算出垂直视场角，

其中，VID为上述计算出的抬头显示器的成像距离；W为沿垂直方向的虚像的高度。

上述的高度H可通过下述公式：H＝K×M×h₁计算得出，其中，K为成像比例因子，M为变焦装置的变焦比，h₁为经过变焦装置后的图像的高度。

本实施例中，通过采集变焦装置后的图像的相关参数，进而根据上述公式可以计算出水平视场角和垂直视场角。

本发明实施例还提供了一种抬头显示器的显示参数测量装置，如图6所示，该显示参数测量装置6包括：

图像获取单元601，用于获取抬头显示器投影在目标区域的虚像经过变焦装置后的图像；

当前焦距获取单元602，用于当所述图像的清晰度达到清晰度阈值时，获取所述变焦装置的当前焦距；

显示参数获取单元603，用于基于所述变焦装置的当前焦距确定抬头显示器的成像距离和/或视场角。

在一个可选的实施方式中，所述当前焦距获取单元具体用于：

在一个可选的实施方式中，所述显示参数获取单元具体用于：

在一个可选的实施方式中，所述显示参数获取单元还用于：

根据当前焦距对应的变焦比确定成像比例因子；

获取经过变焦装置后的图像的高度和/或宽度；

对于装置实施例而言，其中各个单元或子单元的功能和作用的实现过程具体详见上述方法中对应步骤的实现过程，在此不再赘述。

以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上；上述各单元可以合并为一个单元，也可以进一步拆分成多个子单元。

通过以上的实施方式的描述，本实施例的装置可借助软件的方式实现，或者软件加必需的通用硬件的方式来实现，当然也可以通过硬件实现。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，以软件实现为例，作为一个逻辑意义上的装置，是通过应用该装置的设备所在的处理器将计算机可读存储介质中对应的计算机程序读取到内存中运行形成的。

本发明还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述程序被处理器执行时实现上述任一实施例所述方法的步骤，处理器可以为抬头显示器中的处理器。

本文中提到的机器可读存储介质可以是任何电子、磁性、光学或其它物理存储装置，可以包含或存储信息，如可执行指令、数据，等等。例如，机器可读存储介质可以是：RAM(Radom Access Memory，随机存取存储器)、易失存储器、非易失性存储器、闪存、存储驱动器(如硬盘驱动器)、任何类型的存储盘(如光盘、dvd等)，或者类似的存储介质，或者它们的组合。

本发明实施例还一种抬头显示器的显示参数测量系统，该系统包括：变焦装置、图像采集装置、处理器和存储器；

所述存储器，用于存放计算机程序以及所述图像。

上述的变焦装置采用已有变焦元件，变焦装置例如包括变焦距物镜、变焦电极、变焦环和目镜等光学元件。

上述的图像采集装置可以为具有图像采集功能的部件或者装置，例如，相机、摄像机、摄像头或者图像传感器等。

此外，本实施例中，由图像采集装置采集经过变焦装置进行变焦处理后的图像，并发送给处理器，处理器根据获取的图像执行存储器存储的计算机程序指令，获取抬头显示器的成像距离和/或视场角等显示参数。具体的，该系统中，图像采集装置可作为一个独立的设备，进一步地，存储器和处理器可以集成在服务器。此外，在另一可能的实现方式中，图像采集装置、存储器和处理器可同时集成在一个设备中，本实施例中，不对此作出限定。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的公开后，将容易想到本发明的其它实施方案。本发明旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本发明的一般性原理并包括本发明未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本发明的真正范围和精神由下面的权利要求指出。

应当理解的是，本发明并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本发明的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims

1.一种抬头显示器的显示参数测量方法，其特征在于，该方法包括：

基于所述变焦装置的当前焦距确定抬头显示器的成像距离和/或视场角；

所述基于所述变焦装置的当前焦距确定抬头显示器的成像距离，包括：

根据焦距与成像距离的映射关系确定所述变焦装置的当前焦距对应的抬头显示器的成像距离；

所述基于所述变焦装置的焦距确定抬头显示器的视场角，包括：

根据当前焦距对应的变焦比确定成像比例因子；

获取经过变焦装置后的图像的高度和/或宽度；

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取所述变焦装置的当前焦距，包括：

3.一种抬头显示器的显示参数测量装置，特征在于，该装置包括：

显示参数获取单元，用于基于所述变焦装置的当前焦距确定抬头显示器的成像距离和/或视场角；

所述显示参数获取单元具体用于：

所述显示参数获取单元还用于：

根据当前焦距对应的变焦比确定成像比例因子；

获取经过变焦装置后的图像的高度和/或宽度；

4.根据权利要求3所述的显示参数测量装置，其特征在于，所述当前焦距获取单元具体用于：

5.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述程序被处理器执行时实现权利要求1或2的所述方法的步骤。

6.一种抬头显示器的显示参数测量系统，其特征在于，包括：变焦装置、图像采集装置、处理器和存储器；

所述处理器，用于获取进行变焦处理后的所述图像，当所述图像的清晰度达到清晰度阈值时，获取所述变焦装置的当前焦距；基于所述变焦装置的当前焦距确定抬头显示器的成像距离和/或视场角；其中，

根据当前焦距对应的变焦比确定成像比例因子；

获取经过变焦装置后的图像的高度和/或宽度；

根据所述成像距离、所述成像比例因子和经过变焦装置后的图像的高度和/或宽度计算抬头显示器的水平视场角和/或垂直视场角；

所述存储器，用于存放计算机程序以及所述图像。