CN113406800B - 一种ar眼镜显示亮度和色温自动调节的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种AR眼镜亮度和色温的自动调节方法，包括：预设瞳孔直径范围与AR眼镜显示亮度值的对应关系；每次获取瞳孔直径后，都将AR眼镜调整到相应亮度值；根据瞳孔直径计算模型计算人眼的理论瞳孔直径Dseq；通过视场范围内的亮度信息获取的参考瞳孔直径Dseq，与同一时刻通过红外图像获取的瞳孔直径作差，用差值的大小调节AR眼镜的色温。本发明可以实现更精确地基于人眼瞳孔直径调节AR显示设备的亮度，同时根据环境光的总体色温来调节显示色温，以达到更好地显示效果。

Description

一种AR眼镜显示亮度和色温自动调节的方法
技术领域
本发明涉及AR眼镜领域，具体涉及一种基于瞳孔直径和光环境自动调节亮度和色温的方法。
背景技术
AR眼镜的使用场景通常需要同时看清显示的内容和外界环境，所以对显示亮度的自动调整能力有较高的要求。AR眼镜的亮度自动调节多采用感应环境光亮度来实现。但环境光的亮度有时不能正确反映人对亮度的感知，这一方面因为人眼的位置和光线感应器的位置一般是不同的，这会导致二者所处的光环境有差异；另一方面是二者对亮度的感知方式不同，光线感应器的原理通常是根据光环境的亮度或照度，从而改变显示器的亮度，而人眼对亮度的感知不仅和光环境的亮度和照度有关，还和发光体色度、瞳孔直径等都有较大的关系。利用理论和实际的瞳孔直径差值可以表征环境光的色温，从而可以调整显示色温，从而将显示内容更好地与光环境相匹配。
所以，有必要将光环境、瞳孔直径结合起来，考虑色度对感知亮度的影响，设计一种自动调节AR眼镜亮度和色温的方法，从而确保用户在不同的使用场景下都能够获得较好的显示效果。
发明内容
本发明要解决的技术问题是现有的AR眼镜自动调整显示亮度不够准确的问题，本发明提供了一种AR眼镜显示亮度和色温自动调节的方法，结合瞳孔直径和光环境调节AR眼镜显示亮度和色温的方法，从而优化AR眼镜的自动亮度调节效果，提高用户的观看体验。
本发明的一种AR眼镜显示亮度和色温自动调节的方法，包括如下步骤：
步骤1：预设瞳孔直径范围与AR眼镜显示亮度值的对应关系；
采用预设场景的方案，不同预设场景代表不同的环境亮度，开启AR眼镜上的红外摄像头，分别测量不同预设场景下瞳孔直径的范围，并且在不同预设场景下用户预设AR眼镜的显示亮度值，瞳孔直径范围与AR眼镜显示亮度值形成对应关系。
步骤2：利用AR眼镜上的平面亮度计采集人眼整个视场范围内的亮度信息，根据瞳孔直径计算模型计算人眼的理论瞳孔直径Dseq；
步骤3：红外摄像头每间隔T时刻，获取一次瞳孔直径，t时刻，红外摄像头获取瞳孔直径记作Dt，时刻间隔T为三秒；所述红外摄像头获取的瞳孔直径均为双目瞳孔直径的平均值。同时平面亮度计测量一次视场内环境的光亮度分布L(x,y)；进行一次理论瞳孔计算；
步骤4：每次获取瞳孔直径后，与步骤1中瞳孔直径范围作比较，判断瞳孔直径所处瞳孔直径范围，根据瞳孔直径范围与AR眼镜显示亮度值的对应关系，将AR眼镜调整到相应亮度值；
步骤5：将步骤3中通过视场范围内的亮度信息获取的参考瞳孔直径Dseq，与同一时刻通过红外图像获取的瞳孔直径作差，用差值的大小调节AR眼镜的色温。
当Dt-Dseq>0，说明环境光整体色温较高，将AR眼镜的显示色温调高；若Dt-Dseq<0，说明环境光整体色温偏低，此时将AR眼镜的显示色温调低，以匹配环境光的色温。
有益效果：本发明和现有技术相比，具有以下优点：
1.自动调节AR显示设备的亮度，通过瞳孔直径进行调节，相比起原有的光敏器件测量的方法更加精准，使显示的虚像和外界环境的亮度相匹配，在环境光较暗时降低显示亮度，环境光较亮时提高显示亮度。
2.自动调节AR显示设备的色温，通过参考瞳孔直径和实际瞳孔直径的差值获得环境光的整体色温，从而调节AR显示的色温，使显示图像色温与环境光的色温相匹配，使虚像更贴近真实环境，提高视觉体验。
附图说明
图1为本发明所述的基于瞳孔直径和光环境自动调节亮度和色温的方法的流程图；
图2为配备有红外摄像头和平面亮度计的AR眼镜设备；
1、红外摄像头；2、平面亮度计。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例对本发明进行详细描述。
如图1所示，本发明的一种AR眼镜显示亮度和色温自动调节的方法，包括如下步骤：
步骤1：预设瞳孔直径范围与AR眼镜显示亮度值的对应关系；
采用预设场景的方案，不同预设场景代表不同的环境亮度，开启AR眼镜上的红外摄像头1，分别测量不同预设场景下瞳孔直径的范围，并且在不同预设场景下用户预设AR眼镜的显示亮度值，瞳孔直径范围与AR眼镜显示亮度值形成对应关系。如图2所示，AR眼镜上设置有两个红外摄像头1，两个红外摄像头1分别位于左右镜圈上边框的中间位置。
本发明预设了暗室场景、户外场景和室内场景三种场景，分别预测量三种场景下的瞳孔直径范围，同时分别在这三种场景下让用户预设一个看起来最舒服的亮度值。然后在使用时根据瞳孔直径所处的范围将AR眼镜调到相应的显示亮度值。
步骤2：利用AR眼镜上的平面亮度计2采集人眼整个视场范围内的亮度信息，所述平面亮度计2设置在AR眼镜的鼻梁上，根据瞳孔直径计算模型计算人眼的理论瞳孔直径Dseq；
平面亮度计2记录下视场内的亮度分布L(x,y)，根据式(1)计算角膜通量密度F，再把角膜通量密度F代入式(2)计算理论的瞳孔直径，记作理论瞳孔直径Dseq。
Figure BDA0003124745660000031
Figure BDA0003124745660000032
其中，L(x，y)表示虚像和实际场景叠加后的亮度分布，D为瞳孔直径，σ1、σ2为固定数值参数，σ1＝0.27；σ2＝0.12。
步骤3：红外摄像头1每间隔T时刻，获取一次瞳孔直径，t时刻，红外摄像头1获取瞳孔直径记作Dt，时刻间隔T为三秒；所述红外摄像头1获取的瞳孔直径均为双目瞳孔直径的平均值。同时平面亮度计2测量一次视场内环境的光亮度分布L(x,y)；进行一次理论瞳孔计算；
步骤4：每次获取瞳孔直径后，与步骤1中瞳孔直径范围作比较，判断瞳孔直径所处瞳孔直径范围，根据瞳孔直径范围与AR眼镜显示亮度值的对应关系，将AR眼镜调整到相应亮度值；
步骤5：将步骤3中通过视场范围内的亮度信息获取的参考瞳孔直径Dseq，与同一时刻通过红外图像获取的瞳孔直径作差，用差值的大小调节AR眼镜的色温。
当Dt-Dseq>0，说明环境光整体色温较高，将AR眼镜的显示色温调高；若Dt-Dseq<0，说明环境光整体色温偏低，此时将AR眼镜的显示色温调低，以匹配环境光的色温。

Claims (4)

1.一种AR眼镜显示亮度和色温自动调节的方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1：预设瞳孔直径范围与AR眼镜显示亮度值的对应关系；
步骤2：利用AR眼镜上的平面亮度计采集人眼整个视场范围内的亮度信息，根据瞳孔直径计算模型计算人眼的理论瞳孔直径Dseq；具体计算过程如下：
平面亮度计记录下视场内的亮度分布L(x,y)，根据式（1）计算角膜通量密度F，再把角膜通量密度F代入式(2)计算理论瞳孔直径Dseq；
Figure 353655DEST_PATH_IMAGE001
其中，
Figure 307836DEST_PATH_IMAGE002
表示虚像和实际场景叠加后的亮度分布，D为瞳孔直径，
Figure 212338DEST_PATH_IMAGE003
、
Figure 921668DEST_PATH_IMAGE004
为固定数值参数，
Figure 606727DEST_PATH_IMAGE003
=0.27；
Figure 421056DEST_PATH_IMAGE004
=0.12；
步骤3：红外摄像头每间隔T时刻，获取一次瞳孔直径，t时刻，红外摄像头获取瞳孔直径记作Dt，同时平面亮度计测量一次视场内环境的光亮度分布L(x,y)；进行一次理论瞳孔计算；
步骤4：每次获取瞳孔直径后，与步骤1中瞳孔直径范围作比较，判断瞳孔直径所处瞳孔直径范围，根据瞳孔直径范围与AR眼镜显示亮度值的对应关系，将AR眼镜调整到相应亮度值；
步骤5：将步骤2中通过视场范围内的亮度信息获取的参考瞳孔直径Dseq，与同一时刻通过红外图像获取的瞳孔直径作差，用差值的大小调节AR眼镜的色温；
当Dt-Dseq>0，说明环境光整体色温较高，将AR眼镜的显示色温调高；若Dt-Dseq<0，说明环境光整体色温偏低，此时将AR眼镜的显示色温调低，以匹配环境光的色温。
2.根据权利要求1所述一种AR眼镜显示亮度和色温自动调节的方法，其特征在于，AR眼镜上设置有两个红外摄像头，两个红外摄像头分别位于左右镜圈上边框的中间位置。
3.根据权利要求1所述一种AR眼镜显示亮度和色温自动调节的方法，其特征在于，所述平面亮度计设置在AR眼镜的鼻梁上。
4.根据权利要求1所述一种AR眼镜显示亮度和色温自动调节的方法，其特征在于，步骤3中，时刻间隔T为三秒；所述红外摄像头获取的瞳孔直径均为双目瞳孔直径的平均值。
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