TW201301197A - 顯示影像之方法與裝置 - Google Patents

Abstract

本發明係關於一種用於在一顯示單元(12)之一影像顯示器(14)上顯示影像之方法。根據本發明，該方法包括以下步驟：- 偵測正注視該影像顯示器(14)之至少一個人的面部內之複數個參考點(18、20)，其中該偵測係藉由使用剛性地耦合至該顯示單元(12)之一偵測單元(16)來執行；- 判定該顯示單元(12)相對於該等參考點(18、20)之一相對移動之至少一個移動分量；- 針對該移動分量相對於該等參考點(18、20)之一至少部分補償而產生經移動補償影像(34)之資料；及- 將該等經移動補償影像(34)成像於該影像顯示器(14)上。本發明係關於一種用於執行該方法之對應裝置(10)。

Description

顯示影像之方法與裝置

本發明係關於一種用於在一顯示單元之一影像顯示器上顯示影像之方法。本發明進一步係關於一種包括一顯示單元之裝置，該顯示單元具有：一影像顯示器，其用於顯示影像；一偵測單元，其適合於偵測正注視該影像顯示器之至少一個人的面部內之複數個參考點；及一處理單元，其藉由信號連接而連接至顯示單元以及偵測單元，其中偵測單元剛性地耦合至顯示單元。

一當前技術水平之膝上型電腦包括：一顯示單元；一相機，其適用於偵測正注視該顯示單元之至少一個人的面部內之參考點；及一處理單元，其藉由信號連接而連接至該顯示單元及相機。在此等類型之膝上型電腦中，相機及顯示單元在包封顯示單元之外殼部件中彼此剛性地耦合。大部分行動裝置(如膝上型電腦)如在非行動裝置中一般地顯示影像，其引起干擾行動應用使用之微恙及動暈症，例如在一運載工具中，如一火車、一汽車或一飛機。

已存在用於紓解由在移動環境中使用顯示單元而導致之動暈症或其他不便之觀點，其集中於視覺資訊與平衡感之間的差異，但不存在處置在移動環境中使用者與顯示單元之間的相對短期移動之解決方案。

本發明之一目的係提供一種用於避免由於使用者與移動 顯示單元之間的相對短期移動而由在一移動環境中使用一顯示單元導致之不適之方法及系統。

此目的係藉由獨立技術方案達成。附屬技術方案詳述本發明之有利實施例。

根據本發明之方法包括以下步驟：(i)偵測正注視影像顯示器之至少一個人的面部內之複數個參考點，其中該偵測係藉由使用剛性地耦合至顯示單元之一偵測單元來執行；(ii)判定顯示單元相對於參考點之一相對移動之至少一個移動分量；(iii)針對移動分量相對於參考點之一至少部分補償而產生經移動補償影像之資料；及(iv)將經移動補償影像成像於影像顯示器上。

本發明之基本觀點係感測使用者眼睛或面部的其他參考點之間的相對移動並以使得經移動補償影像給該至少一個人以其係相對於人眼幾乎無移動之影像之印象來校正所顯示影像。

藉由偵測正注視影像顯示器上之影像之至少一個人的面部內之參考點來感測相對移動。使用偵測單元來執行此偵測。在偵測到參考點及其位置之後，產生該等經移動補償影像之資料並將其發送至顯示單元用於將此等經移動補償影像成像。

該相對移動可具有一單個運動分量或可由若干運動分量組成。該等分量係線性運動分量或如一旋轉、一傾斜等之旋轉運動分量。運動分量之方向可平行於影像顯示器之成像平面(螢幕平面)或垂直於影像顯示器之此成像平面。較 佳地，移動分量係沿平行於影像顯示器之螢幕平面之一平面內之一方向之一移動分量。

使用者面部距成像平面之距離係未知的，該距離對於藉由應用簡單分析幾何形狀而自參考點相對於顯示單元之所偵測移動進行線性運動分量之一精確計算將係必需的。

根據本發明之一較佳實施例，在平行於螢幕平面之一平面中之線性移動分量可藉由使用成人(美國/歐洲)之62 mm之平均瞳孔間距離來估計，用於成比例地在所感測移動與真實相對移動之間調整。關於偵測單元之位置，藉由針對大部分成人來應用簡單分析幾何形狀，此僅導致10%或更低的不準確性。

根據本發明之另一較佳實施例，可藉由使用使用者之瞳孔間距離來校準線性移動分量。此可(i)由使用者輸入或(ii)可類似於在線上瞳孔計中經由藉助(例如)一標尺之校準來計算或(iii)可自當使用者在距影像平面一經定義距離處查看顯示器時所取得之一影像來計算。

根據本發明之一較佳實施例，該移動分量或該等移動分量中之至少一者係一週期性地改變之移動分量。尤其地，此等經補償之週期性地改變之移動分量之一最大頻率係受由顯示裝置之再新頻率給定之一第一臨限值(上部臨限值)限制。一第二臨限值(下部限制)係由其中人眼可容易地跟隨移動而無不適之一頻率給定，該頻率係約2 Hz。

較佳地，經移動補償影像之成像至少補償該週期性地改變之移動分量之一基本頻率部分。

根據本發明之另一實施例，該移動分量或該等移動分量中之至少一者係顯示裝置與使用者之間的一突然相對位錯。尤其地，待補償之非週期移動之一最小移動速度係由大約20 cm/s給定，在此情形下人眼可容易地跟隨移動而無不適。

根據本發明之再一實施例，藉助約2秒之一時間常數來紓解由於一永久線性或旋轉移動分量(例如藉由使用者相對於顯示裝置之一永久改變之位置)所致的影像補償。此係藉由影像補償控制演算法之一組成組分來實現。

根據本發明之再一實施例，在平行於螢幕平面之一平面內之每一週期性及非週期性移動分量之線性補償限制至顯示裝置大小之約10%以保證一定量之影像在顯示裝置上總是可見。

根據本發明之一較佳實施例，藉由所偵測之參考點之間的一減少距離來偵測垂直於影像平面之一週期性或非週期性移動。

根據本發明之另一較佳實施例，藉由以自參考點距離改變所計算之一因子來放大/縮小影像而補償垂直於影像平面之一移動或至少一個移動分量。

根據本發明之另一較佳實施例，偵測單元包括至少一個相機。此相機與顯示單元彼此剛性耦合。進一步地，調整相機用於偵測正查看顯示單元上之影像之至少一個人的面部之參考點。具體而言，此等參考點係表示人眼之參考點。

根據本發明之又一較佳實施例，使用一用於面部偵測之演算法來偵測面部的參考點。面部偵測係判定數位影像中之人面部的位置及大小之一電腦技術。對應演算法偵測面部特徵而忽略其他成像物件。諸多演算法實施該面部偵測任務作為一個二進制圖案分類任務。亦即，將一影像之一給定部分之內容轉換成特徵，其後對準實例面部之一分類器決定影像之彼特定區域是否係一面部。該演算法係在偵測單元或一處理單元中實施。

根據本發明之一較佳實施例，每一經移動補償影像當成像於該影像顯示器上時係由以一背景影像部分為框架之有效影像內容組成。較佳地，經移動補償影像之每一有效影像內容使用總可見影像顯示內容面積之80%或少於80%之一分率。

根據本發明之另一實施例，經移動補償影像之有效影像內容之分率可考量在一定時間上整合之過去所感測移動而調適。該可調適分率針對垂直方向及水平方向而不同。

根據本發明之再一實施例，用於經移動補償影像之有效影像內容之分率調適之時間常數係不平衡的。用於增加經移動補償影像之有效影像內容之大小分率之時間常數係在10分鐘之範圍內以包含偶發移動分量，而用於減少經移動補償影像之有效影像內容之大小分率之時間常數係在幾秒鐘之範圍內以處理突然改變之環境條件。

根據本發明之再一較佳實施例，若偵測到複數個人之參考點，則相對移動係一平均相對移動。

本發明進一步係關於一電腦可讀媒體，諸如一儲存裝置、一軟磁碟、CD、DVD、藍光磁碟，或一隨機存取記憶體(RAM)，其含有使一電腦執行一上述方法之一指令集及包括包含電腦可用程式碼之一電腦可用媒體之一電腦程式產品，其中該電腦可用程式碼經調適以執行上述方法。

本發明進一步係指一對應裝置，尤其是用於執行上述方法之一裝置。根據本發明，該裝置之處理單元係配置用於判定顯示單元相對於所偵測之參考點之一相對移動之至少一個移動分量。該處理單元進一步係配置用於針對該移動分量相對於參考點之一至少部分補償而產生經移動補償影像之資料。

根據本發明之一較佳實施例，處理單元係配置用於針對該移動分量相對於參考點之一至少部分補償而產生經移動補償影像之資料。

根據本發明之另一較佳實施例，偵測單元包括一相機。根據本發明之再一較佳實施例，在偵測單元或處理單元中實施一面部偵測演算法。

最後，該裝置較佳係一手持式裝置或一膝上型裝置。此等類型之裝置係(舉例而言)一膝上型電腦、一平板電腦、一電子書閱讀器，或任一類型之其他可移動裝置。一當前技術水平之膝上型電腦已包括：顯示單元；一相機，其適用於偵測正注視該顯示單元之影像顯示器之一個人或多個人的面部內之參考點；及一處理單元，其藉由信號連接而連接至顯示單元以及相機。在此等類型之膝上型電腦中， 相機及顯示單元在其外殼部件中之一者中彼此剛性地耦合。

下文參照根據本發明實施例之方法、裝置(系統)及電腦程式產品之流程圖圖解及/或方塊圖來闡述本發明之態樣。將理解，該等流程圖圖解及/或方塊圖中之每一方塊及該等流程圖圖解及/或方塊圖中之方塊組合皆可由電腦程式指令來實施。此等電腦程式指令可被提供至一通用電腦、專用電腦或其他可程式化資料處理設備之一處理器以產生一機器，以使得經由電腦或其他可程式化資料處理設備之處理器執行之該等指令產生用於實施流程圖及/或一或多個方塊圖方塊中所指定之功能/行之構件。

此等電腦程式指令亦可儲存於一電腦可讀媒體中，該電腦可讀媒體可引導一電腦、其他可程式化資料處理設備或其他裝置以一特定方式起作用，以使得儲存於該電腦可讀媒體中之指令產生包含實施流程圖及/或一或多個方塊圖方塊中所指定之功能/行為之指令之一製品。

亦可將該等電腦程式指令載入至一電腦、其他可程式化資料處理設備或其他裝置上以致使欲在該電腦、其他可程式化設備或其他裝置上執行之一系列操作步驟，以產生一經電腦實施之處理程序，以使得該等指令(其在電腦或其他可程式化設備上執行)提供用於實施流程圖及/或一或多個方塊圖方塊中所指定之功能/行為之處理程序。

參照下文中所闡述之實施例將明瞭本發明之此等及其他 態樣且將參照該等實施例來闡明該等態樣。

圖1繪示一裝置10，其包括具有用於顯示影像之一影像顯示器(螢幕)14之一顯示單元12以及一處理單元(未展示)。該裝置進一步包括一偵測單元16，其用於偵測坐在影像顯示器14前面且正注視影像顯示器14之人的一面部內之參考點18、20。在此實施例中，該裝置係一行動裝置，更準確而言係一膝上型電腦22。膝上型電腦22之處理單元位於其主機板(未展示)上。信號連接將處理單元連接至顯示單元12及偵測單元16。膝上型電腦22展示藉由一鉸鏈連接之兩個主要外殼部件24、26。第一外殼部件24係膝上型電腦22之一基座，且承載有一鍵盤28及主機板。第二外殼部件26承載有顯示單元12及一偵測單元16(其係一相機30)。因此，偵測單元16及顯示單元12係以機械方式彼此耦合。

圖1進一步展示兩個所偵測之參考點18、20，其係在膝上型電腦22前面之人的眼睛位置。儘管第一參考點18係固定的，但第二參考點20係相對於相機30及第一參考點18移動。面部之對應週期性移動(雙向箭頭32)在平行於影像顯示器14之成像平面之一平面中具有至少一旋轉分量。

系統10之處理單元係配置用於判定顯示單元12相對於所偵測之參考點18、20之一相對移動之此至少一個移動分量。該處理單元進一步係配置用於藉由相對於先前呈現之經移動補償影像來移動當前經移動補償影像34之有效影像內容36而產生補償所判定之一或多個移動分量之經移動補 償影像之資料。

在圖1中，影像顯示器14顯示具有由一背景影像部分38圍繞之有效影像內容36之一經移動補償影像34。在此實施例中，有效影像內容36係平行於藉由使用相機30而偵測之參考點18、20之對準來定向。出於補償之目的，可使有效影像內容36移位而不用出於適度移動補償之目的而裁切掉任何部分。對於使用膝上型電腦22工作而言此可係有利的，其中若係視窗之框架之有效影像內容36在補償期間將消失將係極煩惱的。

在一替代實施例中，有效影像內容36可恰好具有顯示器14之大小，且當出於補償之目的而移位時，在顯示器之一側上內容被裁切而另一側具有一少量未使用區段(黑色)。對於在具有小偏轉之環境中觀看視訊而言，此可係有利的。在另一替代實施例中，影像內容36可甚至大於影像顯示器14，且較佳地再次藉助可調適影像內容大小而在所有邊緣處被裁切。當移動補償係有效時，可使影像內容36移位以避免無內容顯示之區域。對於在具有中至高偏轉之環境中觀看視訊而言，此可係有利的。

圖2展示根據本發明之一較佳實施例圖解說明用於顯示影像之方法之一流程圖。

方塊40表示其中偵測單元16偵測一或多個面部之一步驟(步驟40)。在下一步驟42中，偵測正注視影像顯示器14之至少一個人的面部內之參考點18、20，其中該偵測係藉由使用一面部偵測演算法來執行。

在下一步驟44中，判定顯示單元12相對於參考點18、20之一相對移動之至少一個移動分量。

在下一步驟46中，針對移動分量相對於參考點18、20之至少部分補償而自影像內容36產生經移動補償影像34之資料。

最後，在步驟48中將經移動補償影像34成像於影像顯示器14上。

儘管已在圖式及前述說明中圖解說明及詳細闡述本發明，但此圖解說明及說明應認為係例示性或實例性而非限制性；本發明並不限於該等所揭示之實施例。

自圖式、揭示內容及隨附申請專利範圍之一研究，熟習此項技術者在實踐所主張之發明時可理解及實現所揭示實施例之其他變化。在申請專利範圍中，措辭「包括(comprising)」並不排除其他元件或步驟，且不定冠詞「一(a)」或「一(an)」並不排除複數。在互不相同之附屬請求項中陳述某些措施之此一事實本身並不指示不能有利地使用此等措施之一組合。申請專利範圍中之任何元件符號皆不應視為限制範疇。

10‧‧‧裝置/系統

12‧‧‧顯示單元

14‧‧‧影像顯示器

16‧‧‧偵測單元

18‧‧‧參考點/第一參考點

20‧‧‧參考點/第二參考點

22‧‧‧膝上型電腦

24‧‧‧主要外殼部件/第一外殼部件

26‧‧‧主要外殼部件/第二外殼部件

28‧‧‧鍵盤

30‧‧‧相機

32‧‧‧雙向箭頭

34‧‧‧經移動補償影像

36‧‧‧有效影像內容

38‧‧‧背景影像部分

圖1繪示根據本發明之一較佳實施例形成為一膝上型電腦之一行動裝置，且圖2繪示根據本發明之一較佳實施例圖解說明用於顯示影像之方法之一示意性圖示。

10‧‧‧裝置/系統

12‧‧‧顯示單元

14‧‧‧影像顯示器

16‧‧‧偵測單元

18‧‧‧參考點

20‧‧‧參考點

22‧‧‧膝上型電腦

24‧‧‧主要外殼部件/第一外殼部件

26‧‧‧主要外殼部件/第二外殼部件

28‧‧‧鍵盤

30‧‧‧相機

32‧‧‧雙向箭頭

34‧‧‧經移動補償影像

36‧‧‧有效影像內容

38‧‧‧背景影像部分

Claims (15)

1. 一種用於在一顯示單元(12)之一影像顯示器(14)上顯示影像之方法，該方法包括以下步驟：偵測正注視該影像顯示器(14)之至少一個人的面部內之複數個參考點(18、20)，其中該偵測係藉由使用剛性地耦合至該顯示單元(12)之一偵測單元(16)來執行；判定該顯示單元(12)相對於該等參考點(18、20)之一相對移動之至少一個移動分量；針對該移動分量相對於該等參考點(18、20)之一至少部分補償而產生經移動補償影像(34)之資料；及將該等經移動補償影像(34)成像於該影像顯示器(14)上。
2. 如請求項1之方法，其中該移動分量係沿平行於該影像顯示器(14)之螢幕平面之一平面內之一方向之一移動分量。
3. 如請求項1或2之方法，其中該移動分量或該等移動分量中之至少一者係一週期性地改變之移動分量。
4. 如請求項3之方法，其中該等經移動補償影像(34)之該成像至少補償該週期性地改變之移動分量之一基本頻率部分。
5. 如前述請求項中任一項之方法，其中該移動分量或該等移動分量中之至少一者係顯示裝置與使用者之間的一突然相對位錯。
6. 如前述請求項中任一項之方法，其中藉由該等所偵測之 參考點(18、20)之間的一減少距離來偵測垂直於該螢幕平面之一週期性或非週期性移動。
7. 如前述請求項中任一項之方法，其中該偵測單元(16)包括至少一個相機(30)。
8. 如前述請求項中任一項之方法，其中用於面部偵測之一演算法係用於偵測該面部之該等參考點(18、20)。
9. 如前述請求項中任一項之方法，其中每一經移動補償影像(34)當成像於該影像顯示器(14)上時係由以一背景影像部分(38)為框架之有效影像內容(36)組成。
10. 如請求項9之方法，其中該等經移動補償影像(34)中之每一有效影像內容(36)使用總可見影像顯示內容面積之80%或少於80%之一分率。
11. 如前述請求項中任一項之方法，其中當偵測到複數個人之該等參考點(18、20)時，該相對移動係一平均相對移動。
12. 一種電腦程式產品，其包括包含電腦可用程式碼之一電腦可用媒體，其中該電腦可用程式碼經調適以執行前述方法請求項中任一項之方法。
13. 一種裝置(10)，尤其是一種用於執行如前述方法請求項中任一項之方法之裝置(10)，其包括：一顯示單元(12)，其具有用於顯示影像之一影像顯示器(14)，一偵測單元(16)，其適合於偵測正注視該影像顯示器(14)之至少一個人的面部內之複數個參考點(18、20)， 及一處理單元，其藉由信號連接而連接至該顯示單元(12)以及該偵測單元(16)，其中該偵測單元(16)剛性地耦合至該顯示單元(12)，其特徵在於該處理單元係配置用於判定該顯示單元(12)相對於該等所偵測之參考點(18、20)之一相對移動之至少一個移動分量，且用於針對該移動分量相對於該等參考點(18、20)之一至少部分補償而產生經移動補償影像(34)之資料。
14. 如請求項13之裝置，其中該處理單元係配置用於針對該移動分量相對於該等參考點(18、20)之一至少部分補償而產生經移動補償影像(34)之資料。
15. 如請求項13或14之裝置，其中該裝置係一手持式裝置或一膝上型裝置(22)。