TW201314629A - 抗搖晃之視覺轉換方法、系統及其應用之電子裝置 - Google Patents

Abstract

一種抗搖晃之視覺轉換方法、系統及其應用之電子裝置，該系統包含：一影像顯示模組、一抗搖晃之視覺轉換模組、以及一抗搖晃之繪圖效果模組。影像顯示模組係用以顯示影像。慣性變化偵測模組用以偵測影像顯示模組之慣性變化資料。抗搖晃之視覺轉換模組電性連接於慣性變化偵測模組、或以軟體形式連接處理來自慣性變化偵測模組的數據資料，用以計算慣性變化資料並轉換為視覺畫面轉換向量資料序列。抗搖晃之繪圖效果模組係電性連接於抗搖晃之視覺轉換模組以及影像顯示模組、或以軟體形式傳送或控制影像顯示模組的顯示畫面，用以根據視覺畫面轉換向量資料序列進行即時的畫面幾何變換或演算上色，以產生抗搖晃視覺效果的變換過程畫面。

Description

抗搖晃之視覺轉換方法、系統及其應用之電子裝置

本發明係有關於一種視覺轉換方法、系統及其應用之電子裝置，特別是有關於一種根據搖晃程度調整顯示畫面以緩和使用者觀看視覺的螢幕顯示方法、系統及應用之電子裝置。

行動裝置因為方便移動，攜帶行動時、甚至因為乘坐交通工具等各種情況都會因方向及加速度變化產生搖晃。當眼睛需要專注於畫面時不得不斷調整視線因而產生額外的視覺負擔，進而造成過度疲勞傷害視力。

目前具計算能力的行動裝置之加速計、陀螺儀、或其它感知裝置多用於接受使用者之控制訊號數據，以便應用於玩遊戲、修正照相或錄影因抖動而取像不清晰問題、或傳達使用者的控制意念等相關軟體開發。尚未看到運用加速計訊號主動調整顯示畫面以避免或減輕觀看者眼睛不適的相關技術或應用。

本發明的目的係提供一種運用可移動裝置本身的加速度計、陀螺儀、或其它慣性感測裝置、及計算能力，自動計算顯示設備的畫面轉換技術，用以解決或改善行動裝置因為攜帶、移動、或運送等動作導致畫面搖晃，而使觀看者視覺負擔加重而眼睛容易疲勞不適的問題。

本發明提供的方法，包含：取得一慣性變化資料；計算該慣性移動或轉動資料得到的加速度、速度、或位移分量並轉換為一視覺畫面轉換向量資料序列；以及根據該視覺畫面轉換向量資料序列進行即時的畫面幾何變換或演算上色，以產生抗搖晃視覺效果的變換過程畫面，並顯示於一影像顯示模組。

本發明提供的系統包含：一影像顯示模組，用以根據輸入資訊而顯示影像。慣性變化偵測模組用以偵測該影像顯示模組之慣性移動或轉動資料。抗搖晃之視覺轉換模組係電性連接於該慣性變化偵測模組、或以軟體形式連接處理來自慣性變化偵測模組的數據資料，用以計算該慣性變化資料並轉換為一視覺畫面轉換向量資料序列。抗搖晃之繪圖效果模組，係電性連接於該抗搖晃之視覺轉換模組以及該影像顯示模組、或以軟體形式傳送或控制影像顯示模組的顯示畫面，用以根據該視覺畫面轉換向量資料序列進行即時的畫面幾何變換或演算上色，以產生抗搖晃視覺效果的變換過程畫面，並顯示於該影像顯示模組。

本發明的特點係在於：(1)此本發明實現可運用於減輕甚至消除使用者於移動中觀看行動裝置所帶來的眼睛疲勞與傷害。所解決的問題正是目前行動裝置使用者需要移動或乘坐運輸工具而觀看時的一大要害與不便。因此此技術具有極大的實用性。(2)本發明可應用範圍極廣，凡是顯示設備因移動搖晃而造成觀看者的眼睛不適，皆可運用此技術框架以自動計算視覺畫面轉換以減少因搖晃造成的眼睛疲勞度。

茲配合圖式將本發明實施例詳細說明如下，其所附圖式均為簡化之示意圖，僅以示意方式說明本發明之基本結構、其實作可以是硬體形式、也可以由軟體處理感知硬體訊號與控制繪圖硬體的形式達成。因此在該等圖示中僅標示與本發明有關之元件，且所顯示之元件並非以實施時之數目、形狀、尺寸比例等加以繪製，其實際實施時之規格尺寸實為一種選擇性之設計，且其元件佈局形態有可能更為複雜。

請參照圖1所示。本實施例的抗搖晃之視覺轉換系統，包括：一影像顯示模組10、一慣性變化偵測模組20以及一抗搖晃之視覺轉換模組30。影像顯示模組10，用以根據輸入資訊而顯示影像。慣性變化偵測模組20，係用以偵測該影像顯示模組10的慣性變化資料21。抗搖晃之視覺轉換模組30係電性連接於該慣性變化偵測模組、或以軟體形式連接處理慣性變化偵測模組20的數據資料，用以計算該慣性變化資料21並轉換為一視覺畫面轉換向量資料序列341，以輸出一畫面轉換指示351的訊號予抗搖晃之繪圖效果模組40。抗搖晃之繪圖效果模組40，係電性連接於該抗搖晃之視覺轉換模組30、或以軟體形式傳送或控制影像顯示模組10的顯示畫面以及該影像顯示模組10，用以根據該視覺畫面轉換向量資料序列341進行即時的畫面幾何變換或演算上色，以產生抗搖晃視覺效果的變換過程畫面41，並顯示於該影像顯示模組10。

更進一步地，上述該抗搖晃之視覺轉換模組30係可包含：一過濾器31用以去除該慣性變化資料21的雜訊和小於一下限值的慣性變化資料分量。一前處理器32，係電性連接於該過濾器31、或以軟體的形式處理其過濾數據，用以計算因該慣性變化所造成偏移累積量，並據以計算出抗搖晃畫面轉換向量321。一視覺焦點偏移累積量最小化處理器33，係電性連接於該前處理器32、或以軟體的形式處理其前處理器32的數據，用以修正該抗搖晃畫面轉換向量321以得到一最小化視覺焦點偏移累積量331。一視覺舒適化變換處理器34，係電性連接於該視覺焦點偏移累積量最小化處理器33、或以軟體形式進行數據後處理，用以根據一視覺舒適化原則調整該最小化視覺焦點偏移累積量331而計算出該視覺畫面轉換向量資料序列341。

上述之該慣性變化偵測模組20係可為一加速度計(accelerometer)。當然也可以包括使用陀螺儀(gyroscope)。

請參照圖2、圖3所示。本發明的抗搖晃之視覺轉換系統方法實施例，其步驟包括：步驟S10，取得一慣性變化資料21，慣性變化資料21可由慣性變化感測器運作提供。步驟S20，計算該慣性變化資料21的加速度、或速度、或位移分量(其所取得慣性變化資料21可能是這三種資料同時具備也可能只有一種或是其中組合)，並轉換為一視覺畫面轉換向量資料序列341。步驟S30，根據該視覺畫面轉換向量資料序列341進行即時的畫面幾何變換或演算上色，以產生抗搖晃視覺效果的變換過程畫面41，並顯示於一影像顯示模組10。

上述一實施例中，該步驟S30更包含：步驟S31，去除該慣性變化資料21雜訊，而成為一原生慣性資料。步驟S32，去除該原生慣性之小於一下限值、或套用某一特性之資料過濾器31而得該處理前慣性變化資料分量311。步驟S33，根據該處理前慣性變化資料分量311計算因慣性變化所造成偏移累積量，並據以計算出抗搖晃畫面轉換向量321。步驟S34，修正該抗搖晃畫面轉換向量321以得到一最小化視覺焦點偏移累積量331。步驟S35，根據一視覺舒適化原則調整該最小化視覺焦點偏移累積量331而計算出一視覺畫面轉換向量資料序列341。步驟S36，根據該視覺畫面轉換向量資料序列341，由一繪圖模組即時進行畫面幾何變換或演算上色，以產生抗搖晃視覺效果之變換過程畫面41。

如圖4、圖5所示，並一併參照圖1。上述的系統及方法，可應用於一設置有該影像顯示模組10、慣性變化偵測模組20、抗搖晃之視覺轉換模組30以及抗搖晃之繪圖效果模組10，並具有資料計算處理能力的電子裝置A上，而該電子裝置A可為一可攜式行動裝置之智慧型手機或平板電腦。當該電子裝置A向左晃動時，若未啟動本發明之抗晃顯示功能時，該顯項畫面B受晃動而不易閱讀；當啟動本發明之抗晃顯示功能時，該慣性變化偵測模組20感測出該移動方向或轉動方向之加速度或速度，經抗搖晃之視覺轉換模組30配合轉換為視覺畫面轉換向量資料序列341。視覺畫面轉換向量資料序列341可用來決定畫面的平移(2D畫面為上下左右四個方向、3D畫面則再加上前後共六個方向)、轉動(分為2D畫面轉動或3D畫面轉動)、與縮放變化過程及回復過程的速度、與加速度。所產生的變換過程畫面，主要針對因搖晃造成觀看者的視覺焦點偏移累積量進行最小化、以及模擬一個視覺較舒適的變換過程。抗搖晃之繪圖效果模組40再根據抗搖晃之視覺轉換模組(Visual Transformation Technique[VTT] that Supports Shake-Proof)所建立的畫面轉換指示35，由一個繪圖模組即時(real-time)回應，進行畫面幾何變換(transformation)或演算上色(rendering)，以產生抗搖晃視覺效果之變換過程畫面41。此繪圖模組可以直接整合在應用程式的繪圖功能以產生抗搖晃效果，其顯示畫面B’較易閱讀。此繪圖模組也可以直接整合在底層繪圖系統，這樣當抗搖晃功能開啟，所有具有繪圖介面的應用程式就能自動擁有抗搖晃效果。

值得一提的是，上述的電子裝置A並不限於可攜式行動裝置，例如設置於易發生振動的車上的導航系統、行車紀錄器、無線電視或交通運輸設備本身上的儀表系統等，均可應用本發明之抗晃顯示修正技術。

綜上所述，乃僅記載本發明為呈現解決問題所採用的技術手段之較佳實施方式或實施例而已，並非用來限定本發明專利實施之範圍。即凡與本發明專利申請範圍文義相符，或依本發明專利範圍所做的均等變化與修飾，皆為本發明專利範圍所涵蓋。

10．．．影像顯示模組

20．．．慣性變化偵測模組

21．．．慣性變化資料

30．．．抗搖晃之視覺轉換模組

31．．．過濾器

311．．．處理前慣性變化資料分量

32．．．前處理器

321．．．抗搖晃畫面轉換向量

33．．．視覺焦點偏移累積量最小化處理器

331．．．最小化視覺焦點偏移累積量

34．．．視覺舒適化變換處理器

341．．．視覺畫面轉換向量資料序列

35．．．畫面轉換指示

40．．．抗搖晃之繪圖效果模組

41．．．變換過程畫面

A．．．電子裝置

B．．．顯示畫面

B’．．．抗晃修正之顯示畫面

S10~S30．．．方法之步驟流程

S31~S36．．．方法之步驟流程

圖1為本發明實施例之抗搖晃之視覺轉換系統的系統方塊圖；

圖2為本發明實施例之抗搖晃之視覺轉換方法的步驟流程圖

圖3為圖2中之計算該慣性變化資料的方向或轉動加速度或速度或位移分量並轉換為一視覺畫面轉換向量資料序列步驟之計算及轉換實施例之步驟流程圖；

圖4為本發明實施例之應用抗搖晃之視覺轉換系統未使用時的顯示狀態；以及

圖5為本發明實施例之應用抗搖晃之視覺轉換系統使用時的顯示狀態。

10．．．影像顯示模組

20．．．慣性變化偵測模組

21．．．慣性變化資料

30．．．抗搖晃之視覺轉換模組

31．．．過濾器

311．．．處理前慣性變化資料分量

32．．．前處理器

321．．．抗搖晃畫面轉換向量

33．．．視覺焦點偏移累積量最小化處理器

331．．．最小化視覺焦點偏移累積量

34．．．視覺舒適化變換處理器

341．．．視覺畫面轉換向量資料序列

35．．．畫面轉換指示

40．．．抗搖晃之繪圖效果模組

41．．．變換過程畫面

Claims (10)

1. 一種抗搖晃之視覺轉換方法，其步驟包括：取得一慣性變化資料；計算該慣性變化資料的加速度、或速度、或位移分量，所取得慣性變化資料可能是這三種資料同時具備也可能只有一種或是其中組合，並轉換為一視覺畫面轉換向量資料序列；以及根據該視覺畫面轉換向量資料序列進行即時的畫面幾何變換或演算上色，以產生抗搖晃視覺效果的變換過程畫面，並顯示於一影像顯示模組。
2. 如申請專利範圍第1項所述抗搖晃之視覺轉換方法，其中該慣性變化資料係由一加速感測器、一陀螺儀、或其它慣性變化感測器所提供，可由其一感測器運作、或由不同組合同構成。
3. 如申請專利範圍第1項所述抗搖晃之視覺轉換方法，其中該慣性變化資料經計算並轉換為一視覺畫面轉換向量資料序列的步驟包含：去除該慣性變化資料雜訊，而成為一原生慣性資料；去除該原生慣性資料之小於一下限值的慣性資料或套用一特定功能之資料過濾器，而成為一前處理慣性變化資料；計算因慣性變化資料所造成偏移累積量，並據以計算出抗搖晃畫面轉換向量；修正該抗搖晃畫面轉換向量以得到一最小化視覺焦點偏移累積量；根據一視覺舒適化原則調整該最小化視覺焦點偏移累積量而計算出一視覺畫面轉換向量資料序列；根據該視覺畫面轉換向量資料序列，由一繪圖模組即時進行畫面幾何變換或演算上色，以產生抗搖晃視覺效果之變換過程畫面。
4. 一種抗搖晃之視覺轉換系統，包括：一影像顯示模組，用以根據輸入資訊而顯示影像；一慣性變化偵測模組，用以偵測該影像顯示模組之慣性變化資料；一抗搖晃之視覺轉換模組，係電性連接於該慣性變化偵測模組、或以軟體形式連接處理來自慣性變化偵測模組的數據資料，用以計算該慣性變化資料的分量並轉換為一視覺畫面轉換向量資料序列；以及一抗搖晃之繪圖效果模組，係電性連接於該抗搖晃之視覺轉換模組以及該影像顯示模組、或以軟體形式傳送或控制影像顯示模組的顯示畫面，用以根據該視覺畫面轉換向量資料序列進行即時的畫面幾何變換或演算上色，以產生抗搖晃視覺效果的變換過程畫面，並顯示於該影像顯示模組。
5. 如申請專利範圍第4項所述抗搖晃之視覺轉換系統，其中該抗搖晃之視覺轉換模組包含：一過濾器，用以去除該慣性變化資料雜訊和小於一下限值的慣性變化資料；一前處理器，係電性連接於該過濾器，用以計算因該慣性變化所造成偏移累積量、或以軟體的形式處理其過濾數據，並據以計算出抗搖晃畫面轉換向量；一視覺焦點偏移累積量最小化處理器，係電性連接於該前處理器、或以軟體的形式處理其前處理數據，用以修正該抗搖晃畫面轉換向量以得到一最小化視覺焦點偏移累積量；以及一視覺舒適化變換處理器，係電性連接於該視覺焦點偏移累積量最小化處理器、或以軟體形式進行數據後處理，用以根據一視覺舒適化原則調整該最小化視覺焦點偏移累積量而計算出該視覺畫面轉換向量資料序列。
6. 如申請專利範圍第4項所述抗搖晃之視覺轉換系統，其中該慣性變化偵測模組係第2項所述。
7. 一種如申請專利範圍第4項之具有抗搖晃之視覺轉換系統的軟體。
8. 如申請專利範圍第7項所述之軟體，為運用其所在硬體平台的感測器、顯示裝置、與計算能力而實作之功能。
9. 一種如申請專利範圍第4項之具有抗搖晃之視覺轉換系統的電子裝置。
10. 如申請專利範圍第9項所述之電子裝置，其中該電子裝置為一可攜式行動裝置，例如智慧型手機或平板電腦等。