TWI596542B - Image display method - Google Patents

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TWI596542B TW104138084A TW104138084A TWI596542B TW I596542 B TWI596542 B TW I596542B TW 104138084 A TW104138084 A TW 104138084A TW 104138084 A TW104138084 A TW 104138084A TW I596542 B TWI596542 B TW I596542B
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Jyh Da Wei
Hsu Fu Hsiao
Chen Cheng Tsai
yi xin Liu
Po I Liu
Jiun Shian Sung
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Univ Chang Gung
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Description

圖像顯示方法
本發明是有關於一種圖像顯示方法，特別是指一種穩定一顯示於一可攜式顯示裝置之一顯示區域之圖像的圖像顯示方法。
隨著科技的發展與進步，行動裝置如，智慧型手機(smart phone)或平板電腦(tablet computer)等個人通訊設備已成為日常生活之必需品。當使用者在移動的狀態下如，慢速步行或搭乘交通工具等使用行動裝置時，行動裝置之顯示器會隨著使用者之移動而產生晃動。使用者在顯示器晃動的狀態下觀看顯示器所呈現之畫面時，往往會有不易觀看之問題。此外，若使用者長時間觀看晃動之畫面，使用者可能會產生眼睛疲勞、動暈症或視力受損等症狀。
現有的穩定圖像方法為利用加速度感測模組來感測行動裝置之顯示器之移動的一加速度以產生一指示該加速度的感測信號，且將該感測信號輸出至處理模組，並利用處理模組在該加速 度大於一預設門檻值時，根據該加速度調整圖像顯示在顯示器的顯示位置。然而，上述的方法係根據目前時間點所獲得的加速度來調整下一時間點之畫面，這樣的調整方式往往會有較大的誤差。
因此，本發明之目的，即在提供一種穩定一顯示於一可攜式顯示裝置之一顯示區域之圖像的圖像顯示方法。
於是，本發明圖像顯示方法，適用於穩定一顯示於一可攜式顯示裝置之一顯示區域的圖像，並藉由一處理模組來實施，該可攜式顯示裝置包括一可偵測其本身之位移的位移偵測模組，該圖像顯示方法包含以下步驟：(A)控制該可攜式顯示裝置，以便將該圖像顯示於該顯示區域的一子區域中，其中該子區域之任一邊界與該顯示區域之最小距離皆為一預設長度；(B)根據該位移偵測模組在連續的N個單位時間內所偵測到該可攜式顯示裝置在一第一方向之移動的位移，估測該可攜式顯示裝置在該第一方向於第N+1個單位時間內的位移；(C)根據步驟(B)所估測之該位移及一預設補償參數，計算一相關於該子區域的補償位移；及(D)控制該可攜式顯示裝置，以便相對於該顯示區域在一相反於該第一方向的第二方向上移動該子區域該補償位移。
本發明之功效在於，藉由該處理模組根據該位移偵測模組在連續的N個單位時間內所偵測到該可攜式顯示裝置的位移，估測該可攜式顯示裝置在第N+1個單位時間內的位移，並根據所估測之該位移及該預設補償參數，計算該補償位移。藉此，該處理模組所計算出的該補償位移係為較精確的補償位移。
1‧‧‧可攜式顯示裝置
11‧‧‧位移偵測模組
111‧‧‧加速度感測單元
112‧‧‧影像擷取單元
12‧‧‧觸控螢幕
121‧‧‧顯示區域
122‧‧‧子區域
13‧‧‧儲存模組
14‧‧‧處理模組
6‧‧‧使用者
21~27‧‧‧步驟
31~32‧‧‧子步驟
41~47‧‧‧步驟
51~57‧‧‧步驟
本發明之其他的特徵及功效，將於參照圖式的實施方式中清楚地呈現，其中：圖1是一方塊圖，說明一可攜式顯示裝置內建有一實施本發明圖像顯示方法之第一實施例的處理模組；圖2是一流程圖，說明本發明圖像顯示方法之第一實施例；圖3是一流程圖，說明該處理模組如何估測該可攜式顯示裝置在第N+1個單位時間內的位移；圖4是一流程圖，說明本發明圖像顯示方法之第二實施例；圖5是一流程圖，說明本發明圖像顯示方法之第三實施例；圖6是一示意圖，說明一圖像顯示於一顯示區域的一子區域中；及圖7是一示意圖，說明該子區域之部分超出該顯示區域。
參閱圖1與圖6，本發明圖像顯示方法之第一實施例，適用於穩定一顯示於一可攜式顯示裝置1之一顯示區域121的圖像，並藉由一內建於該可攜式顯示裝置1的處理模組14來實施。該可攜式顯示裝置1包含一可偵測其本身之位移的位移偵測模組11、一具有該顯示區域121的觸控螢幕12、一儲存一預設時間閥值、一預設位移閥值與一加速度對位移之查找表的儲存模組13，及電連接該位移偵測模組11、該觸控螢幕12及該儲存模組13的該處理模組14。該位移偵測模組11包括一可感測該可攜式顯示裝置1移動的一加速度以產生一指示該加速度之加速度訊號的加速度感測單元111，及一可拍攝一使用者特徵部分之影像的影像擷取單元112。該觸控螢幕12可藉由一使用者6之觸控操作而產生一觸控訊號，且藉由該處理模組14之控制來將該圖像顯示於該顯示區域121。
在本第一實施例中，該處理模組14係內建於該可攜式顯示裝置1，然而，在本發明之其他實施例中，該處理模組14亦可經由一網路與該可攜式顯示裝置1連接。此外，該處理模組14係配合執行一包含多個指令之應用程式以實施本發明之圖像顯示方法，然而，在本發明之其他實施例中，該處理模組14亦可為一用以實施本發明之圖像顯示方法的電子晶片。再者，該可攜式顯示裝置1可為一平板電腦、一筆記型電腦或一智慧型手機，但不限於此。
參閱圖1與圖2，本發明圖像顯示方法之第一實施例包含下列步驟。
在步驟21中，該處理模組14控制該觸控螢幕12，以便將該圖像顯示於該顯示區域121的一子區域122中，其中該子區域122之任一邊界與該顯示區域121之最小距離皆為一預設長度(見圖6)，在本第一實施例中，該顯示區域121及該子區域122皆為一矩形，且該子區域122係位於該顯示區域121之正中央。
在步驟22中，該處理模組14根據該位移偵測模組11在連續的N個單位時間內所偵測到該可攜式顯示裝置1在一第一方向之移動的位移，估測該可攜式顯示裝置1在該第一方向於第N+1個單位時間內的位移。在本第一實施例中，該可攜式顯示裝置1之加速度感測單元111在該等N個單位時間內感測該可攜式顯示裝置1在該第一方向之加速度的一加速度訊號。該可攜式顯示裝置1在該等N個單位時間內的位移，係根據該加速度訊號及下列公式(1)而獲得。然而，在本發明之其他實施例中，該可攜式顯示裝置1之該影像擷取單元112分別在一起始時間與該等N個單位時間中，拍攝N+1幅包含該使用者特徵部分之影像以構成影像資料。該可攜式顯示裝置1在該等N個單位時間內的位移，係根據該影像資料，利用一影像追蹤方法如，二維對數搜尋演算法，追蹤該使用者特徵部分在每一幅影像中之位置，並計算該使用者特徵部分在該影像資料之 每一組相鄰的兩幅影像中相對於該第一方向之位置差而獲得。值得一提的是，產生視覺晃動的原因為該使用者6之頭部與手部間的相對運動，因此，根據該影像資料所獲得的該等N個位移是較為可靠的。然而，利用該影像資料來獲得該等N個位移的主要缺點為其需要大量的運算資源與時間。
ρ代表一小於1的乘冪係數，t代表一單位時間，a(x)代表該加速度訊號所指示出之該可攜式顯示裝置1在第x個單位時間內的加速度。
值得特別說明的是，步驟22還包含下列子步驟(見圖3)。
在子步驟31中，該處理模組14根據該位移偵測模組11所偵測到之該可攜式顯示裝置1在該第一方向之移動的該等N個位移，及下列一自迴歸模型的公式(2)估測該可攜式顯示裝置1在第N+1個單位時間內的位移。
n代表該自迴歸模型之一取樣長度，α i 代表一線性迴歸係數，D[N+1-i]代表該可攜式顯示裝置1在第N+1-i個單位時間內的位移。
在子步驟32中，當N>n時，該處理模組14還根據該自迴歸模型之公式定義出下列矩陣方程式(3)，以便獲得該線性迴歸係數α i 。
代表一權重矩陣w j =λ．w j+1,0<λ 1，且代表一誤差矩陣。在本第一實施例中，該處理模組14係經由一加權最小平方法獲得公式(3)之，以便根據公式(2)估 測出。然而，在本發明之其他實施例中，該處理模組14亦可利用一遞迴加權最小平方法來獲得該線性迴歸係數，藉此可降低運算該線性迴歸係數之時間。
在步驟23中，該處理模組14判定在該等N個單位時間內自所接收到來自該可攜式顯示裝置1的一最後經由該使用者6之觸控操作而產生之觸控訊號的單位時間至第N+1個單位時間之時間間隔，是否大於該預設時間閥值。當判定結果為是時，進行步驟24；否則，進行步驟21。
在步驟24中，該處理模組14判定該可攜式顯示裝置1在該等N個單位時間中是否存在至少一個單位時間內之位移大於該預設位移閥值。當判定結果為是時，進行步驟25；否則，進行步驟26。
在步驟25中，該處理模組14判定在自該至少一單位時間內之最後一者的單位時間至第N+1個單位時間之時間間隔，是否大於該預設時間閥值。當判定結果為是時，進行步驟26；否則，進行步驟21。
在步驟26中，該處理模組14根據步驟22所估測之該位移D[N+1]、一預設補償參數c及下列公式(4)，計算一相關於該子區域122的補償位移R。
R=c．D[N+1].............................................................................(4)
在步驟27中，該處理模組14控制該可攜式顯示裝置1，以便相對於該顯示區域121在一相反於該第一方向的第二方向上移動該子區域122該補償位移。
參閱圖1與圖4，本發明圖像顯示方法之第二實施例之步驟41及步驟43~47分別與該第一實施例之步驟21及步驟23~27相同，相同之處不在贅言，其中不同之處在於步驟42。
在步驟42中，該處理模組14根據該加速度感測單元111所感測到之該加速度訊號所指示出之第N-1及第N個單位時間內的加速度，利用一模糊推論方法來估測出該可攜式顯示裝置1在第N+1個單位時間內的位移。
在本第二實施例中，該模糊推論方法中之兩個模糊輸入變數分別為第N-1及第N個單位時間內的加速度，該模糊推論方法中之一模糊輸出變數為該可攜式顯示裝置1在第N+1個單位時間內的位移。每一模糊輸入變數的隸屬函數之模糊語意及模糊數如下表1所示，該模糊輸出變數的隸屬函數之模糊語意及模糊數如下表2所示。該模糊推論方法中之模糊規則庫包括四條規則，如下表3所 示。在本發明之其他實施例中，每一模糊輸入變數的隸屬函數之模糊語意數量亦可為三個以上、每一模糊輸出變數的隸屬函數之模糊語意數量亦可為二個以上、每一模糊輸入變數的隸屬函數之模糊數亦可視需求進行調整、每一模糊輸出變數的隸屬函數之模糊數亦可視需求進行調整，且該模糊規則庫亦可包含四條以上之規則，並不以本第二實施例為限。
以下是利用模糊推論方法的優點：1.由於模糊推論方法是藉由模糊規則庫的方式進行模糊推理，藉此可便於修正推論過程。2.模糊推論方法可容忍不精確及不確定的資料。3.由於模糊推論方法所使用的數學概念是很簡單的，藉此可降低運算資源與時間。
參閱圖1與圖5，本發明圖像顯示方法之第三實施例之步驟51及步驟53~57分別與該第一實施例之步驟21及步驟23~27相同，相同之處不在贅言，其中不同之處在於步驟52。
在步驟52中，該處理模組14根據該加速度感測單元111所感測到之該加速度訊號所指示出之第N-1及第N個單位時間內的加速度，及儲存於該儲存模組13中之該加速度對位移的查找表，利用一內插法來估測出該可攜式顯示裝置1在第N+1個單位時間內的位移。值得一提的是，利用該內插法來估測位移的主要優點 為其不需大量的運算資源與時間。此外，該查找表中之該第N-1及第N個單位時間內的加速度與對應於該第N-1及第N個單位時間內的加速度之位移的數值，可經由模糊推論、機器學習、實驗統計或專家自行定義而獲得。
綜上所述，本發明圖像顯示方法藉由該處理模組14估測該可攜式顯示裝置1在第N+1個單位時間內的位移，並根據所估測之該位移及該預設補償參數，計算該補償位移，並根據該補償位移移動該子區域122，以達到精準度高之圖像穩定功能。此外，當該處理模組14在該等N個單位時間內自接收到該觸控訊號的單位時間至第N+1個單位時間之時間間隔小於該預設時間閥值時，該處理模組14不控制該可攜式顯示裝置1，來移動該子區域122，以使得顯示有該圖像的該子區域122位在該顯示區域121之正中央，藉此，可確保該使用者6在觸控該觸控螢幕12時，該子區域122不會相對於該顯示區域121移動，且確保該圖像顯示於位在該顯示區域121之正中央的該子區域122中。再者，當該可攜式顯示裝置1在該等N個單位時間中存在至少一個單位時間內之位移大於該預設位移閥值，且自該至少一單位時間內之最後一者的單位時間至第N+1個單位時間之時間間隔小於該預設時間閥值時，該處理模組14不控制該可攜式顯示裝置1，來移動該子區域122，以使得顯示有該圖像的該子區域122位在該顯示區域121之正中央，藉此，可確保該可 攜式顯示裝置1在劇烈移動時，該子區域122不會相對於該顯示區域121移動，且確保該圖像顯示於位在該顯示區域121之正中央的該子區域122中，值得一提的是，當該可攜式顯示裝置1持續在一第一方向移動時，該子區域122亦會相對於該顯示區域121在該第二方向上持續移動該補償位移，以致該子區域122之部分已大幅超出該顯示區域121(見圖7)，該處理模組14可於接收到該觸控訊號或判定出該可攜式顯示裝置1之位移大於該預設位移閥值時，控制該可攜式顯示裝置1，以便相對於該顯示區域121將該子區域122移回該顯示區域121之正中央，故確實能達成本發明之目的。
惟以上所述者，僅為本發明之實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，凡是依本發明申請專利範圍及專利說明書內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。
21~27‧‧‧步驟

Claims (12)

  1. 一種圖像顯示方法，適用於穩定一顯示於一可攜式顯示裝置之一顯示區域的圖像，並藉由一處理模組來實施，該可攜式顯示裝置包括一可偵測其本身之位移的位移偵測模組，該圖像顯示方法包含以下步驟：(A)控制該可攜式顯示裝置，以便將該圖像顯示於該顯示區域的一子區域中，其中該子區域之任一邊界與該顯示區域之最小距離皆為一預設長度；(B)根據該位移偵測模組在連續的N個單位時間內所偵測到該可攜式顯示裝置在一第一方向之移動的位移及下列自迴歸模型的公式，估測該可攜式顯示裝置在該第一方向於第N+1個單位時間內的位移[N+1]： 其中，n代表一自迴歸模型之取樣長度，α i 代表一線性迴歸係數，D[N+1-i]代表該可攜式顯示裝置在第N+1-i個單位時間內的位移；(C)根據步驟(B)所估測之該位移及一預設補償參數，計算一相關於該子區域的補償位移；及(D)控制該可攜式顯示裝置，以便相對於該顯示區域在一相反於該第一方向的第二方向上移動該子區域該補償位移。
  2. 如請求項1所述的圖像顯示方法，其中該可攜式顯示裝置還包含一具有該顯示區域的觸控螢幕，在步驟(B)及步驟(C)之間，還包含一步驟(E)：判定在該等N個單位時間內自所接收到來自該可攜式顯示裝置的一最後經由一使用者之觸控操作而產生之觸控訊號的單位時間至第N+1個單位時間之時間間隔，是否大於一預設時間閥值；其中，當步驟(E)的判定結果為是時，步驟(C)才被執行。
  3. 如請求項1所述的圖像顯示方法，在步驟(B)及步驟(C)之間，還包含一步驟(F)：(F)當該可攜式顯示裝置在該等N個單位時間中存在至少一個單位時間內之位移大於一預設位移閥值時，判定在自該至少一單位時間內之最後一者的單位時間至第N+1個單位時間之時間間隔，是否大於一預設時間閥值；其中，當步驟(F)的判定結果為是時，步驟(C)才被執行。
  4. 如請求項1所述的圖像顯示方法，該位移偵測模組包含一加速度感測單元，其中，在步驟(B)中，該可攜式顯示裝置在該等N個單位時間內的位移，係根據該加速度感測單元在該等N個單位時間內所感測到該可攜式顯示裝置在該第一方向之加速度的一加速度訊號而獲得。
  5. 如請求項4所述的圖像顯示方法，其中，在步驟(B)中，根據該加速度訊號所指示出之第N-1及第N個單位時間內的 加速度，利用一模糊推論方法來估測出該可攜式顯示裝置在第N+1個單位時間內的位移。
  6. 如請求項4所述的圖像顯示方法，其中，在步驟(B)中，根據該加速度訊號所指示出之第N-1及第N個單位時間內的加速度，及儲存於一電連接該處理模組的儲存模組中之一加速度對位移的查找表，利用一內插法來估測出該可攜式顯示裝置在第N+1個單位時間內的位移。
  7. 如請求項4所述的圖像顯示方法，其中，在步驟(B)中，該可攜式顯示裝置在該等N個單位時間內的位移D[x]，1 x N還根據下列公式而獲得：D[x] ρ．D[x-1]+ρ．t 2．a(x)其中，ρ代表一小於1的乘冪係數，t代表一單位時間，a(x)代表該加速度訊號所指示出之該可攜式顯示裝置在第x個單位時間內的加速度。
  8. 如請求項1所述的圖像顯示方法，該位移偵測模組包含一影像擷取單元，其中，在步驟(B)中，該可攜式顯示裝置在該等N個單位時間內的位移，係根據該影像擷取單元分別在一起始時間與該等N個單位時間所拍攝到一使用者特徵部分之N+1幅影像的影像資料而獲得。
  9. 如請求項8所述的圖像顯示方法，其中，在步驟(B)中，該可攜式顯示裝置在該等N個單位時間內的位移，係藉由計算該使用者特徵部分在該影像資料之每一組相鄰的兩幅影像中相對於該第一方向之位置差而獲得。
  10. 如請求項1所述的圖像顯示方法，其中，在該步驟(B)中，當n<N時，還根據該自迴歸模型之公式定義出下列矩陣方程式： 其中，代表一權重矩陣，w j =λ．w j+1,0<λ 1， 且w N-n =1，代表一誤差矩陣。
  11. 如請求項10所述的圖像顯示方法，其中，在該步驟(B)中， 經由一加權最小平方法獲得。
  12. 如請求項1所述的圖像顯示方法，其中，在步驟(C)中，還根據下列公式計算該補償位移R： R=c．D[N+1]其中，c代表該預設補償參數，D[N+1]代表該可攜式顯示裝置在第N+1個單位時間內的位移。
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