专利名称：单摄像头测距和测偏移以及实现裸眼3d光栅调节的方法
技术领域：
本发明涉及一种通过摄像头测距和测偏移的方法，以及实现裸眼3D光栅调节的方法。
背景技术：
光屏障式的裸眼3D技术，在现有的电子类产品中应用比较广泛，因为现有的工艺与LCD液晶工艺相兼容，因此在量产性和成本上具有很大优势。自从几年前3D电影《阿凡达》公映以后，各种3D片源频繁推出，我们知道3D电影是利用左右两个摄像机来模拟人类的左右眼拍摄出来的。在观看的过程中，我们身临其境的感受到物体飞出屏幕冲到我们的出屏效果；感受到距离屏幕很遥远的入屏效果。其原理是:当我们在看一个物体时，左眼和右眼视线一定是相交在这个物体上才能成像的。如果物体与显示屏同一个平面，左眼和右眼两条视线与显示屏相交的成像点刚好为同一个点。这个时候我们只能看到平面效果，没有出屏效果，也没有入屏效果。但在3D显示时，物体在显示屏的境深里面，当左眼和右眼相关到物体时，在屏上各自出现了两个不同的成像点，从而给观者一种错觉，物体是深入下去了或者物体飘浮在显示屏的前端。在开发裸眼3d平板和手机产品过程中，为了能达到裸眼3d展示的最佳效果，需要根据人眼观看的位置自行调节光栅的遮挡角度和偏移，这就需要产品具有自我识别人眼大致的观看角度和距离的能力，且根据这个识别的角度和距离，进行光栅的自动调整和适配。目前单摄像头配合多组光栅实现整个光栅效果自动调节的整套技术方案尚未出现，单项的技术实现有单摄像头测距和面部识别，区别于本技术使用的单摄像头测距和面部轮廓抽象和定位。目前已有技术对摄像头的测量识别条件要求比较高，操作繁复，在应用过程中不适合普通大众，如实用新型专利号:201120274577，实际测量的精确度，和单摄像头的局限性，导致了其操作的复杂性和测量条件的多变性。而面部识别对 面部采集的数据比对运算量相当大，且精确度要求很高，不容易实现。
发明内容
本发明的目的在于避免现有技术的不足而提供一种测量定位相对容易且适合对精确度要求不高的场合的单摄像头测距和测偏移及实现裸眼3D光栅调节的方法。本发明的目的通过以下技术方案实现:一种单摄像头测距和测偏移的方法，其特征是包括以下步骤:标准数据采集步骤:在两个不同的采样距离采集使用者面部的图像，获取所述采集图像的面部轮廓和眼部轮廓，利用数学方法计算所述面部轮廓和眼部轮廓的面积和基于整个画面中线的偏移值；将采集和计算获得的数据存入标准数据库；当前使用者数据采集步骤:采集当前使用者面部的图像，获取所述采集图像的面部轮廓和眼部轮廓，利用数学方法计算所述面部轮廓和眼部轮廓的面积和基于整个画面中线的偏移值；距离和偏移计算步骤:将采集到的当前使用者数据与标准数据库的数据通过几何和线性数学方法计算出当前使用者观看的距离以及使用者面部偏离摄像头的水平偏移值。进一步，所述采样距离分别是0.5米和I米。进一步，在所述标准数据采集步骤和当前使用者数据采集步骤还获取采集图像的瞳孔轮廓，并在这两个步骤中分别计算瞳孔轮廓的面积和基于整个画面中线的偏移值。进一步，所述方法所述的面部轮廓和眼部轮廓是通过黑白颜色容差方法获取。一种实现裸眼3D光栅调节的方法，其特征是:使用上述单摄像头测距和测偏移的方法获得距离值D和偏移值H ;在执行权利要求1的标准数据采集步骤的同时，切换各组光栅采集所述两个采样距离不同组光栅的最佳视像的光栅遮挡角度和偏移；根据所述距离值D和偏移值H通过公式计算获得人眼夹角A=arcsin (D/Η);根据此人眼夹角A的值并对照所述标准数据采集步骤中获得的两个采样距离不同组光栅的最佳视像的数据，选择光栅并调整光栅的光栅遮挡角度和偏移到最佳视·觉状态。进一步，上述光栅调节的方法所述的采样距离分别为0.5米和I米。本发明的有益效果是，由于采用以上技术方案，使得本技术方案尤其适用于单人观看裸眼3d手持设备时的测距和测偏移，对精确度要求不高，人员数据一次采集即可多次使用。本发明在观看过程中，系统自动测距，测偏移来自动调节光栅，在使用过程中是全自动的，使用简单，非常适合裸眼3d产品在使用中对人眼的位置判断，实现最佳3d观影效果。
图1是本发明的实现裸眼3D光栅调节的方法的原理框图。
具体实施例方式 以下结合实施例对本发明进一步说明。在本实施例中，采集使用者面部距离摄像头分别为0.5米和I米时的图像，通过黑白颜色容差方法获取所述采集图像的面部轮廓和眼部轮廓，利用数学方法计算所述面部轮廓和眼部轮廓的面积和基于整个画面中线的偏移值；将采集和计算获得的数据存入标准数据库；切换各组光栅采集上述两个采样距离不同组光栅的最佳视像的光栅遮挡角度和偏移；采集当前使用者使用时面部的图像，通过黑白颜色容差方法获取所述采集图像的面部轮廓和眼部轮廓，利用数学方法计算所述面部轮廓和眼部轮廓的面积和基于整个画面中线的偏移值；将采集到的当前使用者数据与标准数据库的数据通过几何和线性数学方法计算出当前使用者观看的距离D以及使用者面部偏离摄像头的水平偏移值H ;根据上述距离值D和偏移值H通过公式计算获得人眼夹角A=arcsin (D/Η);根据此人眼夹角A的值并结合上述标准数据采集步骤中获得的两个采样距离不同组光栅的最佳视像的数据，选择光栅并调整光栅的光栅遮挡角度和偏移到最佳视觉状态。在使用过程中如发现效果不太好，可重新采集标准数据进行重新计算调整光栅数据，以恢复最佳观影效果。
权利要求
1.一种单摄像头测距和测偏移的方法，其特征是包括以下步骤: 标准数据采集步骤: 在两个不同的采样距离采集使用者面部的图像，获取所述采集图像的面部轮廓和眼部轮廓，利用数学方法计算所述面部轮廓和眼部轮廓的面积和基于整个画面中线的偏移值；将采集和计算获得的数据存入标准数据库； 当前使用者数据采集步骤: 采集当前使用者面部的图像，获取所述采集图像的面部轮廓和眼部轮廓，利用数学方法计算所述面部轮廓和眼部轮廓的面积和基于整个画面中线的偏移值； 距离和偏移计算步骤: 将采集到的当前使用者数据与标准数据库的数据通过几何和线性数学方法计算出当前使用者观看的距离以及使用者面部偏离摄像头的水平偏移值。
2.如权利要求1所述的方法，其特征是:所述采样距离分别是0.5米和I米。
3.如权利要求1所述的方法，其特征是:在所述标准数据采集步骤和当前使用者数据采集步骤还获取采集图像的瞳孔轮廓，并在这两个步骤中分别计算瞳孔轮廓的面积和基于整个画面中线的偏移值。
4.如权利要求1或2所述的方法，其特征是:所述的面部轮廓和眼部轮廓是通过黑白颜色容差方法获取。
5.一种实现裸眼3D光栅调节的方法，其特征是:使用权利要求1所述的方法测距和测偏移，获得距离值D和偏移值H;在执行权利要求1的标准数据采集步骤的同时，切换各组光栅采集所述两个采样距离不同组光栅的最佳视像的光栅遮挡角度和偏移；根据所述距离值D和偏移值H通过公式计算获得人眼夹角A=arcsin (D/Η);根据此人眼夹角A的值并对照所述标准数据采集步 骤中获得的两个采样距离不同组光栅的最佳视像的数据，选择光栅并调整光栅的光栅遮挡角度和偏移到最佳视觉状态。
6.如权利要求5所述的方法，其特征是:所述的两个采样距离分别为0.5米和I米。
全文摘要
本发明公开了一种单摄像头测距和测偏移以及实现裸眼3D光栅调节的方法，包括标准数据采集步骤，当前使用者数据采集步骤，距离和偏移计算步骤，最终计算出当前使用者观看的距离和水平偏移。实现裸眼3D光栅调节的方法，其特征是使用上述的方法测距D和测偏移H，切换各组光栅采集所述两个采样距离不同组光栅的最佳视像的光栅遮挡角度和偏移；根据所述距离值D和偏移值H通过公式计算获得人眼夹角A=arcsin(D/H)；根据此人眼夹角A的值并结合上述标准数据采集步骤中获得的两个采样距离不同组光栅的最佳视像的数据，选择光栅并调整光栅的光栅遮挡角度和偏移到最佳视觉状态。本技术方案适用于单人观看裸眼3d手持设备时的测距和测偏移。
文档编号G01C3/00GK103234514SQ20131011539
公开日2013年8月7日 申请日期2013年4月3日 优先权日2013年4月3日
发明者黄国华 申请人:广州市佳思信息科技有限公司