本发明实施例涉及vr/ar技术领域，尤其涉及一种vr/ar设备成像清晰度测量方法和测量装置。
背景技术
虚拟现实(virtualreality，vr)和增强现实(augmentedreality，ar)的基本原理是通过在人的双眼前分别投射两个虚拟的影像，通过人眼自身视差和多源信息整合来形成3d的视觉虚拟效果。清晰度是一个影响成像质量非常重要的指标，它决定了成像系统可以再现的细节量。如果清晰度较低，会导致真实感不高，会严重影响用户体验。因此，对于vr/ar设备来说，清晰度是决定用户在虚拟场景中沉浸感和真实感的一个重要指标。
对于vr/ar设备的研发生产，清晰度测量是一个非常重要的环节。然而由于光路设计复杂性，vr/ar产品并不能采用常见的手机，平板电脑的屏幕清晰度测试方法对其进行测量。目前，对于vr/ar清晰度的评估主要还停留在主观测试的阶段，即让测试人员带上头盔，通过肉眼对该产品的清晰度进行主观性的评估。但是，每个人对于清晰度判断存在差异性，会导致清晰度测量结果不准确。
技术实现要素：
本发明实施例提供一种vr/ar设备成像清晰度测量方法和测量装置，用以解决现有技术中根据人眼主观测试评估vr/ar设备清晰度时，清晰度测量结果不准确的问题。
本发明实施例提供一种清晰度测量装置，设置于vr/ar设备的外部；装置包括夹具、采集模块和处理模块；夹具包括本体、第一支撑部和第二支撑部，第一支撑部用于支撑vr/ar设备，第二支撑部用于支撑采集模块；第一支撑部和第二支撑部之间的距离在预设距离范围内，预设距离范围为用户佩戴vr/ar设备时人眼与vr/ar设备之间的距离范围；采集模块，用于采集vr/ar设备内部的显示屏幕显示的初始图像，得到待检测图像；处理模块，用于对待检测图像进行边缘检测，确定出待检测图像中边缘点的清晰度；根据待检测图像中边缘点的清晰度，确定vr/ar设备的成像清晰度。如此，可以将人眼主观评估转化为量化参数，提高vr/ar设备成像清晰度测量的准确性。
可选的，待检测图像包括第一图像和第二图像；第一图像旋转预设角度后的图案与第二图像包括的图案相同；处理模块，用于：对第一图像进行边缘检测，获得第一图像中每个像素点沿第一方向的梯度；根据第一图像中每个像素点沿第一方向的梯度，计算出第一图像沿第一方向的边缘点的清晰度；对第二图像进行边缘检测，获得第二图像中每个像素点沿第二方向的梯度；根据第二图像中每个像素点沿第二方向的梯度，计算出第二图像沿第二方向的边缘点的清晰度；根据第一图像沿第一方向的边缘点的清晰度和第二图像沿第二方向的边缘点的清晰度，确定出vr/ar设备的成像清晰度。
可选的，预设角度为90度；第一方向与第二方向相互垂直；第一图像包括沿第二方向并列排布的黑白相间条纹图案，第二图像包括沿第一方向并列排布的黑白相间条纹图案。如此，可以更方便的检测到边缘点，减少计算量。
可选的，第二支撑部包括活动件、伸缩件和连接件；活动件一端活动连接采集模块，另一端连接连接件；活动件可在水平方向上沿着连接件水平移动；伸缩件可在垂直方向上伸缩活动，一端固定连接连接件，另一端固定连接夹具的本体。如此，通过活动件沿水平方向移动可调节采集模块在水平方向上的位置，伸缩件沿垂直方向移动可调节采集模块在垂直方向上的位置，以实现在采集待检测图像之前对采集模块的位置进行微调，保证采集模块能够采集到与人眼观测的初始图像接近的待检测图像。
可选的，采集模块和vr/ar设备设置在暗箱中。如此，可以排除周围环境光线对测试结果的影响。
可选的，采集模块包括高清摄像头；高清摄像头的光学中心与vr/ar设备的光轴重合。如此，可以采集到与初始图像更接近的待检测图像。
本发明实施例提供一种清晰度测量方法，适用于包括夹具、采集模块和处理模块的清晰度测量装置，清晰度测量装置设置于vr/ar设备的外部；夹具包括本体、第一支撑部和第二支撑部，第一支撑部用于支撑vr/ar设备，第二支撑部用于支撑采集模块；第一支撑部和第二支撑部之间的距离在预设距离范围内，预设距离范围为用户佩戴vr/ar设备时人眼与vr/ar设备之间的距离范围；方法包括：采集模块采集vr/ar设备内部的显示屏幕显示的初始图像，得到待检测图像；处理模块对待检测图像进行边缘检测，确定出待检测图像中边缘点的清晰度；处理模块根据待检测图像中边缘点的清晰度，确定vr/ar设备的成像清晰度。
可选的，待检测图像包括第一图像和第二图像；第一图像旋转预设角度后的图案与第二图像包括的图案相同；处理模块对待检测图像进行边缘检测，确定出边缘点的清晰度，包括：处理模块对第一图像进行边缘检测，获得第一图像中每个像素点沿第一方向的梯度；根据第一图像中每个像素点沿第一方向的梯度，计算出第一图像沿第一方向的边缘点的清晰度；处理模块对第二图像进行边缘检测，获得第二图像中每个像素点沿第二方向的梯度；根据第二图像中每个像素点沿第二方向的梯度，计算出第二图像沿第二方向的边缘点的清晰度；处理模块根据待检测图像中边缘点的清晰度，确定vr/ar设备的成像清晰度，包括：处理模块根据第一图像沿第一方向的边缘点的清晰度和第二图像沿第二方向的边缘点的清晰度，确定出vr/ar设备的成像清晰度。
可选的，预设角度为90度；第一方向与第二方向相互垂直；第一图像包括条纹沿第二方向并列排布的黑白相间条纹图案，第二图像包括条纹沿第一方向并列排布的黑白相间条纹图案。
可选的，采集模块包括高清摄像头；高清摄像头的光学中心与vr/ar设备的光轴重合。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简要介绍。
图1为本发明实施例提供的一种vr/ar设备成像清晰度测量的系统架构示意图；
图2为本发明实施例提供的另一种vr/ar设备成像清晰度测量的系统架构示意图；
图3为本发明实施例提供的采集模块采集的效果图之一；
图4为本发明实施例提供的采集模块采集的效果图之二；
图5为本发明实施例提供的一种清晰度测量的方法流程示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
图1示例性示出了本发明实施例适用的一种用于vr/ar设备清晰度测量的系统架构示意图，如图1所示，该系统架构包括vr/ar设备100和清晰度测量装置200。其中，清晰度测量装置200设置于vr/ar设备100的外部，用于测量vr/ar设备100的成像清晰度。其中，vr/ar设备100成像的初始图像，显示在其内部的显示屏幕。
如图1所示，清晰度测量装置200包括采集模块210、处理模块220和夹具230，其中，夹具230用于将采集模块210固定在与vr/ar设备的镜片相距在预设距离范围内，该预设距离范围为用户佩戴vr/ar设备时人眼与vr/ar设备之间的距离范围。
采集模块210，用于采集vr/ar设备100内部的显示屏幕显示的初始图像，得到待检测图像。默认采集模块不会影响待检测图像的清晰度，较佳的，采集模块为高清摄像头。采集模块210将采集到的待检测图像发送给处理模块220，由处理模块220对待检测图像的清晰度进行测量。
处理模块220，用于对待检测图像进行边缘检测，确定出待检测图像中边缘点的清晰度；根据待检测图像中边缘点的清晰度，确定vr/ar设备的成像清晰度。该处理模块220与采集模块210连接，该处理模块220可以为电脑。
基于图1，图2示例性示出了本发明实施例适用的另一种用于vr/ar设备清晰度测量的系统架构示意图。如图2所示，该系统架构包括vr/ar设备100和清晰度测量装置200。其中，vr/ar设备100为头戴式显示器(headmountdisplay，hmd)，采集模块210包括摄像头211和摄像头212。夹具230包括本体231、第一支撑部232和第二支撑部233，第一支撑部232用于支撑vr/ar设备100，第二支撑部233用于支撑采集模块；第一支撑部232和第二支撑部233之间的距离在预设距离范围内。
通过图1、图2，本发明实施例采用清晰度测量装置替代人眼，可以准确的收集传输vr/ar设备输出的初始图像中的信息，排除了人的主观因素，而且采用边缘检测法对采集的待检测图像进行处理，可以将人眼评估成像清晰度得到的偏主观的参数转化为可以量化的参数，而且可以排除背景噪声的影响，如此，可以将人眼主观评估转化为量化参数，提高vr/ar设备成像清晰度测量的准确性。
由于采集模块由夹具固定，而采集模块的固定位置影响到采集的待检测图像的清晰度，进而影响到vr/ar设备成像清晰度的测量，为了避免采集模块的固定位置对vr/ar设备成像清晰度的测量的影响，一种可选的实施方式中，第二支撑部233包括活动件233-1、伸缩件233-2和连接件233-3；其中，活动件233-1一端活动连接采集模块210，另一端连接连接件233-3；活动件233-1可在水平方向上沿着水平方向上水平移动。伸缩件233-2可在垂直方向上伸缩活动，伸缩件233-2一端固定连接连接件233-3，另一端固定连接夹具230的本体231。
如此，通过活动件233-1沿水平方向移动可调节采集模块210在水平方向上的位置，伸缩件233-2沿垂直方向移动可调节采集模块210在垂直方向上的位置，以实现在采集待检测图像之前对采集模块210的位置进行微调，保证采集模块210能够采集到与人眼观测的初始图像接近的待检测图像。
进一步的，为了采集的图像不容易失真，采集模块包括高清摄像头。由于vr/ar设备包括两个镜片，采集模块210包括两个高清摄像头，每个高清摄像头对应一个镜片。为了采集到与初始图像更接近的待检测图像，可以调整高清摄像头的位置，使得高清摄像头的光学中心与vr/ar设备的光轴重合。具体实施中，可以在采集待检测图像之前，通过调节活动件233-1和伸缩件233-2实现高清摄像头的光学中心与vr/ar设备的光轴重合。
而且，图2中的活动件233-1连接的高清摄像头可旋转，可以进一步保证高清摄像头的位置的可调节性。
基于上述图1、图2以及上述描述，为了进一步减小采集待检测图像对清晰度测量的准确性的影响，还提供一种可选的实施方式，采集模块210和vr/ar设备100设置在暗箱中，而处理模块220可以在暗箱中，也可以不在暗箱中。如此，可以排除周围环境光线对测试结果的影响。
在一个示例中，在测量vr/ar设备100成像清晰度时，vr/ar设备100会输出的影像资料，即初始图像。高清摄像头会捕捉vr/ar设备100输出的影像资料，即采集到待检测图像，并将采集到的待检测图像传入电脑中，利用边缘检测法来检测待检测图像是否有清晰的边缘，进而确定vr/ar设备的成像清晰度。具体的，vr/ar设备100输出的可以是一张彩色图像，也可以是黑白图像，如果是彩色图像，采集待检测图像时可以将该彩色图像转换为灰度图像，再计算边缘点清晰度。为了便于检测到清晰的边缘，vr/ar设备100输出一张黑白相间条纹图案，图3为本发明实施例提供的采集模块采集的效果图之一，如图3所示，沿y轴方向并列排布的黑白相间条纹图案，可用于计算该图像沿x方向的边缘点的清晰度。图4为本发明实施例提供的采集模块采集的效果图之二，如图4所示，沿x轴方向并列排布的黑白相间条纹图案，可用于计算该图像沿y方向的边缘点的清晰度。如图3、图4所示的，若黑白条纹的边缘越明显，则说明图像清晰度越高。
基于图1、图2所示的系统架构，图5示例性示出了本发明实施例提供的一种vr/ar设备成像清晰度测量方法的流程示意图。该vr/ar设备成像清晰度测量方法适用于包括夹具、采集模块和处理模块的清晰度测量装置，清晰度测量装置设置于vr/ar设备的外部。夹具包括本体、第一支撑部和第二支撑部，第一支撑部用于支撑vr/ar设备，第二支撑部用于支撑采集模块，第一支撑部和第二支撑部之间的距离在预设距离范围内，预设距离范围为用户佩戴vr/ar设备时人眼与vr/ar设备之间的距离范围。如图5所示，该vr/ar设备成像清晰度测量方法包括以下步骤：
步骤501：采集模块采集vr/ar设备内部的显示屏幕显示的初始图像，得到待检测图像。
采集模块可以为摄像头，在摄像头的清晰度足够高的情况下，采集到的待检测图像的清晰度接近初始图像的清晰度，所以为了采集到更接近初始图像的待检测图像，可以使用清晰度更高的摄像头。
步骤502：处理模块对待检测图像进行边缘检测，确定出待检测图像中边缘点的清晰度。
步骤503：处理模块根据待检测图像中边缘点的清晰度，确定vr/ar设备的成像清晰度。
本发明实施例中，由于清晰度测量装置设置于vr/ar设备的外部，夹具包括本体、第一支撑部和第二支撑部，第一支撑部用于支撑vr/ar设备，第二支撑部用于支撑采集模块，第一支撑部和第二支撑部之间的距离在预设距离范围内，预设距离范围为用户佩戴vr/ar设备时人眼与vr/ar设备之间的距离范围，可见，本发明实施例采用清晰度测量装置替代人眼，可以准确的收集传输vr/ar设备输出的初始图像中的信息，排除了人的主观因素。采集模块采集到vr/ar设备内部的显示屏幕显示的初始图像，得到待检测图像，处理模块对待检测图像进行边缘检测，确定出待检测图像中边缘点的清晰度；如此，可以将人眼评估成像清晰度得到的偏主观的参数转化为可以量化的参数，而且可以排除背景噪声的影响。然后，处理模块根据待检测图像中边缘点的清晰度，确定vr/ar设备的成像清晰度。如此，清晰度测量装置可以将人眼主观评估转化为量化参数，进而可以提高vr/ar设备成像清晰度测量的准确性。
基于上述实施例，步骤501中的待检测图像可以包括一个图像，也可以包括两个图像。
一种可选的实施方式中，待检测图像包括一个图像，对该图像进行边缘检测，确定出该图像中边缘点的清晰度，进而确定vr/ar设备的成像清晰度。
另一种可选的实现方式中，待检测图像包括第一图像和第二图像；第一图像旋转预设角度后的图案与第二图像包括的图案相同。预设角度可以根据实际需要进行设置。
具体的，在步骤502中，处理模块对第一图像进行边缘检测，获得第一图像中每个像素点沿第一方向的梯度；根据第一图像中每个像素点沿第一方向的梯度，计算出第一图像沿第一方向的边缘点的清晰度。处理模块对第二图像进行边缘检测，获得第二图像中每个像素点沿第二方向的梯度；根据第二图像中每个像素点沿第二方向的梯度，计算出第二图像沿第二方向的边缘点的清晰度。
具体的，在步骤503中，处理模块根据第一图像沿第一方向的边缘点的清晰度和第二图像沿第二方向的边缘点的清晰度，确定出vr/ar设备的成像清晰度。上述第一方向和第二方向的夹角为预设角度。
在一个示例中，若第一图像沿第一方向的边缘点的清晰度的值大于第一阈值，且第二图像沿第二方向的边缘点的清晰度大于第二阈值，则确定出vr/ar设备的成像清晰度合格。第一阈值和第二阈值可以分别根据实际需求进行设置，可选的，第一阈值和第二阈值可以不相同，也可以相同。
通过该实现方式，清晰度测量装置得到两个方向的边缘点的清晰度，相较于获取一个方向的边缘点的清晰度来说，确定出vr/ar设备的成像清晰度更准确。
进一步的，预设角度为90度；第一方向与第二方向相互垂直。第一图像包括条纹沿第二方向并列排布的黑白相间条纹图案，第二图像包括条纹沿第一方向并列排布的黑白相间条纹图案。以第一方向为y轴方向为例，第一图像如图3所示，根据第一图像沿x轴方向的边缘点的清晰度。以第二方向为x轴方向为例，第一图像如图4所示，根据第二图像沿y轴方向的边缘点的清晰度。如此，可以更方便的检测到边缘点，减少计算量。
在一个示例中，以计算如图3所示的第一图像的边缘点的清晰度为例，假设第一图像的灰度值组成的矩阵i，通过对第一图像卷积可以得到第一图像沿x方向的变化梯度，如下述公式(1)：
第一图像的卷积公式如下公式(2)：
上述公式(2)中，k代表卷积因子(kernal)，
上述公式(1)中ix是一个与i大小一样的矩阵，它代表第一图像的灰度值沿着x方向变化量，ix矩阵中每个数值取绝对值，如果第一图像中的黑白交界处产生最大值，由于纯黑色为0，纯白色为255，单位像素的变化率为255-0＝255，那么黑白交界处对应的ix的理论值大小为255；而在第一图像中的纯色(黑色和白色)的部分对应的ix的理论值应该为0。因此，将第一图像沿着x方向的清晰度mtfx定义为如下述公式(4)：
上述公式(4)中，mtfx是一个0到1的数值，最大梯度值的和最大梯度值的之间差值越大，说明第一图像中黑白界限越明显，mtfx的数值越接近1；差值越大，说明第一图像中黑白界限越模糊，mtfx的数值越接近0。
基于上述示例中及相同构思，以计算如图4所示的第二图像的边缘点的清晰度为例，第二图像的卷积公式如下公式(5)：
上述公式(5)中，kt代表卷积因子(kernal)，
上述公式(5)中iy是一个与i大小一样的矩阵，它代表第一图像的灰度值沿着y方向变化量，将第二图像沿着y方向的清晰度mtfy定义为如下述公式(7)：
上述公式(7)中，mtfy是一个0到1的数值，最大梯度值的和最大梯度值的之间差值越大，说明第一图像中黑白界限越明显，mtfy的数值越接近1；差值越大，说明第一图像中黑白界限越模糊，mtfy的数值越接近0。
在一个示例中，根据上述公式(4)计算得到的mtfx和公式(7)计算得到的mtfy，假设第一阈值和第二阈值均为0.8，确定vr/ar设备的成像清晰度的具体方式如下：若mtfx大于0.8、且mtfy大于0.8，则确定vr/ar设备的成像清晰度合格。
为了更清楚的介绍vr/ar设备的成像清晰度测量过程，举如下示例。主要包括如下过程：
第一步，将vr/ar头盔固定在测试支架上，测试支架放置在暗箱内，关闭暗箱，打开摄像头。
第二步，vr/ar设备输出一张竖直方向的黑白相间的图片。
第三步，输出图片的信息经由高清摄像头的采集传输到电脑之中，然后电脑利用边缘检测法对输入的图片进行边缘检测，测得mtfx值。
第四步，vr/ar设备输出一张水平方向的黑白相间的图片，同第三步过程，测得mtfy值。
第五步，根据mtfx值和mtfy值，确定vr/ar设备的成像清晰度。
上述过程中，第二步和第四步之间可以不分先后顺序。
通过该示例，可以准确的收集传输vr/ar设备输出的初始图像中的信息，排除了人的主观因素，而且可以排除背景噪声的影响，如此，可以将人眼主观评估转化为量化参数，提高vr/ar设备成像清晰度测量的准确性，测量效率更高。
基于以上实施例以及相同构思，本发明实施例提供的一种清晰度测量装置。参见图1及图2，清晰度测量装置可以对应上述图1中的200，用于测量如图1所示的vr/ar设备100的成像清晰度。其中，清晰度测量装置包括采集模块、处理模块和夹具，采集模块对应图1中的采集模块210，处理模块对应图1中的处理模块220，夹具对应图1中的夹具230。该实施例中的清晰度测量装置可以实现如上图5中所示的任一项或任多项对应的方法步骤。清晰度测量装置200设置于vr/ar设备100的外部。夹具230包括本体231、第一支撑部232和第二支撑部233，第一支撑部232用于支撑vr/ar设备100，第二支撑部233用于支撑采集模块；第一支撑部232和第二支撑部233之间的距离在预设距离范围内，预设距离范围为用户佩戴vr/ar设备100时人眼与vr/ar设备100之间的距离范围。
采集模块210，用于采集vr/ar设备内部的显示屏幕显示的初始图像，得到待检测图像；
处理模块220，用于对待检测图像进行边缘检测，确定出待检测图像中边缘点的清晰度；根据待检测图像中边缘点的清晰度，确定vr/ar设备的成像清晰度。
可选的，待检测图像包括第一图像和第二图像；第一图像旋转预设角度后的图案与第二图像包括的图案相同。处理模块220，用于：对第一图像进行边缘检测，获得第一图像中每个像素点沿第一方向的梯度；根据第一图像中每个像素点沿第一方向的梯度，计算出第一图像沿第一方向的边缘点的清晰度。对第二图像进行边缘检测，获得第二图像中每个像素点沿第二方向的梯度；根据待检测图像中每个像素点沿第二方向的梯度，计算出第二图像沿第二方向的边缘点的清晰度。根据第一图像沿第一方向的边缘点的清晰度和第二图像沿第二方向的边缘点的清晰度，确定出vr/ar设备的成像清晰度。
可选的，预设角度为90度；第一方向与第二方向相互垂直。第一图像包括沿第二方向并列排布的黑白相间条纹图案，第二图像包括沿第一方向并列排布的黑白相间条纹图案。
可选的，第二支撑部233包括活动件233-1、伸缩件233-2和连接件233-3；活动件233-1一端活动连接采集模块210，另一端连接连接件233-3；活动件233-1可在水平方向上沿着水平方向上水平移动。伸缩件233-2可在垂直方向上伸缩活动，伸缩件233-2一端固定连接连接件233-3，另一端固定连接夹具230的本体231。
可选的，采集模块210和vr/ar设备100设置在暗箱中。
可选的，采集模块210包括高清摄像头；高清摄像头的光学中心与vr/ar设备100的光轴重合。
上述清晰度测量装置可执行本发明实施例所提供的清晰度测量方法，具备执行方法相应的功能模块和有益效果。未在本实施例中详尽描述的技术细节及效果，可参见本发明实施例所提供的方法。
尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。