一种VR设备及其控制方法与流程

本发明涉及虚拟现实技术领域，尤其涉及一种vr设备及其控制方法。

背景技术：

vr(virtualreality，虚拟显示)是指将虚拟的信息应用到真实世界，真实的环境和虚拟的物体实时地叠加到了同一个画面或空间同时存在。

技术实现要素：

本发明的实施例提供一种vr设备及其控制方法，可避免图像场景的背光快速变化时出现的闪烁问题，提高用户的观看体验。

为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：

第一方面，提供一种vr设备的控制方法，所述vr设备包括显示屏，所述显示屏包括背光模组，所述背光模组包括多个背光分区。所述vr设备的控制方法，包括：判断每一图像帧阶段，佩戴所述vr设备的用户头部的状态；所述状态包括静止状态和移动状态两种状态；当佩戴所述vr设备的用户头部为移动状态时，判断所述背光分区的初始背光值是否小于等于第一阈值；所述第一阈值基于韦伯定律得到；若是，则对所述背光分区的初始背光值进行修正，以提高该背光分区的背光值。

可选的，当佩戴所述vr设备的用户头部为移动状态时，判断所述背光分区的初始背光值是否小于等于第一阈值，若是，则对所述背光分区的初始背光值进行修正，包括：当佩戴所述vr设备的用户头部为移动状态时，针对存在8邻域的每个所述背光分区，遍历其8邻域的初始背光值，获取其中的初始背光最大值；针对存在8邻域的每个所述背光分区，判断所述背光分区的初始背光值是否小于等于第一阈值；第一阈值＝lmax×(1-c)；其中，lmax为该背光分区的8邻域中的初始背光最大值，c为韦伯常数；若是，则对所述背光分区的初始背光值进行修正，修正后的背光值l为该背光分区的初始背光值。

可选的，当初始背光最大值小于255×k时，设定该初始背光最大值等于255×k，0.4≥k≥0.2。

可选的，所述vr设备的控制方法还包括：当佩戴所述vr设备的用户头部为静止状态时，针对存在8邻域的每个所述背光分区，遍历其8邻域的初始背光值，获取其中的初始背光最大值；针对存在8邻域的每个所述背光分区，判断所述背光分区的初始背光值是否小于等于第一阈值；第一阈值＝lmax×(1-c)；其中，lmax为该背光分区的8邻域中的初始背光最大值，c为韦伯常数；若是，则对所述背光分区的背光值进行修正，修正后的背光值l为该背光分区的初始背光值。

可选的，在针对存在8邻域的每个所述背光分区，遍历其8邻域的初始背光值之前，所述vr设备的控制方法还包括：根据所述背光分区，对原始图像进行分区；根据原始图像的每个分区中所有亚像素的灰阶值，使用误差修正法，计算得到与原始图像的每个分区一一对应的所述背光分区的初始背光值。

可选的，判断每一图像帧阶段，佩戴所述vr设备的用户头部的状态，包括：在每一图像帧阶段，根据接收的角速度传感器测量的多组角速度的模，计算得到角速度的模的平均值；根据所述角速度的模的平均值以及设定的第二阈值，判断每一图像帧阶段，佩戴所述vr设备的用户头部的状态；其中，当所述角速度的模的平均值大于所述第二阈值时，用户头部处于移动状态；当所述角速度的模的平均值小于等于所述第二阈值时，用户头部处于静止状态。

可选的，在对所述背光分区的初始背光值进行修正之后，所述vr设备的控制方法还包括：采用模糊-扩散法，对原始图像进行平滑处理。

在此基础上，可选的，在对原始图像进行平滑处理之后，所述vr设备的控制方法还包括：采用对所述原始图像的每个亚像素的灰阶值进行补偿。

其中，yi,j为补偿前第i行第j列亚像素的灰阶值，y′i,j为补偿后第i行第j列亚像素的灰阶值；blfull＝255，bl′i,j为第i行第j列亚像素对应的背光分区进行平滑处理后的背光值；γ为显示器的伽马值。

第二方面，提供一种vr设备，包括：显示面板和背光模组，所述背光模组包括多个背光分区；所述vr设备还包括处理器和存储器，所述存储器用于存储一个或多个程序；当所述一个或多个程序被所述处理器执行时，实现上述的vr设备的控制方法。

可选的，所述vr设备还包括角速度传感器，配置为测量角速度信息。

第三方面，提供一种计算机可读介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被执行时，实现上述的vr设备的控制方法。

本发明的实施例提供一种vr设备及其控制方法，通过判断每一图像帧阶段，佩戴vr设备的用户头部的状态，并在判断佩戴vr设备的用户头部为移动状态时，当背光分区的初始背光值小于等于第一阈值时，对该背光分区的初始背光值进行修正，以提高该背光分区的背光值，从而避免用户在背光值快速变化时察觉到闪烁现象，提高用户的观看体验。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种显示屏的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的一种vr设备的控制方法的流程示意图；

图3为本发明实施例提供的另一种vr设备的控制方法的流程示意图；

图4为本发明实施例提供的又一种vr设备的控制方法的流程示意图；

图5为本发明实施例提供的又一种vr设备的控制方法的流程示意图；

图6为本发明实施例提供的一种判断佩戴vr设备的用户头部状态的流程示意图；

图7为本发明实施例提供的又一种vr设备的控制方法的流程示意图；

图8为本发明实施例提供的又一种vr设备的控制方法的流程示意图；

图9为本发明实施例提供的一种vr设备的结构示意图；

图10为本发明实施例提供的另一种vr设备的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例提供一种vr设备的控制方法，如图1所示，该vr设备包括显示屏，显示屏包括显示面板10和背光模组20，背光模组20包括多个背光分区201。

可以理解的是，为了进行背光区域控制，如图1所示，可根据需要将背光模组20划分为多个背光分区201，每个背光分区201独立控制，以使每个背光分区201以不同的明亮度点亮。

可选的，背光分区201中的背光源可以是发光二极管(light-emittingdiode，简称led)。

图1所示的背光模组20以12个背光分区201为例进行示意，具体可根据实际情况进行设置背光分区201的个数。其中，背光分区201的个数越多，能够进行更加精细的区域控制。

基于此，如图2所示，上述vr设备的控制方法包括：

s10、判断每一图像帧阶段，佩戴vr设备的用户头部的状态；头部状态包括静止状态和移动状态两种状态。

由于当用户佩戴vr设备时，vr设备会跟随用户头部的移动而移动，因此，通过判断vr设备处于静止状态或移动状态，便能判断用户头部状态。基于此，可通过设置于vr设备内的检测部件例如传感器，来检测用户头部的状态。

当然，相对于上述通过间接的方式获取用户头部的状态，也可以通过其他方式，来直接获取用户头部的状态，具体在此不做限定。

s20、当佩戴vr设备的用户头部为移动状态时，判断背光分区201的初始背光值是否小于等于第一阈值，若是执行s30；第一阈值基于韦伯定律得到。

相关技术中，当vr设备的背光模组包括多个背光分区，当用户头戴vr设备观看图像时，图像场景会跟随头部的移动而随时变化，对应的背光分区的背光值会发生快速跳变，出现闪烁现象。

闪烁问题的出现主要是因为背光值由高到低或由低到高地快速跳变引起。例如，星空图像中黑色天空区域对应极低的背光值，明亮的星星区域对应极高的背光值，当头部移动时，星星位置发生改变，对应的背光分区201会经历从亮到暗的快速跳变，产生闪烁现象。

需要说明的是，本发明在对于显示屏显示的每个图像帧，当佩戴vr设备的用户头部处于移动状态时，若判断背光分区201的初始背光值小于等于第一阈值，则认为该背光分区201为暗区。不管前一图像帧该背光分区201是亮区还是暗区，后一图像帧该背光分区201是亮区还是暗区，通过对该背光分区201进行修正，便可避免该背光分区201的背光值由高到底或由低到高的快速跳变。

由于依据韦伯定律，人眼可察觉到的背光变化前后背光值的变化量与背光变化前背光值的比值为一韦伯常数，因此，当背光变化前后背光值的变化量与背光变化前背光值的比值小于该韦伯常数时，人眼便无法感知背光的变化，从而可以避免闪烁现象的发生。基于此，通过设定一较大的背光值，作为背光变化前的背光值，从而可依据韦伯定律，计算得到背光变化后的背光值，并将该背光值作为第一阈值。从而，在背光分区201的初始背光值大于第一阈值时，认为背光值的快速跳变人眼无法感知，而在背光分区201的初始背光值小于等于第一阈值时，认为背光值的快速跳变人眼能感知。

上述的背光值也即是亮度值。

s30、对该背光分区201的初始背光值进行修正，以提高该背光分区201的背光值。

当背光分区201的初始背光值小于等于第一阈值时，认为背光值的快速跳变人眼可以察觉到，即人眼能感受到闪烁现象，因此，需要对该背光分区201的初始背光值进行修正，以提高该背光分区201的背光值，从而避免用户在背光值快速变化时察觉到闪烁现象，提高用户的观看体验。

当背光分区201的初始背光值大于第一阈值时，认为背光值的快速跳变人眼不会察觉到，因此，可不需要对背光分区201的初始背光值进行修正，从而，该背光分区201的背光值仍维持初始背光值。

本发明的实施例提供一种vr设备的控制方法，通过判断每一图像帧阶段，佩戴vr设备的用户头部的状态，并在判断佩戴vr设备的用户头部为移动状态时，当背光分区201的初始背光值小于等于第一阈值时，对该背光分区201的初始背光值进行修正，以提高该背光分区201的背光值，从而避免用户在背光值快速变化时察觉到闪烁现象，提高用户的观看体验。

可选的，如图3所示，上述s20和s30中，当佩戴所述vr设备的用户头部为移动状态时，判断该背光分区201的初始背光值是否小于等于第一阈值，若是，则对该背光分区201的初始背光值进行修正，包括：

s21、当佩戴vr设备的用户头部为移动状态时，针对存在8邻域的每个背光分区201，遍历其8邻域的初始背光值，获取其中的初始背光最大值。

本领域技术人员明白，针对任一存在8邻域的背光分区201，其8邻域即是，与该背光分区201正对的上、下、左、右4个邻域，再加上左上角、右上角、左下角、右下角4个邻域。基于此，本发明实施例针对存在8邻域的每个背光分区201，遍历其8邻域的背光分区201，得到该背光分区201的8邻域中各个背光分区201的初始背光值，将这一共8个背光分区201的背光值进行比较，获取其中的最大值作为初始背光最大值。

需要说明的是，由于人眼只会从位于背光模组20边缘的背光分区201向中心的背光分区201移动，因此，可无需对这些边缘的不存在8邻域的背光分区201进行遍历。

为了避免暗区域众多时只有亮区域附近的暗区域，通过修正其背光值被增强，而导致出现明显分界的现象，可选的，规定当初始背光最大值小于255×k时，设定该初始背光最大值等于255×k，0.4≥k≥0.2。

其中，该255×k通过实验获取，经重复多次实验之后，发现当当初始背光最大值小于255×k时，设定该初始背光最大值等于255×k，可以避免暗区域众多时出现明显分界的现象。

s22、针对存在8邻域的每个背光分区201，判断该背光分区201的初始背光值是否小于等于第一阈值，若是，则执行s23；第一阈值＝lmax×(1-c)；其中，lmax为该背光分区201的8邻域中的初始背光最大值，c为韦伯常数。

即，针对存在8邻域的每个背光分区201，通过将其8邻域中的初始背光最大值作为设定的一较大的背光值lmax，从而基于韦伯定律，(lmax-t)/lmax＝c，计算得到t＝lmax×(1-c)。而该t的值即为第一阈值。

针对存在8邻域的每个背光分区201，当该背光分区201的初始背光值大于第一阈值时，说明该背光分区201的初始背光值与8邻域中的初始背光最大值差值较小，不需要修正。当该背光分区201的初始背光值小于第一阈值时，说明该背光分区201的初始背光值与8邻域中的初始背光最大值差值较大，需要对该背光分区201的初始背光值进行修正。

s23、对背光分区201的初始背光值进行修正，修正后的背光值l为该背光分区201的初始背光值。

考虑到当佩戴vr设备的用户头部为静止状态时，不存在闪烁问题，理论上不用对背光分区201的背光值进行修正，但是为了避免头部由静到动状态切换时背光出现明显变化，在实际应用中还可对静止状态时的背光值进行微调，进而提升对比度。

基于此，本发明的实施例提供的vr设备的控制方法，如图4所示，还包括：

s41、当佩戴vr设备的用户头部为静止状态时，针对存在8邻域的每个背光分区201，遍历其8邻域的初始背光值，获取其中的初始背光最大值。

为了避免暗区域众多时只有亮区域附近的暗区域，通过修正其背光值被增强，而导致出现明显分界的现象，可选的，规定当初始背光最大值小于255×k时，设定该初始背光最大值等于255×k，0.4≥k≥0.2。

s42、针对存在8邻域的每个背光分区201，判断该背光分区201的初始背光值是否小于等于第一阈值，若是，则执行s43；第一阈值＝lmax×(1-c)；其中，lmax为该背光分区201的8邻域中的初始背光最大值，c为韦伯常数。

针对存在8邻域的每个背光分区201，当该背光分区201的初始背光值大于第一阈值时，说明该背光分区201的初始背光值与8邻域中的初始背光最大值差值较小，不需要修正。

s43、对背光分区201的背光值进行修正，修正后的背光值

l为该背光分区201的初始背光值。

可选的，如图5所示，在针对存在8邻域的每个背光分区201，遍历其8邻域的初始背光值之前，所述vr设备的控制方法还包括：

s50、根据背光分区201，对原始图像进行分区。

示例的，当如图1所示背光模组20包括4×3个背光分区201时，原始图像也可分为4×3个图像分区，每个图像分区对应一个背光分区201。

s60、根据原始图像的每个分区中所有亚像素的灰阶值，使用误差修正法，计算得到与原始图像的每个分区一一对应的背光分区201的初始背光值。

其中，误差修正法公式：其中，l为初始背光值，lmax为对应每个背光分区201内灰阶最大值，lavg为对应每个背光分区201内灰阶平均值，ldif为对应每个背光分区201内灰阶最大值与灰阶平均值的差值函数。

本发明实施例采用误差修正法，计算得到与原始图像的每个分区一一对应的背光分区201的初始背光值，其中结合了平均值法和最大值法，在保留图像整体特征的基础也上考虑了图像细节，计算得到的初始背光值结果介于平均值和最大值之间，对于大多数图像有较好的显示效果和节能率，泛用性较好。

可选的，如图6所示，s10中判断每一图像帧阶段，佩戴vr设备的用户头部的状态，包括：

s101、在每一图像帧阶段，根据接收的角速度传感器测量的多组角速度的模，计算得到角速度的模的平均值。

其中，角速度传感器可集成于vr设备中。

s102、根据角速度的模的平均值以及设定的第二阈值，判断每一图像帧阶段，佩戴vr设备的用户头部的状态；其中，当角速度的模的平均值大于第二阈值时，用户头部处于移动状态；当角速度的模的平均值小于等于第二阈值时，用户头部处于静止状态。

若角速度的模的平均值大于第二阈值，则判断在该图像帧阶段头部处于移动状态；若角速度的模的平均值小于等于第二阈值，则判断在该图像帧阶段头部处于静止状态。

对于第二阈值，可通过如下方式获得：

实验人员通过佩戴vr设备，并重复多次进行头部静止、缓慢移动、快速移动，记录角速度信息。例如：用户可以在佩戴vr设备观看某一点时保持头部静止一定时间例如10s，vr设备中的角速度传感器记录角速度信息，该角速度信息包括x、y、z三个方向的角速度。再保持头部移动一定时间例如15s，该头部移动包含缓慢移动及快速移动，vr设备中的角速度传感器记录角速度信息。如此重复多次实验之后，依据记录的角速度信息，对比静止状态下角速度的模和运动状态下角速度的模的大小，设定一个合理的第二阈值来区分静止状态和运动状态。

可选的，第二阈值设定为0.01。

在此基础上，示例的，在每一图像帧阶段，可以根据接收的角速度传感器测量的前5组角速度的模，计算角速度的模的平均值。基于此，当角速度的模的平均值大于0.01时，则判断在该图像帧阶段头部处于移动状态；当角速度的模的平均值小于等于0.01时，则判断在该图像帧阶段头部处于移动状态。

由于背光分区201的亮度由中间向周围逐渐变暗，存在光扩散现象，而且，背光分区201修正后的背光值并不完全相同，在显示图像时会存在分块现象，因此，在实际应用中需要对修正后的所述背光分区201的背光值进行平滑处理，模拟实际背光情况，避免分块现象。

基于此，如图7所示，在对背光分区201的初始背光值进行修正之后，所述vr设备的控制方法还包括：

s70、采用模糊-扩散法，对原始图像进行平滑处理。

模糊-扩散法的原理是：借用低通滤波器对原始图像进行平滑处理。

具体的，当背光分区201的背光值进行修正后，根据各背光分区201的背光值，以及原始图像信号，可进行模拟显示，并基于该显示图像，借用低通滤波器对该图像进行平滑处理。采用该方法可以在一定程度上减少计算量。

在此基础上，可选的，如图8所示，在对原始图像进行平滑处理之后，所述vr设备的控制方法还包括：

s80、采用对原始图像的每个亚像素的灰阶值进行补偿。

考虑到了显示器(包括显示面板10和背光模组20)的伽马效应，在线性补偿法的基础上加入了指数为γ的幂运算。其中，线性补偿法简单地认为显示器最终的显示亮度是背光亮度与原始输入图像亮度相乘的结果，即原始图像×全亮背光＝补偿图像×区域背光，对应公式为：yi,j×blfull＝y′i,j×bl′i,j。

在此基础上，在线性补偿法的基础上加入了指数为γ的幂运算，得到从而得到

其中，yi,j为补偿前第i行第j列亚像素的灰阶值，y′i,j为补偿后第i行第j列亚像素的灰阶值；blfull＝255，bl′i,j为第i行第j列亚像素对应的背光分区201在进行平滑处理后的背光值，γ为显示器的伽马值。

基于此，对平滑后的原始图像的每个亚像素的灰阶值进行补偿，从而能够搭配背光分区201得到更好的显示效果。

需要说明的是，上述的用户头部状态的判断、背光分区201的初始背光值的修正、平滑处理以及灰阶值的补偿，可发生在每一图像帧阶段中显示阶段之前。

本发明的实施例还提供了一种vr设备，如图9所示，包括：显示屏，显示屏包括显示面板10和背光模组20，背光模组20包括多个背光分区201；在此基础上，vr设备还包括处理器30和存储器40，存储器40用于存储一个或多个程序；当一个或多个程序被处理器30执行时，实现上述的vr设备的控制方法。

本发明实施例提供的vr设备具有与上述vr设备的控制方法相同的效果，在此不再赘述。

可选的，如图10所示，vr设备还包括角速度传感器50，配置为测量角速度信息。

通过在vr设备中设置角速度传感器50，可通过该角速度传感器50测量角速度信息，从而来判断用户头部状态。

本发明的实施例还提供了一种计算机可读介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被执行时，实现上述的vr设备的控制方法。

本领域普通技术人员可以理解：实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：rom、ram、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。