用于抬头显示器的显示图像颜色自适应方法及装置与流程

本发明涉及一种用于抬头显示器的显示图像颜色自适应方法及装置。

背景技术：

抬头显示器(Head Up Display，HUD)，又称为平视显示器，其能将车辆状态、导航、车辆故障诊断以及其他各种相关信息虚拟成像并投影到汽车前方，保持驾驶员视线不离开前方路面，从而避免驾驶者低头或侧头观察仪表或导航仪上的信息导致的潜在危险，因此越来越受到市场和消费者的青睐。

目前市场上的HUD产品在用户界面(以下简称UI)设计时为所投影显示的图像的图形元素内容设置特定的颜色，虽然有些品牌的HUD产品提供UI更换的功能，但同一套UI内的图形元素的颜色不能够动态更换，这将导致在有些情况下HUD投影的图像不便于被驾驶员识别，进而导致潜在的危险。

例如，如果UI设计的图形元素使用的是蓝色，且前方车辆颜色也是蓝色，则HUD投影出去的图形元素会很难识别清楚；如果UI设计的图形颜色是其它颜色，也会遇到同样的难以识别的问题。HUD投影的图像和图形元素信息不能清晰有效地被识别，就无法完全实现HUD辅助驾驶安全的作用，这将会导致驾驶者仍需低头或侧头观察仪表或导航仪上的信息，进而导致驾驶者视线离开路面并引起潜在的危险。

技术实现要素：

针对现有技术中的缺陷，本发明提供的用于抬头显示器的显示图像颜色自适应方法及装置，提高了HUD产品投影信息的识别度，提高了HUD辅助驾驶安全的能力，降低交通事故的隐患。

第一方面，本发明提供的一种用于抬头显示器的显示图像颜色自适应方法，包括：步骤S1，根据采集到的颜色采样区域的图像，获取所述颜色采样区域的特定采样点的颜色数据，计算所有所述特定采样点的颜色数据的算术平均值或几何平均值，将得到的算术平均值或几何平均值作为所述颜色采样区域的颜色数据；步骤S2，根据所述颜色数据计算互补色数据；步骤S3，将输出图形的颜色设置为所述互补色数据对应的颜色或从预设颜色中选取与所述互补色数据最接近的颜色作为输出图形的颜色。

本发明实施例的用于抬头显示器的显示图像颜色自适应方法，通过获取车辆前方特定区域内的颜色数据，实时调整HUD输出图像的颜色，提高HUD投影信息的识别度，提高HUD辅助驾驶安全的能力，降低交通事故的隐患。

优选地，所述从预设颜色中选取与所述互补色数据最接近的颜色作为输出图形的颜色，包括：从预设颜色中选取与所述互补色数据最接近的颜色；计算选取的最接近的颜色与所述颜色采样区域的颜色数据的差值；若计算得到的差值大于色差阈值，则将输出图形的颜色设置为所述选取的颜色，否则将输出图像的颜色设置为所述互补色数据对应的颜色。

优选地，所述步骤S1替换为直接获取颜色采样区域的颜色数据。

优选地，所述特定采样点以所述颜色采样区域的中心为中心点辐射分布。

优选地，所述根据所述颜色数据计算互补色数据包括：根据所述颜色数据RGB(x,y,z)，计算得到互补色数据为RGB(255-x,255-y,255-z)。

第二方面，本发明提供的一种用于抬头显示器的显示图像颜色自适应装置，包括：颜色数据采集单元，用于根据采集到的颜色采样区域的图像，获取所述颜色采样区域的特定采样点的颜色数据，计算所有所述特定采样点的颜色数据的算术平均值或几何平均值，将得到的算术平均值或几何平均值作为所述颜色采样区域的颜色数据；互补色计算单元，用于根据所述颜色数据计算互补色数据；图形颜色设置单元，用于将输出图形的颜色设置为所述互补色数据对应的颜色或从预设颜色中选取与所述互补色数据最接近的颜色作为输出图形的颜色。

本发明实施例的用于抬头显示器的显示图像颜色自适应装置，通过获取车辆前方特定区域内的颜色数据，实时调整HUD输出图像的颜色，提高了HUD投影信息的识别度，提高了HUD辅助驾驶安全的能力，降低交通事故的隐患。

优选地，所述图形颜色设置单元具体用于：从预设颜色中选取与所述互补色数据最接近的颜色；计算选取的最接近的颜色与所述颜色采样区域的颜色数据的差值；若计算得到的差值大于色差阈值，则将输出图形的颜色设置为所述选取的颜色，否则将输出图像的颜色设置为所述互补色数据对应的颜色。

优选地，所述颜色数据采集单元用于直接获取颜色采样区域的颜色数据。

优选地，所述特定采样点以所述颜色采样区域的中心为中心点辐射分布。

优选地，所述互补色计算单元具体用于：根据所述颜色数据RGB(x,y,z)，计算得到互补色数据为RGB(255-x,255-y,255-z)。

附图说明

图1为本发明实施例提供的用于抬头显示器的显示图像颜色自适应方法的流程图；

图2为为本发明实施例提供的用于抬头显示器的显示图像颜色自适应装置的结构框图；

图3为抬头显示器的结构框图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，因此只是作为示例，而不能以此来限制本发明的保护范围。

需要注意的是，除非另有说明，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域技术人员所理解的通常意义。

如图1所示，本发明实施例提供的一种用于抬头显示器的显示图像颜色自适应方法，包括：

步骤S1，根据采集到的颜色采样区域的图像，获取颜色采样区域的特定采样点的颜色数据，计算所有特定采样点的颜色数据的算术平均值或几何平均值，将得到的算术平均值或几何平均值作为颜色采样区域的颜色数据。

其中，颜色采样区域为车辆前方指定区域，颜色数据采用RGB颜色标准表示。

步骤S2，根据颜色数据计算互补色数据。

步骤S3，将输出图形的颜色设置为互补色数据对应的颜色或从预设颜色中选取与互补色数据最接近的颜色作为输出图形的颜色。

其中，输出图像的颜色与颜色采样区域的颜色对比度较高，人眼能很好的区分开来。

本发明实施例的用于抬头显示器的显示图像颜色自适应方法，通过获取车辆前方特定区域内的颜色数据，实时调整HUD输出图像的颜色，提高了HUD投影信息的识别度，提高了HUD辅助驾驶安全的能力，降低交通事故的隐患。

如图3所示，本发明实施例的方法应用的抬头显示器包括：主机11、传感器12、光学投影介质13。通过传感器12采集车辆前方颜色采样区域的颜色或图像数据，并发送给主机11，主机11根据获得的颜色采样区域的颜色或图像数据计算互补色数据，并根据互补色数据调整输出图像的颜色，输出的图像投射在光学投影介质13，驾驶员即可观察到HUD投影图像。

其中，主机11用于采集车辆状态、导航、车辆故障诊断以及其他各种相关信息，输出图像并投影到汽车前方的光学投影介质13上。主机11类型包含所有抬头显示器主机11类型，包含但不限于前装、后装抬头显示器设备，主机11的投影显示模块用于输出图像并投影到汽车前方光学投影介质13上，投影显示模块包含但不限于LCD、OLED、LCOS、DLP、激光成像模块等形式。

其中，光学投影介质13为光学元件，是HUD投影成像光路的组成部分。光学投影介质13包含所有光学投影介质13，如光学合成器(Combiner)、挡风玻璃、头盔等形式。

其中，颜色采样区域为车辆正前方颜色数据的区域范围，此区域通常为在车辆行进方向前方特定距离处(如3米)划定特定宽度(如宽2.5米)、特定高度(如高2米)的区域用于图像采集；根据不同场景需要，颜色采样区域与车头的距离、宽度、高度、离地高度、区域形状等参数可以进行适配和修改；颜色采样区域覆盖的场景包含但不限于前方车辆、墙壁、绿化、路面、天空、等等。

本发明实施例中，可以通过颜色传感器12直接获取颜色采样区域的颜色数据，颜色传感器12输出与颜色采样区域实际颜色相关联的模拟或数字信号，并将模拟或数字信号的颜色数据传送给抬头显示器主机11，传感器12采样输出的颜色数据可以直接被抬头显示器主机11用于后续地计算处理。另外，也可以先通过普通的传感器12获取颜色采样区域的图像，然后根据颜色采样区域的图像获取颜色采样区域的颜色数据。

当然，传感器12不限于以上传感器类型，只要是能够提取特定颜色采样区域内颜色数据的传感器或设备，都应纳入本专利保护范围。此处传感器12包含所有直接采样颜色数据的传感器或其他通过数据处理或运算可以获得颜色数据的设备、元件等，包含但不限于图像传感器、颜色传感器、光谱传感器、ADAS系统的摄像头、360度环视系统的摄像头、智能后视镜系统的摄像头、行车记录仪系统的摄像头、照相机、以及其他具备颜色感知能力的设备等；传感器12可以内置在抬头显示器中，也可以为外置的独立元件或设备通过通信方式向抬头显示器主机11传送颜色数据。

在根据颜色采样区域的图像获取颜色采样区域的颜色数据时，可以使用的采集方法包含但不限于全区域颜色采集、局部颜色采集、中央重点区域颜色采集、单点颜色采集、多点平均颜色采集等等。全区域颜色采集的方式为获取整个图像中所有点的颜色数据，但这种方法计算量大，比较好的处理方式选取特定的采样点进行颜色数据的采集，具体为：在颜色采样区域的图像中确定一些采样点，获取这些采样点的颜色数据，然后对在对采样点的颜色数据进行运算处理，最终得到整个颜色采样区域的颜色数据，该颜色数据为整个颜色采样区域的主体颜色，即大部分颜色采样区域的颜色与该计算得到的颜色数据较为接近。采样点的选取可以根据具体应用进行设定，优选以颜色采样区域的中心为中心点呈辐射分布的采样点。其中，运算处理的方法可以是计算所有采样点的颜色数据的算数平均值或几何平均值等，但不限于上述所列举的处理方法。

用户可以根据自身的喜好设定输出的图像的颜色为传感器12采集到的颜色数据的互补色或预先设定的有利于识别的颜色，投影成像区域与车辆前方颜色采样区域重叠，由于图像采用互补色或预先设定的有利于识别的颜色，投影的图像信息非常易于驾驶者识别。

当用户选定互补色设定时，对传感器12采集到的颜色数据进行运算处理，得到互补色数据，将输出图形的颜色设置为互补色数据对应的颜色，例如，传感器12采集的颜色数据为RGB(x,y,z)，则互补色数据应为RGB(255-x,255-y,255-z)；互补色是与选定的颜色采样区域的颜色对比差异最突出的颜色，因此能够很容易被驾驶者识别。

当用户选定预定颜色设定时，对传感器12采集到的颜色数据进行运算处理，得到互补色数据，从预设颜色中选取与互补色数据最接近的颜色，将输出图形的颜色设置为选取的颜色，预设颜色数量理论上不进行限制，可以包含所有该设备可以处理的颜色，实际应用案例中更常用的是白、黑、红、绿、蓝、黄、品红、青、橙黄等特定颜色。预设颜色使得用户可以根据自己的喜好设定投射图像的颜色，但也存在一定隐患，若用户设定的预设颜色都无法与背景颜色区分开来时，上述方法还是会导致投射的图像颜色辨识度不高，为了避免上述问题的发生，可以在与预设颜色中添加几种固定的颜色，这些颜色的对比度较高，如：红色和绿色。当然还可以通过以下方式来避免上述的隐患：从预设颜色中选取与互补色数据最接近的颜色；计算选取的最接近的颜色与颜色采样区域的颜色数据的差值；若计算得到的差值大于色差阈值，则将输出图形的颜色设置为选取的颜色，否则将输出图像的颜色设置为互补色数据对应的颜色，其中，两种颜色间的差值大于色差阈值即表明这两种颜色的对比度很强烈，人眼可以较容易的区分开，色差阈值是根据人眼对颜色的辨识度预先设定的。

基于与上述方法相同的发明构思，本发明实施例还提供了一种用于抬头显示器的显示图像颜色自适应装置，如图2所示，包括：颜色数据采集单元10，用于根据采集到的颜色采样区域的图像，获取颜色采样区域的特定采样点的颜色数据，计算所有特定采样点的颜色数据的算术平均值或几何平均值，将得到的算术平均值或几何平均值作为颜色采样区域的颜色数据；互补色计算单元20，用于根据颜色数据计算互补色数据；图形颜色设置单元30，用于将输出图形的颜色设置为互补色数据对应的颜色或从预设颜色中选取与互补色数据最接近的颜色作为输出图形的颜色。

本发明实施例的用于抬头显示器的显示图像颜色自适应装置，通过获取车辆前方特定区域内的颜色数据，实时调整HUD输出图像的颜色，提高了HUD投影信息的识别度，提高了HUD辅助驾驶安全的能力，降低交通事故的隐患。

其中，图形颜色设置单元30具体用于：从预设颜色中选取与互补色数据最接近的颜色；计算选取的最接近的颜色与颜色采样区域的颜色数据的差值；若计算得到的差值大于色差阈值，则将输出图形的颜色设置为选取的颜色，否则将输出图像的颜色设置为互补色数据对应的颜色。

其中，颜色数据采集单元10用于直接获取颜色采样区域的颜色数据。

其中，特定采样点以颜色采样区域的中心为中心点辐射分布。

本发明能够在仅增加很少的硬件成本或不增加硬件成本(如，使用已有车载摄像头或照相设备)的条件下，利用软件算法配置图形元素的颜色，使抬头显示器始终输出有利于驾驶者识别的图像信息，从而提高抬头显示器的安全辅助性能，提升驾驶安全性。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。