本发明涉及计算机视觉与人工智能技术领域，尤其涉及一种头戴式显示设备帧率的检测方法及装置。
背景技术：
虚拟现实技术(virtualreality，简称vr)，通过计算机图形学、机器视觉技术、人工智能技术等技术构造出一个模拟现实的模型并实现人机交互，产生和现实世界中相同的反馈信息，以达到进入虚拟世界中的效果，使用户得到与真实世界中同样的感官体验。
目前，帧率(framerate)是虚拟现实系统和设备需要重点提高的技术参数之一。低帧率造成视景存在不连续或失真现象，使用户感觉到的虚拟环境不够真实。另外，低帧率的存在造成用户长时间会产生恶心、头晕等不适感。对于高质量的虚拟现实系统的用户体验而言，最重要的是用户头部物理移动与头盔上实时刷新图像到达用户眼睛之间的延迟时间。因此，准确检测头戴式显示设备的帧率是判断头戴式虚拟现实设备的品质，以及解决头戴式虚拟现实设备延迟问题过程中，需要首先解决的问题之一。
技术实现要素：
本发明的目的是提供一种头戴式显示设备帧率的检测方法及装置，通过将待检测的头戴式显示设备固定于以预设角速度旋转的设备支架，通过头戴式显示设备内部传感器检测所述头戴式显示设备的旋转角度，并在屏幕中显示标识所述旋转角度的角度标识，通过摄像机实时采集所述角度标识的图像，识别预设时间周期内的角度标识图像，计算确定所述头戴式显示设备的帧率，有效地提高了头戴式显示设备帧率的检测效率和检测精度，尤其适用于头戴式虚拟现实设备的帧率检测。
有鉴于此，本发明一方面提供一种头戴式显示设备帧率的检测方法，包括以下步骤：将头戴式显示设备固定于设备支架，所述设备支架以预设的角速度沿轴向旋转；在所述头戴式显示设备的屏幕中显示角度标识，标示所述头戴式显示设备的传感器检测的所述头戴式显示设备的旋转角度；通过摄像机实时采集所述角度标识的图像，确定所述头戴式显示设备的帧率。
优选地，所述摄像机的图像采集帧率不小于120fps。
优选地，所述通过摄像机实时采集所述角度标识的图像，确定所述头戴式显示设备的帧率的步骤，具体为：逐帧提取预设时间周期内所述摄像机采集的所述角度标识图像；识别所述每一图像帧中的角度标识，根据具有相同角度标识的图像帧数量，确定所述头戴式显示设备的帧率。
优选地，所述通过摄像机实时采集所述角度标识的图像，确定所述头戴式显示设备的帧率的步骤，具体为：逐帧提取预设时间周期内所述摄像机采集的所述角度标识图像；识别所述每一图像帧中的角度标识，将具有相同角度标识的图像帧划为同一图像帧集合，得到多个图像帧集合；根据所述多个图像帧集合，确定所述头戴式显示设备的帧率。
优选地，所述根据所述多个图像帧集合，确定所述头戴式显示设备的帧率的步骤，具体为：通过计算所述多个图像帧集合对应的头戴式显示设备的帧率均值，确定所述头戴式显示设备的帧率。
本发明另一方面提供一种头戴式显示设备帧率的检测装置，包括设备支架、摄像机及帧率计算模块，其特征在于：所述设备支架固定头戴式显示设备，以预设的角速度沿轴向旋转；所述头戴式显示设备的屏幕中显示角度标识，所述角度标识标示所述头戴式显示设备的传感器检测的所述头戴式显示设备的旋转角度；所述摄像机实时采集所述角度标识的图像；所述帧率计算模块，根据所述摄像机采集的所述角度标识图像，确定所述头戴式显示设备的帧率。
优选地，所述头戴式显示设备帧率的检测装置中，所述摄像机的图像采集帧率不小于120fps。
优选地，所述帧率计算模块，还用于：逐帧提取预设时间周期内所述摄像机采集的所述角度标识图像；识别所述每一图像帧中的角度标识，根据具有相同角度标识的图像帧数量，确定所述头戴式显示设备的帧率。
优选地，所述帧率计算模块，还用于：逐帧提取预设时间周期内所述摄像机采集的所述角度标识图像；识别所述每一帧图像中的角度标识，将具有相同角度标识的图像帧划为同一图像帧集合，得到多个图像帧集合；通过计算所述多个图像帧集合对应的头戴式显示设备的帧率均值，确定所述头戴式显示设备的帧率。
本发明头戴式显示设备帧率的检测方法及装置，通过将待检测的头戴式显示设备固定于以预设角速度旋转的设备支架，通过头戴式显示设备内部传感器检测所述头戴式显示设备的旋转角度，并在屏幕中显示标识所述旋转角度的角度标识，通过摄像机实时采集所述角度标识的图像，识别预设时间周期内的角度标识图像，计算确定所述头戴式显示设备的帧率。本发明实施例的头戴式显示设备帧率的检测方法及装置，能够有效提高头戴式显示设备帧率的检测效率和检测精度，适用于头戴式虚拟现实设备的帧率检测。
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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图：
图1示出了本发明第一实施例的头戴式显示设备帧率的检测方法的流程示意图；
图2示出了本发明第二实施例的头戴式显示设备帧率的检测装置的结构示意图；
图3示出了本发明第二实施例的头戴式显示设备帧率的检测装置的示意图。
具体实施方式
为了能够更清楚地理解本发明的目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互结合。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，这仅仅是本发明的一些实施例，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。
实施例一
图1示出了本发明第一实施例的头戴式显示设备帧率的检测方法的流程示意图。
根据本发明实施例的头戴式显示设备帧率的检测方法，如图1所示，包括：步骤s101，将头戴式显示设备固定于设备支架，所述设备支架以预设的角速度沿轴向旋转；步骤s102，在头戴式显示设备的屏幕中显示角度标识，标示所述头戴式显示设备的传感器检测的所述头戴式显示设备的旋转角度；步骤s103，通过摄像机实时采集所述角度标识的图像，确定所述头戴式显示设备的帧率。
本发明实施例的头戴式显示设备帧率的检测方法，将头戴式显示设备固定于以预设角速度沿轴向360°旋转的设备支架，设备支架带动头戴式显示设备以预设的角速度沿轴向进行旋转，头戴显示设备通过内部传感器检测所述头戴式显示设备的旋转角度，并在屏幕中显示标示所述旋转角度的角度标识，通过摄像机实时采集所述角度标识的图像，识别预设时间周期内的角度标识图像，计算确定所述头戴式显示设备的帧率。
在上述技术方案中，优选地，所述步骤s102，具体为：头戴式显示设备中预先安装应用程序，通过所述应用程序在头戴式显示设备的屏幕中显示角度标识，根据所述头戴式显示设备传感器实时检测的头戴式显示设备的旋转角度，所述角度标识指示所述头戴式显示设备的旋转角度。所述角度标识可以是一数字角度标识盘，所述数字角度标识盘以预设角度值进行刻度标识，例如，所述数字角度标识盘以1°为刻度间隔匀均分布360个刻度标识。根据传感器检测到的头戴式显示设备的旋转角度，在所述数字角度标识盘中标示对应的角度值。
在上述技术方案中，优选地，所述步骤s103，具体为：逐帧提取预设时间周期内所述摄像机采集的所述角度标识图像；识别所述每一图像帧中的角度标识，根据具有相同角度标识的图像帧数量，确定所述头戴式显示设备的帧率。具体地，摄像机对接头戴式显示设备的目镜，实时采集头戴式显示设备屏幕中显示的数字角度标识盘的图像。根据被检测的头戴式显示设备设计规格中用户眼睛与目镜的距离，确定所述摄像机镜头与所述头戴式显示设备的目镜的距离，例如，25mm。摄像机的图像采集帧率s不小于120帧/秒。将所述摄像机与显示设备连接，在所述显示设备中显示所述摄像机在预设时间周期内采集的所述数字角度标识盘的图像，逐帧提取所述数字角度标识盘图像中的图像帧。识别所述每一图像帧中的数字角度标识盘，确定所述图像帧中的数字角度标识盘中指示的角度值。选取任一数字角度标识盘中指示的角度值，统计得到所述显示相同角度值的图像帧的数量n。根据以下表达式确定所述头戴式显示设备的帧率p：
p＝s/(n-1)
上述技术方案中，同样地，所述步骤s103，具体为：逐帧提取预设时间周期内所述摄像机采集的所述角度标识图像；识别所述每一图像帧中的角度标识，根据具有相同角度标识的图像帧数量，确定所述头戴式显示设备的帧率。具体地，摄像机对接头戴式显示设备的目镜，实时采集头戴式显示设备屏幕中显示的数字角度标识盘的图像。根据被检测的头戴式显示设备设计规格中用户眼睛与目镜的距离，确定所述摄像机镜头与所述头戴式显示设备的目镜的距离，例如，25mm。摄像机的图像采集帧率s不小于120帧/秒。将所述摄像机与显示设备连接，在所述显示设备中显示所述摄像机在预设时间周期内采集的所述数字角度标识盘的图像，逐帧提取所述数字角度标识盘图像中的图像帧。识别所述数字角度标识盘图像的第一图像帧f1中的数字角度标识盘，确定所述数字角度标识盘中指示的角度值a1。继续选取下一图像帧f2，识别所述图像帧f2中数字角度标识盘中指示的角度值a2，判断角度值a2与所述角度值a1是否相同，若是，则依次选取后续图像帧，直至判断图像帧fn中数字角度标识盘指示的角度值与图像帧fn-1中数字角度标识盘指示的角度值不同，则根据以下表达式确定所述头戴式显示设备的帧率p：
p＝s/(n-1)
在上述技术方案中，优选地，所述步骤s103，具体为：逐帧提取预设时间周期内所述摄像机采集的所述角度标识图像；识别所述每一图像帧中的角度标识，将具有相同角度标识的图像帧划为同一图像帧集合，得到多个图像帧集合；根据所述多个图像帧集合，确定所述头戴式显示设备的帧率。具体地，摄像机对接头戴式显示设备的目镜，实时采集头戴式显示设备屏幕中显示的数字角度标识盘的图像。根据被检测的头戴式显示设备设计规格中用户眼睛与目镜的距离，确定所述摄像机镜头与所述头戴式显示设备的目镜的距离，例如，25mm。摄像机的图像采集帧率s不小于120帧/秒。将所述摄像机与显示设备连接，在所述显示设备中显示所述摄像机在预设时间周期内采集的所述数字角度标识盘的图像，逐帧提取所述数字角度标识盘图像中的图像帧。识别所述每一图像帧中的数字角度标识盘，确定所述图像帧中的数字角度标识盘标示的角度值。将图像帧中的数字角度标识盘标示的角度值相同的图像帧划为同一图像帧集合ci，得到多个图像帧集合{c1,c2,…cn}。在所述多个图像帧集合中，选取预设数量的图像帧集合，根据所述每个图像帧集合中的图像帧数量，确定所述图像帧集合对应的所述头戴式显示设备的帧率，例如，在所述图像帧集合ci中，确定所述图像帧集合ci中的图像帧数量ni，根据以下表达式确定所述图像帧集合ci对应的所述头戴式显示设备的帧率pi：
pi＝s/(ni-1)
根据选取的多个图像帧集合，计算所述多个图像帧集合对应的头戴式显示设备的帧率均值，确定所述头戴式显示设备的帧率。
本发明实施例的头戴式显示设备帧率的检测方法，通过将待检测的头戴式显示设备固定于以预设角速度旋转的设备支架，通过头戴式显示设备内部传感器检测所述头戴式显示设备的旋转角度，并在屏幕中显示标识所述旋转角度的角度标识，通过摄像机实时采集所述角度标识的图像，识别预设时间周期内的角度标识图像，计算确定所述头戴式显示设备的帧率。本发明实施例的头戴式显示设备帧率的检测方法，能够有效提高头戴式显示设备帧率的检测效率和检测精度，适用于头戴式虚拟现实设备的帧率检测。
实施例二
图2示出了本发明第二实施例的头戴式显示设备帧率的检测装置的结构示意图。
根据本发明实施例的头戴式显示设备帧率的检测装置100，如图2所示，包括：设备支架101、摄像机102、及帧率计算模块103，如图3所示，设备支架101固定头戴式显示设备，以预设的角速度沿轴向旋转；头戴式显示设备的屏幕中显示角度标识，所述角度标识标示所述头戴式显示设备的传感器检测的所述头戴式显示设备的旋转角度；摄像机102实时采集所述角度标识的图像；帧率计算模块103，根据所述摄像机102采集的所述角度标识图像，确定所述头戴式显示设备的帧率。
本发明实施例的头戴式显示设备帧率的检测装置，设备支架固定头戴式显示设备，带动头戴式显示设备以预设的角速度沿轴向进行360°旋转，头戴显示设备通过内部传感器检测所述头戴式显示设备的旋转角度，并在屏幕中显示标示所述旋转角度的角度标识，通过摄像机实时采集所述角度标识的图像，识别预设时间周期内的角度标识图像，计算确定所述头戴式显示设备的帧率。
在上述技术方案中，优选地，头戴式显示设备中预先安装应用程序，通过所述应用程序在头戴式显示设备的屏幕中显示角度标识，根据所述头戴式显示设备传感器实时检测的头戴式显示设备的旋转角度，所述角度标识指示所述头戴式显示设备的旋转角度。所述角度标识可以是一数字角度标识盘，所述数字角度标识盘以预设角度值进行刻度标识，例如，所述数字角度标识盘以1°为刻度间隔匀均分布360个刻度标识。根据传感器检测到的头戴式显示设备的旋转角度，在所述数字角度标识盘中标示对应的角度值。
在上述技术方案中，优选地，所述帧率计算模块103，还用于：逐帧提取预设时间周期内所述摄像机采集的所述角度标识图像；识别所述每一图像帧中的角度标识，根据具有相同角度标识的图像帧数量，确定所述头戴式显示设备的帧率。具体地，摄像机102对接头戴式显示设备的目镜，实时采集头戴式显示设备屏幕中显示的数字角度标识盘的图像。根据被检测的头戴式显示设备设计规格中用户眼睛与目镜的距离，确定所述摄像机102镜头与所述头戴式显示设备的目镜的距离，例如，25mm。摄像机102的图像采集帧率s不小于120帧/秒。将所述摄像机102与显示设备连接，在所述显示设备中显示所述摄像机102在预设时间周期内采集的所述数字角度标识盘的图像，逐帧提取所述数字角度标识盘图像中的图像帧。识别所述每一图像帧中的数字角度标识盘，确定所述图像帧中的数字角度标识盘中指示的角度值。选取任一数字角度标识盘中指示的角度值，统计得到所述显示相同角度值的图像帧的数量n。根据以下表达式确定所述头戴式显示设备的帧率p：
p＝s/(n-1)
在上述技术方案中，优选地，所述帧率计算模块103，还用于：逐帧提取预设时间周期内所述摄像机采集的所述角度标识图像；识别所述每一图像帧中的角度标识，根据具有相同角度标识的图像帧数量，确定所述头戴式显示设备的帧率。具体地，摄像机102对接头戴式显示设备的目镜，实时采集头戴式显示设备屏幕中显示的数字角度标识盘的图像。根据被检测的头戴式显示设备设计规格中用户眼睛与目镜的距离，确定所述摄像机102镜头与所述头戴式显示设备的目镜的距离，例如，25mm。摄像机102的图像采集帧率s不小于120帧/秒。将所述摄像机102与显示设备连接，在所述显示设备中显示所述摄像机102在预设时间周期内采集的所述数字角度标识盘的图像，逐帧提取所述数字角度标识盘图像中的图像帧。识别所述数字角度标识盘图像的第一图像帧f1中的数字角度标识盘，确定所述数字角度标识盘中指示的角度值a1。继续选取下一图像帧f2，识别所述图像帧f2中数字角度标识盘中指示的角度值a2，判断角度值a2与所述角度值a1是否相同，若是，则依次选取后续图像帧，直至判断图像帧fn中数字角度标识盘指示的角度值与图像帧fn-1中数字角度标识盘指示的角度值不同，则根据以下表达式确定所述头戴式显示设备的帧率p：
p＝s/(n-1)
在上述技术方案中，优选地，所述帧率计算模块103，还用于：逐帧提取预设时间周期内所述摄像机采集的所述角度标识图像；识别所述每一图像帧中的角度标识，将具有相同角度标识的图像帧划为同一图像帧集合，得到多个图像帧集合；根据所述多个图像帧集合，确定所述头戴式显示设备的帧率。具体地，摄像机102对接头戴式显示设备的目镜，实时采集头戴式显示设备屏幕中显示的数字角度标识盘的图像。根据被检测的头戴式显示设备设计规格中用户眼睛与目镜的距离，确定所述摄像机102镜头与所述头戴式显示设备的目镜的距离，例如，25mm。摄像机102的图像采集帧率s不小于120帧/秒。将所述摄像机102与显示设备连接，在所述显示设备中显示所述摄像机102在预设时间周期内采集的所述数字角度标识盘的图像，逐帧提取所述数字角度标识盘图像中的图像帧。识别所述每一图像帧中的数字角度标识盘，确定所述图像帧中的数字角度标识盘标示的角度值。将图像帧中的数字角度标识盘标示的角度值相同的图像帧划为同一图像帧集合ci，得到多个图像帧集合{c1,c2,…cn}。在所述多个图像帧集合中，选取预设数量的图像帧集合，根据所述每个图像帧集合中的图像帧数量，确定所述图像帧集合对应的所述头戴式显示设备的帧率，例如，在所述图像帧集合ci中，确定所述图像帧集合ci中的图像帧数量ni，根据以下表达式确定所述图像帧集合ci对应的所述头戴式显示设备的帧率pi：
pi＝s/(ni-1)
根据选取的多个图像帧集合，计算所述多个图像帧集合对应的头戴式显示设备的帧率均值，确定所述头戴式显示设备的帧率。
本发明实施例的头戴式显示设备帧率的检测装置，通过将待检测的头戴式显示设备固定于以预设角速度旋转的设备支架，通过头戴式显示设备内部传感器检测所述头戴式显示设备的旋转角度，并在屏幕中显示标识所述旋转角度的角度标识，通过摄像机实时采集所述角度标识的图像，识别预设时间周期内的角度标识图像，计算确定所述头戴式显示设备的帧率。本发明实施例的头戴式显示设备帧率的检测装置，能够有效提高头戴式显示设备帧率的检测效率和检测精度，适用于头戴式虚拟现实设备的帧率检测。
再次声明，本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。
本说明书(包括任何附加权利要求、摘要和附图)中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。
本发明并不局限于前述的具体实施方式。本发明可以扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。