可调节式虚拟现实头盔的图像矫正方法和系统技术方案

本发明专利技术公开了一种可调节式虚拟现实头盔的图像矫正方法，包括以下步骤：在头盔中预先存储结构参数和图像矫正参数的对应关系表以及头盔的图像矫正公式；获取头盔的实时结构参数；在对应关系表中查找与实时结构参数最接近的结构参数对应的图像矫正参数；根据查找出的图像矫正参数调用图像矫正公式进行图像矫正。本发明专利技术还公开了一种可调节式虚拟现实头盔的图像矫正系统。本发明专利技术能够为可调节式虚拟现实头盔提供更好的图像矫正效果。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及图像矫正技术，更具体地，涉及一种可调节式虚拟现实头盔的图像矫 正方法和系统。
技术介绍
近年来，随着虚拟现实技术的逐步成熟，各种虚拟现实头盔陆续出现，其实现原理 是将小型二维显示器（例如IXD显示屏）所产生的影像藉由光学系统放大。具体而言，小 型显示器所发射的光线经过凸透镜使影像因折射产生类似远方效果。同时左右眼屏幕通过 左右眼透镜分别显示左右眼的图像，人眼获取这种带有视差的信息后在大脑中产生具有立 体感的影像。 虚拟现实头盔的光学系统必然会引入光学畸变和色差效应。 光学畸变的原因是由于透镜的放大率会随光束和透镜主轴间所成角度而改变而 非恒定值。根据光学系统透镜的不同，可能产生桶形或者枕形畸变，并且越靠近边缘畸变就 越大，中心位置几乎无畸变。其中虚拟现实头盔中的光学系统一般产生的是枕形畸变。 色差效应是由于不同色光的波长和折射率不同而导致的。可见光中红色波长较 长，折射率小，蓝色波长较短，折射率大。色差会导致两种结果：物点不能很好的聚焦成一个 完美的像点，造成成像模糊；成像画面边缘部分会有彩虹现象，尤其是明暗（黑白）交界处。 消除光学畸变和色差效应可以通过高级的消畸消色差透镜（组）来完成，但无法 100%消除畸变与色差，还需要通过数字图像处理技术进行进一步矫正补偿，例如对于存在 枕形畸变的光学系统，先将原图像进行桶形畸变，经过存在枕形畸变的光学系统后正好抵 消，最后人眼看到的是正常无畸变的图像，或者例如色差补偿，针对RGB三种颜色分别设置 三套不同参数进行运算以进行色差补偿。目前矫正算法中应用最广泛的是高阶多项式模型 (通常要展开到三阶以上），将图像矫正参数带入到多项式中进行运算，根据运算结果进行 图像矫正。目前的虚拟现实头盔可以分为不可调节式和可调节式，可调节式是指头盔的物理 结构可以改变，例如左右眼镜片中心距离可以调节，镜片与屏幕的距离可以调节等，可调节 式头盔适用于大多数用户，例如不同瞳距或远近视眼等用户。但专利技术人发现，对于可调节式 头盔，由于图像矫正参数不会改变，结构调整后仍然使用原来的图像矫正参数，会导致图像 矫正效果变差，特别是当物理结构变化较大时，会对最终成像将造成很大的影响，人眼将直 接感受到图像变形与色差效应。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是提供一种适用于可调节式虚拟现实头盔的图像矫正的新的 技术方案。 根据本专利技术的第一方面，提供了一种可调节式虚拟现实头盔的图像矫正方法，包 括以下步骤：在头盔中预先存储结构参数和图像矫正参数的对应关系表以及头盔的图像矫 正公式；获取头盔的实时结构参数；在对应关系表中查找与实时结构参数最接近的结构参 数对应的图像矫正参数；根据查找出的图像矫正参数调用图像矫正公式进行图像矫正。 优选地，图像矫正参数包括图像畸变参数和/或图像色差参数，图像矫正公式包 括图像畸变校正公式和/或图像色补偿公式。 优选地，结构参数和图像矫正参数的对应关系是通过拟合实验获得。 优选地，结构参数包括左右镜片中心之间的距离和/或镜片到屏幕的距离。 优选地，结构参数包括左右镜片中心之间的距离和镜片到屏幕的距离；图像矫正 参数共为n个，分别为ki，k 2，…，kn;左右镜片中心之间的距离的可调节区间为d。~cU，等 分为 d。~d〇+(dr_d〇)/n，d〇+(dr_d〇)/n ~d〇+2(dr_d〇)/n，…，d〇+(n_l) (dr_d。)/ ~dr的 n 个 小区间；镜片到屏幕的距离的可调节区间为D。~D r，等分为D。~D。+(D1-Dq)/n，D。+(D1-D 0) / n~DQ+2(Dr-DQ)/n，…，DQ+(n-l) (D1-Dq)/~Dr的n个小区间；对应关系表，针对左右镜片 中心之间的距离的小区间和镜片到屏幕的距离的小区间的任意组合，分别对应有一组图像 矫正参数kp k2，…，kn，一共包括n*n组图像矫正参数kp k2，…，kn。 优选地，头盔的实时结构参数是通过测量获得或者是根据调节参数计算获得。 根据本专利技术的第二方面，提供了一种可调节式虚拟现实头盔的图像矫正系统，包 括：存储单元、结构参数获取单元、图像矫正单元；存储单元用于存储结构参数和图像矫正 参数的对应关系表以及头盔的图像矫正公式；结构参数获取单元用于获取头盔的实时结构 参数并且将实时结构参数报告给图像矫正单元；图像矫正单元用于在对应关系表中查找与 实时结构参数最接近的结构参数对应的图像矫正参数以及根据查找出的图像矫正参数调 用图像矫正公式进行图像矫正。 优选地，图像矫正参数包括图像畸变参数和/或图像色差参数，图像矫正公式包 括图像畸变校正公式和/或图像色补偿公式。 优选地，结构参数和图像矫正参数的对应关系是通过拟合实验获得。 优选地，结构参数包括左右镜片中心之间的距离和/或镜片到屏幕的距离。 优选地，结构参数包括左右镜片中心之间的距离和镜片到屏幕的距离；图像矫正 参数共为n个，分别为ki，k 2，…，kn;左右镜片中心之间的距离的可调节区间为d。~cU，等 分为 d。~d〇+(dr_d〇)/n，d〇+(dr_d〇)/n ~d〇+2(dr_d〇)/n，…，d〇+(n_l) (dr_d。)/ ~dr的 n 个 小区间；镜片到屏幕的距离的可调节区间为D。~D r，等分为D。~D。+(D1-Dq)/n，D。+(D1-D 0) / n~DQ+2(Dr-DQ)/n，…，DQ+(n-l) (D1-Dq)/~Dr的n个小区间；对应关系表，针对左右镜片 中心之间的距离的小区间和镜片到屏幕的距离的小区间的任意组合，分别对应有一组图像 矫正参数kp k2，…，kn，一共包括n*n组图像矫正参数kp k2，…，kn。 优选地，结构参数获取单元包括用于测量获得实时结构参数的距离传感器；或者， 结构参数获取单元包括用于接收结构调节单元发出的调节参数的接收单元以及根据调节 参数计算出实时结构参数的第一计算单元。 优选地，结构参数获取单元包括用于测量获得实时结构参数的距离传感器；距离 传感器周期性地测量头盔的实时结构参数，或者在接收到结构调节单元发出的调节通知后 测量头盔的实时结构参数。 本专利技术的专利技术人发现，在现有技术中，还没有一种适用于可调节虚拟现实头盔进 行图像矫正的技术方案。因此，本专利技术所要实现的技术任务或者所要解决的技术问题是本 领域技术人员从未想到的或者没有预期到的，故本专利技术是一种新的技术方案。 本专利技术通过在可调节式虚拟现实头盔中预先存储结构参数和图像矫正参数的对 应关系表，跟随结构参数的实时变化进行相应的图像矫正，为可调节式虚拟现实头盔提供 了更好的图像矫正效果。 通过以下参照附图对本专利技术的示例性实施例的详细描述，本专利技术的其它特征及其 优点将会变得清楚。【附图说明】 被结合在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本专利技术的实施例，并且连 同其说明一起用于解释本专利技术的原理。 图1是本专利技术可调节式虚拟现实头盔的图像矫正方法的步骤示意图。 图2是本专利技术可调节式虚拟现实头盔的图像矫正系统的电路框图。 图3、4是本专利技术的距离传感器的设置方式的结构示意图。 附图标记说明： 100-存储单元、200-结构参数获取单元、300-图像矫正单元、400-结构调节单元、 201-205距离传感器、1-镜片本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可调节式虚拟现实头盔的图像矫正方法，其特征在于，包括以下步骤：在头盔中预先存储结构参数和图像矫正参数的对应关系表以及头盔的图像矫正公式；获取头盔的实时结构参数；在对应关系表中查找与实时结构参数最接近的结构参数对应的图像矫正参数；根据查找出的图像矫正参数调用图像矫正公式进行图像矫正。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李立纲，杨云龙，王晓岗，
申请(专利权)人：北京小鸟看看科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11