图像显示系统、方法及具有该图像显示系统的VR设备技术方案

本发明专利技术提供了一种图像显示系统、方法及具有该图像显示系统的VR设备，图像显示系统包括图像处理模块和显示设备、透镜组件，采集实际对象后，图像处理模块记录采集视角，基于采集视角对三维模型渲染，在采集视角上构建虚拟摄像头，使得虚拟摄像头读取和采样三维模型经渲染后的渲染区域内的渲染图像，三维模型具有空间角频率f1，虚拟摄像头读取渲染图像时具有读取角频率f2，采样渲染图像时具有采样角频率f3，图像处理模块计算各频率下波纹间隔的公倍数并调节频率直至其公倍数小于显示设备的x倍以矫正实际图像。采用上述技术方案后，可解决投射类光学系统校正扭曲图像后采样角频率的变化问题，避免出现图像模糊或摩尔纹之类的不良现象。良现象。良现象。

【技术实现步骤摘要】
图像显示系统、方法及具有该图像显示系统的VR设备


[0001]本专利技术涉及图像处理领域，尤其涉及一种图像显示系统、方法及具有该图像显示系统的VR设备。

技术介绍

[0002]投影类设备由于光学系统设计的原理，光路中折射现象将导致最终成像的畸变，畸变的情况与被投影对象距离和角度关系，被投影对象自身形状等原因有关，由此，实际获得的图像经常出现变形，因此往往采用扭曲图像的方式解决这一类畸变的问题。
[0003]但由于图像处理前图像像素密度固定，扭曲图像后采样角频率变化，容易出现图像模糊或摩尔纹之类的不良现象。摩尔纹(Moir
é
pattern)，是一种在数码照相机或者扫描仪等设备上，感光元件出现的高频干扰的条纹，是一种会使图片出现彩色的高频率不规则的条纹。
[0004]因此，需要一种新型的图像显示系统，在可对畸变图像进行矫正的条件下，尽可能地去除矫正后图像的摩尔纹。

技术实现思路

[0005]为了克服上述技术缺陷，本专利技术的目的在于提供一种图像显示系统、方法及具有该图像显示系统的VR设备，解决投射类光学系统校正扭曲图像后采样角频率的变化问题，避免出现图像模糊或摩尔纹之类的不良现象。
[0006]本专利技术公开了一种图像显示系统，包括采集显示对象的摄像设备、与摄像设备连接的图像处理模块和显示设备，及设于显示设备与人眼间的透镜组件，
[0007]于实际使用环境下，摄像设备于一采集视角采集实际对象并形成一实际图像，图像处理模块记录采集视角，基于采集视角对一三维模型渲染，在采集视角上构建一虚拟摄像头，使得虚拟摄像头读取和采样三维模型经渲染后的渲染区域内的渲染图像，其中三维模型具有空间角频率f1，虚拟摄像头读取渲染图像时具有相对应于所述采集视角的读取角频率f2，采样渲染图像时具有相对应于所述采集视角的采样角频率f3，
[0008]图像处理模块计算于空间角频率f1下渲染区域的第一波纹间隔d1、于读取角频率f2下渲染区域的第二波纹间隔d2、于采样角频率f3下渲染区域的第三波纹间隔d3、于显示设备具有的设备角频率f4在渲染区域内的第四波纹间隔d4、于显示设备发出的显示光线经透镜组件成像后的成像角频率f5在渲染区域内的第五波纹间隔d5中任意两个的公倍数；
[0009]图像处理模块调节构成公倍数所选取的空间角频率f1、读取角频率f2、采样角频率f3、设备角频率f4、成像角频率f5中的两个直至公倍数小于显示设备的x倍，并存储；
[0010]图像处理模块基于调节后的空间角频率f1、读取角频率f2、采样角频率f3、设备角频率f4、成像角频率f5矫正实际图像。
[0011]优选地，于测试环境下，摄像设备采集一测试对象的测试图像，图像处理模块基于显示设备与透镜组件的成像关系形成针对测试图像的畸变图像；
[0012]图像处理模块计算测试图像内的每一像素点与畸变图像内每一对应像素点的映射关系并存储。
[0013]优选地，图像处理模块获取对测试图像的仿真结果记录为映射关系，或
[0014]图像处理模块计算以X轴和/或Y轴为对称轴两侧的测试图像内像素点与畸变图像内像素点的像素角度偏差，并将像素角度偏差记录为映射关系；
[0015]图像处理模块将实际图像的畸变结果视作原始图像，实际图像视作处理图像，图像处理模块计算将原始图像内的每一像素位置变化为处理图像内的每一像素位置的逆映射关系；
[0016]图像处理模块基于逆映射关系拉伸实际图像的每一像素位置，将形成的校正图像代替前述步骤中的实际图像。
[0017]优选地，渲染区域的像素点分布为m*n，其中m、n分别为100～1000000之间任意整数；
[0018]图像处理模块基于映射关系校正测试图像，并检测测试对象的成像效果。
[0019]优选地，成像关系包括：
[0020]显示设备的光轴与透镜组件的光轴重合，或
[0021]显示设备的光轴与透镜组件的光轴平行，或
[0022]显示设备的光轴与透镜组件的的光轴形成一夹角，且透镜组件的光轴穿过显示设备的光心，或
[0023]显示设备的光轴与透镜组件的的光轴形成一夹角，且透镜组件的光轴偏离显示设备的光心。
[0024]优选地，夹角为0.1
°‑
60
°
；
[0025]当显示设备的光轴与透镜组件的光轴平行时，显示设备的光轴与透镜组件的光轴距离为0.1mm
‑
300mm；
[0026]显示设备配置为在单个显示方向的像素数为320
‑
102400，显示设备的尺寸在1英寸至3.4英寸；
[0027]畸变图像的畸变映射像素占测试图像的所有像素的2％
‑
50％；
[0028]透镜组件的放大倍率为3
‑
3000；
[0029]x为10
‑5～105。
[0030]本专利技术还公开了一种图像显示方法，包括以下步骤：
[0031]配置如下图像显示系统，图像显示系统包括图像处理模块和显示设备，及设于显示设备与人眼间的透镜组件；
[0032]于实际使用环境下，于一采集视角采集实际对象并形成一实际图像，图像处理模块记录采集视角，基于采集视角对一三维模型渲染，在采集视角上构建一虚拟摄像头，使得虚拟摄像头读取和采样三维模型经渲染后的渲染区域内的渲染图像，其中三维模型具有空间角频率f1，虚拟摄像头读取渲染图像时具有读取角频率f2，采样渲染图像时具有采样角频率f3，
[0033]图像处理模块计算于空间角频率f1下渲染区域的第一波纹间隔d1、于读取角频率f2下渲染区域的第二波纹间隔d2、于采样角频率f3下渲染区域的第三波纹间隔d3、于显示设备具有的设备角频率f4在渲染区域内的第四波纹间隔d4、于显示设备发出的显示光线经透
镜组件成像后的成像角频率f5在渲染区域内的第五波纹间隔d5中任意两个的公倍数；
[0034]图像处理模块调节构成公倍数所选取的空间角频率f1、读取角频率f2、采样角频率f3、设备角频率f4、成像角频率f5中的两个直至公倍数小于显示设备的x倍，并存储；
[0035]图像处理模块基于调节后的空间角频率f1、读取角频率f2、采样角频率f3、设备角频率f4、成像角频率f5矫正实际图像。
[0036]优选地，于实际使用环境下，摄像设备于一采集视角采集实际对象并形成一实际图像，图像处理模块记录采集视角，基于采集视角对一三维模型渲染，在采集视角上构建一虚拟摄像头，使得虚拟摄像头读取和采样三维模型经渲染后的渲染区域内的渲染图像的步骤前还包括：
[0037]于测试环境下，摄像设备采集一测试对象的测试图像，图像处理模块基于显示设备与透镜组件的成像关系形成针对测试图像的畸变图像；
[0038]图像处理模块计算测试图像内的每一像素点与畸变图像内每一对应像素点的映射关系并存储。
[0039]优选地，图像处理模块计算测试图本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种图像显示系统，包括图像处理模块和显示设备，及设于所述显示设备与人眼间的透镜组件，其特征在于，于实际使用环境下，于一采集视角采集实际对象并形成一实际图像，所述图像处理模块记录所述采集视角，基于所述采集视角对一三维模型渲染，在所述采集视角上构建一虚拟摄像头，使得所述虚拟摄像头读取和采样三维模型经渲染后的渲染区域内的渲染图像，其中所述三维模型具有空间角频率f1，虚拟摄像头读取所述渲染图像时具有读取角频率f2，采样所述渲染图像时具有采样角频率f3，所述图像处理模块计算于空间角频率f1下渲染区域的第一波纹间隔d1、于读取角频率f2下渲染区域的第二波纹间隔d2、于采样角频率f3下渲染区域的第三波纹间隔d3、于显示设备具有的设备角频率f4在渲染区域内的第四波纹间隔d4、于显示设备发出的显示光线经透镜组件成像后的成像角频率f5在渲染区域内的第五波纹间隔d5中任意两个的公倍数；所述图像处理模块调节构成所述公倍数所选取的空间角频率f1、读取角频率f2、采样角频率f3、设备角频率f4、成像角频率f5中的两个直至所述公倍数小于所述显示设备的x倍，并存储；所述图像处理模块基于调节后的空间角频率f1、读取角频率f2、采样角频率f3、设备角频率f4、成像角频率f5矫正所述实际图像。2.如权利要求1所述的图像显示系统，其特征在于，所述图像显示系统还包括摄像设备；于测试环境下，所述摄像设备采集一测试对象的测试图像，所述图像处理模块基于所述显示设备与透镜组件的成像关系形成针对所述测试图像的畸变图像；所述图像处理模块计算所述测试图像内的每一像素点与所述畸变图像内每一对应像素点的映射关系并存储。3.如权利要求2所述的图像显示系统，其特征在于，所述图像处理模块获取对所述测试图像的仿真结果记录为所述映射关系，或所述图像处理模块计算以X轴和/或Y轴为对称轴两侧的测试图像内像素点与畸变图像内像素点的像素角度偏差，并将所述像素角度偏差记录为所述映射关系；所述图像处理模块将所述实际图像的畸变结果视作原始图像，所述实际图像视作处理图像，所述图像处理模块计算将所述原始图像内的每一像素位置变化为所述处理图像内的每一像素位置的逆映射关系；所述图像处理模块基于所述逆映射关系拉伸所述实际图像的每一像素位置，将形成的校正图像代替前述步骤中的实际图像。4.如权利要求3所述的图像显示系统，其特征在于，所述渲染区域的像素点分布为m*n，其中m、n分别为100～1000000之间任意整数；图像处理模块基于所述映射关系校正所述测试图像，并检测所述测试对象的成像效果。5.如权利要求2所述的图像显示系统，其特征在于，所述成像关系包括：所述显示设备的光轴与所述透镜组件的光轴重合，或所述显示设备的光轴与所述透镜组件的光轴平行，或
所述显示设备的光轴与所述透镜组件的的光轴形成一夹角，且所述透镜组件的光轴穿过所述显示设备的光心，或所述显示设备的光轴与所述透镜组件的的光轴形成一夹角，且所述透镜组件的光轴偏离所述显示设备的光心。6.如权利要求5所述的图像显示系统，其特征在于，所述夹角为0.1
°‑
60
°
；当显示设备的光轴与所述透镜组件的光轴平行时，所述显示设备的光轴与所述透镜组件的光轴距离为0.1mm
‑
300mm；所述显示设备配置为在单个显示方向的像素数为320
‑
102400，所述显示设备的尺寸在0.1英寸至3.4英寸...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈振宇，
申请(专利权)人：南昌黑鲨科技有限公司，
类型：发明
国别省市：