[发明专利]透视装置的亮度补偿方法与系统

说明书

技术领域

本发明是有关亮度补偿(photometric compensation)，特别是关于一种透视(see-through)装置的亮度补偿方法与系统。

背景技术

透视智能眼镜(smart glasses)作为一种扩增实境(augmented reality)的工具，其借由嵌入式(embedded)投影机所投射影像，让用户接收周围世界的额外信息。用户可看到投射影像与真实世界场景。因为扩增视觉信息为数字操作，因而可以产生有趣且互动的使用者经验。

大部分智慧眼镜的微小投影机的功率远小于传统投影机。当投射影像与场景混合且照设于使用者的视网膜时，如果投影机的照射度(irradiance)相同或小于场景光线的照射度，很容易造成亮度失真(photometric distortion)。此亮度失真为智能眼镜的质量的主要决定因素。

虽然是场景光线造成亮度失真，然而若要消除亮度失真，我们必须考虑场景光线的特性、投影机及智慧眼镜的反射度(reflectance)，此可借由使用相机与一套校准图形(calibration patterns)来达成。投影机投射扩增或校准影像至用户的眼睛，而相机则负责撷取场景的影像。

每当智能眼镜的视域(field of view)的场景发生变化或者使用者移动时，必须重新进行亮度校准，因而会中断使用者的互动。智能眼镜的质量的另一个决定因素为效率。投射与处理校准图形需要时间，通常需要数秒至数十秒，因此无法被实时(real time)应用所接受。因此，亟需提出一种新颖的机制，用以克服传统方法的缺失。

发明内容

鉴于上述，本发明实施例的目的之一在于提出一种透视装置的亮度补偿方法与系统。在一实施例中，提出一种基于失真影像的亮度补偿的算法，其仅须进行一次亮度校准。基于每一时间点所撷取的失真影像以进行每一后续补偿操作，不需重新校准，因而得以达到实时亮度补偿。

本发明的目的是采用以下技术方案来实现的。

本发明公开一种透视装置的亮度补偿方法，其包含：提供亮度模型，其总响应等于来自该透视装置的装置光线的响应与来自场景的场景光线的响应的总和；在转换域执行校准阶段，其仅相关于投影机与该透视装置的影像捕获设备的特性；执行补偿阶段，在暗房得到原始影像的响应，再根据该原始影像的响应与该场景光线的响应以决定补偿影像的响应；及根据该补偿影像的响应以产生补偿影像。

本发明的目的还可以采用以下技术措施来实现。

上述的透视装置的亮度补偿方法，其中该装置光线的响应等于该投影机及该影像捕获设备的信道失配与该投影机的伽码函数的乘积。

上述的透视装置的亮度补偿方法，其中该校准阶段执行于暗房，用以阻隔场景光线，借以唯一得到该装置光线的响应。

上述的透视装置的亮度补偿方法，其中该装置光线的响应等于解耦合转换与尺度伽码函数的乘积。

上述的透视装置的亮度补偿方法，其中该补偿影像的响应等于该暗房的原始影像的响应减去该场景光线的响应。

本发明的目的还可以采用以下技术方案来实现。

本发明公开一种透视装置的亮度补偿系统，其包含：校准装置，在转换域执行校准阶段，其仅相关于投影机与该透视装置的影像捕获设备的特性，并提供亮度模型，其总响应等于来自该透视装置的装置光线的响应与来自场景的场景光线的响应的总和；及补偿装置，执行补偿阶段，在暗房得到原始影像的响应，再根据该原始影像的响应与该场景光线的响应以决定补偿影像的响应；其中该补偿影像系根据该补偿影像的响应所产生。

本发明的目的还可以采用以下技术措施来实现。

上述的透视装置的亮度补偿系统，其中该装置光线的响应等于该投影机及该影像捕获设备的信道失配与该投影机的伽码函数的乘积。

上述的透视装置的亮度补偿系统，其中该校准阶段执行于暗房，用以阻隔场景光线，借以唯一得到该装置光线的响应。

上述的透视装置的亮度补偿系统，其中该装置光线的响应等于解耦合转换与尺度伽码函数的乘积。

上述的透视装置的亮度补偿系统，其中该校准阶段仅须执行一次，无论投射至该透视装置的影像或者场景作动态改变。

上述的透视装置的亮度补偿系统，其中该补偿影像的响应等于该暗房的原始影像的响应减去该场景光线的响应。