[发明专利]一种视觉自适应调节显示装置及方法

权利要求书

1.一种视觉自适应调节显示装置，其特征在于，包括显示单元、显示图像采集单元、视线信息采集单元和信息处理单元；其中，

所述显示图像采集单元用于采集需要在显示单元上显示的图像并传输至所述信息处理单元；

所述视线信息采集单元用于实时采集观看者的视线方向信息并实时传输至所述信息处理单元；

所述信息处理单元用于根据视线信息采集单元采集到的观看者当前的视线方向信息实时计算该视线方向与显示屏所在平面的交点及在该交点的垂直视线平面，并计算得到垂直视线平面和显示屏所在平面的透视变换矩阵，然后据此对显示图像采集单元采集得到的图像进行透视变换，然后将透视变换后的图像传输至显示单元进行显示。

2.根据权利要求1所述的视觉自适应调节显示装置，其特征在于，所述信息处理单元还用于对显示图像采集单元采集得到的图像进行畸变矫正，以经过畸变矫正的图像作为透视变换的输入。

3.根据权利要求1所述的视觉自适应调节显示装置，其特征在于，所述视线信息采集单元为摄像头，用于采集观看者的眼部图像，所述信息处理单元对眼部图像进行图像处理，识别出观看者当前的视线方向。

4.根据权利要求1所述的视觉自适应调节显示装置，其特征在于，所述视线信息采集单元设于所述显示单元的正侧。

5.根据权利要求1所述的视觉自适应调节显示装置，其特征在于，所述信息处理单元以显示屏左下角为中心建立空间直角坐标系，以此计算观看者的视线方向与显示屏所在平面的交点以及视线方向在该交点的垂直视线平面；然后作从垂直视线平面向显示屏所在平面的透视变换，得到垂直视线平面和显示屏所在平面的透视变换矩阵，并据此对显示图像采集单元采集得到的图像进行透视变换；

信息处理单元根据观看者的视线方向信息的变化实时调整垂直视线平面以及相应的透视变换矩阵，并采用最新的透视变换矩阵对显示图像采集单元采集得到的图像进行透视变换。

6.根据权利要求5所述的视觉自适应调节显示装置，其特征在于，当所述显示图像采集单元的采集平面和采集对象的平面不垂直时，所述信息处理单元还计算显示图像采集单元的采集平面和采集对象的平面的透视变换矩阵，并根据显示图像采集单元的采集平面和采集对象的平面的透视变换矩阵与垂直视线平面和显示屏所在平面的透视变换矩阵对显示图像采集单元采集的图像进行透视变换。

7.利用权利要求1所述的视觉自适应调节显示装置进行视觉自适应调节显示的方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1显示图像采集单元采集需要显示在显示单元上的图像并传输至信息处理单元，而视线信息采集单元实时采集观看者的视线方向信息并传输至所述信息处理单元；

S2所述信息处理单元以显示屏左下角为中心建立空间直角坐标系；

S3所述信息处理单元计算观看者当前的视线方向与显示屏所在平面的交点以及视线方向在该交点的垂直视线平面，然后作从该垂直视线平面向显示屏所在平面的透视变换，得到该垂直视线平面和显示屏所在平面的透视变换矩阵，并据此对显示图像采集单元采集得到的图像进行透视变换；

信息处理单元根据观看者的视线方向的变化实时调整垂直视线平面以及透视变换矩阵，并实时根据最新的透视变换矩阵对显示图像采集单元采集得到的图像进行透视变换。

8.根据权利要求7所述的方法，步骤S1中，所述视线信息采集单元为摄像头，实时采集观看者当前的眼部图像并实时传输至所述信息处理单元，而步骤S3中，所述信息处理单元对眼部图像进行处理得到观看者当前的视线方向。

9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，当显示图像采集单元的采集平面与采集对象的平面不垂直时，在步骤S3中，所述信息处理单元还作显示图像采集单元的采集平面向采集对象的平面进行透视变换，得到显示图像采集单元的采集平面和采集对象的平面的透视变换矩阵，并且根据垂直视线平面和显示屏所在平面的透视变换矩阵与显示图像采集单元的采集平面和采集对象的平面的透视变换矩阵对显示图像采集单元采集得到的图像进行透视变换。

10.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，步骤S3中，所述信息处理单元先对显示图像采集单元采集得到的图像进行畸变矫正，并以经过畸变矫正的图像作为透视变换的输入。