[发明专利]触觉图像的生成和显示方法

说明书

本发明公开了一种触觉图像的生成和显示方法，步骤1，对获取的原始视觉二维数字图像提取目标图像；步骤2，对目标图像进行边缘检测，得到目标图像的轮廓二值图；步骤3，基于透视判别准则校正轮廓二值图；步骤4，对步骤3所得的轮廓二值图去噪；步骤5，对去噪的轮廓二值图建立图像金字塔，基于预设的综合评价策略在图像金字塔中选取最佳分辨率二值图；步骤6，将最佳分辨率二值图映射为触觉图像；步骤7，判断触觉图像的分辨率是否大于触觉显示器的分辨率，若是，采用窗口滑动的方式显示触觉图像，否则将触觉图像在触觉显示器上居中显示。本发明通过特殊的图像处理策略生成的触觉图像易于识别，且能满足在较小分辨率的触觉显示器上显示的要求。

技术领域

本发明属于触觉图像技术领域，具体来说涉及一种触觉图像的生成和显示方法。

背景技术

触觉是人类重要的感觉模态之一，对于视觉障碍人群而言，触觉更是获取信息的主要途径。随着计算机技术的进步，目前市面上已经出现了盲文显示器和触觉显示器，帮助视障人群更加方便、快捷地获取文字、图形信息。

如今互联网信息中包含了大量的图片、视频、动画等数字媒介，这就扩大了视觉障碍人士理解图形图像的需求，但是现有的技术方法鲜少有将视觉图像转换成触觉图像，并在触觉显示器上显示的。

当前一些学者已经对触觉图像做了一定的研究，如：於文苑等(触觉二维图像识别的认知机制,心理科学进展,2019,27(4),611-622)总结了触觉二维图像识别的认知机制、影响因素和神经基础，并讨论了触觉图像的生成和应用，为视觉障碍人士触觉图像的设计提供了理论指导；龚江涛等(影响触觉图像识别因素的量化分析,计算机辅助设计与图形学学报,2018,30(8)，1438-1445)通过实验得到了影响触觉识别的重要特征，并给出了触觉图像设计的建议，试验结果表明，因遮挡省略的线条、三维透视、多余线条表达纹理、可操作性、图片对称性对于视觉障碍人士触觉图像的识别具有显著作用，其中前三者不利于识别，后两者有助于识别。

申请号为201811160926.1的中国专利公开了一种带有触觉引导功能的图形显示器，其按一定的顺序生成触觉图像，一滑块引导用户按照触觉图像生成顺序触摸，一定程度上帮助用户理解图像语义，但是触觉图像生成的速度较慢会导致用户体验感较差。

同时，申请号为201811298146.3的中国专利公开了一款触觉触摸屏，通过摄像头获取实时场景图像，将图像像素的灰度值反映到触摸屏触点升起的高度上。虽然这种方式能以浮雕形式再现场景，但是它几乎没有对摄像头采集的图像做针对视障人群的优化处理，其中包含的许多细节纹理，且物体轮廓不明显，加大了视障人士理解图形的难度。

综合来看，目前触觉图像生成和显示技术主要存在以下问题：1) 除了用于教学或展示的人工制作的触觉图像，大多数触觉图像都是从视觉二维图像转换过来的，但是转换过程中，很少有从易于识别的角度做相应的处理，导致生成的触觉图像难以被视障人群理解；2)触觉图像的高分辨率和触觉图形显示器有限的尺寸之间的矛盾：一方面，为了保留图像更多的细节信息，触觉图像的分辨率相对比较高，另一方面，基于成本，便携性和触摸效率的考虑，市面上的触觉图像显示器的尺寸不会太大，因此很有可能出现图形在显示器上显示不下的情况出现。

发明内容

本发明的目的在于提供一种触觉图像的生成和显示方法，以解决背景技术中现有的方法生成的触觉图像难以被视障人群理解、较高分辨率的触觉图像无法在低分辨率的触觉图像显示器上全部显示等问题。

为实现上述目的，本发明提供技术方案如下：