基于眼动三维显示角度的控制方法及装置

1.一种基于眼动三维显示角度的控制方法，其特征在于，包括：
预测用户在电视机屏幕上的注视点；
根据所述用户的两个瞳孔中心和所述注视点的位置，计算所述用户的两个瞳孔与所述电视机屏幕的夹角；
根据所述夹角，改变电视机中的三维光学显示装置的位置，以使所述用户处于所述三维光学显示装置射出光线方向规定的角度范围内;
所述电视机上设置有摄像装置，并在所述电视机屏幕的四角分别设置有红外光源，所述红外光源在所述用户的两个瞳孔中形成光反射点；所述预测用户在电视机屏幕上的注视点，具体为：利用所述摄像装置实时采集所述用户的脸部图像；对所采集的所述脸部图像进行处理，以获得两个瞳孔中心和所述光反射点在所述摄像装置的图像坐标系中的坐标位置；根据两个所述瞳孔中心和所述光反射点在所述图像坐标系中的坐标，通过交比不变算法得到所述注视点。
2.根据权利要求1所述的基于眼动三维显示角度的控制方法，其特征在于，所述根据两个所述瞳孔中心和所述光反射点在所述图像坐标系中的坐标，通过交比不变算法得到所述注视点之后，还包括：根据线性定标算法对所述注视点进行校正，以获得所述注视点在所述电视机屏幕上的精确位置。
3.根据权利要求1或2所述的基于眼动三维显示角度的控制方法，其特征在于，所述计算所述用户的两个瞳孔与所述电视机屏幕的夹角，具体为：
将两个所述瞳孔中心和所述注视点在所述图像坐标系中的图像坐标转换为相机坐标系中的相机坐标；其中，所述相机坐标系以所述摄像装置的光节点为原点，以平行于所述图像坐标系的水平方向的轴为x轴，以垂直于所述图像坐标系的水平面方向的轴为y轴，以垂直于所述图像坐标系所在的平面指向所述用户的方向的轴为z轴；
将两个所述瞳孔中心和所述注视点在所述相机坐标系中的相机坐标转换为空间坐标系中的空间坐标；其中，所述空间坐标系以所述电视机屏幕的左下角为原点，以平行于所述电视机屏幕的水平方向的轴为x轴，以平行于所述电视机屏幕的竖直方向的轴为y，以垂直于所述电视机屏幕指向所述用户的方向的轴为z轴；
根据两个所述瞳孔中心和所述注视点在所述空间坐标系中的空间坐标，计算出所述用户的两个瞳孔与所述电视机屏幕的夹角。
4.一种基于眼动三维显示角度的控制装置，其特征在于，包括：
预测模块，用于预测用户在电视机屏幕上的注视点；
计算模块，用于根据所述用户的两个瞳孔中心和所述注视点的位置，计算所述用户的两个瞳孔与所述电视机屏幕的夹角；
处理模块，用于根据所述夹角，改变电视机中的三维光学显示装置的位置，以使所述用户处于所述三维光学显示装置射出光线方向规定的角度范围内;
所述电视机上设置有摄像装置，并在所述电视机屏幕的四角分别设置有红外光源，所述红外光源在所述用户的两个瞳孔中形成光反射点；所述预测模块，包括：第一预测模块，用于利用所述摄像装置实时采集所述用户的脸部图像；第二预测模块，用于对所采集的所述脸部图像进行处理，以获得两个瞳孔中心和所述光反射点在所述摄像装置的图像坐标系中的坐标位置；第三预测模块，用于根据两个所述瞳孔中心和所述光反射点在所述图像坐标系中的坐标，通过交比不变算法得到所述注视点。
5.根据权利要求4所述的基于眼动三维显示角度的控制装置，其特征在于，所述预测模块还包括，第四预测模块用于根据线性定标算法对所述注视点进行校正，以获得所述注视点在所述电视机屏幕上的精确位置。
6.根据权利要求4或5所述的基于眼动三维显示角度的控制装置，其特征在于，所述计算模块，包括：
第一计算模块，用于将两个所述瞳孔中心和所述注视点在所述图像坐标系中的图像坐标转换为相机坐标系中的相机坐标；其中，所述相机坐标系以所述摄像装置的光节点为原点，以平行于所述图像坐标系的水平方向的轴为x轴，以垂直于所述图像坐标系的水平面方向的轴为y轴，以垂直于所述图像坐标系所在的平面指向所述用户的方向的轴为z轴；
第二计算模块，用于将两个所述瞳孔中心和所述注视点在所述相机坐标系中的相机坐标转换为空间坐标系中的空间坐标；其中，所述空间坐标系以所述电视机屏幕的左下角为原点，以平行于所述电视机屏幕的水平方向的轴为x轴，以平行于所述电视机屏幕的竖直方向的轴为y，以垂直于所述电视机屏幕指向所述用户的方向的轴为z轴；
第三计算模块，用于根据两个所述瞳孔中心和所述注视点在所述空间坐标系中的空间坐标，计算出所述用户的两个瞳孔与所述电视机屏幕的夹角。

基于眼动三维显示角度的控制方法及装置 \n技术领域\n[0001] 本发明涉及电视技术领域，尤其涉及一种基于眼动三维显示角度的控制方法及装置。 \n背景技术\n[0002] 随着数字多媒体和广播电视技术的发展，三维电视因其有着优良的视觉效果被广大用户所青睐。三维电视技术中的关键部分为三维显示技术，目前三维电视主要分为佩戴立体眼镜和裸眼立体显示两种。而后者以其方便舒适的特点而更为人们所接受，因此也成为了研究的热点。 \n[0003] 现有技术中，裸眼立体显示通常会采用光栅或透镜等三维光学显示装置产生三维立体图像，即平面的画面经过三维光学显示装置的折射及狭缝的衍射后，使画面中的物体在双目中形成视差，从而使人能够产生看到立体图像的感觉。 \n[0004] 由上可知，现有技术中的三维显示技术通过光栅或透镜等三维光学显示装置产生三维立体图像，由于三维图像通过三维光学显示装置产生，三维光学显示装置发出的光线通常沿三维电视显示屏中央法线方向射出，用户只能在三维光学显示装置射出光线方向规定的角度范围内，才能观看到最佳的三维图像。因此，现有技术中三维显示技术限制了用户观看电视时的活动范围。 \n发明内容\n[0005] 本发明提供一种基于眼动三维显示角度的控制方法及装置，用以解决现有技术中三维显示技术限制了用户观看电视时的活动范围的缺陷，实现通过 基于眼动三维显示角度的控制方法驱动三维光学显示装置转动，以扩宽用户观看电视时的活动范围。 [0006] 本发明提供一种基于眼动三维显示角度的控制方法，包括： \n[0007] 预测用户在电视机屏幕上的注视点； \n[0008] 根据所述用户的两个瞳孔中心和所述注视点的位置，计算所述用户的两个瞳孔与所述电视机屏幕的夹角； \n[0009] 根据所述夹角，改变电视机中的三维光学显示装置的位置，以使所述用户处于所述三维光学显示装置射出光线方向规定的角度范围内。 \n[0010] 本发明提供一种基于眼动三维显示角度的控制装置，包括： \n[0011] 预测模块，用于预测用户在电视机屏幕上的注视点； \n[0012] 计算模块，用于根据所述用户的两个瞳孔中心和所述注视点的位置，计算所述用户的两个瞳孔与所述电视机屏幕的夹角； \n[0013] 处理模块，用于根据所述夹角，改变电视机中的三维光学显示装置的位置，以使所述用户处于所述三维光学显示装置射出光线方向规定的角度范围内。 \n[0014] 本发明提供的基于眼动三维显示角度的控制方法及装置，通过预测出用户在电视机屏幕上的注视点，并根据注视点和用户的两个瞳孔的位置，计算出用户的两个瞳孔与所述电视机屏幕的夹角，从而可以根据计算出的夹角改变电视机中的三维光学显示装置的位置，使用户处于三维光学显示装置射出光线方向规定的角度范围内，从而扩宽了用户观看电视时的活动范围。 \n附图说明\n[0015] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下 面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。 \n[0016] 图1为本发明基于眼动三维显示角度的控制方法实施例的流程图； \n[0017] 图2为本发明基于眼动三维显示角度的控制方法实施例中步骤1的流程图； [0018] 图3为本发明基于眼动三维显示角度的控制方法实施例中步骤2的流程图 [0019] 图4为本发明基于眼动三维显示角度的控制装置实施例的结构示意图。 \n具体实施方式\n[0020] 为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。 [0021] 图1为本发明基于眼动三维显示角度的控制方法实施例的流程图。如图1所示，本实施例基于眼动三维显示角度的控制方法，包括： \n[0022] 步骤1、预测用户在电视机屏幕上的注视点。 \n[0023] 具体而言，本实施例中的步骤1首先预测电视机屏幕上的用户的注视点，为了更加准确有效的获得用户的注视点，可以在电视机上设置有摄像装置，并在电视机屏幕的四角分别设置有红外光源，红外光源在用户的两个瞳孔中形成光反射点；如图2所示，本实施例中的步骤1可以通过如下步骤实现，具体为： \n[0024] 步骤11、利用摄像装置实时采集用户的脸部图像。具体的，通过摄像装置可以采集到面对电视机屏幕的用户的脸部图像。其中，本实施例中的摄像装置可以使摄像头或摄像机等。 \n[0025] 步骤12、对所采集的脸部图像进行处理，以获得两个瞳孔中心和光反射点在摄像装置的图像坐标系中的坐标位置。具体的，在通过步骤11采集到用户的脸部图像后，可以对脸部图像进行处理，从人脸图像中定位出两个瞳孔中心，进而提取出瞳孔区域，并在瞳孔区域中确定出图像中瞳孔中心以及反射点在图像坐标系中的坐标，从而可以获得两个瞳孔中心和光反射点在摄像装置的图像坐标系中的坐标位置。其中，本实施例中的图像坐标系为摄像装置采集到的图像所在的平面中建立的坐标系。 \n[0026] 步骤13、根据两个瞳孔中心和光反射点在图像坐标系中的坐标，通过交比不变算法得到注视点。具体的，通过交比不变算法对两个瞳孔中心和光反射点在图像坐标系中的坐标进行处理，从而便可以得到注视点在电视机屏幕上的位置。 \n[0027] 更进一步的，由于人眼光轴和视轴之间存在固有的差值，为了消除光轴和视轴之间的差值对注视点位置的影响，以获得更加准确的注视点，本实施例中的步骤1在步骤13后还可以包括：步骤14、根据线性定标算法对注视点进行校正，以获得注视点在电视机屏幕上的精确位置。具体的，通过线性定标算法对人眼光轴和视轴之间的差值进行校正，可以实现对注视点进行校正处理，从而可以准确的获得注视点在电视机屏幕上的精确位置。 [0028] 步骤2、根据用户的两个瞳孔中心和注视点的位置，计算用户的两个瞳孔与电视机屏幕的夹角。 \n[0029] 具体而言，在通过步骤1获得注视点在电视机屏幕上的位置后，通过步骤2可以计算出用户的两个瞳孔与电视机屏幕的夹角。如图3所示，本实施例中的步骤2可以通过如下步骤实现，具体为： \n[0030] 步骤21、将两个瞳孔中心和注视点在图像坐标系中的图像坐标转换为相机坐标系中的相机坐标；其中，相机坐标系以摄像装置的光节点为原点，以平行于图像坐标系的水平方向的轴为x轴，以垂直于图像坐标系的水平面方向的轴为y轴，以垂直于图像坐标系所在的平面指向用户的方向的轴为z轴。 具体的，通过步骤21可以将图像坐标系中的两个瞳孔中心和注视点的图像坐标转换为相机坐标系中的相机坐标。以用户的左眼为例，在将左眼的瞳孔中心的图像坐标转换为相机坐标可以通过公式 \n实现，其中，xl，yl，zl分别是左眼瞳孔中心转换到相机坐标系中的坐标；pixelpitchc，pixelpitchr分别是图像坐标系中脸部图像在列方向和行方向上相邻像素间的长度；\nccenter，rcenter分别是图像中心在图像坐标系中的横纵坐标；cpupil_l，rpupil_l分别是图像坐标系中的左眼瞳孔中心在图像坐标中的横坐标和纵坐标；λ是相机的焦距。同理，我们可以计算出图像坐标系中右眼瞳孔中心和注视点在相机坐标系中的位置。 \n[0031] 步骤22、将两个瞳孔中心和注视点在相机坐标系中的相机坐标转换为空间坐标系中的空间坐标；其中，空间坐标系以电视机屏幕的左下角为原点，以平行于电视机屏幕的水平方向的轴为x轴，以平行于电视机屏幕的竖直方向的轴为y，以垂直于电视机屏幕指向用户的方向的轴为z轴。具体的，通过步骤22可以将相机坐标系中的两个瞳孔中心和注视点的相机坐标转换为空间坐标系中的空间坐标。以用户的左眼为例，在将左眼的瞳孔中心的相机坐标转换为空间坐标可以通过公式 实现其中，X_l，Y_l，Z_l\n是左眼瞳孔中心转换到空间坐标系中的空间坐标，o是相机坐标系的原点到空间坐标系原点的矢量。同理，我们也可以求出右眼瞳孔中心和注视点在空间坐标系中的位置。 [0032] 步骤23、根据两个瞳孔中心和注视点在空间坐标系中的空间坐标，计算出用户的两个瞳孔与电视机屏幕的夹角。具体的，根据步骤22获得的两个瞳 孔中心和注视点在空间坐标系中的空间坐标，即在空间坐标系中，用户左眼的瞳孔中心为P1点，用户右眼的瞳孔中心为P2点，注视点为P点，则可以计算出P1P之间的连线与电视机屏幕之间的第一夹角以及P2P之间的连线与电视机屏幕之间的第二夹角 \n[0033] 步骤3、根据夹角，改变电视机中的三维光学显示装置的位置，以使用户处于三维光学显示装置射出光线方向规定的角度范围内。具体的，根据步骤2中计算出的夹角，步骤\n3便可以调整电视机中三维光学显示装置的位置，从而确保使用户处于三维光学显示装置射出光线方向规定的角度范围内。 \n[0034] 本实施例基于眼动三维显示角度的控制方法，通过预测出用户在电视机屏幕上的注视点，并根据注视点和用户的两个瞳孔的位置，计算出用户的两个瞳孔与电视机屏幕的夹角，从而可以根据计算出的夹角改变电视机中的三维光学显示装置的位置，使用户处于三维光学显示装置射出光线方向规定的角度范围内，从而扩宽了用户观看电视时的活动范围。 \n[0035] 本领域普通技术人员可以理解：实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。 \n[0036] 图4为本发明基于眼动三维显示角度的控制装置实施例的结构示意图。如图4所示，本实施例基于眼动三维显示角度的控制装置，包括：预测模块1、计算模块2和处理模块\n3。 \n[0037] 预测模块1用于预测用户在电视机屏幕上的注视点。具体的，可以在电视机上设置有摄像装置，并在电视机屏幕的四角分别设置有红外光源，红外光源在用户的两个瞳孔中形成光反射点其中，而本实施例中的预测模块1可以包括第一预测模块、第二预测模块和第三预测模块；第一预测模块用于利 用所述摄像装置实时采集所述用户的脸部图像；\n第二预测模块用于对所采集的所述脸部图像进行处理，以获得两个瞳孔中心和所述光反射点在所述摄像装置的图像坐标系中的坐标位置；第三预测模块用于根据两个所述瞳孔中心和所述光反射点在所述图像坐标系中的坐标，通过交比不变算法得到所述注视点。更进一步的，本实施例中的预测模块1可以还包括第四预测模块用于根据线性定标算法对所述注视点进行校正，以获得所述注视点在所述电视机屏幕上的精确位置。 \n[0038] 计算模块2用于根据用户的两个瞳孔中心和注视点的位置，计算用户的两个瞳孔与电视机屏幕的夹角。具体的，本实施例中的计算模块2可以包括：第一计算模块、第二计算模块和第三计算模块；第一计算模块用于将两个瞳孔中心和注视点在图像坐标系中的图像坐标转换为相机坐标系中的相机坐标；其中，相机坐标系以摄像装置的光节点为原点，以平行于图像坐标系的水平方向的轴为x轴，以垂直于图像坐标系的水平面方向的轴为y轴，以垂直于图像坐标系所在的平面指向用户的方向的轴为z轴；第二计算模块，用于将两个瞳孔中心和注视点在相机坐标系中的相机坐标转换为空间坐标系中的空间坐标；其中，空间坐标系以电视机屏幕的左下角为原点，以平行于电视机屏幕的水平方向的轴为x轴，以平行于电视机屏幕的竖直方向的轴为y，以垂直于电视机屏幕指向用户的方向的轴为z轴；\n第三计算模块用于根据两个瞳孔中心和注视点在空间坐标系中的空间坐标，计算出用户的两个瞳孔与电视机屏幕的夹角。 \n[0039] 处理模块3用于根据夹角，改变电视机中的三维光学显示装置的位置，以使用户处于三维光学显示装置射出光线方向规定的角度范围内。 \n[0040] 本实施例中的预测模块1、计算模块2和处理模块3的具体工作过程可以参见本发明基于眼动三维显示角度的控制方法实施例的记载，在此不再赘述。 \n[0041] 本实施例基于眼动三维显示角度的控制装置，通过预测出用户在电视机 屏幕上的注视点，并根据注视点和用户的两个瞳孔的位置，计算出用户的两个瞳孔与所述电视机屏幕的夹角，从而可以根据计算出的夹角改变电视机中的三维光学显示装置的位置，使用户处于三维光学显示装置射出光线方向规定的角度范围内，从而扩宽了用户观看电视时的活动范围。 \n[0042] 最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。