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CN108289211B - 用于虚拟现实头显设备的护眼方法 - Google Patents

用于虚拟现实头显设备的护眼方法 Download PDF

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Abstract

一种用于虚拟现实头显设备的护眼方法，包括以下步骤：步骤S1、将立体影像的图像的以RGB颜色空间表示的第一像素转换成以YUV颜色空间表示的第二像素，步骤S2、基于第二像素确定颜色矢量；该颜色矢量用于降低第一像素的蓝色分量B，并提高第一像素的红色分量R和/或第一像素的绿色分量G，从而将第二像素的亮度分量Y调整为Y1；其中，Y1大于或等于αY，并小于或等于Y；α为预设常数，0＜α＜1；步骤S3、将颜色矢量与第一像素加和，从而得到调色后的第一像素。本发明的护眼方法在保持亮度分量的基础上，降低像素的蓝色分量，从而实现保护视力的效果。

Description

用于虚拟现实头显设备的护眼方法
技术领域
本发明涉及虚拟现实技术领域，尤其涉及一种用于虚拟现实头显设备的护眼方法。
背景技术
虚拟现实头显设备采用近眼显示技术；立体影像光线投射到人的左右眼形成立体视觉。对于虚拟现实头显设备，考虑其产生的光线对眼部的伤害，一般都不建议长时间佩戴。
具体地，彩色影像一般都以红、绿、蓝三原色呈现，其中蓝色分量能量最强。极易造成伤害的高能蓝光的波长在380nm-450nm之间。对视网膜色素影响的研究显示，细胞处于波长在415nm-450nm范围的曝光下将会丧失活性。长此以往，患黄斑变性的概率将大大增加。这些都表明：蓝光长期照射眼睛，对视网膜将产生极大的伤害，轻则诱发干眼症、眼疲劳、生物钟紊乱，严重的会导致眼睛黄斑变性，视力受损甚至是失明。此外，蓝光也干扰人体分泌褪黑素，让人们难以入眠。在这种情况下，虚拟现实设备提供商都想出各种方法来抑制蓝光，然而，在抑制蓝光的同时，影像的亮度会下降。
发明内容
本发明针对上述技术问题，而提出了一种用于虚拟现实头显设备的护眼方法。
本发明就该技术问题而提出的技术方案如下：
本发明提出了一种用于虚拟现实头显设备的护眼方法，包括以下步骤：
步骤S1、将立体影像的图像的以RGB颜色空间表示的第一像素转换成以YUV颜色空间表示的第二像素，Y＝(0.257·R)+(0.504·G)+(0.098·B)+16；其中，Y为第二像素的亮度分量；R为第一像素的红色分量；G为第一像素的绿色分量；B为第一像素的蓝色分量；
步骤S2、基于第二像素确定颜色矢量；该颜色矢量用于降低第一像素的蓝色分量B，并提高第一像素的红色分量R和/或第一像素的绿色分量G，从而将第二像素的亮度分量Y调整为Y1；其中，Y1大于或等于αY，并小于或等于Y；α为预设常数，0＜α＜1；
步骤S3、将颜色矢量与第一像素加和，从而得到调色后的第一像素。
本发明上述的护眼方法中，在步骤S2中，颜色矢量用于将第一像素的蓝色分量B调整为B·b，将第一像素的红色分量R调整为R·r，并将第一像素的绿色分量G调整为G·g；其中，0<b<1；r和g中至少有一个大于1；b为预设蓝色调整系数，r为红色调整系数，g为绿色调整系数。
本发明上述的护眼方法中，步骤S3还包括：对调色后的第一像素进行截断处理，该截断处理的截断函数为：
R′＝cut(R·r)
G′＝cut(G·g)
B′＝B·b
Figure BDA0001206219690000021
其中，R′为先后经过调色和截断处理后的第一像素的红色分量；
G′为先后经过调色和截断处理后的第一像素的绿色分量；
B′为先后经过调色和截断处理后的第一像素的蓝色分量；
R为第一像素的红色分量；
G为第一像素的绿色分量；
B为第一像素的蓝色分量；
r为红色调整系数；
g为绿色调整系数；
b为预设蓝色调整系数。
本发明上述的护眼方法中，步骤S2还包括：
设置比例系数a，g＝r·a；在[1,rmax]中给红色调整系数r取值；其中，
rmax＝(0.859-0.98·b)/(0.257+0.504·a)；
r为红色调整系数；
g为绿色调整系数；
b为预设蓝色调整系数。
本发明上述的护眼方法中，在步骤S1之前，护眼方法还包括：
步骤S101、计算立体影像的图像的所有第一像素的蓝光分量总和，判断该蓝光分量总和是否小于预设蓝光分量总和阈值，若是，则停止执行步骤S1-步骤S3；若否，则执行步骤S1-步骤S3。
本发明上述的护眼方法中，立体影像包括第一影像和第二影像，第一影像和第二影像之间存在视差，第一影像和第二影像用于分别投射到用户的左右眼中；将步骤S1-步骤S3定义为蓝色抑制过程，在步骤S1之前，护眼方法还包括：
在同一时间段内只对第一影像和第二影像中的其中一个执行蓝色抑制过程。
本发明上述的护眼方法中，护眼方法还包括：交替地对第一影像和第二影像执行蓝色抑制过程。
本发明上述的护眼方法中，立体影像包括第一影像和第二影像，第一影像和第二影像之间存在视差，第一影像和第二影像用于分别投射到用户的左右眼中；将预设蓝色调整系数b>0.7的步骤S1-步骤S3定义为蓝色弱抑制过程，将预设蓝色调整系数b<0.5的步骤S1-步骤S3定义为蓝色强抑制过程；护眼方法还包括：
交替地对第一影像或第二影像执行蓝色弱抑制过程和蓝色强抑制过程。
本发明上述的护眼方法中，立体影像包括第一影像和第二影像，第一影像和第二影像之间存在视差，第一影像和第二影像用于分别投射到用户的左右眼中；将预设蓝色调整系数b<0.5的步骤S1-步骤S3定义为蓝色强抑制过程；护眼方法还包括：
交替地对第一影像或第二影像执行和不执行蓝色强抑制过程。
本发明的护眼方法通过将以RGB颜色空间表示的第一像素转换成以YUV颜色空间表示的第二像素，Y＝(0.257·R)+(0.504·G)+(0.098·B)+16；然后，基于第二像素确定颜色矢量；该颜色矢量用于降低蓝色分量B，并升高红色分量R和/或绿色分量G，并将亮度分量Y稳定在一定范围内；然后，再将颜色矢量与第一像素加和，而得到调色后的第一像素。这种技术思路可以在保持亮度分量的基础上，降低像素的蓝色分量，从而实现保护视力的效果。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：
图1示出了本发明第一实施例的护眼方法的流程图的示意图。
具体实施方式
本发明所要解决的技术问题是：现有虚拟现实设备提供商都想出各种方法来抑制蓝光，然而，在抑制蓝光的同时，影像的亮度会下降。本发明就该技术问题而提出的技术思路是：将以RGB颜色空间表示的第一像素转换成以YUV颜色空间表示的第二像素，Y＝(0.257·R)+(0.504·G)+(0.098·B)+16；然后，基于第二像素确定颜色矢量；该颜色矢量用于降低蓝色分量B，并升高红色分量R和/或绿色分量G，并将亮度分量Y稳定在一定范围内；然后，再将颜色矢量与第一像素加和，而得到调色后的第一像素。这种技术思路可以在保持亮度分量的基础上，降低像素的蓝色分量，从而实现保护视力的效果。
为了使本发明的技术目的、技术方案以及技术效果更为清楚，以便于本领域技术人员理解和实施本发明，下面将结合附图及具体实施例对本发明做进一步详细的说明。
第一实施例
如图1所示，图1示出了本发明第一实施例的护眼方法的流程图的示意图。具体地，本实施例所提供的用于虚拟现实头显设备的护眼方法，包括以下步骤：
步骤100、将立体影像的图像的以RGB颜色空间表示的第一像素转换成以YUV颜色空间表示的第二像素，其中，Y＝(0.257·R)+(0.504·G)+(0.098·B)+16；其中，Y为第二像素的亮度分量；R为第一像素的红色分量；G为第一像素的绿色分量；B为第一像素的蓝色分量；
步骤200、基于第二像素确定颜色矢量；该颜色矢量用于降低第一像素的蓝色分量B，并提高第一像素的红色分量R和/或第一像素的绿色分量G，从而将第二像素的亮度分量Y调整为Y1；其中，Y1大于或等于αY，并小于或等于Y；α为预设常数，0＜α＜1；优选地，α可在[0.8,1)内取值。
步骤300、将颜色矢量与第一像素加和，从而得到调色后的第一像素。
在上述实施例中，通过颜色矢量使Y1处于αY与Y之间，可实现在抑制蓝色分量的同时，将立体影像的图像的亮度稳定在一定区间范围内的功能。
进一步地，在步骤200中，颜色矢量用于将第一像素的蓝色分量B调整为B·b，将第一像素的红色分量R调整为R·r，并将第一像素的绿色分量G调整为G·g，其中，0<b<1；r和g中至少有一个大于1；b为预设蓝色调整系数，r为红色调整系数，g为绿色调整系数。
步骤300还包括：对调色后的第一像素进行截断处理，该截断处理的截断函数为：
R′＝cut(R·r)
G′＝cut(G·g)
B′＝B·b
Figure BDA0001206219690000051
其中，R′为先后经过调色和截断处理后的第一像素的红色分量；
G′为先后经过调色和截断处理后的第一像素的绿色分量；
B′为先后经过调色和截断处理后的第一像素的蓝色分量；
R为第一像素的红色分量；
G为第一像素的绿色分量；
B为第一像素的蓝色分量；
r为红色调整系数；
g为绿色调整系数；
b为预设蓝色调整系数。
通过截断处理，使得经过调色和截断处理后的第一像素的红色分量和绿色分量都不超过255。
进一步地，步骤300还包括：采用虚拟现实头显设备显示经过调色和截断处理后的第一像素。
进一步地，步骤200还包括：设置比例系数a，g＝r·a；在本实施例中，取a＝1，这样，g＝r；这样，在蓝光分量被抑制时，红光分量和绿光分量同步补偿亮度分量；在其他实施例中，若希望像素色调偏绿，则可以取a>1；若希望像素色调偏红，可以取a＜1。
进一步地，在本实施例中，由于Y1小于或等于Y，则有：
(0.257·R·r)+(0.504·G·r·a)+(0.098·B·b)≤(0.257·R)+(0.504·G)+(0.098·B)
取白色调色板来进行亮度调节，即令R＝G＝B，则有：
(0.257·r)+(0.504·r·a)+(0.098·b)≤0.257+0.504+0.098
r≤(0.859-0.98·b)/(0.257+0.504·a)
令rmax＝(0.859-0.98·b)/(0.257+0.504·a)，则有r≤rmax。
基于上述计算结果，在步骤200中，在[1,rmax]中给红色调整系数r取值。
进一步地，在步骤100之前，护眼方法还包括：
计算立体影像的图像的所有第一像素的蓝光分量总和，判断该蓝光分量总和是否小于预设蓝光分量总和阈值，若是，则停止执行步骤100-步骤300；若否，则执行步骤100-步骤300。采用第一实施例的护眼方法后，图像的画面整体会偏黄。
第二实施例
第二实施例是基于第一实施例而实现的，具体地，立体影像包括第一影像和第二影像，第一影像和第二影像之间存在视差，第一影像和第二影像用于分别投射到用户的左右眼中，从而使用户体验到立体影像的立体效果。将步骤100-步骤300定义为蓝色抑制过程，在步骤100之前，护眼方法还包括：
在同一时间段内只对第一影像和第二影像中的其中一个执行蓝色抑制过程。
优选地，护眼方法还包括：交替地对第一影像和第二影像执行蓝色抑制过程。在这里，对第一影像执行蓝色抑制过程的时间段和对第二影像执行蓝色抑制过程的时间段可以不同，也可以相同。通过这种方法，可以在一时间段内只抑制左眼蓝光，在另一时间段内只抑制右眼蓝光，这样，总有一只眼能看到蓝色保持较好的图像，双眼视觉最后合成可以获得较好的色彩保护，并且从累积效应上减轻了蓝光对眼睛的照射；此外，相比于单纯的防蓝光镀膜和简单的整画面蓝光压制，采用该方法的色彩效果保持更好。
第三实施例
第三实施例是基于第一实施例而实现的。具体地，立体影像包括第一影像和第二影像，第一影像和第二影像之间存在视差，第一影像和第二影像用于分别投射到用户的左右眼中，从而使用户体验到立体影像的立体效果。将预设蓝色调整系数b>0.7的步骤100-步骤300定义为蓝色弱抑制过程，将预设蓝色调整系数b<0.5的步骤100-步骤300定义为蓝色强抑制过程；护眼方法还包括：
交替地对第一影像或第二影像执行蓝色弱抑制过程和蓝色强抑制过程。
在这里，蓝色弱抑制过程的执行时间段和蓝色强抑制过程的执行时间段可以不同，也可以相同。
或者，护眼方法还包括：
交替地对第一影像或第二影像执行和不执行蓝色强抑制过程。
在这里，蓝色强抑制过程的执行时间段和蓝色强抑制过程的不执行时间段可以不同，也可以相同。
采用第三实施例的护眼方法可以提高用户的眼睛舒适度。蓝色弱抑制过程和蓝色强抑制过程的交替频率，或者执行和不执行蓝色强抑制过程的交替频率较大时，人眼不会感觉到画面有跳动，整体画面会偏黄，但影像亮度会更亮。
应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (8)

1.一种用于虚拟现实头显设备的护眼方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤S1、将立体影像的图像的以RGB颜色空间表示的第一像素转换成以YUV颜色空间表示的第二像素，其中，Y＝(0.257·R)+(0.504·G)+(0.098·B)+16；其中，Y为第二像素的亮度分量；R为第一像素的红色分量；G为第一像素的绿色分量；B为第一像素的蓝色分量；
步骤S2、基于第二像素确定颜色矢量；该颜色矢量用于降低第一像素的蓝色分量B，并提高第一像素的红色分量R和/或第一像素的绿色分量G，从而将第二像素的亮度分量Y调整为Y1；其中，Y1大于或等于αY，并小于或等于Y；α为预设常数，0＜α＜1；即通过将Y调整为Y1，获取新的R1、G1、B1，R1为Y1亮度分量下的红色分量、G1为Y1亮度分量下的绿色分量、B1为Y1亮度分量下的蓝色分量，其中R1大于R和/或G1大于G，B1须小于B，R1、G1、B1与R、G、B之间的差值即为颜色矢量；
步骤S3、将颜色矢量与第一像素加和，得到调色后的第一像素，其蓝色分量B调整为B·b，将第一像素的红色分量R调整为R·r，并将第一像素的绿色分量G调整为G·g；其中，0<b<1；r和g中至少有一个大于1；b为预设蓝色调整系数，r为红色调整系数，g为绿色调整系数。
2.根据权利要求1所述的护眼方法，其特征在于，步骤S3还包括：对调色后的第一像素进行截断处理，该截断处理的截断函数为：
R′＝cut(R·r)
G′＝cut(G·g)
B′＝B·b
Figure FDA0002555263680000011
其中，R′为先后经过调色和截断处理后的第一像素的红色分量；G′为先后经过调色和截断处理后的第一像素的绿色分量；B′为先后经过调色和截断处理后的第一像素的蓝色分量；R为第一像素的红色分量；
G为第一像素的绿色分量；B为第一像素的蓝色分量；r为红色调整系数；g为绿色调整系数；b为预设蓝色调整系数。
3.根据权利要求2所述的护眼方法，其特征在于，步骤S2还包括：设置比例系数a，g＝r·a；在[1,rmax]中给红色调整系数r取值；其中，rmax＝(0.859-0.98·b)/(0.257+0.504·a)；
r为红色调整系数；g为绿色调整系数；b为预设蓝色调整系数。
4.根据权利要求1所述的护眼方法，其特征在于，在步骤S1之前，护眼方法还包括：步骤S101、计算立体影像的图像的所有第一像素的蓝光分量总和，判断该蓝光分量总和是否小于预设蓝光分量总和阈值，若是，则停止执行步骤S1-步骤S3；若否，则执行步骤S1-步骤S3。
5.根据权利要求1所述的护眼方法，其特征在于，立体影像包括第一影像和第二影像，第一影像和第二影像之间存在视差，第一影像和第二影像用于分别投射到用户的左右眼中；将步骤S1-步骤S3定义为蓝色抑制过程，在步骤S1之前，护眼方法还包括：
在同一时间段内只对第一影像和第二影像中的其中一个执行蓝色抑制过程。
6.根据权利要求5所述的护眼方法，其特征在于，护眼方法还包括：交替地对第一影像和第二影像执行蓝色抑制过程。
7.根据权利要求1所述的护眼方法，其特征在于，立体影像包括第一影像和第二影像，第一影像和第二影像之间存在视差，第一影像和第二影像用于分别投射到用户的左右眼中；将预设蓝色调整系数b>0.7的步骤S1-步骤S3定义为蓝色弱抑制过程，将预设蓝色调整系数b<0.5的步骤S1-步骤S3定义为蓝色强抑制过程；护眼方法还包括：
交替地对第一影像或第二影像执行蓝色弱抑制过程和蓝色强抑制过程。
8.根据权利要求1所述的护眼方法，其特征在于，立体影像包括第一影像和第二影像，第一影像和第二影像之间存在视差，第一影像和第二影像用于分别投射到用户的左右眼中；将预设蓝色调整系数b<0.5的步骤S1-步骤S3定义为蓝色强抑制过程；护眼方法还包括：
交替地对第一影像或第二影像执行和不执行蓝色强抑制过程。
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