[發明專利]適用于光學穿透式頭戴顯示器的顏色對比增強繪制方法、裝置以及系統

有效

• 申請號: 202010181920.3
• 申請日: 2020-03-16
• 公開（公告）號: CN111402354B
• 公開（公告）日: 2020-12-25
• 發明（設計）人: 王銳;鮑虎軍;張云錦
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: G06T11/00
• 分類號: G06T11/00;G06T7/90
• 代理公司: 杭州天勤知識產權代理有限公司 33224
• 代理人: 曹兆霞

1.一種適用于光學穿透式頭戴顯示器的顏色對比增強繪制方法，其特征在于，所述顏色對比增強繪制方法包括以下步驟：

(1)實時采集背景環境以獲得背景視頻，對所述背景視頻進行預處理，獲得處理后的背景視頻；

(2)將原始繪制顏色和處理后的背景視頻顏色從各自的顏色空間轉換到CIELAB顏色空間；

(3)在CIELAB顏色空間內，利用以下公式計算理想最優繪制顏色，然后為理想最優繪制顏色依次施加色差約束、色品飽和度約束、亮度約束、最小可覺差約束，得到最優繪制顏色；

其中，I和B分別表示理想最優繪制顏色和高斯模糊后的背景視頻顏色在縮放為單位球的CIELAB顏色空間中的三維坐標，O表示坐標原點，O同時也是單位球的球心，dist(·)表示空間中兩點間的歐氏距離，norm(·)表示將向量歸一化，表示起點為O，終點為B的向量；

(4)將所述最優繪制顏色從CIELAB顏色空間轉換回原始繪制顏色空間后，利用轉換后的最優繪制顏色代替原始繪制顏色進行實時繪制。

2.如權利要求1所述的適用于光學穿透式頭戴顯示器的顏色對比增強繪制方法，其特征在于，所述對所述背景視頻進行預處理包括：

對所述背景視頻進行高斯模糊處理；

對高斯處理后的背景視頻進行視野矯正，使背景視頻的幀圖像與繪制畫面實現像素精度一一映射，矯正公式為：

其中，u和v分別代表繪制畫面在水平和垂直方向上的紋理坐標，x和y分別代表背景視頻的幀圖像在水平和垂直方向上的紋理坐標；s_u和s_v分別代表背景視頻的幀圖像在水平和垂直方向上的紋理坐標的縮放系數，b_u和b_v分別代表背景視頻的幀圖像在水平和垂直方向上的紋理坐標的偏移量。

3.如權利要求1所述的適用于光學穿透式頭戴顯示器的顏色對比增強繪制方法，其特征在于，步驟(2)的具體步驟為：

(2-1)將原始繪制顏色和處理后的背景視頻顏色從各自原始的顏色空間轉換到CIELAB顏色空間；

(2-2)將CIELAB顏色空間的原始繪制顏色和背景視頻顏色的三維坐標縮放至單位球范圍內，即縮放后CIELAB顏色空間中任意顏色對應的三維坐標到原點的歐氏距離小于等于1。

4.如權利要求1所述的適用于光學穿透式頭戴顯示器的顏色對比增強繪制方法，其特征在于，步驟(3)中，

色差約束：最優繪制顏色與原始繪制顏色的顏色差異應保持在一定范圍內，色差約束的定義如下：

其中，表示兩個顏色在CIELAB顏色空間中的顏色差異，l_opt和l_d分別代表最優繪制顏色和原始繪制顏色，λ_E表示一個色差閾值，其值為正；

色品飽和度約束：最優繪制顏色的色品飽和度不應減小，色品飽和度約束的定義如下：

ch_opt-ch_d≥0

其中，ch_opt和ch_d分別代表最優繪制顏色和原始繪制顏色在CIELAB顏色空間的色品飽和度；

亮度約束：最優繪制顏色與原始繪制顏色的亮度差異應保持在一定范圍內，亮度約束的定義如下：

ΔL^*(l_opt,l_d)≤λ_L

其中，ΔL^*(·)表示兩個顏色在CIELAB顏色空間中的亮度差異，λ_L表示一個亮度閾值，其值為正；

最小可覺差約束：最優繪制顏色與背景視頻顏色應具有人眼可分辨的色差，最小可覺差約束的定義如下：

其中，l_b代表背景視頻顏色，λ_JND表示最小可覺差，其值為正。