[发明专利]可调节式虚拟现实头盔的图像矫正方法和系统

说明书

技术领域

本发明涉及图像矫正技术，更具体地，涉及一种可调节式虚拟现实头盔的图像矫正方法和系统。

背景技术

近年来，随着虚拟现实技术的逐步成熟，各种虚拟现实头盔陆续出现，其实现原理是将小型二维显示器(例如LCD显示屏)所产生的影像藉由光学系统放大。具体而言，小型显示器所发射的光线经过凸透镜使影像因折射产生类似远方效果。同时左右眼屏幕通过左右眼透镜分别显示左右眼的图像，人眼获取这种带有视差的信息后在大脑中产生具有立体感的影像。

虚拟现实头盔的光学系统必然会引入光学畸变和色差效应。

光学畸变的原因是由于透镜的放大率会随光束和透镜主轴间所成角度而改变而非恒定值。根据光学系统透镜的不同，可能产生桶形或者枕形畸变，并且越靠近边缘畸变就越大，中心位置几乎无畸变。其中虚拟现实头盔中的光学系统一般产生的是枕形畸变。

色差效应是由于不同色光的波长和折射率不同而导致的。可见光中红色波长较长，折射率小，蓝色波长较短，折射率大。色差会导致两种结果：物点不能很好的聚焦成一个完美的像点，造成成像模糊；成像画面边缘部分会有彩虹现象，尤其是明暗(黑白)交界处。

消除光学畸变和色差效应可以通过高级的消畸消色差透镜(组)来完成，但无法100％消除畸变与色差，还需要通过数字图像处理技术进行进一步矫正补偿，例如对于存在枕形畸变的光学系统，先将原图像进行桶形畸变，经过存在枕形畸变的光学系统后正好抵消，最后人眼看到的是正常无畸变的图像，或者例如色差补偿，针对RGB三种颜色分别设置三套不同参数进行运算以进行色差补偿。目前矫正算法中应用最广泛的是高阶多项式模型(通常要展开到三阶以上)，将图像矫正参数带入到多项式中进行运算，根据运算结果进行图像矫正。

目前的虚拟现实头盔可以分为不可调节式和可调节式，可调节式是指头盔的物理结构可以改变，例如左右眼镜片中心距离可以调节，镜片与屏幕的距离可以调节等，可调节式头盔适用于大多数用户，例如不同瞳距或远近视眼等用户。但发明人发现，对于可调节式头盔，由于图像矫正参数不会改变，结构调整后仍然使用原来的图像矫正参数，会导致图像矫正效果变差，特别是当物理结构变化较大时，会对最终成像将造成很大的影响，人眼将直接感受到图像变形与色差效应。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种适用于可调节式虚拟现实头盔的图像矫正的新的技术方案。

根据本发明的第一方面，提供了一种可调节式虚拟现实头盔的图像矫正方法，包括以下步骤：在头盔中预先存储结构参数和图像矫正参数的对应关系表以及头盔的图像矫正公式；获取头盔的实时结构参数；在对应关系表中查找与实时结构参数最接近的结构参数对应的图像矫正参数；根据查找出的图像矫正参数调用图像矫正公式进行图像矫正。

优选地，图像矫正参数包括图像畸变参数和/或图像色差参数，图像矫正公式包括图像畸变校正公式和/或图像色差补偿公式。

优选地，结构参数和图像矫正参数的对应关系是通过拟合实验获得。

优选地，结构参数包括左右镜片中心之间的距离和/或镜片到屏幕的距离。