一種用于測量立體視覺舒適度的系統(tǒng)及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明屬于三維立體顯示質(zhì)量評價技術(shù)，具體涉及了用于估算因觀看立體內(nèi)容而引起的視覺舒適度的軟硬件系統(tǒng)，以及相應(yīng)的操作方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，立體顯示技術(shù)在許多領(lǐng)域得到越來越多的應(yīng)用。但由于技術(shù)和成本的限制，立體顯示技術(shù)的發(fā)展受到很多阻礙。這些問題的存在使得人們不便長期觀看立體顯示，更不利于一些特殊人群，如小孩觀看；這不僅嚴重影響用戶體驗，也制約了三維顯示技術(shù)的發(fā)展，及其相關(guān)產(chǎn)品的應(yīng)用普及。其中，一個很重要的因素是:3D顯示的成像原理和人的視覺系統(tǒng)工作機制存在沖突，降低了觀看者的視覺舒適度。因此，立體顯示觀看過程中的視覺舒適度問題成為研究的熱點。
[0003]目前的立體顯示視覺舒適度數(shù)據(jù)檢測方法主要有主觀測量和客觀測量兩種。前者是讓觀看者在觀看之后主觀表述觀看不適感的程度，或者完成一些相關(guān)的問卷；后者主要是通過測量與視覺舒適度相關(guān)的一些生理指標，來間接反映視覺舒適度的程度。這兩類方法都各有一些局限性，不過目前為止主觀方法仍然是更加成熟、被更廣泛接受的方法。
[0004]為了解決上述問題，本發(fā)明提出了一套用于測量立體視覺舒適度的系統(tǒng)及方法，該系統(tǒng)提供了進行視覺舒適度測量所需的硬件布局、軟件系統(tǒng)以及測量方法。通過本系統(tǒng)及方法，能夠簡單快速地定量測量不同立體內(nèi)容之間的相對舒適度，以及連續(xù)觀看時的舒適度累積效果，可用于檢測立體顯示內(nèi)容，以及指導(dǎo)制作舒適的立體資源等。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明提供了一種用于測量立體視覺舒適度的系統(tǒng)及方法，用于檢測人們在觀看三維立體顯示內(nèi)容時的視覺舒適度。本系統(tǒng)及方法能夠?qū)⒍鄠€視覺刺激集成起來，構(gòu)成相對比較的刺激對，或者連續(xù)觀看的完整視頻，并且還能夠同時采集用戶觀看過程中的主觀評價結(jié)果。
[0006]本發(fā)明的技術(shù)方案為:
[0007]—種用于測量立體視覺舒適度的方法，其步驟為:
[0008]I)從待測立體資源中選取若干視覺刺激單元，并將其分別與設(shè)定的基準視覺刺激單元進行組合，得到若干個刺激對；
[0009]2)在三維立體顯示器上播放所述刺激對，并在播放時采集用戶的主觀打分數(shù)據(jù)和客觀指標數(shù)據(jù)；
[0010]3)根據(jù)采集得到的結(jié)果計算該待測立體資源的視覺舒適度。
[0011]進一步的，所述客觀指標數(shù)據(jù)的采集方法為:采用用戶觀看播放時的眼部畫面，然后從該眼部畫面中提取用戶的眼動信息，根據(jù)提取的眼動信息確定所述客觀指標數(shù)據(jù)。
[0012]進一步的，所述步驟2)中，對每對刺激分別以正反兩種順序呈現(xiàn)，且在播放兩相鄰兩刺激對之間播放一設(shè)定的過渡畫面。
[0013]—種用于測量立體視覺舒適度的系統(tǒng)，其特征在于，包括視覺刺激集成子模塊131和相對舒適度評價子模塊132，觀看內(nèi)容呈現(xiàn)模塊120 ;其中，
[0014]視覺刺激集成子模塊131，用于從待測立體資源中選取若干視覺刺激單元，并將其分別與設(shè)定的基準視覺刺激單元進行組合，得到若干個刺激對；
[0015]觀看內(nèi)容呈現(xiàn)模塊120，用于在三維立體顯示器上播放所述刺激對；
[0016]相對舒適度評價子模塊132，用于根據(jù)在三維立體顯示器上播放所述刺激對時采集的主觀打分數(shù)據(jù)和客觀指標數(shù)據(jù)，計算該待測立體資源的視覺舒適度。
[0017]進一步的，還包括一連續(xù)觀看內(nèi)容集成子模塊141，用于從所有需要進行連續(xù)觀看的視覺刺激中進行隨機選擇，并集成為可以連續(xù)觀看的完整視頻；一累積舒適度評價子模塊142，用于根據(jù)在三維立體顯示器上播放所述完整視頻時采集的主觀打分數(shù)據(jù)和客觀指標數(shù)據(jù)，得到累積視覺舒適度和舒適度變化趨勢。
[0018]進一步的，所述完整視頻的內(nèi)容包括立體視頻和平面視頻，當首先呈現(xiàn)的是立體視頻時，則后續(xù)呈現(xiàn)的為平面視頻；反之，當首先呈現(xiàn)的是平面視頻時，則后續(xù)呈現(xiàn)的為立體視頻。
[0019]進一步的，所述完整視頻中還集成了三個過渡視頻，分別出現(xiàn)在該完整視頻的開頭、中部和末尾。
[0020]進一步的，所述客觀指標數(shù)據(jù)的采集方法為:采用用戶觀看播放時的眼部畫面，然后從該眼部畫面中提取用戶的眼動信息，根據(jù)提取的眼動信息確定所述客觀指標數(shù)據(jù)。
[0021]進一步的，所述觀看內(nèi)容呈現(xiàn)模塊120對每對刺激分別以正反兩種順序呈現(xiàn)，且在播放兩相鄰兩刺激對之間播放一設(shè)定的過渡畫面。
[0022]本發(fā)明中的視覺舒適度檢測系統(tǒng)包括硬件和軟件兩大部分。
[0023]系統(tǒng)中需要用到的硬件包括計算機、紅外攝像機、紅外光源、視覺舒適度主觀打分裝置等設(shè)備和儀器。在用戶觀看顯示器上播放的三維內(nèi)容的過程中，紅外攝像機(結(jié)合紅外光源使用)全程錄制用戶的眼部畫面，并通過主觀打分裝置來記錄視覺舒適度。
[0024]系統(tǒng)中的軟件則能夠把測量的整個過程集成為無縫的流程。包括:對用戶的檢查、篩選、培訓(xùn)，三維內(nèi)容的顯示、主觀評價的記錄、結(jié)果數(shù)據(jù)存儲等功能。其中，三維內(nèi)容既包括圖片也包括視頻，主觀評價既包括視覺舒適度的總體評分，也包括多項更具體的癥狀評價。
[0025]由于本系統(tǒng)的操作既包括軟件的運行，也包括儀器設(shè)備的使用，因此本發(fā)明設(shè)計了一套操作方法來配合軟硬件系統(tǒng)，能夠在軟件系統(tǒng)的運行過程無縫集成為完整的測量流程。
[0026]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有下列有益效果:
[0027]首先，本發(fā)明通過軟件系統(tǒng)和操作方法相結(jié)合，將整個測量過程無縫集成，顯著提尚了易用性。
[0028]其次，本發(fā)明設(shè)定的流程中，用戶通過觀看軟件系統(tǒng)中提供的培訓(xùn)演示，即能很快掌握每個步驟，大大提高測量效率。
[0029]最后，系統(tǒng)支持結(jié)果數(shù)據(jù)的規(guī)范化存儲，便于后續(xù)進一步的分析和使用。
【附圖說明】
[0030]圖1本系統(tǒng)的軟件架構(gòu)圖；
[0031]圖2相對比較流程圖；
[0032]圖3相對舒適度分值；
[0033]圖4連續(xù)觀看視頻的集成結(jié)構(gòu)；
[0034]圖5連續(xù)觀看流程圖；
[0035]圖6即時舒適度分值。
【具體實施方式】
[0036]為了更好的理解本發(fā)明的技術(shù)方案，下面結(jié)合附圖及具體實施例對本發(fā)明做進一步的詳細描述。
[0037]本發(fā)明公開了一套針對觀看三維立體顯示內(nèi)容的視覺舒適度檢測系統(tǒng)和方法，該系統(tǒng)提供了進行視覺舒適度檢測所需的硬件布局、軟件系統(tǒng)以及檢測方法，能夠簡單快速地定量測量觀看立體顯示所造成的視覺舒適度并基于主觀評價進行結(jié)果驗證。
[0038]本發(fā)明將實驗設(shè)備布置在空間足夠的房間中進行，且房間內(nèi)的濕度，溫度和光照均可使用平常的室內(nèi)環(huán)境狀態(tài)。為了保證用戶的視覺狀態(tài)良好，建議將測量安排在上午九點和下午兩點進行；因為前期對受試者的采訪表示在這兩個時間段，他們的眼睛剛剛得到較好的休息，視覺狀態(tài)為一天中較為良好的時候。當然，在條件一致的前提下，或者僅僅出于試驗的目的，也可以安排在其它時間進行。
[0039]實驗需要采用計算機的顯示器來顯示三維內(nèi)容，包括三維視頻以及過渡畫面等。該顯示器可以是各種類型的三維顯示器，比如:紅藍立體顯示器、偏光立體顯示器、頻閃式立體顯示器、裸眼立體顯示器、紅藍立體投影屏、偏光立體投影屏、頻閃式立體投影屏、裸眼立體投影屏等。用戶坐在到顯示器一定距離的位置上，該位置以及用戶的視線方向在測量開始前可以微調(diào)，從而獲得合適的觀看距離和角度。當采用紅藍立體顯示器、偏光立體顯示器、頻閃式立體顯示器、紅藍立體投影屏、偏光立體投影屏、頻閃式立體投影屏等顯示設(shè)備進行觀看時，用戶需要佩戴相應(yīng)的紅藍眼鏡、偏光眼鏡或者頻閃式眼鏡等。
[0040]實驗還需要用到一臺紅外攝像機來記錄觀看全過程中用戶的眼部畫面；這些畫面后續(xù)將用于從中提取用戶的眼動信息，具體來說即用戶的眨眼頻率和閉眼時長，由系統(tǒng)自動提取；該信息能夠做為反映視覺舒適度的客觀指標。為了能夠提高后續(xù)處理結(jié)果的精確度，通常要求攝像機具有較高的空間分辨率和較高的幀率。
[0041]紅外攝像機所需的紅外照明由一個紅外光源提供。為了能夠獲得足夠清晰的成像，同時又不對用戶的眼睛產(chǎn)生負面影響，紅外光源的強度應(yīng)該調(diào)節(jié)到適當?shù)姆秶?br>[0042]用戶在觀看過程中對視覺舒適度的主觀評分通過舒適度主觀打分裝置來采集。其使用方法與專利《一種三維立體顯示資源的視疲勞檢測系統(tǒng)和方法》(申請?zhí)?201410019363X)所述的主觀視疲勞連續(xù)打分裝置使用方法類似。
[0043]本發(fā)明中的軟件系統(tǒng)為整個測量操作提供了集成框架和各種運行模塊，其架構(gòu)圖如圖1所示，可劃分為表現(xiàn)層、應(yīng)用層和數(shù)據(jù)層三大部分。當采用本發(fā)明來進行實驗時，處理流程如下:首先，選取或創(chuàng)建實驗所需的資源(比如:過渡圖片、刺激對和完整連續(xù)視頻)；然后，根據(jù)實驗的及需要組織和安排資源的相對順序，并進行播放；接下來，在播放的過程中同時采集主觀打分數(shù)據(jù)和客觀指標數(shù)據(jù)；最后，根據(jù)采集得到的結(jié)果即可了解視覺舒適度的程度和變化趨勢等。
[0044]表現(xiàn)層包括兩個模塊:培訓(xùn)演示模塊110和觀看內(nèi)容呈現(xiàn)模塊120。
[0045]其中，培訓(xùn)演示模塊110又包括操作過程演示子模塊111和操作過程練習(xí)子模塊112。操作過程演示子模塊111以視頻教程的方式播放并演示測量操作的完整流程，用戶仔細觀看完該演示之后，即可對整個測量過程建立直觀的印象和理解。操作過程練習(xí)子模塊112同樣以視頻教程的方式播放并演示各種儀器的使用方法，包括:視