[发明专利]在心理视觉调制技术中用于实现裸眼视图的方法

说明书

技术领域

本发明涉及的是一种图像和信号显示领域的系统，具体是一种在心理视觉调制技术中用于实现裸眼视图的方法。

背景技术

心理视觉调制显示技术是一种新型的显示技术，它利用了人类视觉系统相对低的时间分辨率，通过信号的分解和融合。心理视觉调制显示技术的合理性有两方面：其一，人类视觉系统对于超过临界频率的高速改变视觉信号无法分辨；其二，现代显示技术已经允许显示设备运行在120Hz或更高的刷新率上。因此，这种技术可以通过一个显示设备给不同的观看者显示不同的画面。

心理视觉调制显示技术在物理上可以通过高速显示设备上的若干原子图像以及与其同步的动态液晶眼睛来实现。液晶眼镜是一款挡光设备，它可以控制透过眼镜的亮度。基于心理视觉调制显示技术的高速显示设备则发射一组称为原子帧的高速图像，其发射频率高于人类视觉系统的临界频率。这些原子帧在进入人类视觉系统之前，被液晶眼镜同步地进行幅度调制，然后在人类视觉系统中融合成一个目标图像。这样一来，通过不同的液晶眼镜设备，使用者通过在、相同的显示设备上可以看到不同的画面。

在显示过程中，我们已知的是所要成像的目标图像，而如何设计原子图像以及各调制权重从本质上来说是一个非负矩阵分解问题。而事实上，由于光的能量以及液晶眼镜的调制权重不能为负值，且调制权重和图像的灰度值都有上界，心理视觉调制显示技术是一个有上界的非负矩阵分解问题。

由于传统的心理视觉调制显示技术中，裸眼视图是模糊的，这正是本发明正要解决的问题。

发明内容

本发明针对现有技术存在的裸眼视图模糊的缺陷，提出了一种在心理视觉调制技术中用于实现裸眼视图的方法，采用基于分层最小平方非负矩阵分解的改进算法，可以为心理视觉调制显示技术提供一个清晰的裸眼视图。

本发明根据现有心理视觉调制显示技术的目标函数，结合裸眼视图的要求，提出新的目标函数。同时，在当前先进的分层最小平方非负矩阵分解方法的基础上，做出一定的调整，使之适应新提出的目标函数。从而，提出了一种快速、有效的非负矩阵分解算法，使得心理视觉调制显示技术能够为使用者提供一个清晰的裸眼视图。另外，根据使用场景的不同，通过对新提出的目标函数中各参数的调整，可以控制裸眼视图和非裸眼视图的清晰度以适用于不同的场合。

本发明是通过以下技术方案实现的，本发明包括以下步骤：

第一步、基于传统心理调制显示技术中的非负矩阵分解目标函数，考虑裸眼需求，提出新的目标函数，用以实现裸眼视图；

将图像帧列向量化，得到目标呈现的裸眼视图向量和非裸眼视图矩阵，并根据用以实现裸眼视图，其中，s是非裸眼视图光强系数，取值大于1；Y是需要进行分解的图像矩阵；X是分解得到的原子帧；W是分解得到的调制权重矩阵；s₀是裸眼视图光强系数，λ_sh用来控制裸眼视图质量，λ_sp用来控制调制权重矩阵的稀疏程度；

第二步、基于现有的分层最小平方的非负矩阵解法，对其做出调整以适用于步骤一中新提出的目标函数，从而提出采用基于分层最小平方非负矩阵分解的改进算法，用以求解在第一步中提出的目标函数。

第三步、调整第一步中目标函数的参数选择，包括非裸眼视图光强系数s,裸眼视图光强系数s₀，裸眼视图质量控制系数λ_sh，调制权重举证稀疏度控制系数λ_sp，使得采用基于分层最小平方非负矩阵分解的改进算法可以应用于不同的落裸眼和非裸眼视图的清晰度需求。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

本发明的原理是，考虑到原有心理视觉调制技术的求解，对一组高速的原子帧的线性组合并没有任何要求，使得裸眼视图呈现模糊的图像。在引入该限制后，通过对新目标的求解，可以让原子帧直接的线性组合呈现出清晰的图像。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1是本发明实施例的原理图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。