裸眼3d私隱式虛擬人機(jī)交互系統(tǒng)及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本發(fā)明涉及顯示技術(shù)和人機(jī)交互技術(shù)領(lǐng)域，更具體地，涉及一種裸眼3D私隱式虛擬人機(jī)交互系統(tǒng)及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]傳統(tǒng)的人機(jī)交互方式，要求顯示屏幕顯示清晰的內(nèi)容以達(dá)到信息反饋給操作者的目的。但顯示屏幕的大視角使得非操作者也可窺視到操作信息，這就降低了信息的私隱性和保密性，尤其是在一些保密性要求較高的場(chǎng)合中，存在信息泄露的風(fēng)險(xiǎn)，如在銀行的ATM機(jī)進(jìn)行操作，則可能導(dǎo)致操作者的密碼與交易信息被側(cè)面的旁人窺視到，進(jìn)而給持卡人帶來(lái)經(jīng)濟(jì)損失。
[0003]現(xiàn)在這方面保密性措施還比較單一，如夏普幾年前的9020C款手機(jī)，它的防窺竊功能使得只有操作者能看到屏幕信息而旁邊位置看不清楚，但還存在著保密性不夠等問(wèn)題，如防窺視廣角較小，圖像雜亂性不夠等問(wèn)題，給持卡人帶來(lái)隱患。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種裸眼3D私隱式虛擬人機(jī)交互系統(tǒng)及方法，該人機(jī)交互系統(tǒng)不但防窺視廣角較大，而且圖像的雜亂性也比較大，保證人機(jī)交互系統(tǒng)顯示的私密性。
[0005]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:
一種裸眼3D私隱式虛擬人機(jī)交互系統(tǒng)，包括圖像獲取設(shè)備、圖像處理與信息判定終端及3D顯示屏幕；圖像獲取設(shè)備用于獲取用戶(hù)手部在3D顯示屏幕的操作界面內(nèi)的按鈕上進(jìn)行操作的手勢(shì)圖像；圖像處理與信息判定終端用于對(duì)圖像獲取設(shè)備獲取的手勢(shì)圖像進(jìn)行處理，以確定用戶(hù)手部點(diǎn)擊的按鈕與想執(zhí)行的操作，在對(duì)應(yīng)的左眼圖像和右眼圖像上執(zhí)行相應(yīng)的操作后將處理過(guò)的左眼圖像和右眼圖像傳輸至3D顯示屏幕;3D顯示屏幕用于載入左眼圖像和右眼圖像并顯示3D圖像;所述左眼圖像和右眼圖像均基于隨機(jī)散點(diǎn)圖繪制。
[0006]上述方案中，通過(guò)將3D顯示技術(shù)與隨機(jī)散點(diǎn)圖相結(jié)合，使操作者只有在3D顯示的左右眼視區(qū)內(nèi)才能看到隱藏的交互畫(huà)面，而在其他位置只能看到隨機(jī)散點(diǎn)，增大了人機(jī)交互系統(tǒng)的防窺視廣角，提高了圖像的雜亂性，保證人機(jī)交互系統(tǒng)顯示的私密性。
[0007]優(yōu)選地，所述圖像獲取設(shè)備為攝像機(jī)。
[0008]優(yōu)選地，為了保證攝像機(jī)可以拍攝完整個(gè)屏幕前方的區(qū)域，將所述攝像機(jī)的視角設(shè)置為大于等于90°。
[0009]優(yōu)選地，所述攝像機(jī)的個(gè)數(shù)為兩個(gè)，兩個(gè)攝像機(jī)分別位于人眼成像的虛擬屏幕的左上角與右上角，且均與水平面成45°夾角。
[0010]優(yōu)選地，為了防止遮蔽效應(yīng)，將所述攝像機(jī)的個(gè)數(shù)設(shè)置為兩個(gè)以上，且所有攝像機(jī)拍攝區(qū)域的并集為整個(gè)屏幕前方的區(qū)域。
[0011]優(yōu)選地，3D顯示屏幕的操作界面內(nèi)的按鈕呈隨機(jī)顯示。這樣設(shè)置可以進(jìn)一步增加圖像的雜亂性，防止按鈕固定顯示時(shí)，旁觀者根據(jù)操作者的操作就可以大概猜出圖像中的
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[0012]優(yōu)選地，為了提示操作者正在執(zhí)行的操作，裸眼3D私隱式虛擬人機(jī)交互系統(tǒng)還包括播放器，當(dāng)用戶(hù)手部點(diǎn)擊按鈕時(shí)，播放器播出聲音。
[0013]優(yōu)選地，所述3D顯示屏幕為指向性背光式的裸眼3D顯示屏幕。指向性背光式的裸眼3D顯示屏幕僅向屏幕前方提供兩個(gè)視區(qū)，只有操作者的左、右眼同時(shí)位于視區(qū)內(nèi)才可以看見(jiàn)隨機(jī)散點(diǎn)圖內(nèi)隱藏的操作界面，而在其他位置只能看到隨機(jī)散點(diǎn)，進(jìn)一步增加了人機(jī)交互系統(tǒng)顯示的私密性。
[0014]一種裸眼3D私隱式虛擬人機(jī)交互方法，包括如下步驟:
步驟1.1:基于隨機(jī)散點(diǎn)圖繪制3D顯示所需的左眼圖像及右眼圖像；
步驟1.2:用3D顯示屏幕載入左眼圖像和右眼圖像并顯示3D圖像；
步驟1.3:用圖像獲取設(shè)備獲取用戶(hù)手部在3D顯示屏幕的操作界面內(nèi)的按鈕上操作的手勢(shì)圖像；
步驟1.4:用圖像處理與信息判定終端對(duì)圖像獲取設(shè)備獲取的手勢(shì)圖像進(jìn)行處理，以確定用戶(hù)手部點(diǎn)擊的按鈕與想執(zhí)行的操作，在對(duì)應(yīng)的左眼圖像和右眼圖像上執(zhí)行相應(yīng)的操作后將處理過(guò)的左眼圖像和右眼圖像傳輸至3D顯示屏幕；
步驟1.5:用3D顯示屏幕載入左眼圖像和右眼圖像并顯示3D圖像。
[0015]優(yōu)選地，步驟1.4中用圖像處理與信息判定終端對(duì)圖像獲取設(shè)備獲取的手勢(shì)圖像進(jìn)行處理，以確定用戶(hù)手部點(diǎn)擊的按鈕與想執(zhí)行的操作，在對(duì)應(yīng)的左眼圖像和右眼圖像上執(zhí)行相應(yīng)的操作后將左眼圖像和右眼圖像傳輸至3D顯示屏幕的步驟如下:
步驟2.1:在手勢(shì)圖像上利用畸變矯正、平滑處理及圖像分割技術(shù)提取手指的輪廓；步驟2.2:根據(jù)3D顯示屏幕與圖像獲取設(shè)備的位置關(guān)系及手指在圖像獲取設(shè)備獲取的手勢(shì)圖像中的圖像坐標(biāo)計(jì)算出手指的世界坐標(biāo)；
步驟2.3:比對(duì)手指的世界坐標(biāo)和3D顯示屏幕的操作界面內(nèi)的各個(gè)按鈕的世界坐標(biāo)，即可確定用戶(hù)點(diǎn)擊的按鈕與想要執(zhí)行的操作；
步驟2.4:分別在對(duì)應(yīng)的左眼圖像和右眼圖像中執(zhí)行相應(yīng)的操作，并將處理過(guò)的左眼圖像和右眼圖像傳輸至3D顯示屏幕。
[0016]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是:
本發(fā)明一種裸眼3D私隱式虛擬人機(jī)交互系統(tǒng)及方法，通過(guò)將3D顯示技術(shù)與隨機(jī)散點(diǎn)圖相結(jié)合，使操作者只有在3D顯示的左右眼視區(qū)內(nèi)才能看到隱藏的交互畫(huà)面，而在其他位置只能看到隨機(jī)散點(diǎn)，增大了人機(jī)交互系統(tǒng)的防窺視廣角，提高了圖像的雜亂性，保證人機(jī)交互系統(tǒng)顯示的私密性;通過(guò)將3D顯示屏幕的操作界面內(nèi)的按鈕設(shè)置成隨機(jī)顯示，可以進(jìn)一步增加圖像的雜亂性，防止按鈕固定顯示時(shí)，旁觀者根據(jù)操作者的操作就可以大概猜出圖像中的信息；通過(guò)將3D顯示屏幕設(shè)置成指向性背光式的裸眼3D顯示屏幕，僅向顯示屏幕前方提供兩個(gè)視區(qū)，可以進(jìn)一步增加人機(jī)交互系統(tǒng)顯示的私密性。
【附圖說(shuō)明】
[0017]圖1為本發(fā)明實(shí)施例中人機(jī)交互界面在3D顯示屏幕外面成像的原理圖。
[0018]圖2為本發(fā)明實(shí)施例中的左眼圖像示意圖。
[0019]圖3為本發(fā)明實(shí)施例中的右眼圖像示意圖。
[0020]圖4為本發(fā)明實(shí)施例中兩個(gè)攝像機(jī)與3D顯示屏幕的位置關(guān)系結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021]圖5為本發(fā)明實(shí)施例中三個(gè)攝像機(jī)與3D顯示屏幕的位置關(guān)系結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022]圖6為本發(fā)明實(shí)施例中四個(gè)攝像機(jī)與3D顯示屏幕的位置關(guān)系結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023]圖7為本發(fā)明實(shí)施例中基于指向性背光式的裸眼3D顯示屏幕的顯示效果圖。
[0024]圖8為本發(fā)明實(shí)施例中旁觀者在非設(shè)定的左右眼視區(qū)內(nèi)觀看到的操作界面示意圖。
[0025]圖9為本發(fā)明實(shí)施例中操作者在設(shè)定的左右眼視區(qū)內(nèi)觀看到的操作界面示意圖。
[0026]圖10為本發(fā)明實(shí)施例中在設(shè)定的左右眼視區(qū)內(nèi)觀看到的操作界面示意圖，其中操作界面內(nèi)的按鈕呈隨機(jī)顯示。
【具體實(shí)施方式】
[0027]下面結(jié)合【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說(shuō)明。其中，附圖僅用于示例性說(shuō)明，表示的僅是示意圖，而非實(shí)物圖，不能理解為對(duì)本專(zhuān)利的限制;為了更好地說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施例，附圖某些部件會(huì)有省略、放大或縮小，并不代表實(shí)際產(chǎn)品的尺寸;對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，附圖中某些公知結(jié)構(gòu)及其說(shuō)明可能省略是可以理解的。
[0028]本發(fā)明實(shí)施例的附圖中相同或相似的標(biāo)號(hào)對(duì)應(yīng)相同或相似的部件;在本發(fā)明的描述中，需要理解的是，若有術(shù)語(yǔ)“上”、“下”、“左”、“右”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡(jiǎn)化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此附圖中描述位置關(guān)系的用語(yǔ)僅用于示例性說(shuō)明，不能理解為對(duì)本專(zhuān)利的限制，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以根據(jù)具體情況理解上述術(shù)語(yǔ)的具體含義。
實(shí)施例
[0029]本實(shí)施例一種裸眼3D私隱式虛擬人機(jī)交互系統(tǒng)的示意圖如圖4至圖6所示，包括圖像獲取設(shè)備、圖像處理與信息判定終端及3D顯示屏幕；圖像獲取設(shè)備用于獲取用戶(hù)手部在3D顯示屏幕的操作界面內(nèi)的按鈕上進(jìn)行操作的手勢(shì)圖像；圖像處理與信息判定終端用于對(duì)圖像獲取設(shè)備獲取的手勢(shì)圖像進(jìn)行處理，以確定用戶(hù)手部點(diǎn)擊的按鈕與想執(zhí)行的操作，在對(duì)應(yīng)的左眼圖像和右眼圖像上執(zhí)行相應(yīng)的操作后將處理過(guò)的左眼圖像和右眼圖像傳輸至3D顯示屏幕；3D顯示屏幕用于載入左眼圖像和右眼圖像并顯示3D圖像，人機(jī)交互界面在3D顯示屏幕外面成像的原理圖如圖1所示;所述左眼圖像和右眼圖像均基于隨機(jī)散點(diǎn)圖繪制，如圖2和圖3所示，這樣設(shè)置使左、右眼只有同時(shí)位于設(shè)定的左、右眼視區(qū)時(shí)才能看到隱藏的交互畫(huà)面，而在其他位置只能看到隨機(jī)散點(diǎn)。
[0030]本實(shí)施例中，圖像獲取設(shè)備為攝像機(jī)，攝像機(jī)的個(gè)數(shù)為兩個(gè)，兩個(gè)攝像機(jī)分別位于人眼成像的虛擬屏幕的左上角與右上角，且均與水平面成45°夾角，如圖4所示，每個(gè)攝像機(jī)的視角均大于等于90°，以保證攝像機(jī)可以拍攝完整個(gè)屏幕前方的區(qū)域，每個(gè)攝像機(jī)與鏡頭均經(jīng)過(guò)圖像標(biāo)定板進(jìn)行雙目系統(tǒng)內(nèi)