裸眼3d私隱式虛擬人機交互系統(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私隱式虛擬人機交互系統(tǒng)及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]傳統(tǒng)的人機交互方式，要求顯示屏幕顯示清晰的內(nèi)容以達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合中，存在信息泄露的風(fēng)險，如在銀行的ATM機進行操作，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，進而給持卡人帶來經(jīng)濟損失。
[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，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題，如防窺視廣角較小，圖像雜亂性不夠等問題，給持卡人帶來隱患。

【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私隱式虛擬人機交互系統(tǒng)及方法，該人機交互系統(tǒng)不但防窺視廣角較大，而且圖像的雜亂性也比較大，保證人機交互系統(tǒng)顯示的私密性。
[0005]為達到上述目的，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)備用于獲取用戶手部在3D顯示屏幕的操作界面內(nèi)的按鈕上進行操作的手勢圖像；圖像處理與信息判定終端用于對圖像獲取設(shè)備獲取的手勢圖像進行處理，以確定用戶手部點擊的按鈕與想執(zhí)行的操作，在對應(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散點圖繪制。
[0006]上述方案中，通過將3D顯示技術(shù)與隨機散點圖相結(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面，而在其他位置只能看到隨機散點，增大了人機交互系統(tǒng)的防窺視廣角，提高了圖像的雜亂性，保證人機交互系統(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。
[0008]優(yōu)選地，為了保證攝像機可以拍攝完整個屏幕前方的區(qū)域，將所述攝像機的視角設(shè)置為大于等于90°。
[0009]優(yōu)選地，所述攝像機的個數(shù)為兩個，兩個攝像機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)，將所述攝像機的個數(shù)設(shè)置為兩個以上，且所有攝像機拍攝區(qū)域的并集為整個屏幕前方的區(qū)域。
[0011]優(yōu)選地，3D顯示屏幕的操作界面內(nèi)的按鈕呈隨機顯示。這樣設(shè)置可以進一步增加圖像的雜亂性，防止按鈕固定顯示時，旁觀者根據(jù)操作者的操作就可以大概猜出圖像中的
?目息O
[0012]優(yōu)選地，為了提示操作者正在執(zhí)行的操作，裸眼3D私隱式虛擬人機交互系統(tǒng)還包括播放器，當用戶手部點擊按鈕時，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視區(qū)，只有操作者的左、右眼同時位于視區(qū)內(nèi)才可以看見隨機散點圖內(nèi)隱藏的操作界面，而在其他位置只能看到隨機散點，進一步增加了人機交互系統(tǒng)顯示的私密性。
[0014]一種裸眼3D私隱式虛擬人機交互方法，包括如下步驟:
步驟1.1:基于隨機散點圖繪制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)備獲取用戶手部在3D顯示屏幕的操作界面內(nèi)的按鈕上操作的手勢圖像；
步驟1.4:用圖像處理與信息判定終端對圖像獲取設(shè)備獲取的手勢圖像進行處理，以確定用戶手部點擊的按鈕與想執(zhí)行的操作，在對應(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圖像獲取設(shè)備獲取的手勢圖像進行處理，以確定用戶手部點擊的按鈕與想執(zhí)行的操作，在對應(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)備獲取的手勢圖像中的圖像坐標計算出手指的世界坐標；
步驟2.3:比對手指的世界坐標和3D顯示屏幕的操作界面內(nèi)的各個按鈕的世界坐標，即可確定用戶點擊的按鈕與想要執(zhí)行的操作；
步驟2.4:分別在對應(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私隱式虛擬人機交互系統(tǒng)及方法，通過將3D顯示技術(shù)與隨機散點圖相結(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面，而在其他位置只能看到隨機散點，增大了人機交互系統(tǒng)的防窺視廣角，提高了圖像的雜亂性，保證人機交互系統(tǒng)顯示的私密性;通過將3D顯示屏幕的操作界面內(nèi)的按鈕設(shè)置成隨機顯示，可以進一步增加圖像的雜亂性，防止按鈕固定顯示時，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視區(qū)，可以進一步增加人機交互系統(tǒng)顯示的私密性。
【附圖說明】
[0017]圖1為本發(fā)明實施例中人機交互界面在3D顯示屏幕外面成像的原理圖。
[0018]圖2為本發(fā)明實施例中的左眼圖像示意圖。
[0019]圖3為本發(fā)明實施例中的右眼圖像示意圖。
[0020]圖4為本發(fā)明實施例中兩個攝像機與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)明實施例中三個攝像機與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)明實施例中四個攝像機與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)的按鈕呈隨機顯示。
【具體實施方式】
[0027]下面結(jié)合【具體實施方式】對本發(fā)明作進一步的說明。其中，附圖僅用于示例性說明，表示的僅是示意圖，而非實物圖，不能理解為對本專利的限制;為了更好地說明本發(fā)明的實施例，附圖某些部件會有省略、放大或縮小，并不代表實際產(chǎn)品的尺寸;對本領(lǐng)域技術(shù)人員來說，附圖中某些公知結(jié)構(gòu)及其說明可能省略是可以理解的。
[0028]本發(fā)明實施例的附圖中相同或相似的標號對應(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“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)系的用語僅用于示例性說明，不能理解為對本專利的限制，對于本領(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)語的具體含義。
實施例
[0029]本實施例一種裸眼3D私隱式虛擬人機交互系統(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)備用于獲取用戶手部在3D顯示屏幕的操作界面內(nèi)的按鈕上進行操作的手勢圖像；圖像處理與信息判定終端用于對圖像獲取設(shè)備獲取的手勢圖像進行處理，以確定用戶手部點擊的按鈕與想執(zhí)行的操作，在對應(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散點圖繪制，如圖2和圖3所示，這樣設(shè)置使左、右眼只有同時位于設(shè)定的左、右眼視區(qū)時才能看到隱藏的交互畫面，而在其他位置只能看到隨機散點。
[0030]本實施例中，圖像獲取設(shè)備為攝像機，攝像機的個數(shù)為兩個，兩個攝像機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，每個攝像機的視角均大于等于90°，以保證攝像機可以拍攝完整個屏幕前方的區(qū)域，每個攝像機與鏡頭均經(jīng)過圖像標定板進行雙目系統(tǒng)內(nèi)