阅读说明：本技术 用于修改便携式显示器的图像增强参数的系统和方法 (System and method for modifying image enhancement parameters of a portable display ) 是由 S·L·F·希克斯 N·A·拉塞尔 于 2019-06-17 设计创作，主要内容包括：一种智能眼镜系统(10),其被布置为允许视力受损的用户根据其眼睛状况来修改由所述系统(10)提供的图像的一个或多个控制参数,包括：便携式计算装置(100),其包括：运动传感器；基于智能眼镜的可穿戴装置(160),其包括显示部分(162),所述显示部分设置在用户的视野内；以及图像捕获装置(163),其中便携式计算装置(100)与基于智能眼镜的可穿戴装置(160)可操作地耦合,系统(10)被配置为在显示部分(162)上显示对应于由图像捕获装置(163)捕获的图像的至少一部分的图像,其中系统(10)被配置为通过运动传感器(102)检测在用户手中的便携式计算装置(100)的旋转运动(102),其中基于便携式计算装置(100)的旋转运动来修改在可穿戴装置(160)上显示的图像的一个或多个控制参数。(A smart eyewear system (10) arranged to allow a sight-impaired user to modify one or more control parameters of an image provided by the system (10) in accordance with his eye condition, comprising: a portable computing device (100), comprising: a motion sensor; a smart-glasses-based wearable device (160) comprising a display portion (162) disposed within a field of view of a user; and an image capture device (163), wherein the portable computing device (100) is operatively coupled with the smart-glasses-based wearable device (160), the system (10) configured to display, on the display portion (162), an image corresponding to at least a portion of the image captured by the image capture device (163), wherein the system (10) is configured to detect a rotational motion (102) of the portable computing device (100) in the hand of the user through the motion sensor (102), wherein one or more control parameters of the image displayed on the wearable device (160) are modified based on the rotational motion of the portable computing device (100).)

用于修改便携式显示器的图像增强参数的系统和方法

技术领域

本公开涉及一种用于修改便携式显示器(诸如在智能眼镜中配置的便携式显示器)的图像增强参数的系统及其方法。

背景技术

以下描述包括可用于理解本发明的信息。不承认本文提供的任何信息是现有技术或与当前要求保护的发明有关，或明确或隐含引用的任何出版物均为现有技术。

存在很多用于改善视力受损人士的视力的图像增强技术。这样的技术包括但不限于彩色/RGB图像的视频直通，边缘检测和在黑色背景上呈现这些边缘为白色，在彩色或灰度图像上应用白色边缘，呈现具有适用于整个屏幕的全局阈值的黑白高对比度图像，呈现具有多个区域阈值的黑白高对比度图像以补偿屏幕上的照明变化，以及例如，检测相似色相(与亮度无关)的大区域，然后将这些区域重新绘制为相同颜色的高亮度色板以辅助低视力的算法。

这些图像处理方法擅长在现实世界中改善物体的可见性，特别是对于视力较弱的人。这些方法/技术的参数可以设置为针对许多视觉场景找到最佳设置。但是，看到的世界是高度动态的，因此每种方法/技术的预设参数可能并非始终适用。视觉世界的动态性质的示例包括当人们在环境之间移动或转头时，环境照明变化幅度高达多个数量级，物体表面细节的对比度变化很大(因此设置检测参数的边缘检测算法不适用于所有情况)，诸如人脸和文字的特定物体对比度频谱差异很大(因此自动阈值算法无法最佳地增强不同物体上可见性的关键特征)。

因此本领域中需要用于为在真实世界的场景中的便携式显示器修改图像增强参数的系统和方法。

本文的所有出版物都以相同的程度通过引用并入，就好像每个单独的出版物或专利申请被具体地和单独地指示通过引用并入一样。在并入的参考文献中术语的定义或使用与本文提供的术语的定义不一致或相反的情况下，本文提供的该术语的定义适用，而参考文献中该术语的定义不适用。

发明内容

本公开涉及一种用于修改便携式显示器(诸如在智能眼镜中配置的便携式显示器)的图像增强参数的系统和方法。智能眼镜是指可穿戴计算机眼镜(或‘眼镜’(spectacles))，其在用户基本上能够直接地看到的场景之外提供用户的视野中的可视信息(利用或不利用可以基本上透明或部分透明的诸如透镜的中间光学元件)。可以通过在用户的视野上，例如在用户视野中的显示元件中(其显示元件可以是基本上透明、至少部分透明或不透明的)叠加信息而在用户基本上直接地看到的场景之外提供可视信息。例如，显示器可以是在移动电话中使用的那种基本上不透明的LED或LCD显示器，或者是部分透明的。在一些实施例中，图像可以以投影仪装置的形式从光源投影到显示器上，例如平视显示器(HUD)显示器或增强现实(AR)叠加中使用的类型，并且用户可以看到反射图像。

一种智能眼镜系统，其被布置为允许视力受损的用户根据他们的眼睛状况来修改该系统提供的图像的一个或多个控制参数，包括：

便携式计算装置，包括运动传感器；

基于智能眼镜的可穿戴装置，包括显示部分，该显示部分设置在用户的视野内；以及

图像捕获装置，

其中，便携式计算装置与基于智能眼镜的可穿戴装置可操作地耦合，

该系统被配置为在显示部分上显示与由图像捕获装置捕获的图像的至少一部分相对应的图像，

其中，系统被配置为借助于运动传感器来检测在用户手中的便携式计算装置的旋转运动，其中，基于便携式计算装置的旋转运动来修改在可穿戴装置上显示的图像的一个或多个控制参数。

这具有的优点是，用户可以调整由系统提供给他们的图像，以提高他们的观看场景的能力。用户可以使用基于智能眼镜的可穿戴装置，努力优化在观看时的场景。可选地，可以配置系统，其中用户可以基本实时地调整参数。

图像捕获装置可以包括视频图像捕获装置。图像捕获装置可以包括至少一个CMOS图像捕获装置和/或至少一个CCD图像捕获装置。其他图像捕获装置可能很有用。可穿戴装置可以生成由图像捕获装置捕获的图像的基本实时的流。

可选地，图像捕获装置被配置为捕获场景，该场景具有在穿戴该可穿戴装置的人的视野中的至少一部分，该系统被配置为在可穿戴装置的显示部分上显示由图像捕获装置捕获的与显示器在穿戴可穿戴装置的人的视野中的位置相对应的场景的至少一部分。

应理解，对“穿戴可穿戴装置的人的视野”的引用应理解为是相对于穿戴可穿戴装置的人，使得显示部分处于其视野内，可选地基本上看正前方时的他们的视野，可选地眼睛朝向规定的方向的他们的视野，所述方向为以下中的任何规定的方向：正上(12点钟方向)、正下(6点钟方向)、或从12点钟顺时针到12点钟的任何规定的方向。

可选地，所述一个或多个控制参数从以下中的任一项或组合选择：所述图像的直通、所述图像的颜色或灰度显示、所述图像的亮度、所述图像中的边缘检测/增强、所述图像的对比度、所述图像的颜色增强、所述图像中的线宽(line thickness)、形成所述图像的一部分的文本的增强、形成所述图像的一部分的照明以及所述图像中的白：黑比率。

可选地，所述装置包括选择界面，所述选择界面允许所述可穿戴装置的用户从所述一个或多个控制参数中选择需要针对所述图像修改的一组控制参数。

可选地，运动传感器包括陀螺仪，其以如下方式定位以使得：在启动所述便携式计算装置时，确定便携式计算装置的取向，并且在所述便携式计算装置的手旋转时，基于使用所述陀螺仪计算出的旋转速度来修改在可穿戴装置上显示的图像的一个或多个控制参数。

可选地，运动传感器包括加速度计，该加速度计布置成确定指示便携式计算装置相对于重力的线性加速度的信息。

可选地，系统被配置为将指示便携式计算装置相对于重力的线性加速度的信息发送到可穿戴装置。

可选地，所述运动传感器包括确定指示便携式计算装置相对于地球磁场的瞬时取向的信息的磁力计。

可选地，系统被配置为将指示便携式计算装置相对于地球磁场的瞬时取向的信息发送至可穿戴装置。

可选地，该系统被配置成其中来自所述陀螺仪、所述加速度计和所述磁力计的各个输出被融合以产生所述便携式计算装置在任何方向上的取向和运动。

可选地，通过按下所述计算装置中/上存在的按钮来启动所述便携式计算装置，其中，仅在保持按下按钮的时间期间修改图像的一个或多个控制参数。

可选地，一个或多个控制参数的变化程度与手旋转的程度成比例。

可选地，基于来自运动传感器的一个或多个组件的位置数据的融合来确定便携式计算装置的取向。

可选地，当暂停控制参数修改操作以生成被修改的图像时，允许所述可穿戴装置的用户观看所述修改的图像和/或在X和Y轴上平移所述修改的图像和/或滚动所述修改的图像。

可选地，所述便携式计算装置的绝对位置被配置为指示控制参数的级别。

可选地，当按下按钮时，系统确定所述便携式计算装置的绝对位置，并根据绝对位置设置控制参数的级别。

该特征的优点在于，用户可以通过首先将他们的手放在与控制参数的期望值相对应的取向上并按下按钮来基本上立即设置控制面板的级别。

可选地，运动传感器包括惯性测量单元(IMU)。

可选地，运动传感器是惯性测量单元(IMU)。

可选地，可穿戴装置包括图像捕获装置。

图像捕获装置可以是可穿戴装置的组成部分。

可选地，图像捕获装置设置在可穿戴装置的外部，图像捕获装置可操作地耦合到可穿戴装置。

可选地，图像捕获装置通过无线连接或有线连接可操作地耦合到可穿戴装置。

在本发明的一个方面，提供一种控制在智能眼镜系统的基于智能眼镜的可穿戴装置的显示器上显示的图像的方法，所述智能眼镜系统被布置为允许视力受损的用户根据他们的眼睛状况来修改图像的一个或多个控制参数，所述显示器设置在用户的视野中，所述方法包括：

通过该装置包括的运动传感器来检测在用户手中的系统的便携式计算装置的旋转运动，该便携式计算装置可操作地耦合到可穿戴装置；

借助于系统的图像捕获装置来捕获场景的图像；

在显示部分上显示与由图像捕获装置捕获的图像的至少一部分相对应的图像，

该方法包括基于便携式计算装置的旋转运动来修改在显示部分上显示的图像的一个或多个控制参数。

可选地，该方法包括：借助于所述图像捕获装置来捕获场景，所述场景具有在穿戴所述可穿戴装置的人的视野中的至少一部分，所述方法包括：在可穿戴装置的显示部分上显示由图像捕获装置捕获的对应于在穿戴可穿戴装置的人的视野中的显示器的位置的场景的至少一部分。

因此，穿戴可穿戴装置的人将在他们的视野内看到由图像捕获装置捕获的图像。

可选地，由显示部分显示的图像占据用户视野的一部分而不是全部，其中，所显示的图像与用户视野的其余部分基本上连续，使得所显示的图像看起来叠加在场景上。应当理解，显示部分可以是至少部分透明的，从而允许用户通过显示部分看到由显示部分占据的视野部分中的物体以及由系统在显示部分上显示的信息。

可选地，该方法还包括以下步骤：

从所述运动传感器接收新的陀螺仪值，作为由于所述便携式计算装置的运动而导致的陀螺仪值的变化的一部分；

使用滑动窗口滤波器对接收到的新陀螺仪值进行平滑处理；

归一化所述平滑处理后的陀螺仪值；以及

累加归一化的陀螺仪值以指示所述便携式计算装置的手旋转的程度。

可选地，所述一个或多个控制参数从以下中的任一项或组合中选择：所述图像的直通、所述图像的颜色或灰度显示、所述图像的亮度、所述图像中的边缘检测/增强、所述图像的对比度、所述图像的颜色增强、所述图像中的线宽、形成所述图像的一部分的文本的增强、形成所述图像的一部分的照明、以及所述图像中的白：黑比率。

在本发明的一方面，提供了一种与智能眼镜系统一起使用的便携式计算装置，该智能眼镜系统被布置成允许视力受损的用户根据他们的眼睛状况来修改该系统提供的图像的一个或多个控制参数，该便携式计算装置包括运动传感器；便携式计算装置被布置为与基于智能眼镜的可穿戴装置可操作地耦合，基于智能眼镜的可穿戴装置包括显示部分，该显示部分设置在用户的视野内，该智能眼镜系统还包括：图像捕获装置、该系统配置为在可穿戴装置的显示部分上显示对应于该图像捕获装置捕获的图像的至少一部分的图像，其中该系统配置为通过运动传感器检测在用户的手中的便携式计算装置的旋转运动，其中基于便携式计算装置的旋转运动来修改在可穿戴装置上显示的图像的一个或多个控制参数。

在本发明的一方面，提供了一种基于智能眼镜的可穿戴装置，其被布置为与前述方面的便携式计算装置可操作地耦合，该系统被布置为允许视力受损的用户根据他们的眼睛状况修改系统提供的图像的一个或多个控制参数。

在一个方面，本公开涉及一种与基于智能眼镜的可穿戴装置可操作地耦合的便携式计算装置，其中，该便携式计算装置可以包括惯性测量单元(IMU)，该惯性测量单元具有陀螺仪，该陀螺仪以如下方式定位以使得：使得在启动便携式计算装置时，可以确定便携式计算装置的取向，并且在便携式计算装置的手旋转时，可以基于使用陀螺仪计算出的旋转速度修改在可穿戴装置上显示的图像的一个或多个控制参数。

在一个方面，所述一个或多个控制参数可以从以下中的任一项或组合中选择：所述图像的直通、所述图像的颜色或灰度显示、所述图像的亮度、所述图像中的边缘检测/增强、所述图像的对比度、所述图像的颜色增强、所述图像中的线宽、形成所述图像的一部分的文本的增强、形成所述图像的一部分的照明、以及所述图像中的白：黑比率。

在一方面，该装置可以包括选择界面，该选择界面允许可穿戴装置的用户从所述一个或多个控制参数中选择需要针对图像进行修改的一组控制参数。

在一个方面，IMU可以进一步包括加速度计，以发送便携式计算装置相对于重力的线性加速度的大小。在另一个方面，所述IMU还可以包括确定和发送便携式计算装置相对于地球磁场的瞬时取向的磁力计。在又一方面，来自陀螺仪、加速度计和磁力计的各个输出可以被融合以产生便携式计算装置在任何方向上的取向和运动。

在一个方面，可以通过按下存在于所述计算装置中/上的按钮来启动便携式计算装置，其中，仅在保持按下按钮的时间期间才修改图像的一个或多个控制参数。

在另一方面，手旋转的程度与所述一个或多个控制参数的变化程度成比例。

在另一方面，可以基于来自IMU的一个或多个组件的位置数据的融合来确定便携式计算装置的取向，所述一个或多个组件至少包括加速度计。

在另一方面，当暂停控制参数修改操作以生成修改的图像时，允许所述可穿戴装置的用户查看所述修改的图像和/或在X和Y轴上平移所述修改图像和/或滚动所述修改的图像。

在一方面，所述便携式计算装置的绝对位置被配置为指示控制参数的级别。

在另一方面，本公开涉及一种通过便携式计算装置修改在基于智能眼镜的可穿戴装置中显示的图像上的一个或多个控制参数的方法，所述方法包括以下步骤：在便携式计算装置处，从便携式计算装置中配置的陀螺仪传感器接收指示所述便携式计算装置的手旋转的程度的陀螺仪值的变化，所述手旋转被映射到一个或多个控制参数；在便携式计算装置处，使用在便携式计算装置中配置的加速度计来确定便携式计算装置的取向；以及根据陀螺仪值的变化和所确定的取向，从便携式计算装置向所述基于眼镜的可穿戴装置生成图像修改信号，其中，基于所述图像修改信号，关于所述一个或多个控制参数来修改所述图像。

在一方面，该方法可以进一步包括以下步骤：接收新的陀螺仪值作为陀螺仪值的变化的一部分；使用滑动窗口滤波器对接收到的新陀螺仪值进行平滑处理；归一化所述平滑处理后的陀螺仪值；累加归一化的陀螺仪值以指示所述便携式计算装置的手旋转的程度。

在本发明的一方面，提供了一种与基于智能眼镜的可穿戴装置可操作地耦合的便携式计算装置。在一方面，便携式计算装置可以包括具有陀螺仪的惯性测量单元(IMU)，其以这样的方式定位：使得在启动便携式计算装置时，可以确定便携式计算装置的取向，并且在在便携式计算装置的手旋转时，可以基于使用所述陀螺仪计算出的旋转速度来修改在可穿戴装置上显示的图像的一个或多个控制参数。

附图说明

图1和图2示出了根据本公开的实施例所提出的装置的示例性表示。

图3A-3E示出了示例性表示，其示出了如何将所提出的装置用于控制成像/图像增强技术的至少一个参数。

图4A-4E示出了根据本公开的实施例的使得能够对捕获的视频/图像的不同属性进行调整的示例性流程图。

具体实施方式

本公开的实施例包括各种步骤，将在下面描述。这些步骤可以由硬件组件执行，或者可以体现在机器可执行指令中，该机器可执行指令可以用于使得用指令编程的通用处理器或专用处理器执行这些步骤。可替代地，可以通过硬件、软件、固件的组合和/或由操作人员来执行步骤。

本公开的实施例可以被提供为计算机程序产品，其可以包括有形地在其上体现指令的机器可读存储介质，该指令可以用于对计算机(或其他电子装置)进行编程以执行处理。机器可读介质可以包括但不限于固定(硬盘)驱动器、磁带、软盘、光盘、光盘只读存储器(CD-ROM)和磁光盘、半导体存储器，例如ROM、PROM、随机存取存储器(RAM)、可编程只读存储器(PROM)、可擦PROM(EPROM)、电可擦PROM(EEPROM)、闪存、磁卡或光卡或适用于存储电子指令的其他类型的介质/机器可读介质(例如计算机程序代码，诸如软件或固件)。

通过将包含根据本公开的代码的一个或多个机器可读存储介质与适当的标准计算机硬件组合以执行其中所包含的代码，可以实施本文描述的各种方法。用于实施本公开的各种实施例的设备可以包括一个或多个计算机(或单个计算机内的一个或多个处理器)和包含或具有对根据本文所述的各种方法编码的计算机程序的网络访问的存储系统，并且本公开的方法步骤可以通过计算机程序产品的模块、例程、子例程或子部分来实现。

如果说明书声明一个组件或特征“可以”、“可”、“能”或“可能”被包括或具有某一特性，则该特定组件或特征不需要被包括或具有该特性。

现在可以参考其中示出示例性实施例的附图更充分地描述布置和实施例。然而，实施例可以以许多不同的形式来体现，并且不应被解释为限于本文阐述的实施例；相反，可以提供实施例，使得本公开将是透彻和完整的，并且将向本领域技术人员充分传达该构思。

后缀“模块”、“单元”和“部件”可以用于元件，以便于公开。后缀本身可能未赋予重要的含义或作用，并且可以理解，“模块”、“单元”和“部件”可以一起使用或互换使用。

本公开涉及一种用于修改诸如配置在智能眼镜中的便携式显示器的图像增强参数的系统及其方法。

本公开涉及一种实时图像处理系统，其被设计用于改善严重视力受损者的视力。所提出的系统可以包括可以是有线或无线摄像机的视频输入机构，或者可以包括一个外部流视频或视频，流视频或视频是该装置上的一个文件；其中可以将视频输入机构通过头部安装的屏幕(诸如增强或虚拟现实透明显示器，例如智能眼镜的该显示器)呈现给用户。在图1(a)的实施例10中，基于智能眼镜的可穿戴装置160具有显示屏162和呈摄像机163形式的图像捕获装置。图1(b)示出了相应的实施例10A，其中图像捕获装置未与可穿戴装置160一体地设置。相反，它可以经由无线连接耦合到装置160。在一些实施例中，图像捕获装置可以附加地或替代地通过有线连接来耦合。在图1的实施例中，显示屏162是具有衍射光学器件的透明波导，其布置为将来自有机发光二极管(OLED)微型显示器的图像引导到用户的眼睛中。其他布置可以是有用的，例如具有分束器而不是衍射光学器件的透明波导。其他显示器可以是有用的，例如硅基液晶(LCOS)显示器或液晶显示器(LCD)。在一些实施例中，不透明的显示器，包括一个高分辨率OLED面板以及一个或多个光学元件(例如双凸或菲涅耳透镜装置)可以被用来将图像引导到用户的眼睛中。在图1(a)的实施例中，摄像机163是CMOS(互补金属氧化物半导体)摄像机，但是在一些实施例中其他摄像机可以是有用的。

在一个方面，本发明涉及一种物理装置，其可以给予用户以修改如上述提到的现有方法/技术的每一个的主要控制参数：A.彩色/RGB图像的视频直通，B.边缘检测和在黑色背景上呈现这些边缘为白色，C.在彩色或灰度图像上应用白色边缘，D.呈现具有适用于整个屏幕上的全局阈值的黑白高对比度图像，E.呈现具有多个区域阈值的黑白高对比度图像，以补偿整个屏幕上的照明变化；F.一种算法，例如，用于检测具有相似色相(与亮度无关)的大区域，然后将这些区域重新绘制为相同颜色的高亮度色板以辅助低视力)。

在一个方面，所提出的装置可以被配置为从上述技术(A-F)的每一个接收一个参数，并使接收到的各个参数为可调节的。在一方面，所提出的装置可以被配置为便携式手势装置，并且可以使得能够提供模仿其他众所周知的控制机构(诸如音频装置上的音量旋钮)的直观控制。由于装置的运动与参数改变速率之间的关系，所提出的装置可以在很宽的范围内快速且直观地改变用于一种或多种现有图像增强技术的参数。

在一个方面，可以通过按钮按压来激活所提出的装置系统，其中在第一次按压时，可以计算装置的取向。在示例性实施方式中，可以基于来自惯性测量装置(IMU)的组件的位置数据的融合来确定装置的取向，该惯性测量装置(IMU)包括被配置为确定和发送相对于重力的装置位置的实时值的加速度计。加速度计还可以被配置为发送在三个维度上任何线性加速度的大小。本公开的IMU可进一步包括陀螺仪，其在三个维度上指示瞬时旋转速度。可选的磁力计也可以配置在IMU中并且被配置为给出所提出装置/手持设备相对于地球磁场(即，罗经)的瞬时取向。这三个数据源可以组合或“融合”以给出装置/手持设备在任何方向上的取向和运动。可以通过许多众所周知的算法(例如卡尔曼滤波器)来导出该数据融合。

在一个方面，一旦按下所提出的装置上的按钮，则手持设备的初始取向被设置为零。围绕手持设备的定义轴的任何旋转都可以解释为主要控制参数的增加或减小。在示例性实施例中，旋转轴可以被定义为沿着装置的长度，该轴是与手腕相同的轴。例如，顺时针滚动可以增加高对比度显示器上的白：黑比率。另一方面，逆时针滚动可减小高对比度显示器上的白：黑比率。可替代地，逆时针滚动可以增加高对比度显示器上的白：黑比率，而顺时针滚动可以减小高对比度显示器上的白：黑比率。

在一个方面，当用户旋转所提出的装置/手持设备时，可以赋予用户实时观看参数变化的能力，这可以创建直观的反馈系统，从而允许用户对他们对图像的修改非常明确。在“调整”阶段，视频可以继续实时传输到显示器。

在示例性实施方式中，在释放按钮时，可以设置修改后的成像参数。因此，可以将修改的成像参数设置为系统的新状态，成为系统继续操作直到状态改变的状态。在一些实施例中，在释放按钮时，对比状态可以恢复为默认状态。在一些实施例中，在预定时间段过去之后，对比状态可以恢复到默认状态。其他设置可能有用。在一些实施例中，用户可以选择当释放按钮时系统的行为，例如是否保持改变的参数，例如即时黑:白对比度设置，或者系统是否恢复为该参数的默认值。

如上面提到的，每一个成像/图像增强技术可具有至少一个参数，其可以通过所提出的调整装置进行修改。例如，对于视频直通(彩色或灰度显示)技术，该参数可以包括增加或减小总的图像亮度的调整。类似地，对于黑底白色边缘技术，该参数可以包括修改边缘检测的阈值的调整。减小该阈值会增加所显示的边缘的数量。增加该阈值会减小所显示的边缘的数量。对于视频直通加白色边缘技术，可以使用与黑底白色边缘技术相同的参数，除了在实时视频(彩色或灰度)上显示边缘。另一方面，对于高对比度全局阈值技术，该参数可以包括将黑：白阈值移向白色或黑色的调整。这要么增加屏幕上的白色的量，要么增加黑色的量。对于高对比度，多区域阈值技术，参数可以包括修改腐蚀和膨胀参数的调整，随后增加线宽(称为“腐蚀”的处理)或减小线宽(称为“膨胀”的处理)。最后，对于颜色检测和饱和度图像增强技术，该参数可以包括使检测窗口在整个色谱范围内旋转的调整，从而允许特定颜色饱和。

可以理解，对比度是在临床上评估视力的重要参数。临床视敏度测量通常使用高对比度图像，例如白色背景上的黑色字母。实际上，物体与其周围环境之间的对比度是变化的。视敏度和对比度之间的关系允许更详细地理解视觉感知。

眼睛的分辨力可以借助于具有可调节的间隔(空间周期性)的正弦光栅图案来测量。光栅的对比度是光栅的差分强度阈值，其定义为比率：

C＝(Lmax-Lmin)/(Lmax+Lmin)

其中L是光栅图案的亮度，是与光栅的平行元件的取向垂直的方向上的空间距离的函数，C可以称为调制或罗利(Raleigh)或迈克尔逊(Michelson)对比度。C的值可以在0.0到1.0之间。进一步的细节可以在Michael Kalloniatis和Charles Luu的“Visual Acuity”中找到，可以在https://webvision.med.utah.edu/book/part-viii-psychophysics-of- vision/visual-acuity/中找到，其部分内容在下面讨论。

随着一组黑/白线的空间频率增加，即，线宽减小，它们变得更难分辨并且开始看起来像均匀的灰色区域。人眼对对比度的灵敏度可以通过确定作为图像对比度函数的每只眼睛可以分辨的最小光栅间距来测量。例如，这可以通过降低给定空间频率的对比度直到人不再检测到光栅来完成—该值是该光栅尺寸(空间频率)的“对比度阈值”。该对比度阈值的倒数称为“对比度灵敏度”。对比度阈值可以被表示为分贝(dB)标度上的灵敏度：以dB为单位的对比度灵敏度＝-20log10C，其中C为调制对比度的阈值(如上所述)。(对比度)灵敏度与空间频率的图称为空间对比度灵敏度函数(称为SCSF或简称为CSF)。

图1(b)示意性地示出了可以依赖于个人医学状况所影响的个人的对比度灵敏度函数(CSF)的方式。该图将对数(对比度灵敏度)显示为对数(空间频率)(c/deg)的函数。线N代表健康个体的预期CSF。线A代表在(对数空间频率)的中低区域具有对比度损失的个体的预期CSF，具有多发性硬化症的个体的特性；线B代表在整个空间频率范围内CSF整体下降的个体的CSR，白内障患者的特性；而线C代表具有轻度屈光不正或轻度弱视的个体的CSF(线B代表具有更严重情况的个体的特性)。

进一步的信息也可以在以下网址找到：https://www.semanticscholar.org/paper/Comparing-the-Shape-of-Contrast-Sensitivity-for-and-Chung-Legge/92c9647ee47507ce50e2792eb9504106734d37ea。

在一个方面，所提出的装置可以耦合到诸如智能眼镜之类的任何便携式显示器，该便携式显示器与接收一系列不同视频源的摄像机可操作地耦合。可以将所提出的装置应用于其上的其他示例性便携式显示装置可以包括但不限于头戴式摄像机、外部无线摄像机、来自广播源(例如电视)的视频流、闭环视频(例如剧院、音乐会或现场体育赛事)、以及装置上的视频源(例如电影文件、互联网流视频等)。在这些情况中的每种情况下，所提出的装置可以应用先前列出的任何图像增强算法，并且可以由在本公开中概述的“调整”装置实时修改这些增强中每一个。

图1(a)和2示出了根据本公开的实施例所提出的系统的示例性表示，其中具有运动传感器102的便携式手持计算装置100可以物理地连接至基于智能眼镜的可穿戴装置160，或者可以通过蓝牙无线地耦合，或者可以被安装在智能眼镜/可穿戴装置的框架上，或任何其他配置，所有这些都在本公开的范围内。

如上所述，本公开提供了一种电子系统/产品100，其可以包括具有陀螺仪104和加速度计106的惯性测量装置(IMU)102(还可以替代地或附加地包括磁力计108)，其中在实施/操作期间，用户可以按下并保持所提出的装置100上的按钮150，然后旋转他/她的手，就像控制音量控制器上的调谐钮一样。

在一个方面中，一旦按下所提出的装置100上的按钮150，装置100的初始取向就设置为零。围绕装置/手持设备100的所限定的轴的任何旋转都可以解释为主要控制参数的增加或减小。在示例性实施例中，旋转轴(参考图2)可以被定义为沿着装置的长度，是与手腕相同的轴。例如，顺时针滚动可以增加高对比度显示器(例如智能眼镜160的透明显示器162)上的白：黑比率。另一方面，逆时针滚动可以减小高对比度显示器162上的白：黑比率。

在一个方面，当用户旋转所提出的装置/手持设备时，可以赋予用户实时观看参数变化的能力，这可以创建直观的反馈系统，从而允许用户对图像的修改非常准确。在“调整”阶段期间，视频可以继续实时地传递到显示器162。在示例性实施方式中，在释放按钮时，可以设置修改后的成像参数。

图3A-3E示出了示例性表示，其示出了如何将所提出的装置用于控制成像/图像增强技术的至少一个参数。例如，对于视频直通(彩色或灰度显示)技术，如图3A所示，该参数可以包括增加或减小一般图像亮度的调整。类似地，对于黑底白色边缘技术，如图3B所示，该参数可以包括修改用于边缘检测的阈值的调整。减小该阈值会增加所显示的边缘的数量。增加该阈值会减小所显示的边缘的数量。对于视频直通加白色边缘技术，如图3C所示，可以使用与黑底白色边缘相同的参数，除了在实时视频(彩色或灰度)上显示边缘。另一方面，对于高对比度全局阈值技术，如图3D所示，该参数可以包括将黑：白阈值移向白色或黑色的调整。这要么增加屏幕上的白色的量，要么增加黑色的量。对于高对比度，多区域阈值技术，如图3E所示，参数可以包括修改腐蚀和膨胀参数的调整，随后增加线宽(称为“腐蚀”的处理)或减小线宽(称为“膨胀”的处理)。最后，对于颜色检测和饱和度图像增强技术，该参数可以包括使检测窗口在整个色谱范围内旋转的调整，从而允许特定颜色饱和。

如将理解的，使用本发明，用户仅旋转手持装置，使其易于执行图像增强并且直观地描述。此外，旋转与参数控制的比率可以改变以使得：对于高度动态的环境，较小的旋转产生较大的变化，或者对于图像参数的微调，较大的旋转产生较小的变化。

在一个方面，所提出的装置还可以被配置为，对于装置的其他旋转轴，修改图像的不同参数。例如，所提出的装置的横摇轴可以改变主要控制参数；俯仰轴可改变旋转→主要控制参数的比率，这可以允许人首先对整体图像做大的变化，然后提高灵敏度，以便微调以适应环境和用户的视力级别。

图4A至图4E示出了根据本公开的实施例的使得能够对捕获的视频/图像的不同属性进行调整的示例性流程图。

参考图4A，其示出了基于亮度的调整操作400，如可以看到的，在步骤402，与所提出的启用调整的计算装置可操作地耦合的智能眼镜/可穿戴装置可以侦听在启用调整的计算装置中配置的传感器，基于此在步骤404中，启用调整的计算装置接收y轴陀螺仪值的变化，并在步骤406中使用滑动窗口滤波器对其输出进行平滑处理。可以理解，这些步骤的一部分也可以在智能眼镜/可穿戴装置中执行，或者在智能眼镜/可穿戴装置与启用调整的便携式计算装置的任何期望的组合中执行，因此所有这些可能的组合均在本发明的范围内。在步骤408，可以通过例如除以与效果范围成比例的值来归一化输出，随后在步骤410，累积陀螺仪值。在步骤412，启用调整的便携式计算装置可以沿定义的方向(顺时针或逆时针)旋转，以便在步骤412减小亮度变量，并在步骤414增大亮度变量。在步骤416，由启用调整的计算装置接收向上键指令，基于此在步骤418，可以将当前效果值设置为默认值。

参考图4B，其示出了基于边缘增强的调整操作420，如可以看到的，在步骤422，与所提出的启用调整的计算装置可操作地耦合的智能眼镜/可穿戴装置可以侦听在启用调整的计算装置中配置的传感器，基于此在步骤424，启用调整计算装置接收y轴陀螺仪值的变化，并在步骤426用滑动窗口滤波器对其输出进行平滑处理。可以理解，这些步骤的一部分也可以在智能眼镜/可穿戴装置中执行，或者在智能眼镜/可穿戴装置与启用调整的便携式计算装置的任何期望的组合中执行，因此所有这些可能的组合均在本发明的范围内。在步骤428，可以通过例如除以与效果范围成比例的值来归一化输出，随后在步骤430，累积陀螺仪值。在步骤432，启用调整的便携式计算装置可以沿定义的方向(顺时针或逆时针)旋转，以便在步骤432增加用于线检测的阈值，并在步骤434减小用于线检测的阈值。在步骤436，由启用调整的计算装置接收向上键指令，基于此在步骤438，可以将当前效果值设置为默认值。

参考图4C，其示出了基于对比度的调整操作440，如可以看到的，在步骤442，与所提出的启用调整的计算装置可操作地耦合的智能眼镜/可穿戴装置可以侦听在启用调整的计算装置中配置的传感器，基于此在步骤444，启用调整计算装置接收y轴陀螺仪值的变化，并在步骤446用滑动窗口滤波器对其输出进行平滑处理。可以理解，这些步骤的一部分也可以在智能眼镜/可穿戴装置中执行，或者在智能眼镜/可穿戴装置与启用调整的便携式计算装置的任何期望的组合中执行，因此所有这些可能的组合均在本发明的范围内。在步骤448，可以通过例如除以与效果范围成比例的值来归一化输出，随后在步骤450，累积陀螺仪值。在步骤452，启用调整的便携式计算装置可以沿定义的方向(顺时针或逆时针)旋转，以便在步骤452增大白色(增加％黑色)的阈值，并在步骤454减小白色(增加％白色)的阈值。在步骤456，由启用调整的计算装置接收向上键指令，基于此在步骤458，可以将当前效果值设置为默认值。

参考图4D，其示出了基于颜色的调整操作460，如可以看到的，在步骤462，与所提出的启用调整的计算装置可操作地耦合的智能眼镜/可穿戴装置可以侦听在启用调整的计算装置中配置的传感器，基于此在步骤464，启用调整计算装置接收y轴陀螺仪值的变化，并在步骤466用滑动窗口滤波器对其输出进行平滑处理。可以理解，这些步骤的一部分也可以在智能眼镜/可穿戴装置中执行，或者在智能眼镜/可穿戴装置与启用调整的便携式计算装置的任何期望的组合中执行，因此所有这些可能的组合均在本发明的范围内。在步骤468，可以通过例如除以与效果范围成比例的值来归一化输出，随后在步骤470，累加陀螺仪值。在步骤472，启用调整的便携式计算装置可以沿定义的方向(顺时针或逆时针)旋转，以便在步骤472增加在蓝-绿范围内的颜色显示(作为示例)，并在步骤474显示(例如)在黄-红范围内的颜色。在步骤476，由启用调整的计算装置接收向上键指令，基于此在步骤478，可以将当前效果值设置为默认值。

参考图4E，其示出了基于增强文本的调整操作480，如可以看到的，在步骤481，与所提出的启用调整的计算装置可操作地耦合的智能眼镜/可穿戴装置可以侦听在启用调整的计算装置中配置的传感器，基于此在步骤482，启用调整的计算装置接收y轴陀螺仪值的变化，并在步骤483用滑动窗口滤波器对其输出进行平滑处理。可以理解，这些步骤的一部分也可以在智能眼镜/可穿戴装置中执行，或者在智能眼镜/可穿戴装置与启用调整的便携式计算装置的任何期望的组合中执行，因此所有这些可能的组合均在本发明的范围内。在步骤484，可以通过例如除以与效果范围成比例的值来归一化输出，随后在步骤485，累积陀螺仪值。在步骤486，启用调整的便携式计算装置可以沿定义的方向(顺时针或逆时针)旋转，以便在步骤486通过增加腐蚀变量来加粗文本，并在步骤487通过增加膨胀变量来细化文本。在步骤488，由启用调整的计算装置接收向上键指令，基于此在步骤489，可以将当前效果值设置为默认值。

通过参考以下编号的条款，可以理解本发明的一些方面：

1.一种便携式计算装置，其与基于智能眼镜的可穿戴装置可操作地耦合，所述便携式计算装置包括：惯性测量单元(IMU)，所述惯性测量单元具有陀螺仪，其以如下方式定位以使得：在启动所述便携式计算装置时，确定便携式计算装置的取向，并且在所述便携式计算装置的手旋转时，基于使用所述陀螺仪计算出的旋转速度来修改在可穿戴装置上显示的图像的一个或多个控制参数。

2.如条款1所述的便携式计算装置，其中，所述一个或多个控制参数从以下中的任一项或组合中选择：所述图像的直通、所述图像的颜色或灰度显示、所述图像的亮度、所述图像中的边缘检测/增强、所述图像的对比度、所述图像的颜色增强、所述图像中的线宽、形成所述图像的一部分的文本的增强、形成所述图像的一部分的照明、以及所述图像中的白：黑比率。

3.如条款1所述的便携式计算装置，其中，所述装置包括选择界面，所述选择界面允许所述可穿戴装置的用户从所述一个或多个控制参数中选择需要针对所述图像修改的一组控制参数。

4.如条款1所述的便携式计算装置，其中，所述IMU还包括加速度计，以发送所述便携式计算装置相对于重力的线性加速度的大小。

5.如条款4所述的便携式计算装置，其中所述IMU还包括确定并发送便携式计算装置相对于地球磁场的瞬时取向的磁力计。

6.如条款5所述的便携式计算装置，其中来自所述陀螺仪、所述加速度计和所述磁力计的各个输出被融合以产生所述便携式计算装置在任何方向上的取向和运动。

7.如条款1所述的便携式计算装置，其中，通过按下所述计算装置中/上存在的按钮来启动所述便携式计算装置，其中，仅在保持按下按钮的时间期间修改图像的一个或多个控制参数。

8.如条款1所述的便携式计算装置，其中，手旋转的程度与一个或多个控制参数的变化程度成比例。

9.如条款1所述的便携式计算装置，其中，基于来自IMU的一个或多个组件的位置数据的融合来确定所述便携式计算装置的取向，所述一个或多个组件至少包括加速度计。

10.如条款1所述的便携式计算装置，其中，当暂停控制参数修改操作以生成修改的图像时，允许所述可穿戴装置的用户观看所述修改的图像和/或在X和Y轴上平移所述修改的图像和/或滚动所述修改的图像。

11.如条款1所述的便携式计算装置，其中，所述便携式计算装置的绝对位置被配置为指示控制参数的级别。

12.一种通过便携式计算装置修改在基于智能眼镜的可穿戴装置中显示的图像上的一个或多个控制参数的方法，所述方法包括以下步骤：

在所述便携式计算装置处，从在便携式计算中配置的陀螺仪传感器接收指示所述便携式计算装置的手旋转的程度的陀螺仪值的变化，所述手旋转被映射到一个或多个控制参数；

在所述便携式计算装置处，利用在便携式计算装置中配置的加速度计，确定所述便携式计算装置的取向；以及

基于在陀螺仪值的变化和所确定的取向，从便携式计算装置向所述基于眼镜的可穿戴装置生成图像修改信号，其中基于所述图像修改信号，关于一个或多个控制参数，修改所述图像。

13.如条款12所述的方法，其中所述方法还包括以下步骤：

接收作为陀螺仪值变化的一部分的新的陀螺仪值；

使用滑动窗口滤波器对接收到的新陀螺仪值进行平滑处理；

归一化所述平滑处理后的陀螺仪值；以及

累积归一化的陀螺仪值以指示所述便携式计算装置的手旋转的程度。

14.如条款12所述的方法，其中，所述一个或多个控制参数从以下中的任一项或组合中选择：所述图像的直通、所述图像的颜色或灰度显示、所述图像的亮度、所述图像中的边缘检测/增强、所述图像的对比度、所述图像的颜色增强、所述图像中的线宽、形成所述图像的一部分的文本的增强、形成所述图像的一部分的照明、以及所述图像中的白：黑比率。

如本文中所使用的，并且除非上下文另有指示，否则术语“耦合到”旨在包括直接耦合和间接耦合，在直接耦合中，耦合到彼此的两个元件彼此相互接触，在间接耦合中，至少一个附加元件位于两个元件之间。因此，术语“耦合到”和“与……耦合”被同义地使用。在本文档的上下文中，术语“耦合到”和“与……耦合”还被委婉地用来表示通过网络“与……通信地耦合”，其中两个或更多个装置能够通过网络(可能通过一个或多个中间装置)彼此交换数据。

对本领域技术人员应该显而易见的是，在不偏离本文的发明构思的情况下，除了已经描述的那些更多的修改是可能的。因此，除了所附权利要求的精神之外，本发明的主题不受限制。此外，在解释说明书和权利要求书时，应以与上下文一致的尽可能广泛的方式解释所有术语。特别地，术语“包括”和“包含”应被解释为以非排他性的方式引用元件、组件或步骤，指示所引用的元件、组件或步骤可以存在、被利用或与其他未明确引用的元件、组件或步骤组合。如果说明书的权利要求引用选自由A、B、C...和N组成的组中的至少一种，则该文本应解释为仅需要该组中的一个元件，而不是A加N、或B加N等。特定实施例的前述描述将如此充分地揭示本文中实施例的一般性质，以至于其他人可以通过应用当前知识，在不脱离通用概念的情况下，容易地修改和/或适应于此类特定实施例的各种应用，因此，在所公开的实施例的等同形式的含义和范围之内，应当并且旨在理解这样的适应和修改。应当理解，本文采用的措词或术语是出于描述的目的而非限制。因此，尽管已经根据优选实施例描述了本文的实施例，但是本领域技术人员将认识到，可以在所附权利要求的精神和范围内进行修改来实践本文的实施例。

尽管本文已经示出和描述了本公开的各种实施例，但是将清楚的是，本公开不仅限于这些实施例。在不脱离如权利要求书中所描述的本公开的精神和范围的情况下，许多修改、改变、变化、替换和等同物对于本领域技术人员将是显而易见的。