技术领域
[0001] 本
发明涉及图像显示技术领域，具体而言，涉及一种用于触觉感知图像的显示方法及显示系统。
背景技术
[0002] 由于视
力受损，盲人只能依靠触觉和听觉进行感官代偿，面对丰富多彩的图形图像类信息，他们无法有效的获取信息。传统方法是通过纸张制作触觉图像，或者通过语音来描述色彩、图像，比如通过压印、盲文触点打印、热塑等方式，根据图形寓意，改变纸张的凸起，而人对画面中色彩的理解则是通过语音的形式描述出来。但人为描述色彩的方式存在一定的人为意识理解，不能无损的传达色彩或图形信息，纸质触觉图像的种类、图像信息和内容有限，不易长时间保存。尤其在互联网时代，色彩图像的高速替换，人为帮助、纸张触觉图像无法实时、随机切换以及动态地承载触觉色彩或图像信息，不能很好地为盲人提供便利，尤其是在艺术领域的追求。
发明内容
[0003] 本发明解决的问题是盲人无法有效感知丰富的色彩，不能为日常生活提供便利，不能为盲人在艺术领域提供帮助。
[0004] 为解决上述问题中的至少一个方面，本发明提供一种用于触觉感知图像的显示方法，包括：
[0005] 获取待显示图像；
[0006] 根据所述待显示图像生成与触觉显示装置
像素分辨率对应的第一显示图像；其中，所述触觉显示装置包括阵列排布的多个触觉显示单元，每个所述触觉显示单元受控在多个不同的物理状态之间切换，每个所述不同的物理状态对应不同的目标
颜色；
[0007] 根据所述第一显示图像的每个像素
位置的色彩信息，从预设的多种颜色中，确定所述每个像素位置对应的目标颜色；以及
[0008] 根据所述每个像素位置对应的目标颜色，控制所述触觉显示装置中对应的触觉显示单元以触觉可感知的形式动作，呈现所述目标颜色对应的物理状态。
[0009] 优选地，所述获取待显示图像，包括：
[0010] 获取待显示视频，按照预定
频率将所述待显示视频进行分
帧，并提取每帧视频对应的图像，作为所述待显示图像。
[0011] 优选地，所述获取待显示图像之前，还包括：
[0012] 控制所述触觉显示装置上的所有所述触觉显示单元回复至初始状态，所述初始状态为：所有所述触觉显示单元的物理状态相同。
[0013] 优选地，所述根据所述第一显示图像的每个像素位置的色彩信息，从预设的多种颜色中，确定所述每个像素位置对应的目标颜色，包括：
[0014] 计算所述第一显示图像的每个像素位置的色彩信息与所述预设的多种颜色中每种颜色的颜色相似度，根据所述颜色相似度与预设值的比较，确定所述每个像素位置对应的目标颜色。
[0015] 本发明提供的用于触觉感知图像的显示方法与
现有技术相比，具有的有益效果如下：
[0016] (1)本发明通过不同的物理状态对应不同的颜色，通过触觉感知不同的物理状态来实现对图像颜色的感知，提出区别于用视觉感知图像颜色的显示方法，为视力受损无法用视觉感知的人群提供了感知图像色彩的可能。
[0017] (2)视力受损人群直接通过触摸触觉显示装置上的触觉显示单元，即可实现对图像的色彩的感知，获取方式直接、简单，不掺杂第三方比如语音描述或解释等，信息准确度较高。
[0018] 本发明还提供一种用于触觉感知图像的显示系统，包括：
[0019] 触觉显示装置，所述触觉显示装置包括阵列排布的多个触觉显示单元，每个所述触觉显示单元受控在多个不同的物理状态之间切换，每个所述不同的物理状态对应不同的目标颜色；
[0020] 显示控制装置，用于根据如上任一项所述的用于触觉感知图像的显示方法控制所述触觉显示装置进行动作。
[0021] 优选地，所述触觉显示单元包括多个显示
块，两个及两个以上的所述显示块的形状各不相同，每个所述显示块突出显示时对应所述触觉显示单元的一个物理状态。
[0022] 优选地，所述触觉显示单元还包括驱动单元，用于驱动所述显示块突出显示，所述驱动单元与所述显示控制装置数据连接。
[0023] 优选地，所述显示块突出显示包括：所述显示块向上凸出或向下凹陷。
[0024] 优选地，所述显示块突出显示为所述显示块振动、所述显示块表面
温度增加或降低、所述显示块表面
粘度增加或降低或者所述显示块表面粗糙度增加或降低。
[0025] 优选地，所述显示控制装置包括：
[0026] 图像转换模块，用于获取待显示图像，并根据所述待显示图像生成与触觉显示装置像素分辨率对应的第一显示图像；
[0027] 点阵控
制模块，用于根据所述第一显示图像的每个像素位置的色彩信息，从预设的多种颜色中，确定所述每个像素位置对应的目标颜色；以及根据所述每个像素位置对应的目标颜色，控制所述触觉显示装置中对应的触觉显示单元以触觉可感知的形式动作，呈现所述目标颜色对应的物理状态。
[0028] 本发明提供的用于触觉感知图像的显示系统与现有技术相比，具有的有益效果与用于触觉感知图像的显示方法相同，在此不再赘述。
附图说明
[0029] 图1为本发明
实施例中用于触觉感知图像的显示方法的
流程图；
[0030] 图2为本发明实施例中用于触觉感知图像的显示系统的触觉显示装置的结构示意图；
[0031] 图3为图2中Ⅰ处放大图；
[0032] 图4为本发明实施例中触觉显示单元的结构图；
[0033] 图5为本发明实施例中用于触觉感知图像的显示系统的触觉显示装置的局部结构图；
[0034] 图6为本发明实施例中用于触觉感知图像的显示系统的触觉显示装置的整体结构图；
[0035] 图7为本发明实施例中用于触觉感知图像的显示系统的使用状态图；
[0036] 图8为本发明实施例中用于触觉感知图像的显示系统的显示示例图。
[0037] 附图标记说明：
[0038] 1-触觉显示装置；2-盲文解释；11-触觉显示单元；111-显示块。
具体实施方式
[0039] 为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。
[0040] 请参阅图1所示，本发明实施例提供一种用于触觉感知图像的显示方法，包括：
[0041] 获取待显示图像；
[0042] 根据待显示图像生成与触觉显示装置1像素分辨率对应的第一显示图像；其中，触觉显示装置1包括阵列排布的多个触觉显示单元11，每个触觉显示单元11受控在多个不同的物理状态之间切换，每个不同的物理状态对应不同的目标颜色；
[0043] 根据第一显示图像的每个像素位置的色彩信息，从预设的多种颜色中，确定每个像素位置对应的目标颜色；以及
[0044] 根据每个像素位置对应的目标颜色，控制触觉显示装置1中对应的触觉显示单元11以触觉可感知的形式动作，呈现目标颜色对应的物理状态。
[0045] 由于盲人缺少视觉感知能力，因此通过听觉、触觉、嗅觉等其他感官获取信息就变得十分重要，触觉是盲人获取信息的重要通道之一。本实施例提供的用于触觉感知图像的显示方法，将触觉显示单元11的一个物理状态对应一种目标颜色，多个物理状态对应多种不同的目标颜色，通过切换触觉显示单元11的物理状态，实现不同目标颜色的显示，再将触觉显示单元11以触觉可感知的形式动作，利用触觉实现颜色的感知。
[0046] 现有技术中帮助盲人感知图像的方式大多是通过人为描述图像及图像的色彩，这种方式掺杂有他人的理解和意识，信息源头就具有不准确性，而且信息在传递过程中有损失，造成信息传递不够准确，比如告诉盲人一幅画的哪部分是红色，哪部分是蓝色，盲人只能大概了解红色区域和蓝色区域，但是其并不知道颜色区域的边界在哪里，颜色所在区域比例有多少，等等。
[0047] 而通过本实施例提供的用于触觉感知图像的显示方法，盲人可以自我感知色彩，使得盲人对色彩具有自己的理解，能够感受色彩，盲人有了自己的认知理解后，甚至还可以进行创作，与现有技术中仅具有单一输出的色彩识别方式相比，本实施例为盲人提供了更大的便利。
[0048] 其中，获取的待显示图像可以为图片，也可以为视频，当获取待显示视频时，按照预定频率将待显示视频进行分帧，并提取每帧视频对应的图像，作为待显示图像。
[0049] 优选地，获取待显示图像之前，还包括：
[0050] 控制触觉显示装置1上的所有触觉显示单元11回复至初始状态，初始状态为：所有触觉显示单元11的物理状态相同。由此，触觉显示装置1中对应的触觉显示单元11以触觉可感知的形式动作时，触觉显示装置1中的各触觉显示单元11处于具有差别的物理状态中。
[0051] 优选方式中，根据第一显示图像的每个像素位置的色彩信息，从预设的多种颜色中，确定每个像素位置对应的目标颜色，包括：计算第一显示图像的每个像素位置的色彩信息与预设的多种颜色中每种颜色的颜色相似度，根据颜色相似度与预设值的比较，确定每个像素位置对应的目标颜色。应当理解的是，预设的多种颜色的种类越多，显示
精度越高，但由于本实施例中提供的用于触觉感知图像的显示方法主要供视力受损人群使用，对于视力受损人群而言，颜色种类越多，感知的难度越大，因此，本实施例中预设的多种颜色的种类优选为8-12。
[0052] 请参阅图2-7所示，本发明另一实施例提供一种用于触觉感知图像的显示系统，包括：
[0053] 触觉显示装置1，触觉显示装置1包括阵列排布的多个触觉显示单元11，每个触觉显示单元11受控在多个不同的物理状态之间切换，每个不同的物理状态对应不同的目标颜色；
[0054] 显示控制装置，用于根据用于触觉感知图像的显示方法控制触觉显示装置1进行动作。
[0055] 其中，每个不同的物理状态对应不同的目标颜色，其中一种实施方式为，触觉显示单元11包括多个显示块111，两个及两个以上的显示块111的形状各不相同，每个显示块111突出显示时对应触觉显示单元11的一个物理状态。
[0056] 优选地，在其中一个具体的实施方式中，每个触觉显示单元11包括十一个不同形状的显示块111，即每个触觉显示单元11对应有十一种形状，突出显示一种形状的显示块111，表示触觉显示单元11具有一个物理状态，这一个物理状态对应一种目标颜色。这十一个显示块111分别代表了十一种颜色，如图3、4所示，圆形代表红色，正方形代表橙色，三
角形代表浅绿色，减号代表蓝色，加号代表深绿色，月牙形代表浅蓝色，五角星代表黄色，菱形代表紫色，竖向长方形代表黑色，五边形代表白色，椭圆形代表灰色。
[0057] 如此，盲人既能够比较轻松地记住这十一种形状与颜色的对应关系，避免显示块111数量过多，增加盲人摸读难度；同时，也能够获取比较常用的颜色，满足盲人对读取色彩的多样化需求。应当理解的是，也可以突出显示两种或两种以上形状的显示块111，来表示触觉显示单元11的一个物理状态，这一物理状态对应一种目标颜色，由此可以通过不同的形状组合得到更多的颜色，在不增加显示块111的数量的前提下，显示系统能够显示更多的颜色。对于视力受损人群而言，可以根据其摸读的熟练程度，自行设置。
[0058] 触觉显示单元11还包括驱动单元，用于驱动显示块111突出显示，驱动单元与显示控制装置数据连接。其中显示块111突出显示的方式包括：显示块111向上凸出或向下凹陷、显示块111振动、显示块111表面温度增加或降低、显示块111表面粘度增加或降低或者显示块111表面粗糙度增加或降低。应当理解的是，本发明并不仅限于上述显示方法。
[0059] 当显示块111以向上凸出或向下凹陷的方式显示时，触觉显示单元11的其中一个物理状态为，其中一个显示块111向上凸出或向下凹陷，其它显示块111静止不动。相应地，驱动单元包括升降机构，优选地，升降机构设于每个显示块111内，升降机构用于驱动显示块111上升或下降。由此，触觉显示单元11中每个显示块111的状态可以独立设置，改变触觉显示装置1的表面平整度，移动后的显示块111和未移动过的显示块111在触觉显示装置1的表面上形成凹凸不平的画面，易于盲人触觉上感知，使得盲人能够通过显示系统感知色彩。
[0060] 当显示块111以振动方式显示时，触觉显示单元11的其中一个物理状态为，其中一个显示块111产生振动，其它显示块111静止不动。相应地，驱动单元包括振动器，优选地，振动器设于每个显示块111底部，振动器用于驱动显示块111振动。应当理解的是，显示块111的振动强度应当是使用对象能够感知到的强度。由此，通过使用对象所感受到的震感获取触觉显示单元11上的何种形状的显示块111突出显示，获取相应的颜色。
[0061] 当显示块111以表面温度增加或降低的方式显示时，触觉显示单元11的其中一个物理状态为，其中一个显示块111的表面温度相比其他显示块111的表面温度增加或降低。由此，通过触摸所感受到的冷热变化的显示块111，获取该显示块111的形状，进而获取相应的颜色。
[0062] 当显示块111以表面粘度增加或降低的方式显示时，触觉显示单元11的其中一个物理状态为，其中一个显示块111的表面粘度相比其他显示块111的表面粘度增加或降低。由此，通过获取表面粘度较大或较小的显示块111的形状，获取相应的颜色。
[0063] 当显示块111以表面粗糙度增加或降低的方式显示时，触觉显示单元11的其中一个物理状态为，其中一种形状的显示块111的表面粗糙度相比其他显示块111的表面粗糙度增加或降低。由此，通过获取表面粗糙或光滑的显示块111的形状，获取相应的颜色。
[0064] 进一步地，用于触觉感知图像的显示系统还包括上位机，上位机与显示控制装置数据连接，上位机用于播放待显示图像。
[0065] 其中，显示控制装置包括：图像转换模块，用于获取待显示图像，并根据待显示图像生成与触觉显示装置像素分辨率对应的第一显示图像；并获取第一显示图像的每个像素位置及每个像素位置的色彩信息。
[0066] 点阵
控制模块，用于根据第一显示图像的每个像素位置的色彩信息，从预设的多种颜色中，确定每个像素位置对应的目标颜色；具体为：计算第一显示图像的每个像素位置的色彩信息与预设的十一种颜色中每种颜色的颜色相似度，根据颜色相似度与预设值的比较，从预设的十一种颜色中，确定每个像素位置对应的目标颜色。
[0067] 点阵控制模块还用于根据每个像素位置对应的目标颜色，控制触觉显示装置中对应的触觉显示单元以触觉可感知的形式动作，呈现目标颜色对应的物理状态。
[0068] 当上位机更换播放图像时，显示控制装置的图像转换模块重新接收上位机传来的图像。如此，可以实现画面的切换，根据盲人的摸读速度设置相应的切换速度，使得盲人可以摸读动态画面中的色彩，甚至是观看电影。与现有技术中利用不同肤质或借助不同肌理进行图像显示的方式相比，盲人利用本实施例提供的用于触觉感知图像的显示系统，可以摸读动态画面中的色彩，使得盲人可以感受更多的画面色彩，为盲人的生活提供便利。
[0069] 如图7所示，以
钢铁侠为例，上位机播放钢铁侠图像时，显示控制装置的图像转换模块根据钢铁侠图像生成与触觉显示装置1像素分辨率对应的第一钢铁侠图像，根据第一钢铁侠图像的每个像素位置的色彩信息，从十一种预设颜色中确定每个像素位置对应的目标颜色。显示控制装置的点阵控制模块根据每个像素位置对应的目标颜色，控制触觉显示装置1中对应的触觉显示单元11升起相应形状的显示块111，而触觉显示单元11中其他形状的显示块111保持平整，如此在触觉显示装置1的显示屏幕上得到一组凹凸不平的图形，盲人通过触摸感知色彩，比如触摸到圆形，即感知到该位置对应红色。应当理解的是，盲人预先了解每种形状代表的颜色。在触觉显示装置1的显示屏幕一侧设置有盲文解释2。
[0070] 可选地，升降机构设于显示块111的底部，升降机构具有两种状态，分别是向上或向下移动后的高位状态和处于原位置的低位状态，当升降机构处于高位状态，此时显示块111在升降机构的推动作用下上升或下降，本实施例优选升降机构处于高位时，显示块111上升，凸出于其它显示块111，更易于被盲人触摸。当升降机构处于低位状态，此时显示块
111处于初始位置，所有显示块111处于初始位置时，触觉显示装置1的表面为平面。由于不同形状的显示块111代表不同的颜色，盲人通过触摸的方式来摸读图像的图形色彩。
[0071] 由于每个盲人的摸读速度均有差异，且同一盲人随着不断的训练、学习摸读速度会越来越快，本实施例提供的用于触觉感知图像的显示系统具有自主学习和自适应能力，根据盲人摸读速度获取盲人读取一幅图所需时间，显示控制装置获取该读图时间，并设定预设时间，预设时间之后显示控制装置自动重新获取上位机中显示的图像。其中，盲人读图时间的获取，可以在测试过程中根据盲人的表达记录完成。
[0072] 需要理解的是，显示控制装置也会根据盲人摸读时间自动调整上位机切换图像的时间，使得上位机切换图像与色彩播放控制系统重新获取图像相适应。随着盲人摸读速度的不同，显示控制装置
自动调节预设时间，以与盲人摸读速度相适应。
[0073] 进一步地，用于触觉感知图像的显示系统还具有复位功能，在显示控制装置重新获取图像之前，显示控制装置发送复位指令给触觉显示装置1，控制触觉显示装置1中的所有显示块111复位。
[0074] 虽然本公开披露如上，但本公开的保护范围并非仅限于此。本领域技术人员在不脱离本公开的精神和范围的前提下，可进行各种变更与
修改，这些变更与修改均将落入本发明的保护范围。
