用于图像显示的设备和方法与流程

本公开总体上涉及显示设备，具体涉及在可旋转显示器上的显示。

背景技术：

本部分旨在向读者介绍本领域的各个方面，其可能与以下描述和/或要求保护的本公开的各个方面有关。相信该讨论有助于向读者提供背景信息，以有助于更好地理解本公开的各个方面。因此，应该理解的是，应从这种角度来阅读这些陈述，而不是作为对现有技术的承认。

在诸如智能手机和平板电脑之类的移动显示设备上观看视频已经是很普遍的。尽管此类设备固有的移动性是一个巨大的优势，但同时它也至少具有一个缺点：非移动设备相对容易布置使得显示的图像是水平的，但移动设备并非总是如此。

当在不平坦或倾斜的表面上使用移动设备时，除非用户采取措施(例如，通过支撑移动设备)使移动设备的显示处于水平，否则该移动设备的显示将不会是水平的。如果显示不是水平的，则显示的图像也不是水平的。这在某种程度上也适用于非水平运动的交通工具(例如，可能遇到的情况如在船上或在颠簸道路上行驶的汽车上)。

当显示的图像不是水平时，人眼很容易察觉，这可能会引起混乱并使观看者烦恼。

jp2008281659描述了一种可用于汽车游戏的游戏控制台。该控制台通常是圆形的，既可以用作方向盘，还可以用作显示路线的屏幕。当旋转控制台(用于使汽车转向)时，显示的圆形图像会沿相反方向旋转，以使所显示的图像是水平的。但是，该解决方案仅适用于圆形屏幕。

因此，应理解，期望有一种解决方案，以解决移动显示设备的至少一些缺点。本原理提供了这样的解决方案。

技术实现要素：

在第一方面，本原理针对一种显示设备，包括：屏幕；倾角仪，被配置为测量屏幕相对于水平线的倾斜度；和至少一个硬件处理器，被配置为：获取图像，旋转图像以补偿倾斜度以使图像与水平线平行，缩放图像以使图像显示在屏幕上，并显示图像。

在第二方面，本原理针对一种显示设备中用于显示图像的方法。至少一个硬件处理器获取图像和显示设备的屏幕的倾斜度的当前测量值，旋转图像以补偿该倾斜度以使图像与水平线平行，缩放图像使得整个图像将在屏幕上水平地显示，并显示图像以使图像显示在屏幕上。

在第三方面，本原理针对一种显示设备，该显示设备包括屏幕；倾角仪，被配置为测量屏幕相对于水平线的倾斜度；和至少一个硬件处理器，被配置为获取包括中央部分和边缘的过扫描的图像，其中，该边缘未被显示在水平位置的屏幕上，旋转过扫描的图像以补偿倾斜度以使图像与水平线平行，以及显示过扫描的图像的屏幕形状部分，该屏幕形状部分根据屏幕的倾斜度相对于过扫描的图像进行旋转。

在第四方面，本原理针对一种显示设备中用于显示图像的方法。至少一个硬件处理器获取图像和显示设备的屏幕的倾斜度的当前测量值，旋转图像以补偿该倾斜度以使图像与水平线平行，并在屏幕上显示过扫描的图像的屏幕形状部分，该屏幕形状部分根据屏幕的倾斜度相对于过扫描的图像进行旋转。

在第五方面，本原理针对一种非暂时性计算机可读介质，其存储程序代码指令，该程序代码指令在由处理器执行时实现根据第二方面的方法的步骤。

在第六方面，本原理针对一种装置，包括：图像捕获设备，被配置为捕获图像；传感器，被配置为测量该装置的侧倾角；具有一形状的屏幕，被配置为呈现图像；和处理器，被配置为提取所捕获的图像的一部分，该部分具有屏幕的形状并且相对于侧倾角反向倾斜以与水平线平行，以及在屏幕上显示与水平线平行的部分。

附图说明

现在将参照附图通过非限制性示例描述本原理的特征，其中：

图1示出了根据本原理的实施例的移动显示设备；

图2示出了根据本原理的实施例的方法的流程图；

图3示出了在水平的显示设备上显示图像的示例；

图4示出了在倾斜的显示设备上显示图像的第一示例；

图5示出了在倾斜的显示设备上显示图像的第二示例；

图6示出了在非矩形屏幕上显示的示例；

图7示出了根据可替换实施例的图像捕获装置；

图8示出了图像捕获装置的俯仰角(pitchangle)和侧倾角(rollangle)；

图9示出了根据可替换实施例的方法；

图10示出了实施例中使用的俯仰角和限制；

图11示出了捕获图像的侧倾角＝0°的图像捕获装置；

图12示出了根据实施例的侧倾角≠0°时的图像捕获设备；和

图13示出了根据实施例的具有侧倾角而没有侧倾角界限的图像捕获装置。

具体实施方式

图1示出了根据本原理的实施例的移动显示设备100。该移动显示设备100可以例如是智能电话或平板电脑。该移动显示设备100优选的包括至少基本上为矩形的(或正方形的，但是也可为以下将示出的其他形状的)屏幕110、至少一个硬件处理器(“处理器”)120、存储器130、倾角仪(也称为倾斜传感器)140和接口150。可以理解的是，为了清楚起见，未示出移动显示设备100的对于理解本原理无用的部分。

屏幕110可以是任意适合的常规显示器，其被配置为显示图像。当主轴线与水平线平行时，屏幕110被认为是水平的；例如，对于矩形屏幕，当其短边之一或长边之一与水平线平行时则认为该屏幕是水平的。

存储器130可以是任意适合的常规存储器，其被配置为存储包括至少一个图像的内容以在屏幕110上显示。存储器130可以被实现为多个物理存储器电路，并且还可以是存储软件程序指令的非暂时性存储介质，其中该软件程序指令包括当由处理器120执行时执行根据图2所示的本原理的方法的指令。

倾角仪140可以是任意适合的常规倾角仪，其被配置为测量相对于水平线(或类似方向)的倾斜度(即旋转)，并将测量的倾斜度传递给处理器120。倾角仪140可以使用例如加速度计、陀螺仪或磁力计(其可能与定位系统配合使用)来实现。

接口150可以是任意适合的常规接口，其被配置为与其他设备通信，例如以便获得包括至少一个图像的内容以在屏幕110上显示。在一个实施例中，该内容是视频内容。

处理器120被配置为从倾角仪接收测量的倾斜度，并且通过在相反方向上将至少一个图像旋转相同量来补偿该倾斜度，以处理至少一个图像进行显示，从而获得显示时水平的图像。处理器120还被配置为缩放图像。例如，缩放可以在旋转之前进行，以获得适合屏幕的图像，其无论屏幕的倾斜度如何也不会被裁切。也可以在旋转之后对水平图像进行缩放，以获得具有特定尺寸的图像。特定尺寸的第一个示例是已经描述过的一个示例：无论屏幕如何旋转，水平图像都适合屏幕。特定尺寸的第二个示例是最大的图像，即使从屏幕的当前倾斜度旋转至一个给定量，该图像也将适合屏幕。给定量可以为零，这意味着无需调整尺寸的情况下，图像在屏幕上尽可能的大。处理器可以被配置为在预设的稳定时间段(即，可以由处理器测量的基本相同的倾斜度的时间段)之后进行缩放。

非暂时性存储介质170存储指令，该指令在由处理器120执行时进行下文参考图2进一步描述的功能。

图2示出了根据本原理的实施例的方法200。在步骤s210中，处理器120获得图像以在屏幕110上显示。可以从存储器130接收该图像，或从接口150(可能经由存储器130)接收该图像。

在步骤s220中，处理器120从倾角仪140接收倾斜度的当前测量值。所述接收可以是响应于处理器120的请求，来自倾角仪140的预定传送，或者是由倾角仪140测量的倾斜度变化。

在步骤s230中，处理器120通过在测量的倾斜度的相反方向上将图像旋转相同量来处理图像，从而使图像水平。

在步骤s240中，处理器120缩放水平图像从而获得已上讨论的特定尺寸。这可以是在图像显示时不被裁切的情况下，最大化显示器上图像的尺寸，例如，这种情形可能发生于矩形显示器中，当缩放的水平图像的至少两个(沿对角线相对的)角接触显示器的两个相对的边缘时。

可以通过不同方式进行缩放。第一种方式是使用以屏幕110和图像的纵横比以及倾斜角度作为输入的查找表(其可能存储在存储器130中)，来提供图像的尺寸。第二种方式，例如适合于矩形显示，是计算从屏幕的一个边缘到相对边缘的以倾斜角度进行旋转的对角线的长度，并使用图像的纵横比将此对角线长度转换为宽度和高度，从中可以获得缩放因子。对于屏幕的复杂形式，计算可能会更复杂，但是这种复杂性不会影响呈现效果。

如所提及的，缩放可以发生于稳定时间段之后，例如预设的未旋转时间段，或者例如在最后10次振荡中较大周期的2倍。在这种情况下，步骤s240可以发生于步骤s250之后。如果在显示之后进行缩放以适合显示，则仍然可以在步骤s240中对图像进行预缩放以使其尺寸在无论倾斜度如何的情况下都适合屏幕，或者如果从当前倾斜度倾斜给定量(例如±5°)也适合屏幕。

此外，缩放也可以在旋转之前进行，例如获得无论如何旋转都能使图像适合屏幕的尺寸。

另外，处理器120可以在步骤s240期间确定图像在屏幕110上的位置。该位置可以在显示屏的中央。

在步骤s250中，已旋转的(以及可能已缩放的)图像被显示在屏幕110上。该图像优选地被显示在屏幕110的中心，但是也可以被显示在非中心位置。

图3示出了在水平显示器上显示图像的示例。屏幕110是水平的，并且图像301也是水平的。图像301被示为充满整个屏幕110，但是应当理解，情况并非总是如此，例如当图像和屏幕的纵横比不同时，情况则非如此。

图4示出了在倾斜显示器上显示图像的第一示例。在该图中，屏幕110倾斜角度为α，图像302在相反方向上旋转了相同量，使得它是水平的(这意味着它相对于屏幕110的长边也旋转了角度α)。可以看出，旋转图像302不具有最大尺寸(即，在不调整尺寸的情况下，它可能更大)。

图5示出了在倾斜显示器上显示图像的第二示例。在该图中，屏幕110再次倾斜α度，并且图像303再次旋转以处于水平位置。可以看出，旋转的图像303具有最大尺寸(即，在不延伸超过显示器并因此被调整尺寸的情况下，其尺寸尽可能地大)。

应当理解，本原理在海上也起作用，这意味着即使当移动显示设备100所在的船只滚动时，也可以水平地显示内容。由于移动显示设备100可以呈现相对于水平线稳定的图像，因此可以帮助乘客减轻晕船。

本原理还可以适应过扫描，即，所接收的图像包括沿边缘的未显示于屏幕的部分。在第一过扫描变型中，进行了反向旋转及尺寸调整的图像中仅仅显示了实际向用户显示的图像部分。在第二种过扫描版本中，当旋转屏幕时，图像沿相反方向旋转。那么，只要旋转很小，就不会调整图像的尺寸，而是显示“过扫描部分”中的图像部分。只要有这样的部分可以显示，就可以了，但是一旦进一步旋转超出图像的范围，就需要调整图像的尺寸来适应，如前所述。

图6示出了在非矩形屏幕上显示的示例。该示例示出了已经从水平线旋转的六角形屏幕610和已经被反向旋转及缩放的六角形图像620以进行水平显示。技术人员可以理解，本原理适用于所有非圆形屏幕。

还应当理解，本原理容易扩展到在表面上显示图像的投影仪。

因此，可以理解，本原理可以在非水平的显示设备上提供水平图像。进一步地，即使当显示设备移动时，即当其倾斜度变化时，也可以实现这一点。

在可替换实施例中，本公开针对可能包括在诸如智能电话和平板电脑之类的其他设备中的数字图像捕获装置，如静态和视频兼具的照相机。

虽然数字图像捕获装置通常会指示其倾斜度以帮助用户拍摄与水平线平行或垂直的图像，但这种指示并不总是由用户启动的，即便是由用户启动的，数字图像捕获装置可能也不会指示小的倾斜度(例如1-2°)，但这个倾斜度在捕获图像中仍然很明显。

一种解决方案是事后通过旋转捕获图像来对其进行编辑，但是如果保持标准图片格式比率，则要找到正确的旋转角度并非总是容易，并且旋转会导致图像部分丢失。

图7示出了根据本原理的可替换实施例的数字图像捕获装置(以下称为“装置”)。该装置700包括电子图像拾取设备710，例如传感器，其被配置为捕获要转换为电信号的光。任意适合的常规图像拾取设备，例如当前常规数字照相机中的那些，都可用于该装置。众所周知，此类图像拾取设备通常包括电荷耦合器件(ccd)或互补金属氧化物半导体(cmos)数字图像传感器。由于这种图像拾取设备是本领域熟知的，将不再对其进行进一步描述；知道其传送代表捕获图像的信号至存储器720、屏幕740和处理器750中的至少一个就够了。

存储器720可以是非暂时性的，并且可以由多个物理存储器电路组成，其被配置为存储捕获图像(之后则称为“存储的图像”)以及在由处理器750执行时执行的图9所示方法的软件指令。装置700还包括屏幕740和至少一个硬件处理器750(以下称为“处理器”)。屏幕740可以是任意适合的常规屏幕，例如在常规数码相机、智能手机或平板电脑中使用的屏幕，并且被配置为向用户显示图像，例如捕获图像或基于捕获图像的处理后的图像。

处理器750可以是任意适合的处理器，其被配置为执行例如存储在存储器720中的软件指令以执行图9所示的方法的，如将在下文中描述的。

装置700还包括传感器730，例如陀螺仪传感器，其被配置为至少测量装置700的倾斜度(即，侧倾角)；传感器可以进一步被配置为测量装置700的俯仰角；在图8中示出了俯仰角和侧倾角。可以将测量的角度提供给处理器750。

非暂时性存储介质770存储指令，该指令在由处理器750执行时执行以下参考图8进一步描述的功能。

图8示出了装置的俯仰角和侧倾角。可以看出，侧倾角可以解释为在垂直于穿过装置的物镜的轴线的平面中的角度。俯仰角可以解释为相对于水平线穿过物镜的轴的高度(即，它指向上还是向下)。

图9示出了根据本公开的可替换实施例的方法90。该方法开始于步骤s900。在步骤s910中，装置700的图像拾取设备710捕获图像并将与捕获图像相对应的电信号提供给屏幕740。该电信号也可以被提供给处理器750。在数字相机中，捕获通常是连续的，直到直接或间接地从用户接收到拍照的指令，即存储该电信号(其可以在被发送到存储器720进行存储之前由处理器750处理)。

在步骤s920中，处理器750从传感器730至少获得装置700的当前侧倾角；处理器750还可以获得俯仰角。应当理解，传感器730可以基本连续地向处理器750提供俯仰角和侧倾角。

在步骤s930中，根据不同的实施例，处理器750验证所获得的俯仰角是否大于“下俯”限制，小于“上仰”限制，或大于“下俯”限制并且小于“上仰”限制。如果俯仰角不满足本实施例的条件，则该方法在步骤s940中结束(此后，用户仍可以在不借助本方法的情况下继续拍摄照片)。换句话说，处理器750验证俯仰角是否在围绕水平线的扇区内。否则，该方法持续至步骤s950。

注意，从水平线开始计算的上仰限制对应的角度可以不同于下俯限制对应的角度。

验证该条件或多个条件的理由是，可以假定用户针对的是特殊效果，对其不应使用下文所述的校正。例如，当用户从上方拍摄一朵花的照片(以致俯仰角超出下俯限制)时，可能会出现这种情况。

在步骤s950中，处理器750验证所获得的侧倾角是否在侧倾限制之外。注意，侧倾限制在顺时针方向和逆时针方向之间可以不同。如果侧倾角大于侧倾限制，则该方法在步骤s940中结束；否则，该方法持续至步骤s960。

处理器750还可以验证侧倾角是否等于0°(或小于一个可接受的侧倾角)。如果是这种情况，则该方法可以在步骤s940中结束，因为捕获图像已经是水平的(或被判断为基本上水平的)了。

验证侧倾角的原因与验证俯仰角基本相同；其假设用户意图使用较大的侧倾角，并且不应对捕获图像进行校正。

不同的限制可以被存储在存储器720中，但是也可以被包括在由处理器750执行的软件指令中。在一个实施例中，所述限制可以由用户设置。用户还可以例如通过将相应的限制设置为-90°和+90°来禁用俯仰角的验证(以使俯仰角始终落在扇区内)。

在步骤s960中，处理器750通过裁切捕获图像的一部分来处理捕获图像。裁切捕获图像，以使生成的处理后图像的边缘分别与水平线平行和垂直；这尤其适用于正方形或矩形的捕获图像。此外，还可以裁切捕获图像，使得处理后的图像符合屏幕720的纵横比。要注意，在屏幕720与装置所存储的图像不具有相同的纵横比的情况下，捕获图像可以根据存储图像的纵横比进行裁切。

注意，如果侧倾角为0°或足够小以至于捕获图像是水平的或基本水平的，则不进行裁切。

还应注意，处理器750可以处理(其后)呈现在屏幕上的电信号，但在这一点上，处理器750也可以通过屏幕背景颜色(或其他颜色)的一部分简单地覆盖图像，以使其看起来好像图像已经被裁切，而实际的裁切可以在步骤s970中拍摄完照片后进行。

处理器750使用获得的侧倾角来处理捕获图像。本领域技术人员应当理解，对捕获图像的处理可以说是补偿了“非水平”装置(从而补偿了捕获图像)，使得处理后的图像是水平的，但是被裁切了。

所产生的图像也可以显示在屏幕720上，以通知用户所拍摄的图像将是什么，从而使用户能够例如调节装置的倾斜度或给出拍摄照片的指令。

注意，这些步骤可以连续且并行地执行，直到用户给出了拍摄照片的指令为止。

在步骤s970中，装置700接收拍摄照片的指令并拍摄照片。如前所述，如果这尚未完成，则可以真正地将图片进行裁切。然后，处理器750将处理后的图像存储在存储器720中以进行存储。在存储处理后的图像之前，处理器750可以调整处理后的图像的尺寸，以使得其在被取得和呈现时具有与“正常”图像(即未被裁切的图像)相同的尺寸。处理器还可以存储原始捕获图像，即，无需根据本方法进行处理，优选地与处理后的图像一起存储。

随后，该方法在步骤s980中结束。

图10示出了实施例中使用的俯仰角和限制。该图示出了装置的水平线(俯仰角＝0°)，上仰限制和下俯限制，以及与步骤s950中与“界限内”相对应的扇区。

图11示出了捕获图像的侧倾角＝0°的图像捕获装置。可以看出，由于侧倾角为0°，因此可以将捕获图像照原样捕获，因为它已经是水平的；不进行裁切(步骤s960)。屏幕右上角的可选图标表示启用了倾斜补偿，即装置将裁切图像以补偿除0°(或基本为0°)以外的侧倾角。

图12示出了根据实施例的侧倾角≠0°的图像捕获装置。可以看出，该装置是倾斜的，该图标指示启用了倾斜补偿，并且确实裁切了捕获的图像，因此所产生的图像是水平的。

图13示出了根据实施例的具有侧倾角而没有侧倾角界限的图像捕获装置。可以看出，该装置处于关键的侧倾角，该图标表示未启用倾斜补偿，并且未裁切所捕获图像。

可以看出，本装置和方法可以确保捕获中的水平度，该水平度可以在某些条件下自动进行，并且可以向用户提供有关图像区域将被丢失的指示。

应当理解，附图中所示的元件可以以各种形式的硬件，软件或其组合来实现。优选地，这些元件在一个或多个适当编程的通用设备上以硬件和软件的组合来实现，所述通用设备可以包括处理器，存储器和输入/输出接口。

本说明书图示了本公开的原理。因此，将认识到，尽管这里没有明确地描述或示出，本领域的技术人员将能够设计各种体现本公开的原理并且包括在本公开范围内的各种布置。

这里引用的所有示例和条件语言旨在用于指导目的，以帮助读者理解公开的原理以及发明人为推进现有技术所贡献的概念，并且将被解释为不限于这些具体引用的示例和条件。

此外，在此引用本公开的原理、方面和实施例的所有陈述以及其具体示例旨在涵盖其结构和功能等同物。此外，这样的等同物旨在包括当前已知的等同物以及将来开发的等同物，即，开发的执行相同功能而不管结构如何的任何元素。

因此，例如，本领域技术人员应当理解，本文呈现的框图表示体现本公开原理的说明性电路的概念图。类似地，应当理解，任何流程图表、流程图等代表可以基本上在计算机可读介质中表示并且由计算机或处理器执行的各种过程，不管这样的计算机或处理器是否明确示出。

图中所示的各种元件的功能可以通过使用专用硬件以及能够与具有适当的软件的相关联地执行软件的硬件来提供。当由处理器提供时，功能可以由单个专用处理器、单个共用处理器或多个单独的处理器来提供，其中一些可以共用。此外，术语“处理器”或“控制器”的明确使用不应该解释为专指能够执行软件的硬件，并且可以隐含地包括但不限于数字信号处理器(“dsp”)硬件、用于存储软件的只读存储器(“rom”)、随机存取存储器(“ram”)和非易失性存储器。

其他传统的和/或定制的硬件也可以包括在内。类似地，图中所示的任何开关仅仅是概念上的。可以通过程序逻辑的操作、通过专用逻辑、通过程序控制和专用逻辑的交互、或者甚至手动执行它们的功能，具体的技术可以由实施者选择，如从上下文更具体地理解的。

在本文的权利要求中，表示为用于执行指定功能的手段的任何元件旨在涵盖执行该功能的任何方式，例如，包括a)执行该功能的电路元件的组合或b)与用于执行软件以执行该功能的适当电路组合的任何形式的软件(包括固件、微代码等)。由这样的权利要求限定的公开在于由各种引用的手段提供的功能以权利要求所要求的方式组合和集合在一起。因此认为可以提供这些功能的任何手段都等同于这里示出的手段。