CN111711806B - 一种双光源合束器隐形提词投影机系统及数据叠加方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种双光源合束器隐形提词投影机系统及数据叠加方法，包括投影机、字幕叠加器、字幕电脑及偏振眼镜；字幕叠加器接收视频数据以及字幕数据，然后对两种数据进行叠加处理，形成包含隐形字幕的视频数据，并输出到投影机的相应接口，通过投影机在成像平面上形成投影区域；带上偏振眼镜后，可在成像平面上观察到隐藏的字幕，而不带偏振眼镜的观众则在成像平面无法观察到隐藏的字幕，观众视角下成像平面上的视频数据与使用普通投影机投射的效果相同，本发明设计合理、使用方便、即可以作为普通投影机使用、同时可以实现对主讲人的提词功能、又不会影响观众的观看。

Description

一种双光源合束器隐形提词投影机系统及数据叠加方法

技术领域

本发明涉及投影机技术领域，尤其涉及一种双光源合束器隐形提词投影机系统及数据叠加方法。

背景技术

现在投影机应用的范围很广，在学校上课、公司开会、职业培训以及产品发布会中大都会用到投影机，投影机的作用是把PPT等图像或视频投射到屏幕上，主讲人要结合投影的图像或视频来讲解，PPT一般包含的文字比较少，所讲的内容比较多，大部分内容是在PPT看不到的，并且有些内容是不适合出现在PPT上的，这时候如果对内容不太熟，就需要一些提示材料，有的人是拿着讲稿提词卡片等，这样就会影响讲课效果。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种设计合理、使用方便、即可以作为普通投影机使用、同时可以实现对主讲人的提词功能、又不会影响到观众的一种双光源合束器隐形提词投影机系统及数据叠加方法。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种双光源合束器隐形提词投影机系统，包括投影机、字幕叠加器、字幕电脑及偏振眼镜；

投影机，包括第一汇聚镜、色轮、第二汇聚镜、数字微镜、镜头、偏振光源、偏振合束器、偏振光源控制器，

所述偏振光源包括垂直偏振光源和水平偏振光源；

所述偏振合束器的偏振合束面与水平面之间的夹角为45°，所述偏振合束器的反射光入口垂直向上，所述垂直偏振光源对应设置在所述偏振合束器的透射光入口处，所述垂直偏振光源产生的垂直偏振光从所述透射光入口进入，所述水平偏振光源对应设置在所述偏振合束器的反射光入口的上侧，所述水平偏振光源产生的水平偏振光从所述反射光入口进入，所述第一汇聚镜对应设置在所述偏振合束器的合束光出口处，所述偏振合束器的合束光出口发出的光进入至所述第一汇聚镜；

偏振光源控制器与所述偏振光源连接，控制所述垂直偏振光源与所述水平偏振光源交替发光，交替的时间与所述色轮的帧切换同步，即所述色轮转过三个色区时，所述垂直偏振光源刚好切换至所述水平偏振光源，或所述水平偏振光源刚好切换至所述垂直偏振光源；

字幕叠加器，包括HDMI输入口、VGA输入口、复合视频输入口、RS-232串口、HDMI输出口、VGA输出口、字幕叠加模块；

所述字幕叠加模块接收来自于HDMI输入口、VGA输入口或者复合视频输入口传来的视频数据，以及来自于RS-232串口的字幕数据，然后对两种数据进行叠加处理，形成包含隐形字幕的视频数据，并通过HDMI输出口或VGA输出口输出到投影机的相应接口；

字幕电脑，与所述字幕叠加器通过RS-232串口相连，所述字幕电脑内包括字幕数据生成模块，用于生成字幕数据；

偏振眼镜，所述偏振眼镜的偏振方向保持垂直或水平。

作为优选的技术方案，所述偏振光源为激光偏振光源。

作为优选的技术方案，所述偏振眼镜的镜片由偏振区域和非偏振区域交错组成，每个偏振区域的面积小于0.02平方毫米。

作为优选的技术方案，一种合光反射镜隐形提词投影机系统的数据叠加方法，包括如下步骤：

步骤一 所述字幕叠加器接收所述字幕电脑传来的字幕数据和通过HDMI输入口、VGA输入口或复合视频输入口传来的视频数据；

步骤二 根据字幕数据所处位置，把视频数据划分为字幕笔画区、字幕背景区及非字幕区，字幕笔画区为字幕笔画所覆盖的区域，字幕背景区为能覆盖字幕位置的矩形区域减去所述字幕笔画区后所形成的区域，图像剩余的区域为非字幕区；

步骤三 把视频数据分为奇数帧和偶数帧，当前奇数帧的视频数据的处理方法为：非字幕区的视频数据的像素亮度值不做改变；字幕笔画区的视频数据的像素亮度值增加10-30％；对应的字幕背景区的视频数据的像素亮度值减少10-15％；

当前奇数帧后面的偶数帧的视频数据的处理方法为：非字幕区的视频数据的像素亮度值不做改变；字幕笔画区的视频数据的像素亮度值在原来亮度值的基础上减去奇数帧对应像素所增加的亮度值；对应的字幕背景区的视频数据的像素亮度值在原来亮度值的基础上增加奇数帧对应像素所减少的亮度值；

步骤四 把再下一奇数帧作为当前奇数帧，重复步骤三，依次处理后面的奇数帧和偶数帧。

作为优选的技术方案，当前奇数帧的视频数据的处理方法为：非字幕区的视频数据的像素亮度值不做改变；字幕笔画区的视频数据的像素亮度值增加10-30％，对应的字幕背景区的视频数据的像素亮度值减少10-15％；

其中，如果字幕笔画区的视频数据的当前像素亮度值加上所增加的亮度值大于视频像素位深表示的最大亮度值时，即：当前亮度值+增加值>最大亮度值，则当前奇数帧字幕笔画区的视频数据的像素亮度值增加为最大亮度值；

其中，如果字幕背景区的视频数据的当前像素亮度值加上所减少的亮度值的绝对值大于视频像素位深表示的最大亮度值时，即：当前亮度值+|减少值|>最大亮度值时，则字幕背景区的视频数据的像素亮度值减小为当前亮度值减去最大亮度值与当前亮度值之差，即当前奇数帧字幕背景区的视频数据的像素亮度值＝(当前亮度值-(最大亮度值-当前亮度值))。

作为优选的技术方案，在步骤三中加入：所述字幕叠加模块对视频当前奇数帧和其后面的偶数帧的数据进行对比，如果两帧对应像素亮度值之差的平均值大于视频数据的像素位深所能表示的最大亮度值的5％，当前奇数帧及其后面的偶数帧不做亮度增减处理，继续进行下一奇数帧与其后面的偶数帧的对比，反之则进行下一步骤。

作为优选的技术方案，像素亮度值处理方法为：首先将视频数据对应的RGB颜色模式转化为HSI模式，即将视频数据对应的红、绿、蓝颜色三种数值转化为色调、饱和度、亮度三种数值，然后单独对其中的亮度数值进行增加与减少，然后再将处理后的HSI值转化为RGB值。

由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：所述字幕叠加器接收视频数据以及字幕数据，然后对两种数据进行叠加处理，形成包含隐形字幕的视频数据，并输出到投影机的相应接口，通过投影机在成像平面上形成投影区域；带上偏振眼镜后，可在成像平面上观察到隐藏的字幕，而不带偏振眼镜的观众则在成像平面无法观察到隐藏的字幕，观众视角下成像平面上的视频数据与使用普通投影机投射的效果相同，字幕背景区与字幕笔画区的反向处理方法，可以提高隐藏字幕的显示对比度；本发明设计合理、使用方便、即可以作为普通投影机使用、同时可以实现对主讲人的提词功能、又不会影响观众的观看。

附图说明

以下附图仅旨在于对本发明做示意性说明和解释，并不限定本发明的范围。其中：

图1是本发明实施例的结构示意图；

图2是本发明实施例投影机的结构示意图；

图3是本发明实施例偏振合束器的结构示意图；

图4是本发明实施例偏振合束器激光光源的设置图；

图5是本发明实施例数据处理方法示意图；

图6是本发明实施例偏振眼镜的示意图；

图7是图6中I处放大示意图；

100-投影机；110-第一汇聚镜；120-色轮；130-第二汇聚镜；140-数字微镜；150-镜头；161-垂直偏振光源；162-水平偏振光源；170-偏振合束器；171-偏振合束面；172-透射光入口；173-反射光入口；174-合束光出口；180-偏振光源控制器；200-字幕叠加器；201-HDMI输入口；202-VGA输入口；203-复合视频输入口；204-RS-232串口；205-HDMI输出口；206-VGA输出口；300-字幕电脑；400-偏振眼镜；401-偏振区域；402-非偏振区域；500-成像平面；600-字幕笔画区；700-字幕背景区；800-非字幕区。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，进一步阐述本发明。在下面的详细描述中，只通过说明的方式描述了本发明的某些示范性实施例。毋庸置疑，本领域的普通技术人员可以认识到，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此，附图和描述在本质上是说明性的，而不是用于限制权利要求的保护范围。

如图1和图6所示，一种双光源合束器隐形提词投影机系统，包括投影机100、字幕叠加器200、字幕电脑300及偏振眼镜400；所述字幕电脑300与所述字幕叠加器200连接，所述字幕叠加器200与所述投影机100连接；所述字幕电脑300用于产生字幕数据并传递至所述字幕叠加器200内，所述字幕叠加器200进行数据叠加处理将字幕数据和视频数据叠加在一起，使得投影至成像平面500上的视频带有隐形字幕，佩戴所述偏振眼镜400后，可以在成像平面500上看到字幕，而不佩戴所述偏振眼镜400，在成像平面500上只能看到正常的视频或图像。

参见图2，投影机100包括第一汇聚镜110、色轮120、第二汇聚镜130、数字微镜140、镜头150、偏振光源、偏振合束器170(PBC)、偏振光源控制器180，其中第一汇聚镜110、色轮120、第二汇聚镜130、数字微镜140、镜头150均属于现有投影机100中的一部分，其结构以及安装位置均属于现有技术，在此不再赘述。

参见图4，所述偏振光源包括垂直偏振光源161和水平偏振光源162，所述垂直偏振光源161用于生成垂直偏振光，所述水平偏振光源162用于生成水平偏振光，所述垂直偏振光源161与所述水平偏振光源162产生偏振光的原理为现有技术，在此不再赘述。偏振光源可以采用LED偏振光源或者激光偏振光源，优选激光偏振光源，激光偏振光源不需要把非偏振光变成偏振光，具有较高的光线利用率。

参见图3和图4，偏振合束器170的偏振合束面171与水平面之间的夹角为45°，所述偏振合束器170上设置有透射光入口172、反射光入口173和合束光出口174，所述偏振合束器170的反射光入口173垂直向上，所述垂直偏振光源161对应设置在所述偏振合束器170的透射光入口172处，所述垂直偏振光源161产生的垂直偏振光的光线从所述透射光入口172进入所述偏振合束器170内，所述水平偏振光源162对应设置在所述偏振合束器170的反射光入口173的上侧，所述水平偏振光源162产生的水平偏振光的光线从所述反射光入口173进入至所述偏振合束器170内；所述第一汇聚镜110对应设置在所述偏振合束器170的合束光出口174处，所述偏振合束器170的合束光出口174发出的光进入至所述第一汇聚镜110；具体地，参见图4，所述垂直偏振光源161对应设置在所述偏振合束器170的透射光入口172的左侧，所述水平偏振光源162对应设置在所述偏振合束器170的反射光入口173的上侧，所述第一汇聚镜110对应设置在所述偏振合束器170的合束光出口174的右侧，垂直偏振光源161和水平偏振光源162发出的光进入所述偏振合束器170后，都由所述偏振合束器170的合束光出口174进入至所述第一汇聚镜110。所述偏振合束器170与偏振分束器结构相同，光线在两种装置内传递的路径是可逆，属于现有技术，在此不再赘述。

参见图4，偏振光源控制器180与所述偏振光源连接，控制所述垂直偏振光源161与所述水平偏振光源162交替发光，交替的时间与所述色轮120的帧切换同步，即所述色轮120转过三个色区时，所述垂直偏振光源161刚好切换至所述水平偏振光源162，或所述水平偏振光源162刚好切换至所述垂直偏振光源161。由于所述偏振光源控制器180的设计，使得所述垂直偏振光源161与所述水平偏振光源162交替发光，即垂直偏振光与水平偏振光交替通过所述偏振合束器170发射至所述第一汇聚镜110，且两种光源的时间与色轮120的帧切换同步，这样相邻两帧视频分别由水平偏振光和垂直偏振光构成，即偶数帧为水平偏振光奇数帧为垂直偏振光，或者偶数帧为垂直偏振光奇数帧为水平偏振光。

参见图1，字幕叠加器200包括HDMI输入口201、VGA输入口202、复合视频输入口203、RS-232串口204、HDMI输出口205、VGA输出口206、字幕叠加模块。

所述字幕叠加模块207接收来自于HDMI输入口201、VGA输入口202或者复合视频输入口203传来的视频数据，以及来自于RS-232串口204的字幕数据，然后对两种数据进行叠加处理，形成包含隐形字幕的视频数据，并通过HDMI输出口205或VGA输出口206输出到投影机100的相应接口。

参见图1，字幕电脑300与所述字幕叠加器200通过RS-232串口204相连，所述字幕电脑300内包括字幕数据生成模块，用于生成字幕数据。所述字幕电脑300具有控制字幕的显示和不显示功能，字幕切换功能，均为现有技术，在此不再赘述。

所述偏振眼镜400的偏振方向保持垂直或水平。所述偏振眼镜400可以由偏振膜贴在普通的眼镜上构成，可以方便平时戴眼镜的人使用。使用者佩戴此偏振眼镜400后，即可以观察到隐藏的字幕，而其他没有佩戴此偏振眼镜400者就根本不会发现成像平面500上具有字幕。

参见图6和图7，所述偏振眼镜400的镜片由若干偏振区域401和非偏振区域402交错组成，在本实施例中，偏振区域401为矩形偏振块，非偏振区域402为矩形块，偏振区域401的矩形偏振块与非偏振区域402中的矩形块均匀交错分布，参见图6和图7；每个偏振区域401的面积小于0.02平方毫米，非偏振区域402的矩形块的透明度较高。通过在所述偏振眼镜400的镜片上设置交错分布的偏振区域401与非偏振区域402，使用者带上所述偏振眼镜400后，眼睛通过偏振区域401可以在成像平面500上观察到隐藏的提示词，而通过非偏振区域402时则无法在成像平面500上观察到隐藏的提示词，但是非偏振区域402的透明度较高，非偏振区域402与普通的眼镜或近视镜相同，而将偏振区域401与非偏振区域402交错布置的目的，是为了提高眼镜的透明度，虽然在一定程度上降低了隐藏的字幕的对比度，但不会影响观看字幕。使用者佩戴此偏振眼镜400后，即可以观察到隐藏的提示词，而其他没有佩戴此偏振眼镜400者就根本不会发现成像平面500上具有提示词。

投影机100系统的投影原理为：

所述偏振光源产生的光通过所述偏振合束器170后，照射至所述第一汇聚镜110，经过所述第一汇聚镜110后发生汇聚，汇聚至所述色轮120的色区表面，光经过所述色轮120后，由汇聚点向外发散至所述第二汇聚镜130，经过所述第二汇聚镜130后照射至所述数字微镜140上；所述数字微镜140把含有隐形字幕的视频反射至所述镜头150上，再通过所述镜头150放大投射至成像平面500，在成像平面500上形成投影区域。

一种双光源合束器隐形提词投影机100系统的数据叠加方法，包括如下步骤：

步骤一 所述字幕叠加器200接收所述字幕电脑300传来的字幕数据和通过HDMI输入口201、VGA输入口202或复合视频输入口203传来的视频数据，参见图5中a)和b)；

步骤二 根据字幕数据所处位置，把视频数据划分为字幕笔画区600、字幕背景区700及非字幕区800，字幕笔画区600为字幕笔画所覆盖的区域，字幕背景区700为能覆盖字幕位置的矩形区域减去所述字幕笔画区后所形成的区域，图像剩余的区域为非字幕区800，参见图5中c)；

步骤三 把视频数据分为奇数帧和偶数帧，当前奇数帧的视频数据的处理方法为：非字幕区800的视频数据的像素亮度值不做改变；字幕笔画区600的视频数据的像素亮度值增加10-30％；对应的字幕背景区700的视频数据的像素亮度值减少10-15％；当前奇数帧后面的偶数帧的视频数据的处理方法为：非字幕区800的视频数据的像素亮度值不做改变；字幕笔画区600的视频数据的像素亮度值在原来亮度值的基础上减去奇数帧对应像素所增加的亮度值；对应的字幕背景区700的视频数据的像素亮度值在原来亮度值的基础上增加奇数帧对应像素所减少的亮度值；

此时，因为两个相邻前后帧对应区域增加和减少的数值相同，由于人眼的视觉暂留效应，视觉效果跟没经过处理一样，因此观众是看不见叠加到视频上的字幕，比如视频像素的亮度值为50％时，当前奇数帧字幕笔画区600的视频数据的像素亮度值增加20％后为60％，对应偶数帧字幕笔画区600对应的视频数据的像素亮度值减少20％后为40％，由于相邻前后帧对应区域增加与减少的数值相同，因此观众无法在成像平面500上观察到字幕；同样的，当当前奇数帧的字幕笔画区600的视频数据的像素亮度值增加时，当前奇数帧对应的字幕背景区700的视频数据的像素亮度值减少10％，偶数帧字幕背景区700对应的视频数据的像素亮度值增加10％，奇数帧与偶数帧对应区域增加与减少数值相同，是为了保证观众无法在成像平面500上观察到字幕；但是当当前奇数帧的字幕笔画区600的像素亮度值增加时，奇数帧对应的字幕背景区700的像素亮度值减少，当对应的偶数帧字幕笔画区600的像素亮度值减少时，偶数帧对应的字幕背景区700的亮度值增加，此种字幕笔画区600与字幕背景区700之间的一增一减或一减一增是为了使得字幕笔画区600与字幕背景区700之间的像素亮度值的差距变大，增加字幕的对比度和清晰度，进而来突出字幕笔画区600内的字幕数据，参见图5中d)为数据叠加处理后的某一帧的效果图；

步骤四 把再下一奇数帧作为当前奇数帧，重复步骤三，依次处理后面的奇数帧和偶数帧。

在步骤三中加入，当前奇数帧的视频数据的处理方法为：非字幕区800的视频数据的像素亮度值不做改变；字幕笔画区600的视频数据的像素亮度值增加10-30％，对应的字幕背景区700的视频数据的像素亮度值减少10-15％；

其中，如果字幕笔画区600的视频数据的当前像素亮度值加上所增加的亮度值大于视频像素位深表示的最大亮度值时，即：当前亮度值+增加值>最大亮度值，则当前奇数帧字幕笔画区600的视频数据的像素亮度值增加为最大亮度值；

其中，如果字幕背景区700的视频数据的当前像素亮度值加上所减少的亮度值的绝对值大于视频像素位深表示的最大亮度值时，即：当前亮度值+|减少值|>最大亮度值时，则字幕背景区700的视频数据的像素亮度值减小为当前亮度值减去最大亮度值与当前亮度值之差，即当前奇数帧字幕背景区700的视频数据的像素亮度值＝(当前亮度值-(最大亮度值-当前亮度值))。通过增加此步骤，用于处理当视频数据的像素亮度值加上增加值后大于视频像素位深表示的最大亮度值的情况。通过上述的改进，可以增加隐形字幕叠加的范围。

播放PPT是投影机100最常用的方式，下面以PPT为例进行介绍数据叠加处理原理：

如果希望在PPT的页面上叠加隐形字幕，需要经过以下的过程：字幕叠加器200的字幕叠加模块207接受计算机通过VGA输入口202传来的PPT信息，对PPT信号进行转换生成符合投影机100分辨率和帧频的视频数据，并且字幕电脑300生成的字幕数据，通过RS-232串口204传输到字幕叠加模块207中，字幕电脑300生成的字幕数据的分辨率与视频数据分辨率相同，参见图5中a)和b)；

假设提示词的字幕为三个“T”字的图案，视频图像的像素亮度值为最高亮度值的40％的灰色图像；字幕叠加模块207根据字幕数据的三个“T”字的图案将视频数据对应位置划分为三个区域，分别为字幕笔画区600、字幕背景区700及非字幕区800，其中，字幕笔画区600为三个“T”字的图案所覆盖的区域，字幕背景区700为能覆盖三个“T”字的图案所对应的矩形区域减去所述字幕笔画区后所形成的区域，矩形外的其他区域为非字幕区800，参见图5中c)；

将视频数据的奇数帧的字幕笔画区600的像素亮度值增加30％后为52％，即三个“T”字的图案对应区域的像素亮度值为最高亮度值的52％，将视频数据的奇数帧的字幕背景区700的像素亮度值减少15％后为34％，三个“T”字的图案外的矩形区域的像素亮度值为最高亮度值的34％，视频数据的非字幕笔画区600的像素亮度值不变仍然为40％，即矩形区域外的其他区域的像素亮度值为最高亮度值的40％，参见图5中d)，此时三个“T”区域的亮度值与外面的矩形区域的亮度值的差距较为明显，字幕笔画区600与字幕背景区700的像素亮度值一增一减，增加字幕的对比度和清晰度，使得仅需要将视频数据的像素亮度值调整较小的值即可看出字幕笔画区600；

将视频数据的偶数帧的字幕笔画区600的像素亮度值减少30％后为28％，即三个“T”字的图案对应区域的像素亮度值为最高亮度值的28％，将视频数据的偶数帧的字幕背景区700的像素亮度值增加15％后为46％，三个“T”字的图案外的矩形区域的像素亮度值为最高亮度值的46％，视频数据的非字幕笔画区600的像素亮度值不变仍然为40％，即矩形区域外的其他区域的像素亮度值为最高亮度值的40％，两个相邻前后帧增加和减少的亮度值相同，由于人眼的视觉暂留效应，视觉效果跟没经过处理一样，现在投影机100的帧频基本都在60帧以上，所以不会有频闪效应，这样普通观众通过成像平面500上看到的三个“T”字位置的视频数据与未处理前一样，视觉感受的亮度值还是40％；由此可知，普通观众看到的视频、图像与加字幕前是一模一样的，没有任何变化；

由于三个“T”字位置经过处理后的两帧实际亮度值不同，它们和非字幕笔画区600的40％的亮度是不同的，并且由于所述偏振合束器170与所述偏振光源控制器180控制，使得相邻两帧分别为水平偏振光和垂直偏振光，即偶数帧为水平偏振光奇数帧为垂直偏振光，或者偶数帧为垂直偏振光偶数帧为水平偏振光；

此时使用者透过所述偏振眼镜400可在成像平面500上观察到字幕；当偏振眼镜400的偏振方向为水平时，那么在成像平面500上的垂直偏振光的帧就会被过滤掉，水平偏振光的帧就会被看到，那么佩戴偏振眼镜400后，可以在成像平面500上看到由水平偏振光的帧形成的字幕信息；当偏振眼镜400的偏振方向为垂直时，那么在成像平面500上的水平偏振光的帧就会被过滤掉，垂直偏振光的帧就会被看到，那么佩戴偏振眼镜400后，可以在成像平面500上看到由垂直偏振光的帧形成的字幕信息；即带上眼镜后，不管偏振眼镜400是水平或者垂直，只能在成像平面500上观察到偶数帧或者奇数帧视频，而不佩戴眼镜的话，奇数帧和偶数帧相互抵消，就看不到字幕。本发明既可以作为一个普通的投影机100使用，同时可以实现对主讲人的提词功能，又不会影响到观众的观看。

在设计课件时，如果想要字幕显示的清楚，就要在画面上多用灰度处于上范围的内容，并将字幕隐藏在此灰度区，大约在灰度值为最高亮度30％时候达到最佳效果，因此，如果想使用隐形提词功能，在设计课件的时候吧，最好使用30％左右灰度的背景，把提示词即隐形字幕放置在灰色背景区。

在步骤三中加入：所述字幕叠加模块207对视频奇数帧和其后面的偶数帧的数据信号进行对比，如果两帧对应像素亮度值之差的平均值大于视频数据的像素位深所能表示的最大亮度值的5％，当前奇数帧及其后面的偶数帧不做亮度增减处理，继续进行下一奇数帧与其后面的偶数帧的对比，反之则进行下一步骤。这样可以克服视频前后帧亮度差别较大时，原步骤三处理方法无法做到前后帧完全互补的缺陷，提高观看效果。

其中，像素亮度值处理方法为：首先将视频数据对应的RGB颜色模式转化为HSI模式，即将视频数据对应的红、绿、蓝颜色三种数值转化为色调、饱和度、亮度三种数值，然后单独对其中的亮度数值进行增加与减少，然后再将处理后的HSI值转化为RGB值。将RGB值转化为HSI值后，再单独对其中亮度值进行调整，使得亮度值的增加与减少亮度值更加明确，如果直接对RGB值进行调整，需要对红、绿、蓝三个颜色数值进行调整，数据操作复杂且数值调整不直观，而对HSI值进行调整时，仅对其中的亮度值进行调整即可。RGB颜色模式与HSI模式之间的转化方法为现有技术，在此不再赘述。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征及本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (6)

1.一种双光源合束器隐形提词投影机系统的数据叠加方法，其特征在于：所述投影机系统包括投影机、字幕叠加器、字幕电脑及偏振眼镜；

投影机，包括第一汇聚镜、色轮、第二汇聚镜、数字微镜、镜头、偏振光源、偏振合束器、偏振光源控制器，

所述偏振光源包括垂直偏振光源和水平偏振光源；

所述偏振合束器的偏振合束面与水平面之间的夹角为45°，所述偏振合束器的反射光入口垂直向上，所述垂直偏振光源对应设置在所述偏振合束器的透射光入口处，所述垂直偏振光源产生的垂直偏振光从所述透射光入口进入，所述水平偏振光源对应设置在所述偏振合束器的反射光入口的上侧，所述水平偏振光源产生的水平偏振光从所述反射光入口进入，所述第一汇聚镜对应设置在所述偏振合束器的合束光出口处，所述偏振合束器的合束光出口发出的光进入至所述第一汇聚镜；

偏振光源控制器与所述偏振光源连接，控制所述垂直偏振光源与所述水平偏振光源交替发光，交替的时间与所述色轮的帧切换同步，即所述色轮转过三个色区时，所述垂直偏振光源刚好切换至所述水平偏振光源，或所述水平偏振光源刚好切换至所述垂直偏振光源；

字幕叠加器，包括HDMI输入口、VGA输入口、复合视频输入口、RS-232串口、HDMI输出口、VGA输出口、字幕叠加模块；

所述字幕叠加模块接收来自于HDMI输入口、VGA输入口或者复合视频输入口传来的视频数据，以及来自于RS-232串口的字幕数据，然后对两种数据进行叠加处理，形成包含隐形字幕的视频数据，并通过HDMI输出口或VGA输出口输出到投影机的相应接口；

字幕电脑，与所述字幕叠加器通过RS-232串口相连，所述字幕电脑内包括字幕数据生成模块，用于生成字幕数据；

偏振眼镜，所述偏振眼镜的偏振方向保持垂直或水平；

所述数据叠加方法包括如下步骤：

步骤一 所述字幕叠加器接收所述字幕电脑传来的字幕数据和通过HDMI输入口、VGA输入口或复合视频输入口传来的视频数据；

步骤二 根据字幕数据所处位置，把视频数据划分为字幕笔画区、字幕背景区及非字幕区，字幕笔画区为字幕笔画所覆盖的区域，字幕背景区为能覆盖字幕位置的矩形区域减去所述字幕笔画区后所形成的区域，图像剩余的区域为非字幕区；

步骤三 把视频数据分为奇数帧和偶数帧，当前奇数帧的视频数据的处理方法为：非字幕区的视频数据的像素亮度值不做改变；字幕笔画区的视频数据的像素亮度值增加10-30％；对应的字幕背景区的视频数据的像素亮度值减少10-15％；

当前奇数帧后面的偶数帧的视频数据的处理方法为：非字幕区的视频数据的像素亮度值不做改变；字幕笔画区的视频数据的像素亮度值在原来亮度值的基础上减去奇数帧对应像素所增加的亮度值；对应的字幕背景区的视频数据的像素亮度值在原来亮度值的基础上增加奇数帧对应像素所减少的亮度值；

步骤四 把再下一奇数帧作为当前奇数帧，重复步骤三，依次处理后面的奇数帧和偶数帧。

2.如权利要求1所述的一种双光源合束器隐形提词投影机系统的数据叠加方法，其特征在于：所述偏振光源为激光偏振光源。

3.如权利要求1所述的一种双光源合束器隐形提词投影机系统的数据叠加方法，其特征在于：所述偏振眼镜的镜片由偏振区域和非偏振区域交错组成，每个偏振区域的面积小于0.02平方毫米。

4.如权利要求1所述的一种双光源合束器隐形提词投影机系统的数据叠加方法，其特征在于：当前奇数帧的视频数据的处理方法还包括：如果字幕笔画区的视频数据的当前像素亮度值加上所增加的亮度值大于视频像素位深表示的最大亮度值时，即：当前亮度值+增加值>最大亮度值，则当前奇数帧字幕笔画区的视频数据的像素亮度值增加为最大亮度值；

其中，如果字幕背景区的视频数据的当前像素亮度值加上所减少的亮度值的绝对值大于视频像素位深表示的最大亮度值时，即：当前亮度值+|减少值|>最大亮度值时，则字幕背景区的视频数据的像素亮度值减小为当前亮度值减去最大亮度值与当前亮度值之差，即当前奇数帧字幕背景区的视频数据的像素亮度值＝(当前亮度值-(最大亮度值-当前亮度值))。

5.如权利要求4所述的一种双光源合束器隐形提词投影机系统的数据叠加方法，其特征在于：在步骤三中加入：所述字幕叠加模块对视频当前奇数帧和其后面的偶数帧的数据进行对比，如果两帧对应像素亮度值之差的平均值大于视频数据的像素位深所能表示的最大亮度值的5％，当前奇数帧及其后面的偶数帧不做亮度增减处理，继续进行下一奇数帧与其后面的偶数帧的对比，反之则进行下一步骤。

6.如权利要求1-5任一权利要求所述的一种双光源合束器隐形提词投影机系统的数据叠加方法，其特征在于：像素亮度值处理方法为：首先将视频数据对应的RGB颜色模式转化为HSI模式，即将视频数据对应的红、绿、蓝颜色三种数值转化为色调、饱和度、亮度三种数值，然后单独对其中的亮度数值进行增加与减少，然后再将处理后的HSI值转化为RGB值。

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