CN115083303B - 移动视角下led显示屏空间色彩校正方法、介质及装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种移动视角下LED显示屏空间色彩校正方法、介质及装置，所述方法包括如下步骤：S10，在摄像机的可移动空间进行采样，得到一系列关键位置点；S20，计算各个关键位置点对应的LED显示屏的颜色校正LUT；S30，基于各个关键位置点对应的LED显示屏的颜色校正LUT，插值计算出摄像机的可移动空间中任意位置上对应的LED显示屏的颜色校正LUT；S40，利用任意位置上对应的LED显示屏的颜色校正LUT对LED显示屏进行色彩校正。本发明通过关键位置点以及插值算法计算出摄像机在可移动空间中的任意位置上对应的LED显示屏颜色校正LUT，使得摄像机在移动的过程中，都能够拍摄到色彩统一的LED显示屏。

Description

移动视角下LED显示屏空间色彩校正方法、介质及装置

技术领域

本发明涉及视频技术领域，具体而言，涉及一种移动视角下LED显示屏空间色彩校正方法、介质及装置。

背景技术

LED显示屏在XR节目制作中作为呈现介质，起着至关重要的作用。目前，LED显示屏在使用过程中存在一些色彩偏移的问题。因为不同品牌，不同型号的LED显示屏对颜色的呈现效果通常存在明显的差异。此外，由于LED灯珠按照特定规则进行排列，从不同的视角观测LED显示屏的呈现画面，会有不同程度的偏色情况。地面上的LED显示屏往往有比较复杂的偏色问题，在屏幕的不同区域有不同色调不同强度的偏色，这也是XR拍摄中的一个痛点。所以，XR拍摄前需要对LED显示屏进行色彩校正，即，校正XR中各个显示屏白平衡、统一各个显示屏的显示亮度和色度，使得各个显示屏对同样的色彩有相同的呈现能力。这样摄像机记录的到各个显示屏之间没有明显的亮度和色度上的差异。

目前对XR系统中LED显示屏的颜色校正大多数是结合具体的模型场景手动进行匹配。这样，很难保证在切换了显示场景后（显示内容的颜色发生较大变化时），摄像机拍摄画面有统一色彩；也不能保证摄像机移动过程中，在各个空间位置点上摄像机画面都有统一的色彩。

发明内容

本发明旨在提供一种移动视角下LED显示屏空间色彩校正方法、介质及装置，以解决上述存在的问题，实现摄像机在任意位置上的拍摄画面有统一色彩表现。

本发明提供的一种移动视角下LED显示屏空间色彩校正方法，包括如下步骤：

S10，在摄像机的可移动空间进行采样，得到一系列关键位置点；

S20，计算各个关键位置点对应的LED显示屏的颜色校正LUT；

S30，基于各个关键位置点对应的LED显示屏的颜色校正LUT，插值计算出摄像机的可移动空间中任意位置上对应的LED显示屏的颜色校正LUT；

S40，利用任意位置上对应的LED显示屏的颜色校正LUT对LED显示屏进行色彩校正。

进一步地，步骤S10包括如下子步骤：

S11，将摄像机置于3个LED显示屏组成的可移动空间中；3个LED显示屏包括左立面LED显示屏、右立面LED显示屏和地面LED显示屏；

S12，在摄像机的可移动空间进行均匀采样，得到的一系列关键位置点，表示为：

{Position₁,Position₂,Position₃,……,Position_k}

其中，Position_k表示在摄像机的可移动空间进行均匀采样得到的第k个关键位置点，k为关键位置点数量。

进一步地，步骤S20包括如下子步骤：

S21，将摄像机移动到一个关键位置点上，以左立面LED显示屏为基准，结合当前摄像机的位置信息和旋转信息，对右立面LED显示屏进行颜色校正，计算出该关键位置点上右立面LED显示屏的颜色校正LUT，从而完成对右立面LED显示屏的颜色校正；

S22，以左立面LED显示屏和颜色校正后的右立面LED显示屏为基准，对地面LED显示屏进行颜色校正；

S23，按照步骤S21~S22的方法，依次将摄像机移动到各个关键位置点{Position₁,Position₂,Position₃,……,Position_k}，逐一计算出各个关键位置点对应的LED显示屏的颜色校正LUT。

进一步地，步骤S21中计算颜色校正LUT的方法为：

在摄像机画面中求得左立面LED显示屏和右立面LED显示屏的接缝处两侧mask区域上的颜色均值；

以左立面LED显示屏为基准，计算出RGB颜色通道上的颜色变换函数f_R(R),f_G(G),f_B(B)；

使用颜色变换函数对中性颜色LUT图像的每一个颜色进行处理，得到最后的颜色校正LUT，表示为：

(R_out,G_out,B_out)=(f_R(R),f_G(G),f_B(B))

其中，R,G,B表示颜色校正前LED显示屏的红绿蓝通道上的颜色数值；R_out,G_out,B_out表示经过颜色校正后LED显示屏的红绿蓝通道上的颜色数值；f_R(R),f_G(G),f_B(B)表示红绿蓝颜色通道上颜色变换函数。

进一步地，步骤S22中对地面LED显示屏进行颜色校正的方法为：

对地面LED显示屏进行分区；

以左立面LED显示屏和颜色校正后的右立面LED显示屏为基准，对每个分区单独计算颜色校正LUT，从而完成对地面LED显示屏的颜色校正。

进一步地，对每个分区单独计算颜色校正LUT时，相邻分区之间采用线性过渡。

进一步地，步骤S30中插值计算出摄像机的可移动空间中任意位置上的颜色校正LUT的方法为：

根据摄像机的位置信息和朝向信息，计算摄像机在可移动空间中的任意位置x上对应的LED显示屏的颜色校正LUT_Positionx，表示为：

LUT_Positionx=α×LUT_Positionx,1+(1.0-α)×LUT_Positionx,2

其中，LUT_Positionx表示摄像机在当前位置上对应的LED显示屏的颜色校正LUT；LUT_Positionx,1和LUT_Positionx,2表示与摄像机当前位置的距离最近的两个关键位置点上对应的LED显示屏的颜色校正LUT；α=L1/L2，L1表示摄像机位置和与该摄像机位置最近的关键位置点之间的距离，L2表示所有关键位置点中距离最近的两个关键位置点之间的距离。

进一步地，步骤S40中利用任意位置上对应的LED显示屏的颜色校正LUT对LED显示屏进行色彩校正的方法为：

RGB_display=F(RGB,LUT_Positionx)

其中，RGB表示未经颜色校正的颜色；LUT_Positionx表示摄像机在当前位置上对应的LED显示屏的颜色校正LUT；F表示颜色校正LUT的应用函数；RGB_display表示经过颜色校正后的输出，然后在LED显示屏上显示。

本发明还提供一种计算机终端存储介质，存储有计算机终端可执行指令，所述计算机终端可执行指令用于执行上述的移动视角下LED显示屏空间色彩校正方法。

本发明还提供一种计算装置，包括：

至少一个处理器；以及与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行上述的移动视角下LED显示屏空间色彩校正方法。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

1、本发明通过关键位置点以及插值算法计算出摄像机在可移动空间中的任意位置上对应的LED显示屏颜色校正LUT，使得摄像机在移动的过程中，都能够拍摄到色彩统一的LED显示屏。

2、本发明对于偏色情况比较复杂的LED显示屏，通过分区计算其颜色校正LUT，以取得更加精确的校正效果。由此，本发明对地面LED显示屏的偏色问题有很好的颜色校正效果。

3、本发明能够自动计算各个空间位置上的颜色校正LUT，校正过程中无需人为干预，自动化程度高。

4、本发明在同一套XR拍摄环境，只需要进行一次LED显示屏的颜色校正，与LED的显示内容无关。任意切换LED的显示场景时，无需再一次进行颜色校正。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明实施例中移动视角下LED显示屏空间色彩校正方法的流程图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

如图1所示，本实施例提出一种移动视角下LED显示屏空间色彩校正方法，包括如下步骤：

S10，在摄像机的可移动空间进行采样，得到一系列关键位置点：

S11，将摄像机置于3个LED显示屏组成的可移动空间中；3个LED显示屏包括左立面LED显示屏、右立面LED显示屏和地面LED显示屏；

S12，在摄像机的可移动空间进行均匀采样，得到的一系列关键位置点，表示为：

{Position₁,Position₂,Position₃,……,Position_k}

其中，Position_k表示在摄像机的可移动空间进行均匀采样得到的第k个关键位置点，k为关键位置点数量。均匀采样的关键位置点数量k可以根据具体使用情况进行设定。

S20，计算各个关键位置点对应的LED显示屏的颜色校正LUT：

S21，将摄像机移动到一个关键位置点上，以左立面LED显示屏为基准，结合当前摄像机的位置信息和旋转信息，对右立面LED显示屏进行颜色校正，计算出该关键位置点上右立面LED显示屏的颜色校正LUT，从而完成对右立面LED显示屏的颜色校正。校正后左右相邻两个屏幕对色彩的呈现能力达到一致，摄像机在当前位置上拍摄到的画面中各个LED显示屏有统一的色彩呈现效果。

计算颜色校正LUT的方法为：

在摄像机画面中求得左立面LED显示屏和右立面LED显示屏的接缝处两侧mask区域上的颜色均值；

以左立面LED显示屏为基准，计算出RGB颜色通道上的颜色变换函数f_R(R),f_G(G),f_B(B)；

使用颜色变换函数对中性颜色LUT图像的每一个颜色进行处理，得到最后的颜色校正LUT，表示为：

(R_out,G_out,B_out)=(f_R(R),f_G(G),f_B(B))

其中，R,G,B表示颜色校正前LED显示屏的红绿蓝通道上的颜色数值；R_out,G_out,B_out表示经过颜色校正后LED显示屏的红绿蓝通道上的颜色数值；f_R(R),f_G(G),f_B(B)表示红绿蓝颜色通道上颜色变换函数。

S22，以左立面LED显示屏和颜色校正后的右立面LED显示屏为基准，对地面LED显示屏进行颜色校正。由于地面LED显示屏的不同位置上有不同情况的亮度色度偏移问题（地面LED显示屏的左右两端的偏色问题最严重且各不相同），采用一套颜色校正LUT很难使摄像机在不同空间位置上拍摄到的画面中，地面LED显示屏与立面LED显示屏有统一的色彩表现。由此，本实施例中，对地面LED显示屏进行颜色校正时：

对地面LED显示屏进行分区；

以左立面LED显示屏和颜色校正后的右立面LED显示屏为基准，对每个分区单独计算颜色校正LUT，从而完成对地面LED显示屏的颜色校正。

进一步地，对每个分区单独计算颜色校正LUT时，相邻分区之间采用线性过渡，使得整个颜色校正效果更加均匀，过渡更加自然。其中，地面LED显示屏的分区数量可以根据地面LED显示屏的大小进行设定。

S23，按照步骤S21~S22的方法，依次将摄像机移动到各个关键位置点{Position₁,Position₂,Position₃,……,Position_k}，逐一计算出各个关键位置点对应的LED显示屏的颜色校正LUT。

S30，基于各个关键位置点对应的LED显示屏的颜色校正LUT，插值计算出摄像机的可移动空间中任意位置上对应的LED显示屏的颜色校正LUT：

根据摄像机的位置信息和朝向信息，计算摄像机在可移动空间中的任意位置x上对应的LED显示屏的颜色校正LUT_Positionx，表示为：

LUT_Positionx=α×LUT_Positionx,1+(1.0-α)×LUT_Positionx,2

其中，LUT_Positionx表示摄像机在当前位置上对应的LED显示屏的颜色校正LUT；LUT_Positionx,1和LUT_Positionx,2表示与摄像机当前位置的距离最近的两个关键位置点上对应的LED显示屏的颜色校正LUT；α=L1/L2，L1表示摄像机位置和与该摄像机位置最近的关键位置点之间的距离，L2表示所有关键位置点中距离最近的两个关键位置点之间的距离。

S40，利用任意位置上对应的LED显示屏的颜色校正LUT对LED显示屏进行色彩校正：

RGB_display=F(RGB,LUT_Positionx)

其中，RGB表示未经颜色校正的颜色；LUT_Positionx表示摄像机在当前位置上对应的LED显示屏的颜色校正LUT；F表示颜色校正LUT的应用函数；RGB_display表示经过颜色校正后的输出，然后在LED显示屏上显示。

此外，在一些实施例中，提出一种计算机终端存储介质，存储有计算机终端可执行指令，所述计算机终端可执行指令用于执行如前文实施例所述的移动视角下LED显示屏空间色彩校正方法。计算机存储介质的示例包括磁性存储介质(例如，软盘、硬盘等)、光学记录介质(例如，CD-ROM、DVD等)或存储器，如存储卡、ROM或RAM等。计算机存储介质也可以分布在网络连接的计算机系统上，例如是应用程序的商店。

此外，在一些实施例中，提出一种计算装置，包括：至少一个处理器；以及与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行如前文实施例所述的移动视角下LED显示屏空间色彩校正方法。计算装置的示例包括PC机、平板电脑、智能手机或PDA等。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种移动视角下LED显示屏空间色彩校正方法，其特征在于，包括如下步骤：

S10，在摄像机的可移动空间进行采样，得到一系列关键位置点；

S20，计算各个关键位置点对应的LED显示屏的颜色校正LUT；

S30，基于各个关键位置点对应的LED显示屏的颜色校正LUT，插值计算出摄像机的可移动空间中任意位置上对应的LED显示屏的颜色校正LUT；

S40，利用任意位置上对应的LED显示屏的颜色校正LUT对LED显示屏进行色彩校正；

步骤S10包括如下子步骤：

S11，将摄像机置于3个LED显示屏组成的可移动空间中；3个LED显示屏包括左立面LED显示屏、右立面LED显示屏和地面LED显示屏；

S12，在摄像机的可移动空间进行均匀采样，得到的一系列关键位置点，表示为：

{Position₁, Position₂, Position₃,……,Position_k}

其中，Position_k表示在摄像机的可移动空间进行均匀采样得到的第k个关键位置点，k为关键位置点数量；

步骤S20包括如下子步骤：

S21，将摄像机移动到一个关键位置点上，以左立面LED显示屏为基准，结合当前摄像机的位置信息和旋转信息，对右立面LED显示屏进行颜色校正，计算出该关键位置点上右立面LED显示屏的颜色校正LUT，从而完成对右立面LED显示屏的颜色校正；

S22，以左立面LED显示屏和颜色校正后的右立面LED显示屏为基准，对地面LED显示屏进行颜色校正；

S23，按照步骤S21~S22的方法，依次将摄像机移动到各个关键位置点{Position₁,Position₂, Position₃,……,Position_k}，逐一计算出各个关键位置点对应的LED显示屏的颜色校正LUT；

步骤S21中计算颜色校正LUT的方法为：

在摄像机画面中求得左立面LED显示屏和右立面LED显示屏的接缝处两侧mask区域上的颜色均值；

以左立面LED显示屏为基准，计算出RGB颜色通道上的颜色变换函数f_R(R), f_G(G), f_B(B)；

使用颜色变换函数对中性颜色LUT图像的每一个颜色进行处理，得到最后的颜色校正LUT，表示为：

(R_out, G_out, B_out)=( f_R(R), f_G(G), f_B(B))

其中，R,G,B表示颜色校正前LED显示屏的红绿蓝通道上的颜色数值；R_out, G_out, B_out表示经过颜色校正后LED显示屏的红绿蓝通道上的颜色数值；f_R(R), f_G(G), f_B(B)表示红绿蓝颜色通道上颜色变换函数；

步骤S22中对地面LED显示屏进行颜色校正的方法为：

对地面LED显示屏进行分区；

以左立面LED显示屏和颜色校正后的右立面LED显示屏为基准，对每个分区单独计算颜色校正LUT，从而完成对地面LED显示屏的颜色校正；对每个分区单独计算颜色校正LUT时，相邻分区之间采用线性过渡；

步骤S30中插值计算出摄像机的可移动空间中任意位置上的颜色校正LUT的方法为：

根据摄像机的位置信息和朝向信息，计算摄像机在可移动空间中的任意位置x上对应的LED显示屏的颜色校正LUT_Positionx，表示为：

LUT_Positionx=α×LUT_Positionx,1+(1.0-α)×LUT_Positionx,2

其中，LUT_Positionx表示摄像机在当前位置上对应的LED显示屏的颜色校正LUT；LUT_Positionx,1和LUT_Positionx,2表示与摄像机当前位置的距离最近的两个关键位置点上对应的LED显示屏的颜色校正LUT；α=L1/L2，L1表示摄像机位置和与该摄像机位置最近的关键位置点之间的距离，L2表示所有关键位置点中距离最近的两个关键位置点之间的距离；

步骤S40中利用任意位置上对应的LED显示屏的颜色校正LUT对LED显示屏进行色彩校正的方法为：

RGB_display=F(RGB, LUT_Positionx)

其中，RGB表示未经颜色校正的颜色；LUT_Positionx表示摄像机在当前位置上对应的LED显示屏的颜色校正LUT；F表示颜色校正LUT的应用函数；RGB_display表示经过颜色校正后的输出，然后在LED显示屏上显示。

2.一种计算机终端存储介质，存储有计算机终端可执行指令，其特征在于，所述计算机终端可执行指令用于执行如权利要求1中所述的移动视角下LED显示屏空间色彩校正方法。

3.一种计算装置，其特征在于，包括：

至少一个处理器；以及与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行如权利要求1中所述的移动视角下LED显示屏空间色彩校正方法。

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