CN101414037A - 色轮滤光片检测系统和方法 - Google Patents

Abstract

一种色轮滤光片排列顺序检测系统，该色轮滤光片由多个不同颜色的扇形滤光片组成。色轮滤光片排列顺序检测系统包括光源、取像装置、影像处理单元和用于显示影像处理过程的显示单元。光源用于发射光束到色轮滤光片上；取像装置接收透过色轮滤光片的光束，获取色轮的彩色图像；影像处理单元利用对所截取的彩色影像进行处理并求得色轮排列顺序的搜寻路径，影像处理单元根据求得的搜寻路径对原始的色轮彩色影像进行搜寻从而得到色轮滤光片的排列顺序。本发明还提供一种色轮参数检测方法。

Description

色轮滤光片检测系统和方法

技术领域

本发明涉及一种检测系统和方法，特别是一种用于检测色轮滤光片排列顺序的系统和方法。

背景技术

目前，投影仪主要分为LCD式和DLP式(Digital Light Processing)两种，其中DLP投影仪采用DMD(Digital Micromirror Device)微镜片反射技术，并采用色轮(Color Wheel)来完成对色彩的分离和处理。

在DMD投影系统中，输入信号被转化为RGB数据，数据按顺序写入DMD的静态存储器(Static Radom-Access Memory，SRAM)。光源发出的白光通过聚焦透镜聚焦在色轮上，色轮主要是由红(R)、绿(G)、蓝(B)、白等彩色滤光片的组合，通过高速马达使彩色滤光片转动，以将白光进行分色，然后将特定颜色的光束按顺序发射到DMD表面上。DMD表面由与像素数量对应的小反射镜组成，这些小反射镜根据视频信号的控制而转动，当小反射镜转动到其反射光束经过投影仪的透镜时，表示该像素点打开，当小反射镜转动到其反射光束偏离投影仪的透镜时，表示该像素点关闭，打开和关闭的时间比表示该像素的亮度。当红光射到DMD表面上时，DMD上的镜片按照红色视频信号将这些小镜子旋转到开或关，使得需要显示的反射光束经过投影仪的透镜投影到大屏幕上，绿色和蓝色光及视频信号亦是如此工作，人体视觉系统集中投影出来的红、绿、蓝画面便看到了一个全彩色图像。

为了进一步提高投射影像的品质，例如亮度、色彩还原度以及视频动态效果等，色轮滤光片的设计根据不同需求而有所不同。除了最常见的三段色轮(R、G、B)外，还有相继出现了四段(R、G、B、W)、六段色轮(R、G、B、R、G、B)以及七段色轮(R、G、B、R、G、B、W)等，甚至亦将青色(C，Cyan)、黄色(Y，Yellow)、品红(M，Magenta)等滤光片与R、G、B结合，让色彩呈现更为真实。因为最终投影的视觉效果由红、绿、蓝画面通过人眼的视觉暂留重合而成，所以作为分光器件色轮，其上的滤光片排列顺序必须与DMD所指定的顺序一致，否则将会造成投影图像色彩混乱，降低图像品质。在实际的色轮制作组装中，滤光片色彩种类组合越多，越容易产生组装排列顺序的错误，而目前大多数色轮检测依靠人眼来判断检查滤光片排列顺序，容易出现错误且花费的时间较长。

发明内容

鉴于此，有必要提供一种能够快速且准确地检测色轮中各颜色滤光片排列顺序的色轮滤光片排列顺序检测系统。

还有必要提供一种能够快速且准确地检测色轮中各颜色滤光片排列顺序的色轮滤光片排列顺序检测方法。

一种色轮滤光片排列顺序检测系统，其包括光源、取像装置、影像处理单元和用于显示影像处理过程的显示单元，所述光源用于发射平行光束到所述色轮滤光片上，所述取像装置获取所述色轮滤光片的彩色图像并将其传至所述影像处理单元。所述影像处理单元对所获取的影像进行处理得出待测色轮滤光片排列顺序的搜索路径，沿所述搜索路径对原始色轮滤光片的彩色影像进行搜索得到待测色轮的滤光片组装顺序，并与标准的色彩排列顺序对比以确定待测色轮滤光片排列顺序是否正确，所述显示单元用于显示所述影像处理单元的处理过程。

一种色轮滤光片排列顺序检测方法，包括如下步骤：

光源发射平行光束至待测色轮滤光片上；

取像装置接收经过滤光片的光束，获取色轮滤光片的彩色影像并将其传送至影像处理单元；

所述影像处理单元对所获取的待测色轮滤光片排列顺序的彩色图像进行处理，得到待测滤光片排列顺序的搜索路径；

所述影像处理单元根据所述搜索路径对原始的色轮滤光片彩色影像进行搜索和整合，得到待测色轮滤光片排列顺序；

所述影像处理单元将检测所得的待测色轮滤光片排列顺序与标准的排列顺序进行比较，判断所检测的色轮排列顺序是否正确；

与现有的检测技术相比，上述待测色轮滤光片排列顺序检测系统和方法在光源发射平行光束照射色轮的情况下，通过取像装置获取待测色轮滤光片的彩色图像，并对待测色轮滤光片的彩色图像进行图像处理以确定搜索路径，沿所述搜索路径对待测色轮滤光片的彩色影像进行搜索并对搜索结果进行整合求得待测色轮滤光片的排列顺序，与标准的色彩排列顺序比较以确定待测色轮滤光片排列顺序是否正确。该系统和方法利用影像获取和影像处理装置代替人完成色轮滤光片排列顺序的检测工作，提高了检测的准确性和效率。

附图说明

图1为较佳实施方式的色轮滤光片排列顺序检测系统示意图。

图2为图1所示的RGB三色色轮的彩色影像图。

图3为一具体实施方式的色轮滤光片排列顺序检测方法流程图。

图4为经过边界滤波后的RGB三色色轮的边界影像图。

图5为图3中的边界影像图经霍夫变换(Hough transform)搜索后得到的内外半径示意图。

图6为根据图5中的内外半径计算出搜索路径的示意图。

图7为按照图6确定的搜索路径对图2中的彩色图像进行搜索的示意图。

图8为对图7中搜索得到的图像进行整合处理的示意图。

图9为进行图像整合后得到的色轮滤光片排列顺序。

具体实施方式

请参阅图1，其为一较佳实施方式的色轮滤光片排列顺序检测系统10的示意图，用于检测色轮中各种颜色滤光片的排列顺序。色轮滤光片排列顺序检测系统10包括一个光源101、一个取像装置102、一个影像处理单元103、一个显示单元104和用于在取像装置102与影像处理单元103之间传输数据和信号的传输线105。

光源101用于发射平行光束到色轮15上，取像装置102可为电荷耦合器件图像传感器(CCD，Charge Coupled Device)或互补金属氧化物半导体图像传感器，其接收由色轮15透射过来的光束，获取其彩色图像并通过传输线105传输至影像处理单元103。影像处理单元103运用边界滤波方式和霍夫变换(Hough transform)对所获取的彩色图像进行处理以确定待测色轮滤光片排列顺序的搜索路径，按照所述搜索路径对待测色轮滤光片的彩色影像进行搜索并对搜索结果进行处理求得待测色轮滤光片的排列顺序，将检测到的排列顺序与标准顺序相比较以判断待测色轮滤光片排列顺序是否正确，整个影像处理过程通过显示单元104进行观察监控。

由于色轮的种类较多，如：三色色轮RGB；四色色轮RGB+W，其中W表示白色；六色色轮RGBRGB等，上述RGB等颜色都表示扇形结构的彩色滤光片，也有些扇形滤光片只有外圈部分为彩色，该多个扇形彩色滤光片一起构成一个圆盘，下面以三色色轮15为例来进行说明。

色轮15由三色滤光片20通过固定部25组合形成，色轮15通过固定部25尾端与支撑部40相连上。如图2所示，三色滤光片20包括有红色滤光片201、绿色滤光片202和蓝色滤光片203。红色滤光片201、绿色滤光片202和蓝色滤光片203相邻处由于色差的原因，形成有边界210、220、230。

请参阅图3，其为一较佳实施方式的色轮滤光片排列顺序检测方法流程图，包括如下步骤：

步骤S801，获取图像：如图1所示，光源10发射平行光束到色轮15的三色滤光片20上，通过取像装置102获取色轮15的彩色影像，如图2所示，并将彩色图像传输给影像处理单元103。

步骤S802，搜寻边界：影像处理单元103利用图像边缘检测中常用的边界滤波方式：Sobel算子或Canny算子对所获取待测色轮滤光片20的彩色影像进行搜索边界处理，将待测色轮滤光片20的边界由影像中分离出来，得到其边界影像20a，如图4所示。

步骤S803，找寻内外径：如图5所示，影像处理单元103利用霍夫变换(Houghtransform)对搜索边界所得的色轮边界影像进行处理，找出色轮边界影像的内外圆周240，250，并根据内圆周240、外圆周250和边界影像20a的圆心260位置求得边界影像20a的内半径R1和外半径R2。

步骤S804，计算搜寻路径：如图6所示，影像处理单元103根据边界影像20a的内半径R1和外半径R2求得半径满足条件R1>R>R2的搜索路径270，其中优选的搜索路径为半径R＝(R1+R2)/2的圆周。

步骤S805，搜寻路径上经过的颜色区块：如图7所示，影像处理单元103将求得的排列顺序搜索路径270套回待测色轮滤光片彩色影像，利用搜索路径270上任一点作为起始点280沿上述搜索路径270以顺时针或逆时针的方向对待测色轮滤光片的彩色影像进行搜寻颜色区块的动作，当搜寻一圈后回到起始点280则搜寻结束，搜寻结果可展开为一搜索路径270与待测滤光片色块的关系图50。

步骤S806，重新整理区块并分析顺序：影像处理单元103对搜寻结果进行整合，因为搜索路径270的起始点280为路径上的任一点，其可位于待测滤光片的某一色块内或者两个色块的边界线上。当搜索路径270的起始点280位于滤光片的某一色块内时，路径与待测滤光片色块关系图50的头尾颜色区块相同，此时要以某一颜色作为起始颜色对关系图50加以整合。以图6所示的搜索路径270为例，得到搜索路径270与滤色块关系图50。如图8所示，以绿色作为起始颜色，将绿色平移至起始位置，而绿色前端红色部分则移回到关系图50后段，与后段红色整合，整合后得到如图9所示的正确关系图50a。

步骤S807，与标准顺序比较判断排列顺序是否正确：影像处理单元103将检测得到的正确排列顺序与标准顺序相比较若吻合则对下一个色轮滤光片进行检测，若不吻合则将该色轮滤光片检出。

上述色轮滤光片排列顺序检测系统和方法通过取像装置102获取色轮15的彩色影像，影像处理单元102利用边界滤波方法和霍夫变换(Hough transform)方法对所获取的彩色影像进行处理求得待测滤光片排列顺序的搜寻路径，并根据求得的搜寻路径对色轮的原始彩色影像进行搜寻，对搜寻结果进行整合后即可得到待测色轮滤光片的排列顺序，以求得的排列顺序与标准的排列顺序比较，判断该色轮是否符合要求。该方法利用影像获取和影像处理装置代替人来完成色轮滤光片排列顺序的检测工作，避免了因人眼疲劳和色轮滤光片数增多而导致检测错误。

本技术领域的普通技术人员应当认识到，以上的实施方式仅是用来说明本发明，而并非用作为对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围之内，对以上实施例所作的适当改变和变化都落在本发明要求保护的范围之内。

Claims (10)

1. 【权利要求1】一种色轮滤光片排列顺序检测系统，其特征在于：包括光源、取像装置、影像处理单元和显示单元，所述光源用于发射光束到待测色轮滤光片上，所述取像装置接收经过待测色轮滤光片的透射光束，获取待测色轮滤光片的彩色图像并将其传至所述影像处理单元，所述影像处理单元对所获取的图像进行处理得出待测滤光片排列顺序的搜索路径，沿所述搜索路径进行搜索得到待测色轮滤光片的色彩排列顺序，并与标准的色彩排列顺序对比以确定待测色轮滤光片排列顺序是否正确，所述显示单元用于显示所述影像处理单元的处理过程。
2. 【权利要求2】如权利要求1所述的色轮滤光片排列顺序检测系统，其特征在于，所述影像处理单元利用Sobel算子或者Canny算子对色轮滤光片的彩色影像进行边界滤波得到待测色轮滤光片的边界图像。
3. 【权利要求3】如权利要求2所述的色轮滤光片排列顺序检测系统，其特征在于，所述的影像处理单元利用霍夫变换对边界图像进行处理得到边界图像的内外圆周。
4. 【权利要求4】如权利要求3所述的色轮滤光片排列顺序检测系统，其特征在于，所述通过影像处理单元得到的搜索路径为半径满足R1>R>R2的圆周，其中R1为色轮滤光片边界图像内圆周的半径，R2为色轮滤光片边界图像外圆周的外径。
5. 【权利要求5】一种色轮滤光片排列顺序检测方法，包括如下步骤：

   光源发射光束至待测色轮滤光片上；

   取像装置接收经过滤光片的光束，获取待测色轮滤光片的彩色影像并将其传送至影像处理单元；

   所述影像处理单元对所获取的彩色影像进行处理，得到待测色轮滤光片排列顺序的搜索路径；

   所述影像处理单元根据所述搜索路径对原始的色轮滤光片彩色影像进行搜索和整合，得到待测色轮滤光片排列顺序；

   所述影像处理单元将检测所得的待测色轮滤光片排列顺序与标准的排列顺序进行比较，判断所检测的色轮排列顺序是否正确。
6. 【权利要求6】如权利要求5所述的色轮滤光片排列顺序检测方法，其特征在于，在影像处理单元对色轮滤光片的彩色影像处理的步骤进一步包括利用Sobel算子或者是Canny算子边界滤波方式处理得到色轮滤光片的边界影像的步骤。
7. 【权利要求7】如权利要求6所述的色轮滤光片排列顺序检测方法，其特征在于，在影像处理单元得到色轮滤光片的边界影像后，进一步利用霍夫变换处理得到色轮滤光片边界图像的内圆周和外圆周。
8. 【权利要求8】如权利要求7所述的色轮滤光片排列顺序检测方法，其特征在于，所述搜索路径为半径满足R1>R>R2的圆周，其中R1为色轮滤光片边界图像内圆周的半径，R2为色轮滤光片边界图像外圆周的外径。
9. 【权利要求9】如权利要求8所述的色轮滤光片排列顺序检测方法，其特征在于，所述的搜索路径为半径R满足R＝(R1+R2)/2的圆周。
10. 【权利要求10】如权利要求5所述的色轮滤光片排列顺序检测方法，其特征在于，将检测得到的滤光片排列顺序与标准顺序比较后，若色轮排列顺序正确则对下一个色轮滤光片进行检测，若不色轮排列顺序不正确则将所检测的色轮滤光片检出。

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