CN101911177A - 便携式投影仪背景颜色校正方案 - Google Patents

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Abstract

根据本发明的一个实施方式，一种用于控制包括多色激光源、投影光学器件、图像传感器和移动检测设备的图像投影仪的方法包括使用该图像投影仪将图像投影到显示表面上。在投影期间，监控由移动检测设备所产生的移动信号，该移动信号表示图像投影仪的位移。使用图像投影仪将测试图案图像投影到显示表面上，其中根据所监控的移动信号启动测试图案图像投影过程。之后，使用图像传感器从显示表面中捕获所投影的测试图案图像。用所投影的测试图案图像数据与所捕获的测试图案图像数据的比较结果来修改对后续图像进行投影的方式从而校正所捕获的测试图案图像中所代表的颜色失真。

Description

便携式投影仪背景颜色校正方案
优先权
本申请要求2007年12月14日提交的美国专利申请12/002,206的优先权，其内容全部引用在此作为参考。
背景技术
本发明的实施方式涉及用于控制图像投影仪的方法，更具体地讲，涉及用于控制图像投影仪以校正投影图像中的颜色失真的方法。
发明内容
根据本发明的一个实施方式，一种用于控制包括多色激光源、投影光学器件、图像传感器和移动检测设备的图像投影仪的方法包括使用多色激光源和投影光学器件将图像投影到显示表面上。该方法也包括：监控由移动检测设备所产生的移动信号，其中该移动信号表示图像投影仪的位移；以及使用多色激光源和投影光学器件将测试图案图像投影到显示表面上，其中根据所监控的移动信号启动测试图案图像投影。之后，该方法包括：使用图像传感器从显示表面中捕获所投影的测试图案图像；以及使用所投影的测试图案图像数据与所捕获的测试图案图像数据的比较结果来修改使用图像投影仪的多色激光源和投影光学器件对后续图像进行投影的方式从而校正所捕获的测试图案图像中所代表的颜色失真。
本发明并不限于上文所提供的特定实施方式或本文所描述的其它实施方式。预期，通过对所揭示的实施方式作出各种修改和变动，可能得到额外的实施方式。这种修改和变动是允许的，且不背离说明书所描述的和权利要求书所限定的本发明的范围。
附图说明
应该相信，结合附图根据下面的描述可以更佳地理解本发明的实施方式。
图1是描绘图像投影仪的示意图；以及
图2是描绘图像帧的示意图。
附图中的阐明的实施方式是示例性的，并不旨在限制由权利要求书定义的本发明。此外，根据详细说明可以更完整清晰地理解附图和本发明的各个方面。
具体实施方式
先参照图1的示意图，示出了根据本发明的一个实施方式的图像投影仪10。该图像投影仪包括多色激光源和投影光学器件12、图像传感器14以及移动检测设备16。通常，图像投影仪10也包括可编程控制器，被配置成发出命令以操作图像投影仪10的各种部件，如本文所描述的那样。在一个实施方式中，该图像投影仪位于一个便携式平台中。此处，图像投影仪10的多色激光源、投影光学器件12、图像传感器14和移动检测设备16机械地耦合到所述便携式平台。如图1所示意地示出，便携式平台可以位于移动电话中。
本发明的实施方式一般涉及用于控制图像投影仪10(比如图1所示的那种)的方法。在一个实施方式中，该方法包括使用图像投影仪10的多色激光源和投影光学器件12将图像20投影到显示表面18上。如图1和2所示，通过使多色激光源12的多个光束在图像帧22上进行扫描，可以将图像20投影到显示表面18上。多色激光源12可以按各种颜色和强度提供多个光束，比如但不限于红色、绿色和蓝色以及它们的组合或者青色、品红色、黄色和黑色以及它们的组合。通过产生多个连续的图像帧22，可以将图像20投影到显示表面18上。如图2所示，每个图像帧22一般由一个或多个像素24构成，可以将像素分类成多个相邻像素的组26。在一个实施方式中，通过使用包括多轴扫描镜的投影光学器件，将图像20投影到显示表面18上。然而，预计到，该方法或本文所描述的颜色校正方案可以应用于任何投影方法，不管是通过多轴扫描还是其它方式。
该方法一般还包括监控由图像投影仪10的移动检测设备16所产生的移动信号。这种由图像投影仪10执行的移动信号的监控是与将图像20投影到显示表面18上的操作同时进行的。更具体地讲，当图像投影仪10将图像20投影到显示表面18上时，移动检测设备16产生用于表示图像投影仪10的位移的移动信号。这种移动检测设备可以是加速度计、与全球定位系统协作的部件或者任何常规的或待开发的能产生用于表示投影仪10的位移的信号的设备。
监控上述移动信号，以确定图像投影仪10的位移。在一个实施方式中，将移动检测设备16配置成产生移动信号，所述移动信号包括用于表示图像投影仪10的位移程度的一系列数值。例如，移动检测设备16所产生的位移数值可以等于零，从而表示图像投影仪是静止的，或者可以是大于零的某一个数值，从而表示图像投影仪10已经或正在从先前静止的位置发生位移，这种位移按照各种形式和/或位移距离之一发生且还依据分配给所述位移数值的可能的分辨率。例如，位移的形式可以包括振动、旋转、形成角度或其它移动，而位移距离可以是任何长度度量。
在另一个实施方式中，将移动检测设备16配置成产生移动信号，所述移动信号更简单地表示投影仪10是静止的或已经移动。无论哪种情况，由移动信号所表示的位移包括静止的数值或发生位移的数值，该静止的数值表示静止的图像投影仪，该发生位移的数值表示发生位移的图像投影仪。例如，静止的数值可以等于零，而发生位移的数值可以等于一，意味着图像投影仪已经按某一种移动形式移动了。
当移动信号表示图像投影仪10是静止的时候，图像投影仪10继续将图像投影到显示表面18上。然而，当移动信号表示图像投影仪10已经移动或正在移动的时候，上述方法还包括使用多色激光源和投影光学器件12将测试图案图像投影到显示表面18上。由此，根据所监控的移动信号，启动测试图案图像的投影。例如，当所监控的移动信号表示图像投影仪10的位移或位移程度时，就可以启动测试图案图像投影。在本文中，“测试图案图像”是指所产生和投影的任何图像或图像帧，可以使用这种图像或图像帧来评估并修改由图像投影仪10所投影的后续图像的投影过程。测试图案图像可以与图像投影仪10所投影的前一个图像或图像帧完全一样，或稍有变化，或完全不同。此外，测试图案图像可以包括像素的编绘，这种编绘在颜色方面是大致均匀的或者可以定义变化的颜色分布。如标准投影情况那样，通过使多色激光源12的一个或多个光束在测试图案图像帧上进行扫描，可以将测试图案图像投影到显示表面18上，其中测试图案图像帧可以与标准投影帧相邻或者可以不相邻。
在测试图案图像的投影之后，可以使用图像传感器14从显示表面18中捕获测试图案图像。图1所示的图像传感器14可以是照相机、电荷耦合检测器或配置成从显示表面中捕获光强度和颜色的任何其它图像感测设备。通常，所投影的测试图案图像是作为像素的编绘而被捕获的，或者作为用于代表测试图案图像的平均颜色和强度的单一图像而被捕获的。
在已经用图像传感器14捕获所投影的测试图案图像之后，就利用所投影的测试图案图像数据与所捕获的测试图案图像数据的比较结果来修改用图像投影仪10对后续图像进行投影的方式从而校正所捕获的测试图案图像中代表的颜色失真。从图像数据和校正数据的组合中获得对图像20和任何后续图像进行投影所使用的投影数据。该图像数据是待投影的图像20所特有的，并且从所投影的测试图案图像数据与所捕获的测试图案图像数据的比较结果中获得校正数据。
在一个实施方式中，通过使用所投影的测试图案图像数据与所捕获的测试图案图像数据的比较结果产生偏调颜色强度数值表，可以修改对后续图像进行投影的方式。该偏调颜色强度数值表可以用作上述的校正数据。将这些偏调颜色强度数值加到相应的像素的颜色强度数值，或者从相应的像素的颜色强度数值中减去这些偏调颜色强度数值，从而校正所捕获的测试图案图像中所代表的颜色失真。
在一个实施方式中，逐个像素地对所投影的测试图案图像数据与所捕获的测试图案图像数据进行比较。因此，可以逐个像素地修改由图像投影仪对后续图像进行投影的方式。
在另一个实施方式中，通过共同地参照测试图案图像中多个相邻的像素，对所投影的测试图案图像数据与所捕获的测试图案图像数据进行比较。之后，通过在后续图像中共同地修改多个相邻的像素，可以修改对后续图像进行投影的方式。
在另一个实施方式中，通过参照测试图案图像中再细分的像素，对所投影的测试图案图像数据与所捕获的测试图案图像数据进行比较。之后，通过修改后续图像中再细分的像素，可以修改对后续图像进行投影的方式。
在另一个实施方式中，通过参照测试图案图像的平均颜色强度数值，对所投影的测试图案图像数据与所捕获的测试图案图像数据进行比较。之后，通过修改后续图像中的平均颜色强度数值，可以修改对后续图像进行投影的方式。例如，通过修改多个像素的多个颜色强度数值所定义的平均颜色强度数值，或者通过修改基本上所有像素的所有颜色强度数值所定义的平均颜色强度数值，就可以实现上述这一点。
当然，预期，如果所投影的测试图案图像数据与所捕获的测试图案图像数据完全一样，则就没必要修改对后续图像进行投影的方式。在这种情况下，图像投影仪可以继续投影图像，而不修改其投影过程。
另外，预期，在投影仪10启动期间，也可以启动用于校正颜色失真的上述步骤。
尽管上文已经描述了一种特定的颜色校正方案，但是与启动图像投影的颜色校正的方式有关的本发明的诸多概念并不限于任何特定的颜色校正方案。更具体地讲，预期，通过本文所描述的方法的实施方式，可以启动各种其它的颜色校正方案。例如，本申请所描述的方法的各种实施方式可以启动如下专利或专利申请所描述的颜色校正方案：Ioka的美国专利6,814,448；Sung-Dae Cho的美国专利申请2007/0154086；Nayar的美国专利申请2004/0070565；以及Yamaguchi的美国专利申请2007/0091334。
注意到，在本文中，将本发明的部件以特定方式“配置”或“配置成”以具体方式实施特定性质或功能等引述都是结构性的引述，而非关于用途的引述。更具体地讲，本文所引述的对组件进行“配置”的方式是指该组件的现有的物理条件，并且被视为该组件的结构性特征的明确引述。
注意到，在本文中，像“一般”和“典型地”等术语并不旨在限制本发明的范围或暗指某些特征对于本发明的结构和功能而言是关键性的、必不可少的或甚至很重要的。相反，这些术语仅仅旨在标识本发明实施方式的特定方面，或强调本发明特定实施方式中可能使用或不使用的备选或额外的特征。
为了描述并限定本发明，注意到，本文用“基本上”一词来表示任何定量比较、值、测量、或其它表示的固有的不确定性程度。本文还用“基本上”一词来表示某一定量表示在不导致所讨论主题的基本功能产生变化的情况下可能与所陈述的参考值有偏离的程度。
上文已详细描述了本发明并且参照了具体的实施方式，很明显，在不背离所附的权利要求书所限定的本发明的范围的情况下各种修改和变更都是可能的。更具体地讲，尽管可以将本发明的一些方面标识为较佳的、有优势的或期望的，但是可以预期，本发明并不必然限定于本发明的这些较佳方面。
注意到，下列一个或多个权利要求使用了术语“其中”作为过渡短语。为了限定本发明，注意到，在权利要求中引入该术语是作为用于引入一系列结构特征的引用的开放式过渡语的，并且应该以与更常使用的开放式前导术语“包括”相同的方式来解释。

Claims (25)

1.一种用于控制图像投影仪的方法，所述图像投影仪包括多色激光源、投影光学器件、图像传感器和移动检测设备，所述方法包括：
使用所述图像投影仪的多色激光源和投影光学器件将图像投影到显示表面上；
监控由移动检测设备所产生的移动信号，其中所述移动信号表示所述图像投影仪的位移；
使用多色激光源和投影光学器件将测试图案图像投影到显示表面上，其中根据所监控的移动信号启动测试图案图像投影过程；
使用图像传感器从显示表面中捕获所投影的测试图案图像；以及
使用所投影的测试图案图像数据与所捕获的测试图案图像数据的比较结果来修改使用所述图像投影仪的多色激光源和投影光学器件对后续图像进行投影的方式从而校正所捕获的测试图案图像中所代表的颜色失真。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，
通过使多色激光源的多个光束在图像帧上进行扫描，将所述图像投影到显示表面上，以及
通过产生多个连续的图像帧，对所述图像进行投影。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，
对所述图像和后续图像进行投影所使用的投影数据是从待投影的图像所特有的图像数据与校正数据的组合中获得的，其中所述校正数据是从所投影的测试图案图像数据与所捕获的测试图案图像数据的比较结果中获得的。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，
所述移动信号所表示的位移包括用于表示所述图像投影仪的位移程度的一系列数值。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，
所述移动信号所表示的位移包括静止的数值或发生位移的数值，所述静止的数值表示静止的图像投影仪，所述发生位移的数值表示发生位移的图像投影仪。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，
通过使多色激光源的一个或多个光束在测试图案图像帧上进行扫描，将所述测试图案图像投影到显示表面上。
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，
所述测试图案图像包括像素的编绘，这种像素的编绘在颜色方面是大致均匀的或者定义变化的颜色分布。
8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，
所述测试图案图像是作为像素的编绘被投影的；以及
所投影的测试图案图像是作为像素的编绘被捕获的。
9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，
逐个像素地对所投影的测试图案图像数据与所捕获的测试图案图像数据进行比较。
10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，
逐个像素地修改对后续图像进行投影的方式。
11.如权利要求8所述的方法，其特征在于，
通过共同地参照测试图案图像中多个相邻的像素，对所投影的测试图案图像数据与所捕获的测试图案图像数据进行比较。
12.如权利要求11所述的方法，其特征在于，
通过在后续图像中共同地修改多个相邻的像素，修改对后续图像进行投影的方式。
13.如权利要求8所述的方法，其特征在于，
通过参照测试图案图像中再细分的像素，对所投影的测试图案图像数据与所捕获的测试图案图像数据进行比较。
14.如权利要求13所述的方法，其特征在于，
通过修改后续图像中再细分的像素，修改对后续图像进行投影的方式。
15.如权利要求8所述的方法，其特征在于，
通过参照测试图案图像的平均颜色强度数值，对所投影的测试图案图像数据与所捕获的测试图案图像数据进行比较。
16.如权利要求15所述的方法，其特征在于，
通过修改后续图像中的平均颜色强度数值，修改对后续图像进行投影的方式。
17.如权利要求1所述的方法，其特征在于，
通过使用所投影的测试图案图像数据与所捕获的测试图案图像数据的比较结果产生偏调颜色强度数值表，修改对后续图像进行投影的方式。
18.如权利要求17所述的方法，其特征在于，
所述偏调颜色强度数值被加到相应的像素的颜色强度数值，或者从相应的像素的颜色强度数值中减去所述偏调颜色强度数值，从而校正所捕获的测试图案图像中所代表的颜色失真。
19.如权利要求1所述的方法，其特征在于，
逐个像素地修改对后续图像进行投影的方式。
20.如权利要求1所述的方法，其特征在于，
通过修改后续图像中再细分的像素，修改对后续图像进行投影的方式。
21.如权利要求1所述的方法，其特征在于，
通过修改多个像素的多个颜色强度数值所定义的平均颜色强度数值，修改对后续图像进行投影的方式。
22.如权利要求1所述的方法，其特征在于，
通过修改基本上所有像素的所有颜色强度数值所定义的平均颜色强度数值，修改对后续图像进行投影的方式。
23.如权利要求1所述的方法，其特征在于，
所述图像投影仪的多色激光源、投影光学器件、图像传感器和移动检测设备机械地耦合到共同的便携式平台，以及
所述便携式平台位于移动电话中。
24.一种图像投影仪，所述图像投影仪包括多色激光源、投影光学器件、图像传感器、移动检测设备和可编程控制器，它们被共同地配置成：
使用所述图像投影仪的多色激光源和投影光学器件将图像投影到显示表面上；
监控由移动检测设备所产生的移动信号，其中所述移动信号表示所述图像投影仪的位移；
使用多色激光源和投影光学器件将测试图案图像投影到显示表面上，其中根据所监控的移动信号启动测试图案图像投影过程；
使用图像传感器从显示表面中捕获所投影的测试图案图像；以及
使用所投影的测试图案图像数据与所捕获的测试图案图像数据的比较结果来修改使用所述图像投影仪的多色激光源和投影光学器件对后续图像进行投影的方式从而校正所捕获的测试图案图像中所代表的颜色失真。
25.如权利要求24所述的图像投影仪，其特征在于，
所述图像投影仪位于便携式平台中，所述图像投影仪的多色激光源、投影光学器件、图像传感器和移动检测设备机械地耦合到所述便携式平台，以及
所述便携式平台位于移动电话中。
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