CN102026003A - 一种多屏幕拼接墙颜色校正方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种多屏幕拼接墙颜色校正方法及装置，其方法是先对各显示单元的屏幕图像分成多个颜色区，拍摄拼接墙的图像并提取各基色参数的设定值，重新拍摄拼接墙的图像并提取各基色参数的实时值，将实时值和设定值比较并判断其色差值是否在设定范围内，对色差值超出设定范围的显示单元进行颜色调整；其装置包括拼接墙、摄像头、主控单元和颜色校正单元，摄像头设于拼接墙前方，主控单元分别与摄像头、颜色校正单元和各个屏幕连接，颜色校正单元与摄像头连接，颜色校正单元为设于计算机上的颜色校正软件。本发明可实现颜色校正过程全自动化，其成本低、校正效果好，最主要是速度快，在不需要进行显示单元颜色切换而将整个屏幕颜色校正一致。

Description

一种多屏幕拼接墙颜色校正方法及装置

技术领域

本发明涉及屏幕拼接墙显示技术，特别涉及一种多屏幕拼接墙颜色校正方法及装置。

背景技术

随着人们对显示信息传递需求的提升，大屏幕显示的应用领域已经遍及公众显示、交通运输调度指挥、气象监控、电力电信监控、消防监控指挥、军事指挥等各个领域，但是对于多屏幕拼墙系统的色彩、亮度的一致性校正成为各系统集成商的一大难题。

在申请号200710028437.6，公开号为CN100589583C的专利申请中公开了一种多屏幕拼墙颜色校正的方法，它采用设定基准屏，然后逐个校正基准屏显示单元或已校正显示单元周边的显示单元的方法，它所设定的屏幕颜色是一个单色，只有所有屏幕单色校正完成之后，才能校正另外一个单色，每次校正完成都是按顺序依次校正所有屏幕的各单色，随着屏幕个数的增加，屏幕校正完成一次所耗的时间会越来越长，当校正屏幕数增加，校正耗时相应成倍数增加。如公开号为CN1658651A的专利文献中公开了一种多通道投影显示系统的色彩校正方法，它采用每个投影通道分别将红、绿、蓝色彩从0-255投影256次，分别采集并建立映射数据，然后计算色彩的公共交集，在此基础上反复对单个修改校正系统修改输入图像，然后输入到投影机并测量色彩数据，直到校正后映射数据和目标色彩映射数据的采集次数为3×256＝768次，而校正过程可能还需要多次反复过程，随着通道数目增加，所耗时间也是成倍增加，并且系统需要色彩测量设备配合完成校正功能，使用专业的色彩测量设备价格昂贵，操作复杂，而且各个厂家的通用性不好。而一些其他通用型的摄像设备都是对原图进行过色彩处理，色彩失真较大。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种校正速度较快、校正效果较好的多屏幕拼接墙颜色校正方法。

本发明的另一目的在于提供一种可实现上述方法的多屏幕拼接墙颜色校正装置。

本发明的技术方案为：一种多屏幕拼接墙颜色校正方法，包括以下步骤：

(1)单个屏幕作为一个显示单元，在单个显示单元上设置一个屏幕图像，并将该屏幕图像的画面分成多个颜色区，各个显示单元上的颜色区分布状况相同；

(2)摄像头拍摄整个拼接墙上显示的图像，根据各个显示单元上的颜色区分布状况，分别计算出各个显示单元上每种颜色在屏幕图像上所处的颜色区；提取各个显示单元上的各种基色参数，将各个显示单元的相同颜色的基色参数进行比较，各种基色参数分别选取其最小值作为设定值；

(3)摄像头重新拍摄整个拼接墙上显示的图像，分别提取各个需要进行颜色调整的显示单元上各种基色参数的实时值；

(4)分别对各个显示单元上各种颜色的实时值与其相应的设定值进行比较，并将得到的色差值与其设定范围进行比较，若色差值在设定范围内，则该显示单元的颜色调整结束；若色差值超出设定范围，则对该显示单元进行颜色调整，然后返回步骤(3)，直至各个显示单元上各种颜色的色差值均在其设定范围内。

上述方法中，步骤(1)中所述多个颜色区包括按顺序排列的红色区、绿色区、蓝色区和白色区，各个颜色区域的形状和大小一致，其形状为条形、圆形、方形或椭圆形。

所述步骤(2)中，提取的各种基色参数包括红色参数、绿色参数和蓝色参数，即(R_i1，G_i1，B_i1)，各种基色参数的设定值为(R_min1，G_min1，B_min1)。

为了达到更好颜色校正效果，拍摄图像中的白色可作为白平衡的调整依据。以白色作为白平衡的调整依据时，所述各种基色参数的设定值为(R_min2×W_r，G_min2，B_min2×W_b)，其中，W_r＝G_min1/R_min1，W_b＝G_min1/B_min1；其中R_min2、G_min2和B_min2分别为调整后重新拍摄整个拼接墙的图像并提取得到的红色参数、绿色参数和蓝色参数的设定值。

所述步骤(3)中，各种基色参数的实时值包括红色参数、绿色参数和蓝色参数的实时值，即(R_i2，G_i2，B_i2)。

所述步骤(4)中，当色差值超出设定范围时，对该显示单元进行颜色调整，调整时红色参数、绿色参数和蓝色参数的调整值分别为：R_i2-K_r×(R_i2-R_min1)、G_i2-K_g×(G_i2-G_min1)和B_i2-K_b×(B_i2-B_min1)，其中，K_r、K_g和K_b分别为红色参数、绿色参数和蓝色参数的校正系数，其范围分别为0～1。

作为一种优选方案，所述K_r、K_g和K_b取值范围可均为0～0.5。

根据系统的类别不同，步骤(1)中所述多个颜色区也可包括按顺序排列的红色区、绿色区、蓝色区、青色区、紫色区、黄色区和白色区，各个颜色区域的形状和大小一致，其形状为条形、圆形、方形或椭圆形。

在实际的应用中，各个颜色区的排列顺序、形状和大小不是必须保持一致，可以在颜色校正单元中根据拍摄图片，用一些常规的图像处理手段将各个颜色区的形状和大小分别计算处理，然后记录每个显示单元中各个颜色区的形状、大小等；但为了方便起见一般会选择较为简单的形状和大小。

在上述过程中，如果拍摄过程摄像头位置改变时，必须重新重复上述步骤以计算各显示单元中各颜色区域位置再进行颜色校正。

本发明一种用于上述方法的多屏幕拼接墙颜色校正装置，包括多个屏幕拼接而成的拼接墙、摄像头、主控单元和颜色校正单元，摄像头设于拼接墙前方，主控单元分别与摄像头、颜色校正单元和各个屏幕连接，颜色校正单元与摄像头连接，颜色校正单元为设于计算机上的颜色校正软件；

其中，摄像头用于拍摄整个拼接墙上显示的图像；

主控单元用于完成拼接墙上各显示单元同步信号的检测，控制摄像头与各显示单元同步运行，接收并执行来自计算机上颜色校正单元的各种命令；

颜色校正单元运行于计算机上，用于设置各个显示单元上的颜色图像，提取和分析各个显示单元的基色参数，校正各显示单元的颜色以及与主控单元通信。

主控单元包含同步信号检测模块、摄像头同步控制模块和通讯模块，信号检测模块和摄像头同步控制模块分别通过通讯模块与摄像头或/和各屏幕连接。

本发明相对于现有技术，具有以下有益效果：

(1)与现有技术相比，本颜色校正方法及装置通过用摄像头拍摄拼墙显示单元需要校正的色彩，不需要显示单元各颜色的切换，只需在开始拍摄前将显示单元颜色设置为需要校正的颜色，这样很大程度减少颜色调整过程中，显示单元内颜色切换的时间，在公开号为CN100589583C的专利中，一次屏幕颜色校正2×2屏幕单元完成的时间为24分钟，在公开号为CN1658651A专利中，一次校正所用时间为2个小时，而采用本颜色校正方法完成一次校正的时间为6分钟左右即可。

(2)本颜色校正方法通过拍摄整个拼接墙上各个显示单元的图像颜色，而不用考虑在颜色校正过程中因屏幕不停的进行颜色却换而带来所拍摄图像的误差，计算机通过控制板发送命令给拼接墙系统不停的切换屏幕颜色而导致在调整中颜色切换的不及时而带来的延时性，以致增加调整过程中的重复性而相应增加时间的消耗。

(3)本颜色校正方法及装置可实现校正过程全自动化，其成本低、校正效果好，最主要是速度快，在不需要进行显示单元颜色切换而将整个屏幕颜色校正一致。

附图说明

图1为实施例1的2×2多屏幕拼接墙示意图。

图2为图1中拼接墙上的颜色区示意图。

图3为实施例1中摄像头与拼接墙的连接示意图。

图4为本颜色校正方法的流程图。

具体实施方式

下面结合实施例及附图，对本发明作进一步的详细说明，但本发明的实施方式不限于此。

实施例

本实施例为2×2的四屏幕拼接墙装置，其结构如图1或图3所示，该系统的颜色校正方法如图4所示，具体包括以下步骤：

(1)单个屏幕1作为一个显示单元，在单个显示单元上设置一个屏幕图像，并将该屏幕图像的画面分成多个颜色区，各个显示单元上的颜色区分布状况相同；

其中，多个颜色区包括按顺序排列的红色区2、绿色区3、蓝色区4和白色区5，各个颜色区域的形状和大小一致，其形状为条形、圆形、方形或椭圆形，如图2所示；

(2)摄像头6拍摄整个拼接墙上显示的图像，根据各个显示单元上的颜色区分布状况，分别计算出各个显示单元上每种颜色在屏幕图像上所处的颜色区；提取各个显示单元上的各种基色参数，将各个显示单元的相同颜色的基色参数进行比较，各种基色参数分别选取其最小值作为设定值；

其中，提取的各种基色参数包括红色参数、绿色参数和蓝色参数，即(R_i1，G_i1，B_i1)，各种基色参数的设定值为(R_min1，G_min1，B_min1)；

为了达到更好颜色校正效果，拍摄图像中的白色可作为白平衡的调整依据。以白色作为白平衡的调整依据时，各种基色参数的设定值为(R_min2×W_r，G_min2，B_min2×W_b)，其中，W_r＝G_min1/R_min1，W_b＝G_min1/B_min1；其中R_min2、G_min2和B_min2分别为调整后重新拍摄整个拼接墙的图像并提取得到的红色参数、绿色参数和蓝色参数的设定值；

(3)摄像头重新拍摄整个拼接墙上显示的图像，分别提取各个需要进行颜色调整的显示单元上各种基色参数的实时值；

其中，各种基色参数的实时值包括红色参数、绿色参数和蓝色参数的实时值，即(R_i2，G_i2，B_i2)；

(4)分别对各个显示单元上各种颜色的实时值与其相应的设定值进行比较，并将得到的色差值与其设定范围进行比较，若色差值在设定范围内，则该显示单元的颜色调整结束；若色差值超出设定范围，则对该显示单元进行颜色调整，然后返回步骤(3)，直至各个显示单元上各种颜色的色差值均在其设定范围内；

当色差值超出设定范围时，对该显示单元进行颜色调整，调整时红色参数、绿色参数和蓝色参数的调整值分别为：R_i2-K_r×(R_i2-R_min1)、G_i2-K_g×(G_i2-G_min1)和B_i2-K_b×(B_i2-B_min1)，其中，K_r、K_g和K_b分别为红色参数、绿色参数和蓝色参数的校正系数，其范围分别为0～1。

步骤(1)中，根据系统的类别不同，多个颜色区也可包括按顺序排列的红色区、绿色区、蓝色区、青色区、紫色区、黄色区和白色区，各个颜色区域的形状和大小一致，其形状为条形、圆形、方形或椭圆形。

步骤(4)中，为了使得调整的数值更精确，K_r、K_g和K_b取值范围可均为0～0.5。

在上述过程中，如果拍摄过程摄像头位置改变时，必须重新重复上述步骤以计算各显示单元中各颜色区域位置再进行颜色校正。

本实施用于上述方法的多屏幕拼接墙颜色校正装置，如图1或图3所示，包括多个屏幕1拼接而成的拼接墙、摄像头6、主控单元和颜色校正单元，摄像头6设于拼接墙前方，主控单元分别与摄像头6、颜色校正单元和各个屏幕连接，颜色校正单元与摄像头连接，颜色校正单元为设于计算机上的颜色校正软件(图中未示出主控单元和颜色校正单元)；

其中，摄像头6用于拍摄整个拼接墙上显示的图像；

主控单元用于完成拼接墙上各显示单元同步信号的检测，控制摄像头与各显示单元同步运行，接收并执行来自计算机上颜色校正单元的各种命令；

颜色校正单元运行于计算机上，用于设置各个显示单元上的颜色图像，提取和分析各个显示单元的基色参数，校正各显示单元的颜色以及与主控单元通信。

主控单元包含同步信号检测模块、摄像头同步控制模块和通讯模块，信号检测模块和摄像头同步控制模块分别通过通讯模块与摄像头或/和各屏幕连接。

如上所述，便可较好地实现本发明，上述实施例仅为本发明的较佳实施例，并非用来限定本发明的实施范围；即凡依本发明内容所作的均等变化与修饰，都为本发明权利要求所要求保护的范围所涵盖。

Claims (9)

1.一种多屏幕拼接墙颜色校正方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)单个屏幕作为一个显示单元，在单个显示单元上设置一个屏幕图像，并将该屏幕图像的画面分成多个颜色区，各个显示单元上的颜色区分布状况相同；

(2)摄像头拍摄整个拼接墙上显示的图像，根据各个显示单元上的颜色区分布状况，分别计算出各个显示单元上每种颜色在屏幕图像上所处的颜色区；提取各个显示单元上的各种基色参数，将各个显示单元的相同颜色的基色参数进行比较，各种基色参数分别选取其最小值作为设定值；

(3)摄像头重新拍摄整个拼接墙上显示的图像，分别提取各个需要进行颜色调整的显示单元上各种基色参数的实时值；

(4)分别对各个显示单元上各种颜色的实时值与其相应的设定值进行比较，并将得到的色差值与其设定范围进行比较，若色差值在设定范围内，则该显示单元的颜色调整结束；若色差值超出设定范围，则对该显示单元进行颜色调整，然后返回步骤(3)，直至各个显示单元上各种颜色的色差值均在其设定范围内。

2.根据权利要求1所述一种多屏幕拼接墙颜色校正方法，其特征在于，步骤(1)中所述多个颜色区包括按顺序排列的红色区、绿色区、蓝色区和白色区，各个颜色区域的形状和大小一致，其形状为条形、圆形、方形或椭圆形。

3.根据权利要求2所述一种多屏幕拼接墙颜色校正方法，其特征在于，所述步骤(2)中，提取的各种基色参数包括红色参数、绿色参数和蓝色参数，即(R_i1，G_i1，B_i1)，各种基色参数的设定值为(R_min1，G_min1，B_min1)。

4.根据权利要求3所述一种多屏幕拼接墙颜色校正方法，其特征在于，以白色作为白平衡的调整依据时，所述各种基色参数的设定值为(R_min2×W_r，G_min2，B_min2×W_b)，其中，W_r＝G_min1/R_min1，W_b＝G_min1/B_min1；其中R_min2、G_min2和B_min2分别为调整后重新拍摄整个拼接墙的图像并提取得到的红色参数、绿色参数和蓝色参数的设定值。

5.根据权利要求2所述一种多屏幕拼接墙颜色校正方法，其特征在于，所述步骤(3)中，各种基色参数的实时值包括红色参数、绿色参数和蓝色参数的实时值，即(R_i2，G_i2，B_i2)。

6.根据权利要求2所述一种多屏幕拼接墙颜色校正方法，其特征在于，所述步骤(4)中，当色差值超出设定范围时，对该显示单元进行颜色调整，调整时红色参数、绿色参数和蓝色参数的调整值分别为：R_i2-K_r×(R_i2-R_min1)、G_i2-K_g×(G_i2-G_min1)和B_i2-K_b×(B_i2-B_min1)，其中，K_r、K_g和K_b分别为红色参数、绿色参数和蓝色参数的校正系数，其取值范围分别为0～1。

7.根据权利要求6所述一种多屏幕拼接墙颜色校正方法，其特征在于，所述K_r、K_g和K_b取值范围均为0～0.5。

8.根据权利要求1所述一种多屏幕拼接墙颜色校正方法，其特征在于，步骤(1)中所述多个颜色区包括按顺序排列的红色区、绿色区、蓝色区、青色区、紫色区、黄色区和白色区，各个颜色区域的形状和大小一致，其形状为条形、圆形、方形或椭圆形。

9.用于权利要求1～8任一项所述方法的多屏幕拼接墙颜色校正装置，其特征在于，包括多个屏幕拼接而成的拼接墙、摄像头、主控单元和颜色校正单元，摄像头设于拼接墙前方，主控单元分别与摄像头、颜色校正单元和各个屏幕连接，颜色校正单元与摄像头连接，颜色校正单元为设于计算机上的颜色校正软件；

其中，摄像头用于拍摄整个拼接墙上显示的图像；

主控单元用于完成拼接墙上各显示单元同步信号的检测，控制摄像头与各显示单元同步运行，接收并执行来自计算机上颜色校正单元的各种命令；

颜色校正单元运行于计算机上，用于设置各个显示单元上的颜色图像，提取和分析各个显示单元的基色参数，校正各显示单元的颜色以及与主控单元通信。

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