CN103108147B - 一种用于文字和图像投影显示的系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于文字和图像投影显示的系统和方法，其中，所述系统包括依次连接的图像分析单元、图像处理单元和投影单元。主要用于投影显示的优化中，其对图像中的文字进行优化，改善文字的投影效果；另外，投影的显示效果依赖于投影面的情况，投影面的颜色会影响投影的效果，本发明进一步会自动分析投影面的颜色，自动调节投影图像的颜色和/或自动调整图像的几何特征，适应投影平面的几何特性，获得更好的显示效果。

Description

一种用于文字和图像投影显示的系统和方法

技术领域

本发明涉及投影设备领域，尤其涉及一种用于文字和图像投影显示的系统和方法。

背景技术

传统的投影仪尤其是商用投影仪固定放置于办公场所，投影在固定的投影屏幕上，可以获得较好的效果，随着微型投影仪（微投）技术的发展，各种微投已经上市销售，用户可以随身携带微型投影仪，接入笔记本或者是移动终端，但是由于环境的影响，一般微投都不能提供固定的投影屏幕，需要适应各种投影平面；而且由于微投体积的原因，物理分辨率有限，多数通过压缩技术把大尺寸的画面压缩到小尺寸进行投影，造成文字不清晰，需要一种提升文字显示效果的方法改善这种情况。

传统的投影优化技术主要集中在投影仪本身，提高投影设备本身对比度、解析度以及亮度，例如在专利[1]中，通过对图像的直方图的最大饱和度来改进每一钟颜色，从而提升投影仪的亮度。专利[2]通过对输入图像和相机拍摄的投影图像的像素之间建立几何映射，计算每一个像素的辐射度，然后根据辐射度进行颜色校正；专利[3]中，通过投影白光和黑光到投影平面上获得目标屏幕的投影特征信息，通过这个特征信息对图像的颜色进行纠正提高显示效果。

然而，传统的优化投影显示效果的方法均存在一定的不足之处，例如专利[1]依赖于硬件自身，在不同的投影环境下表现不一。通过计算机视觉技术适应环境的专利[2]，通过像素间的对应关系，进行颜色校正，以适应不同的投影屏幕，如果投影屏幕不平行于画面或者本身投影屏幕并不完全是平面，显示会呈现几何失真，这种几何失真不能得到优化。专利[3]也同样只能对颜色进行校正，对几何上失真无法进行优化。现有的微型投影仪（微投）由于物理分辨率有限，往往通过图像压缩技术把大尺寸的画面压缩到满足物理分辨率的小尺寸的画面进行投影，造成图像中的文字不清晰，限制了微投在文字方面的显示效果，而且由于微投一般不提供投影屏幕供用户使用，用户的投影环境各种各样，不仅仅投影平面存在颜色和纹理，而且还存在不平整的情况，现有的方法一般不能有效的对这种情况进行优化。

有鉴于此，现有技术有待改进和提高。

专利[1]用于提高投影图像的亮度的方法，申请号/专利号：201210048865，发明人：石井隆俊。

专利[2]投影显示图像颜色失真校正方法，申请号/专利号：201010148512.4，发明人：徐海松，邹文海。

专利[3]考虑屏幕状况投影图像的设备和方法，申请号/专利号：200710196830.6，发明人：方裕善，冰韩，朴斗植树。

发明内容

鉴于现有技术的不足，本发明目的在于提供一种用于文字和图像投影显示的系统和方法。旨在解决现有技术的投影设备中存在的优化技术不佳、过于依赖硬件等问题。

本发明的技术方案如下：

一种用于文字和图像投影显示的系统，其中，包括：

图像分析单元，用于对输入的投影内容进行分析，判断其是否为文字为主的投影内容，如是则将投影内容发送至下述的图像处理单元中；

图像处理单元；用于对以文字为主的投影内容进行文字优化处理，并将处理过的投影内容发送至下述的投影单元中；

投影单元，用于将输入到投影单元的投影内容投影在投影荧幕上；

所述图像分析单元、图像处理单元和投影单元依次连接。

所述的用于文字和图像投影显示的系统，其中，所述图像处理单元中文字优化处理采用边缘加强的方法。

所述的用于文字和图像投影显示的系统，其中，所述图像分析单元中判断其是否为文字为主的投影内容采用如下方式：

预先设定一阈值，然后对图像的文字数量进行识别，当超过所述阈值时，判断为文字偏多的内容。

所述的用于文字和图像投影显示的系统，其中，还包括一图像尺寸压缩模块，

所述图像分析单元还用于判断所述投影内容的分辨率是否大于投影物理分辨率，如是，则通过图像尺寸压缩模块采用图像双线性差值的方法对图像的尺寸进行压缩，适应投影的物理分辨率。

所述的用于文字和图像投影显示的系统，其中，还包括一图像获取单元，用于获取投影在投影荧幕上的投影内容；

所述图像获取单元连接图像分析单元。

所述的用于文字和图像投影显示的系统，其中，所述图像处理单元，还包括一几何校正模块，用于对投影图像的几何属性进行调整。

所述的用于文字和图像投影显示的系统，其中，所述图像处理单元，还包括一颜色纠正模块，用于对各种投影屏幕进行颜色纠正。

一种用于文字和图像投影显示的方法，其中，包括以下步骤：

S1、对输入的投影内容进行分析，判断其是否为文字为主的投影内容，如是则进行步骤S2；

S2、对以文字为主的投影内容进行文字优化处理，并将处理过的投影内容投影在投影荧幕上。

所述的用于文字和图像投影显示的方法，其中，还包括步骤：

S31、预先存储理想状态下投影内容到捕获的投影屏幕图像之间的空间映射参数，其包含了不同距离下的投影几何空间映射参数；

S32、分析捕获的图像的与投影内容之间几何关系，获取预存的空间映射参数，计算当前空间几何误差，给出图像的几何调整参数；

S33、根据所述几何调整参数，对投影的内容进行几何纠正，纠正后的图像投影在投影荧幕上。

所述的用于文字和图像投影显示的方法，其中，还包括步骤：

S41、预先存储理想状态下投影内容到捕获的投影屏幕图像之间的像素颜色映射参数，其包含了不同距离下的投影颜色空间映射参数；

S42、分析捕获的图像与投影内容之间像素对应关系，计算颜色对应参数，通过获取预存的颜色映射参数，计算当前颜色误差，给出图像的颜色调整参数；

S43、根据分析单元给的颜色调整参数，对投影的内容进行颜色纠正，纠正后的图像投影在投影荧幕上。

有益效果：

本申请的用于文字和图像投影显示的系统和方法，对图像中的文字进行优化，改善文字的投影效果；投影的显示效果依赖于投影面的情况，投影面的颜色会影响投影的效果，本发明会自动分析投影面的颜色，自动调节投影图像的颜色；投影面的表面形状会影响造成投影图像的几何畸变，本发明自动分析投影面图像，得到投影面的几何畸变的情况，自动调整图像的几何特征，适应投影平面的几何特性，获得更好的显示效果。

附图说明

图1为本发明的用于文字和图像投影显示的系统的结构框图。

图2为本发明的用于文字和图像投影显示的系统中文字优化显示方法的流程示意图。

图3为本发明的用于文字和图像投影显示的系统中投影几何显示矫正方法的流程示意图。

图4为本发明的用于文字和图像投影显示的系统中图像颜色矫正方法的流程示意图。

图5为本发明的用于文字和图像投影显示的系统的较佳实施例的示意图。

具体实施方式

本发明提供一种用于文字和图像投影显示的系统和方法，为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

请参阅图1，其为本发明的用于文字和图像投影显示的系统的结构框图。如图所示，所述用于文字和图像投影显示的系统，包括：图像分析单元100、图像处理单元200和投影单元300；且所述图像分析单元100、图像处理单元200和投影单元300依次连接。

结合图2来说，所述图像分析单元100用于对输入的投影内容进行分析，判断其是否为文字为主的投影内容，如是则将投影内容发送至下述的图像处理单元200中；如果不是，则通过普通投影方式进行投影，因不属于本发明的改进之处，这里就不对普通投影方式进行描述了。图像处理单元200用于对以文字为主的投影内容进行文字优化处理，并将处理过的投影内容发送至下述的投影单元300中；投影单元300用于将输入到投影单元的投影内容投影在投影荧幕10上。在本实施例中，所述图像处理单元中文字优化处理采用边缘加强的方法。另外，还包括一图像尺寸压缩模块，所述图像分析单元100还用于判断所述投影内容的分辨率是否大于投影物理分辨率，如是，则通过图像尺寸压缩模块采用图像双线性差值的方法对图像的尺寸进行压缩，适应投影的物理分辨率。

具体来说，所述图像分析单元中判断其是否为文字为主的投影内容采用如下方式：预先设定一阈值，然后对图像的文字数量进行识别，当超过所述阈值时，判断为文字偏多的内容；也用于判断是否为文字内容偏多的网页、浏览PPT，word等内容，都会判断为文字偏多的内容。

上述方案实现了投影文字优化显示，本发明同时，还提出了投影几何显示矫正方案和图像颜色矫正方案。为了实现上述方案，如图1所示，本发明的用于文字和图像投影显示的系统还包括一图像获取单元400，其用于获取投影在投影荧幕上的投影内容；所述图像获取单元400连接图像分析单元100。下面分别介绍两种方案是如何实现的;

(一)投影几何显示矫正

在本方案中，所述图像处理单元包括一几何校正模块，用于对投影图像的几何属性进行调整。具体来说，如图3所示，其首先会在理想投影屏幕和环境下，计算好一组几何投影参数，建立投影图像中每一个像素到理想投影屏幕之间映射几何参数。当投影内容通过投影单元投影在容易屏幕上时候，图像获取单元捕获投影的图像，通过图像分析单元分析出投影图像与原始图像的之间的几何转换参数，并且结合计算好的几何映射参数，得到新的几何转换参数给图像处理单元，图像处理单元新的几何转换参数对图像的几何进行纠正，使得投影出来的图像几何参数与预先计算好的参数一致。

(二)图像颜色矫正

在本方案中，所述图像处理单元包括一颜色纠正模块，用于对各种投影屏幕进行颜色纠正。如图4所示，首先会在理想投影屏幕和环境下，计算好一组颜色参数，建立投影图像中每一个像素到投影屏幕之间映射参数。当投影内容通过投影单元投影在容易屏幕上时候，图像获取单元捕获投影的图像，通过图像分析单元分析出投影图像与原始图像的之间颜色转换参数，并且结合计算好的颜色参数，得到新的颜色转换参数给图像处理单元，图像处理单元新的颜色转换参数对图像的颜色进行纠正，使得投影出来的图像颜色还原程度与预先计算好的参数一致。

以上所述的三个显示优化技术可以是单独进行选用，也可以串行起来进行处理，如图5所示。图像获取单元采集投影荧幕上的投影图案，发送至图像分析单元，图像分析单元结合预置颜色和几何参数进行分析，然后由图像处理单元（可以依次包括文字显示优化处理模块、几何校正模块和颜色纠正模块）进行处理，然后将处理后的图像发送给投影单元进行投影。

同时，本发明还提供了一种用于文字和图像投影显示的方法，其包括以下步骤：

S1、对输入的投影内容进行分析，判断其是否为文字为主的投影内容，如是则进行步骤S2；

S2、对以文字为主的投影内容进行文字优化处理，并将处理过的投影内容投影在投影荧幕上。

进一步，上述用于文字和图像投影显示的方法还包括步骤：

S31、预先存储理想状态下投影内容到捕获的投影屏幕图像之间的空间映射参数，其包含了不同距离下的投影几何空间映射参数；

S32、分析捕获的图像的与投影内容之间几何关系，获取预存的空间映射参数，计算当前空间几何误差，给出图像的几何调整参数；

S33、根据所述几何调整参数，对投影的内容进行几何纠正，纠正后的图像投影在投影荧幕上。

更进一步地，还可以包括步骤：

S41、预先存储理想状态下投影内容到捕获的投影屏幕图像之间的像素颜色映射参数，其包含了不同距离下的投影颜色空间映射参数；

S42、分析捕获的图像与投影内容之间像素对应关系，计算颜色对应参数，通过获取预存的颜色映射参数，计算当前颜色误差，给出图像的颜色调整参数；

S43、根据分析单元给的颜色调整参数，对投影的内容进行颜色纠正，纠正后的图像投影在投影荧幕上。

本发明实现了对投影中文字显示的优化，尤其是在微型投影设备中，采用保持边缘的压缩方法对图像进行压缩。还实现对投影屏幕的几何适应性，无需计算投影屏幕的几何特性，在不平整的投影屏幕上也可以实现画面的平整。以及实现了对不同投影屏幕的颜色纹理的适应性，无需计算投影屏幕的颜色参数。另外，上述3种方案可以独立使用，也可以组合起来串行使用。

综上所述，本发明的用于文字和图像投影显示的系统和方法，其中，所述系统包括图像分析单元、图像处理单元和投影单元；且所述图像分析单元、图像处理单元和投影单元依次连接。主要用于投影显示的优化中，由于多数投影设备尤其是微型投影仪的物理分辨率有限，在高分辨率的显示通过投影设备投影时候都会被压缩，图像压缩后文字显示带来残缺，辨认困难，本发明正对图像中的文字进行优化，改善文字的投影效果；投影的显示效果依赖于投影面的情况，投影面的颜色会影响投影的效果，本发明会自动分析投影面的颜色，自动调节投影图像的颜色；投影面的表面形状会影响造成投影图像的几何畸变，本发明自动分析投影面图像，得到投影面的几何畸变的情况，自动调整图像的几何特征，适应投影平面的几何特性，获得更好的显示效果。

应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (6)

1.一种用于文字和图像投影显示的系统，其特征在于，包括：

图像分析单元，用于对输入的投影内容进行分析，判断其是否为文字为主的投影内容，如是则将投影内容发送至下述的图像处理单元中；

图像处理单元；用于对以文字为主的投影内容进行文字优化处理，并将处理过的投影内容发送至下述的投影单元中；

投影单元，用于将输入到投影单元的投影内容投影在投影荧幕上；

所述图像分析单元、图像处理单元和投影单元依次连接；

还包括一图像尺寸压缩模块，

所述图像分析单元还用于判断所述投影内容的分辨率是否大于投影物理分辨率，如是，则通过图像尺寸压缩模块采用图像双线性差值的方法对图像的

尺寸进行压缩，适应投影的物理分辨率；

还包括一图像获取单元，用于获取投影在投影荧幕上的投影内容；

所述图像获取单元连接图像分析单元；

所述图像处理单元，还包括一几何校正模块，用于对投影图像的几何属性进行调整；

首先计算好一组几何投影参数，建立投影图像中每一个像素到投影屏幕之间映射几何参数；当投影内容通过投影单元投影在容易屏幕上时，图像获取单元捕获投影的图像，通过图像分析单元分析出投影图像与原始图像的之间的几何转换参数，并且结合计算好的几何映射参数，得到新的几何转换参数给图像处理单元，图像处理单元根据新的几何转换参数对图像的几何参数进行纠正，使得投影出来的图像几何参数与预先计算好的几何参数一致。

2.根据权利要求1所述的用于文字和图像投影显示的系统，其特征在于，所述图像处理单元中文字优化处理采用边缘加强的方法。

3.根据权利要求1所述的用于文字和图像投影显示的系统，其特征在于，所述图像分析单元中判断其是否为文字为主的投影内容采用如下方式：

预先设定一阈值，然后对图像的文字数量进行识别，当超过所述阈值时，判断为文字偏多的内容。

4.根据权利要求1所述的用于文字和图像投影显示的系统，其特征在于，所述图像处理单元，还包括一颜色纠正模块，用于对各种投影屏幕进行颜色纠正。

5.一种用于文字和图像投影显示的方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、对输入的投影内容进行分析，判断其是否为文字为主的投影内容，如是则进行步骤S2；

S2、对以文字为主的投影内容进行文字优化处理，并将处理过的投影内容投影在投影荧幕上；

还包括步骤：

S31、预先存储理想状态下投影内容到捕获的投影屏幕图像之间的空间映射参数，其包含了不同距离下的投影几何空间映射参数；

S32、分析捕获的图像与投影内容之间几何关系，获取预存的空间映射参数，计算当前空间几何误差，给出图像的几何调整参数；

S33、根据所述几何调整参数，对投影的内容进行几何纠正，纠正后的图像投影在投影荧幕上。

6.根据权利要求5所述的用于文字和图像投影显示的方法，其特征在于，还包括步骤：

S41、预先存储理想状态下投影内容到捕获的投影屏幕图像之间的像素颜色映射参数，其包含了不同距离下的投影颜色空间映射参数；

S42、分析捕获的图像与投影内容之间像素对应关系，计算颜色对应参数，通过获取预存的颜色映射参数，计算当前颜色误差，给出图像的颜色调整参数；

S43、根据分析单元给的颜色调整参数，对投影的内容进行颜色纠正，纠正后的图像投影在投影荧幕上。