CN103928013A - 一种拼墙颜色校正方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及显示屏颜色校正领域，更具体地，涉及一种拼墙颜色校正方法及系统。所述方法包括：设置各显示单元显示一幅图片，图片中屏幕系统所能显示的颜色各对应一个颜色区域；拍摄一张覆盖整个拼墙的图片；根据拍摄图片提取各个显示单元中各颜色区域的颜色均值；选择一基准显示单元；调整各个显示单元中各颜色区域的颜色均值到基准显示单元中各颜色区域的颜色均值。本发明以各颜色的均值为调整颜色，校正各显示单元的颜色到基准屏幕颜色，极大地提高颜色校准的自适应性，而且通过选择一显示单元作为基准单元进行调整，在颜色校正过程中，无需在显示单元内进行各基色的切换，因为颜色已经一次性设置好，极大地加快调整过程，校准时间较短。

Description

一种拼墙颜色校正方法及系统

技术领域

本发明涉及显示屏颜色校正领域，更具体地，涉及一种拼墙颜色校正方法及系统。

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。虽然大屏幕显示的应用需求越来越大，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。

现有一种多屏幕拼墙校正方法是采用摄像头拍摄各屏幕预先设置好的颜色，然后将拍摄好的图片从提取各显示单元的颜色信息，根据各显示单元颜色差异作校正。这种方法调整的时间较短，但其没有考虑到摄像头拍摄图像的缺陷，摄像头在拍摄有光源屏幕的时候，成像的致命缺陷是拍摄的区域中心最亮，成圆形状向边缘亮度递减的趋势，这样造成在调整屏幕颜色时候，存在非常大的误差，于此同时增加调整时间。

另一种校正方法是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，此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

本发明为克服上述现有技术所述的至少一种缺陷（不足），提供一种快速进行屏幕颜色校正的拼墙颜色校正方法。

本发明还提供一种快速进行屏幕颜色校正的拼墙颜色校正方法。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：

一种拼墙颜色校正方法，所述拼墙上安装有摄像头，所述方法包括：

设置各显示单元显示一幅图片，图片中屏幕系统所能显示的颜色各对应一个颜色区域；

拍摄一张覆盖整个拼墙的图片；

根据拍摄图片提取各个显示单元中各颜色区域的颜色均值；

选择一基准显示单元；

调整各个显示单元中各颜色区域的颜色均值到基准显示单元中各颜色区域的颜色均值。

一种拼墙颜色校正系统，所述拼墙上安装有摄像头，所述系统包括：

显示模块，用于设置各显示单元显示一幅图片，图片中屏幕系统所能显示的颜色各对应一个颜色区域；

拍摄模块，用于拍摄一张覆盖整个拼墙的图片；

提取模块，用于根据拍摄图片提取各个显示单元中各颜色区域的颜色均值；

选择模块，用于选择一基准显示单元；

调整模块，用于调整各个显示单元中各颜色区域的颜色均值到基准显示单元中各颜色区域的颜色均值。与现有技术相比，本发明技术方案的有益效果是：

（1）本发明的拼墙颜色校正方法及系统通过拍摄整个拼墙上各个显示单元的颜色，并且以各颜色的均值为调整颜色，校正各显示单元的颜色到基准屏幕颜色，极大地提高颜色校准的自适应性，而且通过选择一显示单元作为基准单元进行调整，在颜色校正过程中，无需在显示单元内进行各基色的切换，因为颜色已经一次性设置好，极大地加快调整过程，校准时间较短。

（2）本发明的拼墙颜色校正方法及系统可以让校准人员随机选择基准显示单元进行校准，灵活性大，适用性强。

（3）本发明拼墙颜色校正方法及系统的颜色校正过程均全自动化完成，无需使用专业的色彩测量设备，成本低廉，而且校正效果好，校正速度快。

附图说明

图1为本发明一种拼墙颜色校正方法具体实施例的流程图。

图2为包括四个显示单元的拼墙结构示意图。

图3为本发明具体实施例中摄像头的安装位置示意图。

图4为本发明具体实施例中各显示单元的颜色区域分布示意图。

图5为本发明一种拼墙颜色校正系统具体实施例的架构图。

具体实施方式

附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；

为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；

对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。

下面结合附图和实施例对本发明的技术方案做进一步的说明。

实施例1

如图1所示，为本发明一种拼墙颜色校正方法具体实施例的流程图。在本具体实施例中，所述拼墙通过若干个显示单元拼接形成，例如，如图2所示，所述拼墙屏幕为2×2的拼墙显示单元，101、102、103、104分别表示四个显示单元，拼墙上安装有摄像头，如图3所示，摄像头105一般置于整个拼墙屏幕的正前方，拍摄范围覆盖整个拼墙，一般由感光器件、光学滤波器、光学镜头等构成，用于拍摄拼墙图片，供计算机读取分析。参见图1，本具体实施例一种拼墙颜色校正方法的具体步骤包括：

步骤S1.设置各显示单元显示一幅图片，图片中屏幕系统所能显示的颜色各对应一个颜色区域；

步骤S2.拍摄一张覆盖整个拼墙的图片；

步骤S3.根据拍摄图片提取各个显示单元中各颜色区域的颜色均值；

步骤S4.选择一基准显示单元；

步骤S5.调整各个显示单元中各颜色区域的颜色均值到基准显示单元中各颜色区域的颜色均值。

在本具体实施例中，通过拼墙的各个显示单元内显示一幅包含屏幕系统所能显示的颜色对应的颜色区域的图片，然后拍摄一张拼墙图片，根据图片提取各个显示单元中各个颜色区域的颜色均值，接着选定一个显示单元作为基准显示单元，将拼墙中各个显示单元中各颜色对应的颜色区域的颜色均值修正至基准显示单元中对应颜色的颜色均值，以此完成拼墙颜色的校正，在此过程中，各个步骤的执行均可通过控制指令来自动化完成，实现全自动化的校正，无需专业的色彩测量设备，成本低廉。而且调整过程中，只需对各个显示单元各颜色均值进行修正，无需进行显示单元内各颜色切换，简化了调整步骤，提高了调整效率。

在具体实施过程中，为了避免摄像头拍摄带来光源屏幕成像缺陷，各显示单元所显示图片中相同的颜色区域以摄像头为中心对称分布。由于摄像头在拍摄有源的物体时候，所成的图像是以摄像头为中心、向四周像素递减的一种成像方式，例如在拍摄2*2的拼墙图像时候，所成图像中间明显比边缘要亮很多，就像一个圆形，亮度从中间慢慢向圆边像素递减，相同颜色的颜色区域以摄像头为中心对称分布能减少很大的误差。如果不对称分布，如，当两个显示单元颜色进行红色的比较调整，一个显示单元的红色区域选摄像头拍摄的最中心，而另外一个显示单元的红色区域若与前一个显示单元的红色区域不以摄像头为中心对称，即不对称选摄像头拍摄的最中心，而选了很靠近圆的边缘，这时由于摄像头成像原因，边缘的拍摄的图像明显就暗了很多，当对两个显示单元进行红色调整使图像象素值达到一样的时候，但实际一个显示单元的红色调整的亮度比另一个显示单元的红色要亮，因此，拼墙中相同颜色区域以摄像头为中心对称分布能够解决摄像头拍摄带来光源屏幕成像缺陷的问题。

在具体实施过程中，各显示单元的颜色区域可以根据实际需要进行设定，颜色区域的形状和大小可预先设定，如颜色区域的形状可以设置为条形、圆、方形、椭圆等，但各颜色区域的形状和大小需要保持一致性。在进行显示单元显示图片的颜色设置时，必须考虑不同拼墙系统所能显示颜色范围，有些系统中显示颜色是由红色、绿色、蓝色三种基色组成，有些系统中显示颜色是由红色、绿色、蓝色、青色、紫色、黄色组成，对于图片中显示的多种颜色需要根据不同的系统决定，至少要包含该系统中所有的基色，同时在设置各显示单元的颜色区域布局时相同颜色区域必须以摄像头为中心对称设置，以避免摄像头成像带来的误差。

在具体实施过程中，步骤S3的颜色均值提取过程中，可以预先根据每个显示单元中不同的颜色区域，计算出所有显示单元的位置区域以及各个显示单元内各种颜色在图片中的位置区域，然后提取每个显示单元中各颜色的颜色参数，在本发明采用各颜色区域整个区域的颜色均值作为该颜色参数进行校正，此外，还可以选取颜色区域中上、下、左、右四个点的颜色平均值作为该颜色区域的颜色均值。在校正过程中，如摄像头位置发生改变时，必须重新计算显示单元各颜色的位置区域。

在具体实施过程中，步骤S4中基准显示单元的选择可以由校正人员自由选择，选择后可以记下其内各颜色的颜色均值，记为(R_dj，G_dj，E_dj)。

在具体实施过程中，步骤S5可以通过如下具体步骤实现：

计算各显示单元中各基色的颜色均值与基准显示单元中各基色的颜色均值的差值，若差值小于预定的误差值，则调整结束；否则修正显示单元各基色的颜色均值到基准显示单元中各基色的颜色均值。

其中，所述的误差值可以设定为指定域范围中的任意一个值，如为[0.1，2]中的任意一个值。校正过程中，将各显示单元中各基色的颜色均值与基准显示单元中各基色的颜色均值进行对比，反复调整到误差值范围内。在调整过程中，可以将误差值设定为一个具体值，减少比较次数，提高校准效率。

如当屏幕系统能够显示的颜色为红色、绿色和蓝色三种基色时，记提取到的各显示单元内各颜色对应的颜色区域的颜色均值为(R_d，G_d，B_d)，记提取到的基准显示单元中各颜色对应的颜色区域的颜色均值为(R_dj，G_dj，B_dj），则修正显示单元各颜色区域的颜色均值为（R_d-K_r*(R_d-R_dj)，G_d-K_g*(G_d-G_dj)，B_d-K_b*(B_d-B_dj))，其中，Kr_、K_g、K_b分别为红色、绿色、蓝色的校正系数，校正参数可以根据测量值计算，即K_r=|R_d-R_dj|/R_dj，K_g=|G_d-Gd_j|/G_dj，K_b=|B_d-B_dj|/B_dj；校正系数也可以根据实际应用需要设定，如可以分别设定为[0，1]中的任意一个值，优选地为[0，0.5]中任意一个值。

在一种优选的实施方式中，可以在显示单元的显示图片中插入白色区域作为白平衡的调整依据，图2所述的拼墙中，各显示单元显示图片的示意图如图4所示，其中，2011表示显示颜色红、2012表示显示颜色绿，2013表示显示颜色蓝，2014表示显示颜色白。根据图片数据分析计算，此时可以重新调整拍摄图片中各显示单元中屏幕所能显示的颜色所对应的颜色区域的颜色均值为(R_d*W_r，G_i,B_d*W_b)，即调整(R_d，G_d，B_d)中的R_d=R_d*W_r，G_d =G_d，B_d=B_d*W_b，其中W_r=G_d/R_d，W_b=G_d/B_d。

实现本发明的拼墙颜色校正方法，可以通过主控模块来完成拼墙显示单元同步信号的检测、控制摄像头同步拍摄、接收并执行计算机及颜色校正软件的各种命令。而设置显示单元颜色图片，提取、分析拼墙颜色信息，校正显示单元颜色以及与主控模块通信的工作可以通过运行在普通计算机的颜色校正软件来完成。

在本发明的一种拼墙颜色校正方法基础上，本发明还提出了一种拼墙颜色校正系统。在本实施例中，与实施例1同理，所述拼墙通过若干个显示单元拼接形成，拼墙上安装有摄像头，摄像头一般置于整个拼墙屏幕的正前方，拍摄范围覆盖整个拼墙，一般由感光器件、光学滤波器、光学镜头等构成，用于拍摄拼墙图片，供计算机读取分析。图5所示为本发明一种拼墙颜色校正系统具体实施例的架构图。参见如图5，本具体实施例一种拼墙颜色校正系统具体包括：

显示模块401，用于设置各显示单元显示一幅图片，图片中屏幕系统所能显示的颜色各对应一个颜色区域；

拍摄模块402，用于拍摄一张覆盖整个拼墙的图片；

提取模块403，用于根据拍摄图片提取各个显示单元中各颜色区域的颜色均值；

选择模块404，用于选择一基准显示单元；

调整模块405，用于调整各个显示单元中各颜色区域的颜色均值到基准显示单元中各颜色区域的颜色均值。

在本具体实施例中，通过显示模块401在拼墙的各个显示单元内显示一幅包含屏幕系统所能显示的颜色对应的颜色区域的图片，然后利益拍摄模块402拍摄一张拼墙图片，提取模块403根据图片提取各个显示单元中各个颜色区域的颜色均值，接着利用选择模块404选定一个显示单元作为基准显示单元，最后通过调整模块405将拼墙中各个显示单元中各颜色对应的颜色区域的颜色均值修正至基准显示单元中对应颜色的颜色均值，以此完成拼墙颜色的校正，在此过程中，各个模块的执行均可通过控制指令来自动化完成，实现全自动化的校正，无需专业的色彩测量设备，成本低廉。而且系统对颜色的校正过程中，只需对各个显示单元各颜色均值进行修正，无需进行显示单元内各颜色切换，简化了调整步骤，提高了调整效率。

在具体实施过程中，为了避免摄像头拍摄带来光源屏幕成像缺陷，显示模块401在显示图片时将各显示单元所显示图片中相同的颜色区域以摄像头为中心对称分布。

其中，显示模块401设定颜色区域时，可以根据实际需要进行设定，颜色区域的形状和大小可预先设定，如颜色区域的形状可以设置为条形、圆、方形、椭圆等，但各颜色区域的形状和大小需要保持一致性。在进行显示单元显示图片的颜色设置时，必须考虑不同拼墙系统所能显示颜色范围，有些系统中显示颜色是由红色、绿色、蓝色三种基色组成，有些系统中显示颜色是由红色、绿色、蓝色、青色、紫色、黄色组成，对于图片中显示的多种颜色需要根据不同的系统决定，至少要包含该系统中所有的基色，同时在设置各显示单元的颜色区域布局时相同颜色区域必须以摄像头为中心对称设置，以避免摄像头成像带来的误差。

在具体实施过程中，提取模块403对颜色均值提取过程中，可以预先根据每个显示单元中不同的颜色区域，计算出所有显示单元的位置区域以及各个显示单元内各种颜色在图片中的位置区域，然后提取每个显示单元中各颜色的颜色参数，在本发明采用各颜色区域整个区域的颜色均值作为该颜色参数进行校正，此外，还可以选取颜色区域中上、下、左、右四个点的颜色平均值作为该颜色区域的颜色均值。在校正过程中，如摄像头位置发生改变时，提取模块403必须重新计算显示单元各颜色的位置区域。

在具体实施过程中，步选择模块404对基准显示单元的选择可以通过校正人员自由选择也可以系统自动选择，选择后可以记下其内各颜色的颜色均值，记为(R_dj，G_dj，B_dj)。

在具体实施过程中，调整模块405进一步用于计算各显示单元中各颜色区域的颜色均值与基准显示单元中各颜色区域的颜色均值的差值，若差值小于预定的误差值，则调整结束；否则修正显示单元各颜色区域的颜色均值到基准显示单元中各颜色区域的颜色均值。

其中，调整模块405可以将所述的误差值设定为指定域范围中的任意一个值，指定域范围可以根据实际的调整需要设定，如设为[0.1，2]，校正过程中，将各显示单元中各基色的颜色均值与基准显示单元中各基色的颜色均值进行对比，反复调整到误差值范围内。在调整过程中，可以将误差值设定为一个具体值，减少比较次数，提高校准效率。

如当屏幕系统能够显示的颜色为红色、绿色和蓝色三种基色时，调整模块405记提取到的各显示单元内各颜色对应的颜色区域的颜色均值为(R_d，G_d，B_d)，记提取到的基准显示单元中各颜色对应的颜色区域的颜色均值为(R_dj，G_dj，B_dj)，则修正显示单元各颜色区域的颜色均值为(R_d-K_r*(R_d-R_dj)，G_d-K_g*(G_d-G_dj)，B_d-K_b*(B_d-B_dj)其中，K_r、K_g、K_b分别为红色、绿色、蓝色的校正系数，

校正参数可以根据测量值计算，即K_r=|R_d-R_dj|/R_dj，K_g=|G_d-G_dj|/G_dj，K_b=|B_d-B_dj|/B_dj；校正系数也可以根据实际应用需要设定，如可以分别设定为[0，1]中的任意一个值，优选地为[0，0.5]中任意一个值。

在一种优选的实施方式中，显示模块401可以在显示单元的显示图片中插入白色区域作为白平衡的调整依据，如图4所示，2011表示显示颜色红、2012表示显示颜色绿，2013表示显示颜色蓝，2014表示显示颜色白。提取模块403可以根据图片数据分析计算，重新调整拍摄图片中各显示单元中屏幕所能显示的颜色所对应的颜色区域的颜色均值为(R_d*W_r，G_d，B_d*W_b)，即调整(R_d，G_d，B_d)中的R_d=R_d*W_r，G_d=G_d，B_d=B_d*W_b，其中W_r=G_d/R_d，W_b=G_d/B_d。

本系统可以实现全自动化颜色校正，成本低、校正效果好，而且校正速度快，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。

相同或相似的标号对应相同或相似的部件；

附图中描述位置关系的用于仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；

显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种拼墙颜色校正方法，所述拼墙上安装有摄像头，其特征在于，所述方法包括：

设置各显示单元显示一幅图片，图片中屏幕系统所能显示的颜色各对应一个颜色区域；

拍摄一张覆盖整个拼墙的图片；

根据拍摄图片提取各个显示单元中各颜色区域的颜色均值；

选择一基准显示单元；

调整各个显示单元中各颜色区域的颜色均值到基准显示单元中各颜色区域的颜色均值。

2.根据权利要求1所述的拼墙颜色校正方法，其特征在于，各显示单元所显示图片中相同的颜色区域以摄像头为中心对称分布。

3.根据权利要求1所述的拼墙颜色校正方法，其特征在于，所述调整各个显示单元中各颜色区域的颜色均值到基准显示单元中各颜色区域的颜色均值，具体包括：

计算各显示单元中各颜色区域的颜色均值与基准显示单元中各颜色区域的颜色均值的差值，若差值小于预定的误差值，则调整结束；否则修正显示单元各颜色区域的颜色均值到基准显示单元中各颜色区域的颜色均值。

4.根据权利要求3所述的拼墙颜色校正方法，其特征在于，屏幕系统所能显示的颜色包括红色、绿色和蓝色。

5.根据权利要求4所述的拼墙颜色校正方法，其特征在于，对显示单元颜色均值的修正过程如下：

提取到的显示单元中颜色区域的颜色均值为(R_d，G_d，B_d)·

提取到的基准显示单元中颜色区域的颜色均值为(R_dj.G_dj.B_dj).

修正显示单元中颜色区域的颜色均值为(R_d-K_r*(R_d-R_dj)，G_d-K_g*(G_d-G_dj)，B_d-K_b*(B_d-B_dj)，其中，K_r、K_g、K_b分别为红色、绿色、蓝色的校正系数。

6.根据权利要求5所述的拼墙颜色校正方法，其特征在于，显示单元的显示图片中插入白色区域，则在提取到的显示单元中颜色区域的颜色均值中，R_d=R_d*W_r，G_d=G_d，B_d=B_d*W_b，其中W_r=G_d/R_d，W_b=G_d/B_d。

7.一种拼墙颜色校正系统，所述拼墙上安装有摄像头，其特征在于，所述系统包括：

显示模块，用于设置各显示单元显示一幅图片，图片中屏幕系统所能显示的颜色各对应一个颜色区域；

拍摄模块，用于拍摄一张覆盖整个拼墙的图片；

提取模块，用于根据拍摄图片提取各个显示单元中各颜色区域的颜色均值；

选择模块，用于选择一基准显示单元；

调整模块，用于调整各个显示单元中各颜色区域的颜色均值到基准显示单元中各颜色区域的颜色均值。

8.根据权利要求7所述的拼墙颜色校正系统，其特征在于，所述显示模块进一步用于将各显示单元所显示图片中相同的颜色区域以摄像头为中心对称分布。

9.根据权利要求7所述的拼墙颜色校正系统，其特征在于，所述调整模块进一步用于计算各显示单元中各颜色区域的颜色均值与基准显示单元中各颜色区域的颜色均值的差值，若差值小于预定的误差值，则调整结束；否则修正显示单元各颜色区域的颜色均值到基准显示单元中各颜色区域的颜色均值。

10.根据权利要求7所述的拼墙颜色校正系统，其特征在于，屏幕系统所能显示的颜色包括红色、绿色和蓝色；调整模块对显示单元颜色均值的修正过程如下：

提取到的显示单元中颜色区域的颜色均值为(R_d，G_d，B_d)；

提取到的基准显示单元中颜色区域的颜色均值为(R_dj，G_dj，B_dj)；

修正显示单元中颜色区域的颜色均值为(R_d-K_r*(R_d-R_dj)，G_d-K_g*(G_d-G_dj)，B_d-K_b*(B_d-B_dj))，其中，K_r、K_gK_b分别为红色、绿色、蓝色的校正系数。