CN105791786A - 一种自动调整投影面平整度的系统及方法 - Google Patents

一种自动调整投影面平整度的系统及方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种自动调整投影面平整度的系统，其特征在于，包括存储单元，用于存储标准校正图像；控制单元，从存储单元中读出标准校正图像后通过投影单元投射至任意投影面上；通过图像传感单元获得投影面上的标准校正图像的校正投影图像；对校正投影图像进行校正，使其与标准校正图像相近，得到校正参数；根据校正参数校正待投影的图像；将校正后的图像通过投影单元投射至投影面上。本发明的另一个技术方案是提供了一种基于上述系统的投影面平整度自动调整方法。本发明提供的系统及方法能够实现不依赖于投影面，始终保持投影系统投影出的图像不失真。

Description

一种自动调整投影面平整度的系统及方法
技术领域
本发明涉及一种使能投影图像能够在任何投影面上正确反映出来的系统及该系统采用的方法。
背景技术
对于投影系统来说，投影面影响投影效果的重要因素之一。常规的投影仪，由于其安放位置相对固定，因此可以采用可收缩式白幕布或者平整的墙面作为投影面，这样投影的图像效果较好，不易产生失真。
随着智能式移动终端的迅猛发展，移动式投影系统孕育而生，例如手机投影。对于移动式投影系统而言，其卖点就在于便携，因此，用户会在各种场合使用。因此，移动式投影系统的投影面不可能一直采用幕布或者平整墙面，经常会在地面、不平的墙面等地方投影。由于诸如地面、不平的墙面之类的投影面往往具有不同的颜色，又往往会凹凸不平，从而大大影响了投影效果，使得投影出来的图像发生失真。
为了解决上述问题，现有的调整手段一般是采用手动调整的方式，通过手动调整来调整桶形失真、弧形失真、亮度对比度等；或者增加一个图像传感器，自动调整画面的失真和亮度。这些方法的效果均不理想。
发明内容
本发明的目的是提供一种自动方便，适合各种投影面的投影系统以及该系统采用的方法。
为了达到上述目的，本发明的一个技术方案是提供了一种自动调整投影面平整度的系统，其特征在于，包括：
存储单元，用于存储标准校正图像；
控制单元，从存储单元中读出标准校正图像后通过投影单元投射至任意投影面上；通过图像传感单元获得投影面上的标准校正图像的校正投影图像；对校正投影图像进行校正，使其与标准校正图像相近，得到校正参数；根据校正参数校正待投影的图像；将校正后的图像通过投影单元投射至投影面上。
优选地，所述标准校正图像被划分为N个方格，N≥4。
优选地，将所述校正投影图像逐个方格地进行校正，使得每个方格与所述标准校正图像的对应方格的图像相近，得到每个方格的校正参数；
将所述待投影的投影图像划分为N个方格，依据得到的每个方格的校正参数对图像逐个方格地进行校正。
本发明的另一个技术方案是提供了一种基于上述系统的投影面平整度自动调整方法，其特征在于，包括以下步骤：
第一步、控制单元从存储单元中读出预存的标准校正图像后，通过投影单元投射至任意投影面上，在投影面上得到校正投影图像；
第二步、控制单元通过图像传感单元获得校正投影图像；
第三步、对校正投影图像进行校正，使其与标准校正图像相近，得到校正参数；
第四步、控制单元根据校正参数对待投影的图像进行校正，并将校正后的图像通过投影单元投射至与第一步相同的投影面上。
优选地，在所述第一步中，所述标准校正图像被划分为N个方格，N≥4；在所述第二步中，获得被划分为N个方格的校正投影图像。
优选地，在所述第三步中，将所述校正投影图像逐个方格地进行校正，使得每个方格与所述标准校正图像的对应方格的图像相近，得到每个方格的校正参数；
在所述第四步中，将所述待投影的图像划分为N个方格，依据第三步得到的每个方格的校正参数，对图像逐个方格地进行校正，得到校正后的图像。
优选地，在所述第三步中，将所述校正投影图像与所述标准校正图像逐个方格地进行比较时：
若要进行扭曲校正，则对发生扭曲的校正投影图像的方格进行扭曲补偿，直至补偿后的校正投影图像的方格与标准校正图像的对应方格相同，所述校正参数即为扭曲补偿参数；
若要进行灰阶校正，则所述校正投影图像及所述标准校正图像均为黑白图像，将所述校正投影图像的方格与标准校正图像的对应方格的灰阶进行对比，调整校正投影图像中灰阶不同的方格的灰阶亮度，直至该方格的灰阶与标准校正图像的对应方格的灰阶相同，所述校正参数即为灰阶亮度补偿值；
若要进行色彩调整，则所述校正投影图像及所述标准校正图像均为彩色图像，且所述标准校正图像的各个方格的颜色均不相同，调整校正投影图像的各个方格的颜色的RGB分量直至该方格的颜色与标准校正图像的对应方格的颜色相同，所述校正参数即为RGB分量补偿值。
优选地，在进行色彩调整时，所述校正投影图像的各个方格的颜色乘以图像传感单元的偏移系数后再与所述标准校正图像的对应方格的颜色进行比较。
优选地，在所述第三步中，设定最大校正次数T和阈值Y，对校正投影图像的当前方格进行校正时，若校正T次，当前方格的图像与所述标准校正图像中对应方格的图像的差异依旧大于阈值Y，则不再对当前方格进行校正，从已得到的校正参数选择一个最优值作为当前方格的最终校正参数。
本发明提供的系统及方法能够实现不依赖于投影面，始终保持投影系统投影出的图像不失真。
附图说明
图1为本发明提供的一种系统的框图；
图2为本发明提供的方法的流程图。
具体实施方式
为使本发明更明显易懂，兹以优选实施例作详细说明如下。
如图1所示，本发明提供的自动调整投影面平整度的系统由图像预处理模块、控制器、存储器、投影模块、图像传感器组成。图像预处理模块对图像进行预处理，调整图像各部位的失真，颜色等。控制器控制整个系统运作，并且对图像进行识别，对比标准校正图像，控制图像预处理模块对图像进行预处理。存储器存储标准校正图像。投影模块负责将图像投射出去。图像传感器即摄像头，用来采集投射出的画面，反馈给控制器进行处理。
用户的使用方式是：打开投影系统，对准投影面，例如凹凸不平的墙壁，保持系统不移动，待系统投影出校正图像后，再等待一会儿系统校正完毕，就可以正常观看投影图像了。其具体实现步骤如图2所示，包括以下步骤：
第一步、在存储器中存储划分为N个方格的标准校正图像，N≥4(N越大，校正越精确，但计算量越大)，设定最大调整次数T以及阈值Y，初始化校正次数。
第二步、控制器从存储器中读出标准校正图像后，通过投影模块将标准校正图像投射在任意投影面上(例如凹凸不平的墙壁)，投影面上即出现了划分为N个方格的校正投影图像。
第三步、图像传感器(即摄像头)将校正投影图像拍摄下来后传输给控制器。
第四步、控制器对校正投影图像进行诸如降噪、放大或者缩小之类的预处理后，将其与标准校正图像进行对比，以得到校正参数。
以下以校正投影图像发生形变为例，对第四步进行进一步的说明，第四步包括：
步骤1、将校正投影图像的第一个方格作为当前方格；
步骤2、将当前方格与标准校正图像的对应方格进行比较，判断当前方格的边缘是否有扭曲，若无，则进入步骤5，若有，则判断扭曲量是否大于阈值Y，若是，则进入步骤3，若否，则进入步骤5；
步骤3、对当前方格进行扭曲补偿后，记录扭曲补偿值，将校正次数加一，判断校正次数是否达到最大调整次数T，若是，则进入步骤4，否则，返回步骤2：
步骤4、从所有扭曲补偿值中选择最优值作为当前方格的校正参数；
步骤5、将下一个方格作为当前方格后，返回步骤2，直至遍历校正投影图像的所有方格。
如果要进行灰阶校正，方法和上面的步骤1至步骤5类似，区别在于：
在步骤2中，将当前方格与标准校正图像的对应方格的灰阶进行比较，判断当前方格的灰阶是否与标准校正图像的对应方格的灰阶相同，若相同，则进入步骤5，若不相同，判断两个方格的灰阶差值是否大于阈值Y，若是，则进入步骤3，若否，则进入步骤5；
在步骤3中，调整当前方格的灰阶亮度后，记录灰阶亮度调整值；
在步骤4中，从所有灰阶亮度调整值中选择最优值作为当前方格的校正参数。
由于有时投影面本身就有颜色，会对投影的图像的颜色造成变化，影响投影效果，这时需要进行色彩校正，方法和上面的步骤1至步骤5类似，区别在于：
标准校正图像及校正投影图像均为彩色图像，且标准校正图像中每个方格的颜色都不同，以便于区别。
在步骤2中，将当前方格与标准校正图像的对应方格的颜色的RGB分量进行比较，判断当前方格的灰阶是否与标准校正图像的对应方格的颜色的RGB分量是否相同，若相同，则进入步骤5，若不相同，判断两个方格的颜色的RGB分量的差值是否大于阈值Y，若是，则进入步骤3，若否，则进入步骤5；
在步骤3中，调整当前方格的颜色的RGB分量后，记录RGB分量调整值；
在步骤4中，从所有RGB分量调整值中选择最优值作为当前方格的校正参数。
由于经过图像传感器(即摄像头)取得的图像在颜色上会有所偏移，所以在步骤2中，在将当前方格与标准校正图像的对应方格的颜色的RGB分量进行比较前，需要将当前方格的颜色的RGB分量乘以一个系数后再和标准校正图像的对应方格的颜色的RGB分量。
第五步、控制单元根据校正参数对待投影的图像进行校正，并将校正后的图像通过投影单元投射至与第一步相同的投影面上。

Claims (9)

1.一种自动调整投影面平整度的系统，其特征在于，包括：
存储单元，用于存储标准校正图像；
控制单元，从存储单元中读出标准校正图像后通过投影单元投射至任意投影面上；通过图像传感单元获得投影面上的标准校正图像的校正投影图像；对校正投影图像进行校正，使其与标准校正图像相近，得到校正参数；根据校正参数校正待投影的图像；将校正后的图像通过投影单元投射至投影面上。
2.如权利要求1所述的一种自动调整投影面平整度的系统，其特征在于，所述标准校正图像被划分为N个方格，N≥4。
3.如权利要求2所述的一种自动调整投影面平整度的系统，其特征在于，将所述校正投影图像逐个方格地进行校正，使得每个方格与所述标准校正图像的对应方格的图像相近，得到每个方格的校正参数；
将所述待投影的投影图像划分为N个方格，依据得到的每个方格的校正参数对图像逐个方格地进行校正。
4.一种基于如权利要求1所述系统的投影面平整度自动调整方法，其特征在于，包括以下步骤：
第一步、控制单元从存储单元中读出预存的标准校正图像后，通过投影单元投射至任意投影面上，在投影面上得到校正投影图像；
第二步、控制单元通过图像传感单元获得校正投影图像；
第三步、对校正投影图像进行校正，使其与标准校正图像相近，得到校正参数；
第四步、控制单元根据校正参数对待投影的图像进行校正，并将校正后的图像通过投影单元投射至与第一步相同的投影面上。
5.如权利要求4所述的一种投影面平整度自动调整方法，其特征在于，在所述第一步中，所述标准校正图像被划分为N个方格，N≥4；在所述第二步中，获得被划分为N个方格的校正投影图像。
6.如权利要求5所述的一种投影面平整度自动调整方法，其特征在于，在所述第三步中，将所述校正投影图像逐个方格地进行校正，使得每个方格与所述标准校正图像的对应方格的图像相近，得到每个方格的校正参数；
在所述第四步中，将所述待投影的图像划分为N个方格，依据第三步得到的每个方格的校正参数，对图像逐个方格地进行校正，得到校正后的图像。
7.如权利要求6所述的一种投影面平整度自动调整方法，其特征在于，在所述第三步中，将所述校正投影图像与所述标准校正图像逐个方格地进行比较时：
若要进行扭曲校正，则对发生扭曲的校正投影图像的方格进行扭曲补偿，直至补偿后的校正投影图像的方格与标准校正图像的对应方格相同，所述校正参数即为扭曲补偿参数；
若要进行灰阶校正，则所述校正投影图像及所述标准校正图像均为黑白图像，将所述校正投影图像的方格与标准校正图像的对应方格的灰阶进行对比，调整校正投影图像中灰阶不同的方格的灰阶亮度，直至该方格的灰阶与标准校正图像的对应方格的灰阶相同，所述校正参数即为灰阶亮度补偿值；
若要进行色彩调整，则所述校正投影图像及所述标准校正图像均为彩色图像，且所述标准校正图像的各个方格的颜色均不相同，调整校正投影图像的各个方格的颜色的RGB分量直至该方格的颜色与标准校正图像的对应方格的颜色相同，所述校正参数即为RGB分量补偿值。
8.如权利要求7所述的一种投影面平整度自动调整方法，其特征在于，在进行色彩调整时，所述校正投影图像的各个方格的颜色乘以图像传感单元的偏移系数后再与所述标准校正图像的对应方格的颜色进行比较。
9.如权利要求6所述的一种投影面平整度自动调整方法，其特征在于，在所述第三步中，设定最大校正次数T和阈值Y，对校正投影图像的当前方格进行校正时，若校正T次，当前方格的图像与所述标准校正图像中对应方格的图像的差异依旧大于阈值Y，则不再对当前方格进行校正，从已得到的校正参数选择一个最优值作为当前方格的最终校正参数。
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