CN105954960A - 球面投射显示方法、球面投射显示系统和家用电器 - Google Patents

球面投射显示方法、球面投射显示系统和家用电器 Download PDF

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CN105954960A CN201610285037.2A CN201610285037A CN105954960A CN 105954960 A CN105954960 A CN 105954960A CN 201610285037 A CN201610285037 A CN 201610285037A CN 105954960 A CN105954960 A CN 105954960A
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Abstract

本发明提出了一种球面投射显示方法、一种球面投射显示系统和一种家用电器，其中，球面投射显示方法用于家用电器，包括：通过所述家用电器的投射源在球面上进行投射，得到畸变投射图像；使用透视变换对畸变投射图像进行校正，以获取目标投射图像。通过本发明的技术方案，不需要再安装光学器件、重制模具、人工微调等手段，即可直接获取校正后的目标投射图像，既能有效地校正畸变图像，提升用户体验，又能节约生产成本。

Description

球面投射显示方法、球面投射显示系统和家用电器
技术领域
本发明涉及家用电器技术领域，具体而言，涉及一种球面投射显示方法、一种球面投射显示系统和一种家用电器。
背景技术
在产品具有的球面上投影出数字、图案等内容，可以给用户带来强烈的现代感，而进行球面投影时往往会产生图像畸变。
目前，市面上的产品大部分是通过光学器件调整光路后减少投射图像畸变的，然而，增加光学器件会提升生产成本，另外，在需要精确投射的场景中往往会由模具带来很难避免的投射误差。
为了解决这一问题，相关技术中往往需要提高模具精度或在每个模具生产后安装试光路进行微调。然而，这些都极大地增加了生产成本，不利于高效生产。
因此，如何既能有效地校正畸变图像，又能节约生产成本，成为目前亟待解决的问题。
发明内容
本发明正是基于上述问题，提出了一种新的技术方案，既能有效地校正畸变图像，又能节约生产成本。
为此，本发明的一个目的在于提出了一种球面投射显示方法。
本发明的另一个目的在于提出了一种球面投射显示系统。
本发明的再一个目的在于提出了一种家用电器，具有上述球面投射显示系统。
为实现上述目的，本发明的第一方面的实施例提出了一种球面投射显示方法，用于家用电器，包括：通过所述家用电器的投射源在球面上进行投射，得到畸变投射图像；使用透视变换对畸变投射图像进行校正，以获取目标投射图像。
本发明的实施例的球面投射显示方法，可以在家用电器进行球面投射时，自动使用透视变换对畸变投射图像进行校正，从而不需要再安装光学器件、重制模具、人工微调等手段，即可直接获取校正后的目标投射图像，既能有效地校正畸变图像，又能节约生产成本。
其中，家用电器包括家用空调、厨房电器、空气净化装置等，也可以是根据需要除此之外的任一种需要进行球面投射的电器。
根据本发明的一个实施例，在上述技术方案中，优选地，所述使用透视变换对畸变投射图像进行校正，包括：获取所述畸变投射图像的任一点的坐标；根据所述任一点的坐标和透视变换矩阵，进行齐次坐标变换，以获取所述目标投射图像上与所述任一点对应的理论点的坐标。
本发明的实施例的球面投射显示方法，具体可以通过畸变投射图像的任一点的坐标与透视变换矩阵进行齐次坐标变换，得到目标投射图像的理论点的坐标，由于畸变投射图像的点与目标投射图像的点是一一对应的，这样，即可获取到整个目标投射图像。通过该技术方案，既能有效地校正畸变图像，又能节约生产成本。
根据本发明的一个实施例，在上述任一技术方案中，优选地，所述任一点与所述理论点的对应关系为：
(x，y，1)·A＝(x′，y′，1)
其中，(x，y，1)为所述理论点的齐次坐标，(x′，y′，1)为所述任一点的齐次坐标，A为所述透视变换矩阵。
本发明的实施例的球面投射显示方法，应用齐次方程的形式，可以得到理论点的齐次坐标、任一点的齐次坐标与透视变换矩阵的关系。
根据本发明的一个实施例，在上述任一技术方案中，优选地，所述进行齐次坐标变换的变换公式为：
(x，y，1)＝(x′，y′，1)·AT
其中，(x，y，1)为所述理论点的齐次坐标，(x′，y′，1)为所述任一点的齐次坐标，AT为所述透视变换矩阵的逆矩阵。
本发明的实施例的球面投射显示方法，通过理论点的齐次坐标、任一点的齐次坐标与透视变换矩阵的关系，将等式两边同时乘以透视变换矩阵的逆矩阵，即可得出理论点的齐次坐标等于任一点的齐次坐标与透视变换矩阵的逆矩阵的积，从而求得理论点的坐标(x，y)，得到整个目标投射图像。通过该技术方案，既能有效地校正畸变图像，又能节约生产成本。
根据本发明的一个实施例，在上述任一技术方案中，优选地，所述使用透视变换对畸变投射图像进行校正，包括：将所述畸变投射图像分成预定数量的子区域；使用透视变换分别对每个子区域进行校正，以获取所述预定数量的目标子区域图像。
本发明的实施例的球面投射显示方法，为了提升对畸变投射图像进行校正的准确性，可以将畸变投射图像划分为预定数量的子区域，并对每个子区域，都根据其任一点的坐标和透视变换矩阵，进行齐次坐标变换，以获取每个子区域对应的目标子区域图像，从而得到整个目标投射图像。通过该技术方案，既能有效地校正畸变图像，又能节约生产成本。
本发明的第二方面的实施例提出了一种球面投射显示系统，用于家用电器，包括：初始投射单元，通过所述家用电器的投射源在球面上进行投射，得到畸变投射图像；透视变换校正单元，使用透视变换对畸变投射图像进行校正，以获取目标投射图像。
本发明的实施例的球面投射显示系统，可以在家用电器进行球面投射时，自动使用透视变换对畸变投射图像进行校正，从而不需要再安装光学器件、重制模具、人工微调等手段，即可直接获取校正后的目标投射图像，既能有效地校正畸变图像，又能节约生产成本。
其中，家用电器包括家用空调、厨房电器、空气净化装置等，也可以是根据需要除此之外的任一种需要进行球面投射的电器。
根据本发明的一个实施例，在上述技术方案中，优选地，所述透视变换校正单元包括：坐标获取单元，获取所述畸变投射图像的任一点的坐标；齐次变换单元，根据所述任一点的坐标和透视变换矩阵，进行齐次坐标变换，以获取所述目标投射图像上与所述任一点对应的理论点的坐标。
本发明的实施例的球面投射显示系统，具体可以通过畸变投射图像的任一点的坐标与透视变换矩阵进行齐次坐标变换，得到目标投射图像的理论点的坐标，由于畸变投射图像的点与目标投射图像的点是一一对应的，这样，即可获取到整个目标投射图像。通过该技术方案，既能有效地校正畸变图像，又能节约生产成本。
根据本发明的一个实施例，在上述任一技术方案中，优选地，所述任一点与所述理论点的对应关系为：
(x，y，1)·A＝(x′，y′，1)
其中，(x，y，1)为所述理论点的齐次坐标，(x′，y′，1)为所述任一点的齐次坐标，A为所述透视变换矩阵。
本发明的实施例的球面投射显示系统，应用齐次方程的形式，可以得到理论点的齐次坐标、任一点的齐次坐标与透视变换矩阵的关系。
根据本发明的一个实施例，在上述任一技术方案中，优选地，所述进行齐次坐标变换的变换公式为：
(x，y，1)＝(x′，y′，1)·AT
其中，(x，y，1)为所述理论点的齐次坐标，(x′，y′，1)为所述任一点的齐次坐标，AT为所述透视变换矩阵的逆矩阵。
本发明的实施例的球面投射显示系统，通过理论点的齐次坐标、任一点的齐次坐标与透视变换矩阵的关系，将等式两边同时乘以透视变换矩阵的逆矩阵，即可得出理论点的齐次坐标等于任一点的齐次坐标与透视变换矩阵的逆矩阵的积，从而求得理论点的坐标(x，y)，得到整个目标投射图像。通过该技术方案，既能有效地校正畸变图像，又能节约生产成本。
根据本发明的一个实施例，在上述任一技术方案中，优选地，所述透视变换校正单元包括：区域划分单元，将所述畸变投射图像分成预定数量的子区域；以及所述透视变换校正单元还用于：使用透视变换分别对每个子区域进行校正，以获取所述预定数量的目标子区域图像。
本发明的实施例的球面投射显示系统，为了提升对畸变投射图像进行校正的准确性，可以将畸变投射图像划分为预定数量的子区域，并对每个子区域，都根据其任一点的坐标和透视变换矩阵，进行齐次坐标变换，以获取每个子区域对应的目标子区域图像，从而得到整个目标投射图像。通过该技术方案，既能有效地校正畸变图像，又能节约生产成本。
本发明的第三方面的实施例提出了一种家用电器，该家用电器包括本发明的第二方面的实施例所述的球面投射显示系统，因此，该家用电器具有与本发明的第二方面的实施例中任一技术方案所述的球面投射显示系统相同的技术效果，在此不再赘述。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1示出了根据本发明的一个实施例的球面投射显示方法的流程图；
图2示出了根据本发明的一个实施例的球面投射显示系统的框图；
图3示出了根据本发明的一个实施例的家用电器的框图；
图4示出了根据本发明的一个实施例的投射源进行投射的示意图；
图5示出了根据本发明的一个实施例的目标投射图像与畸变投射图像的示意图。
具体实施方式
为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。
图1示出了根据本发明的一个实施例的球面投射显示方法的流程图。
如图1所示，根据本发明的一个实施例的球面投射显示方法，用于家用电器，包括：
步骤102，通过所述家用电器的投射源在球面上进行投射，得到畸变投射图像；
步骤104，使用透视变换对畸变投射图像进行校正，以获取目标投射图像。
本发明的实施例的球面投射显示方法，可以在家用电器进行球面投射时，自动使用透视变换对畸变投射图像进行校正，从而不需要再安装光学器件、重制模具、人工微调等手段，即可直接获取校正后的目标投射图像，既能有效地校正畸变图像，又能节约生产成本。
其中，家用电器包括家用空调、厨房电器、空气净化装置等，也可以是根据需要除此之外的任一种需要进行球面投射的电器。
根据本发明的一个实施例，在上述技术方案中，优选地，步骤104包括：获取所述畸变投射图像的任一点的坐标；根据所述任一点的坐标和透视变换矩阵，进行齐次坐标变换，以获取所述目标投射图像上与所述任一点对应的理论点的坐标。
本发明的实施例的球面投射显示方法，具体可以通过畸变投射图像的任一点的坐标与透视变换矩阵进行齐次坐标变换，得到目标投射图像的理论点的坐标，由于畸变投射图像的点与目标投射图像的点是一一对应的，这样，即可获取到整个目标投射图像。通过该技术方案，既能有效地校正畸变图像，又能节约生产成本。
根据本发明的一个实施例，在上述任一技术方案中，优选地，所述任一点与所述理论点的对应关系为：
(x，y，1)·A＝(x′，y′，1)
其中，(x，y，1)为所述理论点的齐次坐标，(x′，y′，1)为所述任一点的齐次坐标，A为所述透视变换矩阵。
本发明的实施例的球面投射显示方法，应用齐次方程的形式，可以得到理论点的齐次坐标、任一点的齐次坐标与透视变换矩阵的关系。
根据本发明的一个实施例，在上述任一技术方案中，优选地，所述进行齐次坐标变换的变换公式为：
(x，y，1)＝(x′，y′，1)·AT
其中，(x，y，1)为所述理论点的齐次坐标，(x′，y′，1)为所述任一点的齐次坐标，AT为所述透视变换矩阵的逆矩阵。
本发明的实施例的球面投射显示方法，通过理论点的齐次坐标、任一点的齐次坐标与透视变换矩阵的关系，将等式两边同时乘以透视变换矩阵的逆矩阵，即可得出理论点的齐次坐标等于任一点的齐次坐标与透视变换矩阵的逆矩阵的积，从而求得理论点的坐标(x，y)，得到整个目标投射图像。通过该技术方案，既能有效地校正畸变图像，又能节约生产成本。
根据本发明的一个实施例，在上述任一技术方案中，优选地，步骤104包括：将所述畸变投射图像分成预定数量的子区域；使用透视变换分别对每个子区域进行校正，以获取所述预定数量的目标子区域图像。
本发明的实施例的球面投射显示方法，为了提升对畸变投射图像进行校正的准确性，可以将畸变投射图像划分为预定数量的子区域，并对每个子区域，都根据其任一点的坐标和透视变换矩阵，进行齐次坐标变换，以获取每个子区域对应的目标子区域图像，从而得到整个目标投射图像。通过该技术方案，既能有效地校正畸变图像，又能节约生产成本。
图2示出了根据本发明的一个实施例的球面投射显示系统的框图。
如图2所示，根据本发明的一个实施例的球面投射显示系统200，用于家用电器，包括：初始投射单元202和透视变换校正单元204。
其中，初始投射单元202用于通过所述家用电器的投射源在球面上进行投射，得到畸变投射图像；透视变换校正单元204用于使用透视变换对畸变投射图像进行校正，以获取目标投射图像。
本发明的实施例的球面投射显示系统，可以在家用电器进行球面投射时，自动使用透视变换对畸变投射图像进行校正，从而不需要再安装光学器件、重制模具、人工微调等手段，即可直接获取校正后的目标投射图像，既能有效地校正畸变图像，又能节约生产成本。
其中，家用电器包括家用空调、厨房电器、空气净化装置等，也可以是根据需要除此之外的任一种需要进行球面投射的电器。
根据本发明的一个实施例，在上述技术方案中，优选地，透视变换校正单元204包括：坐标获取单元2042，获取所述畸变投射图像的任一点的坐标；齐次变换单元2044，根据所述任一点的坐标和透视变换矩阵，进行齐次坐标变换，以获取所述目标投射图像上与所述任一点对应的理论点的坐标。
本发明的实施例的球面投射显示系统，具体可以通过畸变投射图像的任一点的坐标与透视变换矩阵进行齐次坐标变换，得到目标投射图像的理论点的坐标，由于畸变投射图像的点与目标投射图像的点是一一对应的，这样，即可获取到整个目标投射图像。通过该技术方案，既能有效地校正畸变图像，又能节约生产成本。
根据本发明的一个实施例，在上述任一技术方案中，优选地，所述任一点与所述理论点的对应关系为：
(x，y，1)·A＝(x′，y′，1)
其中，(x，y，1)为所述理论点的齐次坐标，(x′，y′，1)为所述任一点的齐次坐标，A为所述透视变换矩阵。
本发明的实施例的球面投射显示系统，应用齐次方程的形式，可以得到理论点的齐次坐标、任一点的齐次坐标与透视变换矩阵的关系。
根据本发明的一个实施例，在上述任一技术方案中，优选地，所述进行齐次坐标变换的变换公式为：
(x，y，1)＝(x′，y′，1)·AT
其中，(x，y，1)为所述理论点的齐次坐标，(x′，y′，1)为所述任一点的齐次坐标，AT为所述透视变换矩阵的逆矩阵。
本发明的实施例的球面投射显示系统，通过理论点的齐次坐标、任一点的齐次坐标与透视变换矩阵的关系，将等式两边同时乘以透视变换矩阵的逆矩阵，即可得出理论点的齐次坐标等于任一点的齐次坐标与透视变换矩阵的逆矩阵的积，从而求得理论点的坐标(x，y)，得到整个目标投射图像。通过该技术方案，既能有效地校正畸变图像，又能节约生产成本。
根据本发明的一个实施例，在上述任一技术方案中，优选地，透视变换校正单元204包括：区域划分单元2046，将所述畸变投射图像分成预定数量的子区域；以及透视变换校正单元204还用于：使用透视变换分别对每个子区域进行校正，以获取所述预定数量的目标子区域图像。
本发明的实施例的球面投射显示系统，为了提升对畸变投射图像进行校正的准确性，可以将畸变投射图像划分为预定数量的子区域，并对每个子区域，都根据其任一点的坐标和透视变换矩阵，进行齐次坐标变换，以获取每个子区域对应的目标子区域图像，从而得到整个目标投射图像。通过该技术方案，既能有效地校正畸变图像，又能节约生产成本。
图3示出了根据本发明的一个实施例的家用电器的框图。
如图3所示，根据本发明的一个实施例的家用电器300，包括图2示出的实施例中的球面投射显示系统200，因此，家用电器300具有与球面投射显示系统200相同的技术效果，在此不再赘述。
图4示出了根据本发明的一个实施例的投射源进行投射的示意图。
投射源在进行投射时，在理论投射平面上的目标投射图像如图4所示，而由于投射源需要在球面上进行投射，球面由于其本身弯曲的性质，会导致图像畸变，因此在实际投射平面中，畸变投射图像的边长和形状均与所需的目标图像不同。
因此，可以利用透视变换原理，将可以获得的畸变投射图像的点坐标与预定的透视变换矩阵进行结合，实施齐次坐标变换，获取对应的目标投射图像上的点坐标，进而获得整个目标投射图像。
另外，为了缩小透视变换的误差，可以将理论投射平面的目标投射图像平均分成n*n等份的小区域，如32*32等份，则对应的畸变投射图像也平均分成32*32个的不规则图形。接着，根据这32*32个小区域与其对应的畸变投射图像的透视变换矩阵，求出透视变换矩阵的逆矩阵，进而求出目标投射图像的任一点的坐标。
其中，目标投射图像即理论显示图像，其可以是一切可变的显示源，另外，可以把显示源做成模具。
图5示出了根据本发明的一个实施例的目标投射图像与畸变投射图像的示意图。
如图5所示，目标投射图像为矩形，其任一理论点坐标记为(x，y)，而畸变投射图像为投射源在球面上进行投射后发生畸变的图像，为不规则的四边形，其任一点的坐标记为(x＇，y＇)。
(x，y)与(x＇，y＇)在进行齐次变化后的对应关系为：
(x，y，1)·A＝(x′，y′，1)
其中，A为预定的透视变换矩阵，进一步地，通过理论点的齐次坐标、畸变投射图像的任一点的齐次坐标与透视变换矩阵的关系，将等式两边同时乘以透视变换矩阵的逆矩阵，得到
(x，y，1)＝(x′，y′，1)·AT
即可得出理论点的齐次坐标等于畸变投射图像的任一点的齐次坐标与透视变换矩阵的逆矩阵的积，从而求得理论点的坐标(x，y)，得到整个目标投射图像。
比如，可以确定畸变投射图像的不规则四边形中每个角点的坐标分别为(x1＇，y1＇)、(x2＇，y2＇)、(x3＇，y3＇)、(x4＇，y4＇)，通过这四个角点的坐标分别求得目标投射图像中对应的矩形的四个角点的坐标(x1，y1)、(x2，y2)、(x3，y3)、(x4，y4)。通过该技术方案，既能有效地校正畸变图像，又能节约生产成本。
以上结合附图详细说明了本发明的技术方案，通过本发明的技术方案，不需要再安装光学器件、重制模具、人工微调等手段，即可直接获取校正后的目标投射图像，既能有效地校正畸变图像，提升用户体验，又能节约生产成本。
在本说明书的描述中，术语“一个实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种球面投射显示方法，其特征在于，所述球面投射显示方法用于家用电器，包括：
通过所述家用电器的投射源在球面上进行投射，得到畸变投射图像；
使用透视变换对畸变投射图像进行校正，以获取目标投射图像。
2.根据权利要求1所述的球面投射显示方法，其特征在于，所述使用透视变换对畸变投射图像进行校正，包括：
获取所述畸变投射图像的任一点的坐标；
根据所述任一点的坐标和透视变换矩阵，进行齐次坐标变换，以获取所述目标投射图像上与所述任一点对应的理论点的坐标。
3.根据权利要求2所述的球面投射显示方法，其特征在于，所述任一点与所述理论点的对应关系为：
(x，y，1)·A＝(x′，y′，1)
其中，(x，y，1)为所述理论点的齐次坐标，(x′，y′，1)为所述任一点的齐次坐标，A为所述透视变换矩阵。
4.根据权利要求3所述的球面投射显示方法，其特征在于，所述进行齐次坐标变换的变换公式为：
(x，y，1)＝(x′，y′，1)·AT
其中，(x，y，1)为所述理论点的齐次坐标，(x′，y′，1)为所述任一点的齐次坐标，AT为所述透视变换矩阵的逆矩阵。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的球面投射显示方法，其特征在于，所述使用透视变换对畸变投射图像进行校正，包括：
将所述畸变投射图像分成预定数量的子区域；
使用透视变换分别对每个子区域进行校正，以获取所述预定数量的目标子区域图像。
6.一种球面投射显示系统，其特征在于，所述球面投射显示系统用于家用电器，包括：
初始投射单元，通过所述家用电器的投射源在球面上进行投射，得到畸变投射图像；
透视变换校正单元，使用透视变换对畸变投射图像进行校正，以获取目标投射图像。
7.根据权利要求6所述的球面投射显示系统，其特征在于，所述透视变换校正单元包括：
坐标获取单元，获取所述畸变投射图像的任一点的坐标；
齐次变换单元，根据所述任一点的坐标和透视变换矩阵，进行齐次坐标变换，以获取所述目标投射图像上与所述任一点对应的理论点的坐标。
8.根据权利要求7所述的球面投射显示系统，其特征在于，所述任一点与所述理论点的对应关系为：
(x，y，1)·A＝(x′，y′，1)
其中，(x，y，1)为所述理论点的齐次坐标，(x′，y′，1)为所述任一点的齐次坐标，A为所述透视变换矩阵。
9.根据权利要求8所述的球面投射显示系统，其特征在于，所述进行齐次坐标变换的变换公式为：
(x，y，1)＝(x′，y′，1)·AT
其中，(x，y，1)为所述理论点的齐次坐标，(x′，y′，1)为所述任一点的齐次坐标，AT为所述透视变换矩阵的逆矩阵。
10.根据权利要求6至9中任一项所述的球面投射显示系统，其特征在于，所述透视变换校正单元包括：
区域划分单元，将所述畸变投射图像分成预定数量的子区域；以及
所述透视变换校正单元还用于：
使用透视变换分别对每个子区域进行校正，以获取所述预定数量的目标子区域图像。
11.一种家用电器，其特征在于，包括如权利要求6至10中任一项所述的球面投射显示系统。
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