CN106559657B - 利用多个投影屏幕进行拼接显示的方法、控制装置和系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供利用多个投影屏幕进行拼接显示的方法、控制装置和系统，多个投影屏幕拼接组成整个显示屏幕，该方法包括：依序获取每个投影屏幕的特征点矩阵；用预定算法计算出每个特征点在整个显示屏幕中的中心坐标；根据每个特征点的中心坐标，利用预定算法计算出特征点矩阵的中心坐标，作为每个投影屏幕的中心坐标；利用预定排序法，根据每个投影屏幕的中心坐标的坐标值大小，对多个投影屏幕进行排序，以获得多个投影屏幕的显示顺序；将要投影的图像分割成与多个投影屏幕相对应数量的多个分割图像，并按照多个投影屏幕的显示顺序，依次将多个分割图像分别显示在多个投影屏幕上，以在整个显示屏幕上显示要投影的图像。

Description

利用多个投影屏幕进行拼接显示的方法、控制装置和系统

技术领域

本发明涉及多屏拼接投影装置，尤其涉及利用多个投影屏幕进行拼接显示的方法、控制装置和系统。

背景技术

在大型演示厅、户外广告或是建筑公司展示大规模的设计模型时，通常需要多台投影仪投影到多个投影屏幕，多个投影屏幕拼接组成一副大屏幕画面，将计算机桌面上的图像(即，需要投影显示的图像)显示在大屏幕上，从而进行产品的演示。传统的作业方式是由专业人员进行安装实施，对人员的专业素养要求高。

目前，在安装多屏拼接投影装置时，多个屏幕顺序的调整有以下三种方法：1.通过手动变更分屏器软件的设置来调整屏幕顺序。2.通过反复尝试连接分屏器的接口顺序来调整屏幕顺序。3.通过移动投影仪来调整屏幕顺序。

目前市场上主要有以下产品：

·ScalableDesktopClassic不支持自动排序，需要通过以上三种方法中的一种调整投影屏幕顺序。

然而，在安装多屏拼接投影装置时，很容易把屏幕顺序安装错误，但是目前的屏幕调整方法存在以下问题：1.分屏器软件功能比较复杂，非专业人员设置起来费时费力。2.通过排列组合法来尝试去调整屏幕顺序的方法太费时间。3.投影仪一般是固定在墙面上，移动起来比较困难。

发明内容

为此，本发明提供了一种利用多个投影屏幕进行拼接显示的方法，多个投影屏幕拼接组成整个显示屏幕，该方法包括：

按照所述多个投影屏幕的初始顺序，依序获取所述多个投影屏幕中的每个投影屏幕的特征点矩阵；

用预定算法计算出所述特征点矩阵中的每个特征点在所述整个显示屏幕中的中心坐标；

根据所述每个特征点的中心坐标，利用所述预定算法计算出所述特征点矩阵的中心坐标，作为所述每个投影屏幕的中心坐标；

利用预定排序法，根据所述每个投影屏幕的中心坐标的坐标值大小，对所述多个投影屏幕进行排序，以获得所述多个投影屏幕的显示顺序；

将要投影的图像分割成与所述多个投影屏幕相对应数量的多个分割图像，并按照所述多个投影屏幕的显示顺序，依次将所述多个分割图像分别显示在所述多个投影屏幕上，以在所述整个显示屏幕上显示所述要投影的图像。

进一步，该方法还包括：将调整图像经由多个投影仪分别投影到与所述投影仪一一对应的所述多个投影屏幕上，形成多个用于调整的投影图像，并对所述多个用于调整的投影图像的位置进行调整，以使所述多个用于调整的投影图像正确投影在所述多个投影屏幕上。

如此，使每个投影图像能够完整地显示在一个投影屏幕中，并且能够清楚完整地显示拼接的图像。

进一步，多个投影屏幕的初始顺序是分屏器的多个输出接口的输出顺序，所述多个投影仪分别连接到所述分屏器的多个输出接口。

如此，不管多个投影仪与分屏器的多个输出接口的连接是否错位，都能够按照输出顺序获得多个投影屏幕的初始顺序。

进一步，多个投影屏幕按照所述输出顺序构成一维数组(a₁，a₂，…a_m)，m是所述多个投影屏幕的个数，且m是大于1的整数，

其中，a₁，a₂，…a_m分别是结构体，且分别包含所述每个投影屏幕的中心坐标(x1,y1)，(x2,y2)，…(xm,ym)以及屏幕编号，

其中，所述初始顺序是所述一维数组(a₁，a₂，…a_m)中每个结构体中的屏幕编号的顺序。

如此，可以获得每个显示屏幕包含的信息。

进一步，将所述中心坐标(x1,y1)，(x2,y2)，…(xm,ym)按照y值从小到大的顺序以及x值从小到大的顺序对所述一维数组(a₁，a₂，…a_m)进行排序，获得排序后的一维数组(a’₁，a’₂，…a’_m)，其中，a’₁，a’₂，…a’_m中的一个分别对应于结构体数组a₁，a₂，…a_m中的一个，

其中，所述显示顺序是排序后的一维数组(a’₁，a’₂，…a’_m)中各个结构体数据包含的屏幕编号的顺序。

如此，不管多个投影仪与分屏器的多个输出接口的连接是否错位，都能够按照上述显示顺序，正确地显示要投影的图像。

进一步，预定排序法是冒泡排序法。如此，可以获得上述排序后的一维数组。

进一步，预定算法是连通区域标记算法或区域提取算法。如此，可以计算得到每个特征点的中心坐标以及每个投影屏幕的中心坐标。

本发明还提供了一种利用多个投影屏幕进行拼接显示的控制装置，所述多个投影屏幕拼接组成整个显示屏幕，该控制装置包括：

获取单元，所述获取单元按照所述多个投影屏幕的初始顺序，依次获取所述多个投影屏幕中的每个投影屏幕的特征点矩阵；

第一计算单元，所述第一计算单元用预定算法计算出所述特征点矩阵中的每个特征点在所述整个显示屏幕中的中心坐标；

第二计算单元，所述第二计算单元根据所述每个特征点的中心坐标，利用所述预定算法计算出所述特征点矩阵的中心坐标，作为所述每个投影屏幕的中心坐标；

排序单元，所述排序单元利用预定排序法，根据所述每个投影屏幕的中心坐标的坐标值大小，对所述多个投影屏幕进行排序，以获得所述多个投影屏幕的显示顺序；

显示单元，所述显示单元将要投影的图像分割成与所述多个投影屏幕相对应数量的多个分割图像，并按照所述多个投影屏幕的显示顺序，依次将所述多个分割图像分别显示在所述多个投影屏幕上，以在所述整个显示屏幕上显示所述要投影的图像。

本发明还提供了一种利用多个投影屏幕进行拼接显示的系统，该系统包括：

显示屏幕，由所述多个投影屏幕拼接组成所述显示屏幕，

拍摄单元，与所述控制装置连接，用于拍摄调整图像以及所述多个投影屏幕中的每个投影屏幕的特征点矩阵；

分屏器，

多个投影仪，与所述分屏器连接；以及

如上所述的控制装置，所述控制装置分别连接至所述拍摄单元和所述分屏器，

其中，所述控制装置将要投影的图像分割成多个分割图像，并使得所述多个分割图像经由所述分屏器输出到对应的投影仪，按照所述多个投影屏幕的显示顺序，依次被投影到所述多个投影屏幕上，以在所述整个显示屏幕上显示所述要投影的图像。

利用本发明，在将多个投影器连接到分屏器的多个输出接口时，即使投影仪的位置与分屏器的输出接口的位置连接错位，也可以自动进行屏幕排序，而不需要设置分屏器软件，也不需要调整投影仪的位置，因此，非专业人员也能轻松快速地操作本发明的装置，提高了操作便利性。

附图说明

图1A是根据本发明的实施例的利用多个投影屏幕进行拼接显示的系统的示意图；

图1B是根据本发明的实施例的利用多个投影屏幕进行拼接显示的系统中显示的最终图像的示意图；

图2是根据本发明的实施例的利用多个投影屏幕进行拼接显示的控制装置的示意图；

图3是根据本发明的实施例的利用多个投影屏幕进行拼接显示的方法的流程图；

图4是根据本发明的实施例的多个投影屏幕中的一个投影屏幕的特征点矩阵的示意图。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明进行详细说明。

图1A是根据本发明的实施例的利用多个投影屏幕进行拼接显示的系统的示意图。图1B是根据本发明的实施例的利用多个投影屏幕进行拼接显示的系统中显示的最终图像的示意图。该系统包括控制装置2、与控制装置2连接的拍摄单元1、与控制装置2连接的分屏器3、与分屏器3连接的多个投影仪4a到4f、以及多个投影屏幕5-1到5-6。本实施例中，控制装置2例如是计算机2，将要投影的图像分割成多个分割图像，拍摄单元1例如是摄像机1。分屏器3将来自计算机2的要投影的图像分割成6个分割图像。本实施例中例如有6个投影仪4a到4f，且6个投影仪4a到4f将6个分割图像分别一一对应地投影到6个投影屏幕5-1到5-6上。6个投影屏幕5-1到5-6拼接组成整个显示屏幕5。

分屏器3例如有6个输出接口(图未视)，6个投影仪4a到4f分别连接到这6个输出接口。这里，和现有技术中的一样，6个输出接口本身有输出顺序，即，投影屏幕5-1到5-6的顺序。但是本例中，6个投影仪4a到4f是随意与这6个输出接口连接，因此，6个投影屏幕5-1到5-6的显示顺序会是乱序，如图1中所示。这里，图1中的编号5-1到5-6是为了说明而标出，实际屏幕上不会显示这些数字。

图2是根据本发明的实施例的利用多个投影屏幕进行拼接显示的控制装置的示意图。本例中，控制装置例如是计算机2，该计算机2包括获取单元22、第一计算单元23、第二计算单元24、排序单元25、和显示单元26。

图3是根据本发明的实施例的利用多个投影屏幕进行拼接显示的方法的流程图。下面结合图1A、图1B、图2进行详细说明。

首先，在步骤S31中，计算机2中的获取单元22按照6个投影屏幕5-1到5-6的初始顺序，依次获取6个投影屏幕5-1到5-6中的每个投影屏幕的特征点矩阵。

具体的，如上所述，六个投影仪4a到4f分别连接到分屏器3的6个输出接口，这里的初始顺序就是这6个输出接口的输出顺序，即，图1中的屏幕顺序5-1、5-2、5-3、5-4、5-5、5-6。该输出顺序是分屏器3固有的，在此不做详述。

如图4所示，首先显示投影屏幕5-1的特征点矩阵，本例中，特征点矩阵中包括5×5个特征点a，即，共有25个特征点a。每个特征点a包括多个像素(图未视)。然后，依次显示出投影屏幕5-2、5-3、5-4、5-5、5-6的特征点矩阵。

摄像机1对上述6个特征点矩阵依次分别进行拍摄，使得获取单元22依次获取拍摄到的6个特征点矩阵。

在步骤S32，计算机2中的第一计算单元23用预定算法计算出每个特征点矩阵中的每个特征点在整个显示屏幕5中的中心坐标。

具体的，以投影屏幕5-1为例，摄像机1对投影屏幕5-1进行拍摄，计算机2可以获取每个特征点a中的每个像素在整个显示屏幕5中的坐标，然后根据每个像素的坐标，利用预定算法，计算出每个特征点a的中心坐标，即，计算出25个中心坐标。本例中，预定算法例如是连通区域标记算法(Connected-component labeling)或区域提取算法(regionextraction)，

在步骤S33中，计算机2中的第二计算单元24根据每个特征点矩阵中的每个特征点的坐标，利用上述预定算法计算出每个特征点矩阵的中心坐标，作为每个投影屏幕的中心坐标。

具体的，以投影屏幕5-1为例，如上所述得到25个特征点a各自的中心坐标，然后利用上述预定算法，计算出投影屏幕5-1的特征点矩阵的中心坐标，作为投影屏幕5-1的中心坐标，即，(x1，y1)。同样，可以计算出投影屏幕5-2到投影屏幕5-6各自的中心坐标。

这里，6个投影屏幕按照上述输出顺序，可以构成一维数组(a₁，a₂，…a_m)，m是多个投影屏幕的个数，且m是大于1的整数。本例中，m＝6，即可以获得一维数组(a₁，a₂，a₃，a₄，a₅，a₆)，其中，a₁，a₂，a₃，a₄，a₅，a₆分别是结构体，且分别包含每个投影屏幕的中心坐标以及屏幕编号。即，a₁包含投影屏幕5-1的中心坐标(x1，y1)以及屏幕编号5-1，a₂包含投影屏幕5-2的中心坐标(x2，y2)以及屏幕编号5-2，a₃包含投影屏幕5-3的中心坐标(x3，y3)以及屏幕编号5-3，a₄包含投影屏幕5-4的中心坐标(x4，y4)以及屏幕编号5-4，a₅包含投影屏幕5-5的中心坐标(x5，y5)以及屏幕编号5-5，a₆包含投影屏幕5-6的中心坐标(x6，y6)以及屏幕编号5-6。

这里，上述初始顺序就是一维数组(a₁，a₂，a₃，a₄，a₅，a₆)中每个结构体包含的屏幕编号的顺序，即，5-1、5-2、5-3、5-4、5-5、5-6。

在步骤S34中，计算机2中的排序单元利用预定排序法，根据每个投影屏幕的中心坐标，对6个投影屏幕进行排序，以获得6个投影屏幕的显示顺序。这里，预定排序法例如是冒泡排序法。

具体的，将上述6个中心坐标(x1,y1)，(x2,y2)，…(x6,y6)按照y轴上的值从小到大的顺序对一维数组(a₁，a₂，a₃，a₄，a₅，a₆)进行排序，然后按照x轴上的值从小到大的顺序对该一维数组再进行排序，最终获得排序后的一维数组(a’₁，a’₂，…a’₆)。a’₁，a’₂，…a’₆中的一个分别对应于结构体数组a₁，a₂，…a₆中的一个，如图1所示，a’₁对应于结构体数组a₄，a’₂对应于结构体数组a₃，a’₃对应于结构体数组a₁，a’₄对应于结构体数组a₂，a’₅对应于结构体数组a₅，a’₆对应于结构体数组a₆。

排序后的一维数组(a’₁，a’₂，…a’₆)就是(a₄，a₃，a₁，a₂，a₅，a₆)。6个投影屏幕的显示顺序就是排序后的一维数组(a₄，a₃，a₁，a₂，a₅，a₆)中各个结构体数组包含的屏幕编号的顺序，即，5-4，5-3，5-1，5-2，5-5，5-6。

这里，结构体数组a₁，a₂，a₃，a₄，a₅，a₆分别还包括每个投影屏幕的长度、宽度等等的信息。

步骤S35中，计算机2中的显示单元26将要投影的图像分割成与6个投影屏幕相对应数量的6个分割图像，并按照6个投影屏幕的显示顺序，依次将6个分割图像分别显示在6个投影屏幕上，以在整个显示屏幕5上显示要投影的图像。

这里，显示单元26将要投影的图像分割成6个分割图像，分屏器3输出6个分割图像，按照上述显示顺序，将6个分割图像依次经由6个投影仪投影到6个投影屏幕5-4，5-3，5-1，5-2，5-5，5-6。如图1B所示，最终在整个显示屏幕5上显示要投影的图像。

较佳的，计算机2还包括调整单元21，在步骤S31之前，调整单元21将摄像机1拍摄到的调整图像经由6个投影仪4a到4f分别投影到与6个投影仪4a到4f一一对应的6个投影屏幕5-1到5-6上，形成6个用于调整的投影图像，且这6个用于调整的投影图像都是相同的。如图1所示，投影仪4a对应于投影屏幕5-4，投影仪4b对应于投影屏幕5-3，投影仪4c对应于投影屏幕5-1，投影仪4d对应于投影屏幕5-2，投影仪4e对应于投影屏幕5-5，投影仪4f对应于投影屏幕5-6。

根据这6个用于调整的投影图像，用户可以对摄像机1以及6个投影仪4a到4f的位置进行调整，从而对6个用于调整的投影图像的位置进行调整，以使6个用于调整的投影图像正确投影在6个投影屏幕上。6个用于调整的投影图像正确投影在6个投影屏幕上是指，6个用于调整的投影图像中每个投影图像能够完整清楚地显示在一个投影屏幕中，并且6个用于调整的投影图像两两之间有重叠区域。

这里，和现有技术中的一样，判断每个投影屏幕中是否都完整清楚地显示了拍摄到的图像，如果没有，那么用户可以移动摄像机1的位置，最终使每个投影图像能够完整地显示在一个投影屏幕中。

另外，每个用于调整的投影图像包含一个投影边框，即，形成6个投影边框，如果6个投影边框两两之间没有重叠区域，那么就对相应的投影仪的位置进行略微的调整，最终使得6个投影边框两两之间有重叠区域，即，6个用于调整的投影图像两两之间有重叠区域。也就是和现有技术中的一样，实现了边界融合，如此，能够清楚完整地显示拼接的图像。

利用本发明，在将6个投影仪连接到分屏器3的6个输出接口时，即使投影仪的位置与分屏器的输出接口的位置连接错位，也可以自动进行屏幕排序，而不需要设置分屏器软件，也不需要将多个投影仪的位置进行互换，因此，非专业人员也能轻松快速地操作本发明的装置，提高了操作便利性。

虽然本发明的特定实施例已被描述，但这些实施例只通过实例的方式进行表述，并不意欲限制本发明的范围。实际上，本文描述的创新方法可以通过各种其他形式实施；此外，也可以进行对本文描述的方法和系统的各种省略、替代和改变而不背离本发明的精神。附后的权利要求及其等同内容的目的是涵盖落入本发明的范围和精神内的这样的各种形式或修改。

Claims (15)

1.一种利用多个投影屏幕进行拼接显示的方法，所述多个投影屏幕拼接组成整个显示屏幕，其特征在于，所述方法包括：

按照所述多个投影屏幕的初始顺序，依序获取所述多个投影屏幕中的每个投影屏幕的特征点矩阵；

用预定算法计算出所述特征点矩阵中的每个特征点在所述整个显示屏幕中的中心坐标；

根据所述每个特征点的中心坐标，利用所述预定算法计算出所述特征点矩阵的中心坐标，作为所述每个投影屏幕的中心坐标；

利用预定排序法，根据所述每个投影屏幕的中心坐标的坐标值大小，对所述多个投影屏幕进行排序，以获得所述多个投影屏幕的显示顺序；

将要投影的图像分割成与所述多个投影屏幕相对应数量的多个分割图像，并按照所述多个投影屏幕的显示顺序，依次将所述多个分割图像分别显示在所述多个投影屏幕上，以在所述整个显示屏幕上显示所述要投影的图像，

所述多个投影屏幕的初始顺序是分屏器的多个输出接口的输出顺序，所述多个投影屏幕按照所述输出顺序构成一维数组(a₁，a₂，…a_m)，m是所述多个投影屏幕的个数，且m是大于1的整数，

其中，a₁，a₂，…a_m分别是结构体，且分别包含所述每个投影屏幕的中心坐标(x1,y1)，(x2,y2)，…(xm,ym)以及屏幕编号，

将所述中心坐标(x1,y1)，(x2,y2)，…(xm,ym)按照y值从小到大的顺序以及x值从小到大的顺序对所述一维数组(a₁，a₂，…a_m)进行排序，获得排序后的一维数组(a’₁，a’₂，…a’_m)，其中，a’₁，a’₂，…a’_m中的一个分别对应于结构体数组a₁，a₂，…a_m中的一个。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：将调整图像经由多个投影仪分别投影到与所述投影仪一一对应的所述多个投影屏幕上，形成多个用于调整的投影图像，并对所述多个用于调整的投影图像的位置进行调整，以使所述多个用于调整的投影图像正确投影在所述多个投影屏幕上。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述多个投影仪分别连接到所述分屏器的多个输出接口。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，

所述初始顺序是所述一维数组(a₁，a₂，…a_m)中每个结构体中的屏幕编号的顺序。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，

所述显示顺序是排序后的一维数组(a’₁，a’₂，…a’_m)中各个结构体数据包含的屏幕编号的顺序。

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述预定排序法是冒泡排序法。

7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述预定算法是连通区域标记算法或区域提取算法。

8.一种利用多个投影屏幕进行拼接显示的控制装置，所述多个投影屏幕拼接组成整个显示屏幕，其特征在于，所述控制装置包括：

获取单元，所述获取单元按照所述多个投影屏幕的初始顺序，依次获取所述多个投影屏幕中的每个投影屏幕的特征点矩阵；

第一计算单元，所述第一计算单元用预定算法计算出所述特征点矩阵中的每个特征点在所述整个显示屏幕中的中心坐标；

第二计算单元，所述第二计算单元根据所述每个特征点的中心坐标，利用所述预定算法计算出所述特征点矩阵的中心坐标，作为所述每个投影屏幕的中心坐标；

排序单元，所述排序单元利用预定排序法，根据所述每个投影屏幕的中心坐标的坐标值大小，对所述多个投影屏幕进行排序，以获得所述多个投影屏幕的显示顺序；

显示单元，所述显示单元将要投影的图像分割成与所述多个投影屏幕相对应数量的多个分割图像，并按照所述多个投影屏幕的显示顺序，依次将所述多个分割图像分别显示在所述多个投影屏幕上，以在所述整个显示屏幕上显示所述要投影的图像，

所述多个投影屏幕的初始顺序是分屏器的多个输出接口的输出顺序，所述多个投影屏幕按照所述输出顺序构成一维数组(a₁，a₂，…a_m)，m是所述多个投影屏幕的个数，且m是大于1的整数，其中，a₁，a₂，…a_m分别是结构体，且分别包含所述每个投影屏幕的中心坐标(x1,y1)，(x2,y2)，…(xm,ym)以及屏幕编号，

将所述中心坐标(x1,y1)，(x2,y2)，…(xm,ym)按照y值从小到大的顺序以及x值从小到大的顺序对所述一维数组(a₁，a₂，…a_m)进行排序，获得排序后的一维数组(a’₁，a’₂，…a’_m)，其中，a’₁，a’₂，…a’_m中的一个分别对应于结构体数组a₁，a₂，…a_m中的一个。

9.如权利要求8所述的控制装置，其特征在于，进一步包括调整单元，所述调整单元将调整图像经由多个投影仪分别投影到与所述投影仪一一对应的所述多个投影屏幕上，形成多个用于调整的投影图像，对所述多个用于调整的投影图像的位置进行调整，以使所述多个用于调整的投影图像正确投影在所述多个投影屏幕上。

10.如权利要求9所述的控制装置，其特征在于，所述多个投影仪分别连接到所述分屏器的所述多个输出接口。

11.如权利要求10所述的控制装置，其特征在于，

所述初始顺序是所述一维数组(a₁，a₂，…a_m)中每个结构体中的屏幕编号的顺序。

12.如权利要求11所述的控制装置，其特征在于，所述显示顺序是排序后的一维数组(a’₁，a’₂，…a’_m)中各个结构体数据包含的屏幕编号的顺序。

13.如权利要求12所述的控制装置，其特征在于，所述预定排序法是冒泡排序法。

14.如权利要求13所述的控制装置，其特征在于，所述预定算法是连通区域标记算法或区域提取算法。

15.一种利用多个投影屏幕进行拼接显示的系统，所述系统包括：

显示屏幕，由所述多个投影屏幕拼接组成所述显示屏幕，

拍摄单元，与所述控制装置连接，用于拍摄调整图像以及所述多个投影屏幕中的每个投影屏幕的特征点矩阵；

分屏器，

多个投影仪，与所述分屏器连接；以及

如权利要求8-14中任一项所述的控制装置，所述控制装置分别连接至所述拍摄单元和所述分屏器，

其中，所述控制装置将要投影的图像分割成多个分割图像，并使得所述多个分割图像经由所述分屏器输出到对应的投影仪，按照所述多个投影屏幕的显示顺序，依次被投影到所述多个投影屏幕上，以在所述整个显示屏幕上显示所述要投影的图像。