CN106791742B - 投影光源亮度输出方法与投影图像显示方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种投影光源亮度输出方法，包括：通过实时获取第N帧图像的第一最大灰阶值和第N+M帧图像的第二最大灰阶值的比值获得调整系数，根据调整系数对第N+M帧图像信号进行加权计算，判断加权计算后的第N+M帧图像信号中各基色的灰阶值达到预设灰阶值的数量是否大于等于预设阈值，若是，则将投影光源亮度调整至设定值，若否，则调整投影光源亮度调整至原来的1/G。根据本发明，能够对投影光源亮度进行动态的调整，从而使投影光源不再始终处于高负荷的工作状态，既能够达到一定的节能效果，延长光源的使用寿命，同时也保证了投影图像输出的稳定性。
Description
技术领域
本发明涉及显示技术，尤其涉及一种投影光源亮度输出方法与投影图像显示方法。
背景技术
激光显示技术是继黑白显示、彩色显示和数字显示之后的第四代显示技术，具有色域范围广、寿命长、节能环保等传统显示技术无法企及的优点，是人类视觉史上的一次革命。近年来，随着人们对显示产品高清、轻薄、节能的需求不断提高，显示领域新技术不断涌现。激光显示技术作为一种新型显示技术获得了广泛关注。
由于三基色原理说明了所有颜色都可以看作是红、绿、蓝（RGB）的不同组合，因此，一般通过该三基色构成图像所需的显示出来的颜色。在DLP（DigitAl Light Procession，数字光处理）投影架构中，光源提供照明光束，具体地是时序性的输出RGB三基色光，即可以按照红色基色光、绿色基色光和蓝色基色光的循环顺序，依次产生单色基色光入射至光机，光机中的光阀部件，DMD（DigitAl Micro mirror Device，数字微镜芯片）包括极多个微小的反射镜，每个反射镜会可以翻转一定的角度，比如为正12度角度或负12度，其中，当反射镜呈正12度时光线会进入镜头，用于成像，当反射镜呈负的12度的光线则不会进入镜头，这样对于镜头来说，对应于该负12度的反射镜的像素没有光线进入，呈黑色。而图像中每个像素RGB不同的份量指就是通过每个反射镜翻转到哪个角度，且在哪个角度停留多长时间来反映。通俗的说，比如需要像素呈现深红色，那么对R光束的反射镜就保持正12度的角度，反射光束一段时间，如果需要像素呈现的红色较浅，那么反射镜在这个角度保持反射的时间较短。反射光束进入镜头，镜头中有很多镜片组件，能够将光束通过折射、反射等过程投影到投影屏幕上，利用人眼的视觉暂留，形成投影图像。
在投影显示过程中，通常投影光源亮度在出厂时已调至最高额定值，在投影过程中提供最大亮度的照明光束输出，追求图像的亮度指标。但是，这样光源长时间处于高亮度状态会对其性能产生影响，比如一方面会降低光源使用寿命，功耗较大，同时投影设备内部光学部件也会由于长期在高能量密度的光照射下发生老化，光学性能发生劣化，这些因素进而最终影响图像的显示效果。
发明内容
本发明提供一种投影光源亮度输出方法与投影图像显示方法，以解决现有技术中投影光源长时间处于高亮度状态对其性能产生影响从而影响图像的显示效果的缺陷。
本发明第一个方面提供一种投影光源亮度输出方法，包括：
分别获取第N帧图像的第一最大灰阶值和第N+M帧图像的第二最大灰阶值，N,M均为为正整数；
根据第一最大灰阶值和第二最大灰阶值的比值A获得调整系数g，其中，g>1；
根据调整系数g对第N+M帧图像信号进行加权计算；
判断加权计算后的第N+M帧图像信号中各基色的灰阶值达到预设灰阶值的数量是否大于等于预设阈值，
若是，则光源调整系数G等于设定值，并将对应显示第N+M帧图像的投影光源亮度调整至对应显示第N帧图像的投影光源亮度的G倍；
若否，则光源调整系数G等于g,并将对应显示第N+M帧图像的投影光源亮度调整至对应显示第N帧图像的投影光源亮度的1/G；
根据调整后的投影光源亮度值进行输出；
优选地，根据第一最大灰阶值和第二最大灰阶值的比值A获得调整系数g 包括：
若比值A大于1，则调整系数g=A；
若比值A小于1，则调整系数g=1/A；
优选地，还包括：根据调整系数g对第N+M帧图像信号进行加权计算 具体包括：
将第N+M帧图像的各像素的各基色的灰阶值乘以g；
以及，若判断结果为否，还包括将第N+M帧图像更新为加权计算后的第N+M帧图像信号，并进行图像输出；
以及，还包括：
若判断结果为是，还包括将第N+M帧图像更新为第N帧图像，并返回执行获取第N帧图像和第N+M帧图像的最大灰阶值的操作；
优选地，根据调整后的投影光源亮度值进行输出 具体包括：
根据投影光源驱动电流PWM值与投影光源亮度的关系表，查找调整后的投影光源亮度值对应的驱动电流PWM值，通过控制激光器的驱动电流PWM值来实现投影光源亮度输出；
优选地，分别获取第N帧图像的第一最大灰阶值和第N+M帧图像的第二最大灰阶值包括：
将第N帧图像中各像素的各基色的灰阶值中最大的灰阶值作为第一子灰阶值；
获取M个灰阶范围中，每个灰阶范围内出现的第一子灰阶值的个数之和P1， P2，…Pi，…，PM，其中M为大于或等于2的正整数，1≤i≤M；
获取M个灰阶范围的中间值S1，S2，…Si，…，SM，并根据如下公式获取第一最大灰阶值H；
H= P1×S1+ P2×S2+…+ Pi×Si…+ PM×SM；
以及，将第N+M帧图像中各像素的各基色的灰阶值中最大的灰阶值作为第二子灰阶值；
获取M个灰阶范围中，每个灰阶范围内出现的第二子灰阶值的个数之和Q1， Q2，…Qi，…，QM，其中M为大于或等于2的正整数；
获取M个灰阶范围的中间值S1，S2，…Si，…，SM，并根据如下公式获取第二最大灰阶值L；
L= Q1×S1+ Q2×S2+…+ Qi×Si…+ QM×SM。
本发明另一个方面提供一种投影图像显示方法，包括：分别获取第N帧图像的第一最大灰阶值和第N+M帧图像的第二最大灰阶值，N,M均为为正整数；
根据第一最大灰阶值和第二最大灰阶值的比值A获得调整系数g，其中，g>1；
根据调整系数g对第N+M帧图像信号进行加权计算；
判断加权计算后的第N+M帧图像信号中各基色的灰阶值达到预设灰阶值的数量是否大于等于预设阈值，
若是，则光源调整系数G等于设定值，并将对应显示第N+M帧图像的投影光源亮度调整至对应显示第N帧图像的投影光源亮度的G倍，同时将原始的第N+M帧图像信号输出至光阀控制芯片，生成驱动信号；
若否，则光源调整系数G等于g,并将对应显示第N+M帧图像的投影光源亮度调整至对应显示第N帧图像的投影光源亮度的1/G，同时将加权计算后的第N+M帧图像信号输出至光阀控制芯片，生成驱动信号；
光阀接收调整后的投影光源光束，根据光阀控制芯片的驱动信号对光束进行调制并投射成像；
优选地，根据第一最大灰阶值和第二最大灰阶值的比值A获得调整系数g 包括：
若比值A大于1，则调整系数g=A；
若比值A小于1，则调整系数g=1/A。
优选地，还包括：根据调整系数g对第N+M帧图像信号进行加权计算 具体包括：
将第N+M帧图像的各像素的各基色的灰阶值乘以g；
以及，若判断结果为是，还包括将第N+M帧图像更新为第N帧图像，并返回执行获取第N帧图像和第N+M帧图像的最大灰阶值的操作。
以及，分别获取第N帧图像的第一最大灰阶值和第N+M帧图像的第二最大灰阶值包括：
将第N帧图像中各像素的各基色的灰阶值中最大的灰阶值作为第一子灰阶值；
获取M个灰阶范围中，每个灰阶范围内出现的第一子灰阶值的个数之和P1， P2，…Pi，…，PM，其中M为大于或等于2的正整数，1≤i≤M；
获取M个灰阶范围的中间值S1，S2，…Si，…，SM，并根据如下公式获取第一最大灰阶值H；
H= P1×S1+ P2×S2+…+ Pi×Si…+ PM×SM；
以及，将第N+M帧图像中各像素的各基色的灰阶值中最大的灰阶值作为第二子灰阶值；
获取M个灰阶范围中，每个灰阶范围内出现的第二子灰阶值的个数之和Q1， Q2，…Qi，…，QM，其中M为大于或等于2的正整数；
获取M个灰阶范围的中间值S1，S2，…Si，…，SM，并根据如下公式获取第二最大灰阶值L；
L= Q1×S1+ Q2×S2+…+ Qi×Si…+ QM×SM。
本发明以上一个或多个实施例技术方案提供的投影光源亮度输出方法，通过实时获取第N帧图像的第一最大灰阶值和第N+M帧图像的第二最大灰阶值的比值获得调整系数，根据调整系数对第N+M帧图像信号进行加权计算，判断加权计算后的第N+M帧图像信号中各基色的灰阶值达到预设灰阶值的数量是否大于等于预设阈值，若是，则将投影光源亮度调整至设定值，若否，则调整投影光源亮度调整至原来的1/G,由于G大于1，实质上是对投影光源亮度进行了降低调整。即，上述技术方案通过实时对图像信号的分析获得投影光源亮度的光源调整系数，实现了对投影光源的亮度进行动态调整，从而使投影光源不再始终处于高负荷的工作状态，既能够达到一定的节能效果，延长光源的使用寿命，同时也保证了投影图像输出的稳定性。
以及，本发明一个或多个实施例技术方案提供的投影图像显示方法，通过实时获取第N帧图像的第一最大灰阶值以及第N+M帧图像的第二最大灰阶值的比值获得调整系数，并根据调整系数对第N+M帧图像信号进行加权计算，判断加权计算后的第N+M帧图像信号中各基色的灰阶值达到预设灰阶值的数量是否大于等于预设阈值，若是，则将投影光源亮度调整至设定值，并输出原始的第N+M帧图像信号。若否，则光源调整系数G等于g,并将对应显示第N+M帧图像的投影光源亮度调整至对应显示第N帧图像的投影光源亮度的1/G，并输出加权计算后的第N+M帧图像信号。由于G>1,加权计算后的第N+M图像的各像素的各基色的灰阶值进行了提高，这样可以针对每一帧图像动态地提高图像的动态对比度，提升图像的细节表现力，并且，将投影光源亮度调整至原来的1/G，也就是对光源亮度降低到了原来的1/G,可以达到光源节能的目的。由于针对同一帧图像输出过程中，同时对图像灰阶值的提高和光源亮度的降低，两者叠加的效果使得整体图像视觉亮度与前后时刻的图像亮度保持稳定，在整个观看过程中，不会出现图像亮度骤变的情况，且图像显示效果还得到了提升。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1A为根据本发明实施例的投影系统的结构示意图；
图1B为根据本发明实施例的投影系统的硬件框架示意图；
图2A为根据本发明实施例的投影光源亮度输出方法的流程示意图；
图2B为根据本发明实施例的直方图统计示意图；
图2C为根据本发明实施例的图像的灰阶范围发生变化的示意图；
图2D为根据本发明实施例的投影光源亮度输出方法的又一流程示意图；
图3为根据本发明实施例的投影图像显示方法的流程示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一
本实施例提供一种投影光源亮度输出方法，用于动态调整投影光源的亮度输出。
如图2A所示，为根据本实施例的投影光源亮度输出方法的流程示意图。该方法包括：
步骤201，获取第N帧图像的第一最大灰阶值和第N+M帧图像的第二最大灰阶值，所述N,M均为为正整数。
该第N帧图像可以是即将投影出来的图像，也可以是已经投影出来的图像，还可以是控制器的缓存中的图像信号对应的图像，具体可以根据实际需要选择，在此不再赘述。在每帧图像中，每个像素有三个基色，每个基色均有自己对应的灰阶值。本实施例的第一最大灰阶值的获取方式有很多，举例来说，获取第N帧图像中各像素的各基色的第一子灰阶值，并从所获取的各第一子灰阶值中获取最大的第一子灰阶值作为对应像素的选择灰阶值，接着将各选择灰阶值之和作为第N帧图像的第一最大灰阶值。举例来说，若一帧图像的一个像素中，红基色的第一子灰阶值为22，蓝基色的第一子灰阶值为100灰阶，绿基色的第一子灰阶值为200灰阶，绿基色的第一子灰阶值最大，则绿基色的第一子灰阶值作为选择灰阶值。该帧图像的另外一个像素中，红基色的第一子灰阶值为251，蓝基色的第一子灰阶值为100灰阶，绿基色的第一子灰阶值为200灰阶，红基色的第一子灰阶值最大，则绿基色的第一子灰阶值作为选择灰阶值。如此类推，直至获取所有像素的选择灰阶值，并将各选择灰阶值之和作为该帧图像的第一最大灰阶值。
或者，可以对图像进行直方图统计以获取该帧图像的第一最大灰阶值。具体地，将第N帧图像中各像素的各基色的灰阶值中最大的灰阶值作为第一子灰阶值，获取M个灰阶范围中，每个灰阶范围内出现的第一子灰阶值的个数之和P1， P2，…Pi，…，PM，其中M为大于或等于2的正整数， 1≤i≤M，获取M个灰阶范围的中间值S1，S2，…Si，…，SM，并根据公式H=P1×S1+ P2×S2+…+ Pi×Si…+ PM×SM获取第一最大灰阶值H。中间值即对应的灰阶范围的最大值与最小值之和的一半。其中,i为正整数。
举例来说，首先设置M个灰阶范围，即将0-255灰阶分成若干个灰阶范围，如图2B所示，例如分成31个灰阶范围，分别是[0灰阶-8灰阶），[8灰阶-16灰阶），[16灰阶-24灰阶），…，[248灰阶-255灰阶]，各灰阶范围的中间值分别为4灰阶，12灰阶，20灰阶,…，252灰阶，图2B中横坐标为灰阶，纵坐标为出现的次数。假设第N帧图像中有8000个像素，每一个像素对应三基色（RGB），选取三基色中最大的灰阶值作为该像素对应的第一子灰阶值，这样就会获取到8000个第一子灰阶值。接着，获取每个灰阶范围内，第一子灰阶值出现的个数之和，分别为P1， P2，…Pi，…，P31。接下来，获取第一最大灰阶值H=4灰阶×P1+ 12灰阶×P2+20灰阶×P3…+ 252灰阶×P31。
该第N+M帧图像在显示顺序上位于第N帧图像之后，具体地，M可以是1，也可以是大于1的正整数。也就是，选取图像帧时，可以是依次相邻的两帧图像，也可以是间隔几帧图像的两帧图像，本领域技术人员可以理解，如果选取的两帧在时刻上越相近，那么调整的实时性就越强，本实施例方法对此并不限定。为简便理解，在以下示例中，以M=1，即相邻的两帧为第N帧和第N+1帧为例进行说明。
获取该第N+M帧图像的初始的图像信号表明，该第N+M帧图像为尚未投影出来的图像，该初始的图像信号可以位于控制器的缓存中。
本实施例的第二最大灰阶值的获取方式有很多，举例来说，将获取第N+帧图像中各像素的各基色的第二子灰阶值，并从所获取的各第二子灰阶值中获取最大的第二子灰阶值作为对应像素的选择灰阶值，接着将各选择灰阶值之和作为第N帧图像的第二最大灰阶值。
或者，可以对图像进行直方图统计以获取该第N+M帧图像的第二最大灰阶值。具体地，将第N+M帧图像中各像素的各基色的灰阶值中最大的灰阶值作为第二子灰阶值；获取M个灰阶范围中，每个灰阶范围内出现的第二子灰阶值的个数之和Q1， Q2，…Qi，…，QM，其中M为大于或等于2的正整数；获取M个灰阶范围的中间值S1，S2，…Si，…，SM，并根据公式L=Q1×S1+ Q2×S2+…+ Qi×Si…+ QM×SM获取第二最大灰阶值。
该第二最大灰阶值L的获取方式与第一最大灰阶值H的获取方式相同，在此不再赘述。
步骤202，根据第一最大灰阶值和第二最大灰阶值的比值A获得调整系数g，其中，g>1。
具体地，比值A=H/L,也成为增益，若比值A大于1，则所述调整系数g=A,若所述比值A小于1，则所述调整系数g=1/A。即，保证g>1。
步骤203，根据调整系数g对第N+M帧图像信号进行加权计算。
具体地，将第N+M帧图像的各像素的各基色的灰阶值乘以g。
步骤204，判断加权计算后的第N+M帧图像信号中各基色的灰阶值达到预设灰阶值的数量是否大于等于预设阈值，若判断结果为否，则执行步骤205，若判断结果为是，则执行步骤206。
预设灰阶值例如为255灰阶，即最大灰阶值。
举例来说，若第N+M帧中图像有5个像素，调整各基色的灰阶值之后，第1个像素中红基色的灰阶值达到255灰阶，第2个像素中绿基色的灰阶值达到255灰阶，第3个像素中蓝基色的灰阶值达到255灰阶，第4个和第5个像素中没有任何一个基色的灰阶值达到255灰阶，则该第第N+M帧中图像中，有基色的灰阶值调整之后达到预设灰阶值的像素的数量是3个。
该预设阈值可以为该第N+M帧图像中，像素总数的0.5%或1%。
可以理解，若有过多的基色的灰阶值加权计算之后达到255灰阶，则说明过多的像素值的灰阶值达到了饱和灰阶，图像画面中则会出现很多的饱和点，无法表现出图像的内容细节，这是不期望的投影显示效果。说明第N+M帧图像不适合这样的加权调整，因此在判断过程中需要进行阈值的限定，来保证投影质量。
步骤205，判断数量小于预设阈值，则光源调整系数G等于g,并将对应显示第N+M帧图像的投影光源亮度调整至对应显示第N帧图像的投影光源亮度的1/G。
该步骤中，因为G>1,因此，实质上是对投影光源亮度进行了降低调整，具体地，将对应显示第N+M帧图像的投影光源亮度降低至对应显示第N帧图像的投影光源亮度的1/G，举例来说，如果G=1.5，对应显示第N+M帧图像的投影光源亮度降低至对应显示第N帧图像的投影光源亮度的2/3。通过对投影光源亮度的降低，可以改善投影光源长期处于高负荷工作状态的状况，实现了节能。
步骤206，判断数量大于等于预设阈值，则光源调整系数G等于设定值，并将对应显示第N+M帧图像的投影光源亮度调整至对应显示第N帧图像的投影光源亮度的G倍。
具体地，设定值可以是1,光源调整系数G=1,那么此时对应显示第N+M帧图像的投影光源亮度与对应显示第N帧图像的投影光源亮度相同，即系统维持投影光源亮度不变。
设定值也可以是小于1的数值，此中情况下标明第N+M帧图像的像素色饱和度较高，当光源稍微降低，也基本不影响最终图像的显示效果。
步骤207，根据调整后的投影光源亮度值进行输出。
具体地，根据投影光源驱动电流PWM值与投影光源亮度的关系表，查找所述调整后的投影光源亮度值对应的驱动电流PWM值，通过控制激光器的驱动电流PWM值来实现投影光源亮度输出。
对于激光投影光源来说，PWM（(Pulse Width ModulAtion，脉冲宽度调制）值不一定与投影光源输出的亮度呈严格的正比关系，此处，投影光源驱动电流PWM值与投影光源亮度的关系表可以是预存表或者关系曲线，该关系表或者曲线图可以通过测试每个PWM值对应的光源的亮度来建立。
以及，在执行步骤207之后，还执行步骤208，继续循环执行该方法。
步骤208，将第N+M帧图像更新为第N帧图像，并返回步骤201。
进一步地，如图2D所示，根据步骤204的判断结果，若判断结果为否，步骤205可以更新为步骤205’，具体包括：光源调整系数G等于设定值，并将对应显示第N+M帧图像的投影光源亮度调整至对应显示第N帧图像的投影光源亮度的G倍，以及，并将原始的第N+M图像信号进行输出。
以及，进一步地，根据步骤204的判断结果，若判断结果为是，步骤206可更新为步骤206’，具体包括：光源调整系数G等于g,将对应显示第N+M帧图像的投影光源亮度调整至对应显示第N帧图像的投影光源亮度的1/G,并将第N+M帧图像更新为加权计算后的第N+M帧图像信号，并进行图像输出。
本发明实施例提供的投影光源亮度输出方法，通过实时获取第N帧图像的第一最大灰阶值和第N+M帧图像的第二最大灰阶值的比值获得调整系数，根据调整系数对第N+M帧图像信号进行加权计算，判断加权计算后的第N+M帧图像信号中各基色的灰阶值达到预设灰阶值的数量是否大于等于预设阈值，若是，则将投影光源亮度调整至设定值，若否，则调整投影光源亮度调整至原来的1/G,由于G大于1，实质上是对投影光源亮度进行了降低调整。即，上述技术方案通过实时对图像信号的分析获得投影光源亮度的光源调整系数，实现了对投影光源的亮度进行动态调整，从而使投影光源的亮度不再始终处于高负荷的工作状态，既能够达到一定的节能效果，延长光源的使用寿命，同时也保证了投影图像输出的稳定性。
实施例二、
本实施例对上述实施例的投影光源亮度输出方法做具体举例说明。
假设，图像具有8000个像素，预设阈值为400个，光源的初始亮度为K流明。
首先，获取第1帧图像的最大灰阶值b1，然后根据缓存中第2帧图像对应的初始的图像信号，获取第2帧图像的最大灰阶值b2，其中b1＞b2。
接着，获取比值A=b1/b2,此处，A>1,则调整系数g=A。
如果b1<b2,则调整系数g=1/A,
然后，计算第2帧图像的各像素的各基色的灰阶值乘以比值A(或者说调整系数g,此处g=A)之后，具有255灰阶值的像素的数量，得到的计算结果为1000个像素。该1000的值大于400，即饱和灰阶个数过多。则根据该判断结果，获取光源调整系数，此时，光源调整系数为设定值，与前述的调整系数g无关。可视为未对光源输出进行调整。
接着，根据缓存中第3帧图像的初始的图像信号，获取第3帧图像的最大灰阶值b3，b3大于b2，并获取比值b3/b2。
然后，计算第3帧图像的各像素的各基色的灰阶值乘以比值b3/b2之后，具有255灰阶值的像素的数量，得到结果为200个像素。该200的值小于400，因此，根据该判断结果，获取此时的光源调整系数，光源调整系数G=g，接下来，根据光源调整系数对投影光源亮度输出进行调整，具体地，对应地3帧图像输出的投影光源亮度降低为第2帧图像输出时的1/g,即b2/b3，同时对该第3帧图像的图像信号进行调整，具体地将第3帧图像各个像素对应的三基色的灰阶值均乘以比值b3/b2。对应调整后的第3帧图像信号，进行调整后的投影光源亮度输出。
依次将当前的第3帧更新为方法中的第N帧，第4帧为方法中的第N+M帧，循环执行上述输出方法。
通过该投影光源亮度输出方法，能够根据相邻帧图像信号的灰阶比值变化，确定待显示的图像帧的光源亮度值，实现了对光源亮度的动态调整，实现了光源的节能，也利于保证投影图像输出的稳定性。
实施例三、
本发明实施例提供了一种投影图像显示方法，在介绍方法之前，首先对本发明的投影系统做简单介绍。
如图1A所示，本发明的投影系统包括控制器101、光源102和光机103，光源102用于提供照明光束，具体是时序性地输出RGB三基色光，三基色光入射至光机103，光机103接收控制部101发送的对应于某一帧图像的图像信号，将光束根据图像信号调制，并将调制后的光束投入到设置在光机103上的镜头104，光束从镜头104中发出投影显示在投影屏幕105上，成为一帧图像。
本实施例提供的投影图像显示方法具体包括以下步骤：
步骤301：分别获取第N帧图像的第一最大灰阶值和第N+M帧图像的第二最大灰阶值，所述N,M均为为正整数。
具体地，该步骤实施过程可参见实施例一中步骤201，在此不再赘述。
步骤302：根据所述第一最大灰阶值和所述第二最大灰阶值的比值A获得调整系数g，其中，g>1。
具体地，该步骤实施过程可参见实施例一中步骤201，在此不再赘述。
步骤303，根据所述调整系数g对所述第N+M帧图像信号进行加权计算。
具体地，也可以是将第N+M帧图像的各像素的各基色的灰阶值乘以g。
步骤304，判断所述加权计算后的第N+M帧图像信号中各基色的灰阶值达到预设灰阶值的数量是否大于等于预设阈值，若判断结果为否，则执行步骤305，若判断结果为是，则执行步骤306。
此处的预设灰阶值可以是当前图像bit数对应的最大灰阶值，比如是255，也可以是250。
预设阈值可以为第N+M帧图像中，像素总数的一定百分比。
步骤306，若判断结果为是，则光源调整系数G等于设定值，并将对应显示第N+M帧图像的投影光源亮度调整至对应显示第N帧图像的投影光源亮度的G倍，同时将原始的第N+M帧图像信号输出至光阀控制芯片，生成驱动信号。
可以理解，如果经过加权计算后，第N+M帧图像中有若有过多的基色的灰阶值加权计算之后达到255灰阶，则说明过多的像素值的灰阶值达到了饱和灰阶，则很多图像内容细节就会失去，这是不期望的投影显示效果。则第N+M帧图像不适合这样的加权调整，则具体地，投影光源亮度的输出可以为设定值，当设定值为1时，即投影光源亮度不进行调整，此时，待显示的第N+M帧图像也不进行调整，将原始的第N+M帧图像信号输出至光阀控制芯片，生成驱动光阀的驱动控制信号。
步骤305，若判断结果为否，则光源调整系数G等于g,并将对应显示第N+M帧图像的投影光源亮度调整至对应显示第N帧图像的投影光源亮度的1/G，同时将加权计算后的第N+M帧图像信号输出至光阀控制芯片，生成驱动信号。
具体地，对于光源调整输出的实现可参见实施例一中步骤207的描述，在此不再赘述。
在上述步骤中，当判断第N+M帧图像进行加权计算，对灰阶值进行提高后，满足小于预设阈值的条件，则将投影光源的亮度进行降低，具体降低至显示第N帧图像时的1/G，且将第N+M帧图像信号的灰阶值提高至原来的G倍，这样投影光源亮度和待显示的图像信号均进行了调整。
而提高第N+M帧图像汇各像素的各基色的灰阶值，即提高第N+M帧图像的动态对比度。动态对比度即一帧图像中，最亮处与最暗处的亮度比值。
将各基色的灰阶值都乘以大于1的调整系数，这样能够扩大第N+M帧图像的灰阶范围，提高该第N+M帧图像的细节表现力。
举例来说，原图像的像素灰阶值分布在0-128灰阶之间，该图像的各像素的三基色的灰阶值进行了调整之后，其灰阶值范围增大，分布在0-255之间，相当于扩展了图像的bit数，细节分辨能力更强，从而图像细节展现更好。如图2C所示，图中横坐标代表一帧图像中像素的个数，纵坐标代表图像的灰阶值范围，左、中、右三幅图中的曲线c1和c2均可以看作是伽马曲线，采用实线表示的曲线代表真实的情况，横坐标为第n个像素，1≤n≤像素的总数，纵坐标为该第n个像素对应的灰阶值。左边的图表示图像对应的灰阶值范围在0-128灰阶(7bit)之间，此时伽马曲线为c1。左边的图中，图像的亮度可以理解为矩形220的面积。图像信号更新后，即对图像信号对应的图像像素的灰阶进行增益操作之后，从中间的图中可以看出，纵坐标上灰阶值的范围变为0-255灰阶（8bit），横坐标上像素的个数不变，伽马曲线变为c2，c1变为虚线，图像的亮度（矩形220的面积D’）明显增大。接下来，通过降低PWM来降低光源的亮度，从右图可以看出，图像的亮度（矩形220的面积D）与左图的图像的亮度几乎相同，且灰阶范围增大，即伽马曲线仍变为c1，c2变为虚线。
更为具体地举例来说，原图像的像素灰阶值有5个，分别是0灰阶，3灰阶，127灰阶，2灰阶，8灰阶，即原图像的像素灰阶值的分布范围为0-127灰阶，假设A的值为1.25，则原图像的灰阶值均乘以1.25之后变为0灰阶， 4灰阶，159灰阶,3灰阶,10灰阶，图像的灰阶范围值变为0-159灰阶，灰阶值范围增大。由于灰阶值越高，能分出的细微差别越大，因此图像的灰阶值范围变大，相当于细节分辨能力更强。
步骤307：光阀接收调整后的投影光源光束，根据光阀控制芯片的驱动信号对光束进行调制并投射成像。
通过步骤305或者步骤306的调整结果，实时输出至显示控制芯片，使光阀接收调整后的投影光源光束，根据光阀驱动芯片已生成的驱动控制信号，光阀上面成千上万个微小反射镜对千万条光线进行调制，并反射至投影镜头进行投射成像，最终显示到投影屏幕上进行成像，进入观看者的眼睛。
以及，在步骤307之后，还包括还执行步骤308，继续循环执行该方法。
步骤308，将第N+M帧图像更新为第N帧图像，并返回步骤301。
具体地，结合投影系统硬件系统架构图对图像信号处理流程的示意图可以如图1B所示，其中实箭头表示的是标准数据流的处理流程，即现有技术中的原始数据流的处理流程，虚箭头表示的是与现有技术相比，需增加的数据处理流程，即动态对比度数据流的处理流程，本发明结合了标准数据流和动态对比度数据流的处理流程。
首先，向视频处理单元110输入图像信号，一个图像信号对应于一帧图像，由于图像信号是以标准数据流的形式输入到视频处理单元110中的，根据实际需要，会在缓存器111中缓存有几个图像信号，假设第k帧图像对应的图像信号A和第k+1帧图像信号对应的图像信号b均位于缓存器111中，计算单元115根据图像信号A获取第k帧图像中各像素对应的三基色的灰阶值，并发送至控制器114中，该控制器114可以是ARM（AdvAnced RISCMAchines）类型的控制器，控制器111根据灰阶值计算增益值（下文中第一最大灰阶值和第二最大灰阶值的比值）以及PWM(Pulse Width ModulAtion，脉冲宽度调制）的设定值，并将PWM的设定值发送至驱动电路113，由驱动电路113来根据PWM的设定值驱动光源，进而降低光源的亮度，另外，控制器114将增益值应用至图像信号b，进而控制DMD112的偏转角度与时间。这样，图像信号b所对应的第k+1帧图像的动态对比度提高，且亮度尽量保持稳定。通过实时获取第N帧图像的第一最大灰阶值以及第N+M帧图像的第二最大灰阶值的比值获得调整系数，并根据调整系数对第N+M帧图像信号进行加权计算，判断加权计算后的第N+M帧图像信号中各基色的灰阶值达到预设灰阶值的数量是否大于等于预设阈值，若是，则将投影光源亮度调整至设定值，并输出原始的第N+M帧图像信号。若否，则光源调整系数G等于g,并将对应显示第N+M帧图像的投影光源亮度调整至对应显示第N帧图像的投影光源亮度的1/G，并输出加权计算后的第N+M帧图像信号。由于G>1,加权计算后的第N+M图像的各像素的各基色的灰阶值进行了提高，这样可以针对每一帧图像动态地提高图像的动态对比度，提升图像的细节表现力，并且，将投影光源亮度调整至原来的1/G，也就是对光源亮度降低到了原来的1/G,可以达到光源节能的目的。由于针对同一帧图像输出过程中，同时对图像灰阶值的提高和光源亮度的降低，两者叠加的效果使得整体图像视觉亮度与前后时刻的图像亮度保持稳定，在整个观看过程中，不会出现图像亮度骤变的情况，且图像显示效果还得到了提升。
本领域普通技术人员可以理解：实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (12)
1.一种投影光源亮度输出方法，其特征在于，包括：
分别获取第N帧图像的第一最大灰阶值和第N+M帧图像的第二最大灰阶值，所述N,M均为为正整数；
根据所述第一最大灰阶值和所述第二最大灰阶值的比值A获得调整系数g，其中，g>1；
根据所述调整系数g对所述第N+M帧图像信号进行加权计算；
判断所述加权计算后的第N+M帧图像信号中各基色的灰阶值达到预设灰阶值的数量是否大于等于预设阈值，
若是，则光源调整系数G等于设定值，并将对应显示第N+M帧图像的投影光源亮度调整至对应显示第N帧图像的投影光源亮度的G倍；
若否，则光源调整系数G等于g,并将对应显示第N+M帧图像的投影光源亮度调整至对应显示第N帧图像的投影光源亮度的1/G；
根据调整后的投影光源亮度值进行输出。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述第一最大灰阶值和所述第二最大灰阶值的比值A获得调整系数g 包括：
若所述比值A大于1，则所述调整系数g=A；
若所述比值A小于1，则所述调整系数g=1/A。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：根据所述调整系数g对所述第N+M帧图像信号进行加权计算 具体包括：
将第N+M帧图像的各像素的各基色的灰阶值乘以g。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
若判断结果为否，还包括将第N+M帧图像更新为加权计算后的第N+M帧图像信号，并进行图像输出。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：
若判断结果为是，还包括将所述第N+M帧图像更新为第N帧图像，并返回执行获取第N帧图像和第N+M帧图像的最大灰阶值的操作。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的方法，其特征在于，根据调整后的投影光源亮度值进行输出 具体包括：
根据投影光源驱动电流PWM值与所述投影光源亮度的关系表，查找所述调整后的投影光源亮度值对应的驱动电流PWM值，通过控制激光器的所述驱动电流PWM值来实现所述投影光源亮度输出。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述分别获取第N帧图像的第一最大灰阶值和第N+M帧图像的第二最大灰阶值 包括：
将第N帧图像中各像素的各基色的灰阶值中最大的灰阶值作为第一子灰阶值；
获取M个灰阶范围中，每个灰阶范围内出现的所述第一子灰阶值的个数之和P1， P2，…Pi，…，PM，其中M为大于或等于2的正整数，1≤i≤M；
获取M个灰阶范围的中间值S1，S2，…Si，…，SM，并根据如下公式获取第一最大灰阶值H；
H= P1×S1+ P2×S2+…+ Pi×Si…+ PM×SM；
以及，将第N+M帧图像中各像素的各基色的灰阶值中最大的灰阶值作为第二子灰阶值；
获取M个灰阶范围中，每个灰阶范围内出现的所述第二子灰阶值的个数之和Q1， Q2，…Qi，…，QM，其中M为大于或等于2的正整数；
获取M个灰阶范围的中间值S1，S2，…Si，…，SM，并根据如下公式获取第二最大灰阶值L；
L= Q1×S1+ Q2×S2+…+ Qi×Si…+ QM×SM。
8.一种投影图像显示方法，其特征在于，包括：分别获取第N帧图像的第一最大灰阶值和第N+M帧图像的第二最大灰阶值，所述N,M均为为正整数；
根据所述第一最大灰阶值和所述第二最大灰阶值的比值A获得调整系数g，其中，g>1；
根据所述调整系数g对所述第N+M帧图像信号进行加权计算；
判断所述加权计算后的第N+M帧图像信号中各基色的灰阶值达到预设灰阶值的数量是否大于等于预设阈值，
若是，则光源调整系数G等于设定值，并将对应显示第N+M帧图像的投影光源亮度调整至对应显示第N帧图像的投影光源亮度的G倍，同时将原始的第N+M帧图像信号输出至光阀控制芯片，生成驱动信号；
若否，则光源调整系数G等于g,并将对应显示第N+M帧图像的投影光源亮度调整至对应显示第N帧图像的投影光源亮度的1/G，同时将加权计算后的第N+M帧图像信号输出至光阀控制芯片，生成驱动信号；
光阀接收调整后的投影光源光束，根据光阀控制芯片的驱动信号对光束进行调制并投射成像。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，根据所述第一最大灰阶值和所述第二最大灰阶值的比值A获得调整系数g 包括：
若所述比值A大于1，则所述调整系数g=A；
若所述比值A小于1，则所述调整系数g=1/A。
10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，还包括：根据所述调整系数g对所述第N+M帧图像信号进行加权计算 具体包括：
将第N+M帧图像的各像素的各基色的灰阶值乘以g。
11.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，
若判断结果为是，还包括将所述第N+M帧图像更新为第N帧图像，并返回执行获取第N帧图像和第N+M帧图像的最大灰阶值的操作。
12.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述分别获取第N帧图像的第一最大灰阶值和第N+M帧图像的第二最大灰阶值 包括：
将第N帧图像中各像素的各基色的灰阶值中最大的灰阶值作为第一子灰阶值；
获取M个灰阶范围中，每个灰阶范围内出现的所述第一子灰阶值的个数之和P1， P2，…Pi，…，PM，其中M为大于或等于2的正整数，1≤i≤M；
获取M个灰阶范围的中间值S1，S2，…Si，…，SM，并根据如下公式获取第一最大灰阶值H；
H= P1×S1+ P2×S2+…+ Pi×Si…+ PM×SM；
以及，将第N+M帧图像中各像素的各基色的灰阶值中最大的灰阶值作为第二子灰阶值；
获取M个灰阶范围中，每个灰阶范围内出现的所述第二子灰阶值的个数之和Q1， Q2，…Qi，…，QM，其中M为大于或等于2的正整数；
获取M个灰阶范围的中间值S1，S2，…Si，…，SM，并根据如下公式获取第二最大灰阶值L；
L= Q1×S1+ Q2×S2+…+ Qi×Si…+ QM×SM。
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