CN107529048B

CN107529048B - 一种投影图像处理方法、装置及投影显示系统

Info

Publication number: CN107529048B
Application number: CN201610447448.7A
Authority: CN
Inventors: 郭大勃; 陈昆明; 肖纪臣
Original assignee: Hisense Group Co Ltd
Current assignee: Qingdao Hisense Laser Display Co Ltd
Priority date: 2016-06-20
Filing date: 2016-06-20
Publication date: 2019-07-26
Anticipated expiration: 2036-06-20
Also published as: US9743056B2; US20170111622A1; CN110312112A; CN107529048A

Abstract

本发明公开了一种投影图像处理方法、装置及投影显示系统。本发明方法包括：获取第一分辨率的待投影图像；根据投影显示装置的第二分辨率，对待投影图像的分辨率进行调整，得到第三分辨率的第一图像；其中，第三分辨率在行方向上的像素数为第二分辨率在行方向上的像素数的正整数倍，第三分辨率在列方向上的像素数为第二分辨率在列方向上的像素数的正整数倍；分别根据第一像素块划分方式和第二像素块划分方式，对第一图像进行像素块划分并根据划分得到的像素块进行像素合成，得到分辨率小于或等于第二分辨率的第二图像和第三图像；将第二图像和第三图像交替进行投影。本发明提供了一种能够不损失高分辨率图像原有像素信息量的投影显示技术方案。

Description

一种投影图像处理方法、装置及投影显示系统

技术领域

本发明涉及投影领域，尤其涉及一种投影图像处理方法、装置及投影显示系统。

背景技术

图像的分辨率代表了图像中存储的信息量，通常使用图像在行方向上的像素数量和列方向上的像素数量的乘积，也就是总的像素的个数来表示。图像的分辨率越高，图像所包含的像素就越多，图像也就越清晰。比如，分辨率为1920×1080的图像，表示含有2M个像素的信息量，分辨率为3840×2160的图像，表示含有8M个像素的信息量。

投影显示装置的分辨率则是用于衡量投影显示装置的性能的一个重要指标，投影显示装置的分辨率越高，能够投影显示到屏幕上的图像的精密程度越高，显示的信息越多，投影显示的画面越精细。但是作为硬件设备，投影显示装置的分辨率的提高受到硬件加工工艺的限制，因此相较图像分辨率的提升速度而言，往往要慢很多。以应用了数字微镜器件(Digital Micromirror Device，DMD)来做关键元件以实现数字光学处理过程的数字光处理(Digital Light Procession，DLP)投影机为例，DLP投影机的分辨率主要由DMD的分辨率决定，通常一个DLP投影机中包括一片DMD芯片，而目前DMD的分辨率主要包括有800×600、1024×768、1280×720和1920×1080等，普遍要低于现在的高分辨率图像，比如较常见的分辨率为3840×2160的图像。因此现有技术在对高分辨率图像进行投影显示的时候，往往只能通过损失像素信息的方式进行显示，造成了投影图像在画质上的损失。

因此，如何克服现有技术投影显示高分辨率图像时损失像素信息的缺陷，实现一种能够不损失高分辨率图像原有像素信息量的投影显示技术方案，是业界所亟待研究和解决的问题。

发明内容

本发明实施例提供一种投影图像处理方法、装置及投影显示系统，用以克服现有技术在投影显示高分辨率图像时损失像素信息的缺陷，实现一种能够不损失高分辨率图像原有像素信息量的投影显示技术方案。

本发明的一个实施例提供的投影图像处理方法，包括：

获取第一分辨率的待投影图像；

根据投影显示装置的第二分辨率，对所述待投影图像的分辨率进行调整，得到第三分辨率的第一图像；其中，所述第三分辨率在行方向上的像素数为所述第二分辨率在行方向上的像素数的N倍，所述第三分辨率在列方向上的像素数为所述第二分辨率在列方向上的像素数的M倍，N、M均为正整数；

分别根据第一像素块划分方式和第二像素块划分方式，对所述第一图像进行像素块划分并根据划分得到的像素块进行像素合成，得到分辨率小于或等于所述第二分辨率的第二图像和第三图像；

将所述第二图像和第三图像交替进行投影。

可选地，分别根据第一像素块划分方式和第二像素块划分方式，对所述第一图像进行像素块划分并根据划分得到的像素块进行像素合成，包括：

根据第一像素块划分方式对第一图像进行像素块划分，分别对每个像素块进行合成，得到所述第二图像，其中，一个像素块进行合成得到所述第二图像中的一个像素点；

根据第二像素块划分方式对第一图像进行像素块划分，分别对每个像素块进行合成，得到所述第三图像，其中，一个像素块进行合成得到所述第三图像中的一个像素点。

可选地，所述第一图像中，根据第一像素块划分方式得到的像素块，与根据第二像素块划分方式得到的像素块之间位置对应，且位置对应的两个像素块之间具有相同的偏移量。

可选地，所述第一像素块划分方式，包括：以所述第一图像中位于第一行第一列的像素为起始，将所述第一图像中彼此相邻的N×M个像素划分为一个像素块；

所述第二像素块划分方式，包括：

以所述第一图像中位于第一行第二列的像素为起始，将所述第一图像中彼此相邻的N×M个像素划分为一个像素块；或者

以所述第一图像中位于第二行第一列的像素为起始，将所述第一图像中彼此相邻的N×M个像素划分为一个像素块；或者

以所述第一图像中位于第二行第二列的像素为起始，将所述第一图像中彼此相邻的N×M个像素划分为一个像素块。

可选地，根据第一像素块划分方式和/或第二像素块划分方式划分得到的像素块中，在行方向上包含N个像素，在列方向上包含M个像素。

可选地，将所述第二图像和第三图像交替进行投影，包括：

确定第一像素块划分方式对应的第一偏转角，以及第二像素块划分方式对应的第二偏转角；

根据第一偏转角调整第二图像的投影角度；

根据第二偏转角调整第三图像的投影角度。

可选地，第一分辨率大于第二分辨率，第三分辨率大于第一分辨率。

本发明的一个实施例提供的投影图像处理装置，包括：

获取模块，用于获取第一分辨率的待投影图像；

调整模块，用于根据投影显示装置的第二分辨率，对所述待投影图像的分辨率进行调整，得到第三分辨率的第一图像；其中，所述第三分辨率在行方向上的像素数为所述第二分辨率在行方向上的像素数的N倍，所述第三分辨率在列方向上的像素数为所述第二分辨率在列方向上的像素数的M倍，N、M均为正整数；

合成模块，用于分别根据第一像素块划分方式和第二像素块划分方式，对所述第一图像进行像素块划分并根据划分得到的像素块进行像素合成，得到分辨率小于或等于所述第二分辨率的第二图像和第三图像；

投影模块，用于将所述第二图像和第三图像交替进行投影。

可选地，所述合成模块，具体用于：

所述第二像素块划分方式，包括：

可选地，本发明的一些实施例提供的投影图像处理装置还包括：控制模块；

所述控制模块，用于确定第一像素块划分方式对应的第一偏转角，以及第二像素块划分方式对应的第二偏转角；以及，

用于根据第一偏转角控制光束角度改变装置进行偏转；以及，用于根据第二偏转角控制所述光束角度改变装置进行偏转；所述光束角度改变装置设置在所述投影显示装置与镜头之间。

本发明的一个实施例提供的投影显示系统，包括：光源、投影显示装置、如本发明上述实施例所提供的投影图像处理装置、光束角度改变装置以及镜头；所述光束角度改变装置设置在所述投影显示装置与所述镜头之间，用于在所述投影图像处理装置的控制下进行偏转；所述光源为所述投影显示装置提供照明，所述投影显示装置进行投影，经所述光束角度改变装置输出至所述镜头进行成像，投射至投影介质形成投影画面。

本发明的实施例所提供的技术方案中，首先根据投影显示装置的分辨率，对待投影图像的分辨率进行调整，得到在行方向上和在列方向上的像素数分别为投影显示装置的分辨率在行方向上和列方向上的像素数的整数倍的第一图像，再对第一图像进行像素块划分并进行像素合成，得到分辨率小于或等于投影显示装置的分辨率的第二图像和第三图像，进而将第二图像和第三图像交替进行投影。可以看到，对于待投影图像具有较高分辨率的情况，本发明的实施例所提供的技术方案通过将高分辨率的待投影图像调整为分辨率为投影显示装置的分辨率的整数倍的图像，再通过像素合成得到分辨率小于或等于投影显示装置的分辨率的两个图像，最后将这两个图像交替进行投影，进而实现了不损失高分辨率的待投影图像原有像素信息量的投影显示，克服了现有技术在投影显示高分辨率图像时像素信息损失的缺陷。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简要介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，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1为现有技术中DMD上微镜偏转和投影的示意图；

图2为本发明的一个实施例提供的投影图像处理方法的流程示意图；

图3为本发明的一个实施例提供的由待投影图像得到第一图像的示意图；

图4为本发明的一个实施例提供的由第一图像得到第二图像和第三图像的示意图；

图5为本发明的一个实施例提供的由第一图像得到第二图像或第三图像的示意图；

图6(a)为本发明的一个实施例提供的由第一图像得到第二图像的示意图；

图6(b)为本发明的一个实施例提供的由第一图像得到第三图像的示意图；

图7为本发明的一个实施例提供的第二图像或第三图像进行投影的示意图；

图8(a)为本发明的一个实施例提供的第二图像或第三图像进行投影的光路示意图；

图8(b)为本发明的一个实施例提供的第二图像或第三图像进行投影的成像示意图；

图9为本发明的一个实施例提供的投影图像处理装置的结构示意图；

图10为本发明的一个实施例提供的投影显示系统的结构示意图；

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部份实施例，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做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

对于现有的投影显示装置而言，以DLP投影机为例，DLP投影机主要是先将影像信号经过数字处理后再进行投影。DLP投影机中，光源通过一个有色彩三原色的色环(ColorWheel)，激光光源通常对应与荧光轮和滤色轮两个色轮，光束按照R、G、B三基色时序性的输出，再照射至DMD上，以同步信号的方法将连续光转为灰阶，配合R、G、B三种颜色将色彩表现出来，经镜头投影成像，其核心是基于DMD来完成显示数字可视信息的最终环节，DLP投影机的分辨率主要由DMD的分辨率决定。

其中，DMD是由千上万个微镜(精密、微型的反射镜)组成的一种双稳态空间光调制器，通过在互补金属氧化物半导体(Complementary Metal Oxide Semiconductor，CMOS)的标准半导体制程上，加上一个可以调变反射面的旋转机构形成。通过把数据装入位于微镜下方的存储单元，数据以二进制的方式对微镜的偏转状态进行静电控制，对每个微镜独立地控制其偏转的角度和时长，从而引导反射光及调制灰阶，DMD中单个微镜反射单位面积的图像，形成投影图像中的一个像素，合成后即为完整的图像，微镜的数量代表了DMD的分辨率，与投影图像的分辨率相符，决定了能够投影显示图像的清晰程度。

比如一片分辨率为1024×768的DMD表示在该DMD上有1024×768个微镜。每个微镜均具有两种稳定的微镜状态+X°/-X°(On/Off)。就目前的器件而言，微镜在正负12°进行偏转，正12°时反射的光线会进入镜头，负12°时反射的光线不进入镜头。每个微镜都具有独立控制光线的开关能力，通过每个镜片偏转的角度和时长来决定进入镜头的光量。比如，微镜反射光线的角度受视频信号控制，视频信号受数字光处理器DLP调制，把视频信号调制成等幅的脉宽调制信号，用脉冲宽度大小来控制小反射镜开、关光路的时间，最终进入镜头在屏幕上产生不同亮度的灰度等级图像，进而实现图像的实时显示。

图1示出了现有技术中DMD上的微镜两种偏转情形对应的光线传输示意。如图1所示，微镜101与微镜102偏转角度不同，微镜101通过其偏转的角度将光源103发出的光反射到光吸收单元104上，而微镜102通过其偏转的角度将光源103发出的光反射到镜头105上。

作为硬件设备，DMD的分辨率受到加工工艺的限制，因此往往不能满足显示高分辨率图像的需求，比如，目前使用的光机中DMD的分辨率是2716×1528，而实际需要显示的分辨率却通常是3840×2160的图像，高于DMD所支持的分辨率，因此在对具有较高分辨率的图像进行投影显示的时候，往往只能通过损失像素信息的方式进行显示。

如果仅依靠改变加工工艺来提投影显示装置的分辨率一般需要等待较长的时间，而随着用户对投影图像画质的要求越来越高，如何在目前投影显示装置所支持的分辨率的基础上，实现一种不损失高分辨率图像原有像素信息量的投影显示技术方案，是亟待解决的问题。

为了克服现有技术在投影显示高分辨率图像时像素信息损失的缺陷，本发明实施例提供了一种投影图像处理的技术方案，通过将待投影图像调整为分辨率为投影显示装置分辨率的整数倍的图像，再对该图像进行像素合成得到分辨率不大于投影显示装置的分辨率的两个图像后交替进行投影，基于人眼的视觉暂留效应，这两个图像的交替投影相当于投影为具有原先待投影图像所携带的像素信息量的投影图像，从而对于投影显示装置分辨率小于待投影图像的分辨率的情况，能够在进行投影显示时保留待投影图像所携带的像素信息量，避免了像素信息的损失。

下面结合附图对本发明实施例进行详细描述。

图2示出了本发明的一些实施例提供的投影图像处理方法的流程示意图，该流程可由软件编程实现或者软硬件的结合实现，该流程包括如下步骤：

步骤201：获取第一分辨率的待投影图像；

步骤202：根据投影显示装置的第二分辨率，对待投影图像的分辨率进行调整，得到第三分辨率的第一图像；其中，第三分辨率在行方向上的像素数为第二分辨率在行方向上的像素数的N倍，第三分辨率在列方向上的像素数为第二分辨率在列方向上的像素数的M倍，N、M均为正整数；

步骤203：分别根据第一像素块划分方式和第二像素块划分方式，对第一图像进行像素块划分并根据划分得到的像素块进行像素合成，得到分辨率小于或等于第二分辨率的第二图像和第三图像；

步骤204：将第二图像和第三图像交替进行投影。

可选地，在本发明的一些实施例中，在步骤202中根据投影显示装置的第二分辨率，对待投影图像的分辨率进行调整，得到第三分辨率的第一图像，具体可以采用但不限于以下过程来实现：

根据投影显示装置的第二分辨率以及待投影图像的分辨率，确定出数值为第二分辨率整数倍的第三分辨率；再根据所确定的第三分辨率确定对待投影图像进行重采样的采样频率；按照所确定的采样频率对待投影图像重新进行采样，进而得到第三分辨率的第一图像。

具体地，第三分辨率可以表示为N×M倍的第二分辨率，即第三分辨率在行方向上的像素数为第二分辨率在行方向上的像素数的N倍，第三分辨率在列方向上的像素数为第二分辨率在列方向上的像素数的M倍，N、M均为正整数。

可选地，在本发明的一些实施例中，N和M的取值可以为较小的正整数，节约所需的处理资源，比如第三分辨率具体可以是2×1倍的第二分辨率，或者可以是1×2倍的第二分辨率，或者可以是2×2倍的第二分辨率等；其中，在本发明的一些实施例中，第三分辨率为2×2倍的第二分辨率时，即第三分辨率在行方向与列方向上像素数(或者可以表达为水平分辨率和垂直分辨率)均为投影显示装置的第二分辨率在行方向与列方向上像素数的2倍，能够易于后续像素合成的操作。

可选地，本发明的一些实施例所提供的投影图像处理技术方案可以应用在待投影图像分辨率小于或等于投影显示装置分辨率的情形中，也可以应用在待投影图像分辨率大于投影显示装置分辨率的情形中。

考虑到现有投影技术主要是在待投影图像分辨率大于投影显示装置分辨率的情况下存在损失图像原有像素信息量的缺陷，本发明的一些实施例应用在待投影图像的分辨率大于投影显示装置的分辨率的情形中将能够更好的体现本发明实施例所能取得的技术效果。可选地，在本发明的一些实施例中，第一分辨率大于第二分辨率，第三分辨率大于第一分辨率。

举例来说，基于现有投影技术中的激光投影显示系统，在本发明的一些实施例中，假设待投影图像的分辨率为3840×2160(第一分辨率)，携带有8M的像素信息量，投影显示装置的分辨率为2716×1528(第二分辨率)，则可以将采样频率提高一倍，对待投影图像进行重新采样，得到第一图像(分辨率为5432×3056(第三分辨率))，而5432等于2716×2，3056等于1528×2，即第三分辨率为2×2倍的第二分辨率，即第三分辨率在行方向上的像素数(水平分辨率)和在列方向的像素数(垂直分辨率)均为第二分辨率在行方向上的像素数和在列方向上的像素数的2倍。

图3示出了本发明的一些实施例中由待投影图像得到第一图像的示意图，如图3所示，待投影图像301的分辨率为3840×2160，第一图像302的分辨率为5432×3056，其中，第一图像302所携带的16M的像素为对待投影图像301所携带的8M的像素进行重采样得到的，因此第一图像302相对于待投影图像301并没有损失原有的像素信息量。

可选地，在本发明的一些实施例中，待投影图像具体可以图像信号处理系统对接收到的视频信号进行解码所得到的图像，其分辨率可以由图像信号处理系统通过相应的图像软件算法来获取，投影显示装置的分辨率可以是预先写入系统存储的文件中的，图像信号处理系统可以对其进行获取，从而确定出适合的采样频率，以及按照确定出的采样频率对待投影图像进行重采样。

进一步地，图像信号处理系统通常具有缓存，重新采样得到的第一图像可以进行缓存，使得在后续过程中通过读取缓存便可以得到第一图像。

可选地，在本发明的一些实施例中，通过步骤202得到第三分辨率的第一图像后，可以进一步地执行步骤203中分别根据第一像素块划分方式和第二像素块划分方式，对第一图像进行像素块划分并根据划分得到的像素块进行像素合成，得到分辨率小于或等于第二分辨率的第二图像和第三图像的过程，具体可以采用但不限于以下方式实现：

根据第一像素块划分方式对第一图像进行像素块划分，分别对每个像素块进行合成，得到第二图像，其中，一个像素块进行合成得到第二图像中的一个像素点；

根据第二像素块划分方式对第一图像进行像素块划分，分别对每个像素块进行合成，得到第三图像，其中，一个像素块进行合成得到第三图像中的一个像素点。

进一步地，在本发明的一些实施例中，根据第一像素块划分方式对第一图像进行像素块划分所得到的像素块，与根据第二像素块划分方式对第一图像进行像素块划分所得到的像素块之间具有位置对应的关系，而且位置对应的两个像素块之间具有相同的偏移量。

其中，位置对应的两个像素块之间的偏移量可以用这两个像素块在第一图像上在行方向相距的像素数以及在列方向相距的像素数来表示。具体地，这个偏移量也可以代表第二图像与第三图像之间的错位关系。

具体地，在本发明的一些实施例中，第一像素块划分方式可以是以第一图像中位于第一行第一列的像素为起始，将第一图像中彼此相邻的N×M个像素划分为一个像素块；相应地，第二像素块划分方式可以是以第一图像中位于第一行第二列的像素为起始，将第一图像中彼此相邻的N×M个像素划分为一个像素块。可以看到，按照第一像素块划分方式所得到的像素块与按照第二像素块划分方式所得到的像素块之间位置一一对应，且位置对应的两个像素块之间具有相同的偏移量，具体可以表示为在第一图像上任意位置对应的两个像素块之间均在行方向上相距一个像素；

或者，在本发明的又一些实施例中，第一像素块划分方式可以与上述相同；第二像素块划分方式可以是以第一图像中位于第二行第一列的像素为起始，将第一图像中彼此相邻的N×M个像素划分为一个像素块。可以看到，按照上述第二像素块划分方式所得到的像素块与按照第一像素块划分方式所得到的像素块之间的位置一一对应，且位置对应的两个像素块之间具有相同的偏移量，具体可以表示为在第一图像上任意位置对应的两个像素块之间均在列方向上相距一个像素；

或者，在本发明的又一些实施例中，第一像素块划分方式可以与上述相同；第二像素块划分方式可以是以第一图像中位于第二行第二列的像素为起始，将第一图像中彼此相邻的N×M个像素划分为一个像素块。可以看到，按照上述第二像素块划分方式所得到的像素块与按照第一像素块划分方式所得到的像素块之间的位置一一对应，且位置对应的两个像素块之间具有相同的偏移量，具体可以表示为在第一图像上任意位置对应的两个像素块之间均在行方向上和列方向上相距一个像素。

进一步地，在本发明的一些实施例中，在根据上述的以第一图像中位于第一行第一列的像素为起始、将第一图像中彼此相邻的N×M个像素划分为一个像素块的第一像素块划分方式对第一图像进行像素块划分时，将能够得到数量与第二分辨率相同的像素块，再分别将每个像素块合成为一个像素点，则能够得到分辨率与第二分辨率相同的第二图像。

进一步地，在本发明的一些实施例中，在根据上述的以第一图像中位于第一行第二列的像素为起始、将第一图像中彼此相邻的N×M个像素划分为一个像素块的第二像素块划分方式对第一图像进行像素块划分时，具体可以是将第一图像中除最后一列像素之外的像素按照该第二像素块划分方式对进行像素块划分得到数量小于第二分辨率的像素块，再分别将每个像素块合成为一个像素点，得到分辨率小于第二分辨率的第三图像，或者也在将每个像素块合成为一个像素点后，与最后一列中的像素组合，得到分辨率与第二分辨率相同的第三图像。

相应地，在本发明的又一些实施例中，在根据以第一图像中位于第二行第一列的像素为起始、将第一图像中彼此相邻的N×M个像素划分为一个像素块的第二像素块划分方式对第一图像进行像素块划分时，具体可以是将第一图像中除最后一行像素之外的像素按照该第二像素块划分方式对进行像素块划分，再分别将每个像素块合成为一个像素点，得到分辨率小于第二分辨率的第三图像，或者也可以将像素合成的结果与最后一行中的像素组合，得到分辨率与第二分辨率相同的第三图像。

相应地，在本发明的又一些实施例中，在根据以第一图像中位于第二行第二列的像素为起始、将第一图像中彼此相邻的N×M个像素划分为一个像素块的第二像素块划分方式对第一图像进行像素块划分时，具体可以是将第一图像中除最后一行和最后一列像素之外的像素按照该第二像素块划分方式对进行像素块划分，再分别将每个像素块合成为一个像素点，得到分辨率小于第二分辨率的第三图像，或者也可以将像素合成的结果与最后一列以及最后一行中的像素组合，得到分辨率与第二分辨率相同的第三图像。

具体地，在本发明的一些实施例中，根据第一像素块划分方式和/或第二像素块划分方式划分得到的像素块中，在行方向上可以包含有N个像素，在列方向上可以包含有M个像素。

举例来说，基于图3所示出由分辨率为3840×2160的待投影图像301得到的分辨率为5432×3056的第一图像302，图4示出了由第一图像302得到第二图像401和第三图像402的示例情形。

如图4所示，对第一图像302根据第一像素块划分方式进行像素块划分，再分别对每个像素块进行合成，得到分辨率为2716×1528的第二图像401；对第一图像302根据第二像素块划分方式进行像素块划分，再分别对每个像素块进行合成，得到分辨率为2716×1528的第三图像402，可以看到第二图像401和第三图像401的分辨率与投影显示装置的分辨率相同，即是投影显示装置所能够支持进行投影显示的分辨率。

进一步地，基于图3和图4，图5示出了对第一图像302进行像素块划分的一种示例情形。如图5所示，第一像素块划分方式可以是以第一图像中302中位于第1行第1列的像素为起始，将第一图像302中彼此相邻的2×2个像素划分为一个像素块；第二像素块划分方式可以是以第一图像中302中位于第2行第2列的像素为起始，将第一图像302中彼此相邻的2×2个像素划分为一个像素块。

基于图5所示的对第一图像302进行像素块划分的示例，图6(a)示出了由第一图像302得到第二图像601的示意图，图6(b)示出了由第一图像302得到第三图像602的示意图。

对于分辨率为5432×3056的第一图像302，首先可以如图6(a)所示，以第一图像302中位于第1行第1列像素为起始像素，将彼此相连的2×2个像素划分为一个像素块的划分方式，对第一图像302进行像素块划分，分别对每个像素块进行合成，将能够得到分辨率为2716×1528的第二图像601；再可以如图6(b)所示，以第一图像302中位于第2行第2列的像素为起始，，将彼此相连的2×2个像素划分为一个像素块的划分方式，对第一图像302进行像素块划分，分别对每个像素块进行合成，将能够得到分辨率为2716×1528的第三图像602。其中，图6(b)所示的像素块划分方式相对于图6(a)所示的像素块划分方式所得到的像素块中，每两个位置对应的像素块(比如图6(a)中的A与图6(b)中的B为位置对应的两个像素块)之间的相对位置关系是相同的，具有相同的间隔，比如图6(b)中的B相对于图6(a)中的A向右向下错位了一个像素。

应当理解的是，上述以位于第一图像上两个不同位置的像素为起始，将第一图像中彼此相邻的N×M个像素划分为一个像素块的第一像素块划分方式和第二像素块划分方式，是能够方便与后续像素合成操作以及节约系统处理资源的划分像素块的方式之一，本发明并不限定第一像素块划分方式以及第二像素块划分方式的具体实现。

进一步地，在本发明的一些实施例中，通过步骤203得到第二图像和第三图像之后，可以执行步骤204中所描述的将第二图像和第三图像交替进行投影的过程。

具体地，如前所述的，现有的投影显示技术中DLP投影机普遍采用DMD芯片作为核心元件实现图像的投影显示，由于DMD芯片既是光机械器件，也是电子机械器件，因此在电气方面可以通过控制驱动芯片输出的驱动信号驱动DMD芯片进行投影。

在本发明的一些实施例中，投影显示装置具体可以是DMD芯片，DMD芯片通常具有P个驱动芯片，P为正整数。每个驱动芯片的驱动能力则可以在每个芯片的驱动能力上限范围内进行设置与调整。

进一步地，在投影显示装置为DMD芯片的基础上，在本发明的一些实施例中，可以按照预设的时间间隔将在步骤203中所得到的第二图像和第三图像，依次交替地输出至投影显示装置进行投影显示。其中，对于第二图像以及第三图像输出至投影显示装置进行投影显示的过程，具体可以是根据DMD芯片所具有的驱动芯片的驱动能力，将待投影显示的第二图像(或第三图像)拆分为P个部分，分别发送至DMD芯片所具有的P个驱动芯片，由P个驱动芯片根据各自接收到的图像信息，输出相应的驱动信号驱动DMD芯片进行投影显示。

比如，基于图3至图6所示出的示例情形，以投影显示设备为目前较为常见的由两个驱动芯片进行驱动的分辨率为2716×1528的DMD芯片为例，在得到分辨率均为2716×1528的第二图像601和第三图像602后，考虑到DMD芯片由两个驱动芯片进行驱动，对第二图像601和第三图像602进行投影显示时，比如以对第二图像601进行投影显示为例，可以描述如下：

根据DMD芯片的两个驱动芯片的驱动能力，假设均为1390×1528，则可以将分辨率为2716×1528的第二图像601从中间分为左半部分和右半部分(按照列方向)，即得到的左半部分和右半部分各自包含1358×1528个像素，并进一步地在左半部分的尾部补充32列像素得到左半帧，同时在右半部分的首部补充32列像素得到右半帧，左半帧和右半帧均是1390×1528的分辨率，从而可以将左半帧和右半帧分别输出给两个驱动芯片，由每个驱动芯片分别驱动DMD芯片。由于DMD的分辨率为2716×1528，因此驱动芯片在将驱动信号输出给DMD之前，会将左半帧和右半帧中所补充的32列像素舍弃，从而有用的像素数仍为2716×1528，具体如图7所示的左半帧701和右半帧702，进而驱动DMD芯片投影显示整个第二图像601；

或者也可调整DMD芯片的两个驱动芯片的驱动能力分别为1358×1528，从而不必经过像素重叠处理，并可以将第二图像601的左右两部分(左半帧和右半帧)分别发送给这两个驱动芯片，进而由这两个驱动芯片根据各自所接收到的半帧的信息，输出驱动信号驱动DMD芯片投影显示整个第二图像601。

其中，对第三图像602进行投影显示的处理方式可以与如上所述的对第二图像601进行投影显示的处理方式相同。

在本发明的一些实施例中，将第二图像和第三图像交替进行投影具体可以是在对第二图像601进行投影显示后，可以按照预设的时间间隔，对第三图像602进行投影显示，并相应地，可以在对第三图像602进行投影显示后，按照预设的时间间隔，对第二图像601再进行投影显示。其中，预设的时间间隔，也可以表示为投影显示装置的刷新频率，基于人眼视觉暂留效应确定，可以设置在在60HZ到120HZ之间。

进一步地，在本发明的一些实施例中，考虑到根据第一像素块划分方式得到的像素块，与根据第二像素块划分方式得到的像素块之间位置对应，且位置对应的两个像素块之间具有相同的偏移量，从而所得到的第二图像与第三图像之间也会产生相应的偏移量，在本发明的一些实施例中，为了使得第二图像与第三图像在交替进行投影显示时，不出现投影图像花屏的现象，应能够使得第二图像的投影方向能够与第三图像的投影方向之间形成与第二图像和第三图像在进行像素块划分时两个位置对应的像素块之间的偏移量相应的偏移。

具体地，在本发明的一些实施例中，在将所述第二图像和第三图像交替进行投影时，可以包括以下的处理过程：

确定第一像素块划分方式对应的第一偏转角，以及第二像素块划分方式对应的第二偏转角；根据第一偏转角调整第二图像的投影角度；根据第二偏转角调整第三图像的投影角度。

具体地，可以第二图像和第三图像在进行像素块划分时两个位置对应的像素块之间的偏移量，来分别确定第一像素块划分方式对应的第一偏转角，以及第二像素块划分方式对应的第二偏转角，从而使得根据第一偏转角调整第二图像的投影角度与根据第二偏转角调整第三图像的投影角度，能够形成与第二图像和第三图像在进行像素块划分时两个位置对应的像素块之间的偏移量相对应的偏移，进而避免投影图像花屏的现象。

进一步地，在本发明的一些实施例中，根据第一偏转角调整第二图像的投影角度以及根据第二偏转角调整第三图像的投影角度，具体可以是通过控制设置在投影显示装置与镜头之间的光束角度改变装置分别按第一偏转角度进行偏转，以及按第二偏转角度进行偏转来实现。

具体地，在本发明的一些实施例中，可以是在将第二图像输出至投影显示装置进行投影之前或同时，调整光束角度改变装置至第一偏转角度，从而使得投影显示装置投影第二图像的投影角度经过该光束角度改变装置得到调整，再输出至镜头进行成像，投射至投影介质形成投影画面；在将第二图像进行投影之后或者在将第三图像输出至投影显示装置进行投影之前，调整光束角度改变装置至第二偏转角度，从而使得投影显示装置投影第三图像的投影角度经过该光束角度改变装置得到调整，再输出至镜头进行成像，投射至投影介质形成投影画面；所得到的两次投影画面具有与第二图像和第三图像在进行像素块划分时两个位置对应的像素块之间的偏移量相应的偏移。

进一步地，光束角度改变装置也可以表示为成像位移装置，具体可以是一个振镜装置。振镜装置具体地可以是透射型镜片，通过角度偏转的不同，使得投影显示装置的投影光束方向(即第二图像的投影角度以及第三图像的投影角度)发生改变；或者也可以是反射型镜片，同样通过角度偏转的不同，改变对反射光线的反射角度。

进一步地，可以设置光束角度改变装置的初始位置为第二图像的投影角度对应的位置，即第一偏转角度为0度，再根据第一像素和第二像素的位置之间的错位关系，得到第二偏转角度，从而简化对光束角度改变装置的控制过程。

比如，图8(a)示出了第二图像或第三图像进行投影的光路示意图，其中，有振镜装置801作为光束角度改变装置来形成第二图像的投影光路以及第三图像的投影光路，图8(b)相应地示出了基于图8(a)示出的光路所得到的第二图像和第三图像经镜头成像后在投影介质上的投影画面的示意。

其中，振镜装置801在第一偏转角度α情况下(初始位置α＝0度)形成第二图像的投影光路，第二图像对应的光信号通过后偏转第一偏转角度α的振镜装置801后到达镜头进行成像得到投影画面802；振镜装置801在第二偏转角度β情况下形成第三图像的投影光路，第三图像对应的光信号通过后偏转第二偏转角度β的振镜装置801后到达镜头进行成像得到投影画面803，从而使得第二图像和第三图像在成像时具有对应的错位关系，进而基于人眼视觉暂留效应，第二图像和第三图像各自对应的投影图象802与803将合成显示原先的待投影图像301的内容，而不会出现花屏的现象。

应当理解的是，本发明的一些实施例所提供的技术方案不需要对现有的投影显示设备及系统中原有的光学元件及原先所形成的光路架构做出改变。比如，以采用DMD芯片的DLP投影机为例，光源根据第二图像和第三图像中包括的像素所需要显示的颜色信息，时序性输出三基色，DMD通过对光源光束的反射，体现待显示图像帧中像素携带的信息，这个过程同现有的DLP投影机中通过DMD显示图像相同。

通过步骤204中将第二图像和第三图像交替进行投影的过程，第二图像和对应的光信号和第三图像对应的光信号顺序到达镜头，利用人眼视觉暂留效应，在视觉上形成第二图像和第三图像的合成，而第二图像和第三图像均能够各自携带了原先待投影图像所包含的一半信息量，因此能够达到了不损失原先待投影图像像素信息量的投影显示效果。比如，原先待投影图像的分辨率3840×2160，即包含由3840×2160个像素的信息量，通过本发明的实施例所提供的技术方案，使得原先待投影图像先扩展为分辨率为5432×3056的第一图像，再通过像素合成得到各自携带有2716×1528个像素的信息量的第二图像和第三图像，整个过程不会造成原先待投影图像像素信息的损失。

进一步地，在将第二图像和第三图像交替进行投影的过程中，可以与现有投影显示技术中所采用的措施类似地对第二图像和第三图像进行边缘处理。

比如，为了使投影图像的亮度均衡，可以将第二图像和第三图像之间非重叠部分的边缘部分舍弃，得到相当于携带有2倍的2715×1527分辨率的信息量的重叠部分，这与原先待投影图像的3840×2160分辨率的像素数可以认为是相同的，均为8M，实现了对原先待投影的图像的信息量的保留；或者，也可以进一步的对第二图像和第三图像进行边缘处理，比如通过像素重叠，使得重叠部分为2712×1528，即相当于携带有2倍的2712×1527分辨率，尽管丢失了部分边缘像素，但这部分像素相比于原先待投影图像所携带的整个8M的像素信息量，可忽略不计，即也可以近似认为实现了对原先待投影的图像的信息量的保留，从而达到了保留原图像信息量，以高信息量的方式显示图像，提升投影图像的显示效果。

通过以上描述可以看出，在本发明实施例中提供的投影图像处理方法中，首先根据投影显示装置的分辨率，对待投影图像的分辨率进行调整，得到在行方向上和在列方向上的像素数分别为投影显示装置的分辨率在行方向上和列方向上的像素数的整数倍的第一图像，再对第一图像进行像素块划分并进行像素合成，得到分辨率小于或等于投影显示装置的分辨率的第二图像和第三图像，进而将第二图像和第三图像交替进行投影。可以看到，对于待投影图像具有较高分辨率的情况，本发明的实施例所提供的技术方案通过将高分辨率的待投影图像调整为分辨率为投影显示装置的分辨率的整数倍的图像，再通过像素合成得到分辨率小于或等于投影显示装置的分辨率的两个图像，从而能够将这两个图像交替进行投影，进而能够实现了不损失高分辨率的待投影图像原有像素信息量的投影显示，克服了现有技术在投影显示高分辨率图像时像素信息损失的缺陷，能够在投影显示高分辨率图像时保留高分辨率图像所携带的像素信息量。

基于相同的技术构思，本发明实施例还提供一种投影图像处理装置，该装置可以是通过软件编程实现的图像软件算法，或者也可以是软件编程集合硬件实现，该装置可用于执行上述投影图像处理方法实施例。图9示出了本发明的一些实施例提供的投影图像处理装置的结构示意图。

如图9所示，本发明的一些实施例提供的投影图像处理装置包括：

获取模块901，用于获取第一分辨率的待投影图像；

调整模块902，用于根据投影显示装置的第二分辨率，对所述待投影图像的分辨率进行调整，得到第三分辨率的第一图像；其中，所述第三分辨率在行方向上的像素数为所述第二分辨率在行方向上的像素数的N倍，所述第三分辨率在列方向上的像素数为所述第二分辨率在列方向上的像素数的M倍，N、M均为正整数；

合成模块903，用于分别根据第一像素块划分方式和第二像素块划分方式，对所述第一图像进行像素块划分并根据划分得到的像素块进行像素合成，得到分辨率小于或等于所述第二分辨率的第二图像和第三图像；

投影模块904，用于将所述第二图像和第三图像交替进行投影。

可选地，在本发明的一些实施例中，转换模块902，具体可以用于：根据投影显示装置的第二分辨率以及待投影图像的分辨率，确定出数值为第二分辨率整数倍的第三分辨率；再根据所确定的第三分辨率确定对待投影图像进行重采样的采样频率；按照所确定的采样频率对待投影图像重新进行采样，进而得到第三分辨率的第一图像。

可选地，在本发明的一些实施例中，合成模块903，具体可以用于：

具体地，在本发明的一些实施例中，所述第一图像中，根据第一像素块划分方式得到的像素块，与根据第二像素块划分方式得到的像素块之间位置对应，且位置对应的两个像素块之间具有相同的偏移量。

可选地，在本发明的一些实施例中，所述第一像素块划分方式可以包括：以所述第一图像中位于第一行第一列的像素为起始，将所述第一图像中彼此相邻的N×M个像素划分为一个像素块；

可选地，在本发明的一些实施例中，所述第二像素块划分方式可以包括：

可选地，在本发明的一些实施例中，根据第一像素块划分方式和/或第二像素块划分方式划分得到的像素块中，在行方向上包含N个像素，在列方向上包含M个像素。

可选地，在本发明的一些实施例中还可以包括：控制模块905；

具体地，控制模块905可以用于确定第一像素块划分方式对应的第一偏转角，以及第二像素块划分方式对应的第二偏转角；以及，用于根据第一偏转角控制光束角度改变装置进行偏转；以及，用于根据第二偏转角控制所述光束角度改变装置进行偏转；所述光束角度改变装置设置在所述投影显示装置与镜头之间。

可选地，在本发明的一些实施例中，第一分辨率大于第二分辨率，第三分辨率大于第一分辨率。

基于相同的技术构思，本发明的一个实施例还提供了一种投影显示系统，该系统可实现前述实施例描述的投影图像处理方法的流程，以及可以基于前述实施例描述的投影图像处理方法的流程实现投影显示。图10示出了本发明的一些实施例所提供的投影显示系统的结构示意图。

如图10所示，本发明的一些实施例所提供的投影显示系统中包括：光源1001、投影显示装置1002、投影图像处理装置1003、光束角度改变装置1004以及镜头1005。其中，光束角度改变装置1004可以设置在投影显示装置1002与镜头1005之间。其中，投影图象处理装置1003具体可参见前文所述实施例。

具体地，光束角度改变装置1004用于在投影图像处理装置1003的控制下进行偏转。光源1001为投影显示装置1002提供照明，投影显示装置1002进行投影，经光束角度改变装置1003输出至镜头1005进行成像，投射至投影介质形成投影画面，其中，光束的传输光路具体可以图10中的箭头所示。

应当理解的是，本发明的一些实施例所提供的投影显示系统可以基于现有的投影显示设备或系统来实现，图10仅示例性地表示了本发明的一些实施例所提供的投影显示系统，对于辅助形成光路和投影显示的其它光学元件及具体光学架构，可参考现有投影显示设备及系统，本发明对此不作详述。比如，投影显示装置1002可以采用现有投影显示系统中所采用的投影显示装置，比如DLP投影机中的DMD芯片；镜头1005、光源1001以及用于实现投影显示的形成光路的其它光学元件及具体光学架构，可参考现有投影显示设备及系统。

可选地，在本发明的一些实施例中，投影显示装置1002可以是DMD芯片，其中，DMD芯片具有P个驱动芯片，P为正整数。每个驱动芯片的驱动能力则可以在每个芯片的驱动能力上限范围内进行设置与调整。

进一步地，在投影显示装置为DMD芯片的基础上，在本发明的一些实施例中，投影图像处理装置1003可以按照预设的时间间隔将在步骤203中所得到的第二图像和第三图像，依次交替地输出至投影显示装置1002进行投影显示。其中，对于第二图像以及第三图像输出至投影显示装置进行投影显示的过程，具体可以是根据DMD芯片所具有的驱动芯片的驱动能力，将待投影显示的第二图像(或第三图像)拆分为P个部分，分别发送至DMD芯片所具有的P个驱动芯片，由P个驱动芯片根据各自接收到的图像信息，输出相应的驱动信号驱动DMD芯片进行投影显示。

进一步地，投影图像处理装置1003，还可以具体可以用于：确定第一像素块划分方式对应的第一偏转角，以及第二像素块划分方式对应的第二偏转角；根据第一偏转角控制光束角度改变装置1003进行偏转，从而实现对第二图像投影角度的调整；根据第二偏转角控制光束角度改变装置1003进行偏转，从而实现对第三图像投影角度的调整。

对于软件实施，这些技术可以用实现这里描述的功能的模块(例如程序、功能等等)实现。软件代码可以储存在存储器单元中，并且由处理器执行。存储器单元可以在处理器内或者在处理器外实现。

本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims

1.一种投影图像处理方法，其特征在于，该方法包括：

获取第一分辨率的待投影图像；

分别根据第一像素块划分方式和第二像素块划分方式，对所述第一图像进行像素块划分并根据划分得到的像素块进行像素合成，得到分辨率小于或等于所述第二分辨率的第二图像和第三图像；其中，根据第一像素块划分方式和/或第二像素块划分方式划分得到的像素块中，在行方向上包含N个像素，在列方向上包含M个像素；

将所述第二图像和第三图像错位叠加进行投影。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，分别根据第一像素块划分方式和第二像素块划分方式，对所述第一图像进行像素块划分并根据划分得到的像素块进行像素合成，包括：

3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述第一图像中，根据第一像素块划分方式得到的像素块，与根据第二像素块划分方式得到的像素块之间位置对应，且位置对应的两个像素块之间具有相同的偏移量。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述第一像素块划分方式，包括：以所述第一图像中位于第一行第一列的像素为起始，将所述第一图像中彼此相邻的N×M个像素划分为一个像素块；

所述第二像素块划分方式，包括：

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，将所述第二图像和第三图像错位叠加进行投影，包括：

根据第一偏转角调整第二图像的投影角度；

根据第二偏转角调整第三图像的投影角度。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，第一分辨率大于第二分辨率，第三分辨率大于第一分辨率。

7.一种投影图像处理装置，其特征在于，该装置包括：

获取模块，用于获取第一分辨率的待投影图像；

合成模块，用于分别根据第一像素块划分方式和第二像素块划分方式，对所述第一图像进行像素块划分并根据划分得到的像素块进行像素合成，得到分辨率小于或等于所述第二分辨率的第二图像和第三图像；其中，根据第一像素块划分方式和/或第二像素块划分方式划分得到的像素块中，在行方向上包含N个像素，在列方向上包含M个像素；

投影模块，用于将所述第二图像和第三图像错位叠加进行投影。

8.如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述合成模块，具体用于：

9.如权利要求7或8所述的装置，其特征在于，所述第一图像中，根据第一像素块划分方式得到的像素块，与根据第二像素块划分方式得到的像素块之间位置对应，且位置对应的两个像素块之间具有相同的偏移量。

10.如权利要求9所述的装置，其特征在于，所述第一像素块划分方式，包括：以所述第一图像中位于第一行第一列的像素为起始，将所述第一图像中彼此相邻的N×M个像素划分为一个像素块；

所述第二像素块划分方式，包括：

11.如权利要求7所述的装置，其特征在于，还包括：控制模块；

12.如权利要求7所述的装置，其特征在于，第一分辨率大于第二分辨率，第三分辨率大于第一分辨率。

13.一种投影显示系统，其特征在于，该系统中包括：光源、投影显示装置、如权利要求7至12中任一项所述的投影图像处理装置、光束角度改变装置以及镜头；

所述光束角度改变装置设置在所述投影显示装置与所述镜头之间，用于在所述投影图像处理装置的控制下进行偏转；

所述光源为所述投影显示装置提供照明，所述投影显示装置进行投影，经所述光束角度改变装置输出至所述镜头进行成像，投射至投影介质形成投影画面。