CN108810498B - 一种扫描投影方法及扫描投影设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种扫描投影方法及扫描投影设备，该扫描投影方法包括：获取输入图像，确定所述输入图像中每一个像素点的灰阶；将所述输入图像的每一个像素点划分为多个子像素，并且根据所述输入图像中相邻像素点的灰阶计算所有子像素的灰阶；控制光束扫描装置基于每一个子像素的灰阶进行扫描投影。由于采用了将输入图像的像素点划分为多个子像素，并且根据相邻两个像素点的灰阶计算每一个子像素的灰阶的技术方案，所以提高了投影图像的分辨率，提升了投影图像的像素密度，并且还增加了投影图像的色度灰阶，使得投影图像的色彩过渡更自然和柔和，从而能够向用户提供更细腻的视觉体验。

Description

一种扫描投影方法及扫描投影设备

技术领域

本发明涉及光纤扫描领域，尤其涉及一种扫描投影方法及扫描投影设备。

背景技术

投影设备是人们日常生活中的常用设备，在会议、家庭娱乐等方面得到了越来越多的应用。

投影设备一般是将图片或者视频等图像源投影在墙壁、幕布等较大尺寸的屏幕上，由于图像源的原始分辨率一般较低，其被投影在墙壁、幕布等较大尺寸的屏幕上后的分辨率不会发生变化，用户很容易看到“像素格子”，“像素格子”是指由于分辨率较低而图像尺寸较大出现的图像呈现由许多格子形状的图案组成的现象，这种现象会造成明显地图像分裂，从而导致视觉体验较差。

因此，现有技术中亟需一种能够提高所投影的图像的分辨率的投影设备。

发明内容

本发明实施例提供一种基于单芯光纤的扫描投影方法及扫描投影设备，用以满足现有技术中对能够提高所投影的图像的分辨率的投影设备的需求。

为了实现上述发明目的，本发明实施例第一方面提供了一种扫描投影方法，包括：

获取输入图像，确定所述输入图像中每一个像素点的灰阶；

将所述输入图像的每一个像素点划分为多个子像素，并且根据所述输入图像中相邻像素点的灰阶计算所有子像素的灰阶；

控制光束扫描装置基于每一个子像素的灰阶进行扫描投影。

可选地，所述确定所述输入图像中每一个像素点的灰阶，具体为：

对所述输入图像进行解码处理，获取所述输入图像中每个像素点的灰阶。

可选地，所述根据所述输入图像中相邻像素点的灰阶计算所有子像素的灰阶，具体为：

通过拉格朗日插值、牛顿插值、埃尔米特插值、分段插值和样条插值中的任一种插值方法，根据相邻像素点的灰阶计算所有子像素的灰阶；或者

通过拟合方法，根据相邻像素点的灰阶计算所有子像素的灰阶。

可选地，在所述光束扫描装置为单光束扫描装置时，所述控制光束扫描装置基于每一个子像素的灰阶进行扫描投影，具体为：

按照栅格式扫描方式、螺旋式扫描方式或李萨茹扫描方式，控制所述单光束扫描装置依次扫描每一个子像素，且所述单光束扫描装置在扫描每一个子像素时，所述单光束扫描装置出射的光线为对应子像素的灰阶的光线。

可选地，在所述光束扫描装置为多光束扫描装置时，所述将所述输入图像的每一个像素点划分为多个子像素，具体为：

将所述输入图像的每一个像素点划分为N个子像素，N为所述多光束扫描装置中出光单元的数目，且所述N个子像素的排列方式与所述多光束扫描装置中的N个出光单元的排列方式一致，N为大于等于2的正整数。

可选地，所述控制光束扫描装置基于每一个子像素的灰阶进行扫描投影，具体为：

按照栅格式扫描方式、螺旋式扫描方式或李萨茹扫描方式，控制所述多光束扫描装置依次扫描所述输入图像中的每一个像素点，且所述多光束扫描装置在扫描每一个像素点时，所述多光束扫描装置中的每一个出光子单元出射对应子像素的灰阶的光线。

本发明实施例第二方面提供了一种扫描投影设备，包括：

输入接口；

光束扫描装置，用于出射光束进行扫描投影；

光源，用于提供所述光束扫描装置进行扫描投影时的光束；

可读存储介质，所述可读存储介质上存储有程序，所述程序被处理器执行时实现以下步骤：

获取输入图像，确定所述输入图像中每一个像素点的灰阶；

将所述输入图像的每一个像素点划分为多个子像素，并且根据所述输入图像中相邻像素点的灰阶计算所有子像素的灰阶；

控制光束扫描装置基于每一个子像素的灰阶进行扫描投影。

可选地，所述程序被处理器执行时以实现确定所述输入图像中每个像素点的灰阶的步骤时，具体包括以下步骤：

对所述输入图像进行解码处理，获取所述输入图像中每个像素点的灰阶。

可选地，所述程序被处理器执行时以实现根据所述输入图像中相邻像素点的灰阶计算所有子像素的灰阶的步骤时，具体包括以下步骤：

通过拉格朗日插值、牛顿插值、埃尔米特插值、分段插值和样条插值中的任一种插值方法，根据相邻像素点的灰阶计算所有子像素的灰阶；或者

通过拟合方法，根据相邻像素点的灰阶计算所有子像素的灰阶。

可选地，光束扫描装置为单光束扫描装置，所述程序被处理器执行时以实现控制光束扫描装置基于每一个子像素的灰阶进行扫描投影的步骤时，具体包括以下步骤：

按照栅格式扫描方式、螺旋式扫描方式或李萨茹扫描方式，控制所述单光束扫描装置依次扫描每一个子像素，且所述单光束扫描装置在扫描每一个子像素时，所述单光束扫描装置出射的光线为对应子像素的灰阶的光线。

可选地，所述单光束扫描装置具体为单芯光纤或者单光束MEMS扫描装置。

可选地，所述光束扫描装置为多光束扫描装置，所述程序被处理器执行时以实现将所述输入图像的每一个像素点划分为多个子像素的步骤时，具体包括以下步骤：

将所述输入图像的每一个像素点划分为N个子像素，N为所述多光束扫描装置中出光单元的数目，且所述N个子像素的排列方式与所述多光束扫描装置中的N个出光单元的排列方式一致，N为大于等于2的正整数。

可选地，所述光源包括N个发光子单元，所述N个发光子单元与所述多光束扫描装置中的N个出光单元一一对应，且每一个发光子单元生成的光线出射至对应的出光单元中。

可选地，所述程序被处理器执行时以实现控制所述多光束扫描装置按照预设的扫描方式进行扫描投影的步骤时，具体包括以下步骤：

按照栅格式扫描方式、螺旋式扫描方式或李萨茹扫描方式，控制所述多光束扫描装置依次扫描所述输入图像中的每一个像素点，且所述多光束扫描装置在扫描每一个像素点时，所述多光束扫描装置中的每一个出光单元出射对应子像素的灰阶的光线。

可选地，所述多光束扫描装置具体为多芯光纤或者多光束MEMS扫描装置。

本发明实施例中的一个或者多个技术方案，至少具有如下技术效果或者优点：

由于采用了将输入图像的像素点划分为多个子像素，并且根据相邻两个像素点的灰阶插值计算每一个子像素的灰阶的技术方案，所以控制光束扫描装置进行扫描投影后的投影图像与输入图像相比，提高了投影图像的分辨率，提升了投影图像的像素密度，并且还增加了投影图像的色度灰阶，使得投影图像的色彩过渡更自然和柔和，从而能够向用户提供更细腻的视觉体验。

附图说明

图1为本发明实施例提供的扫描投影方法的流程图；

图2A为本发明实施例提供的输入图像的像素点的示意图；

图2B为本发明实施例提供的对输入图像中每一个像素点进行划分的示意图；

图3A为对输入图像进行扫描投影的示意图；

图3B为根据本发明实施例提供的扫描投影方法对输入图像进行扫描投影的示意图；

图3C为本发明实施例提供的选择扫描轨迹的中间部分进行扫描投影的示意图；

图4为本发明实施例一提供的扫描投影设备的结构图；

图5为多芯光纤的结构示意图；

图6为本发明实施例提供的包括两个纤芯的多芯光纤的示意图；

图7为本发明实施例二提供的包括九个纤芯的多芯光纤的截面图；

图8A为本发明实施例提供的输入图像的示意图；

图8B为本发明实施例二提供的输入图像的像素点的示意图；

图8C为本发明实施例二提供的计算所有子像素的灰阶的示意图；

图9为本发明实施例二提供的扫描投影设备的结构示意图。

具体实施方式

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，所描述的实施例仅仅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。

本发明实施例提供一种基于单芯光纤的扫描投影方法及扫描投影设备，用以满足现有技术中对能够提高所投影的图像的分辨率的投影设备的需求。

请参考图1，图1为本发明实施例提供的扫描投影方法的流程图，如图1所示，该方法包括：

S1：获取输入图像，确定输入图像中每一个像素点的灰阶；

S2：将输入图像的每一个像素点划分为多个子像素，并且根据输入图像中相邻两个像素点的灰阶计算所有子像素的灰阶；

S3：控制光束扫描装置基于每一个子像素的灰阶进行扫描投影。

可以看出，由于采用了将输入图像的像素点划分为多个子像素，并且根据相邻两个像素点的灰阶计算每一个子像素的灰阶的技术方案，所以控制光束扫描装置基于每一个子像素的灰阶进行扫描投影后的投影图像与输入图像相比，提高了投影图像的分辨率，提升了投影图像的像素密度，并且还增加了投影图像的色度灰阶，使得投影图像的色彩过渡更自然和柔和，从而能够向用户提供更细腻的视觉体验。

在接下来的部分中，将结合附图，详细介绍上述技术方案。

在具体实施过程中，光束扫描装置可以为单光束扫描装置或多光束扫描装置，单光束扫描装置是指同一时刻出射一道光束的扫描装置，多光束扫描装置是指同一时刻出射多道光束的扫描装置，在接下来的两个实施例中，将分别进行介绍。

实施例一：

在本实施例中，将介绍光束扫描装置具体为单光束扫描装置的情形。

在具体实施过程中，单光束扫描装置具体可以为单芯光纤或者单光束MEMS(中文：Micro Electro Mechanical System；英文：微机电系统)扫描装置，在接下来的部分中，将先以单光束扫描装置具体为单芯光纤来进行介绍。

在S1中，获取输入图像，确定输入图像中每一个像素点的灰阶，具体来讲，可以是在通过HDMI(英文：High Definition Multimedia Interface；中文：高清晰度多媒体接口)、DVI(英文：Digital Visual Interface；中文：数字视频接口)、VGA(英文：VideoGraphics Array；中文：视频图形阵列)、USB(英文：Universal Serial Bus；中文：通用串行总线)或其他输入接口接收到输入图像之后，即能够通过对输入图像进行解码处理，从而确定输入图像中每一个像素点的灰阶。

在实际应用中，对输入图像进行编码处理的方法有很多，例如可以是BMP(英文：Bitmap；中文：位图)、EPS(英文：Encapsulated PostScript；中文：带有预视图象的PS格式)、GIF(英文：Graphics Interchange Format；中文：图像互换格式)、JPG(英文：JointPhotographic Experts GROUP；这是由国际标准组织和国际电话电报咨询委员会为静态图像所建立的第一个国际数字图像压缩标准)、PDF(英文：Portable Document Format；中文：便携式文件格式)、PNG(英文：Portable Network Graphics；中文：便携式网络图形)或TIF(英文：Tag Image File Forma；中文：标签图像文件格式)等等，在此不再列举，在获取输入图像的格式之后，即能够采用对应的图像解码方式对输入图像进行解码处理，从而确定输入图像中每一个像素点的灰阶，在此就不再赘述了。

在S2中，将输入图像的每一个像素点划分为多个子像素，并且根据输入图像中相邻两个像素点的灰阶计算所有子像素的灰阶，具体来讲，为了便于展示对输入图像的像素点的划分过程，在本实施例中，仅以两排像素点、每排各4个像素点来进行介绍，请参考图2A和图2B，图2A为本发明实施例提供的输入图像的像素点的示意图，图2B为本发明实施例提供的对输入图像中每一个像素点进行划分的示意图，如图2A和图2B所示，输入图像的每一个像素点为规则的正方形，每一个像素点被划分为两个长方形的子像素，同时根据相邻两个像素点的灰阶插值计算每一个子像素的灰阶，直到所有子像素的灰阶都计算完成，当然了，需要说明的是，在另一实施例中，可以将输入图像的像素点划分为大小不均匀地两个子像素，在此不做限制。

请继续参考图2A和图2B，如图2A所示，图2A所示的8个像素点的灰阶分别为0、1、2、3、……、7，这样，图2A中的灰阶一共8阶，如图2B所示，将图2A所示的8个像素点按图2B所示的方式划分为16个像素，提高了投影图像的分辨率，提升了投影图像的像素密度，使得投影图像更为细腻，并且由于还根据相邻两个像素点的灰阶插值计算每一个子像素的灰阶，例如通过插值计算后这16个子像素的灰阶分别为0、0.5、1、1.5、2、2.5、3、……、7、7.5，这样，如图2B所示，图2B中的像素点实际为16个，灰阶实际为16阶，还增加了投影图像的色度灰阶，使得投影图像的色彩过渡更加自然和柔和。

在具体实施过程中，对输入图像中像素点进行划分时较优的策略为根据单光束扫描装置的扫描方向进行划分，如图2A和图2B所示，若单芯光纤在扫描灰阶为“0”、“1”、“2”和“3”这四个像素点时的方向为从左至右，则如图2B所示，灰阶为“0”、“1”、“2”和“3”这四个像素点被划分为“0”、“0.5”、“1”、“1.5”、“2”、“2.5”、“3”和“3.5”这八个子像素，在此就不再赘述了。

当然了，可以看出，若输入图像的色彩较少，例如为纯色图像，或者只包含两种或者三种色彩，则对该输入图像的灰阶的提升率有限，但仍然可以提高分辨率，进而提升了投影图像的像素密度，使得投影图像更为细腻，避免用户看到“像素格子”。

需要说明的是，图2B中所示的灰阶为“3.5”和“7.5”这两个子像素的灰阶实质上还取决于右侧的像素点的灰阶，所以这两个子像素的灰阶为“3.5”和“7.5”仅仅是一个示例，按照目前的插值方式，这两个子像素右侧的像素点应当分别为“4”和“8”，若这两个子像素右侧的像素点分别为其他数值，则图2B中所示的灰阶为“3.5”和“7.5”这两个子像素的灰阶也会相应进行调整，在此不再赘述了。

还需要说明的是，在本实施例中，是将一个正方形的像素点划分为两个长方形的子像素，在其他实施例中，本领域所属的技术人员能够根据实际情况，将输入图像的像素点划分为3、4、5甚至更多数量的子像素，以满足实际情况的需要，在此就不再赘述了。

需要进一步说明的是，在本实施例中，这16个子像素的灰阶分别为0、0.5、1、1.5、2、2.5、3、……、7、7.5，仅仅是为了举例说明本实施例中的技术方案，在其他实施例中，本领域所属的技术人员能够根据实际情况，选择合适的插值计算方法，例如可以通过拉格朗日插值、牛顿插值、埃尔米特插值、分段插值和样条插值等插值方法，或者通过拟合方法等等，来计算所有子像素的灰阶，以满足实际情况的需要，在此就不再赘述了。

在S3中，控制光束扫描装置基于每一个子像素的灰阶进行扫描投影，具体来讲，是根据S2中确定的所有子像素的灰阶，控制单芯光纤按照预设的扫描方式进行扫描，并且根据每一个子像素的灰阶，从单芯光纤中出射对应色彩的光线，直到完成对输入图像的扫描，也就是说，单芯光纤在扫描过程中每移动一个子像素的距离，为单芯光纤提供光线的光源即提供相应灰阶的光线，这样，单芯光纤按照预设的扫描方式进行扫描，同时出射与每一个子像素对应色彩的光线到用于投影的屏幕上，例如可以投影在墙壁、幕布等屏幕上等等，根据人眼的暂留效应，用户即能够观看到输入图像在屏幕上形成的投影图像，由于投影图像相对输入图像而言，增加了投影图像的分辨率，提升了投影图像的像素密度，图像显示更为细腻，还增加了投影图像的色度灰阶，图像上的色彩过渡更加自然和柔和。

在实际应用中，光纤的扫描方式有很多种，例如栅格式扫描方式、螺旋式扫描方式或李萨茹扫描方式等等，本领域所属的技术人员能够根据实际情况，选择合适的光纤扫描方式，以满足实际情况的需要，在此就不再赘述了。

在接下来的部分中，将以光纤扫描的方式为栅格式扫描方式来进行介绍，请参考图3A，图3A为对输入图像进行扫描投影的示意图，如图2所示，输入图像中的每一个像素是规则的正方形，并且显示的灰阶与输入图像原本的灰阶一致。

请继续参考图3B，图3B为根据本发明实施例提供的扫描投影方法对输入图像进行扫描投影的示意图，如图3所示，输入图像的每一个像素点被划分两个子像素，每一个子像素为长方形，明显可以看出，投影图像相比输入图像而言，增加了投影图像的分辨率，提升了投影图像的像素密度，使得投影图像更为细腻，还增加了投影图像的色度灰阶，使得投影图像上的色彩过渡更加自然和柔和。

在实际应用中，如图3A和图3B所示，由于单芯光纤在扫描到两侧的部分时速度较慢，并且单芯光纤的扫描轨迹为一条倾斜轨迹，所以在对输入图像两侧的像素点进行扫描投影时会存在一定程度上的重合，因此，为了保证能够向用户提供像素点不会重合的投影图像，请继续参考图3C，图3C为本发明实施例提供的选择扫描轨迹的中间部分进行扫描投影的示意图，如图3C所示，折线为单芯光纤的扫描轨迹，通过虚线进行框选的部分301为选取出的用于进行扫描投影的扫描轨迹，这样，避免了在将单芯光纤的扫描轨迹全部用于对输入图像进行扫描投影而会出现的像素点重合的情况，保证了投影图像的显示效果，在此就不再赘述了。

在实际应用中，单光束MEMS扫描装置具体可以是在MEMS上设置一个反射镜的MEMS振镜，通过MEMS振镜的转动将光源出射的光束按照预设的扫描方式进行扫描即能够实现在屏幕上投影，MEMS振镜的扫描方式与单芯光纤的扫描方式基本一致，在此为了说明书的简洁，就不再赘述了。

基于同一发明构思，本发明实施例另一方面还提供一种扫描投影设备，请参考图4，图4为本实施例提供的扫描投影设备的结构图，如图4所示，该扫描投影设备包括：

输入接口101；

单光束扫描装置102，用于出射光束进行扫描投影，单光束扫描装置102具体可以为单芯光纤或者单光束MEMS扫描装置，单芯光纤具体可以是压电陶瓷光纤等等，单光束MEMS扫描装置具体可以是在MEMS结构上设置一个反射镜的MEMS振镜，等等；

光源103，用于提供单光束扫描装置102进行扫描投影时的光束；

可读存储介质104，可读存储介质104上存储有程序，程序被处理器执行时实现以下步骤：

通过输入接口101获取输入图像，确定输入图像中每一个像素点的灰阶；

将输入图像的每一个像素点划分为多个子像素，并且根据输入图像中相邻像素点的灰阶计算所有子像素的灰阶；

控制单光束扫描装置102进行扫描投影。

在具体实施过程中，程序被处理器执行时以实现确定输入图像中每一个像素点的灰阶的步骤时，具体包括以下步骤：

对输入图像进行解码处理，获取输入图像中每一个像素点的灰阶。

在具体实施过程中，程序被处理器执行时以实现根据输入图像中相邻像素点的灰阶计算所有子像素的灰阶的步骤时，具体包括以下步骤：

通过拉格朗日插值、牛顿插值、埃尔米特插值、分段插值和样条插值中的任一种插值方法，根据相邻像素点的灰阶计算所有子像素的灰阶；或者

通过拟合方法，根据相邻像素点的灰阶计算所有子像素的灰阶。

在具体实施过程中，程序被处理器执行时以实现控制单光束扫描装置102基于每一个子像素的灰阶进行扫描投影的步骤时，具体包括以下步骤：

按照栅格式扫描方式、螺旋式扫描方式或李萨茹扫描方式，控制单光束扫描装置102依次扫描每一个子像素，且单光束扫描装置102在扫描每一个子像素时，单光束扫描装置102出射的光线为对应子像素的灰阶的光线。

在具体实施过程中，请继续参考图4，光源103具体为RGB三色激光光源或者RGB三色LED光源。

在具体实施过程中，请继续参考图4，为了保证单光束扫描装置102在扫描到扫描点图像的某一个子像素时，能够准确出射对应灰阶的光线，扫描投影设备还包括同步装置105，同步装置105与光源103和单光束扫描装置102相连，同步装置105用于将光源103和单光束扫描装置102进行同步。在实际应用中，同步装置105可以集成在扫描投影设备的处理器中，在此不做限制。

本实施例提供的扫描投影设备的具体运行过程在前述部分介绍扫描投影方法时已经进行了详细的介绍，在此为了说明书的简洁，就不再赘述了。

实施例二：

在本实施例中，将介绍光束扫描装置具体为多光束扫描装置的情形。

在具体实施过程中，多光束扫描装置具体可以为多芯光纤或者多光束MEMS(中文：Micro Electro Mechanical System；英文：微机电系统)扫描装置，在接下来的部分中，将先以多光束扫描装置具体为多芯光纤来进行介绍。

请参考图5，图5为多芯光纤的结构示意图，如图5所示，多芯光纤50包括多个纤芯501，纤芯501的具体数目不做限制，以能够满足实际情况的需要即可；这样，在光纤扫描驱动装置的驱动作用下，多个纤芯501会按照预设的扫描方式进行同步运动，在此就不再赘述了。

S1的具体过程在实施例一中已经进行了详细地介绍，在此就不再赘述了。为了说明书的简洁，在本实施例中，将继续以图2A所示的输入图像为例进行介绍。

在S2中，将输入图像的每一个像素点划分为多个子像素，具体来讲，可以是将输入图像的每一个像素点划分为N个子像素，N为多芯光纤中的纤芯数目，且N个子像素的排列方式与多芯光纤中的N个纤芯的排列方式一致。

为了更好的说明本实施例中的技术方案，在本实施例中，将以多芯光纤具体包括两个纤芯、且两个纤芯的排列方式为左右排列为例来进行介绍，请参考图6，图6为本发明实施例提供的包括两个纤芯的多芯光纤的示意图，如图6所示，多芯光纤60包括两个纤芯601，这样，在对输入图像的像素点划分多个子像素时，也即是将图2A所示的输入图像的每一个像素点划分为2个子像素，并且该两个子像素的排列方式与多芯光纤中的2个纤芯的排列方式一致，划分后的子像素排列方式如图2B所示，在其他实施例中，如果多芯光纤包括更多数量的纤芯，则将输入图像的每一个像素点划分为对应数量的子像素，并且对应数量的子像素排列方式与多芯光纤中纤芯的排列方式一致即可，在此就不再赘述了。

在将输入图像的每一个像素点划分为2个子像素之后，即可以根据输入图像中相邻两个像素点的灰阶计算所有子像素的灰阶，从而能够获得输入图像对应的扫描点图像，计算的具体过程见实施例一中的相关介绍，在此就不再赘述了。

在S3中，在通过S2获得扫描点图像之后，即能够根据扫描点图像中每一个子像素的灰阶，控制多芯光纤按照预设的扫描方式进行扫描投影，具体来讲，可以是按照栅格式扫描方式、螺旋式扫描方式或李萨茹扫描方式，控制多芯光纤依次扫描输入图像中的每一个像素点，且多芯光纤在扫描每一个像素点时，多芯光纤中的每一个纤芯出射对应子像素的灰阶的光线。

也就是说，光纤驱动装置控制多芯光纤进行扫描投影的过程中，多芯光纤每对输入图像中一个像素点进行扫描投影时，用于提供光线的光源即会为多芯光纤中的多个纤芯分别提供对应子像素的灰阶的光线，请继续参考图2A和图2B，在控制多芯光纤对图2A所示的输入图像中灰阶为“0”的这一像素点进行扫描时，如图2B所示，多芯光纤中两个纤芯会分别出射灰阶为“0”和“0.5”的两束光线，从而实现对图2B所示的扫描点图像中灰阶为“0”和“0.5”两个子像素的扫描投影，同理，在控制多芯光纤对图2A所示的输入图像中灰阶为“1”的这一像素点进行扫描时，如图2B所示，多芯光纤中两个纤芯会分别出射灰阶为“1”和“1.5”的两束光线，从而实现对图2B所示的扫描点图像中灰阶为“1”和“1.5”两个子像素的扫描投影，以此类推，在多芯光纤完成对输入图像中所有像素点的扫描投影时，相当于通过多芯光纤内的两个纤芯同时对扫描点图像的扫描，明显可以看出，由于控制多芯光纤按照预设的扫描方式进行扫描投影后的投影图像与输入图像相比，提高了投影图像的分辨率，提升了投影图像的像素密度，并且还增加了投影图像的色度灰阶，使得投影图像的色彩过渡更自然和柔和，从而能够向用户提供更细腻的视觉体验。

为了更进一步说明本实施例中的技术方案，在接下来的部分中，将以多芯光纤包括九个纤芯来进行介绍，请参考图7，图7为本发明实施例二提供的包括九个纤芯的多芯光纤的截面图，如图7所示，多芯光纤70包括九个纤芯701，其中位于中间的纤芯相对较为粗大，四周的纤芯的较为细小。

请继续参考图8A，图8A为本发明实施例提供的输入图像的示意图，在本实施例中，将以输入图像包括九个像素点为例来进行介绍，如图8A所示，输入图像具体包括A-I这九个像素点。

通过S1，对输入图像进行解码处理后，即能够确定输入图像中A-I这九个像素点的灰阶，请继续参考图8A，括号内的数值为这九个像素点各自的灰阶，在此就不再赘述了。

在S2中，请继续参考图8B，图8B为本发明实施例二提供的输入图像的像素点的示意图，如图8B所示，每一个像素点被分为九个子像素，该九个子像素的排列方式与图7所示的多芯光纤中纤芯的排列方式一致，并且中间子像素的面积大于四周子像素的面积，也即对输入图像中像素点的划分可以是不均匀的，在此不做限制。

请继续图8C，图8C为本发明实施例二提供的计算所有子像素的灰阶的示意图，如图8C所示，每一个像素点中与其他像素点相交的子像素的灰阶，可以根据该子像素所在像素点与该子像素相交的像素点的灰阶来进行计算，在本实施例中将以相邻像素点的中值进行说明，以像素点A为例来进行说明，像素点A的灰阶为0，像素点B的灰阶为1，则子像素A3的灰阶可以为0.5，同理，子像素A6的灰阶也可以为0.5，子像素A7和子像素A8的灰阶可以为1.5，针对子像素A9而言，由于A9相邻的像素点包括B和D，则A9的灰阶可以是1.3，其计算方式为：A9的灰阶＝(A的灰阶+B的灰阶+C的灰阶)/3。需要说明的是，本实施例中介绍的技术方法仅仅是一种举例，而不是用于限制本发明。

在其他实施例中，本领域所属的技术人员能够根据实际情况，采用前述部分介绍的插值方法或者拟合方法来计算子像素的灰阶，以满足实际情况的需要，在此就不再赘述了。

通过S2计算输入图像中所有子像素的灰阶之后，本发明实施例提供的扫描投影方法即能够进入S3，也即：控制多光束扫描装置基于每一个子像素的灰阶进行扫描投影。

控制多芯光纤对输入图像进行扫描投影的具体过程与实施例一中的过程一致，具体请参考图3A和图3B及实施例一中的相关介绍，在此为了说明书的简洁，就不再赘述了。

在实际应用中，多光束MEMS扫描装置具体可以是在MEMS上设置多个反射镜的MEMS振镜，通过MEMS振镜的转动将光源出射的光束按照预设的扫描方式进行扫描即能够实现在屏幕上投影，多光束MEMS振镜的扫描方式与多芯光纤的扫描方式基本一致，在此为了说明书的简洁，就不再赘述了。

基于同一发明构思，本发明实施例还提供一种扫描投影设备，请参考图9，图9为本实施例提供的扫描投影设备的结构示意图，如图9所示，该扫描投影设备包括：

输入接口901；

多光束扫描装置902，多光束扫描装置902具体可以是多芯光纤或多光束MEMS扫描装置，多芯光纤包括N个纤芯，每一个纤芯相当于多光束扫描装置902的一个出光单元，MEMS扫描装置具体可以是在MEMS结构上设置N个反射镜的MEMS振镜，每一个反射镜相当于多光束扫描装置902的一个出光单元，其中，N为大于等于2的正整数；

光源903，用于提供多光束扫描装置902进行扫描投影时的光束；

可读存储介质904，可读存储介质904上存储有程序，程序被处理器执行时实现以下步骤：

通过输入接口901获取输入图像，确定输入图像中每一个像素点的灰阶；

将输入图像的每一个像素点划分为N个子像素，N为多光束扫描装置902中的出光单元数目，且N个子像素的排列方式与多光束扫描装置902的N个出光单元的排列方式一致，N为大于等2的正整数；

控制多光束扫描装置902基于每一个子像素的灰阶进行扫描投影。

在具体实施过程中，程序被处理器执行时以实现确定输入图像中每一个像素点的灰阶的步骤时，具体包括以下步骤：

对输入图像进行解码处理，获取输入图像中每一个像素点的灰阶。

在具体实施过程中，程序被处理器执行时以实现根据相邻两个像素点的灰阶插值计算每一个子像素的灰阶的步骤时，具体包括以下步骤：

通过拉格朗日插值、牛顿插值、埃尔米特插值、分段插值和样条插值中的任一种插值方法，根据相邻像素点的灰阶计算所有子像素的灰阶；或者

通过拟合方法，根据相邻像素点的灰阶计算所有子像素的灰阶。

在具体实施过程中，光源903包括N个发光子单元，N个发光子单元与多光束扫描装置902中的N个出光一一对应，且每一个发光子单元生成的光线出射至对应的出光单元中。

在具体实施过程中，程序被处理器执行时以实现控制光纤按照预设的扫描方式进行扫描投影的步骤时，具体包括以下步骤：

按照栅格式扫描方式、螺旋式扫描方式或李萨茹扫描方式，控制多光束扫描装置902依次扫描输入图像中的每一个像素点，且多光束扫描装置902在扫描每一个像素点时，多光束扫描装置902中的每一个出光子单元出射对应子像素的灰阶的光线。

在具体实施过程中，请继续参考图9，为了保证光纤在扫描到扫描点图像的某一个子像素时，能够准确出射对应灰阶的光线，扫描投影设备还包括同步装置905，同步装置905与光源903和多光束扫描装置902相连，同步装置905用于将光源903和多光束扫描装置902进行同步。在实际应用中，同步装置905可以集成在扫描投影设备的处理器中，在此不做限制。

本实施例提供的扫描投影设备的具体运行过程在前述部分介绍扫描投影方法时已经进行了详细的介绍，在此为了说明书的简洁，就不再赘述了。

应该注意的是上述实施例对本发明进行说明而不是对本发明进行限制，并且本领域技术人员在不脱离所附权利要求的范围的情况下可设计出替换实施例。在权利要求中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。单词“包含”或“包括”不排除存在未列在权利要求中的元件或步骤。位于元件之前的单词“一”或“一个”不排除存在多个这样的元件。本发明可以借助于包括有若干不同元件的硬件以及借助于适当编程的计算机来实现。在列举了若干装置的单元权利要求中，这些装置中的若干个可以是通过同一个硬件项来具体体现。单词第一、第二、以及第三等的使用不表示任何顺序，可将这些单词解释为名称。

本发明实施例中的一个或者多个技术方案，至少具有如下技术效果或者优点：

由于采用了将输入图像的像素点划分为多个子像素，并且根据相邻两个像素点的灰阶插值计算每个子像素的灰阶的技术方案，所以控制光束扫描装置进行扫描投影后的投影图像与输入图像相比，提高了投影图像的分辨率，提升了投影图像的像素密度，并且还增加了投影图像的色度灰阶，使得投影图像的色彩过渡更自然和柔和，从而能够向用户提供更细腻的视觉体验。

本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。

本说明书(包括任何附加权利要求、摘要和附图)中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。

本发明并不局限于前述的具体实施方式。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。

Claims (13)

1.一种扫描投影方法，其特征在于，包括：

获取输入图像，确定所述输入图像中每一个像素点的灰阶；

当光束扫描装置中包含N个出光单元时，将所述输入图像的每一个像素点划分为N个子像素，且所述N个子像素的排列方式与N个出光单元的排列方式一致，并且根据所述输入图像中相邻像素点的灰阶计算所有子像素的灰阶；其中，N为大于等于2的正整数；

控制光束扫描装置基于每一个子像素的灰阶进行扫描投影。

2.如权利要求1所述的扫描投影方法，其特征在于，所述确定所述输入图像中每一个像素点的灰阶，具体为：

对所述输入图像进行解码处理，获取所述输入图像中每个像素点的灰阶。

3.如权利要求1所述的扫描投影方法，其特征在于，所述根据所述输入图像中相邻像素点的灰阶计算所有子像素的灰阶，具体为：

通过拉格朗日插值、牛顿插值、埃尔米特插值、分段插值和样条插值中的任一种插值方法，根据相邻像素点的灰阶计算所有子像素的灰阶；或者

通过拟合方法，根据相邻像素点的灰阶计算所有子像素的灰阶。

4.如权利要求1所述的扫描投影方法，其特征在于，所述控制光束扫描装置基于每一个子像素的灰阶进行扫描投影，具体为：

按照栅格式扫描方式、螺旋式扫描方式或李萨茹扫描方式，控制所述光束扫描装置依次扫描所述输入图像中的每一个像素点，且所述光束扫描装置在扫描每一个像素点时，所述光束扫描装置中的每一个出光单元出射对应子像素的灰阶的光线。

5.如权利要求1-3中任一项所述的扫描投影方法，其特征在于，所述方法还包括：当所述光束扫描装置为单光束扫描装置时，按照栅格式扫描方式、螺旋式扫描方式或李萨茹扫描方式，控制所述单光束扫描装置依次扫描每一个子像素，且所述单光束扫描装置在扫描每一个子像素时，所述单光束扫描装置出射的光线为对应子像素的灰阶的光线。

6.一种扫描投影设备，其特征在于，包括：

输入接口；

光束扫描装置，用于出射光束进行扫描投影；

光源，用于提供所述光束扫描装置进行扫描投影时的光束；

可读存储介质，所述可读存储介质上存储有程序，所述程序被处理器执行时实现以下步骤：

获取输入图像，确定所述输入图像中每一个像素点的灰阶；

当光束扫描装置中包含N个出光单元时，将所述输入图像的每一个像素点划分为N个子像素，且所述N个子像素的排列方式与N个出光单元的排列方式一致，并且根据所述输入图像中相邻像素点的灰阶计算所有子像素的灰阶；其中，N为大于等于2的正整数；

控制光束扫描装置基于每一个子像素的灰阶进行扫描投影。

7.如权利要求6所述的扫描投影设备，其特征在于，所述程序被处理器执行时以实现确定所述输入图像中每个像素点的灰阶的步骤时，具体包括以下步骤：

对所述输入图像进行解码处理，获取所述输入图像中每个像素点的灰阶。

8.如权利要求6所述的扫描投影设备，其特征在于，所述程序被处理器执行时以实现根据所述输入图像中相邻像素点的灰阶计算所有子像素的灰阶的步骤时，具体包括以下步骤：

通过拉格朗日插值、牛顿插值、埃尔米特插值、分段插值和样条插值中的任一种插值方法，根据相邻像素点的灰阶计算所有子像素的灰阶；或者

通过拟合方法，根据相邻像素点的灰阶计算所有子像素的灰阶。

9.如权利要求6所述的扫描投影设备，其特征在于，所述光源包括N个发光子单元，所述N个发光子单元与所述光束扫描装置中的N个出光单元一一对应，且每一个发光子单元生成的光线出射至对应的出光单元中。

10.如权利要求6所述的扫描投影设备，其特征在于，所述程序被处理器执行时以实现控制所述光束扫描装置按照预设的扫描方式进行扫描投影的步骤时，具体包括以下步骤：

按照栅格式扫描方式、螺旋式扫描方式或李萨茹扫描方式，控制所述光束扫描装置依次扫描所述输入图像中的每一个像素点，且所述光束扫描装置在扫描每一个像素点时，所述光束扫描装置中的每一个出光单元出射对应子像素的灰阶的光线。

11.如权利要求10所述的扫描投影设备，其特征在于，所述光束扫描装置具体为多芯光纤或者多光束MEMS扫描装置。

12.如权利要求6-8中任一项所述的扫描投影设备，其特征在于，所述程序被处理器执行时以实现控制光束扫描装置基于每一个子像素的灰阶进行扫描投影的步骤时，还包括以下步骤：

当光束扫描装置为单光束扫描装置时，按照栅格式扫描方式、螺旋式扫描方式或李萨茹扫描方式，控制所述单光束扫描装置依次扫描每一个子像素，且所述单光束扫描装置在扫描每一个子像素时，所述单光束扫描装置出射的光线为对应子像素的灰阶的光线。

13.如权利要求12中任一项所述的扫描投影设备，其特征在于，所述单光束扫描装置具体为单芯光纤或者单光束MEMS扫描装置。

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