CN109495729B - 投影画面校正方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种投影画面校正方法和系统，方法包括：显示单色图卡，并获取实际显示区域图像；基于实际显示区域图像确定目标显示区域；显示目标图卡，并基于目标图卡在目标显示区域的显示确定坐标映射关系；基于坐标映射关系显示图像。本申请采用显示单色图卡的方式自动识别目标显示区域，采用显示目标图卡的方式确定目标图卡在目标显示区域的实际显示坐标与目标显示图卡中定位点的设定坐标之间的关系，能够推算出定位点的坐标映射关系，从而自动完成实际投影画面与目标显示区域的匹配，无需人工参与，解决了现有激光投影技术中实际投影画面与屏幕匹配操作难度大的技术问题。

Description

投影画面校正方法和系统

技术领域

本发明属于激光投影显示技术领域，具体地说，是涉及一种投影画面校正方法和系统。

背景技术

随着显示技术的发展，激光投影技术应用市场越来越广，目前已广泛应用于家庭，商业，体育文艺，视频会议，交通监控，生产监控等领域，具有广阔的前景。

投影技术为点光源到面显示的光学投影技术，对应的投影主机位置，屏幕位置、屏幕平整度、光学畸变等客观问题决定了实际投影画面很难直接与屏幕完全匹配。

为使实际投影画面与屏幕尽可能的匹配，市场上普遍的做法是：人工调整投影主机位置和屏幕位置，尽量使画面显示到屏幕上；或者，使用几何校正功能，但也是通过人工调整的方式逐点或特征点调整的方式，使实际投影画面与屏幕尽可能的匹配，但费时费力，用户体验较差。

发明内容

本申请提供了一种投影画面校正方法和系统，解决现有激光投影技术中实际投影画面与屏幕匹配操作难度大的技术问题。

为解决上述技术问题，本申请采用以下技术方案予以实现：

提出一种投影画面校正方法，包括：显示单色图卡，并获取实际显示区域图像；基于所述实际显示区域图像确定目标显示区域；显示目标图卡，并基于所述目标图卡在所述目标显示区域的显示确定坐标映射关系；基于所述坐标映射关系显示图像。

提出一种投影画面校正系统，包括投影设备和屏幕，所述投影设备包括显示模块、摄像模块、目标显示区域确定模块和坐标映射关系确定模块；所述显示模块，用于向所述屏幕显示单色图卡；所述摄像模块，用于在显示所述单色图卡后，获取实际显示区域图像；所述目标显示区域确定模块，用于基于所述实际显示区域图像确定目标显示区域；所述显示模块，还用于在确定目标显示区域之后，显示目标图卡；所述摄像模块，获取所述目标图卡在所述目标显示区域的图像；所述坐标映射关系确定模块，用于基于所述目标图卡在所述目标显示区域的显示确定坐标映射关系；所述显示模块，则基于所述坐标映射关系显示图像。

与现有技术相比，本申请的优点和积极效果是：本申请提出的投影画面校正方法和系统中，先通过投影设备向屏幕显示单色图卡，由于投影设备位置、镜头畸变等原因，实际投影图像多不能与屏幕吻合，通常屏幕边框与屏幕本体的反射率不同，基于此，在实际投影图像和屏幕不完全吻合的情况下，屏幕边框与屏幕内的图像交界处会存在亮度跃变，造成像素值不同，因此在显示单色图卡后，能够根据像素值的不同确定与屏幕吻合的目标显示区域；在确定了目标显示区域后，投影设备向目标显示区域显示目标图卡，该目标图卡为预设设定的像素坐标都已知的图卡，在显示目标图卡之后，根据目标图卡在目标显示区域的实际显示坐标与目标显示图卡中定位点的设定坐标之间的关系，能够推算出定位点的坐标映射关系，使得投影设备能够根据该坐标映射关系进行后续的图像显示，使得显示图像能够与目标显示区域吻合，实现实际投影画面与屏幕的自动匹配，相比现有的人工调整的方式，本申请提出的投影画面校正方式无需人工参与，通过显示单色图卡和目标图卡即可自动完成实际投影画面与屏幕的匹配，解决了现有激光投影技术中实际投影画面与屏幕匹配操作难度大的技术问题。

结合附图阅读本申请实施方式的详细描述后，本申请的其他特点和优点将变得更加清楚。

附图说明

图1 为本申请提出的投影画面校正方法的流程图；

图2为本申请提出的投影画面校正方法的实施示意图；

图3为本申请提出的投影画面校正方法的实施示意图；

图4为本申请提出的目标图卡的实施示意图；

图5为本申请提出的目标图卡的实施示意图；

图6为本申请提出的投影画面校正方法的实施示意图；

图7为本申请提出的投影画面校正方法的实施示意图；

图8为本申请提出的投影画面校正方法的实施示意图；

图9为本申请提出的投影画面校正系统的系统架构图。

具体实施方式

下面结合附图对本申请的具体实施方式作进一步详细地说明。

本申请旨在提供一种投影画面校正方法，解决现有激光投影技术中为实现投影画面与屏幕的匹配，人为操作调整存在操作难度大的技术问题，通过单色图卡和目标图卡的显示，自动完成匹配，如图1所示，包括如下步骤：

步骤S11：显示单色图卡，并获取实际显示区域图像。

因投影设备本身安装、镜头畸变等原因，实际投影图像多不能与屏幕完全吻合，需要提前调整投影设备位置，将投影图像尽量吻合或超出屏幕，为减少画质损失，超出屏幕部分越少越好。

投影设备首先显示一帧单色图卡，以白色图卡为优选，因为屏幕边框与屏幕本体的反射率不同，如图2所示，在屏幕边框（黑粗线所示，其中虚线所示为实际显示图像区域）与屏幕本体的图像交界处会存在亮度跃变，也即在像素灰度值上会产生明显的变化，以白色图卡为例，通常屏幕本体内像素的像素点颜色R1G1B1=（255,255,255），而屏幕边框处因材质、颜色不同，像素点颜色RGB会与屏幕本体内的像素点不同，以黑色为例，此时R2G2B2=（0,0,0）。

步骤S12:基于实际显示区域图像确定目标显示区域。

获取到实际显示区域图像后，首先确定与单色图卡不同像素值的区别像素点；然后基于区别像素点确定目标显示区域，也即，通过连接区别像素点的方式确定屏幕边框位置，继而确定了目标显示区域。

步骤S13：显示目标图卡，并基于目标图卡在目标显示区域的显示确定坐标映射关系。

目标图卡，为预先设定的图卡，该图卡上预置定位点，各个定位点的中心坐标；具体的，在确定了目标显示区域后，为目标显示区域设置定位点，定位点遵循等距离原则，数量可以根据实际调整，定位点越密，校正结果越准确；如图3所示，在设置了定位点（图中圆形所示）后，目标显示区域每个定位点的中心坐标也就确定了。

然后基于定位点按照设定规则生成目标图卡；具体的，如图4所示，每个定位点按照一定的颜色或其他规则标记，生成目标图卡。

在确定目标图卡后，向目标显示区域显示该目标图卡，不论是目标图卡全部显示于目标显示区域内，还是目标图卡部分边沿显示于目标显示区域外，均可以根据目标图卡各个定位点的中心坐标，和其对应在目标显示区域内显示的中心坐标进行对比，得到坐标之间的映射关系。

步骤S14：基于坐标映射关系显示图像。

在确定了坐标映射关系之后，则可以基于该坐标映射关系显示图像，使得图像能够与目标显示区域吻合。

下面以具体的实施例对上述本申请提出的投影画面校正方法做出详细说明。

实施例一

在根据步骤S11和步骤S12确定目标显示区域之后；根据步骤S13中所述的目标图卡生成方式生成两幅目标图卡：行目标图卡和列目标图卡；行目标图卡中，每行定位点按照一定的颜色（第一设定规则排列）进行排列，也即，每行定位点相同，均按照第一设定规则排列，例如如图4所示，每行定位点按照RGBYRRGGBBYYRRRGGGBBBYYY……排列；列目标图卡中，每列定位点按照第二设定规则排列，也即，每列定位点相同，均按照第二设定规则排列，例如如图5所示，每列定位点按照RGBYRRGGBBYYRRRGGGBBBYYY……的规则排列。

在显示目标图卡时，如图6所示，首先将行目标图卡和列目标图卡按照设定比例缩小，例如缩小到原大小的80%，继而将行目标图卡和列目标图卡先后显示于目标显示区域（图中黑粗线所示区域）上；在显示行目标图卡后，根据缩小的设定比例，可得图中实际投影区域（虚线所示）的每个定位点坐标（x1,y1）……，与其在目标显示区域中本应该显示的定位点坐标（xa,ya）存在一行坐标映射关系；在显示列目标图卡后，根据缩小的设定比例，可得图中实际投影区域的每个定位点坐标与其在目标显示区域中本应该显示的定位点坐标存在一列坐标映射关系。

根据行坐标映射关系和列坐标映射关系进行行缩进和列缩进，可实现实际投影画面与目标显示区域（也即屏幕）的吻合校正；如图6所示，假如（x1,y1）=（1,1），而其在目标显示区域内的实际投影坐标为（3,4），则在校正显示时，需行缩进2个定位点，列缩进3个定位点。

实施例二

显示目标图卡前的步骤同实施例一。

在显示目标图卡时，如图7所示为常规投影，也即实际投影图像为正常屏幕形状，这其中，实际投影图像可能与目标显示区域基本吻合，可能稍大于目标显示区域或可能稍小于目标显示区域。同实施例一，将行目标图卡和列目标图卡先后显示于目标显示区域上。

因屏幕边框与屏幕外成像不能保证，也即目标显示区域的边框和外部的成像不能保证，举例拍到的图像为如图7所示，图像左上角第一点投影坐标为（1,1），其实际应该在目标显示区域的显示位置为（3,4），则在校正显示时，需行缩进两个定位点，列缩进三个定位点，以补齐投影到屏幕边框外的图像部分。

实施例三

本实施例应用于激光投影拼接融合领域，在根据步骤S11和步骤S12确定目标显示区域之后；根据步骤S13中所述的目标图卡生成方式生成目标图卡之前，基于定位点的设置将目标显示区域划分出两个拼接融合区域L1和L2，如图8所示，每个拼接融合区域的融合带为设定比例个数的定位点，本申请实施例中，融合带的定位点个数占整体定位点个数的20%，也即图示中L标示的范围内。

根据划分的拼接融合区域L1和L2，计算出两台投影设备各自的目标投影显示区域，其中第一台投影设备的目标显示区域宽度为L1，第二台投影设备的目标显示区域宽度为L2，高度均为确定的目标显示区域的高度，第一台投影设备靠左显示，第二台投影设备靠右显示。

在确定了两个拼接融合区域后，为每个拼接融合区域按照设定规则生成目标图卡，可以是一幅，也可以是如实施例一和实施例二的行、列两幅。

然后根据步骤S13和步骤S14确定每个拼接融合区域的坐标映射关系并显示图像，具体参考实施例一和实施例二，此处不予赘述。

基于上述提出的投影画面校正方法，如图9所示，本申请还提出一种投影画面校正系统，包括投影设备9和屏幕10，投影设备9包括显示模块91、摄像模块92、目标显示区域确定模块93和坐标映射关系确定模块94；显示模块91用于向屏幕10显示单色图卡；摄像模块92用于在显示单色图卡后，获取实际显示区域图像；目标显示区域确定模块93用于基于实际显示区域图像确定目标显示区域；显示模块91还用于在确定目标显示区域之后，显示目标图卡；摄像模块92获取目标图卡在目标显示区域的图像；坐标映射关系确定模块94用于基于目标图卡在目标显示区域的显示确定坐标映射关系；显示模块91则基于坐标映射关系显示图像。

具体的，目标显示区域确定模块93包括区别像素点确定单元931和目标显示区域确定单元932；区别像素点确定单元931用于确定与单色图卡不同像素值的区别像素点；目标显示区域确定单元932用于基于区别像素点确定目标显示区域。

显示目标图卡包括行显示目标图卡和列显示目标图卡；行显示目标图卡中，每行像素按照第一设定规则排列；列显示目标图卡中，每列像素按照第二设定规则排列；则目标坐标映射关系确定模块94包括行坐标映射关系确定单元941和列坐标映射关系确定单元942；行坐标映射关系确定单元941用于基于行目标图卡在目标显示区域的显示确定行坐标映射关系；列坐标映射关系确定单元942用于基于列目标图卡在目标显示区域的显示确定列坐标映射关系。

显示模块91包括缩小显示单元911，用于将目标图卡按照设定比例缩小后显示。

该系统还包括目标图卡生成模块95，用于为目标显示区域设定定位点，基于定位点坐标按照设定规则生成目标图卡。

目标图卡生成模块95包括拼接融合区域划分单元951和目标图卡生成单元952；拼接融合区域划分单元951用于基于定位点将目标显示区域划分出若干拼接融合区域，每个拼接融合区域的融合带为设定比例个数的定位点；目标图卡生成单元952用于为每个拼接融合区域按照设定规则生成目标图卡。

具体的投影画面校正系统的校正方法已经在上述实施例中详述，此处不予赘述。

上述本申请提出的投影画面校正方法和系统，先通过投影设备向屏幕显示单色图卡，由于投影设备位置、镜头畸变等原因，实际投影图像多不能与屏幕吻合，通常屏幕边框与屏幕本体的反射率不同，基于此，在实际投影图像和屏幕不完全吻合的情况下，屏幕边框与屏幕内的图像交界处会存在亮度跃变，造成像素值不同，因此在显示单色图卡后，能够根据像素值的不同确定与屏幕吻合的目标显示区域；在确定了目标显示区域后，投影设备向目标显示区域显示目标图卡，该目标图卡为预设设定的像素坐标都已知的图卡，在显示目标图卡之后，根据目标图卡在目标显示区域的实际显示坐标与目标显示图卡中定位点的设定坐标之间的关系，能够推算出定位点的坐标映射关系，使得投影设备能够根据该坐标映射关系进行后续的图像显示，使得显示图像能够与目标显示区域吻合，实现实际投影画面与屏幕的自动匹配，相比现有的人工调整的方式，本申请提出的投影画面校正方式无需人工参与，通过显示单色图卡和目标图卡即可自动完成实际投影画面与屏幕的匹配，解决了现有激光投影技术中实际投影画面与屏幕匹配操作难度大的技术问题。

应该指出的是，上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的普通技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本发明的保护范围。

Claims (8)

1.投影画面校正方法，其特征在于，包括：

显示单色图卡，并获取实际显示区域图像；

基于所述实际显示区域图像确定目标显示区域；

显示目标图卡，并基于所述目标图卡在所述目标显示区域的显示确定坐标映射关系；

基于所述坐标映射关系显示图像；

所述显示目标图卡包括显示行目标图卡和显示列目标图卡；所述行目标图卡中，每行定位点按照第一设定规则排列；所述列目标图卡中，每列定位点按照第二设定规则排列；

则基于所述目标图卡在所述目标显示区域的显示确定坐标映射关系，具体包括：

基于所述行目标图卡在所述目标显示区域的显示确定行坐标映射关系；以及，基于所述列目标图卡在所述目标显示区域的显示确定列坐标映射关系。

2.根据权利要求1所述的投影画面校正方法，其特征在于，显示目标图卡，具体为：

将所述目标图卡按照设定比例缩小并显示。

3.根据权利要求1所述的投影画面校正方法，其特征在于，在显示目标图卡之前，所述方法还包括：

为所述目标显示区域设置定位点；

基于所述定位点按照设定规则生成所述目标图卡。

4.根据权利要求3所述的投影画面校正方法，其特征在于，基于所述定位点按照设定规则生成所述目标图卡，包括：

基于所述定位点将所述目标显示区域划分出若干拼接融合区域，每个所述拼接融合区域的融合带为设定比例个数的定位点；

为每个拼接融合区域按照设定规则生成目标图卡。

5.投影画面校正系统，包括投影设备和屏幕，其特征在于，所述投影设备包括显示模块、摄像模块、目标显示区域确定模块和坐标映射关系确定模块；

所述显示模块，用于向所述屏幕显示单色图卡；

所述摄像模块，用于在显示所述单色图卡后，获取实际显示区域图像；

所述目标显示区域确定模块，用于基于所述实际显示区域图像确定目标显示区域；

所述显示模块，还用于在确定目标显示区域之后，显示目标图卡；所述摄像模块，获取所述目标图卡在所述目标显示区域的图像；

所述坐标映射关系确定模块，用于基于所述目标图卡在所述目标显示区域的显示确定坐标映射关系；

所述显示模块，则基于所述坐标映射关系显示图像；

所述显示目标图卡包括显示行目标图卡和显示列目标图卡；所述行目标图卡中，每行定位点按照第一设定规则排列；所述列目标图卡中，每列定位点按照第二设定规则排列；

则所述坐标映射关系确定模块包括行坐标映射关系确定单元和列坐标映射关系确定单元；所述行坐标映射关系确定单元，用于基于所述行目标图卡在所述目标显示区域的显示确定行坐标映射关系；所述列坐标映射关系确定单元，用于基于所述列目标图卡在所述目标显示区域的显示确定列坐标映射关系。

6.根据权利要求5所述的投影画面校正系统，其特征在于，所述显示模块包括缩小显示单元；

所述缩小显示单元，用于将所述目标图卡按照设定比例缩小后显示。

7.根据权利要求5所述的投影画面校正系统，其特征在于，所述系统还包括目标图卡生成模块；

所述目标图卡生成模块，用于为所述目标显示区域设定定位点，基于所述定位点坐标按照设定规则生成所述目标图卡。

8.根据权利要求7所述的投影画面校正系统，其特征在于，所述目标图卡生成模块包括拼接融合区域划分单元和目标图卡生成单元；

所述拼接融合区域划分单元，用于基于所述定位点将所述目标显示区域划分出若干拼接融合区域，每个所述拼接融合区域的融合带为设定比例个数的定位点；

所述目标图卡生成单元，用于为每个拼接融合区域按照设定规则生成目标图卡。

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