CN110121063A - 自适应不平整幕布矫正的投影仪及其自适应方法 - Google Patents
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Abstract
一种自适应不平整幕布矫正的投影仪及其自适应方法，投影仪包括数据库、图像输入口、显示驱动控制模块、图像处理模块、摄像头模块、光学投影模组和投影仪镜头。本发明投影仪投影在不平整度幕布或者直接投影在墙壁上时，能对原始图像进行数字图像处理，以减少图形畸变程度。
Description
技术领域
本发明涉及前投投影显示领域，特别是一种自适应不平整幕布矫正的投影仪及其自适应方法。
背景技术
目前，前投投影仪都必须配备专门的幕布，往往幕布的不平整度将影响实际投影的效果。这最终将会影响客户实际的观影效果，尤其是在短焦和超短焦投影仪上面，幕布的不平整度将严重影响画面导致画面会出现部分和边缘的扭曲。
发明内容
鉴于上述背景，本发明的目的在于提供一种自适应不平整幕布矫正的投影仪及其自适应方法，该投影仪投影在不平整度幕布或者直接投影在墙壁上时，能对原始图像进行数字图像处理，以减少图形畸变程度。
为实现上述技术目的，本发明的技术解决方案如下：
一种自适应不平整幕布矫正的投影仪，其特点在于包括数据库、图像输入口、显示驱动控制模块、图像处理模块、摄像头模块、光学投影模组和投影仪镜头，所述的图像处理模块的第1输入端、第2输入端分别与所述的数据库的输出端、图像输入口的输出端相连，所述的图像处理模块的输出端与所述的显示驱动控制模块的第1输入端相连，所述的显示驱动控制模块的输出端经所述的光学投影模组与所述的投影仪镜头相连，所述的摄像头模块的输出端与所述的图像处理模块的第3输入端相连。
所述的数据库存储矫正用的测试画面和矫正参数；所述的图像输入口采用接收标准HDMI视频输入口；所述的图像处理模块采用ZYNQ-7000系列FPGA视觉处理模块；所述的摄像头模块采用高清视觉处理摄像头。
上述自适应不平整幕布矫正的投影仪的自适应方法，其特点在于该方法包括如下步骤：
1)首先所述的图像处理模块将所述的数据库存储的用于测试的黑白格测试图发送给所述的显示驱动控制模块，该显示驱动控制模块将所述的黑白格测试图通过光机模组和镜头成像到幕布上，形成静态黑白格测试图像；
2)所述的摄像头模块对幕布上的直角测试点状画面图进行拍照获得静态黑白格测试图像并输入所述的图像处理模块；
3)所述的图像处理模块通过类似相机的标定方式，建立摄像芯片图像坐标(x，y)和成像芯片图像坐标对应关系(u，v)；
4)：所述的图像处理模块通过视觉处理算法对所述的静态黑白格测试图像进行黑白格交点坐标识别，对图像进行解析，判断所述的静态黑白格测试图像是否产生畸变，若所述的静态黑白格测试图像未达到允许的畸变范围，所述的图像处理模块则对黑白格图像的畸变部分对应的原始图像的部分像素进行拟合处理，以降低静态黑白格测试图像的畸变，获得修正的黑白格测试图的参数，保存该修正的黑白格测试图的参数，并按该修正的黑白格测试图的参数修正黑白格测试图后传输给所述的显示驱动控制模块；
5)所述的显示驱动控制模块将修正的黑白格测试图通过光机模组和镜头在幕布上投影出修正后的静态黑白格测试图像；
6)所述的摄像头模块对幕布上成像的修正后的静态黑白格测试图像拍照，获得修正的图像；
7)所述的图像处理模块判断所述的修正的图像是否达到允许的畸变范围，如果没有达到允许的畸变范围，返回步骤4)；当修正的图像达到允许的畸变范围，则保存该修正的黑白格测试图的参数并进入下一步；
8)所述的图像处理模块启动所述的所述的图像输入口输入图像，所述的显示驱动控制按修正的黑白格测试图的参数对输入图像一一进行修正，再将修正后的输入图像不断地输入所述的显示驱动控制模块，所述的显示驱动控制模块通过所述的光机模组和镜头成像到幕布上。
本发明的技术效果如下：
该投影仪投影在不平整度幕布或者直接投影在墙壁上时，通过摄像模块和图像处理对幕布和墙壁的不平整度进行一定的感知认识，从而反向的对原始图像进行数字图像处理形成一定的反馈调节，以减少最终成像图形畸变程度，提高投影仪的适应能力和提高一定的观赏效果。
附图说明
图1是本发明自适应不平整幕布矫正的投影仪实施例原理框图。
图2是流程框图。
图3是成像芯片，摄像芯片(CMOS或者CCD)，投影幕布坐标体系。
图4是直角点状测试图
图5是对角点状测试图
图6是黑白方格测试图
具体实施方式
下面参考附图并结合实施例对本发明作进一步说明，但不应以此限制本发明的保护范围。
先请参阅图1，图1是本发明自适应不平整幕布矫正的投影仪框图，由图可见，本发明自适应不平整幕布矫正的投影仪，包括数据库1、图像输入口2、显示驱动控制模块3、图像处理模块4、摄像头模块5、光学投影模组6)和投影仪镜头7，所述的图像处理模块4的第1输入端、第2输入端分别与所述的数据库1的输出端、图像输入口2的输出端相连，所述的图像处理模块4的输出端与所述的显示驱动控制模块3的第1输入端相连，所述的显示驱动控制模块3的输出端经所述的光学投影模组6与所述的投影仪镜头7相连，所述的摄像头模块5的输出端与所述的图像处理模块4的第3输入端相连。
实施例
所述的数据库1存储矫正用的测试画面和矫正参数；所述的图像输入口2采用接收标准HDMI视频输入口；所述的图像处理模块4采用ZYNQ-7000系列FPGA视觉处理模块；所述的摄像头模块5采用高清视觉处理摄像头。
所述的自适应不平整幕布矫正的投影仪的自适应方法，该方法包括如下步骤：(参见图2)
1)首先所述的图像处理模块4将所述的数据库1存储的用于测试的黑白格测试图(参见图4)发送给所述的显示驱动控制模块3，该显示驱动控制模块3将所述的点状测试图通过光机模组6和镜头7成像到幕布上，形成点状测试图像；
2)所述的摄像头模块5对幕布上的直角测试点状画面图进行拍照获得点状
测试图像并输入所述的图像处理模块4；
3)所述的图像处理模块4通过类似相机的标定方式，建立摄像芯片图像坐标(x，y)和成像芯片图像坐标对应关系(u，v)(参见图3)；
4)所述的图像处理模块4通过视觉处理算法对所述的静态黑白格测试图像进行黑白格交点坐标识别，对图像进行解析，判断所述的静态黑白格测试图像是否产生畸变，若所述的静态黑白格测试图像未达到允许的畸变范围，所述的图像处理模块4则对黑白格图像的畸变部分对应的原始图像的部分像素进行拟合处理，以降低静态黑白格测试图像的畸变，获得修正的黑白格测试图的参数，保存该修正的黑白格测试图的参数，并按该修正的黑白格测试图的参数修正黑白格测试图后传输给所述的显示驱动控制模块3；
5)所述的显示驱动控制模块3将修正的黑白格测试图通过光机模组6和镜头7在幕布上投影出修正后的静态黑白格测试图像(参见图6)；
6)所述的摄像头模块5对幕布上成像的修正后的静态黑白格测试图像拍照，获得修正的图像；
7)所述的图像处理模块4判断所述的修正的图像是否达到允许的畸变范围，如果没有达到允许的畸变范围，返回步骤4)；当修正的图像达到允许的畸变范围，则保存该修正的黑白格测试图的参数，并进入下一步；
8)所述的图像处理模块4启动所述的所述的图像输入口2输入图像，所述的显示驱动控制3按修正的黑白格测试图的参数对输入图像一一进行修正，再将修正后的输入图像不断地输入所述的显示驱动控制模块3，所述的显示驱动控制模块3通过所述的光机模组6和镜头7成像到幕布上。
实验表明，本发明投影仪投影在不平整度幕布或者直接投影在墙壁上时，能对原始图像进行数字图像处理，以减少图形畸变程度。
Claims (3)
1.一种自适应不平整幕布矫正的投影仪，其特征在于包括数据库(1)、图像输入口(2)、显示驱动控制模块(3)、图像处理模块(4)、摄像头模块(5)、光学投影模组(6)和投影仪镜头(7)，所述的图像处理模块(4)的第1输入端、第2输入端分别与所述的数据库(1)的输出端、图像输入口(2)的输出端相连，所述的图像处理模块(4)的输出端与所述的显示驱动控制模块(3)的第1输入端相连，所述的显示驱动控制模块(3)的输出端经所述的光学投影模组(6)与所述的投影仪镜头(7)相连，所述的摄像头模块(5)的输出端与所述的图像处理模块(4)的第3输入端相连。
2.根据权利要求1所述的自适应不平整幕布矫正的投影仪，其特征在于所述的数据库(1)存储矫正用的测试画面和矫正参数；所述的图像输入口(2)采用接收标准HDMI视频输入口；所述的图像处理模块(4)采用ZYNQ-7000系列FPGA视觉处理模块；所述的摄像头模块(5)采用高清视觉处理摄像头。
3.权利要求1所述的自适应不平整幕布矫正的投影仪的自适应方法，其特征在于该方法包括如下步骤：
1)首先所述的图像处理模块(4)将所述的数据库(1)存储的用于测试的黑白格测试图发送给所述的显示驱动控制模块(3)，该显示驱动控制模块(3)将所述的黑白格测试图通过光机模组(6)和镜头(7)成像到幕布上，形成静态黑白格测试图像；
2)所述的摄像头模块(5)对幕布上的直角测试点状画面图进行拍照获得静态黑白格测试图像并输入所述的图像处理模块(4)；
3)所述的图像处理模块(4)通过类似相机的标定方式，建立摄像芯片图像坐标(x，y)和成像芯片图像坐标对应关系(u，v)；
4)：所述的图像处理模块(4)通过视觉处理算法对所述的静态黑白格测试图像进行黑白格交点坐标识别，对图像进行解析，判断所述的静态黑白格测试图像是否产生畸变，若所述的静态黑白格测试图像未达到允许的畸变范围，所述的图像处理模块(4)则对黑白格图像的畸变部分对应的原始图像的部分像素进行拟合处理，以降低静态黑白格测试图像的畸变，获得修正的黑白格测试图的参数，保存该修正的黑白格测试图的参数或替换原有的修正的黑白格测试图的参数，并按该修正的黑白格测试图的参数修正黑白格测试图后传输给所述的显示驱动控制模块(3)；
5)所述的显示驱动控制模块(3)将修正的黑白格测试图通过光机模组(6)和镜头(7)在幕布上投影出修正后的静态黑白格测试图像；
6)所述的摄像头模块(5)对幕布上成像的修正后的静态黑白格测试图像拍照，获得修正的图像；
7)所述的图像处理模块(4)判断所述的修正的图像是否达到允许的畸变范围，如果没有达到允许的畸变范围，返回步骤4)；当修正的图像达到允许的畸变范围，则保存该修正的黑白格测试图的参数，进入下一步；
8)所述的图像处理模块(4)启动所述的所述的图像输入口(2)输入图像，所述的显示驱动控制(3)按修正的黑白格测试图的参数对输入图像一一地进行修正，再将修正后的输入图像不断地输入所述的显示驱动控制模块(3)，所述的显示驱动控制模块(3)通过所述的光机模组(6)和镜头(7)成像到幕布上。
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