CN111182282B - 检测投影对焦区域的方法、装置和投影仪 - Google Patents

Abstract

本发明涉及投影对焦技术领域，实施例具体公开一种检测投影对焦区域的方法、装置、投影仪和可读存储介质。本申请通过获取多张投影画面图像，对比不同投影画面图像差异，然后叠加所有差异获得差异区域及其对应的最小外接矩形区域，根据预设比例关系从最小外接矩形区域中提取对焦区域的方法，可以在投影播放画面的同时，准确定位到投影画面中的对焦区域。

Description

检测投影对焦区域的方法、装置和投影仪

技术领域

本发明涉及投影对焦技术领域，具体涉及一种检测投影对焦区域的方法、装置、投影仪和可读存储介质。

背景技术

现有的投影对焦方法主要分为两种，一种是没有对焦图，但在播放视频时往往会对焦失败，一种是有对焦图，但对焦图的形状会受画面梯形校正的影响，影响对焦得鲁棒性。

发明内容

有鉴于此，本申请提供一种检测投影对焦区域的方法、装置、投影仪和可读存储介质，解决或者至少部分解决上述存在的问题。

为解决以上技术问题，本发明提供的技术方案是一种检测投影对焦区域的方法，包括：

获取多张投影画面图像，分析各张投影画面图像之间的图像差异点；

根据所有的图像差异点，获得图像差异区域；

计算图像差异区域的最小外接矩形区域；

根据预设比例关系，从最小外接矩形区域中获得投影对焦区域。

优选的，所述获取多张投影画面图像，分析各张投影画面图像之间的图像差异点的方法包括：

获取第一张投影画面图像，将第一张投影画面图像作为参考图像；

获取下一张投影画面图像，计算参考图像与该下一张投影画面图像的各个对应像素点的亮度差值，将亮度差值大于预设亮度阈值的像素点标记为差异点；

判断所有投影画面图像是否采集完成，若否，则返回上一步，若是，则进入根据所有的图像差异点，获得图像差异区域步骤。

优选的，所述根据所有的图像差异点，获得图像差异区域的方法包括：

建立一个与投影画面图像大小相同的图像模板，将该图像模板上的每一个像素点都标记为无差异；

根据获得的每一张投影画面图像的差异点将图像模板上对应的像素点标记为差异点，图像模板上的所有差异点构成图像差异区域。

优选的，所述根据所有的图像差异点，获得图像差异区域的方法还包括：

判断图像差异区域是否满足预设尺寸要求和长宽比要求，若是，则进入计算图像差异区域的最小外接矩形区域步骤，若否，则进入下一步；

获取投影对焦图像，分析投影画面图像与投影对焦图像的图像差异点，并将图像模板上对应的像素点标记为差异点，图像模板上的所有差异点构成图像差异区域。

优选的，所述计算图像差异区域的最小外接矩形区域的方法包括：

在图像的标准坐标系下，获取差异点中分布坐标的最大值和最小值，得到X的最大值Xmax和最小值Xmin，以及Y的最大值Ymax和最小值Ymin，得到一个左上角坐标(Xmin，Ymax)和右下角坐标(Xmax，Ymin)的矩形区域，计算矩形区域面积值，将其更新为最小矩形区域的面积值；

将图像的标准坐标系每转动角度theta后，获取差异点中分布坐标的最大值和最小值，得到X的最大值Xmax和最小值Xmin，以及Y的最大值Ymax和最小值Ymin，得到一个左上角坐标(Xmin，Ymax)和右下角坐标(Xmax，Ymin)的矩形区域，计算矩形区域面积值，若矩形区域面积值小于最小矩形区域的面积值，则将其更新为最小矩形区域的面积值，theta∈(0-90°)，直到定位到最小外接矩形区域。

优选的，所述根据预设比例关系，从最小外接矩形区域中获得投影对焦区域的方法包括：根据预设的投影对焦区域与投影画面区域的宽度比值和高度比值，从最小外接矩形区域中获得投影对焦区域。

本发明提供一种检测投影对焦区域的装置，包括：

差异点获取模块，用于获取多张投影画面图像，分析各张投影画面图像之间的图像差异点；

差异区域获取模块，用于根据所有的图像差异点，获得图像差异区域；

外接矩形计算模块，用于计算图像差异区域的最小外接矩形区域；

对焦区域计算模块，用于根据预设比例关系，从最小外接矩形区域中获得投影对焦区域。

优选的，所述差异点获取模块包括：

参考图像获取单元，用于获取第一张投影画面图像，将第一张投影画面图像作为参考图像；

差异点获取单元，用于获取第二张投影画面图像，计算第一张投影画面图像与第二张投影画面图像各个对应像素点的亮度差值，将亮度差值大于预设亮度阈值的像素点标记为差异点，照此方法获取后面每一张投影画面图像与第一张投影画面图像的图像差异点。

优选的，所述差异区域获取模块包括：

图像模板建立单元，用于建立一个与投影画面图像大小相同的图像模板，将该图像模板上的每个像素点都标记为无差异；

差异区域获取单元，用于每当获得第一张投影画面图像和后面一张投影画面图像的差异点时，就将图像模板上与其位置对应的无差异点更新为差异点，最终获得的图像模板上的所有差异点即为图像差异区域。

优选的，所述差异区域获取模块还包括：

差异区域判断单元，用于判断图像差异区域是否满足预设尺寸要求和长宽比要求，若是，则进入计算图像差异区域的最小外接矩形区域步骤，若否，则进入下一步；

差异区域更新单元，用于获取投影对焦图像，并获取第一张投影画面图像与投影对焦图像的图像差异点，将图像模板上与其位置对应的无差异点更新为差异点，最终获得的图像模板上的所有差异点即为图像差异区域。

优选的，所述外接矩形计算模块包括：

外接矩形获取单元，用于在图像的标准坐标系下，获取差异点中分布坐标的最大值和最小值，得到X的最大值Xmax和最小值Xmin，以及Y的最大值Ymax和最小值Ymin，得到一个左上角坐标(Xmin，Ymax)和右下角坐标(Xmax，Ymin)的矩形区域，计算矩形区域面积值，将其更新为最小矩形区域的面积值；

外接矩形更新单元，用于将图像的标准坐标系每转动角度theta后，获取差异点中分布坐标的最大值和最小值，得到X的最大值Xmax和最小值Xmin，以及Y的最大值Ymax和最小值Ymin，得到一个左上角坐标(Xmin，Ymax)和右下角坐标(Xmax，Ymin)的矩形区域，计算矩形区域面积值，若矩形区域面积值小于最小矩形区域的面积值，则将其更新为最小矩形区域的面积值，theta∈(0-90°)，直到定位到最小外接矩形区域。

优选的，所述对焦区域计算模块用于根据预设的投影对焦区域与投影画面区域的宽度比值和高度比值，从最小外接矩形区域中获得投影对焦区域。

本发明还提供一种投影仪，包括：

存储器，用于存储计算机程序；

处理器，用于执行所述计算机程序以实现如上述检测投影对焦区域的方法的步骤。

本发明还提供一种可读存储介质，所述可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上述检测投影对焦区域的方法的步骤。

本申请与现有技术相比，其有益效果详细说明如下：本申请通过获取多张投影画面图像，对比不同投影画面图像差异，然后叠加所有差异获得差异区域及其对应的最小外接矩形区域，根据预设比例关系从最小外接矩形区域中提取对焦区域的方法，可以在投影播放画面的同时，准确定位到投影画面中的对焦区域。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例，下面将对实施例中所需要使用的附图做简单的介绍，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，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种检测投影对焦区域的方法流程示意图；

图2为本发明实施例提供的一种获取多张投影画面图像，分析各张投影画面图像之间的图像差异点的方法流程示意图；

图3为本发明实施例提供的一种获得图像差异区域的方法流程示意图；

图4为本发明实施例提供的另一种获得图像差异区域的方法流程示意图；

图5为本发明实施例提供的检测投影对焦区域的实例示意图；

图6为本发明实施例提供的检测投影对焦区域的装置结构示意图。

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，所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护范围。

为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。

如图1所示，本发明实施例提供一种检测投影对焦区域的方法，包括：

S11：获取多张投影画面图像，分析各张投影画面图像之间的图像差异点；

S12：根据所有的图像差异点，获得图像差异区域；

S13：计算图像差异区域的最小外接矩形区域；

S14：根据预设比例关系，从最小外接矩形区域中获得投影对焦区域。

需要说明的是，本申请提供的检测投影对焦区域的方法/装置可以应用于投影仪、投影机、投影电视等具有投影功能的电子设备，且该电子设备包含投影功能模块(光机等)和拍摄功能模块(摄像头等)，其中，投影功能模块用于投射图像到投影面，拍摄功能模块用于拍摄投影面上的投影画面获得投影画面图像。

如图2所示，需要说明的是，S11的方法包括：

S111：获取第一张投影画面图像，将第一张投影画面图像作为参考图像；

S112：获取下一张投影画面图像，计算参考图像与该下一张投影画面图像的各个对应像素点的亮度差值，将亮度差值大于预设亮度阈值的像素点标记为差异点；

S113：判断所有投影画面图像是否采集完成，若否，则返回S112，若是，则进入S12。

具体的，在投影对焦时，投影自带的摄像头实时拍摄投影画面获得一组投影画面图像。例如，可以连续拍摄五张投影画面图像，投影画面图像序列F1-F5，然后分别对比F2-F5与F1的图像差异，首先将获取的第一张投影画面图像作为参考图像，然后获取第二投影画面图像，对比第一张投影画面图像和第二张投影画面图像的差异，可以直接对两张图像的对应像素点亮度做差值对比，设定一个阈值T，如果差值大于T，就把该点标记为差异点，后面的3张投影画面图像均采用相同的方法获取图像差异点。

如图3所示，需要说明的是，S12的方法包括：

S121：建立一个与投影画面图像大小相同的图像模板，将该图像模板上的每一个像素点都标记为无差异；

S122：根据获得的每一张投影画面图像的差异点将图像模板上对应的像素点标记为差异点，图像模板上的所有差异点构成图像差异区域。

具体的，首先要建立一张和摄像头拍图大小一致的图像模板，该图像模板上的每个像素点都标记为无差异，在对比第一张图像和后续图像过程中，更新每个像素点是否出现差异，只更新无差异的像素点，如果该像素点已标记为差异就不会再更新，这样在对比多张图像后，所有的差异点都会在图像模板上呈现，获得差异区域。

如图4所示，需要说明的是，S12的方法，在上述方法的基础上还包括：

S123：判断图像差异区域是否满足预设尺寸要求和长宽比要求，若是，则进入计算图像差异区域的最小外接矩形区域步骤，若否，则进入S124；

S124：获取投影对焦图像，分析投影画面图像与投影对焦图像的图像差异点，并将图像模板上对应的像素点标记为差异点，图像模板上的所有差异点构成图像差异区域。

具体的，如果投影画面一直没有变化，就会出现没有画面差异点的情况，获取的投影画面变化很小，那么画面差异点很少，对应的差异区域也很小，那就会影响后面的对焦区域的获取，因此需要判断图像差异区域是否满足预设尺寸要求和长宽比要求，若是，则进入计算图像差异区域的最小外接矩形区域步骤，若否，则需要投射对焦图后获取投影对焦图像，分析投影画面图像与投影对焦图像的图像差异点，这里还是将投影对焦图像与第一张投影画面图像进行比较获得图像差异点，并将图像模板上对应的像素点标记为差异点，图像模板上的所有差异点构成图像差异区域。例如，软件对差异区域的面积大小做限制，对长宽比例做限制如16：9，如果满足预设要求则差异区域符合要求，否则就要投射对焦图继续处理。对焦图的作用是为了保证投射的画面有变化，这样摄像头拍摄到图像就有差异，便于定位到对焦区域。对焦图的区域要保证对焦区域的四周都标记，方便能够定位到完整的对焦区域。

需要说明的是，S13的方法包括：

在图像的标准坐标系下，获取差异点中分布坐标的最大值和最小值，得到X的最大值Xmax和最小值Xmin，以及Y的最大值Ymax和最小值Ymin，得到一个左上角坐标(Xmin，Ymax)和右下角坐标(Xmax，Ymin)的矩形区域，计算矩形区域面积值，将其更新为最小矩形区域的面积值；

将图像的标准坐标系每转动角度theta后，获取差异点中分布坐标的最大值和最小值，得到X的最大值Xmax和最小值Xmin，以及Y的最大值Ymax和最小值Ymin，得到一个左上角坐标(Xmin，Ymax)和右下角坐标(Xmax，Ymin)的矩形区域，计算矩形区域面积值，若矩形区域面积值小于最小矩形区域的面积值，则将其更新为最小矩形区域的面积值，theta∈(0-90°)，直到定位到最小外接矩形区域。

具体的，软件首先在图像的标准坐标系下获取差异点中分布坐标的最大、最小值，得到X的最大最小值，Xmin、Xmax，Y的最大最小值，Ymin、Ymax，然后得到一个左上角坐标(Xmin，Ymax)，右下角坐标(Xmax,Ymin)的矩形区域，计算矩形区域面积值，记为最小矩形区域的面积值。

接下来软件按照预设角度theta转动图像坐标系，每移动图像坐标系一次，获取差异点中分布坐标的最大、最小值，得到X的最大最小值，Xmin、Xmax，Y的最大最小值，Ymin、Ymax，然后得到一个左上角坐标(Xmin，Ymax)右下角坐标(Xmax，Ymin)的矩形区域，计算矩形区域面积值，如果矩形区域面积值小于最小矩形区域的面积值，则将其更新为最小矩形区域的面积值，theta的取值范围是0-90°，通过不断调整图像坐标系的角度，获取矩形区域并计算矩形区域面积，就可以找到最小外接矩形区域。矩形区域面积刚开始可能会逐渐变小，到了某个角度图像坐标系后，矩形区域面积又会变大，那么此时返回上一个角度的图像坐标系，在这个角度的图像坐标系获得的矩形区域即为最小外接矩形区域。

需要说明的是，S14的方法包括：根据预设的投影对焦区域与投影画面区域的宽度比值和高度比值，从最小外接矩形区域中获得投影对焦区域。比如我们预设的对焦logo区域占整个投影画面宽的1/3，高的1/3，通过这个关系我们就可以在最小矩形区域中定位到对焦logo区域。

如图5所示，举例说明检测投影对焦区域的方法，开启对焦功能后，投影自带的摄像头连续拍摄投影画面获得5张投影画面图像，投影画面图像序列F1-F5，然后分别对比F2-F5与F1的图像差异，然后把所有的图像差异做叠加，得到图像B，图像B中的图像差异就是整个差异区域。为了保证以上处理可以兼容到动态画面和静态画面，当发现差异区域不符合预设要求时，会投射一张对焦图，这张对焦图足够和F1图像有差别，定位到B图像中差异区域，再对B图像中的区域做图形学操作，定位到最大外接矩形R，最大外接矩形R就是投影区域在摄像头中的位置，然后根据对焦logo在原始图像中得比例关系，定位到摄像头中得对焦logo区域PA。

如图6所示，本发明实施例还提供一种检测投影对焦区域的装置，包括：

差异点获取模块21，用于获取多张投影画面图像，分析各张投影画面图像之间的图像差异点；

差异区域获取模块22，用于根据所有的图像差异点，获得图像差异区域；

外接矩形计算模块23，用于计算图像差异区域的最小外接矩形区域；

对焦区域计算模块24，用于根据预设比例关系，从最小外接矩形区域中获得投影对焦区域。

需要说明书的是，差异点获取模块21包括：

参考图像获取单元，用于获取第一张投影画面图像，将第一张投影画面图像作为参考图像；

差异点获取单元，用于获取第二张投影画面图像，计算第一张投影画面图像与第二张投影画面图像各个对应像素点的亮度差值，将亮度差值大于预设亮度阈值的像素点标记为差异点，照此方法获取后面每一张投影画面图像与第一张投影画面图像的图像差异点。

需要说明书的是，差异区域获取模块22包括：

图像模板建立单元，用于建立一个与投影画面图像大小相同的图像模板，将该图像模板上的每个像素点都标记为无差异；

差异区域获取单元，用于每当获得第一张投影画面图像和后面一张投影画面图像的差异点时，就将图像模板上与其位置对应的无差异点更新为差异点，最终获得的图像模板上的所有差异点即为图像差异区域。

需要说明书的是，差异区域获取模块22还包括：

差异区域判断单元，用于判断图像差异区域是否满足预设尺寸要求和长宽比要求，若是，则进入计算图像差异区域的最小外接矩形区域步骤，若否，则进入下一步；

差异区域更新单元，用于获取投影对焦图像，并获取第一张投影画面图像与投影对焦图像的图像差异点，将图像模板上与其位置对应的无差异点更新为差异点，最终获得的图像模板上的所有差异点即为图像差异区域。

需要说明书的是，外接矩形计算模块23包括：

外接矩形获取单元，用于在图像的标准坐标系下，获取差异点中分布坐标的最大值和最小值，得到X的最大值Xmax和最小值Xmin，以及Y的最大值Ymax和最小值Ymin，得到一个左上角坐标(Xmin，Ymax)和右下角坐标(Xmax，Ymin)的矩形区域，计算矩形区域面积值，将其更新为最小矩形区域的面积值；

外接矩形更新单元，用于将图像的标准坐标系每转动角度theta后，获取差异点中分布坐标的最大值和最小值，得到X的最大值Xmax和最小值Xmin，以及Y的最大值Ymax和最小值Ymin，得到一个左上角坐标(Xmin，Ymax)和右下角坐标(Xmax，Ymin)的矩形区域，计算矩形区域面积值，若矩形区域面积值小于最小矩形区域的面积值，则将其更新为最小矩形区域的面积值，theta∈(0-90°)，直到定位到最小外接矩形区域。

需要说明书的是，对焦区域计算模块24用于根据预设的投影对焦区域与投影画面区域的宽度比值和高度比值，从最小外接矩形区域中获得投影对焦区域。

本发明实施例还提供一种投影仪，包括：存储器，用于存储计算机程序；处理器，用于执行计算机程序以实现如上述检测投影对焦区域的方法的步骤。

本发明实施例还提供一种可读存储介质，可读存储介质存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现如上述检测投影对焦区域的方法的步骤。

图6所对应实施例中特征的说明可以参见图1-5所对应实施例的相关说明，这里不再一一赘述。

以上对本发明实施例所提供的一种检测投影对焦区域的方法、装置、投影仪和可读存储介质进行了详细介绍。说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以直接用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。

Claims (8)

1.一种检测投影对焦区域的方法，其特征在于，包括：

获取多张投影画面图像，分析各张投影画面图像之间的图像差异点，包括：获取第一张投影画面图像，将第一张投影画面图像作为参考图像；获取下一张投影画面图像，计算参考图像与该下一张投影画面图像的各个对应像素点的亮度差值，将亮度差值大于预设亮度阈值的像素点标记为差异点；判断所有投影画面图像是否采集完成，若否，则返回上一步，若是，则进入根据所有的图像差异点，获得图像差异区域步骤；

根据所有的图像差异点，获得图像差异区域；

若所述图像差异区域满足预设尺寸要求和长宽比要求，则计算图像差异区域的最小外接矩形区域；

根据预设比例关系，从最小外接矩形区域中获得投影对焦区域。

2.根据权利要求1所述的检测投影对焦区域的方法，其特征在于，所述根据所有的图像差异点，获得图像差异区域的方法包括：

建立一个与投影画面图像大小相同的图像模板，将该图像模板上的每一个像素点都标记为无差异；

根据获得的每一张投影画面图像的差异点将图像模板上对应的像素点标记为差异点，图像模板上的所有差异点构成图像差异区域。

3.根据权利要求1所述的检测投影对焦区域的方法，其特征在于，所述若所述图像差异区域满足预设尺寸要求和长宽比要求，则计算图像差异区域的最小外接矩形区域的方法包括：

判断图像差异区域是否满足预设尺寸要求和长宽比要求，若是，则计算图像差异区域的最小外接矩形区域，若否，则进入下一步；

获取投影对焦图像，分析投影画面图像与投影对焦图像的图像差异点，并将图像模板上对应的像素点标记为差异点，图像模板上的所有差异点构成图像差异区域，再计算图像差异区域的最小外接矩形区域。

4.一种检测投影对焦区域的装置，其特征在于，包括：

差异点获取模块，用于获取多张投影画面图像，分析各张投影画面图像之间的图像差异点，包括参考图像获取单元，用于获取第一张投影画面图像，将第一张投影画面图像作为参考图像；差异点获取单元，用于获取第二张投影画面图像，计算第一张投影画面图像与第二张投影画面图像各个对应像素点的亮度差值，将亮度差值大于预设亮度阈值的像素点标记为差异点，照此方法获取后面每一张投影画面图像与第一张投影画面图像的图像差异点；

差异区域获取模块，用于根据所有的图像差异点，获得图像差异区域；

外接矩形计算模块，用于若所述图像差异区域满足预设尺寸要求和长宽比要求，则计算图像差异区域的最小外接矩形区域；

对焦区域计算模块，用于根据预设比例关系，从最小外接矩形区域中获得投影对焦区域。

5.根据权利要求4所述的检测投影对焦区域的装置，其特征在于，所述差异区域获取模块包括：

图像模板建立单元，用于建立一个与投影画面图像大小相同的图像模板，将该图像模板上的每个像素点都标记为无差异；

差异区域获取单元，用于每当获得第一张投影画面图像和后面一张投影画面图像的差异点时，就将图像模板上与其位置对应的无差异点更新为差异点，最终获得的图像模板上的所有差异点即为图像差异区域。

6.根据权利要求4所述的检测投影对焦区域的装置，其特征在于，所述外接矩形计算模块包括：

差异区域判断单元，用于判断图像差异区域是否满足预设尺寸要求和长宽比要求，若是，则计算图像差异区域的最小外接矩形区域，若否，则进入差异区域更新单元；

差异区域更新单元，用于获取投影对焦图像，并获取第一张投影画面图像与投影对焦图像的图像差异点，将图像模板上与其位置对应的无差异点更新为差异点，最终获得的图像模板上的所有差异点即为图像差异区域，再计算图像差异区域的最小外接矩形区域。

7.一种投影仪，其特征在于，包括：

存储器，用于存储计算机程序；

处理器，用于执行所述计算机程序以实现如权利要求1至3中任一项所述检测投影对焦区域的方法的步骤。

8.一种可读存储介质，其特征在于，所述可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至3中任一项所述检测投影对焦区域的方法的步骤。

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