CN111192227B - 一种重叠画面的融合处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及多投影仪融合技术领域，尤其是指一种重叠画面的融合处理方法，首先让每台投影仪轮流显示坐标矩阵图，同时采集保存投影仪的摄像头的帧画面，一共获得n张帧画面，接着对每张帧画面进行灰度处理，再接着，将灰度处理过的帧画面进行二值化处理，使得帧画面只保留两个像素值，分别为0和255两个值，其中像素值为255的为比对点，然后再通过比较帧画面判断处比对点的重叠区域，在该重叠区域的边缘处设置范围值0‑255的渐变灰度的调节带，形成用于处理画面未重叠部分的遮罩层，从而将重叠区域与未重叠区域分开，再对渐变灰度的调节带内的重叠区域进行亮度调整，而不会影响为重叠区域，保证整个投影区域的一致观感。
Description
技术领域
本发明涉及多投影仪融合技术领域，尤其是指一种重叠画面的融合处理方法。
背景技术
在一些大屏幕或者曲面屏显示画面时，通常会采用多个投影仪结合，分别投射出不同区域的画面，而在多个投影仪的投射画面的交界处，一般会出现重叠的现象，重叠处因为存在两个投影仪的投射画面，因而导致该重叠处的亮度比其他画面的亮度高，总画面不协调。
为了解决亮度不一的情况，现有技术中会采用在画面重叠处添加渐变黑的亮度调节带，使重叠处的亮度减弱；因而在如图2所示的“U”型投影空间中，投影空间的转角处的底部会存在部分不重叠的区域，该不重叠区域会落在渐变黑的亮度调节带的范围内，因而最终的调节结果是，虽然重叠区域的亮度降低了，但是在渐变黑的亮度调节带内的不重叠的区域的亮度也会变暗，最终导致在转角处出现小部分亮度比其他区域暗的画面，影响整体的感观。
发明内容
本发明针对现有技术的问题提供一种重叠画面的融合处理方法，能消除“U”型投影空间中转角处的画面重叠区域的亮度过亮问题，同时又不会影响转角处的不重叠区域的亮度。
为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种重叠画面的融合处理方法，包括以下步骤
A.设置n台投影仪，使每台投影仪轮流单独显示坐标矩阵图；
B.投影仪显示坐标矩阵图时，捕捉并保存投影仪的摄像头的帧画面，共保存n张帧画面；
C.对捕捉到的n张帧画面均进行灰度处理，灰度处理后的帧画面的像素值b范围为0到255；
D.将n张灰度处理后的帧画面再进行二值化处理，获得n张进行二值化处理的帧画面；
E.二值化后的每张帧画面的像素值b大于0的称为比对点，将所有的帧画面进行比对，保存帧画面与另一帧画面之间的比对点的重叠部分；F.对比对点的重叠部分进行坐标转换，转换后在重叠部分的边缘处设置范围值为0到255的渐变灰度，形成用于处理画面未重叠部分的遮罩层。
优选的，步骤A中设置三台短焦投影仪，三台投影仪轮流显示坐标矩阵图，并且投影仪显示坐标矩阵图时，获取保存摄像头的帧画面。
优选的，三台投影仪的投射比例大于0.5：1。
优选的，步骤C中，对每张帧画面的灰度处理方式均采用加权平均法，即每张帧画面的像素值b的灰度为Gray＝0.114B+0.587G+0.299R，其中B代表蓝色的值，G代表绿色的值，R代表红色的值。
优选的，步骤D中的二值化处理的步骤包括：
D1.计算当前帧画面的所有像素的灰度值的平均值，将平均值设为阈值a；
D2.灰度处理后的帧画面的像素值b范围为0-255，将灰度处理的帧画面的各个像素值b与阈值a比较，若b>a，则将该像素值b设为255，若b<a，则将该像素值b设为0；
D3.将n张帧画面均依次进行步骤D1和步骤D2，获得n张二值化的帧画面。
优选的，二值化后的帧画面，像素值b包括两种，分别为b＝0或者b＝255，像素值b大于0的为比对点，即像素值b等于255的为比对点；比对点与其它比对点的重叠部分为帧画面与帧画面之间的重叠区域，将重叠区域的像素值以及形状均进行保存。
优选的，步骤F中的坐标转换，包括以下步骤：
F1.将比对点的重叠部分转换为坐标矩阵图中的坐标，即将帧画面转换为坐标矩阵图中的坐标；
F2.坐标转换后的重叠部分的边缘的像素值，设置为范围值为0-255的渐变灰度；
F3.将设置为范围值0-255的渐变灰度的像素值连接起来，形成遮罩层。本发明的有益效果：
本发明提供的一种重叠画面的融合处理方法，在“U”型的投影空间中，优先采用三台投影仪，首先让每台投影仪轮流显示坐标矩阵图，便于后续的画面区域的坐标转换，同时采集保存投影仪的摄像头的帧画面，一共获得三张帧画面，接着对每张帧画面进行灰度处理，使得帧画面的色调单一，便于后续的像素值处理，再接着，将灰度处理过的帧画面进行二值化处理，使得帧画面只保留两个像素值，分别为0和255两个值，其中像素值为255的为比对点，然后再通过比较帧画面判断处比对点的重叠区域，在该重叠区域的边缘处设置范围值0-255的渐变灰度的调节带，形成用于处理画面未重叠部分的遮罩层，从而将重叠区域与未重叠区域分开，再对渐变灰度的调节带内的重叠区域进行亮度调整，而不会影响为重叠区域，保证整个投影区域的一致观感。
附图说明
图1为本发明的流程图。
图2为本发明的“U”型投影空间的结构示意图。
图3为本发明的“U”型投影空间的未投影时的结构示意图。
图4为本发明的“U”型投影空间的投影时的结构示意图。
具体实施方式
为了便于本领域技术人员的理解，下面结合实施例与附图对本发明作进一步的说明，实施方式提及的内容并非对本发明的限定。以下结合附图对本发明进行详细的描述。
本实施例提供的一种重叠画面的融合处理方法，如图1，包括以下步骤：
A.设置n台投影仪，使每台投影仪轮流单独显示坐标矩阵图；优选的，设置三台短焦投影仪，投影仪的投射比例大于0.5：1；
B.投影仪显示坐标矩阵图时，捕捉并保存投影仪的摄像头的帧画面，共保存n张帧画面；
C.对捕捉到的每张帧画面均进行灰度处理，灰度处理后的帧画面的像素值b范围为0到255；
D.将n张灰度处理后的帧画面再进行二值化处理，获得n张进行二值化处理的帧画面；
E.二值化后的每张帧画面的像素值b大于0的称为比对点，将所有的帧画面进行比对，保存帧画面与另一帧画面之间的比对点的重叠部分；F.对比对点的重叠部分进行坐标转换，转换后在重叠部分的边缘处设置范围值为0到255的渐变灰度，形成用于处理画面未重叠部分的遮罩层。
其中，采用加权平均法对每张帧画面进行灰度处理，每个画面的每个像素值b的灰度为Gray＝0.114B+0.587G+0.299R，其中B代表蓝色的值，G代表绿色的值，R代表红色的值，计算处理后每个像素值b落在0-255的范围值内，0代表黑色，255代表白色。
具体地，如图2和图3所示的投影空间，为似“U”型的投影空间，该投影空间包含三个投影面，三个投影面依次连接，而在投影面的连接处为曲面，至少采用三台短焦投影仪进行投影，三台投影仪分别负责一个投影面，投影仪的投射比例大于0.5：1，为保证不同投影画面的连接处的融合效果，每台投影仪投射出的画面都需覆盖转角位，即不同画面的连接处的曲面部分。
本实施例提供的方法的原理为：首先让每台投影仪轮流显示坐标矩阵图，便于后续的画面区域的坐标转换，同时采集保存投影仪的摄像头的帧画面，一共获得三张帧画面，接着采用加权平均法对每张帧画面进行灰度处理，使得帧画面的色调单一，便于后续的像素值处理，画面的每个像素值的灰度计算方式为Gray＝0.114B+0.587G+0.299R，每个像素值b都有一个对应的灰度值，并且范围为0-255；再接着，将灰度处理过的帧画面进行二值化处理，使得帧画面只保留两个像素值，分别为0和255两个值，其中像素值为255的为比对点，然后再通过比较帧画面判断比对点的重叠区域，在该重叠区域的边缘处设置范围值0-255的渐变灰度的调节带，形成用于处理画面未重叠部分的遮罩层，从而将重叠区域与未重叠区域分开，如图4，并对调节带包围的重叠区域进行亮度调整，不会影响未重叠区域，使得整个投影画面的亮度保持一致；本实施例提供的融合处理方法，能够避免直接加渐变黑的调节带带来的对未重叠区域的影响，保证整个投影区域的一致观感。
本实施例提供的一种重叠画面的融合处理方法，步骤D中的二值化处理的步骤包括：
D1.计算当前帧画面的所有像素的灰度值的平均值，将平均值设为阈值a；
D2.灰度处理后的帧画面的像素值b范围为0-255，将灰度处理的帧画面的各个像素值b与阈值a比较，若b>a，则将该像素值b设为255，若b<a，则将该像素值b设为0；
D3.将n张帧画面均依次进行步骤D1和步骤D2，获得n张二值化的帧画面。
具体地，通过设置阈值a，再将灰度化处理后的画面的像素值b与阈值a对比，b大于a的，使b＝255，b小于a的，使b＝0；二值化后的帧画面，像素值b包括两种，分别为b＝0或者b＝255，像素值b大于0的为比对点，即255的像素值b为比对点；比对点与其它比对点的重叠部分为帧画面与帧画面之间的重叠区域，将重叠区域的像素值以及形状均进行保存。将所有的像素值都二值化，即像素值只有0或者255两个参考值，从而便于后续判断比对点以及判断比对点的重叠部分，若不经过二值化，像素值便具有0-255的范围内的任何值，不利于判断比对点。
本实施例提供的一种重叠画面的融合处理方法，步骤F中的坐标转换，包括以下步骤：
F1.将比对点的重叠部分转换为坐标矩阵图中的坐标，即将帧画面转换为坐标矩阵图中的坐标；
F2.坐标转换后的重叠部分的边缘的像素值，设置为范围值为0-255的渐变灰度；
F3.将设置为范围值0-255的渐变灰度的像素值连接起来，形成遮罩层。
具体地，画面的像素值分为比对点和不是比对点两种，比对点的重叠处，即为不同画面的重叠处，将重叠部分转换为坐标显示，便于后续寻找重叠部分的位置；重叠部分如图4所示，在重叠处的边缘的像素值，设置0-255的范围的渐变灰度带，即形成遮罩层，将重叠部分与未重叠部分隔离开，再对渐变灰度带内的重叠部分进行亮度调节处理，如采用增加渐变黑调节带的方式，调整重叠部分的亮度，最终实现整个投影区域的亮度一致的效果。
以上所述，仅是本发明较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明以较佳实施例公开如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当利用上述揭示的技术内容作出些许变更或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明技术是指对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均属于本发明技术方案的范围内。
Claims (7)
1.一种重叠画面的融合处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
A.设置n台投影仪，使每台投影仪轮流单独显示坐标矩阵图；
B.投影仪显示坐标矩阵图时，捕捉并保存投影仪的摄像头的帧画面，共保存n张帧画面；
C.对捕捉到的n张帧画面均进行灰度处理，灰度处理后的帧画面的像素值b范围为0到255；
D.将n张灰度处理后的帧画面再进行二值化处理，获得n张进行二值化处理的帧画面；
E.二值化后的每张帧画面的像素值b大于0的称为比对点，将所有的帧画面进行比对，保存帧画面与另一帧画面之间的比对点的重叠部分；
F.对比对点的重叠部分进行坐标转换，转换后在重叠部分的边缘处设置范围值为0到255的渐变灰度，形成用于处理画面未重叠部分的遮罩层。
2.根据权利要求1所述一种重叠画面的融合处理方法，其特征在于：步骤A中设置三台短焦投影仪，三台投影仪轮流显示坐标矩阵图，并且投影仪显示坐标矩阵图时，获取保存摄像头的帧画面。
3.根据权利要求2所述一种重叠画面的融合处理方法，其特征在于：三台投影仪的投射比例大于0.5：1。
4.根据权利要求1所述一种重叠画面的融合处理方法，其特征在于：步骤C中，对每张帧画面的灰度处理方式均采用加权平均法，即每张帧画面的像素值b的灰度为Gray＝0.114B+0.587G+0.299R，其中B代表蓝色的值，G代表绿色的值，R代表红色的值。
5.根据权利要求1所述一种重叠画面的融合处理方法，其特征在于：步骤D中的二值化处理的步骤包括：
D1.计算当前帧画面的所有像素的灰度值的平均值，将平均值设为阈值a；
D2.灰度处理后的帧画面的像素值b范围为0-255，将灰度处理的帧画面的各个像素值b与阈值a比较，若b>a，则将该像素值b设为255，若b<a，则将该像素值b设为0；
D3.将n张帧画面均依次进行步骤D1和步骤D2，获得n张二值化的帧画面。
6.根据权利要求5所述一种重叠画面的融合处理方法，其特征在于：二值化后的帧画面，像素值b包括两种，分别为b＝0或者b＝255，像素值b大于0的为比对点，即像素值b等于255的为比对点；比对点与其它比对点的重叠部分为帧画面与帧画面之间的重叠区域，将重叠区域的像素值以及形状均进行保存。
7.根据权利要求1所述一种重叠画面的融合处理方法，其特征在于：步骤F中的坐标转换，包括以下步骤：
F1.将比对点的重叠部分转换为坐标矩阵图中的坐标，即将帧画面转换为坐标矩阵图中的坐标；
F2.坐标转换后的重叠部分的边缘的像素值，设置为范围值为0-255的渐变灰度；
F3.将设置为范围值0-255的渐变灰度的像素值连接起来，形成遮罩层。
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