CN112261392A - 投影系统与其影像均匀度补偿方法 - Google Patents

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Abstract

一种投影系统与其影像均匀度补偿方法。所述方法包括下列步骤。借由投影装置将测试影像投影于投影面上。当投影测试影像时，借由多个色彩量测装置于投影面上进行量测，而获取出分别对应至多个量测位置的多个测试色彩资料。利用多个测试色彩资料建立估测影像。依据目标值与估测影像的各像素资讯更新各像素的均匀度补偿资讯。依据均匀度补偿资讯对初始影像进行补偿而产生均匀化影像，以借由投影装置投影均匀化影像。借此，投影装置借由所述像均匀度补偿方法可改善投影画面发生色度或亮度不均的现象。

Description

投影系统与其影像均匀度补偿方法
技术领域
本发明是有关于一种投影技术，且特别是有关于一种投影系统与其影像均匀度补偿方法。
背景技术
投影装置为一种可用以产生大尺寸画面的显示装置。当投影装置在进行影像投影时，光源产生的照明光束会经过分光与光形整形而投射到光阀上。例如，投影装置的照明系统可能会使用透镜阵列(lens array)或光积分柱(integration rod)以使照明光束可均匀投到光阀上。之后，光阀可透过反射或透射的方式将照明光束转换为影像光束并将影像光束提供至投影镜头，而投影镜头再将影像光束投影至投影面(例如屏幕或墙面)上以成像。由此可知，光束需要经过重重的反射与折射的路径来完成投影，而此将导致最终成像在投影面上的投影画面有亮度或色度不均匀的现象。最常见的画面不均匀现象为投影画面的中心区域较亮但投影画面的外围区域较暗，或者投影画面的外围区域的色彩表现与中心区域的色彩表现有落差。
一般来说，光束自光源到投影面所经过的路径长度、照明光束均匀化的内部元件发生老化，或其他种种因素都可能导致投影画面发生亮度或色度不均匀的现象。此外，不同投影装置所投影的投影画面也会有亮度或色度出现落差的现象，因而使得多台投影装置进行投影拼接时，投影画面拼接处可明显的显示出亮度或色度落差。亦即，多台投影装置进行投影拼接所产生的拼接画面也会有亮度或色度不均匀的现象。
“背景技术”段落只是用来帮助了解本发明内容，因此在“背景技术”段落所揭露的内容可能包含一些没有构成所属技术领域中的技术人员所知道的已知技术。在“背景技术”段落所揭露的内容，不代表所述内容或者本发明一个或多个实施例所要解决的问题，在本发明申请前已被所属技术领域中的技术人员所知晓或认知。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种投影系统与其影像均匀度补偿方法，其可改善投影画面发生色度不均或亮度不均的现象。
本发明提供一种影像均匀度补偿方法，其用于包括投影装置的投影系统并包括下列步骤。借由投影装置将测试影像投影于投影面上。当投影测试影像时，借由多个色彩量测装置于投影面上进行量测，而获取出分别对应至多个量测位置的多个测试色彩资料。利用多个测试色彩资料建立估测影像。依据目标值与估测影像的各像素资讯更新各像素的均匀度补偿资讯。依据均匀度补偿资讯对初始影像进行补偿而产生均匀化影像，以借由投影装置投影均匀化影像。
本发明提供一种投影系统，包括投影装置、多个色彩量测装置，以及运算装置。投影装置将一测试影像投影于投影面上。多个色彩量测装置设置于投影面上，而运算装置，连接投影装置与多个色彩量测装置。当投影装置投影测试影像时，多个色彩量测装置于投影面上进行量测，而运算装置获取出分别对应至多个量测位置的多个测试色彩资料。运算装置利用多个测试色彩资料建立估测影像，依据目标值与估测影像的各像素资讯更新各像素的均匀度补偿资讯。运算装置依据均匀度补偿资讯对初始影像进行补偿而产生均匀化影像，以借由投影装置投影均匀化影像。
基于上述，在本发明的实施例中，透过多个色彩量测装置于投影面上对实际投影结果进行量测，可依据量测结果建立出整张估测影像。接着，再依据估测影像的各像素资讯与目标值产生对应至各像素位置的均匀度补偿资讯，其中目标值也是依据量测结果而决定。借此，本发明实施例可在利用均匀度补偿资讯调整初始影像之后再进行投影，以使投影面上呈现的画面亮度均匀且色度均匀。
为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图作详细说明如下。
附图说明
图1是依据本发明的一实施例绘示的投影系统的示意图。
图2是依据本发明的一实施例绘示的影像均匀度补偿方法的流程图。
图3是依据本发明的一实施例绘示的决定均匀度补偿资讯的流程图。
图4是依据本发明的一实施例绘示的校正前与校正后投影画面的色彩空间分量分布的示意图。
图5是依据本发明的一实施例绘示的依据多组子均匀度补偿资讯进行均匀度补偿的流程图。
图6A和图6B是依据本发明的一实施例绘示的投影系统的示意图。
具体实施方式
有关本发明之前述及其他技术内容、特点与功效，在以下配合参考附图之一较佳实施例的详细说明中，将可清楚的呈现。以下实施例中所提到的方向用语，例如：上、下、左、右、前或后等，仅是参考附图的方向。因此，使用的方向用语是用来说明并非用来限制本发明。
图1是依据本发明的一实施例绘示的投影系统的示意图。请参照图1，投影系统10包括投影装置110、多个色彩量测装置120_1～120_13，以及运算装置130。
投影装置110可将运算装置130提供的影像投影于投影面S1，其可以为液晶投影机(Liquid Crystal Projector，LCP)、数字光学处理(Digital Light Processing，DLP)投影机，或反射式液晶(Liquid Crystal On Silicon，LCOS)投影显示装置等等。在本实施例中，投影装置110还可包括光源模块、光机模块、镜头模块以及相关光学及电路控制元件等。投影面S1可为表面平整的平面或曲面，例如墙面、平面屏幕或球形屏幕等，本发明对此不限制。
色彩量测装置120_1～120_13可贴附于投影面S1上的多个量测位置之处，其例如为色度照度计或光谱仪等可以用来量测色彩资讯的仪器。一般而言，色彩量测装置120_1～120_13可贴附于投影面S1上并朝向投影装置110进行量测，在量测后输出色度坐标，上述的色度坐标可以是CIE 1931色度坐标、CIE 1976色度坐标、CIE RGB色度坐标等等，本发明对此不限制。
需说明的是，图1是以13个色彩量测装置120_1～120_13为例进行说明，但本发明对于色彩量测装置的数量并不加以限制。色彩量测装置的数目也可能是5个、9个等等。然而，为了可依据色彩量测装置产生的量测结果建立估测影像，色彩量测装置的数目较佳地至少要1个。此外，本发明对于色彩量测装置所在的量测位置并不加以限制，其可视实际需求而设计。
运算装置130连接投影装置110与多个色彩量测装置120_1～120_13，其至少包括存储器以及耦接至存储器的至少一个处理器。运算装置130可以是桌上电脑、笔记本电脑、工作站(work station)、工业电脑、伺服器主机等具有运算能力的电脑控制系统。所述存储器可以是任意型式的非暂态性、挥发性、非挥发性的资料储存装置，其用以储存缓冲资料、永久资料以及用来执行运算装置130的功能的编译程序码。所述处理器可以是场式可编程闸阵列(Field Programmable Array，FPGA)、可编程逻辑装置(Programmable LogicDevice，PLD)、特殊应用集成电路(Application Specific Integrated Circuits，ASIC)、其他类似装置或这些装置的组合。处理器亦可以是中央处理单元(Central ProcessingUnit，CPU)或是其他可编程之一般用途或特殊用途的微处理器(Microprocessor)、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、图形处理单元(Graphics Processing Unit，GPU)、其他类似装置或这些装置的组合。
图2是依据本发明的一实施例绘示的影像均匀度补偿方法的流程图，而图2的方法流程可以由图1的投影系统10的各元件实现。请同时参照图1及图2，以下即搭配图1中投影系统10的各项元件，说明本实施例的影像均匀度补偿方法的步骤。
于步骤S201，借由投影装置110将测试影像(未绘示)投影于投影面S1上。具体而言，运算装置130提供测试影像给投影装置110，而投影装置110再将测试影像投影于投影面S1上。
于步骤S202，当投影装置110投影测试影像时，借由多个色彩量测装置120_1～120_13于投影面S1上进行量测，而运算装置130获取出分别对应至多个量测位置的多个测试色彩资料。一般而言，色彩量测装置120_1～120_13较佳地分散于整个投影面S1上。如图1所示，色彩量测装置120_1、120_5、120_9、120_13设置于投影面S1的四个角落上，而色彩量测装置120_2～120_4、120_6～120_8、120_10～120_12以田字型而设置于投影面S1上。基此，色彩量测装置120_1～120_13可于投影面S1上不同的量测位置上进行色彩量测，并输出分别对应至这些量测位置的测试色彩资料至运算装置130，而该些测试色彩资料为对应至特定色彩空间的色度坐标。
于步骤S203，运算装置130利用多个测试色彩资料建立一估测影像。进一步而言，这些测试色彩资料可视为针对投影画面不同像素进行取样的取样资料，而运算装置130可依据投影影像的尺寸(即投影影像解析度)与关联于不同量测位置的测试色彩资料来推估出一张估测影像。于一实施例中，运算装置130可利用线性插值法或非线性插值法来产生估测影像。举图1为例，假设投影影像解析度为M*N，则运算装置130可利用来自色彩量测装置120_1～120_13的13个测试色彩资料(即13个像素资讯)而建立出影像尺寸为M*N的估测影像。更详细而言，运算装置130可分别针对各个色彩空间分量进行插值处理而获取估测影像上每一像素的各个像素值分量，以建立出具有M*N个像素的估测影像。
于步骤S204，运算装置130依据一目标值与估测影像的各像素资讯更新各像素的均匀度补偿资讯。各像素的均匀度补偿资讯即为一补偿增益值，其可介于0至1之间。具体而言，各像素的均匀度补偿资讯的初始预设值可例如预设为‘1’。运算装置130可比较估测影像上各像素的各色彩空间分量与目标值而决定如何将均匀度补偿资讯自预设值更新为其他数值。也就是说，假设投影影像解析度为M*N，运算装置130将分别更新对应至M*N个像素的三个色彩空间分量的3*M*N个补偿增益值，即估测影像上的各像素的三个色彩空间分量(例如红色、绿色及蓝色)有各自对应的补偿增益值。
之后，于步骤S205，投影装置110依据均匀度补偿资讯对初始影像进行补偿而产生均匀化影像，以借由投影装置110投影均匀化影像。也就是说，假设投影影像解析度为M*N，投影装置110可使用3*M*N个补偿增益值来分别调整初始影像上的M*N个像素的各个色彩空间分量，以获取均匀化影像。更详细而言，投影装置可将3*M*N个补偿增益值分别乘上初始影像上对应像素的对应色彩空间分量。换言之，本发明实施例是将初始影像上各像素的三个色彩空间分量进行不同程度的衰减，使得投影装置110依据均匀化影像所产生的投影画面于亮度及色度上皆呈现均匀。需说明的是，基于步骤S201～步骤S204所产生的均匀度补偿资讯可记录于投影装置110的处理电路中，致使投影装置110可在执行校正程序之后对来自运算装置130或其他影像源装置的初始影像进行补偿而投影出均匀化影像。借此，投影装置110依据均匀化影像产生的投影结果不会有亮度不均或色度不均的现象。
于一实施例中，运算装置130是以比较目标值与估测影像上的各像素资讯而决定均匀度补偿资讯，而目标值是依据尚未补偿校正的实际投影画面而决定。此外，于一实施例中，运算装置130还可以透过迭代计算的方式来产生可更精准地补偿影像均匀度的均匀度补偿资讯。以下将列举一实施例以详细说明如何产生均匀度补偿资讯。
图3是依据本发明的一实施例绘示的影像均匀度补偿方法的流程图，而图3的方法流程可以由图1的投影系统10的各元件实现。请同时参照图1及图3，以下即搭配图1中投影系统10的各项元件，说明本实施例的产生均匀度补偿资讯的步骤。须先说明的是，以下将以投影画面的投影影像解析度为M*N为例进行说明。
须先说明的是，于本发明实施例中，运算装置130可针对不同的测试亮度产生对应的均匀度补偿资讯。测试亮度可以是100％、75％、50％、25％或0％等等，可视实际需求而设计之。当针对某一测试亮度产生对应的均匀度补偿资讯时，运算装置130会把对应至上述某一测试亮度的原始测试影像提供给投影装置110进行投影，以产生对应至上述某一测试亮度的均匀度补偿资讯。
首先，于步骤S301，运算装置130取得对应于测试亮度的原始测试影像。于步骤S302，借由投影装置110将对应于测试亮度的原始测试影像投影于投影面S1上。具体而言，运算装置130可将各像素资讯皆相同且对应至测试亮度的原始测试影像(即对应至测试亮度的白画面、黑画面或灰画面)提供给投影装置110，使得投影装置110可将原始测试影像投影于投影面S1上。举例而言，当测试亮度为100％时，原始测试影像上各像素的R值、G值与B值皆为256(正规化后为1)。当测试亮度为50％时，原始测试影像上各像素的R值、G值与B值皆为128(正规化后为0.5)。
于步骤S303，当投影装置110投影原始测试影像时，借由多个色彩量测装置120_1～120_13于投影面S1上进行量测，运算装置130获取出对应至多个量测位置的多个原始色彩资料。原始色彩资料为色度坐标。虽然原始测试影像上各像素的像素值皆相同，但基于光传输路径长度的差异或投影光学元件的老化等因素，投影面S1上不同量测位置之处的色彩量测装置120_1～120_13所量测的结果可能会有差异。
另外，于一实施例中，色彩量测装置120_1～120_13可在量测后输出对应至第一色彩空间的多个色彩量测值，例如CIE 1931色彩空间的X值、Y值与Z值。由于运算装置130与投影装置110是以CIE RGB色彩空间进行投影操作，因此运算装置130将基于一色彩转换矩阵而将多个色彩量测装置120_1～120_13所量测之对应至第一色彩空间的多个色彩量测值转换为对应至第二色彩空间的多个原始色彩资料。亦即，运算装置130可将色彩量测装置120_1～120_13所输出的色彩量测值(Xi,Yi,Zi)i＝1～13转换为原始色彩资料(Ri,Gi,Bi)i＝1～13，其中i为量测位置的索引值。
需说明的是，上述说明是以第一色彩空间为CIE 1931色彩空间而第二色彩空间为CIE RGB色彩空间为例进行说明。然而，本发明对于第一色彩空间与第二色彩空间并不加以限制，其可视实际需求而设计。此外，在不同的环境光源下对白光的定义并不同，因此本发明实施例中用以将第一色彩空间的色彩量测值转换为第二色彩空间的多个原始色彩资料的色彩转换矩阵也可依据不同的光源色温来设计，本发明对此不限制。然而，为了方便说明本发明，后续将以第一色彩空间为CIE 1931色彩空间而第二色彩空间为CIE RGB色彩空间为例继续进行说明。亦即，色彩量测装置120_1～120_13所输出的量测值为CIE 1931色度坐标，而运算装置130系将色彩量测装置120_1～120_13所输出CIE 1931色度坐标转换为CIERGB色度坐标之后再据以进行后续流程。
于步骤S304，运算装置130自多个原始色彩资料的多个色彩空间分量值取出最小值而获取目标值。于本实施例中，运算装置130可取得13个原始色彩资料，而13个原始色彩资料各自具有3个色彩空间分量值，即R值、G值、B值。也就是说，于图1的范例中，运算装置130可取得对应至13个量测位置的13个R值、13个G值与13个B值，并自这39个数值中取出最小值作为目标值。即，目标值T＝mini＝1～13(Ri,Gi,Bi)，其中i为量测位置的索引值。于本实施例中，期望将经色彩量测装置120_1～120_13量测而取得的测试色彩资料调整为都趋近目标值T，以使投影画面可以达到亮度均匀且白平衡的目的。
于步骤S305，运算装置130利用均匀度补偿资讯调整原始测试影像而产生测试影像。执行首次校正程序时，对应至各像素的均匀度补偿资讯可预设为1。亦即，首次校正程序中原始测试影像将相同于测试影像。接着，在执行首次校正程序之后的第一次迭代校正程序时，部分均匀度补偿资讯可经由首次校正程序而被更新为小于1的数值，而第一次迭代校正程序中的测试影像是运算装置130依据更新后的均匀度补偿资讯调整原始测试影像而产生，因此第一次迭代校正程序中的测试影像将不相同于原始测试影像。依此类推，在执行第一次迭代校正程序之后的第二次迭代校正程序时，部分均匀度补偿资讯可经由第一次迭代校正程序而再次被更新，而第二次迭代校正程序中的测试影像是运算装置130依据更新后的均匀度补偿资讯调整第一次迭代校正程序中的测试影像而产生，因此第二次迭代校正程序中的测试影像将不相同于原始测试影像与第一次迭代校正程序中的测试影像。假设原始测试影像I表示为(Ir n,Ig n,Ib n)n＝1～(M*N)而均匀度补偿资讯表示为(βr n,βg n,βb n)n＝1～(M*N)，其中n为像素索引，则测试影像P可表示为(Pr n,Pg n,Pb n)n＝1～(M*N)，其中Pr n＝Ir n*βr n；Pg n＝Ig n*βg；Pb n＝Ib n*βb n。
于步骤S306，借由投影装置110将测试影像投影于投影面S1上。基于前述可知，投影装置110可将多次迭代校正程序中所产生的不同测试影像投影至投影面S1上，并在每次投影测试影像之后计算出对应的均匀度补偿资讯。
于步骤S307，当投影测试影像时，借由多个色彩量测装置120_1～120_13于投影面S1上进行量测，而获取出分别对应至多个量测位置的多个测试色彩资料。多个测试色彩资料为RGB色彩资料。相似于步骤S303，运算装置130将基于一色彩转换矩阵而将多个色彩量测装置120_1～120_13所量测之对应至第一色彩空间的多个色彩量测值转换为对应至第二色彩空间的多个测试色彩资料。当投影测试影像时，运算装置130可将色彩量测装置120_1～120_13所输出的色彩量测值(Xk,Yk,Zk)k＝1～13转换为测试色彩资料(Rk,Gk,Bk)k＝1～13，其中k为量测位置的索引值。
于步骤S308，运算装置130判断多个测试色彩资料的多个色彩空间分量之中的最大值与最小值之间的差值是否小于容忍临界值。此步骤用以判断迭代校正是否继续。于本实施例中，运算装置130可依据色彩量测结果来判断是否停止更新均匀度补偿资讯。具体而言，于图1的范例中，运算装置130可于步骤S307取得对应至13个量测位置的多个测试色彩资料，这些测试色彩资料包括13个R值、13个G值与13个B值。运算装置130将自这39个数值中取出最小值与最大值，并判断上述最大值与最小值之间的差值是否小于容忍临界值。容忍临界值的大小可视实际应用状况而设定。
相反的，若差值不小于容忍临界值(步骤S308为否)，代表目前经补偿后投影结果的画面均匀度是无法接受的，即目前画面的均匀度被定义为不均匀，运算装置130决定继续更新均匀度补偿资讯。于步骤S309，运算装置130利用多个量测位置与测试色彩资料的多个色彩空间分量进行插值处理而取得估测影像的各像素资讯，以建立估测影像。具体而言，这些量测位置可分别对应至不同的像素坐标位置，运算装置130可依据此些像素坐标位置与对应的测试色彩资料进行插值处理而取得估测影像的各像素资讯。上述插值处理可为薄板样条插值法(thin-plate spline interpolation)、其他线性插值法或非线性插值法。更详细而言，运算装置130可依序针对测试色彩资料的各空间色彩分量与对应的量测位置进行插值处理而依序获取估测影像的各像素的各像素分量值。像是，假设估测影像J表示为(Jr n,Jg n,Jb n)n＝1～(M*N)。运算装置130可利用测试色彩资料(Rk,Gk,Bk)k＝1～13中的色彩空间分量R1～R13与对应的量测位置内插出估测影像上各像素的像素分量值(Jr n)n＝1～(M*N)。相同的，运算装置130可利用测试色彩资料(Rk,Gk,Bk)k＝1～13中的色彩空间分量G1～G13与对应的量测位置内插出估测影像上各像素的像素分量值(Jg n)n＝1～(M*N)。相同的，运算装置130可利用测试色彩资料(Rk,Gk,Bk)k＝1～13中的色彩空间分量B1～B13与对应的量测位置内插出估测影像上各像素的像素分量值(Jb n)n＝1～(M*N)。
于步骤S310，运算装置130依据目标值与估测影像中各像素的像素分量值之间的比例与收敛系数产生各像素的调整系数资讯。具体而言，运算装置130可比较目标值T与估测影像J中各像素，以决定各像素的调整系数资讯。需说明的是，各像素的调整系数资讯同样包括对应至三个色彩空间分量的三个调整系数。假设调整系数资讯表示为(αr n,αg n,αb n)n＝1～(M*N)，运算装置130可依序下列公式(1)～公式(3)而取得调整系数资讯。
αr n＝(C+T)/(C+Jr n) 公式(1)
αg n＝(C+T)/(C+Jg n) 公式(2)
αb n＝(C+T)/(C+Jb n) 公式(3)
其中，n为像素索引、C为收敛系数，而T为目标值。然而，公式(1)～公式(3)仅为一实施范例，运算装置130可依据其他收敛公式计算出调整系数资讯。
于步骤S311，运算装置130依据调整系数资讯更新均匀度补偿资讯。运算装置130可将调整系数资讯乘上均匀度补偿资讯来更新均匀度补偿资讯。假设均匀度补偿资讯表示为(βr n,βg n,βb n)n＝1～(M*N)而调整系数资讯表示为(αr n,αg n,αb n)n＝1～(M*N)，则更新后的均匀度补偿资讯为(βr n*αr n,βg n*αg n,βb n*αb n)n＝1～(M*N)。
于步骤S311之后，回到步骤S305，而利用更新后的均匀度补偿资讯再次调整原始测试影像而产生测试影像，以执行下一次的迭代校正程序。换言之，步骤S305～步骤S311将被运算装置130重复执行，直至某次迭代校正程序中的测试影像满足步骤S308的条件。需说明的是，在重复执行步骤S305～步骤S311时，经色彩量测装置120_1～120_13量测而获取的测试色彩资料将逐渐收敛至目标值，而均匀度补偿资讯也将逐渐收敛。
进一步来说，在步骤S307之后，若多个测试色彩资料的多个色彩空间分量之中的最大值与最小值之间的差值小于容忍临界值(步骤S308为是)，代表目前经补偿后投影结果的画面均匀度是可接受的，运算装置130决定终止更新均匀度补偿资讯。于步骤S312，运算装置130提供均匀度补偿资讯至投影装置110，致使投影装置110可将均匀度补偿资讯储存于例如为DSP的处理电路中或其他储存元件。借此，投影装置110日后便可依据处理电路中的均匀度补偿资讯调整影像源装置提供的初始影像，而提升投影品质。
图4是依据本发明的一实施例绘示的校正前与校正后投影画面的色彩空间分量分布的示意图。请参照图4，在没有应用本发明实施例的均匀度补偿资讯进行均匀度校正的时候，即使投影装置110接收到一张各像素值皆相同的白影像，但实际投射于投影面的投影画面的R值分布41、G值分布42、B值分布43有不均匀的现象。并且，R值分布41、G值分布42、B值分布43的分布不均匀不仅会有画面亮度不一致的现象，更会让实际投影画面看起来有色度不均匀的现象。在应用本发明实施例的均匀度补偿资讯进行均匀度校正的之后，实际投影画面的R值分布44、G值分布45、B值分布46呈现均匀分布，因而实际投影画面可呈现出亮度均匀且色度均匀的状态。可知的，本发明实施例是透过压缩画面对比度来达成整个投影画面均匀的目的。
然而，由于投影画面上实际呈现的亮度与输入影像的亮度之间不一定是线性关系，因此运算装置130还可以依据不同的测试亮度(例如五个测试亮度100％、75％、50％、25％或0％)来重复进行图3所示的流程而产生对应至多个测试亮度的多组子均匀度补偿资讯。在对不同测试亮度都产生对应的子均匀度补偿资讯之后，运算装置130可再对多组子均匀度补偿资讯进行插值处理而产生对应至其他亮度的子均匀度补偿资讯，以对不同亮度的影像进行处理。
图5是依据本发明的一实施例绘示的依据多组子均匀度补偿资讯进行均匀度补偿的流程图。而图5的方法流程可以由图1的投影系统10的各元件实现。请同时参照图1及图5，以下即搭配图1中投投影系统10的各项元件进行说明。
于步骤S501，运算装置130对关联于测试亮度的子均匀度补偿资讯进行插值处理。于步骤S502，投影装置110依据插值处理所产生的插值处理结果对初始影像进行补偿而产生均匀化影像。换言之，于一实施例中，均匀度补偿资讯可包括关联于多个测试亮度的多个子均匀度补偿资讯，而运算装置130可依据实际进行迭代校正程序之后产生的多个子均匀度补偿资讯来推导出关联于其他亮度的子均匀度补偿资讯。借此，投影装置110可依据对应至不同亮度的子均匀度补偿资讯调整初始影像而产生均匀化影像。举例而言，当初始影像中一个像素的灰阶值(即亮度)为L1，则投影装置110可查询对应至亮度L1的子均匀度补偿资讯而获取该像素的均匀度补偿增益值。当初始影像中另一个像素的灰阶值(即亮度)为L2，则投影装置110可查询对应至亮度L2的子均匀度补偿资讯而获取该另一像素的均匀度补偿增益值。
除此之外，本发明实施例还可以对多台投影装置进行均匀度校正。图6A与图6B是依据本发明的一实施例绘示的投影系统的示意图。请参照图6A与图6B，投影系统20包括投影装置110、多个色彩量测装置120_1～120_13、运算装置130，以及投影装置140。图6A与图6B的投影装置110、多个色彩量测装置120_1～120_13、运算装置130与图1相似，于此不再赘述。需说明的是，投影系统20还包括投影装置140。投影装置140与投影装置110可能因为各种因素而导致两装置所产生的投影画面具有色度落差或亮度落差。亦即，即便投影装置140与投影装置110收到相同的像素资讯，但两装置所产生的投影画面对于人眼来说是有颜色落差的。
于一实施例中，运算装置130可分别针对投影装置140与投影装置110产生对应的均匀度补偿资讯，而投影装置140与投影装置110可依据各自的均匀度补偿资讯来调整输入影像，致使两装置的投影画面的色度与亮度具有一致性，以利于两台投影装置进行拼接投影画面的应用。
请先参照图6A，借由投影装置110将对应于测试亮度的原始测试影像投影于投影面S1上。当借由投影装置110投影原始测试影像时，借由多个色彩量测装置120_1～120_13于投影面S1上进行量测，获取出对应至多个量测位置的多个第一原始色彩资料。请再参照图6B，接着将投影装置110更换为投影装置140，并借由投影系统20还包括的另一投影装置140将对应于测试亮度的原始测试影像投影于投影面S1上。当借由另一投影装置140投影原始测试影像时，借由多个色彩量测装置120_1～120_13于投影面S1上进行量测，获取出对应至多个量测位置的多个第二原始色彩资料。
承上述，在分别对投影装置110与投影装置140取得多个第一原始色彩资料与多个第二原始色彩资料之后。运算装置130可自多个第一原始色彩资料的多个色彩空间分量值与多个第二原始色彩资料的多个色彩空间分量值取出最小值而获取目标值。举例而言，针对投影装置110，运算装置130可取得对应至13个量测位置的13个R值、13个G值与13个B值。针对投影装置140，运算装置130同样可取得对应至13个量测位置的13个R值、13个G值与13个B值。接着，运算装置130将从78个数值当中找到最小值作为投影装置110与投影装置140的目标值。
之后，运算装置130与投影装置110可依据此目标值执行迭代校正程序(例如图3的步骤S305～步骤S312)而取得投影装置110的均匀度补偿资讯。接着，运算装置130与投影装置140可依据此目标值执行迭代校正程序(例如图3的步骤S305～步骤S312)而取得投影装置140的均匀度补偿资讯。借此，投影装置140与投影装置110可依据各自的均匀度补偿资讯来调整输入影像，致使两投影装置的投影画面的色度与亮度具有一致性。于其他实施例中，投影系统可包括多台投影装置，并不限定于两台。
综上所述，本发明实施例可透过实际量测投影面上的真实影像色彩资讯来针对各色彩空间分量决定补偿增益值。基此，无论导致投影画面之亮度或色度不均匀的原因为何，在投影装置利用本发明实施例的均匀度补偿资讯调整输入影像之后，可改善投影装置所产生的投影画面呈现亮度不均或/及色度不均的现象，从而提升投影品质。再者，本发明实施例还可以针对曲面投影面产生对应的均匀度补偿资讯，使得投影画面不会因为投影面为曲面而产生亮度不均的现象。
此外，由于本发明实施例以色彩量测装置直接于投影面上进行量测，相较于借由照相机撷取投影画面来进行校正，本发明实施例可不用考虑照相机的校正与照相机本身误差的影响。换言之，相较于，利用照相机所撷取的资讯进行校正，本发明实施例所撷取的测试色彩资料更贴近实际状况而可更准确地针对影像亮度不均匀的现象进行补偿，因此更进一步提升投影装置的显示品质。
虽然本发明已以实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何所属技术领域中的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，故本发明的保护范围当视后附的权利要求书所界定者为准。
附图标记说明：
10、20：投影系统
110、140：投影装置
120_1～120_13：色彩量测装置
130：运算装置
S1：投影面
41、44：R值分布
42、45：G值分布
43、46：B值分布
S201～S205、S301～S312、S501～S502：步骤。

Claims (20)

1.一种影像均匀度补偿方法，用于投影系统，其特征在于，所述投影系统包括投影装置，所述方法包括：
借由所述投影装置将测试影像投影于投影面上；
当投影所述测试影像时，借由多个色彩量测装置于所述投影面上进行量测，而获取出分别对应至多个量测位置的多个测试色彩资料；
利用所述多个测试色彩资料建立估测影像；
依据目标值与所述估测影像的各像素资讯更新各像素的均匀度补偿资讯；以及
依据所述均匀度补偿资讯对初始影像进行补偿而产生均匀化影像，以借由所述投影装置投影所述均匀化影像。
2.根据权利要求1所述的影像均匀度补偿方法，其特征在于，所述方法还包括：
借由所述投影装置将对应于测试亮度的原始测试影像投影于所述投影面上；
当投影所述原始测试影像时，借由所述多个色彩量测装置于所述投影面上进行量测，获取出对应至所述多个量测位置的多个原始色彩资料；以及
自所述多个原始色彩资料的多个色彩空间分量值取出最小值而获取所述目标值。
3.根据权利要求2所述的影像均匀度补偿方法，其特征在于，依据所述目标值与所述估测影像的各像素资讯更新各像素的所述均匀度补偿资讯的步骤包括：
依据所述目标值与所述估测影像中各像素的像素分量值之间的比例与收敛系数产生各像素的调整系数资讯；以及
依据所述调整系数资讯更新所述均匀度补偿资讯。
4.根据权利要求1所述的影像均匀度补偿方法，其特征在于，在借由所述投影装置将述测试影像投影于所述投影面上的步骤之前，还包括：
取得对应于测试亮度的原始测试影像；以及
利用所述均匀度补偿资讯调整所述原始测试影像而产生所述测试影像。
5.根据权利要求1所述的影像均匀度补偿方法，其特征在于，在利用所述多个测试色彩资料建立所述估测影像的步骤之前，还包括：
判断所述多个测试色彩资料的多个色彩空间分量之中的最大值与最小值之间的差值是否小于容忍临界值；
若所述差值小于所述容忍临界值，决定终止更新所述均匀度补偿资讯；以及
若所述差值不小于所述容忍临界值，决定继续更新所述均匀度补偿资讯。
6.根据权利要求1所述的影像均匀度补偿方法，其特征在于，利用所述多个测试色彩资料建立所述估测影像的步骤包括：
利用所述多个量测位置与所述测试色彩资料的多个色彩空间分量进行插值处理而取得所述估测影像的各像素资讯，以建立所述估测影像。
7.根据权利要求1所述的影像均匀度补偿方法，其特征在于，当投影所述测试影像时，借由所述多个色彩量测装置于所述投影面上进行量测，而获取出分别对应至所述多个量测位置的所述多个测试色彩资料的步骤包括：
基于色彩转换矩阵，将所述多个色彩量测装置所量测之对应至第一色彩空间的多个色彩量测值转换为对应至第二色彩空间的所述多个测试色彩资料。
8.根据权利要求1所述的影像均匀度补偿方法，其特征在于，所述多个测试色彩资料为RGB色彩资料。
9.根据权利要求1所述的影像均匀度补偿方法，其特征在于，所述均匀度补偿资讯包括关联于多个测试亮度的多个子均匀度补偿资讯，而依据所述均匀度补偿资讯对所述初始影像进行补偿而产生均匀化影像的步骤包括：
对关联于所述测试亮度的所述子均匀度补偿资讯进行插值处理；以及
依据插值处理所产生的插值处理结果对所述初始影像进行补偿而产生均匀化影像。
10.根据权利要求1所述的影像均匀度补偿方法，其特征在于，所述方法还包括：
借由所述投影装置将对应于测试亮度的原始测试影像投影于所述投影面上；
当借由所述投影装置投影所述原始测试影像时，借由所述多个色彩量测装置于所述投影面上进行量测，获取出对应至所述多个量测位置的多个第一原始色彩资料；
借由所述投影系统还包括的另一投影装置将对应于所述测试亮度的所述原始测试影像投影于所述投影面上；
当借由所述另一投影装置投影所述原始测试影像时，借由所述多个色彩量测装置于所述投影面上进行量测，获取出对应至所述多个量测位置的多个第二原始色彩资料；以及
自所述多个第一原始色彩资料的多个色彩空间分量值与所述多个第二原始色彩资料的多个色彩空间分量值取出最小值而获取所述目标值。
11.一种投影系统，其特征在于，所述投影系统包括投影装置、多个色彩量测装置以及运算装置，其中：
所述投影装置将测试影像投影于投影面上；
所述多个色彩量测装置设置于所述投影面上；以及
所述运算装置连接所述投影装置与所述多个色彩量测装置，
其中，当所述投影装置投影所述测试影像时，所述多个色彩量测装置于所述投影面上进行量测，而所述运算装置获取出分别对应至多个量测位置的多个测试色彩资料，
其中，所述运算装置利用所述多个测试色彩资料建立估测影像，依据目标值与所述估测影像的各像素资讯更新各像素的所述均匀度补偿资讯，
其中，所述运算装置依据所述均匀度补偿资讯对初始影像进行补偿而产生均匀化影像，以借由所述投影装置投影所述均匀化影像。
12.根据权利要求11所述的投影系统，其特征在于，所述投影装置将对应于测试亮度的原始测试影像投影于所述投影面上，
其中，当所述投影装置投影所述原始测试影像时，所述多个色彩量测装置于所述投影面上进行量测，所述运算装置从所述多个色彩量测装置获取出对应至所述多个量测位置的多个原始色彩资料，
其中，所述运算装置自所述多个原始色彩资料的多个色彩空间分量值取出最小值而获取所述目标值。
13.根据权利要求12所述的投影系统，其特征在于，所述运算装置依据所述目标值与所述估测影像中各像素的像素分量值之间的比例产生各像素的调整系数资讯，并依据所述调整系数资讯更新所述均匀度补偿资讯。
14.根据权利要求11所述的投影系统，其特征在于，在所述投影装置将所述测试影像投影于所述投影面上的步骤之前，所述运算装置取得对应于测试亮度的原始测试影像，并利用所述均匀度补偿资讯调整所述原始测试影像而产生所述测试影像。
15.根据权利要求11所述的投影系统，其特征在于，在运算装置利用所述多个测试色彩资料建立所述估测影像的之前，所述运算装置还判断所述多个测试色彩资料的多个色彩空间分量之中的最大值与最小值之间的差值是否小于容忍临界值，
其中，若所述差值小于所述容忍临界值，所述运算装置决定终止更新所述均匀度补偿资讯；若所述差值不小于所述容忍临界值，所述运算装置决定继续更新所述均匀度补偿资讯。
16.根据权利要求11所述的投影系统，其特征在于，所述运算装置利用所述多个量测位置与所述测试色彩资料的多个色彩空间分量进行插值处理而取得所述估测影像的各像素资讯，以建立所述估测影像。
17.根据权利要求11所述的投影系统，其特征在于，所述运算装置基于色彩转换矩阵，将所述多个色彩量测装置所量测之对应至第一色彩空间的多个色彩量测值转换为对应至第二色彩空间的所述多个测试色彩资料。
18.根据权利要求11所述的投影系统，其特征在于，所述多个测试色彩资料为RGB色彩资料。
19.根据权利要求11所述的投影系统，其特征在于，所述均匀度补偿资讯包括关联于多个测试亮度的多个子均匀度补偿资讯，而所述运算装置对关联于所述测试亮度的所述子均匀度补偿资讯进行插值处理，并依据插值处理所产生的插值处理结果对所述初始影像进行补偿而产生均匀化影像。
20.根据权利要求11所述的投影系统，其特征在于，所述投影系统还包括另一投影装置，
其中当所述投影装置将对应于测试亮度的原始测试影像投影于所述投影面上，所述多个色彩量测装置于所述投影面上进行量测，所述运算装置获取出对应至所述多个量测位置的多个第一原始色彩资料，
其中当所述另一投影装置将对应于所述测试亮度的所述原始测试影像投影于所述投影面上，所述多个色彩量测装置于所述投影面上进行量测，所述运算装置获取出对应至所述多个量测位置的多个第二原始色彩资料，
其中所述运算装置自所述多个第一原始色彩资料的多个色彩空间分量值与所述多个第二原始色彩资料的多个色彩空间分量值取出最小值而获取所述目标值。
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