CN114302123A - 桌面融合拼接显示系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种桌面融合拼接显示系统，用于多投影仪图像融合处理，包含：图像采集模块，图像采集模块用于采集图像信号源的源图像；图像分割模块，图像分割模块根据待投影的位置和外部的投影仪的数量，将源图像切割为若干拼接图像；图像处理模块，图像处理模块用于对若干拼接图像进行图像处理；图像融合模块，图像融合模块用于对图像处理模块处理后的若干拼接图像进行拼接。本发明解决了两台及以上的投影画面几何性对齐、亮带处理问题，并能在保持画面的高分辨、高清晰度的前提下，解决了融合带在暗场时明显的亮度高于周边暗场问题以及多台投影仪的色差问题；同时，解决了在高分辨率多台投影情况下出现的画质不清晰、卡顿现象。

Description

桌面融合拼接显示系统

技术领域

本发明涉及投影图像融合拼接技术领域，特别涉及一种桌面融合拼接显示系统。

背景技术

现有以拼接为主的显示系统技术中，用于实现图像无缝融合显示的无缝拼接技术是其中最重要的技术之一。融合拼接技术是一种特殊的、要求比较高的投影显示应用，可以实现多个屏幕图像融合在一起，并将拼接缝迹缩至完全重合的拼接技术。现在无缝拼接经历了三个阶段：硬边拼接、重叠拼接和软边融合拼接等三个阶段。硬边拼接只是将两块或多块边进行对齐，融合后的拼接效果中间部分依然能看到有一条缝迹，该缝迹无法进行消除，无法实现视觉上的一体化效果。重叠拼接是两台投影机投出来的图像，在拼合处以叠加的方式进行重叠，这种拼接方式依然存在着亮带的效果，拼接后的图像没有一体化的效果。软边融合则是在重叠的基础上作了很大的改进，它既能消除到物理拼接缝，又能将亮带给消隐掉，使亮度能与亮带左右两侧的亮度、色彩度、饱和度一致。软边融合拼接既可以适应平面、又能适应弧面、球面、柱面等的拼接。它是将投影机投射的画面进行边缘重叠，并且通过融合技术显示出一个没有缝迹的画面。

现有技术中，实现软边融合拼接的处理方法有两种，一种是硬件融合方案，通过内置无缝拼接技术的高端投影机或者通过外置无缝拼接处理器的高端投影机或外置无缝拼接处理器均可以实现超大画面的无缝融合；采用内置无缝拼接技术的高端投影机虽然有很好的显示效果，但其缺点是：成本太高，多台融合时的效果并不理想，并且调试的过程耗时比较长，调试要求技术比较高，支撑的通道数比较少。另一种采用的是软件来改变图像从而使它进行融合，它可以任意进行切换片源和调试背景，对片源的每帧图片进行实时变形处理。

发明内容

根据本发明实施例，提供了一种桌面融合拼接显示系统，用于多投影仪图像融合处理，包含：

图像采集模块，图像采集模块用于采集图像信号源的源图像；

图像分割模块，图像分割模块根据待投影的位置和外部的投影仪的数量，将源图像切割为若干拼接图像；

图像处理模块，图像处理模块用于对若干拼接图像进行图像处理；

图像融合模块，图像融合模块用于对图像处理模块处理后的若干拼接图像进行拼接。

优选地，图像采集模块通过DGI方式采集源图像。

优选地，图像分割模块对投影仪的排布画面进行编号，编号为1~N，1号投影仪对应的图像切割范围为从0*0个像素到X*Y个像素，N号投影仪对应的图像切割范围为（X*(N-2)-Z*(N-2)）*Y个像素到（X*(N-1)）*Y个像素。

优选地，图像处理模块包含：

几何校正组件，几何校正组件用于对拼接图像进行局部变形；

色差组件，色差组件用于对若干拼接图像的亮度、饱和度、对比度和色彩进行均匀性调整；

融合带处理组件，融合带处理组件用于对若干拼接图像的融合区的亮带处作渐变处理，调整融合区的亮度和补偿局部色彩，对投影仪漏光存在的暗场进行补偿；

遮罩组件，遮罩组件用于确定融合拼接图像的显示范围。

优选地，几何校正组件对拼接图像的局部变形包括：线性和曲线变形。

优选地，几何校正组件采用贝赛尔曲面，通过三次B样条插值的方法进行图像变形处理。

优选地，几何校正组件采用动画线校准图像是否对齐重叠。

优选地，融合带处理组件采用高阶图像重叠方式，可横向、纵向排列来重叠邻近画面。

优选地，融合带处理组件可根据图像的边缘调节邻近的拼接图像的融合区域。

优选地，融合带处理组件调节邻近拼接图像的融合区域时，对其中一拼接图像进行的亮度调节或色差调整的参数调整，会同步至另一拼接图像。

根据本发明实施例的桌面融合拼接显示系统，解决了两台及以上的投影画面几何性对齐、亮带处理问题，并能在保持画面的高分辨、高清晰度的前提下，解决了融合带在暗场时明显的亮度高于周边暗场问题以及多台投影仪的色差问题；同时，解决了在高分辨率多台投影情况下出现的画质不清晰、卡顿现象。

要理解的是，前面的一般描述和下面的详细描述两者都是示例性的，并 且意图在于提供要求保护的技术的优选地说明。

附图说明

图1为根据本发明实施例桌面融合拼接显示系统的原理框图。

具体实施方式

以下将结合附图，详细描述本发明的优选实施例，对本发明做优选地阐述。

首先，将结合图1描述根据本发明实施例的桌面融合拼接显示系统，用于多投影仪图像融合处理，其应用场景很广。

如图1所示，本发明实施例的一种桌面融合拼接显示系统，具有：图像采集模块1、图像分割模块2、图像处理模块3和图像融合模块4。

具体地，如图1所示，图像采集模块1用于采集图像信号源的源图像，在本实施例中，通过电脑PC端的图像采集卡采集源图像，采用DGI（Graphics Device Interface，图形设备接口）方式采集源图像，将源图像抽帧处理成一张一张图片，可大大节省处理节省时间，可控制在1毫秒之内，并将图像通过渲染输入图像分割模块2。在本实施例中，将截取的图像的顶点数据、纹理数据、着色器参数等输入图像分割模块2，可实时保存存储，可靠性比较高，实现成本低，通过普通电脑就可以实现。

具体地，如图1所示，图像分割模块2根据待投影的位置和外部的投影仪的数量，将源图像切割为若干拼接图像。

进一步，图像分割模块2对投影仪的排布画面进行编号，编号为1~N，1号投影仪对应的图像切割范围为从0*0个像素到X*Y个像素，N号投影仪对应的图像切割范围为（X*(N-2)-Z*(N-2)）*Y个像素到（X*(N-1)）*Y个像素，即，可按照1*1、1*2、2*1、1*3、3*1、1*4、2*2、4*1、1*5、5*1、1*6、2*3、3*2、6*1、1*7、7*1、1*8、2*4、4*2、8*1、1*9、3*3、9*1、1*10、2*5、5*2、10*1、1*11、11*1、1*12、2*6、3*4、4*3、6*2、12*1、13*1、1*13、1*14、2*7、7*2、14*1、1*15、3*5、5*3、15*1、1*16、2*8、4*4、8*2、16*1等方式进行分割，其中，X指分辨率的水平像素值，Y指的是分辨率垂直像素值，Z指的是第Z台投影仪。

具体地，如图1所示，图像处理模块3用于对若干拼接图像进行图像处理，图像处理模块3具有：几何校正组件31、色差组件32、融合带处理组件33和遮罩组件34。

进一步，如图1所示，几何校正组件31用于对拼接图像进行局部变形，在本实施例中，几何校正组件31采用贝塞尔网格和B样条曲线对多屏幕画面进行变形，可对图像做局部变形，可粗调微调，方便快速进行调整，微调精度可达到0.1像素移动，即，几何校正组件31将几何校正中控制点可根据列、行、整体来移动调整，可线性或曲线变化；曲线采用的是三次B样条插值法来增加线和控制点，可满足多种场景的要求，适用平面、柱面、弧面、球面、环面、双曲面幕等多种不规则幕。

在本实施例中，几何校正组件31采用动画线校准图像是否对齐重叠。

进一步，如图1所示，色差组件32用于对若干拼接图像的亮度、饱和度、对比度和色彩进行均匀性调整。

进一步，如图1所示，融合带处理组件33用于对若干拼接图像的融合区的亮带处作渐变处理，对投影仪漏光存在的暗场进行补偿，调整融合区的亮度和补偿局部色彩，在本实施例中，局部色彩可进行RGB来显示。

在本实施例中，融合带处理组件33采用高阶图像重叠方式，将每两台相邻的投影边缘进行重叠，可横向、纵向排列来重叠邻近画面，相邻的投影边缘可以单独去调投影重叠大小，调节相邻重叠区的数字完全重叠在一起。

在本实施例中，融合带处理组件33采用渐变方程做渐变处理，可通过线性拖动发生渐变，可根据图像的边缘可选融合区，它的融合区域可调。

在本实施例中，融合带处理组件33调节邻近拼接图像的融合区域时，对其中一拼接图像进行的亮度调节或色差调整的参数调整，采用同步方式，会将画面的参数值同步至另一拼接图像，从而融合拼接可在短时间完成，同步性好。

进一步，如图1所示，遮罩组件34用于确定融合拼接图像的显示范围。在本实施例中，遮罩组件34对整个图像进行位图来显示出来，可根据定制的图片显示它需要的显示区域，又可以根据场地进行网格遮罩调整，将边缘部分进行调整遮罩。

具体地，如图1所示，图像融合模块4用于对图像处理模块3处理后的若干拼接图像进行拼接，实时性好，画面几乎无延迟，融合拼接时间为10ms之内。在本实施例中，图像融合模块4采用GPU，并采用分布式加速方式。

当工作时，图像采集模块1对电脑屏幕采集图像，将截取的图像的顶点数据、纹理数据、着色器参数等渲染后送入图像分割模块2，继而经图像处理模块3用于对若干拼接图像进行图像处理，通过几何校正组件31将图像对齐、重叠，然后对重叠区域进行羽化处理，使其亮度与其它区域的图像亮度保持一致，其中，羽化后的融合区域可通过色差组件32和融合带处理组件33实现，局部颜色调整和亮度调整，并调节暗场情况下的非重叠区亮度与重叠区亮度一致，同时，融合带处理组件33对相邻图像可以进行同步调整，再送到GPU当中加速，实现图像融合后输出。

进一步，在本实施例的桌面融合拼接显示系统，拓展性比较高，可增加通道数量，最高可增加到256台，单台计算机可接16台投影仪；同时，可接分布式联接，最大可接32台投影仪，可实现分辨率为16K画质；并且，可带扩展屏，最大可容16台。

以上，参照图1描述了根据本发明实施例的桌面融合拼接显示系统，解决了两台及以上的投影画面几何性对齐、亮带处理问题，并能在保持画面的高分辨、高清晰度的前提下，解决了融合带在暗场时明显的亮度高于周边暗场问题以及多台投影仪的色差问题；同时，解决了在高分辨率多台投影情况下出现的画质不清晰、卡顿现象。

需要说明的是，在本说明书中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包含……”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。

Claims (10)

1.一种桌面融合拼接显示系统，用于多投影仪图像融合处理，其特征在于，包含：

图像采集模块，所述图像采集模块用于采集图像信号源的源图像；

图像分割模块，所述图像分割模块根据待投影的位置和外部的投影仪的数量，将所述源图像切割为若干拼接图像；

图像处理模块，所述图像处理模块用于对所述若干拼接图像进行图像处理；

图像融合模块，所述图像融合模块用于对所述图像处理模块处理后的所述若干拼接图像进行拼接。

2.如权利要求1所述桌面融合拼接显示系统，其特征在于，所述图像采集模块通过DGI方式采集所述源图像。

3.如权利要求1所述桌面融合拼接显示系统，其特征在于，所述图像分割模块对所述投影仪的排布画面进行编号，编号为1~N，1号所述投影仪对应的图像切割范围为从0*0个像素到X*Y个像素，N号所述投影仪对应的图像切割范围为（X*(N-2)-Z*(N-2)）*Y个像素到（X*(N-1)）*Y个像素，式中，X为分辨率的水平像素值，Y为分辨率垂直像素值，Z为第Z台所述投影仪。

4.如权利要求1所述桌面融合拼接显示系统，其特征在于，所述图像处理模块包含：

几何校正组件，所述几何校正组件用于对所述拼接图像进行局部变形；

色差组件，所述色差组件用于对所述若干拼接图像的亮度、饱和度、对比度和色彩进行均匀性调整；

融合带处理组件，所述融合带处理组件用于对所述若干拼接图像的融合区的亮带处作渐变处理，调整所述融合区的亮度和补偿局部色彩，对所述投影仪漏光存在的暗场进行补偿；

遮罩组件，所述遮罩组件用于确定所述融合拼接图像的显示范围。

5.如权利要求4所述桌面融合拼接显示系统，其特征在于，所述几何校正组件对所述拼接图像的局部变形包括：线性和曲线变形。

6.如权利要求5所述桌面融合拼接显示系统，其特征在于，所述几何校正组件采用贝赛尔曲面，通过三次B样条插值的方法进行图像变形处理。

7.如权利要求4所述桌面融合拼接显示系统，其特征在于，所述几何校正组件采用动画线校准图像是否对齐重叠。

8.如权利要求4所述桌面融合拼接显示系统，其特征在于，所述融合带处理组件采用高阶图像重叠方式，可横向、纵向排列来重叠邻近画面。

9.如权利要求4所述桌面融合拼接显示系统，其特征在于，所述融合带处理组件可根据图像的边缘调节邻近的所述拼接图像的融合区域。

10.如权利要求4所述桌面融合拼接显示系统，其特征在于，所述融合带处理组件调节邻近所述拼接图像的融合区域时，对其中一所述拼接图像进行的亮度调节或色差调整的参数调整，会同步至另一所述拼接图像。

Images