CN114339175A - 颜色校正方法及其装置、投影仪、存储介质 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种颜色校正方法、颜色校正装置、投影仪及计算机可读存储介质。颜色校正方法包括:获取光源投影时光束的颜色信息;获取目标白平衡下对应的目标颜色信息;根据颜色信息以及目标颜色信息计算目标占空比;根据目标占空比调整光源投影时的占空比,以将光源投影时白平衡校正至目标白平衡。本发明技术方案通过检测光源在投影时光束的颜色信息,对光源投影时的光束进行实时量化,获取最优白平衡情况下对应的目标颜色信息,最终通过颜色信息和目标颜色信息计算得出光源最佳的驱动占空比实现白平衡校正,从而优化显示效果,避免投影出的图像出现色彩失真及低饱和度的问题。
Description
技术领域
本发明涉及投影仪技术领域,特别涉及一种颜色校正方法、颜色校正装置、投影仪及计算机可读存储介质。
背景技术
在投影显示类产品中,白平衡是衡量显示色差的一项重要指标,通过它可以解决色彩还原和色调处理的一系列问题,在基于DLP-Pico系列投影光机系统中,由于光源和各种光学元件的公差,产品的最终色彩性能存在一些偏差,从而导致投影光机最终投影出的图像出现色彩失真及低饱和度的问题。
在现有技术中,目前投影显示类产品在生产制造的过程中通常采用两种方式进行优化:一是从硬件方面入手,对生产的LED芯片进行分级筛选进而消除亮度、颜色电压等差异,但是对于大批量生产的消费类产品,分级筛选的成本比较高昂;另一种则是通过前端处理器中进行软件算法优化处理图像数据,在出厂前设定所需的RGB占空比,但由于光源老化和工作后温度变化的影响,即使在初始校准后,最终显示的色彩也可能出现漂移的情况,而且在投影显示类产品中因为前端系统级数据处理没有将投影显示端的状态反馈量化,在某些情况下,可能会引入非线性显示问题,甚至影响红、绿、蓝和二次色精度,减少色彩的动态范围。
发明内容
本发明的主要目的是提供一种颜色校正方法、颜色校正装置、投影仪及计算机可读存储介质,旨在解决现有技术中投影光机最终投影出的图像出现色彩失真及低饱和度的技术问题。
为实现上述目的,本发明提出一种颜色校正方法,所述颜色校正方法包括:
获取光源投影时光束的颜色信息;
获取目标白平衡下对应的目标颜色信息;
根据所述颜色信息以及所述目标颜色信息计算目标占空比;
根据所述目标占空比调整所述光源投影时的占空比,以将所述光源投影时白平衡校正至所述目标白平衡。
可选地,获取光源投影时光束的颜色信息的步骤之前还包括:
获取一帧图像信息;
根据所述图像信息控制所述光源依序点亮对应颜色的子光源;
获取光源投影时光束的颜色信息的步骤还包括:
依序获取不同颜色的所述子光源的子刺激值,根据所述子刺激值生成所述颜色信息;
其中,所述子刺激值为光束在颜色空间内的坐标值。
可选地,所述子光源包括红色光源、蓝色光源及绿色光源,依序获取不同颜色的所述子光源的子刺激值,根据所述子刺激值生成所述颜色信息的步骤包括:
依序获取所述红色光源对应的红色刺激值,获取所述蓝色光源对应的蓝色刺激值,获取所述绿色光源对应的绿色刺激值;
其中,所述目标颜色信息包括在所述目标白平衡下的目标刺激值;根据所述颜色信息以及所述目标颜色信息计算目标占空比的步骤包括:
根据所述红色刺激值以及所述目标刺激值计算所述红色光源的红色目标占空比;
根据所述蓝色刺激值以及所述目标刺激值计算所述蓝色光源的蓝色目标占空比;
根据所述绿色刺激值以及所述目标刺激值计算所述绿色光源的绿色目标占空比;
根据所述红色目标占空比、所述蓝色目标占空比以及所述绿色目标占空比生成所述目标占空比。
可选地,获取光源投影时光束的颜色信息的步骤之前,还包括:
调整色彩传感器的位置,以获取所述色彩传感器的最优位置。
可选地,调整色彩传感器的位置,以获取所述色彩传感器的最优位置的步骤包括:
通过所述色彩传感器获取所述光源投影第一检测图像时的第一反馈值、以及投影第二检测图像时的第二反馈值;
调整所述色彩传感器的位置使所述第一反馈值与所述第二反馈值大小相等,以获取所述色彩传感器的最优位置。
可选地,根据所述目标占空比调整所述光源投影时的占空比的步骤之前,还包括:
获取所述光源的校正电流;
将所述光源的工作电流设置为所述校正电流。
可选地,根据所述目标占空比调整所述光源投影时的占空比的步骤之前,还包括:
获取所述光源的预设占空比;
根据所述目标占空比调整所述光源投影时的占空比的步骤还包括:
根据所述预设占空比以及所述目标占空比调整所述光源投影时的占空比。
此外,为解决上述问题,本发明还提出一种颜色校正装置,包括光源、色彩传感器、存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的颜色校正程序,其中:
所述色彩传感器用于检测所述光源的颜色信息;
所述颜色校正程序被所述处理器执行时实现如上述的颜色校正方法的步骤。
此外,为解决上述问题,本发明还提出一种投影仪,所述投影仪包括DMD芯片、投影镜头以及如上述的颜色校正装置,所述光源的照射方向朝向像所述DMD芯片,所述色彩传感器设置在所述光源与所述DMD芯片之间,且所述色彩传感器位于所述光源的光路上,所述DMD芯片用于将所述光源发出的光束反射至所述投影镜头上。
此外,为解决上述问题,本发明还提出一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质上存储有颜色校正程序,所述颜色校正程序被处理器执行时实现如上述的颜色校正方法的步骤。
本发明技术方案通过检测所述光源在投影时光束的颜色信息,对所述光源投影时的光束进行实时量化,获取最优白平衡情况下对应的所述目标颜色信息,最终通过所述颜色信息和所述目标颜色信息计算得出所述光源最佳的驱动占空比实现白平衡校正,从而优化显示效果,避免投影出的图像出现色彩失真及低饱和度的问题。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,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示出的结构获得其他的附图。
图1为本发明所述颜色校正方法第一实施例的流程示意图;
图2为本发明所述颜色校正方法第二实施例的流程示意图;
图3为本发明所述颜色校正方法第三实施例的流程示意图;
图4为本发明所述颜色校正方法第四实施例的流程示意图;
图5为本发明所述颜色校正方法第五实施例的流程示意图;
图6为本发明投影仪的结构示意图。
附图标号说明:
标号 | 名称 | 标号 | 名称 |
10 | 光源 | 20 | 色彩传感器 |
30 | 控制系统 | 40 | DMD芯片 |
50 | 投影镜头 |
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例,参照附图做进一步说明。
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的一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
需要说明,本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等,如果该特定姿态发生改变时,则该方向性指示也相应地随之改变。
另外,在本发明中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中,“多个”的含义是至少两个,例如两个,三个等,除非另有明确具体的限定。
在本发明中,除非另有明确的规定和限定,术语“连接”、“固定”等应做广义理解,例如,“固定”可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或成一体;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系,除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
另外,本发明各个实施例之间的技术方案可以相互结合,但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础,当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在,也不在本发明要求的保护范围之内。
本发明提出了一种颜色校正方法,请参照图1,图1为本发明所述颜色校正方法第一实施例的流程示意图,具体包括以下步骤:
步骤S10:获取光源10投影时光束的颜色信息;
步骤S20:获取目标白平衡下对应的目标颜色信息;
步骤S30:根据所述颜色信息以及所述目标颜色信息计算目标占空比;
步骤S40:根据所述目标占空比调整所述光源10投影时的占空比,以将所述光源10投影时白平衡校正至所述目标白平衡。
请具体参照图6,在DLP(数字光处理)投影系统中,色彩显示主要是所述光源10将光投射到DMD(数字微反射镜)上,DMD上具有若干呈矩阵排布的微镜,微镜翻转到开启状态以将所述光源10的光束反射到投影镜头50上,最后在投影面上显示出投影画面。本发明所述颜色校正方法基于DLP投影系统实施,当然,除DLP投影系统外,也可以适用于其他投影系统,例如3DLP等。
本实施例中,具体可以通过控制系统30接收需要进行投影显示的图像或者影像等数据,可以理解,影像则是由连续多帧图像组合而成。因此,本申请中通过逐帧获取所述图像信息的方式,根据所述图像信息控制所述光源10投影出对应的颜色,最终在投影面上投影出图像或者影像等。所述控制系统30可采用FPGA(现场可编程门阵列处理器)芯片作为色彩校准控制器,FPGA特有的并行处理能力可对任意协议下的接口进行模拟,同时搭载DLPC3430型号显示控制系统30,配合DLPA3000驱动芯片驱动所述光源10实现控制。
然而在上述过程中,因为在DLP投影系统中色彩性能的差异主要来自光源10和各种光学元件的公差,主要表现在:采用LED灯作为所述光源10,则所述光源10的光强度存在差异及波长存在差异;所述光源10的驱动电路中元器件公差也会造成的所述光源10的电流差异;由于光学器件生产校准精度造成的投影中个别颜色的差异。因此需要通过校准使所述光源10达到最优白平衡,从而确保最终投影出来的图像或者影响的色彩一致。
为了校准所述光源10达到最优白平衡,本实施例中则通过调整所述光源10中各个颜色的子光源10的占空比实现。具体的,在控制系统30中引入色彩传感器20,通过所述色彩传感器20来获取光源10投影时光束的颜色信息。所述色彩传感器20可以采用AS73211型号XYZ真彩色传感器。该传感器基于CIE 1931中人眼功能三刺激模型定义,其实现的光线和颜色测量恰好符合典型的人眼感光模式。所述色彩传感器20通过DLP投影系统的VSYNC信号同步监视投影的整帧,即传递一帧图像便使能VSYNC脉冲信号,从而实现逐帧监控,并且所述色彩传感器20感应时间和用户的视觉感知相匹配,能够即时对所述光源10的白平衡进行调整,保证用户的使用体验。
可以理解,在RGB颜色空间和CIE颜色空间中,RGB颜色空间以R(Red:红)、G(Green:绿)、B(Blue:蓝)三种基本色为基础,进行不同程度的叠加,产生丰富而广泛的颜色,所以俗称三基色模式。红绿蓝代表可见光谱中的三种基本颜色或称为三原色,每一种颜色按其亮度的不同分为256个等级(0~255)。当三原色光束重叠时,由于不同的混色比例能产生各种中间色。而CIE颜色空间为了从理论上来匹配一切色彩并以非负值表示颜色,从理论上假设了并不存在于自然界的三种原色,即理论三原色XYZ,相应的形成了XYZ颜色空间。XYZ颜色空间是由RGB彩色空间线性变换转换得到,变换后的空间就是CIE颜色空间,也即XYZ颜色空间,相当于使用匹配颜色的XYZ基底来代替RGB基底来表示颜色,其中X和Y两维定义颜色,第三维Z定义亮度。
因此,在本申请中,所述色彩传感器20在检测到所述颜色信息后,所述颜色信息则包括了光束在XYZ颜色空间中的三刺激值,也即在XYZ颜色空间中对应的坐标值。在进行投影之前,可以通过预设一个所述目标颜色信息,所述目标颜色信息则包括最优白平衡情况下光束在XYZ颜色空间中对应的目标三刺激值。其中,所述目标颜色信息中最优白平衡可以是根据国际标准定义下的标准值;也可以是在测量当前投影环境参数之后,根据环境参数计算出的最优白平衡。在获取到所述颜色信息后,则根据所述颜色信息和所述目标颜色信息计算所述目标占空比。最后控制所述光源10按照所述目标占空比进行调整,从而将所述光源10的白平衡校准为当前环境下最优白平衡。具体的,在所述色彩传感器20获取到所述颜色信息后,则FPGA芯片通过通信协议获取所述色彩传感器20的当前读值,将读到的值缓存在flash中。并在处理器内部进行一系列颜色校正算法得到所述目标占空比,FPGA芯片再向DLPC3430显示控制器发送指令进行色彩调整。
本发明技术方案通过检测所述光源10在投影时光束的颜色信息,对所述光源10投影时的光束进行实时量化,获取最优白平衡情况下对应的所述目标颜色信息,最终通过所述颜色信息和所述目标颜色信息计算得出所述光源10最佳的驱动占空比实现白平衡校正,从而优化显示效果,避免投影出的图像出现色彩失真及低饱和度的问题。
进一步地,请参照图2,图2为本发明所述颜色校正方法第二实施例的流程示意图。在步骤S10之前,还包括以下步骤:
步骤S50:获取一帧图像信息;
步骤S60:根据所述图像信息控制所述光源10依序点亮对应颜色的子光源10。
所述图像信息为数字图像,可由24位RGB像素等方式组成。每种颜色都由8位进行表示,数值范围0~255。而所述光源10则包括多个所述子光源10,其中,所述子光源10具体为红色光源10(红色LED灯珠)、蓝色光源10(蓝色LED灯珠)及绿色光源10(绿色LED灯珠),此外,还可以加入白色光源10等进一步提高显示效果。
在进行投影时,控制系统30控制所述光源10按照所述图像信息点亮对应的子光源10,并经过DMD的处理后,通过投影镜头50最终在投影面上显示出与所述图像信息对应的图像。在该过程中,为了进一步提高所述色彩传感器20的检测效果,所述光源10则按照一定时序点亮不同颜色的子光源10,因此,所述色彩传感器20每次仅检测一种颜色光束对应的三刺激值,避免不同颜色光束之间的干扰。对应的,所述色彩传感器20内部集成有三个色彩光检测通道,三个光电二极管具有不同的光谱灵敏度,配合三个独立的模数转换器将光信号转换为数字结果,实现连续或触发测量。从而进一步提高检测的精准度。DMD的微镜阵列按顺序被所述红色光源10、所述绿色光源10、蓝色光源10照亮并反射到投影面上。人类视觉系统捕获这种反射照明方式,通过控制不同颜色的子光源10的点亮时间、点亮间隔同时利用人眼的视觉暂留效应来实现三色的影像合成。同时,每一帧图像都重复这个过程最终形成动态影像。
本实施例以白色图像为例进行说明,根据上述内容可知,本申请每种不同颜色的所述子光源10按照一定时序依次进行点亮。因此,当显示白色图像时每个所述子光源10的点亮周期(也称为一种颜色的占空比)可以被分成相等的部分。假设帧率为60赫兹的情况下,每一种颜色的子光源10点亮时间为(1/3)/60秒,也即5.56毫秒左右。为了显示不同的颜色,DMD上的各个微镜在整个或部分点亮期间改变关闭或者开启状态。例如,黄色可以通过只在所述红色光源10和所述绿色光源10点亮时间打开镜子产生。因此在DLP投影系统中可以通过改变所述红色光源10、所述蓝色光源10或者所述绿色光源10三中颜色灯珠的占空比来调整白平衡。
具体的,所述步骤S10包括:
步骤S11:依序获取不同颜色的所述子光源10的子刺激值,根据所述子刺激值生成所述颜色信息;其中,所述子刺激值为光束在颜色空间内的坐标值。以所述红色光源10为例,当所述色彩传感器20对所述红色光源10发出的光束进行检测时,其颜色信息则包括有“XR、YR、ZR”,也即其在XYZ颜色空间中的坐标值。同理所述绿色光源10对应的颜色信息为“XG、YG、ZG”,所述蓝色光源10对应的颜色信息为“XB、YB、ZB”。以所述图像信息为白色图像的情况举例说明,白色图像三刺激值“XW、YW、ZW”则是红、绿、蓝光源10点亮下三刺激值的总和,也即:XW=XR+XG+XB;YW=YR+YG+YB;ZW=ZR+ZG+ZB。
在本实施例中,通过按照一定时序单独点亮一种颜色的所述子光源10,实现纯色投影,从而便于在校准所述光源10白平衡时调整各所述子光源10的占空比,提高最终的显示效果。
进一步地,请参照图3,图3为本发明所述颜色校正方法第三实施例的流程示意图,步骤S11包括:
步骤S111:依序获取所述红色光源10对应的红色刺激值,获取所述蓝色光源10对应的蓝色刺激值,获取所述绿色光源10对应的绿色刺激值;
步骤S30包括:
步骤S31:根据所述红色刺激值以及所述目标刺激值计算所述红色光源10的红色目标占空比;
步骤S32:根据所述蓝色刺激值以及所述目标刺激值计算所述蓝色光源10的蓝色目标占空比;
步骤S33:根据所述绿色刺激值以及所述目标刺激值计算所述绿色光源10的绿色目标占空比;
步骤S34:根据所述红色目标占空比、所述蓝色目标占空比以及所述绿色目标占空比生成所述目标占空比。
根据上述内容可知,红色光源10对应的红色刺激值为“XR、YR、ZR”,也即其在XYZ颜色空间中的坐标值。同理所述绿色光源10对应的绿色刺激值为“XG、YG、ZG”,所述蓝色光源10对应的蓝色刺激值为“XB、YB、ZB”。所述目标颜色信息包括在所述目标白平衡下的目标刺激值,本实施例中,定义所述目标刺激值为“Xwds、Ywds、Zwds”,同时,定位所述光源10当前投影时占空比为“RDdf、GDdf、BDdf”,定义所述目标占空比为“RDds、GDds、BDds”,则根据公式:
将“XR、YR、ZR、XG、YG、ZG、XB、YB、ZB、RDdf、GDdf、BDdf”带入上述公式,则能够求出所述目标占空比为“RDds、GDds、BDds”的值。
需要说明的是,在上述过程中,在步骤S40之前,还包括步骤:获取所述光源10的预设占空比;所述步骤S40具体为根据所述预设占空比以及所述目标占空比调整所述光源10投影时的占空比。本实施例中,确定白平衡校正的最优颜色空间坐标值,以6500K色温为例,CIE(国际照明委员会)定义了标准日光光源10D65的三刺激值分别为:X=95.04,Y=100,Z=108.89。投影产品出厂前一般基于此值进行校准调整,也即所述光源10当前投影时占空比为“RDdf、GDdf、BDdf”按照三刺激值分别为:X=95.04,Y=100,Z=108.89的标准进行设置。其他情况下,所述光源10的当前投影时的占空比则需要根据其出厂设置进行调整,以兼容市面上不同的设备型号。
进一步地,请参照图4,图4为本发明所述颜色校正方法第四实施例的流程示意图,步骤S10之前,还包括以下步骤:
步骤S70:调整色彩传感器的位置,以获取所述色彩传感器的最优位置;
所述色彩传感器20安装在所述光源10的的照明路径上,所述色彩传感器20可感知所述光源10发出的光束。选取所述色彩传感器20的位置时要考虑到DMD微镜关闭状态时的反射光的干扰,无效的DMD微镜关闭状态反射光会影响投影白平衡校正算法的准确度。
具体的,步骤S70包括:
步骤S80:通过所述色彩传感器获取所述光源投影第一检测图像时的第一反馈值;
步骤S90:通过所述色彩传感器获取所述光源投影第二检测图像时的第二反馈值;
步骤S100:调整所述色彩传感器的位置使所述第一反馈值与所述第二反馈值大小相等,以获取所述色彩传感器的最优位置。
因此,在本实施例中,需要通过对所述色彩传感器20的位置进行测试,确定所述色彩传感器20的位置以进一步提高本发明所述颜色校正方法计算的准确性。首先,通过所述光源10投影出一个白色图案,通过所述色彩传感器20检测并读取所述第一反馈值,其中,所述第一反馈值是指光束在XYZ颜色空间中的坐标值;随后,通过所述光源10投影出一个黑色图案,通过所述色彩传感器20检测并再次读取所述第二反馈值,通过比较所述第一反馈值与所述第二反馈值的大小,确定所述色彩传感器20的位置。具体的,当所述第一反馈值等于所述第二反馈值时,则表示所述色彩传感器20的位置最优,从而确定所述色彩传感器当前所处的位置最优。然而,在实际运用中,无法做到所述第一反馈值和所述第二反馈值完全相等,因此,本实施例中,只需保证所述第一反馈值与所述第二反馈值的读数应该大致相同即可。此外,也可以通过设定一个预设差值,当所述第一反馈值和所述第二反馈值的差小于或等于该预设差值时,则确定所述色彩传感器20的位置,提高检测的可靠性;当所述第一反馈值大于或者小于所述第二反馈值时,则表示所述色彩传感器20的位置不佳,因此需要重新调整所述色彩传感器20的位置,并重新返回步骤S70进行检测。本实施例中通过调整所述色彩传感器20的位置以避免反射的光干扰,进一步提高本发明所述颜色校正方法的准确性。
进一步地,请参照图5,图5为本发明所述颜色校正方法第五实施例的流程示意图,在步骤S40之前,还包括以下步骤:
步骤S110:获取所述光源10的校正电流;
步骤S120:将所述光源10的工作电流设置为所述校正电流。
为了进一步提高本发明所述颜色校正方法的精确度,本实施例中在校准所述光源10投影时的占空比之前,还进一步调整所述光源10的驱动电流,以保证所述光源10投影时,各个所述子光源10三刺激值的稳定性。具体的,所述光源10的驱动电流可由寄存器单独设置为0~150mV/RLIM,具体可进行1023步细分。根据公式:
其中,RLim为DLPA3000驱动芯片上的电流限制电阻,阻值为25mΩ,Bitvalue值范围为(0~1023)。校准时将电流值设为50%,按照公式即Bitvalue值设置为512。从而确定所述光源10的校正电流Ledcurrent。
此外,为解决上述问题,本发明提出一种颜色校正装置,所述颜色校正装置包括:光源10、色彩传感器20、存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的颜色校正程序,其中:
所述色彩传感器20用于检测所述光源10的颜色信息;
所述颜色校正程序被所述处理器执行时实现如上述的颜色校正方法的步骤。
在DLP(数字光处理)投影系统中,色彩显示主要是所述光源10将光投射到DMD(数字微反射镜)上,DMD上具有若干呈矩阵排布的微镜,微镜翻转到开启状态以将所述光源10的光束反射到投影镜头50上,最后在投影面上显示出投影画面。本发明所述颜色校正方法基于DLP投影系统实施,当然,除DLP投影系统外,也可以适用于其他投影系统,例如3DLP等。
本实施例中,具体可以通过控制系统30接收需要进行投影显示的图像或者影像等数据,可以理解,影像则是由连续多帧图像组合而成。因此,本申请中通过逐帧获取所述图像信息的方式,根据所述图像信息控制所述光源10投影出对应的颜色,最终在投影面上投影出图像或者影像等。所述控制系统30可采用FPGA(现场可编程门阵列处理器)芯片作为色彩校准控制器,FPGA特有的并行处理能力可对任意协议下的接口进行模拟,同时搭载DLPC3430型号显示控制系统30,配合DLPA3000驱动芯片驱动所述光源10实现控制。
然而在上述过程中,因为在DLP投影系统中色彩性能的差异主要来自光源10和各种光学元件的公差,主要表现在:采用LED灯作为所述光源10,则所述光源10的光强度存在差异及波长存在差异;所述光源10的驱动电路中元器件公差也会造成的所述光源10的电流差异;由于光学器件生产校准精度造成的投影中个别颜色的差异。因此需要通过校准使所述光源10达到最优白平衡,从而确保最终投影出来的图像或者影响的色彩一致。
为了校准所述光源10达到最优白平衡,本实施例中则通过调整所述光源10中各个颜色的子光源10的占空比实现。具体的,在控制系统30中引入色彩传感器20,通过所述色彩传感器20来获取光源10投影时光束的颜色信息。所述色彩传感器20可以采用AS73211型号XYZ真彩色传感器。该传感器基于CIE 1931中人眼功能三刺激模型定义,其实现的光线和颜色测量恰好符合典型的人眼感光模式。所述色彩传感器20通过DLP投影系统的VSYNC信号同步监视投影的整帧,即传递一帧图像便使能VSYNC脉冲信号,从而实现逐帧监控,并且所述色彩传感器20感应时间和用户的视觉感知相匹配,能够即时对所述光源10的白平衡进行调整,保证用户的使用体验。
可以理解,在RGB颜色空间和CIE颜色空间中,RGB颜色空间以R(Red:红)、G(Green:绿)、B(Blue:蓝)三种基本色为基础,进行不同程度的叠加,产生丰富而广泛的颜色,所以俗称三基色模式。红绿蓝代表可见光谱中的三种基本颜色或称为三原色,每一种颜色按其亮度的不同分为256个等级(0~255)。当三原色光束重叠时,由于不同的混色比例能产生各种中间色。而CIE颜色空间为了从理论上来匹配一切色彩并以非负值表示颜色,从理论上假设了并不存在于自然界的三种原色,即理论三原色XYZ,相应的形成了XYZ颜色空间。XYZ颜色空间是由RGB彩色空间线性变换转换得到,变换后的空间就是CIE颜色空间,也即XYZ颜色空间,相当于使用匹配颜色的XYZ基底来代替RGB基底来表示颜色,其中X和Y两维定义颜色,第三维Z定义亮度。
因此,在本申请中,所述色彩传感器20在检测到所述颜色信息后,所述颜色信息则包括了光束在XYZ颜色空间中的三刺激值,也即在XYZ颜色空间中对应的坐标值。在进行投影之前,可以通过预设一个所述目标颜色信息,所述目标颜色信息则包括最优白平衡情况下光束在XYZ颜色空间中对应的目标三刺激值。其中,所述目标颜色信息中最优白平衡可以是根据国际标准定义下的标准值;也可以是在测量当前投影环境参数之后,根据环境参数计算出的最优白平衡。在获取到所述颜色信息后,则根据所述颜色信息和所述目标颜色信息计算所述目标占空比。最后控制所述光源10按照所述目标占空比进行调整,从而将所述光源10的白平衡校准为当前环境下最优白平衡。具体的,在所述色彩传感器20获取到所述颜色信息后,则FPGA芯片通过通信协议获取所述色彩传感器20的当前读值,将读到的值缓存在flash中。并在处理器内部进行一系列颜色校正算法得到所述目标占空比,FPGA芯片再向DLPC3430显示控制器发送指令进行色彩调整。
本发明技术方案通过检测所述光源10在投影时光束的颜色信息,对所述光源10投影时的光束进行实时量化,获取最优白平衡情况下对应的所述目标颜色信息,最终通过所述颜色信息和所述目标颜色信息计算得出所述光源10最佳的驱动占空比实现白平衡校正,从而优化显示效果,避免投影出的图像出现色彩失真及低饱和度的问题。
此外,为解决上述问题,一种投影仪,所述投影仪包括DMD芯片、投影镜头50以及如上述的颜色校正装置,所述光源10的照射方向朝向像所述DMD芯片,所述色彩传感器20设置在所述光源10与所述DMD芯片之间,且所述色彩传感器20位于所述光源10的光路上,所述DMD芯片用于将所述光源10发出的光束反射至所述投影镜头50上。
在DLP(数字光处理)投影系统中,色彩显示主要是所述光源10将光投射到DMD(数字微反射镜)上,DMD上具有若干呈矩阵排布的微镜,微镜翻转到开启状态以将所述光源10的光束反射到投影镜头50上,最后在投影面上显示出投影画面。本发明所述颜色校正方法基于DLP投影系统实施,当然,除DLP投影系统外,也可以适用于其他投影系统,例如3DLP等。
本实施例中,具体可以通过控制系统30接收需要进行投影显示的图像或者影像等数据,可以理解,影像则是由连续多帧图像组合而成。因此,本申请中通过逐帧获取所述图像信息的方式,根据所述图像信息控制所述光源10投影出对应的颜色,最终在投影面上投影出图像或者影像等。所述控制系统30可采用FPGA(现场可编程门阵列处理器)芯片作为色彩校准控制器,FPGA特有的并行处理能力可对任意协议下的接口进行模拟,同时搭载DLPC3430型号显示控制系统30,配合DLPA3000驱动芯片驱动所述光源10实现控制。
然而在上述过程中,因为在DLP投影系统中色彩性能的差异主要来自光源10和各种光学元件的公差,主要表现在:采用LED灯作为所述光源10,则所述光源10的光强度存在差异及波长存在差异;所述光源10的驱动电路中元器件公差也会造成的所述光源10的电流差异;由于光学器件生产校准精度造成的投影中个别颜色的差异。因此需要通过校准使所述光源10达到最优白平衡,从而确保最终投影出来的图像或者影响的色彩一致。
为了校准所述光源10达到最优白平衡,本实施例中则通过调整所述光源10中各个颜色的子光源10的占空比实现。具体的,在控制系统30中引入色彩传感器20,通过所述色彩传感器20来获取光源10投影时光束的颜色信息。所述色彩传感器20可以采用AS73211型号XYZ真彩色传感器。该传感器基于CIE 1931中人眼功能三刺激模型定义,其实现的光线和颜色测量恰好符合典型的人眼感光模式。所述色彩传感器20通过DLP投影系统的VSYNC信号同步监视投影的整帧,即传递一帧图像便使能VSYNC脉冲信号,从而实现逐帧监控,并且所述色彩传感器20感应时间和用户的视觉感知相匹配,能够即时对所述光源10的白平衡进行调整,保证用户的使用体验。
可以理解,在RGB颜色空间和CIE颜色空间中,RGB颜色空间以R(Red:红)、G(Green:绿)、B(Blue:蓝)三种基本色为基础,进行不同程度的叠加,产生丰富而广泛的颜色,所以俗称三基色模式。红绿蓝代表可见光谱中的三种基本颜色或称为三原色,每一种颜色按其亮度的不同分为256个等级(0~255)。当三原色光束重叠时,由于不同的混色比例能产生各种中间色。而CIE颜色空间为了从理论上来匹配一切色彩并以非负值表示颜色,从理论上假设了并不存在于自然界的三种原色,即理论三原色XYZ,相应的形成了XYZ颜色空间。XYZ颜色空间是由RGB彩色空间线性变换转换得到,变换后的空间就是CIE颜色空间,也即XYZ颜色空间,相当于使用匹配颜色的XYZ基底来代替RGB基底来表示颜色,其中X和Y两维定义颜色,第三维Z定义亮度。
因此,在本申请中,所述色彩传感器20在检测到所述颜色信息后,所述颜色信息则包括了光束在XYZ颜色空间中的三刺激值,也即在XYZ颜色空间中对应的坐标值。在进行投影之前,可以通过预设一个所述目标颜色信息,所述目标颜色信息则包括最优白平衡情况下光束在XYZ颜色空间中对应的目标三刺激值。其中,所述目标颜色信息中最优白平衡可以是根据国际标准定义下的标准值;也可以是在测量当前投影环境参数之后,根据环境参数计算出的最优白平衡。在获取到所述颜色信息后,则根据所述颜色信息和所述目标颜色信息计算所述目标占空比。最后控制所述光源10按照所述目标占空比进行调整,从而将所述光源10的白平衡校准为当前环境下最优白平衡。具体的,在所述色彩传感器20获取到所述颜色信息后,则FPGA芯片通过通信协议获取所述色彩传感器20的当前读值,将读到的值缓存在flash中。并在处理器内部进行一系列颜色校正算法得到所述目标占空比,FPGA芯片再向DLPC3430显示控制器发送指令进行色彩调整。
本发明技术方案通过检测所述光源10在投影时光束的颜色信息,对所述光源10投影时的光束进行实时量化,获取最优白平衡情况下对应的所述目标颜色信息,最终通过所述颜色信息和所述目标颜色信息计算得出所述光源10最佳的驱动占空比实现白平衡校正,从而优化显示效果,避免投影出的图像出现色彩失真及低饱和度的问题。
此外,为解决上述问题,本发明还提出一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质上存储有颜色校正程序,所述颜色校正程序被处理器执行时实现如上述的颜色校正方法的步骤。
在DLP(数字光处理)投影系统中,色彩显示主要是所述光源10将光投射到DMD(数字微反射镜)上,DMD上具有若干呈矩阵排布的微镜,微镜翻转到开启状态以将所述光源10的光束反射到投影镜头50上,最后在投影面上显示出投影画面。本发明所述颜色校正方法基于DLP投影系统实施,当然,除DLP投影系统外,也可以适用于其他投影系统,例如3DLP等。
本实施例中,具体可以通过控制系统30接收需要进行投影显示的图像或者影像等数据,可以理解,影像则是由连续多帧图像组合而成。因此,本申请中通过逐帧获取所述图像信息的方式,根据所述图像信息控制所述光源10投影出对应的颜色,最终在投影面上投影出图像或者影像等。所述控制系统30可采用FPGA(现场可编程门阵列处理器)芯片作为色彩校准控制器,FPGA特有的并行处理能力可对任意协议下的接口进行模拟,同时搭载DLPC3430型号显示控制系统30,配合DLPA3000驱动芯片驱动所述光源10实现控制。
然而在上述过程中,因为在DLP投影系统中色彩性能的差异主要来自光源10和各种光学元件的公差,主要表现在:采用LED灯作为所述光源10,则所述光源10的光强度存在差异及波长存在差异;所述光源10的驱动电路中元器件公差也会造成的所述光源10的电流差异;由于光学器件生产校准精度造成的投影中个别颜色的差异。因此需要通过校准使所述光源10达到最优白平衡,从而确保最终投影出来的图像或者影响的色彩一致。
为了校准所述光源10达到最优白平衡,本实施例中则通过调整所述光源10中各个颜色的子光源10的占空比实现。具体的,在控制系统30中引入色彩传感器20,通过所述色彩传感器20来获取光源10投影时光束的颜色信息。所述色彩传感器20可以采用AS73211型号XYZ真彩色传感器。该传感器基于CIE 1931中人眼功能三刺激模型定义,其实现的光线和颜色测量恰好符合典型的人眼感光模式。所述色彩传感器20通过DLP投影系统的VSYNC信号同步监视投影的整帧,即传递一帧图像便使能VSYNC脉冲信号,从而实现逐帧监控,并且所述色彩传感器20感应时间和用户的视觉感知相匹配,能够即时对所述光源10的白平衡进行调整,保证用户的使用体验。
可以理解,在RGB颜色空间和CIE颜色空间中,RGB颜色空间以R(Red:红)、G(Green:绿)、B(Blue:蓝)三种基本色为基础,进行不同程度的叠加,产生丰富而广泛的颜色,所以俗称三基色模式。红绿蓝代表可见光谱中的三种基本颜色或称为三原色,每一种颜色按其亮度的不同分为256个等级(0~255)。当三原色光束重叠时,由于不同的混色比例能产生各种中间色。而CIE颜色空间为了从理论上来匹配一切色彩并以非负值表示颜色,从理论上假设了并不存在于自然界的三种原色,即理论三原色XYZ,相应的形成了XYZ颜色空间。XYZ颜色空间是由RGB彩色空间线性变换转换得到,变换后的空间就是CIE颜色空间,也即XYZ颜色空间,相当于使用匹配颜色的XYZ基底来代替RGB基底来表示颜色,其中X和Y两维定义颜色,第三维Z定义亮度。
因此,在本申请中,所述色彩传感器20在检测到所述颜色信息后,所述颜色信息则包括了光束在XYZ颜色空间中的三刺激值,也即在XYZ颜色空间中对应的坐标值。在进行投影之前,可以通过预设一个所述目标颜色信息,所述目标颜色信息则包括最优白平衡情况下光束在XYZ颜色空间中对应的目标三刺激值。其中,所述目标颜色信息中最优白平衡可以是根据国际标准定义下的标准值;也可以是在测量当前投影环境参数之后,根据环境参数计算出的最优白平衡。在获取到所述颜色信息后,则根据所述颜色信息和所述目标颜色信息计算所述目标占空比。最后控制所述光源10按照所述目标占空比进行调整,从而将所述光源10的白平衡校准为当前环境下最优白平衡。具体的,在所述色彩传感器20获取到所述颜色信息后,则FPGA芯片通过通信协议获取所述色彩传感器20的当前读值,将读到的值缓存在flash中。并在处理器内部进行一系列颜色校正算法得到所述目标占空比,FPGA芯片再向DLPC3430显示控制器发送指令进行色彩调整。
本发明技术方案通过检测所述光源在投影时光束的颜色信息,对所述光源投影时的光束进行实时量化,获取最优白平衡情况下对应的所述目标颜色信息,最终通过所述颜色信息和所述目标颜色信息计算得出所述光源最佳的驱动占空比实现白平衡校正,从而优化显示效果,避免投影出的图像出现色彩失真及低饱和度的问题。
以上所述仅为本发明的优选实施例,并非因此限制本发明的专利范围,凡是在本发明的发明构思下,利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换,或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (10)
1.一种颜色校正方法,其特征在于,所述颜色校正方法包括:
获取光源投影时光束的颜色信息;
获取目标白平衡下对应的目标颜色信息;
根据所述颜色信息以及所述目标颜色信息计算目标占空比;
根据所述目标占空比调整所述光源投影时的占空比,以将所述光源投影时白平衡校正至所述目标白平衡。
2.根据权利要求1所述的颜色校正方法,其特征在于,获取光源投影时光束的颜色信息的步骤之前还包括:
获取一帧图像信息;
根据所述图像信息控制所述光源依序点亮对应颜色的子光源;
获取光源投影时光束的颜色信息的步骤还包括:
依序获取不同颜色的所述子光源的子刺激值,根据所述子刺激值生成所述颜色信息;
其中,所述子刺激值为光束在颜色空间内的坐标值。
3.根据权利要求2所述的颜色校正方法,其特征在于,所述子光源包括红色光源、蓝色光源及绿色光源,依序获取不同颜色的所述子光源的子刺激值,根据所述子刺激值生成所述颜色信息的步骤包括:
依序获取所述红色光源对应的红色刺激值,获取所述蓝色光源对应的蓝色刺激值,获取所述绿色光源对应的绿色刺激值;
其中,所述目标颜色信息包括在所述目标白平衡下的目标刺激值;根据所述颜色信息以及所述目标颜色信息计算目标占空比的步骤包括:
根据所述红色刺激值以及所述目标刺激值计算所述红色光源的红色目标占空比;
根据所述蓝色刺激值以及所述目标刺激值计算所述蓝色光源的蓝色目标占空比;
根据所述绿色刺激值以及所述目标刺激值计算所述绿色光源的绿色目标占空比;
根据所述红色目标占空比、所述蓝色目标占空比以及所述绿色目标占空比生成所述目标占空比。
4.根据权利要求1所述的颜色校正方法,其特征在于,获取光源投影时光束的颜色信息的步骤之前,还包括:
调整色彩传感器的位置,以获取所述色彩传感器的最优位置。
5.根据权利要求4所述的颜色校正方法,其特征在于,调整色彩传感器的位置,以获取所述色彩传感器的最优位置的步骤包括:
通过所述色彩传感器获取所述光源投影第一检测图像时的第一反馈值;
通过所述色彩传感器获取所述光源投影第二检测图像时的第二反馈值;
调整所述色彩传感器的位置使所述第一反馈值与所述第二反馈值大小相等,以获取所述色彩传感器的最优位置。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的颜色校正方法,其特征在于,根据所述目标占空比调整所述光源投影时的占空比的步骤之前,还包括:
获取所述光源的校正电流;
将所述光源的工作电流设置为所述校正电流。
7.根据权利要求1至5中任一项所述的颜色校正方法,其特征在于,根据所述目标占空比调整所述光源投影时的占空比的步骤之前,还包括:
获取所述光源的预设占空比;
根据所述目标占空比调整所述光源投影时的占空比的步骤还包括:
根据所述预设占空比以及所述目标占空比调整所述光源投影时的占空比。
8.一种颜色校正装置,其特征在于,所述颜色校正装置包括:光源、色彩传感器、存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的颜色校正程序,其中:
所述色彩传感器用于检测所述光源的颜色信息;
所述颜色校正程序被所述处理器执行时实现如权利要求1至7中任一项所述的颜色校正方法的步骤。
9.一种投影仪,其特征在于,所述投影仪包括DMD芯片、投影镜头以及如权利要求8所述的颜色校正装置,所述光源的照射方向朝向像所述DMD芯片,所述色彩传感器设置在所述光源与所述DMD芯片之间,且所述色彩传感器位于所述光源的光路上,所述DMD芯片用于将所述光源发出的光束反射至所述投影镜头上。
10.一种计算机可读存储介质,其特征在于,所述计算机可读存储介质上存储有颜色校正程序,所述颜色校正程序被处理器执行时实现如权利要求1至7中任一项所述的颜色校正方法的步骤。
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