CN114390264A - 一种数转胶设备的投影帧同步装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种数转胶设备的投影帧同步装置，包括Led光源、单片透镜、ROD、透镜组、反射镜、光学驱动板、投影镜头、吸光组件、胶片、CCD、PC，该投影帧同步装置的投影帧同步方法包括如下步骤：步骤一、数据编码，添加标识；步骤二、设备接收、处理、投射图片；步骤三、高速CCD相机拍摄胶片；步骤四、比对胶片标识区域，提取数据帧的标识区域，通过平均哈希算法比对标识区域；步骤五、图像比对完成，播放下一帧，本发明涉及一种数转胶设备的投影帧同步装置，具有高速准确的特点。
Description
技术领域
本发明属于投影帧同步装置技术领域，具体为一种数转胶设备的投影帧同步装置。
背景技术
数转胶设备：“胶”是指缩微胶片上存储的模拟数据，“数”是指电子档案数据，该设备通过把电子数据采用算法编码，生成图片后投射在胶片上保存，胶片技术和数字技术衔接与融合，充分利用了胶片可以长期保存的特性，在数转胶设备中，尤其是在投影帧同步方向上存在一个难点，由于信号源通过设备端发送到光学引擎投射出来的过程中，会经过前端设备的解析，特别对于某些采用类似XPR技术(扩展像素分辨率，投影机像素可以使用振荡光学折射板在两个位置之间对角地来回移动，以使屏幕上有效像素的数量增加一倍。德州仪器(TI)将此技术称为XPR(扩展像素分辨率)。XPR实际上可以在每帧期间将像素移动到四个不同的位置，从而使原始1080p DMD可以从原始1080p DMD在屏幕上呈现真正的UHD(3840*2160)分辨率)或者e-Shift(像素移位技术，在红色，绿色和蓝色图像合并为全色图像后，使用了一块振荡光学折射板。该设备每秒将像素对角线来回移动像素半个像素120次，并且每组像素在颜色和亮度方面都是可独立控制的，这使屏幕上的像素数增加了一倍。因此，原本的1920*1080应该变成3840*2160)的光学引擎，在前端控制板和光学引擎之间还会采用FPGA(它是作为专用集成电路(ASIC)领域中的一种半定制电路而出现的，既解决了定制电路的不足，又克服了原有可编程器件门电路数有限的缺点，在处理视频信号时，FPGA芯片可以充分利用自身的速度和结构优势，实现兵乓技术和流水线技术。在对外连接的过程中，芯片采用数据并行连接的方式，使图像信息的位宽拓宽，利用内部的逻辑功能提高图像处理的速度)处理图像，那么在整套系统中，视频信号经历了设备、前端控制板、FPGA、投影控制芯片、投影芯片等一共5个环节，数据的处理与传输必然产生时间消耗，导致投影图像帧到投射画面帧之间产生了延迟。对于数转胶设备来说，主机端播放影像帧与实时显示的画面帧的延迟，导致了设备控制控制错误和胶片曝光不精确的问题。为此，本发明着重解决了检测胶片的投射画面帧变化，实现数转胶设备中机械控制和胶片曝光投影同步问题。
发明内容：
本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种数转胶设备的投影帧同步装置，解决了背景技术中提到的问题。
为了解决上述问题，本发明提供了一种技术方案：
一种数转胶设备的投影帧同步装置，包括Led光源、单片透镜、ROD、透镜组、反射镜、光学驱动板、投影镜头、吸光组件、胶片、CCD、PC，该投影帧同步装置的投影帧同步方法包括如下步骤：
步骤一、数据编码，添加标识；
步骤二、设备接收、处理、投射图片；
步骤三、高速CCD相机拍摄胶片；
步骤四、比对胶片标识区域，提取数据帧的标识区域，通过平均哈希算法比对标识区域；
步骤五、图像比对完成，播放下一帧。
作为优选，所述步骤一中用户将需要保存的数据按照设备要求编码，在设备的下边沿加入指定的编码像素点作为帧标识，通过HDMI线发送图片至数转胶设备。
作为优选，所述步骤二中通过数转胶设备接收图片，开始处理投射至胶片。
作为优选，所述步骤三中的胶片后方的高速CCD相机不间断拍摄投影曝光的胶片，采集此次曝光形成的图案，发送至PC。
作为优选，所述步骤四中标识区域的具体比对步骤如下：
步骤一、缩小尺寸：将标识区域图像缩小到8*8的尺寸，总共64个像素。这一步的作用是去除图像的细节，只保留结构/明暗等基本信息，摒弃不同尺寸/比例带来的图像差异；
步骤二、简化色彩：将缩小后的图像，转为64级灰度，即所有像素点总共只有64种颜色；
步骤三、计算平均值：计算所有64个像素的灰度平均值；
步骤四、比较像素的灰度：将每个像素的灰度，与平均值进行比较，大于或等于平均值记为1，小于平均值记为0；
步骤五、计算哈希值：将上一步的比较结果，组合在一起，就构成了一个64位的整数，这就是这张图像的指纹。组合的次序并不重要，只要保证所有图像都采用同样次序就行了；
步骤六、比对图像：得到指纹以后，就可以对比不同的图像，看看64位中有多少位是不一样的，在理论上，这等同于“汉明距离”(Hamming distance,在信息论中，两个等长字符串之间的汉明距离是两个字符串对应位置的不同字符的个数)，如果不相同的数据位数不超过5，就说明两张图像很相似；如果大于10，就说明这是两张不同的图像。
作为优选，所述步骤五中通过确认图像的标识区域发生变化，控制数转胶设备切换图像帧，可进行下一帧的播放处理。
本发明的有益效果是：本发明涉及一种数转胶设备的投影帧同步装置，具有高速准确的特点，在具体的使用中，与现有技术相比较而言，本投影帧同步装置具有以下有益效果：
本发明通过设置图片标识区域，采用高速相机拍摄，然后通过平均哈希算法进行比对图片标识区域实现了图片的比对，实现高速准确区分投影帧，为数转胶设备的同步运转奠定基础。
附图说明：
为了易于说明，本发明由下述的具体实施及附图作以详细描述。
图1为本发明的整体流程图；
图2为本发明的投影装置结构图。
图中：1、LED光源；2、单片透镜；3、ROD；4、透镜组；5、反射镜；6、光学驱动板；7、投影镜头；8、吸光组件；9、胶片；10、CCD；11、PC。
具体实施方式：
如图1-2所示，本具体实施方式采用以下技术方案：
实施例：
一种数转胶设备的投影帧同步装置，包括Led光源1、单片透镜2、ROD3、透镜组4、反射镜5、光学驱动板6、投影镜头7、吸光组件8、胶片9、CCD10、PC11，该投影帧同步装置的投影帧同步方法包括如下步骤：
步骤一、数据编码，添加标识；
步骤二、设备接收、处理、投射图片；
步骤三、高速CCD10相机拍摄胶片9；
步骤四、比对胶片9标识区域，提取数据帧的标识区域，通过平均哈希算法比对标识区域；
步骤五、图像比对完成，播放下一帧。
其中，所述步骤一中用户将需要保存的数据按照设备要求编码，在设备的下边沿加入指定的编码像素点作为帧标识，通过HDMI线发送图片至数转胶设备。
其中，所述步骤二中通过数转胶设备接收图片，开始处理投射至胶片9。
其中，所述步骤三中的胶片后方的高速CCD10相机不间断拍摄投影曝光的胶片9，采集此次曝光形成的图案，发送至PC11。
其中，所述步骤四中标识区域的具体比对步骤如下：
步骤一、缩小尺寸：将标识区域图像缩小到8*8的尺寸，总共64个像素。这一步的作用是去除图像的细节，只保留结构/明暗等基本信息，摒弃不同尺寸/比例带来的图像差异；
步骤二、简化色彩：将缩小后的图像，转为64级灰度，即所有像素点总共只有64种颜色；
步骤三、计算平均值：计算所有64个像素的灰度平均值；
步骤四、比较像素的灰度：将每个像素的灰度，与平均值进行比较，大于或等于平均值记为1，小于平均值记为0；
步骤五、计算哈希值：将上一步的比较结果，组合在一起，就构成了一个64位的整数，这就是这张图像的指纹。组合的次序并不重要，只要保证所有图像都采用同样次序就行了；
步骤六、比对图像：得到指纹以后，就可以对比不同的图像，看看64位中有多少位是不一样的，在理论上，这等同于“汉明距离”(Hamming distance,在信息论中，两个等长字符串之间的汉明距离是两个字符串对应位置的不同字符的个数)，如果不相同的数据位数不超过5，就说明两张图像很相似；如果大于10，就说明这是两张不同的图像。
其中，所述步骤五中通过确认图像的标识区域发生变化，控制数转胶设备切换图像帧，可进行下一帧的播放处理。
本发明的有益效果为：本发明通过设置图片标识区域，采用高速相机拍摄，然后通过平均哈希算法进行比对图片标识区域实现了图片的比对，实现高速准确区分投影帧，为数转胶设备的同步运转奠定基础。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点，本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内，本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (6)
1.一种数转胶设备的投影帧同步装置，包括Led光源(1)、单片透镜(2)、ROD(3)、透镜组(4)、反射镜(5)、光学驱动板(6)、投影镜头(7)、吸光组件(8)、胶片(9)、CCD(10)、PC(11)，该投影帧同步装置的投影帧同步方法包括如下步骤：
步骤一、数据编码，添加标识；
步骤二、设备接收、处理、投射图片；
步骤三、高速CCD(10)相机拍摄胶片(9)；
步骤四、比对胶片(9)标识区域，提取数据帧的标识区域，通过平均哈希算法比对标识区域；
步骤五、图像比对完成，播放下一帧。
2.根据权利要求1所述的一种数转胶设备的投影帧同步装置，其特征在于：所述步骤一中用户将需要保存的数据按照设备要求编码，在设备的下边沿加入指定的编码像素点作为帧标识，通过HDMI线发送图片至数转胶设备。
3.根据权利要求1所述的一种数转胶设备的投影帧同步装置，其特征在于：所述步骤二中通过数转胶设备接收图片，开始处理投射至胶片(9)。
4.根据权利要求1所述的一种数转胶设备的投影帧同步装置，其特征在于：所述步骤三中的胶片后方的高速CCD(10)相机不间断拍摄投影曝光的胶片(9)，采集此次曝光形成的图案，发送至PC(11)。
5.根据权利要求1所述的一种数转胶设备的投影帧同步装置，其特征在于：所述步骤四中标识区域的具体比对步骤如下：
步骤一、缩小尺寸：将标识区域图像缩小到8*8的尺寸，总共64个像素。这一步的作用是去除图像的细节，只保留结构/明暗等基本信息，摒弃不同尺寸/比例带来的图像差异；
步骤二、简化色彩：将缩小后的图像，转为64级灰度，即所有像素点总共只有64种颜色；
步骤三、计算平均值：计算所有64个像素的灰度平均值；
步骤四、比较像素的灰度：将每个像素的灰度，与平均值进行比较，大于或等于平均值记为1，小于平均值记为0；
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6.根据权利要求1所述的一种数转胶设备的投影帧同步装置，其特征在于：所述步骤五中通过确认图像的标识区域发生变化，控制数转胶设备切换图像帧，可进行下一帧的播放处理。
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