CN115314690A - 一种图像融合带处理方法、装置、电子设备及存储介质 - Google Patents

一种图像融合带处理方法、装置、电子设备及存储介质 Download PDF

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CN115314690A CN202210952428.0A CN202210952428A CN115314690A CN 115314690 A CN115314690 A CN 115314690A CN 202210952428 A CN202210952428 A CN 202210952428A CN 115314690 A CN115314690 A CN 115314690A
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Abstract

本申请提供了一种图像融合带处理方法、装置、电子设备及存储介质，该方法包括：基于当前眼点信息、虚拟仿真幕信息、预设的融合带参数，确定不同投影通道投射的输入图像的多个融合带位置信息；从融合带衰减系数表中获取与每个融合带位置信息对应的多个融合带衰减系数的取值；针对每个投影通道投射的输入图像，利用该投影通道对应的融合带衰减系数的取值，对该投影通道对应的输入图像进行颜色衰减处理，获取颜色衰减后的多个输入图像；将颜色衰减后的多个输入图像同时投射至同一投影幕上，得到融合后的投影图像。通过采用上述图像融合带处理方法、装置、电子设备及存储介质，解决了无法进行任意眼点位置的投影多通道融合的问题。

Description

一种图像融合带处理方法、装置、电子设备及存储介质
技术领域
本申请涉及图像处理技术领域，具体而言，涉及一种图像融合带处理方法、装置、电子设备及存储介质。
背景技术
投影多通道融合是指将两台或者两台以上的投影仪的投影画面融合在一块投影幕上，达到整体画面的增强效果。投影画面融合是以数字图像为主要内容的数据融合技术，是把多个不同模式的图像传感器，获得的同一场景的多幅图像，或者同一传感器在不同时刻获得的同一场景的多幅图像，合成为一幅图像的过程，投影画面融合的最大特点是可以增加显示分辨率，增大投影画面面积、缩短投影距离。其中，相邻投影机的投影重叠部分被称为融合带，为使整个投影画面的色彩一致，需要对融合待色彩进行调节，使其与非融合带区域达到色彩平衡。
目前，在进行投影多通道融合调试过程中，融合带色彩亮度的调节通常融合带位置信息仅能满足眼点位置处于球心位置的应用场景需求，无法满足任意眼点位置的应用场景需求。
发明内容
有鉴于此，本申请的目的在于提供一种图像融合带处理方法、装置、电子设备及存储介质，以解决无法进行任意眼点位置的投影多通道融合的问题。
第一方面，本申请实施例提供了一种图像融合带处理方法，包括：
基于当前眼点信息、虚拟仿真幕信息、预设的融合带参数，确定不同投影通道投射的输入图像的多个融合带位置信息；
从融合带衰减系数表中获取与每个融合带位置信息对应的多个融合带衰减系数的取值；
针对每个投影通道投射的输入图像，利用该投影通道对应的融合带衰减系数的取值，对该投影通道对应的输入图像进行颜色衰减处理，获取颜色衰减后的多个输入图像；
将颜色衰减后的多个输入图像同时投射至同一投影幕上，得到融合后的投影图像。
可选地，基于当前眼点信息、虚拟仿真幕信息、预设的融合带参数，确定不同投影通道投射的输入图像的多个融合带位置信息，包括：构建虚拟仿真场景，虚拟仿真场景包括虚拟平面、多个投影通道以及与虚拟仿真幕信息对应的虚拟仿真幕；针对每个投影通道，确定该投影通道下当前眼点信息对应的旋转后的虚拟平面上所有像素点对应的第一点阵；确定第一点阵映射在虚拟仿真幕上的第二点阵；基于预设的融合带参数、第二点阵以及有效视场角范围，确定该投影通道对应的融合带位置信息。
可选地，当前眼点信息包括当前眼点位置、当前观测方向以及物理视角参数，物理视角参数是输入图像的投射角度；确定该投影通道下当前眼点信息对应的旋转后的虚拟平面上所有像素点对应的第一点阵，包括：根据当前观测方向与该投影通道的投影方向之间的偏移角度，确定该投影通道对应的虚拟平面的旋转角度；按照旋转角度，将该投影通道对应的虚拟平面由当前眼点位置对应的初始位置旋转至当前观测方向对应的目标位置处；利用旋转角度、当前眼点位置、虚拟仿真幕信息以及物理视角参数，确定旋转后的虚拟平面上每个第一像素点的坐标；由旋转后的虚拟平面上每个第一像素点的坐标构成第一点阵。
可选地，基于预设的融合带参数、第二点阵以及有效视场角范围，确定该投影通道对应的融合带位置信息，包括：基于点阵中每个第二像素点的坐标与有效视场角范围之间的位置关系以及预设的融合带参数，确定经向融合带位置百分比以及纬向融合带位置百分比；将经向融合带位置百分比以及纬向融合带位置百分比转换为指定位数的融合带位置信息。
可选地，融合带位置信息包括融合带位置系数；从融合带衰减系数表中获取与每个融合带位置信息对应的多个融合带衰减系数的取值，包括：确定融合带位置系数的取值是否处于预设区间内；若融合带位置系数的取值处于预设区间内，则将融合带位置系数作为查表地址；从融合带衰减系数表中获取与查表地址对应的融合带衰减系数的取值。
可选地，在确定融合带位置系数的取值是否处于预设区间内之后，还包括：若融合带位置系数的取值为第一预设值，将融合带位置系数指示的融合带区域视为输入图像的外部区域，对该融合带区域进行涂黑处理；若融合带位置系数的取值为第二预设值，将融合带位置系数指示的融合带区域视为输入图像的非融合带区域，对该融合带区域不进行任何衰减处理。
第二方面，本申请实施例还提供了一种图像融合带处理装置，所述装置包括：
融合带信息确定模块，用于基于当前眼点信息、虚拟仿真幕信息、预设的融合带参数，确定不同投影通道投射的输入图像的多个融合带位置信息；
衰减系数选取模块，用于从融合带衰减系数表中获取与每个融合带位置信息对应的多个融合带衰减系数的取值；
颜色衰减模块，用于针对每个投影通道投射的输入图像，利用该投影通道对应的融合带衰减系数的取值，对该投影通道对应的输入图像进行颜色衰减处理，获取颜色衰减后的多个输入图像；
融合模块，用于将颜色衰减后的多个输入图像同时投射至同一投影幕上，得到融合后的投影图像。
可选地，融合带信息确定模块，具体用于：构建虚拟仿真场景，虚拟仿真场景包括虚拟平面、多个投影通道以及与虚拟仿真幕信息对应的虚拟仿真幕；针对每个投影通道，确定该投影通道下当前眼点信息对应的旋转后的虚拟平面上所有像素点对应的第一点阵；确定第一点阵映射在虚拟仿真幕上的第二点阵；基于预设的融合带参数、第二点阵以及有效视场角范围，确定该投影通道对应的融合带位置信息。
第三方面，本申请实施例还提供一种电子设备，包括：处理器、存储器和总线，所述存储器存储有所述处理器可执行的机器可读指令，当电子设备运行时，所述处理器与所述存储器之间通过总线通信，所述机器可读指令被所述处理器执行时执行如上述的图像融合带处理方法的步骤。
第四方面，本申请实施例还提供一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器运行时执行如上述的图像融合带处理方法的步骤。
本申请实施例带来了以下有益效果：
本申请实施例提供的一种图像融合带处理方法、装置、电子设备及存储介质，能够根据当前眼点信息实时计算多个融合带位置信息，并利用每个融合带位置信息对应的多个融合带衰减系数的取值对输入图像进行颜色衰减处理，获取颜色衰减后的多个输入图像，由颜色衰减后的多个输入图像投射在同一投影幕上获得融合后的投影图像，与现有技术中的图像融合带处理方法相比，解决了无法进行任意眼点位置的投影多通道融合的问题。
为使本申请的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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获得其他相关的附图。
图1示出了本申请实施例所提供的图像融合带处理方法的流程图；
图2示出了本申请实施例所提供的虚拟仿真幕为球幕时处于初始位置的虚拟平面的示意图；
图3示出了本申请实施例所提供的虚拟仿真幕为球幕时处于目标位置的虚拟平面的示意图；
图4示出了本申请实施例所提供的虚拟仿真幕为柱面幕时处于目标位置的虚拟平面的示意图；
图5示出了本申请实施例所提供的虚拟仿真幕为平面幕时处于目标位置的虚拟平面的示意图；
图6示出了本申请实施例所提供的图像融合带处理装置的结构示意图；
图7示出了本申请实施例所提供的电子设备的结构示意图。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的每个其他实施例，都属于本申请保护的范围。
值得注意的是，在本申请提出之前，投影多通道融合是指将两台或者两台以上的投影仪的投影画面融合在一块投影幕上，达到整体画面的增强效果。投影画面融合是以数字图像为主要内容的数据融合技术，是把多个不同模式的图像传感器，获得的同一场景的多幅图像，或者同一传感器在不同时刻获得的同一场景的多幅图像，合成为一幅图像的过程，投影画面融合的最大特点是可以增加显示分辨率，增大投影画面面积、缩短投影距离。其中，相邻投影机的投影重叠部分被称为融合带，为使整个投影画面的色彩一致，需要对融合待色彩进行调节，使其与非融合带区域达到色彩平衡。目前，在进行投影多通道融合调试过程中，融合带色彩亮度的调节通常融合带位置信息仅能满足眼点位置处于球心位置的应用场景需求，无法满足任意眼点位置的应用场景需求。
基于此，本申请实施例提供了一种图像融合带处理方法，以提高投影多通道融合的应用范围。
请参阅图1，图1为本申请实施例所提供的一种图像融合带处理方法的流程图。如图1所示，本申请实施例提供的图像融合带处理方法，包括：
步骤S101，基于当前眼点信息、虚拟仿真幕信息、预设的融合带参数，确定不同投影通道投射的输入图像的多个融合带位置信息。
该步骤中，当前眼点信息可指描述用户观察实际投影幕的信息，当前眼点信息用于确定用户的眼点位置及观察角度。
虚拟仿真幕信息可指描述虚拟仿真幕的信息。
融合带参数可指描述融合带的参数，融合带参数包括但不限于：融合带宽度、融合带高度。
示例性的，融合带参数可以是百分比参数，也可以是角度及像素数，其中，当投影幕类型为球幕或者柱面幕时采用角度表示融合带的弧度，采用像素值来表示融合带(或者柱面幕)的高度；当投影幕类型平面幕时采用像素值来表示融合带的宽度和高度。
投影通道可指将输入图像投影至投影幕的通道，投影通道包括输入源、投影仪以及投影路径。
输入图像可指由输入源提供的图像，输入源可指提供输入图像的设备，例如：电脑、电视等。
多个融合带位置信息可指多个输入图像对应的融合带位置信息，每个输入图像对应存在各自的融合带位置信息。
融合带位置信息是指对输入图像中融合带内多个像素点位置的描述信息，多个像素点的数量和投影仪的分辨率一致。融合带位置信息包括每个像素点的融合带位置系数及融合带类型参数。
针对每个像素点，通过融合带位置系数及融合带类型参数来表示该像素点在融合带中的百分比位置以及融合带类型，融合带位置系数用于表示该像素点在融合带中的百分比位置，融合带类型参数用于表示该像素点所在融合带的类型。
其中，输入图像可划分为非投影区域以及投影区域，其中，非投影区域可指输入图像中超出有效投影区域的区域，投影区域可指输入图像中位于有效投影区域内的区域，投影区域分为融合带区域和非融合带区域。非投影区域内的像素点对应的融合带位置系数设置为0，非融合带区域内的像素点对应的融合带位置系数直接设置为100％，融合带区域内的像素点对应的融合带位置系数设置为0％至100％，可根据精度要求使用8至12bit位深的数据来对应表示0％至100％，以8bit为例，可以用255表示100％，用0表示0％。
融合带类型包括：左融合带、右融合带、上融合带、下融合带，其中，输入图像中的左融合带和右融合带是指横向或者经向上的融合带，输入图像上的上融合带和下融合带是指纵向或者纬向上的融合带。由于不同类型的融合带的衰减系数可能不同，故而需要用融合带类型参数加以区分。具体的，可以是在融合带位置系数前加2个bit位用以表示融合带类型参数，例如，增加的第一个bit位的数值为0时表示左融合带，增加的第一个bit位的数值为1时表示右融合带，增加的第二个bit位的数值为0时表示上融合带，增加的第二个bit位的数值为1时表示下融合带。
需要说明的是，步骤S101中所有的计算过程是在软件中完成的，软件更适合进行复杂的透视映射计算。
在一可选实施例中，基于当前眼点信息、虚拟仿真幕信息、预设的融合带参数，确定不同投影通道投射的输入图像的多个融合带位置信息，包括：构建虚拟仿真场景，虚拟仿真场景包括虚拟平面、多个投影通道以及与虚拟仿真幕信息对应的虚拟仿真幕；针对每个投影通道，确定该投影通道下当前眼点信息对应的旋转后的虚拟平面上所有像素点对应的第一点阵；确定第一点阵映射在虚拟仿真幕上的第二点阵；基于预设的融合带参数、第二点阵以及有效视场角范围，确定该投影通道对应的融合带位置信息。
这里，首先针对实际观测场景中的实际投影幕和用户所在的可活动区域的场地建立虚拟仿真场景，该虚拟仿真场景包括三维坐标系XYZ，根据当前眼点信息在三维坐标系中设置用户眼点的三维位置，根据虚拟仿真幕信息在三维坐标系中设置虚拟仿真幕，根据当前眼点信息中的当前眼点位置以及物理视角参数设置虚拟平面，此时虚拟平面处于初始位置，初始位置指的是眼点的视点偏角为0时的虚拟平面所在的位置。
具体的，虚拟仿真幕信息包括虚拟仿真幕类型，虚拟仿真幕类型是与实际投影幕类型一致的，虚拟仿真幕类型包括：球幕、柱面幕以及平面幕。当虚拟仿真幕为球幕时，设球幕的半径为r，球心O位于空间直角坐标系的原点，球心坐标为(0,0,0)。当虚拟仿真幕为柱面幕时，柱面的直母线的方程为：x＝0,z＝r，柱面的准线是方程为x2+z2＝r2的圆。当虚拟仿真幕为平面幕时，平面的方程为z＝r。
下面参照图2来介绍虚拟仿真幕为球幕时处于初始位置的虚拟平面。其他类型的虚拟仿真幕同理。
图2示出了本申请实施例所提供的虚拟仿真幕为球幕时处于初始位置的虚拟平面的示意图。
如图2所示，眼点的坐标为P0(x0,y0,z0)，眼点的水平方向物理视角参数记作：α1、α2(其中，α1<α2)，竖直方向物理视角参数为β1、β2(其中，β1<β2)。当视点偏角为(0,0,0)时，规定当前眼点位置P0垂直于虚拟平面的连线P0S平行于Z轴，∠AP0S为α1的绝对值，∠BP0S为α2的绝对值，∠CP0S为β1的绝对值，∠DP0S为β2的绝对值，当前眼点位置与虚拟平面的距离为P0S，为了方便计算，令P0S＝1。虚拟平面中，点D与点C对应的线段CD平行于Y轴，点A与点B对应的线段AB平行于X轴，线段AB与线段CD的交点为S。
将虚拟平面由初始位置旋转至目标位置后，可以得到与当前眼点信息对应的旋转后的虚拟平面，该旋转后的虚拟平面上所有像素点构成第一点阵。在用户的眼点位置发生改变的情况下，该第一点阵能够仿真出当前眼点信息对应的输入图像中各个像素点在物理视角参数指示的平面中的理论位置。然后，将第一点阵中的每个第一像素点映射在虚拟仿真幕上得到第二点阵，最后，根据预设的融合带参数，对虚拟仿真幕上第二点阵中的每个第二像素点的融合带位置系数及融合带类型参数进行计算，得到该投影通道对应的融合带位置信息。
在一可选实施例中，当前眼点信息包括当前眼点位置、当前观测方向以及物理视角参数，物理视角参数是输入图像的投射角度；确定该投影通道下当前眼点信息对应的旋转后的虚拟平面上所有像素点对应的第一点阵，包括：根据当前观测方向与该投影通道的投影方向之间的偏移角度，确定该投影通道对应的虚拟平面的旋转角度；按照旋转角度，将该投影通道对应的虚拟平面由当前眼点位置对应的初始位置旋转至当前观测方向对应的目标位置处；利用旋转角度、当前眼点位置、虚拟仿真幕信息以及物理视角参数，确定旋转后的虚拟平面上每个第一像素点的坐标；由旋转后的虚拟平面上每个第一像素点的坐标构成第一点阵。
这里，当前眼点位置可指用户的眼点在虚拟仿真场景中的位置，当前观测方向可指用户观看实际投影幕时的方向。
当投影通道为多个时，不同投影通道与当前观测方向之间的夹角是不同的，需要针对每个投影通道单独计算该投影通道的投影方向与当前观测方向之间的偏移角度，该偏移角度在虚拟仿真场景中用α，β，γ表示，α，β，γ表示虚拟平面分别围绕X轴、Y轴、Z轴旋转的角度。旋转时，按照先围绕X轴、再围绕Y轴、最后围绕Z轴的顺序进行。以虚拟平面中任意一点E0为例，首先围绕X轴旋转α度得到E1，然后围绕Y轴旋转β度得到E2，最后围绕Z轴旋转γ度得到E3。根据上述过程可以构建对应于三个坐标轴的旋转矩阵RX(α)、RY(β)、RZ(γ)，这三个旋转矩阵的计算公式如下：
Figure BDA0003789740980000101
Figure BDA0003789740980000102
Figure BDA0003789740980000103
确定旋转矩阵后，可以根据当前眼点位置、物理视角参数、虚拟仿真幕信息中虚拟平面水平方向的像素点数量w以及虚拟平面竖直方向上的像素点数量h，计算得到旋转后的虚拟平面上每个第一像素点的坐标。
下面参照图3来介绍第一像素点的坐标以及第二像素点的坐标的确定过程。
图3示出了本申请实施例所提供的虚拟仿真幕为球幕时处于目标位置的虚拟平面的示意图。
如图3所示，点T1是第一点阵中第j行第i列的点，该点T1的坐标用T1(x1(j，i)，y1(j，i)，z1(j，i))表示，易得到：
Figure BDA0003789740980000111
确定第一点阵中第一像素点的坐标后，根据映射关系可以计算出虚拟仿真暮上第二点阵中第二像素点的坐标。不同类型的虚拟仿真幕对应的第二像素点的坐标的计算方式是不同的。
下面参照图3来介绍虚拟仿真幕为球面幕时的情形：
计算第一点阵映射在球面上的第二点阵，即确定当前眼点位置P0与第一点阵中第一像素点T1(x1(j，i)，y1(j，i)，z1(j，i))相连得到的直线在球幕上的交点
Figure BDA00037897409800001110
该交点U即是与第一像素点T1对应的第二像素点，确定与第一点阵中所有第一像素点对应的所有第二像素点，即可确定第二点阵。易得到交点U的坐标为：
Figure BDA0003789740980000112
Figure BDA0003789740980000113
当y0＝y1且z0＝z1时：
Figure BDA0003789740980000114
y＝y0，z＝z0；
当y0≠y1且z0＝z1时：x＝xa×y+xb，
Figure BDA0003789740980000115
z＝z0，
Figure BDA0003789740980000116
a＝1+xa 2，b＝2×xa×xb，c＝z2+xb 2-r2；
当y0≠y1且z0≠z1时：x＝xa×z+xb，y＝ya×z+yb，
Figure BDA0003789740980000117
Figure BDA0003789740980000118
Figure BDA0003789740980000119
a＝1+xa 2+ya 2，b＝2×xa×xb+2×ya×yb，c＝xb 2+yb 2-r2。
下面参照图4来介绍虚拟仿真幕为柱面幕时的情形：
图4示出了本申请实施例所提供的虚拟仿真幕为柱面幕时处于目标位置的虚拟平面的示意图。
如图4所示，计算第一点阵映射在柱面幕上的第二点阵，即确定当前眼点位置P0与第一点阵中第一像素点T1(x1(j，i)，y1(j，i)，z1(j，i))相连得到的直线在球幕上的交点
Figure BDA0003789740980000121
易得到：
Figure BDA0003789740980000122
Figure BDA0003789740980000123
当x0＝x1且z0≠z1时：x＝x0，y＝ya×z+yb，
Figure BDA0003789740980000124
Figure BDA0003789740980000125
当x0≠x1且z0＝z1时：
Figure BDA0003789740980000126
y＝ya×x+yb，z＝z0，
Figure BDA0003789740980000127
当x0≠x1且z0≠z1时：x＝xa×z+xb，y＝ya×z+yb，
Figure BDA0003789740980000128
Figure BDA0003789740980000129
Figure BDA00037897409800001210
a＝1+xa 2，b＝2×xa×xb，C＝xb 2-r2。
下面参照图5来介绍虚拟仿真幕为平面幕时的情形：
图5示出了本申请实施例所提供的虚拟仿真幕为平面幕时处于目标位置的虚拟平面的示意图。
如图5所示，计算第一点阵映射在平面幕上的第二点阵，即确定当前眼点位置P0与第一点阵中第一像素点T1(x1(j，i)，y1(j，i)，z1(j，i))相连得到的直线在球幕上的交点
Figure BDA00037897409800001211
易得到：
θ(j，i)＝x；
Figure BDA00037897409800001212
当x0＝x1且y0≠y1时，x＝x0，z＝r，y＝ya×z+yb，
Figure BDA00037897409800001213
Figure BDA00037897409800001214
当x0≠x1且yO＝y1时，y＝yO，z＝r，x＝xa×z+xb，
Figure BDA0003789740980000131
Figure BDA0003789740980000132
当x0≠x1且y0≠y1时，z＝r，x＝xa×z+xb，y＝ya×z+yb，
Figure BDA0003789740980000133
在一可选实施例中，基于预设的融合带参数、第二点阵以及有效视场角范围，确定该投影通道对应的融合带位置信息，包括：基于点阵中每个第二像素点的坐标与有效视场角范围之间的位置关系以及预设的融合带参数，确定经向融合带位置百分比以及纬向融合带位置百分比；将经向融合带位置百分比以及纬向融合带位置百分比转换为指定位数的融合带位置信息。
这里，融合带参数：融合带宽度、融合带高度，融合带宽度包括：左融合带宽度、右融合带宽度，融合带高度包括：上融合带高度、下融合带高度。
左融合带宽度记作：hor_left，右融合带宽度记作：hor_right，上融合带高度记作：ver_up，下融合带高度记作：ver_down。
有效视场角范围可指用户最终在投影幕上看到有效投影区域的视场角范围，有效视场角范围与实际投影幕的角度有关，以实际投影幕为柱面幕为例，如果柱面幕的水平方向范围是±30度，则有效视场角水平范围为60度。
有效视场角范围包括有效视场角水平范围以及有效视场角竖直范围，有效视场角水平范围记作：[sta_h，end_h]，有效视场角竖直范围记作：[sta_v，end_v]。
具体的，针对第二点阵中的每个第二像素点，确定该第二像素点的经向融合带位置百分比，第j行第i列的第二像素点对应的经向融合带位置百分比表示为dataθ(j，i)，易得到：
当θ(j，i)＜sta_h时表示该第二像素点超出左融合带，处于非投影区域内，dataθ(j，i)＝0；
当sta_h≤θ(j，i)＜sta_h+hor_left时表示该第二像素点处于左融合带区域内，
Figure BDA0003789740980000141
当sta_h+hor_left≤θ(j，i)＜end_h-hor_right时表示该第二像素点处于非融合带区域内，dataθ(j，i)＝1；
当end_h-hor_right≤θ(j，i)＜end_h时表示该第二像素点处于右融合带区域内，
Figure BDA0003789740980000142
当θ(j，i)≥end_h时表示该第二像素点超出右融合带，处于非投影区域内，dataθ(j，i)＝0。
针对第二点阵中的每个第二像素点，确定该第二像素点的纬向融合带位置百分比，第j行第i列的第二像素点对应的纬向融合带位置百分比表示为
Figure BDA0003789740980000143
易得到：
当
Figure BDA0003789740980000144
时表示该第二像素点超出上融合带，处于非投影区域内，
Figure BDA0003789740980000145
当
Figure BDA0003789740980000146
时表示该第二像素点处于上融合带区域内，
Figure BDA0003789740980000147
当
Figure BDA0003789740980000148
时表示该第二像素点处于非融合带区域内，
Figure BDA0003789740980000149
当
Figure BDA00037897409800001410
时表示该第二像素点处于下融合带区域内，
Figure BDA00037897409800001411
当
Figure BDA00037897409800001412
时表示该第二像素点超出下融合带，处于非投影区域内，
Figure BDA00037897409800001413
确定经向融合带位置百分比以及纬向融合带位置百分比后，可计算得到经向融合带位置数据posdataθ和纬向融合带位置数据
Figure BDA00037897409800001414
由经向融合带位置数据以及纬向融合带位置数据组成融合带位置信息。
具体的，可根据精度要求使用9～16bit的位深数据来表示posdataθ和
Figure BDA0003789740980000151
其中，可将低位8～12bit的位深数据与0％～100％对应，剩余的高位数据表示融合带类型。例如，当posdataθ和
Figure BDA0003789740980000152
的位深是16位时，低12位的数据来对应0％～100％，高4位的数据表示融合带类型，高4位为“0000”时表示左融合带，高4位为“0001”时表示上融合带，高4位为“1000”时表示右融合带，高4位为“1001”时表示右融合带。
转换后的经向融合带位置数据posdataθ的第j行、第i列可表示为posdataθ(j，i)，易得到：
当θ(j，i)＜sta_h或θ(j，i)≥end_h时，posdataθ(j，i)＝0xO；
当sta_h+hor_left≤θ(j，i)＜end_h-hor_right时，posdataθ(j，i)＝Oxfff；
当sta_h≤θ(j，i)＜sta_h+hor_left时，posdataθ(j，i)＝hex(dataθ(j，i)×4095)；
当end_h-hor_right≤θ(j，i)＜end_h时，posdataθ(j，i)＝hex(dataθ(j，i)×4095+32768)。
其中，hex()表示将10进制数转换为16进制数。
转换后的纬向融合带位置数据
Figure BDA0003789740980000153
的第j行、第i列可表示为
Figure BDA0003789740980000154
易得到：
当
Figure BDA0003789740980000155
或
Figure BDA0003789740980000156
时，
Figure BDA0003789740980000157
当
Figure BDA0003789740980000158
时，
Figure BDA0003789740980000159
当
Figure BDA00037897409800001510
时，
Figure BDA00037897409800001511
Figure BDA00037897409800001512
当
Figure BDA00037897409800001513
时，
Figure BDA00037897409800001514
Figure BDA00037897409800001515
步骤S102，从融合带衰减系数表中获取与每个融合带位置信息对应的多个融合带衰减系数的取值。
该步骤中，融合带衰减系数表包括多个，每个融合带衰减系数表可指一个投影通道对应的衰减曲线，每个融合带区域是由两个投影仪共同投影得到的，所以由两条衰减曲线分别供两个投影仪使用。
在本申请实施例中，假设有两个投影通道，这两个投影通道分别对应投影仪A和投影仪B，则融合带衰减系数表也包括融合带衰减系数表a以及融合带衰减系数表b，融合带衰减系数表a与投影仪A对应，融合带衰减系数表b与投影仪B对应，于是针对当前投影通道，可以确定当前投影通道对应的融合带衰减系数表，并从该融合带衰减系数表中获取与当前投影通道的融合带位置信息对应的多个融合带衰减系数的取值。
由于融合带内包括多个第二像素点，不同位置的第二像素点对应的融合带衰减系数是不同的，因此，每个投影通道对应的融合带衰减系数为多个。
需要说明的是，步骤S102中所有的运算过程是在硬件系统中完成的，硬件系统包括：可编程门阵列(Field Programmable Gate Array，FPGA)以及处理器，因为FPGA更适合进行快速、大量的简单运算。在软件中计算得到每个投影通道对应的融合带位置信息后，会将这些融合带位置信息以及输入图像发送给硬件系统，硬件系统接收到多个融合带位置信息后，由处理器将多个融合带位置信息写入到FPGA的外设存储器中，并且将多个融合带位置信息分开存储，存储在外设存储器的不同区域中。
存储完成后根据输入图像的时序信息，由FPGA从外设存储器中读取与时序信息对应的融合带位置信息，以完成针对输入图像的颜色衰减处理。这里需要指出，输入图像是以视频图像的方式发送给投影仪的，需要对该投影通道对应的每帧输入图像均进行融合带处理，不同帧的输入图像对应的融合带衰减系数表是不同的。
另外，保存在外设存储器中的融合带位置信息还用于在后续开机时再传输给FPGA，以避免在软件中对融合带位置信息进行重复计算。
同时，为了加快由软件至FPGA的传输速度，可在传输前对融合带位置信息进行编码。
具体的，由于融合带位置信息与投影仪分辨率是一致的，且该融合带位置信息具备整体连贯性以及相关性，因此可以采用游程编码的方式，从上到下逐行对融合带位置信息进行编码。这里，在遍历每行进行编码时，需要记录当前遍历的行号，然后逐个遍历该行内的数据，同时记录第一个非0数据的位置，非0表示该位置是有效投影区域，但可能是非融合带区域也可能是融合带区域，需要判断该位置是否为融合带区域，若为融合带区域则传输融合带区域的所有数据，若非融合带区域则不传输数据继续遍历直到该行结束，然后继续对下一行数据进行遍历，依此类推直至遍历所有行。
在一可选实施例中，融合带位置信息包括融合带位置系数；从融合带衰减系数表中获取与每个融合带位置信息对应的多个融合带衰减系数的取值，包括：确定融合带位置系数的取值是否处于预设区间内；若融合带位置系数的取值处于预设区间内，则将融合带位置系数作为查表地址；从融合带衰减系数表中获取与查表地址对应的融合带衰减系数的取值。
这里，融合带位置系数的不同取值对应不同的图像位置，处于融合带以外的区域是不需要进行颜色衰减处理的，因此，可判断该像素点对应的融合带位置系数的取值是否处于(0，1)内，如果大于0且小于1则表示该像素点处于融合带内需要进行颜色衰减处理，则将融合带位置系数作为查表地址，从该投影通道及当前时序信息对应的融合带衰减系数表中，获取与该融合带位置系数对应的融合带衰减系数的取值，以利用该融合带衰减系数的取值对该像素点进行颜色衰减处理。
步骤S103，针对每个投影通道投射的输入图像，利用该投影通道对应的融合带衰减系数的取值，对该投影通道对应的输入图像进行颜色衰减处理，获取颜色衰减后的多个输入图像。
该步骤中，FPGA逐个针对融合带位置系数的取值处于预设区间内的每个像素点，实时计算该像素点当前颜色值与融合带衰减系数的乘积，将得到的数值作为该像素点的最终色值。
每个投影通道对应一个颜色衰减后的输入图像，当有多个投影通道时将获得多个颜色衰减后的输入图像。
在一可选实施例中，在确定融合带位置系数的取值是否处于预设区间内之后，还包括：若融合带位置系数的取值为第一预设值，将融合带位置系数指示的融合带区域视为输入图像的外部区域，对该融合带区域进行涂黑处理；若融合带位置系数的取值为第二预设值，将融合带位置系数指示的融合带区域视为输入图像的非融合带区域，对该融合带区域不进行任何衰减处理。
这里，第一预设值可指0，第二预设值可指1，如果融合带位置系数的取值为0，则表示该像素点处于有效投影区域外，则将该像素点进行涂黑处理，如果融合带位置系数的取值为1，则表示该像素点处于有效投影区域中的非融合带区域，无需进行颜色衰减处理。
步骤S104，将颜色衰减后的多个输入图像同时投射至同一投影幕上，得到融合后的投影图像。
该步骤中，多个输入图像是待融合的输入图像，将多个颜色衰减后的输入图像同时投射在同一块实际投影幕上，可以得到融合后的投影图像，该投影图像由多个颜色衰减后的输入图像拼接而成。
与现有技术中图像融合带处理方法相比，本申请能够根据当前眼点信息实时计算多个融合带位置信息，并利用每个融合带位置信息对应的多个融合带衰减系数的取值对输入图像进行颜色衰减处理，获取颜色衰减后的多个输入图像，由颜色衰减后的多个输入图像投射在同一投影幕上获得融合后的投影图像，解决了无法进行任意眼点位置的投影多通道融合的问题。同时，本申请中由软件复杂复杂的透视映射计算，解决了FPGA处理复杂运算困难的短板，实际应用时不影响硬件性能，让软件和硬件发挥各自的优势：软件擅长处理复杂运算，FPGA擅长快速处理大规模简单运算。
基于同一发明构思，本申请实施例中还提供了与图像融合带处理方法对应的图像融合带处理装置，由于本申请实施例中的装置解决问题的原理与本申请实施例上述图像融合带处理方法相似，因此装置的实施可以参见方法的实施，重复之处不再赘述。
请参阅图6，图6为本申请实施例所提供的一种图像融合带处理装置的结构示意图。如图6中所示，所述图像融合带处理装置200包括：
融合带信息确定模块201，用于基于当前眼点信息、虚拟仿真幕信息、预设的融合带参数，确定不同投影通道投射的输入图像的多个融合带位置信息；
衰减系数选取模块202，用于从融合带衰减系数表中获取与每个融合带位置信息对应的多个融合带衰减系数的取值；
颜色衰减模块203，用于针对每个投影通道投射的输入图像，利用该投影通道对应的融合带衰减系数的取值，对该投影通道对应的输入图像进行颜色衰减处理，获取颜色衰减后的多个输入图像；
融合模块204，用于将颜色衰减后的多个输入图像同时投射至同一投影幕上，得到融合后的投影图像。
在一可选实施例中，融合带信息确定模块，具体用于：构建虚拟仿真场景，虚拟仿真场景包括虚拟平面、多个投影通道以及与虚拟仿真幕信息对应的虚拟仿真幕；针对每个投影通道，确定该投影通道下当前眼点信息对应的旋转后的虚拟平面上所有像素点对应的第一点阵；确定第一点阵映射在虚拟仿真幕上的第二点阵；基于预设的融合带参数、第二点阵以及有效视场角范围，确定该投影通道对应的融合带位置信息。
请参阅图7，图7为本申请实施例所提供的一种电子设备的结构示意图。如图7中所示，所述电子设备300包括处理器310、存储器320和总线330。
所述存储器320存储有所述处理器310可执行的机器可读指令，当电子设备300运行时，所述处理器310与所述存储器320之间通过总线330通信，所述机器可读指令被所述处理器310执行时，可以执行如上述图1所示方法实施例中的图像融合带处理方法的步骤，具体实现方式可参见方法实施例，在此不再赘述。
本申请实施例还提供一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器运行时可以执行如上述图1所示方法实施例中的图像融合带处理方法的步骤，具体实现方式可参见方法实施例，在此不再赘述。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统、装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统、装置和方法，可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，又例如，多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些通信接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。
所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个处理器可执行的非易失的计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(Read-OnlyMemory，ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本申请的具体实施方式，用以说明本申请的技术方案，而非对其限制，本申请的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种图像融合带处理方法，其特征在于，包括：
基于当前眼点信息、虚拟仿真幕信息、预设的融合带参数，确定不同投影通道投射的输入图像的多个融合带位置信息；
从融合带衰减系数表中获取与每个融合带位置信息对应的多个融合带衰减系数的取值；
针对每个投影通道投射的输入图像，利用该投影通道对应的融合带衰减系数的取值，对该投影通道对应的输入图像进行颜色衰减处理，获取颜色衰减后的多个输入图像；
将所述颜色衰减后的多个输入图像同时投射至同一投影幕上，得到融合后的投影图像。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于当前眼点信息、虚拟仿真幕信息、预设的融合带参数，确定不同投影通道投射的输入图像的多个融合带位置信息，包括：
构建虚拟仿真场景，所述虚拟仿真场景包括虚拟平面、多个投影通道以及与所述虚拟仿真幕信息对应的虚拟仿真幕；
针对每个投影通道，确定该投影通道下所述当前眼点信息对应的旋转后的虚拟平面上所有像素点对应的第一点阵；
确定所述第一点阵映射在所述虚拟仿真幕上的第二点阵；
基于所述预设的融合带参数、第二点阵以及有效视场角范围，确定该投影通道对应的融合带位置信息。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述当前眼点信息包括当前眼点位置、当前观测方向以及物理视角参数，所述物理视角参数是输入图像的投射角度；
所述确定该投影通道下所述当前眼点信息对应的旋转后的虚拟平面上所有像素点对应的第一点阵，包括：
根据所述当前观测方向与该投影通道的投影方向之间的偏移角度，确定该投影通道对应的虚拟平面的旋转角度；
按照所述旋转角度，将该投影通道对应的虚拟平面由当前眼点位置对应的初始位置旋转至当前观测方向对应的目标位置处；
利用所述旋转角度、当前眼点位置、虚拟仿真幕信息以及物理视角参数，确定旋转后的虚拟平面上每个第一像素点的坐标；
由旋转后的虚拟平面上每个第一像素点的坐标构成第一点阵。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述基于所述预设的融合带参数、第二点阵以及有效视场角范围，确定该投影通道对应的融合带位置信息，包括：
基于所述点阵中每个第二像素点的坐标与有效视场角范围之间的位置关系以及预设的融合带参数，确定经向融合带位置百分比以及纬向融合带位置百分比；
将所述经向融合带位置百分比以及纬向融合带位置百分比转换为指定位数的融合带位置信息。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述融合带位置信息包括融合带位置系数；
所述从融合带衰减系数表中获取与每个融合带位置信息对应的多个融合带衰减系数的取值，包括：
确定所述融合带位置系数的取值是否处于预设区间内；
若所述融合带位置系数的取值处于预设区间内，则将所述融合带位置系数作为查表地址；
从所述融合带衰减系数表中获取与所述查表地址对应的融合带衰减系数的取值。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，在确定所述融合带位置系数的取值是否处于预设区间内之后，还包括：
若所述融合带位置系数的取值为第一预设值，将融合带位置系数指示的融合带区域视为输入图像的外部区域，对该融合带区域进行涂黑处理；
若所述融合带位置系数的取值为第二预设值，将融合带位置系数指示的融合带区域视为输入图像的非融合带区域，对该融合带区域不进行任何衰减处理。
7.一种图像融合带处理装置，其特征在于，包括：
融合带信息确定模块，用于基于当前眼点信息、虚拟仿真幕信息、预设的融合带参数，确定不同投影通道投射的输入图像的多个融合带位置信息；
衰减系数选取模块，用于从融合带衰减系数表中获取与每个融合带位置信息对应的多个融合带衰减系数的取值；
颜色衰减模块，用于针对每个投影通道投射的输入图像，利用该投影通道对应的融合带衰减系数的取值，对该投影通道对应的输入图像进行颜色衰减处理，获取颜色衰减后的多个输入图像；
融合模块，用于将所述颜色衰减后的多个输入图像同时投射至同一投影幕上，得到融合后的投影图像。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述融合带信息确定模块，具体用于：
构建虚拟仿真场景，所述虚拟仿真场景包括虚拟平面、多个投影通道以及与所述虚拟仿真幕信息对应的虚拟仿真幕；
针对每个投影通道，确定该投影通道下所述当前眼点信息对应的旋转后的虚拟平面上所有像素点对应的第一点阵；
确定所述第一点阵映射在所述虚拟仿真幕上的第二点阵；
基于所述预设的融合带参数、第二点阵以及有效视场角范围，确定该投影通道对应的融合带位置信息。
9.一种电子设备，其特征在于，包括：处理器、存储介质和总线，所述存储介质存储有所述处理器可执行的机器可读指令，当电子设备运行时，所述处理器与所述存储介质之间通过总线通信，所述处理器执行所述机器可读指令，以执行如权利要求1至6中任一项所述的图像融合带处理方法的步骤。
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计算机程序，所述计算机程序被处理器运行时执行如权利要求1至6中任一项所述的图像融合带处理方法的步骤。
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