CN116453456B - Led屏幕校准方法、装置、电子设备及存储介质 - Google Patents

Led屏幕校准方法、装置、电子设备及存储介质 Download PDF

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Abstract

本申请涉及一种LED屏幕校准方法、装置、电子设备及存储介质，该方法包括：获取第一屏幕参数，第一屏幕参数为多个真实LED屏幕箱体的尺寸和排列顺序。根据第一屏幕参数生成第一识别码组，第一识别码组包括多个第一识别码，多个第一识别码与第一屏幕参数相对应，用于标记真实LED屏幕箱体。获取多个真实LED屏幕箱体的二维坐标，并通过第一识别码组将二维坐标转换为三维坐标，以得到第一空间位置参数。构建与第一屏幕参数对应的虚拟MESH面片，虚拟MESH面片具有第二空间位置参数。将第一空间位置参数写入虚拟MESH面片中与第二空间位置参数进行校对，并根据校对结果修正第一空间位置参数与第二空间位置参数之间的误差，实现了真实LED屏幕与MESH面片之间的精准匹配。

Description

LED屏幕校准方法、装置、电子设备及存储介质
技术领域
本申请涉及XR技术领域，特别是涉及一种LED屏幕校准方法、装置、电子设备及存储介质。
背景技术
XR（Extended reality，扩展现实）虚拟演播技术是一个广义术语，指的是各种利用计算机技术辅助节目制作和电影可视化制作的数字化工作流程及方法。在实时渲染技术的推动下，其应用包括前期虚拟预演、虚拟角色实时动作捕捉、绿幕虚拟制作和LED虚拟制作。最近几年XR技术在国内节目制作或现场拍摄的使用率也在快速增加，越来越多的作品推进了这项技术的更快进步，这项技术在初期被用来创造非现实或抽象的特效场景，而现在它被用作整个节目或影视制作的核心，从而为更多沉浸式的电影电视制作方式铺平道路。
在XR系统使用时，需要对真实屏幕与虚拟屏幕进行空间匹配设置，以使渲染的图像能够与真实显示图像精准对应。传统使用的空间匹配设置方式是在屏幕设计时把真实屏幕尺寸输入到三维软件进行建模操作，生成与真实屏幕对应的MESH（网格）面片，把MESH面片放置到实时渲染的虚拟三维空间中作为图像投射的区域，再把该区域的图像通过显卡输出到真实屏幕进行显示。XR系统具有AR拓展功能，把屏幕显示内容通过摄像机拍摄后再输入渲染引擎进行二次合成，延伸融合真实显示内容达到图像无线延伸的效果，以实现图像的虚实融合。如果真实屏幕与虚拟MESH面片对应不够精准，则会出现拓展图像与真实屏幕显示图像有错位，图像融合不连贯，以及拍摄图像有拉伸或变形问题，这些问题的主要原因是真实LED屏幕是由很多块显示箱体组成，在人工真实搭建时会产生随机误差，不能保证每一块箱体都是严格统一的角度和位置进行安装调试，而这种施工误差是无法准确的对应到标准建立的虚拟MESH面片上，造成最终显示内容在屏幕上有错位、拉伸、变形等问题，影响内容的显示效果。
综上所述，传统的LED屏幕校准方法因受到人工搭建的随机误差的影响，导致其屏幕校准的准确性较低。
发明内容
基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种屏幕校准准确性较高的LED屏幕校准方法、装置、电子设备及存储介质。
第一方面，本申请提供一种LED屏幕校准方法，所述方法包括：
获取第一屏幕参数，所述第一屏幕参数为多个真实LED屏幕箱体的尺寸和排列顺序；
根据所述第一屏幕参数生成第一识别码组，所述第一识别码组包括多个第一识别码，所述多个第一识别码与所述第一屏幕参数相对应，用于标记所述真实LED屏幕箱体；
获取所述多个真实LED屏幕箱体的二维坐标，并通过所述第一识别码组将所述二维坐标转换为三维坐标，以得到第一空间位置参数；
构建与所述第一屏幕参数对应的虚拟MESH面片，所述虚拟MESH面片具有第二空间位置参数；
将所述第一空间位置参数写入所述虚拟MESH面片中与所述第二空间位置参数进行校对，并根据校对结果修正所述第一空间位置参数与第二空间位置参数之间的误差；
其中，所述第一空间位置参数为所述多个真实LED屏幕箱体的三维空间位置坐标，所述第二空间位置参数为所述虚拟MESH面片的三维空间位置坐标。
在其中一个实施例中，所述获取所述多个真实LED屏幕箱体的二维坐标，并通过所述第一识别码组将所述二维坐标转换为三维坐标，包括：
多次通过摄像机获取每一个真实LED屏幕箱体与所述摄像机之间的相对位置与姿态，以得到多组变换的第一识别码；
通过所述多组变换的第一识别码将所述多个真实LED屏幕箱体的二维坐标转换为多组对应的三维坐标。
在其中一个实施例中，所述构建与所述第一屏幕参数对应的虚拟MESH面片，包括：
在MAYA三维建模中制作与所述多个真实LED屏幕箱体的尺寸和排列顺序相对应的虚拟MESH面片组，并将所述虚拟MESH面片组导入渲染引擎。
在其中一个实施例中，所述将所述虚拟MESH面片组导入渲染引擎，之后包括：
通过所述渲染引擎将多个标记有第一识别码的LED屏幕的显示图像输出至视频处理单元，所述视频处理单元用于将标记有第一识别码的LED屏幕的显示图像输出至所述真实LED屏幕箱体进行显示。
在其中一个实施例中，所述将所述第一空间位置参数写入所述虚拟MESH面片中与所述第二空间位置参数进行校对，包括：
对标记有所述第一识别码的真实LED屏幕箱体的显示图像进行识别，以获取标记有所述第一识别码的真实LED屏幕箱体的显示图像的三维坐标。
在其中一个实施例中，所述对标记有所述第一识别码的真实LED屏幕箱体的显示图像进行识别，之后包括：
将标记有所述第一识别码的真实LED屏幕箱体的显示图像的三维坐标导出至渲染引擎；
通过所述渲染引擎将标记有所述第一识别码的真实LED屏幕箱体的显示图像的三维坐标导入至所述虚拟MESH面片，以获取所述真实LED屏幕箱体的显示图像与摄像机之间的绝对位置参数。
在其中一个实施例中，所述根据校对结果修正所述第一空间位置参数与第二空间位置参数之间的误差，之后包括：
根据所述校对结果生成新的与修正后的真实LED屏幕箱体匹配的虚拟MESH面片。
第二方面，本申请提供一种LED屏幕校准装置，所述装置包括：
第一参数获取模块，用于获取第一屏幕参数，所述第一屏幕参数为多个真实LED屏幕箱体的尺寸和排列顺序；
识别码生成模块，用于根据所述第一屏幕参数生成第一识别码组，所述第一识别码组包括多个第一识别码，所述多个第一识别码与所述第一屏幕参数相对应，用于标记所述真实LED屏幕箱体；
坐标转换模块，用于获取所述多个真实LED屏幕箱体的二维坐标，并通过所述第一识别码组将所述二维坐标转换为三维坐标，以得到第一空间位置参数；
构建模块，用于构建与所述第一屏幕参数对应的虚拟MESH面片，所述虚拟MESH面片具有第二空间位置参数；
校对模块，用于将所述第一空间位置参数写入所述虚拟MESH面片中与所述第二空间位置参数进行校对，并根据校对结果修正所述第一空间位置参数与第二空间位置参数之间的误差；
其中，所述第一空间位置参数为所述多个真实LED屏幕箱体的三维空间位置坐标，所述第二空间位置参数为所述虚拟MESH面片的三维空间位置坐标。
第三方面，本申请提供一种电子设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现以下步骤：
获取第一屏幕参数，所述第一屏幕参数为多个真实LED屏幕箱体的尺寸和排列顺序；
根据所述第一屏幕参数生成第一识别码组，所述第一识别码组包括多个第一识别码，所述多个第一识别码与所述第一屏幕参数相对应，用于标记所述真实LED屏幕箱体；
获取所述多个真实LED屏幕箱体的二维坐标，并通过所述第一识别码组将所述二维坐标转换为三维坐标，以得到第一空间位置参数；
构建与所述第一屏幕参数对应的虚拟MESH面片，所述虚拟MESH面片具有第二空间位置参数；
将所述第一空间位置参数写入所述虚拟MESH面片中与所述第二空间位置参数进行校对，并根据校对结果修正所述第一空间位置参数与第二空间位置参数之间的误差；
其中，所述第一空间位置参数为所述多个真实LED屏幕箱体的三维空间位置坐标，所述第二空间位置参数为所述虚拟MESH面片的三维空间位置坐标。
第四方面，本申请提供一种计算机存储介质，存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现以下步骤:
获取第一屏幕参数，所述第一屏幕参数为多个真实LED屏幕箱体的尺寸和排列顺序；
根据所述第一屏幕参数生成第一识别码组，所述第一识别码组包括多个第一识别码，所述多个第一识别码与所述第一屏幕参数相对应，用于标记所述真实LED屏幕箱体；
获取所述多个真实LED屏幕箱体的二维坐标，并通过所述第一识别码组将所述二维坐标转换为三维坐标，以得到第一空间位置参数；
构建与所述第一屏幕参数对应的虚拟MESH面片，所述虚拟MESH面片具有第二空间位置参数；
将所述第一空间位置参数写入所述虚拟MESH面片中与所述第二空间位置参数进行校对，并根据校对结果修正所述第一空间位置参数与第二空间位置参数之间的误差；
其中，所述第一空间位置参数为所述多个真实LED屏幕箱体的三维空间位置坐标，所述第二空间位置参数为所述虚拟MESH面片的三维空间位置坐标。
上述LED屏幕校准方法、装置、电子设备及存储介质，通过获取多个真实LED屏幕箱体的尺寸和排列顺序来生成与真实LED屏幕箱体相对应的识别码组，并通过识别码组中的识别码对真实LED屏幕箱体进行对应的标记，使得每个真实LED屏幕箱体都有其对应的识别码标记。随后通过识别码组将真实LED屏幕箱体的二维坐标转换为三维坐标，以获得每个真实LED屏幕箱体的具体位姿，并将真实LED屏幕箱体的具体位姿写入到事先构建好的虚拟MESH面片中，并将真实LED屏幕箱体的三维坐标与虚拟MESH面片中的虚拟LED屏幕的三维坐标进行排列校对，最后根据校对结果对真实LED屏幕箱体与虚拟LED屏幕的差异进行修正。该方法基于识别码进行真实LED屏幕箱体进行内容显示校正，来修正每一个真实箱体与虚拟MESH面片的显示误差导致图像显示变形问题，实现了真实LED屏幕与虚拟MESH面片参数较精准的匹配，在一定程度上保证了真实屏幕显示内容与虚拟渲染显示图像的完全匹配，使得屏幕校准的准确性较高。
附图说明
图1为本申请中一个实施例的LED屏幕校准方法流程图；
图2为本申请中一个实施例的LED屏幕校准方法流程图；
图3为本申请中一个实施例的LED屏幕校准方案的系统总体结构示意图；
图4为本实施例中LED屏幕校准方案的LED屏幕校准工作流程图；
图5为本实施例中LED屏幕校准方案的调试流程图；
图6为本实施例中LED屏幕校准方案的真实LED屏幕箱体的Aruco码组示意图；
图7为本实施例中LED屏幕校准方案的真实LED屏幕箱体的Aruco码识别示意图；
图8为本实施例中LED屏幕校准方案的虚拟LED屏幕的三维MESH界面图；
图9为本申请中一个实施例的LED屏幕校准装置结构示意图；
图10为本申请中一个实施例的LED屏幕校准装置结构示意图；
图11为本申请中一个实施例的计算机设备的内部结构图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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、完整地说明，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，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做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。
首先，对本申请中所提到的缩略语、英文和关键术语进行解释说明：
SDI：SDI接口是一种“数字分量串行接口”，而HD-SDI接口是一种广播级的高清数字输入和输出端口，其中HD表示高清信号。由于SDI接口不能直接传送压缩数字信号，数字录像机、硬盘等设备记录的压缩信号重放后，必须经解压并经SDI接口输出才能进入SDI系统。如果反复解压和压缩，必将引起图像质量下降和延时增加，为此各种不同格式的数字录像机和非线性编辑系统，规定了自己的用于直接传输压缩数字信号的接口。
Hz：赫兹是国际单位制中频率的单位，它是每秒钟的周期性变动重复次数的计量。赫兹简称赫。每秒钟振动（或振荡、波动）一次为1赫兹，或可写成次/秒，周/秒。因德国科学家赫兹而命名。
HDMI：高清多媒体接口（High Definition Multimedia Interface，HDMI）是一种全数字化视频和声音发送接口，可以发送未压缩的音频及视频信号。HDMI可用于机顶盒、DVD播放机、个人计算机、电视、游戏主机、综合扩大机、数字音响与电视机等设备。HDMI可以同时发送音频和视频信号，由于音频和视频信号采用同一条线材，大大简化系统线路的安装难度。
Aruco标记： ArUco是一个开源的微型的现实增强库，目前好像已经集成在OpenCV3.0以上的版本内了，它除了用于现实增强，还很用于实现一些机器视觉方面的应用，上图中的波士顿动力也曾用此方法用于Atlas的视觉定位，ArUco开源库的几个特点如下： 1.基于C++；2.仅依赖于OpenCV（≥2.4.9）和Eigen3（源码中已经包含）；3.BDS开源。
LED显示屏：（LED display）是一种平板显示器，由一个个小的LED模块面板组成，用来显示文字、图像、视频等各种信息的设备。LED电子显示屏集微电子技术、计算机技术、信息处理于一体，具有色彩鲜艳、动态范围广、亮度高、寿命长、工作稳定可靠等优点。LED显示屏广泛应用于商业传媒、文化演出市场、体育场馆、信息传播、新闻发布、证券交易等，可以满足不同环境的需要。
如图1所示，在一个实施例中，一种LED屏幕校准方法，包括以下步骤：
步骤S110，获取第一屏幕参数，第一屏幕参数为多个真实LED屏幕箱体的尺寸和排列顺序。
具体地，服务端获取多个真实LED屏幕箱体的尺寸大小及其排列顺序。
步骤S120，根据第一屏幕参数生成第一识别码组，第一识别码组包括多个第一识别码，多个第一识别码与第一屏幕参数相对应，用于标记真实LED屏幕箱体。
具体地，服务端根据步骤S110中获取到的多个真实LED屏幕箱体的尺寸大小及其排列顺序生成相对应的识别码组，该识别码组中包括多个识别码，每个真实LED屏幕箱体均标记有与该真实LED屏幕箱体的尺寸和排序相对应的识别码，以便后续真实LED屏幕与虚拟LED屏幕的精准匹配。
步骤S130，获取多个真实LED屏幕箱体的二维坐标，并通过第一识别码组将二维坐标转换为三维坐标，以得到第一空间位置参数。
具体地，服务端相应地获取对应多个真实LED屏幕箱体的二维坐标，并通过事先生成的识别码组将该多个真实LED屏幕箱体的二维坐标转换为三维坐标，以获取该多个真实LED屏幕箱体在三维空间中的具体位姿。
需要说明的是，第一识别码为Aruco码，Aruco标记是由黑色边框和确定其标识符的内部二进制矩阵组成的正方形标记，Aruco标记是一种编码，与二维码类似，由于编码方式的不同，导致其存储信息的方式、容量等有所差异，所以单个Aruco标记就可以提供足够的对应关系。另外，Aruco标记被广泛用于增加从二维世界映射到三维世界的信息量，便于建立二维世界与三维世界之间的投影关系，从而实现姿态评估以及相机校正等应用。
步骤S140，构建与第一屏幕参数对应的虚拟MESH面片，虚拟MESH面片具有第二空间位置参数。
具体地，服务端事先构建虚拟空间的MESH面片，构建好的虚拟空间MESH面片中包含虚拟LED屏幕的三维空间具体位姿，用于对真实LED屏幕的三维空间具体位姿进行校对。
步骤S150，将第一空间位置参数写入虚拟MESH面片中与第二空间位置参数进行校对，并根据校对结果修正第一空间位置参数与第二空间位置参数之间的误差。
具体地，服务端将真实LED屏幕箱体的三维空间具体位姿写入到步骤S140中构建好的虚拟空间MESH面片中与虚拟空间MESH面片中的虚拟LED屏幕的三维空间位姿进行排列校对，即可获得校对结果，最后根据得到的校对结果修正真实LED屏幕箱体参数与虚拟LED屏幕箱体参数之间的误差，使得真实LED屏幕箱体的显示图像与虚拟LED屏幕箱体的像是图像实现较为精准的匹配。
上述LED屏幕校准方法，通过获取多个真实LED屏幕箱体的尺寸和排列顺序来生成与真实LED屏幕箱体相对应的识别码组，并通过识别码组中的识别码对真实LED屏幕箱体进行对应的标记，使得每个真实LED屏幕箱体都有其对应的识别码标记。随后通过识别码组将真实LED屏幕箱体的二维坐标转换为三维坐标，以获得每个真实LED屏幕箱体的具体位姿，并将真实LED屏幕箱体的具体位姿写入到事先构建好的虚拟MESH面片中，并将真实LED屏幕箱体的三维坐标与虚拟MESH面片中的虚拟LED屏幕的三维坐标进行排列校对，最后根据校对结果对真实LED屏幕箱体与虚拟LED屏幕的差异进行修正。该方法基于识别码进行真实LED屏幕箱体进行内容显示校正，来修正每一个真实箱体与虚拟MESH面片的显示误差导致图像显示变形问题，实现了真实LED屏幕与虚拟MESH面片参数较精准的匹配，在一定程度上保证了真实屏幕显示内容与虚拟渲染显示图像的完全匹配，使得屏幕校准的准确性较高。
如图2所示，在一个实施例中，一种LED屏幕校准方法，包括以下步骤：
步骤S210，获取第一屏幕参数，第一屏幕参数为多个真实LED屏幕箱体的尺寸和排列顺序。
具体地，服务端获取多个真实LED屏幕箱体的尺寸大小及其排列顺序。
步骤S220，多次通过摄像机获取每一个真实LED屏幕箱体与摄像机之间的相对位置与姿态，以得到多组变换的第一识别码。
具体地，服务端根据步骤S210中获取到的多个真实LED屏幕箱体的尺寸大小及其排列顺序生成相对应的识别码组，该识别码组中包括多个识别码，每个真实LED屏幕箱体均标记有与该真实LED屏幕箱体的尺寸和排序相对应的识别码，以便后续真实LED屏幕与虚拟LED屏幕的精准匹配。服务端会多次通过摄像机获取每一个真实LED屏幕箱体的二维坐标，即其与该摄像机之间的相对位置与姿态，进而得到多组变换的识别码，通过获取多组变换的识别码可以提高后续真实LED屏幕与虚拟LED屏幕校准的准确性。
需要说明的是，第一识别码为Aruco码，Aruco标记是由黑色边框和确定其标识符的内部二进制矩阵组成的正方形标记，Aruco标记是一种编码，与二维码类似，由于编码方式的不同，导致其存储信息的方式、容量等有所差异，所以单个Aruco标记就可以提供足够的对应关系。另外，Aruco标记被广泛用于增加从二维世界映射到三维世界的信息量，便于建立二维世界与三维世界之间的投影关系，从而实现姿态评估以及相机校正等应用。
步骤S230，通过多组变换的第一识别码将多个真实LED屏幕箱体的二维坐标转换为多组对应的三维坐标。
具体地，服务端根据Aruco标记建立二维世界与三维世界之间投影关系的特性，通过步骤S220中获取的多组变换的Aruco码将多组真实LED屏幕箱体的二维坐标转换为相对应的三维坐标，为后续校对工作做好准备。
步骤S240，在MAYA三维建模中制作与多个真实LED屏幕箱体的尺寸和排列顺序相对应的虚拟MESH面片组，并将虚拟MESH面片组导入渲染引擎。
具体地，服务端事先在MAYA三维建模软件中制作与真实LED屏幕箱体的尺寸和排列顺序相对应的虚拟MESH面片组，使得步骤S231中的多组真实LED屏幕箱体都有其对应的MESH面片，随后将这些MESH面片导入到渲染引擎。服务端通过渲染引擎将标记有Aruco码的真实LED屏幕的显示图像输出至视频处理单元，视频处理单元会将相应的显示图像输出至真实LED屏幕箱体进行显示。
步骤S250，对标记有第一识别码的真实LED屏幕箱体的显示图像进行识别，以获取标记有第一识别码的真实LED屏幕箱体的显示图像的三维坐标。
具体地，服务端会对步骤S240中输出显示的显示图像进行识别，进而通过Aruco标记的特性获取对应显示图像的三维空间坐标。
步骤S260，将标记有第一识别码的真实LED屏幕箱体的显示图像的三维坐标导出至渲染引擎。
具体地，服务端会将步骤S250中得到的三维空间坐标到处至渲染引擎。
步骤S270，通过渲染引擎将标记有第一识别码的真实LED屏幕箱体的显示图像的三维坐标导入至虚拟MESH面片，以获取真实LED屏幕箱体的显示图像与摄像机之间的绝对位置参数。
具体地，服务端会在三维空间坐标导入渲染引擎之后通过渲染引擎将标记有Aruco码的真实LED屏幕箱体的显示图像渲染导入至虚拟MESH面片，以获取该真实LED屏幕箱体的显示图像与摄像机之间的绝对位置参数。
步骤S280，将第一空间位置参数写入虚拟MESH面片中与第二空间位置参数进行校对，并根据校对结果修正第一空间位置参数与第二空间位置参数之间的误差。
具体地，服务端将多组真实LED屏幕箱体的显示图像与摄像机之间的绝对位置参数与虚拟MESH面片中的虚拟LED屏幕箱体的位置参数进行校对，并根据多组校对结果修正真实LED屏幕箱体的显示图像与虚拟LED屏幕显示箱体之间的误差。
步骤S290，根据校对结果生成新的与修正后的真实LED屏幕箱体匹配的虚拟MESH面片。
具体地，服务端在完成真实LED屏幕箱体参数与虚拟LED屏幕箱体参数之间的误差修正后会匹配修正后的真实LED屏幕箱体以生成新的虚拟MESH面片，并将修正后的真实LED屏幕箱体的显示图像输出至真实LED屏幕箱体进行显示，以使得真实LED屏幕箱体与虚拟MESH面片精准对应。
上述LED屏幕校准方法，通过获取多个真实LED屏幕箱体的尺寸和排列顺序来生成与真实LED屏幕箱体相对应的识别码组，并通过识别码组中的识别码对真实LED屏幕箱体进行对应的标记，使得每个真实LED屏幕箱体都有其对应的识别码标记。随后通过识别码组将真实LED屏幕箱体的二维坐标转换为三维坐标，以获得每个真实LED屏幕箱体的具体位姿，并将真实LED屏幕箱体的具体位姿写入到事先构建好的虚拟MESH面片中，并将真实LED屏幕箱体的三维坐标与虚拟MESH面片中的虚拟LED屏幕的三维坐标进行排列校对，最后根据校对结果对真实LED屏幕箱体与虚拟LED屏幕的差异进行修正。该方法基于识别码进行真实LED屏幕箱体进行内容显示校正，来修正每一个真实箱体与虚拟MESH面片的显示误差导致图像显示变形问题，实现了真实LED屏幕与虚拟MESH面片参数较精准的匹配，在一定程度上保证了真实屏幕显示内容与虚拟渲染显示图像的完全匹配，使得屏幕校准的准确性较高。
如图3至图8所示，在一个实施例中，一种LED屏幕校准方案，通过输入真实LED屏幕箱体参数，在LED屏幕上基于LED箱体的大小生成对应排列数量的Aruco码。然后把摄像机固定在一个位置不移动，使用摄像机拍摄大屏幕的图像得到每一个Aruco码的屏幕二维坐标，通过真实箱体的Aruco码大小参数与拍摄图像的二维坐标进行二维到三维的空间转换计算，得到摄像机与每一个真实箱体的Aruco码标记空间位置参数，再把生成的Aruco码标记空间位置参数写入到虚拟空间的MESH面片中进行排列校对，根据校准结果即可修正真实屏幕与虚拟MESH面片两者存在的空间图像显示差异与误差，保证图像显示的精准度与真实透视频关系。
在本实施例中，测试视频处理器使用诺瓦M40Pro，LED显示屏幕使用秀狐P1.68箱体排列为6列5行，屏幕刷新率3840Hz，显示屏体与显示拼接器通过网线进行连接，拍摄摄像机使用的是索尼FS7，快门调至60/1秒，渲染服务器为HPZ4，网络交换机为华为S5735S，渲染服务器装有视频采集卡BMD4K12G。使用时，打开渲染服务器，打开LED视频处理器，打开LED屏幕显示，打开摄像机快门设置为50/1秒，渲染服务器使用DP线连接LED视频处理器，摄像机使用SDI线连接渲染服务器。
校准开始前需要在MAYA三维建模软件中制作与LED屏幕真实排列为6列5行且箱体尺寸与真实屏幕一致的虚拟MESH面片组，编号设为（第一排为a1、a2、a3、a4、a5、a6，第二排为b1、b2、b3、b4、b5、b6，以此类推至第五排为e1、e2、e3、e4、e5、e6），制作完成后将其导入到渲染引擎中，导入完成后启动渲染服务器上的Aruco校准软件，输入箱体排列为6列5行，把30个Aruco标记图像输出至LED视频处理器，LED视频处理器再把Aruco标记图像输出至LED屏幕箱体进行显示，摄像机拍摄LED屏幕显示的Aruco图像标记，然后通过SDI信号线输出至渲染服务器，渲染服务器校准软件对Aruco标记图像进行编号识别和坐标区域识别，通过计算获取每一个Aruco标记的角点和摄像机的相对空间参数，使用校准软件到处功能，把计算的参数导出到渲染引擎软件，启动渲染引擎软件后导入校准软件生成的相对参数到虚拟MESH面片组上，再开启机位绑定功能，把导入的摄像机与LED屏幕的相对参数绑定到真实摄像机的跟踪系统中，得到真实屏幕与真实摄像机的绝对空间位置参数，完成真实LED屏幕与虚拟MESH面片的校准工作，真实屏幕显示内容的轻微扭曲现象得到纠正，操作完成。
上述LED屏幕校准方案，基于Aruco码进行真实LED屏幕箱体进行内容显示矫正，来修正每一个真实箱体与虚拟MESH面片的显示误差导致图像显示变形问题，其原理是基于真实屏幕的每一个箱体上进行独立的Aruco码图像显示，通过摄像机拍摄的图像识别方式，来计算每一块LED屏幕箱体与摄像机的空间位置与姿态参数，把得到的每一个真实的LED屏幕箱体空间信息参数写入到虚拟软件中对应的MESH面片组，通过屏幕上Aruco码的坐标与箱体参数进行对应匹配和校准，修正真实LED屏幕与虚拟MESH面片的显示误差，消除LED屏幕显示的图像轻微拉伸或者扭曲，实现真实屏幕显示的内容与虚拟渲染显示图像完全匹配，达到精准显示的效果。
如图9所示，在一个实施例中，一种LED屏幕校准装置，包括第一参数获取模块910、识别码生成模块920、坐标转换模块930、构建模块940和校对模块950。
第一参数获取模块910用于获取第一屏幕参数，第一屏幕参数为多个真实LED屏幕箱体的尺寸和排列顺序。
识别码生成模块920用于根据第一屏幕参数生成第一识别码组，第一识别码组包括多个第一识别码，多个第一识别码与第一屏幕参数相对应，用于标记真实LED屏幕箱体。
坐标转换模块930用于获取多个真实LED屏幕箱体的二维坐标，并通过第一识别码组将二维坐标转换为三维坐标，以得到第一空间位置参数。
构建模块940用于构建与第一屏幕参数对应的虚拟MESH面片，虚拟MESH面片具有第二空间位置参数。
校对模块950用于将第一空间位置参数写入虚拟MESH面片中与第二空间位置参数进行校对，并根据校对结果修正第一空间位置参数与第二空间位置参数之间的误差。
上述LED屏幕校准装置，通过获取多个真实LED屏幕箱体的尺寸和排列顺序来生成与真实LED屏幕箱体相对应的识别码组，并通过识别码组中的识别码对真实LED屏幕箱体进行对应的标记，使得每个真实LED屏幕箱体都有其对应的识别码标记。随后通过识别码组将真实LED屏幕箱体的二维坐标转换为三维坐标，以获得每个真实LED屏幕箱体的具体位姿，并将真实LED屏幕箱体的具体位姿写入到事先构建好的虚拟MESH面片中，并将真实LED屏幕箱体的三维坐标与虚拟MESH面片中的虚拟LED屏幕的三维坐标进行排列校对，最后根据校对结果对真实LED屏幕箱体与虚拟LED屏幕的差异进行修正。该装置基于识别码进行真实LED屏幕箱体进行内容显示校正，来修正每一个真实箱体与虚拟MESH面片的显示误差导致图像显示变形问题，实现了真实LED屏幕与虚拟MESH面片参数较精准的匹配，在一定程度上保证了真实屏幕显示内容与虚拟渲染显示图像的完全匹配，使得屏幕校准的准确性较高。
如图10所示，在一个实施例中，一种LED屏幕校准装置，包括第一参数获取模块1010、摄像模块1020、坐标模块1030、MAYA三维建模模块1040、图像识别模块1050、图像导出模块1060、第二参数获取模块1070、校对模块1080和生成模块1090。
第一参数获取模块1010用于获取第一屏幕参数，第一屏幕参数为多个真实LED屏幕箱体的尺寸和排列顺序。
摄像模块1020用于多次通过摄像机获取每一个真实LED屏幕箱体与摄像机之间的相对位置与姿态，以得到多组变换的第一识别码。
坐标模块1030用于通过多组变换的第一识别码将多个真实LED屏幕箱体的二维坐标转换为多组对应的三维坐标。
MAYA三维建模模块1040用于在MAYA三维建模中制作与多个真实LED屏幕箱体的尺寸和排列顺序相对应的虚拟MESH面片组，并将虚拟MESH面片组导入渲染引擎。
图像识别模块1050用于对标记有第一识别码的真实LED屏幕箱体的显示图像进行识别，以获取标记有第一识别码的真实LED屏幕箱体的显示图像的三维坐标。
图像导出模块1060用于将标记有第一识别码的真实LED屏幕箱体的显示图像的三维坐标导出至渲染引擎。
第二参数获取模块1070用于通过渲染引擎将标记有第一识别码的真实LED屏幕箱体的显示图像的三维坐标导入至虚拟MESH面片，以获取真实LED屏幕箱体的显示图像与摄像机之间的绝对位置参数。
校对模块1080用于将第一空间位置参数写入虚拟MESH面片中与第二空间位置参数进行校对，并根据校对结果修正第一空间位置参数与第二空间位置参数之间的误差。
生成模块1090用于根据校对结果生成新的与修正后的真实LED屏幕箱体匹配的虚拟MESH面片。
上述LED屏幕校准装置，通过获取多个真实LED屏幕箱体的尺寸和排列顺序来生成与真实LED屏幕箱体相对应的识别码组，并通过识别码组中的识别码对真实LED屏幕箱体进行对应的标记，使得每个真实LED屏幕箱体都有其对应的识别码标记。随后通过识别码组将真实LED屏幕箱体的二维坐标转换为三维坐标，以获得每个真实LED屏幕箱体的具体位姿，并将真实LED屏幕箱体的具体位姿写入到事先构建好的虚拟MESH面片中，并将真实LED屏幕箱体的三维坐标与虚拟MESH面片中的虚拟LED屏幕的三维坐标进行排列校对，最后根据校对结果对真实LED屏幕箱体与虚拟LED屏幕的差异进行修正。该装置基于识别码进行真实LED屏幕箱体进行内容显示校正，来修正每一个真实箱体与虚拟MESH面片的显示误差导致图像显示变形问题，实现了真实LED屏幕与虚拟MESH面片参数较精准的匹配，在一定程度上保证了真实屏幕显示内容与虚拟渲染显示图像的完全匹配，使得屏幕校准的准确性较高。
在一个实施例中，提供了一种计算机设备，该计算机设备可以是智能终端，其内部结构图可以如图11所示。该计算机设备包括通过系统总线连接的处理器、存储器和网络接口。其中，该计算机设备的处理器用于提供计算和控制能力。该计算机设备的存储器包括非易失性存储介质、内存储器。该非易失性存储介质存储有操作系统和计算机程序。该内存储器为非易失性存储介质中的操作系统和计算机程序的运行提供环境。该计算机设备的网络接口用于与外部的终端通过网络连接通信。该计算机程序被处理器执行时以实现一种LED屏幕校准方法。
本领域技术人员可以理解，图11中示出的结构，仅仅是与本申请方案相关的部分结构的框图，并不构成对本申请方案所应用于其上的计算机设备的限定，具体的计算机设备可以包括比图中所示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者具有不同的部件布置。
在一个实施例中，一种电子设备，包括存储器和处理器，存储器存储有计算机程序，该处理器执行计算机程序时实现上述各方法实施例中的步骤。
在一个实施例中，一种计算机存储介质，存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现上述各方法实施例中的步骤。
在一个实施例中，提供了一种计算机程序产品或计算机程序，该计算机程序产品或计算机程序包括计算机指令，该计算机指令存储在计算机可读存储介质中。计算机设备的处理器从计算机可读存储介质读取该计算机指令，处理器执行该计算机指令，使得该计算机设备执行上述各方法实施例中的步骤。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和/或易失性存储器。非易失性存储器可包括只读存储器(ROM)、可编程ROM(PROM)、电可编程ROM(EPROM)、电可擦除可编程ROM(EEPROM)或闪存。易失性存储器可包括随机存取存储器(RAM)或者外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，RAM以多种形式可得，诸如静态RAM(SRAM)、动态RAM(DRAM)、同步DRAM(SDRAM)、双数据率SDRAM(DDRSDRAM)、增强型SDRAM(ESDRAM)、同步链路(Synchlink)DRAM(SLDRAM)、存储器总线(Rambus)直接RAM(RDRAM)、直接存储器总线动态RAM(DRDRAM)、以及存储器总线动态RAM(RDRAM)等。
以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种LED屏幕校准方法，其特征在于，所述方法包括：
获取第一屏幕参数，所述第一屏幕参数为多个真实LED屏幕箱体的尺寸和排列顺序；
根据所述第一屏幕参数生成第一识别码组，所述第一识别码组包括多个第一识别码，所述多个第一识别码与所述第一屏幕参数相对应，用于标记所述真实LED屏幕箱体；
获取所述多个真实LED屏幕箱体的二维坐标，并通过所述第一识别码组将所述二维坐标转换为三维坐标，以得到第一空间位置参数；
构建与所述第一屏幕参数对应的虚拟MESH面片，所述虚拟MESH面片具有第二空间位置参数；
将所述第一空间位置参数写入所述虚拟MESH面片中与所述第二空间位置参数进行校对，并根据校对结果修正所述第一空间位置参数与第二空间位置参数之间的误差；
其中，所述第一空间位置参数为所述多个真实LED屏幕箱体的三维空间位置坐标，所述第二空间位置参数为所述虚拟MESH面片的三维空间位置坐标。
2.根据权利要求1所述的LED屏幕校准方法，其特征在于，所述获取所述多个真实LED屏幕箱体的二维坐标，并通过所述第一识别码组将所述二维坐标转换为三维坐标，包括：
多次通过摄像机获取每一个真实LED屏幕箱体与所述摄像机之间的相对位置与姿态，以得到多组变换的第一识别码；
通过所述多组变换的第一识别码将所述多个真实LED屏幕箱体的二维坐标转换为多组对应的三维坐标。
3.根据权利要求1所述的LED屏幕校准方法，其特征在于，所述构建与所述第一屏幕参数对应的虚拟MESH面片，包括：
在MAYA三维建模中制作与所述多个真实LED屏幕箱体的尺寸和排列顺序相对应的虚拟MESH面片组，并将所述虚拟MESH面片组导入渲染引擎。
4.根据权利要求3所述的LED屏幕校准方法，其特征在于，所述将所述虚拟MESH面片组导入渲染引擎，之后包括：
通过所述渲染引擎将多个标记有第一识别码的LED屏幕的显示图像输出至视频处理单元，所述视频处理单元用于将标记有第一识别码的LED屏幕的显示图像输出至所述真实LED屏幕箱体进行显示。
5.根据权利要求1所述的LED屏幕校准方法，其特征在于，所述将所述第一空间位置参数写入所述虚拟MESH面片中与所述第二空间位置参数进行校对，包括：
对标记有所述第一识别码的真实LED屏幕箱体的显示图像进行识别，以获取标记有所述第一识别码的真实LED屏幕箱体的显示图像的三维坐标。
6.根据权利要求5所述的LED屏幕校准方法，其特征在于，所述对标记有所述第一识别码的真实LED屏幕箱体的显示图像进行识别，之后包括：
将标记有所述第一识别码的真实LED屏幕箱体的显示图像的三维坐标导出至渲染引擎；
通过所述渲染引擎将标记有所述第一识别码的真实LED屏幕箱体的显示图像的三维坐标导入至所述虚拟MESH面片，以获取所述真实LED屏幕箱体的显示图像与摄像机之间的绝对位置参数。
7.根据权利要求1所述的LED屏幕校准方法，其特征在于，所述根据校对结果修正所述第一空间位置参数与第二空间位置参数之间的误差，之后包括：
根据所述校对结果生成新的与修正后的真实LED屏幕箱体匹配的虚拟MESH面片。
8.一种LED屏幕校准装置，其特征在于，所述装置包括：
第一参数获取模块，用于获取第一屏幕参数，所述第一屏幕参数为多个真实LED屏幕箱体的尺寸和排列顺序；
识别码生成模块，用于根据所述第一屏幕参数生成第一识别码组，所述第一识别码组包括多个第一识别码，所述多个第一识别码与所述第一屏幕参数相对应，用于标记所述真实LED屏幕箱体；
坐标转换模块，用于获取所述多个真实LED屏幕箱体的二维坐标，并通过所述第一识别码组将所述二维坐标转换为三维坐标，以得到第一空间位置参数；
构建模块，用于构建与所述第一屏幕参数对应的虚拟MESH面片，所述虚拟MESH面片具有第二空间位置参数；
校对模块，用于将所述第一空间位置参数写入所述虚拟MESH面片中与所述第二空间位置参数进行校对，并根据校对结果修正所述第一空间位置参数与第二空间位置参数之间的误差；
其中，所述第一空间位置参数为所述多个真实LED屏幕箱体的三维空间位置坐标，所述第二空间位置参数为所述虚拟MESH面片的三维空间位置坐标。
9.一种电子设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至7中任一项所述的方法的步骤。
10.一种计算机存储介质，存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至7中任一项所述的方法的步骤。
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