CN116996659A - 投影入幕方法及投影设备 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种投影入幕方法及投影设备。所述方法包括获取第一拍摄图像以及对应第一拍摄图像的拍摄距离；获取第一拍摄图像内幕布图像的顶点在拍摄坐标系内的顶点坐标；根据预设的特征图像的投影模型和拍摄距离，获取特征图像的特征点在拍摄坐标系内对应于拍摄距离的特征坐标；特征图像的投影模型用于表征特征图像的特征点在拍摄坐标系内，对应于不同拍摄距离的坐标；获取特征图像的特征点在投影坐标系内的原始特征坐标，并基于多个特征坐标、对应的原始特征坐标以及顶点坐标，将顶点坐标转变至投影坐标系内，得到投影顶点坐标；基于投影顶点坐标进行投影。本申请方法简化了投影入幕的操作，而且缩短了操作时长，增加了投影设备的可操作性。

Description

投影入幕方法及投影设备

技术领域

本申请涉及投影仪技术领域，特别是涉及一种投影入幕方法及投影设备。

背景技术

随着消费级投影仪价格越来越亲民，功能越来越智能，操作门槛越来越低，使得投影仪进入了千家万户。现在的投影仪可以直接向白墙壁投影，但是很多人为了追求更好的观影体验，会选择加装一块幕布搭配使用，让影像效果更加还原，显示色彩更丰富。但是在客厅和卧室使用时很难通过投影仪放置位置和调整角度来让投影画面完美贴合幕布，目前一般采用的方法是通过向幕布投射特征图像，结合摄像技术建立摄像坐标系与投影系统中投影原图坐标系的转换关系，再根据摄像技术获取幕布的顶点坐标，根据转换关系将顶点坐标转换至投影原图坐标系，从而实现入慕，但是该入慕方式操作繁琐复杂，入幕所需准备时间过长，影响用户使用。

发明内容

基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够简化操作缩短准备时长的投影入幕方法及投影设备。

一种投影入幕方法，包括以下步骤：

获取第一拍摄图像以及对应第一拍摄图像的拍摄距离；

获取第一拍摄图像内幕布图像的顶点在拍摄坐标系内的顶点坐标；

根据预设的特征图像的投影模型和拍摄距离，获取特征图像的特征点在拍摄坐标系内对应于拍摄距离的特征坐标；特征图像的投影模型用于表征特征图像的特征点在拍摄坐标系内，对应于不同拍摄距离的坐标；

获取特征图像的特征点在投影坐标系内的原始特征坐标，并基于多个特征坐标、对应的原始特征坐标以及顶点坐标，将顶点坐标转变至投影坐标系内，得到投影顶点坐标；

基于投影顶点坐标进行投影。

在其中一个实施例中，获取特征图像的特征点在投影坐标系内的原始特征坐标，并基于多个特征坐标、对应的原始特征坐标以及顶点坐标，将顶点坐标转变至投影坐标系内，得到投影顶点坐标的步骤，包括：

获取特征图像的特征点在投影坐标系内的原始特征坐标，并基于多个特征坐标和对应的原始特征坐标，获取对应于拍摄距离的坐标系转换关系；

基于坐标系转换关系，将顶点坐标转变至投影坐标系内，获取投影顶点坐标。

在其中一个实施例中，在投影入幕前基于以下步骤获取特征图像的投影模型：

投射特征图像；

获取至少两个不同的拍摄距离下的第二拍摄图像；

获取第二拍摄图像内特征图像的特征点在拍摄坐标系内的特征坐标；

基于不同的拍摄距离下的特征坐标，建立特征图像的投影模型。

在其中一个实施例中，基于不同的拍摄距离下的特征坐标，建立特征图像的投影模型的步骤，包括：

在拍摄距离与对应的拍摄图像所构成的坐标系中，基于不同拍摄距离下特征图像的对应的特征点，拟合得到与特征点对应的直线函数；

至少根据多个不同的特征点对应的直线函数，形成特征图像与拍摄距离关联的投影模型；

根据特征图像的投影模型和拍摄距离，获取特征图像的特征点在拍摄坐标系内对应于拍摄距离的特征坐标的步骤，包括：

根据投影模型中的直线函数及拍摄距离，确定特征图像的多个特征点在拍摄坐标系内对应拍摄距离的特征坐标。

在其中一个实施例中，获取至少两个不同的拍摄距离下的第二拍摄图像的步骤中，包括：

在不同的拍摄距离下，按照相同缩放比例投射特征图像；

获取至少两个不同的拍摄距离下的第二拍摄图像。

在其中一个实施例中，获取特征图像的特征点在投影坐标系内的原始特征坐标，并基于多个特征坐标、对应的原始特征坐标以及顶点坐标，将顶点坐标转变至投影坐标系内，得到投影顶点坐标的步骤，包括：

获取特征图像的特征点在投影坐标系内的原始特征坐标；

计算顶点坐标关于特征坐标的相对位置关系；

根据原始特征坐标和相对位置关系，得到顶点坐标对应在投影坐标系中的投影顶点坐标。

在其中一个实施例中，所述特征图像包括棋盘格，所述特征点为所述棋盘格中的格点。

在其中一个实施例中，所述获取所述特征图像的所述特征点在投影坐标系内的原始特征坐标，并基于多个所述特征坐标、对应的所述原始特征坐标以及所述顶点坐标，将所述顶点坐标转变至所述投影坐标系内，得到投影顶点坐标的步骤，包括：

获取所述特征图像的多个所述特征点在投影坐标系内的原始特征坐标；

将所述顶点坐标与多个所述特征坐标进行对比，根据与所述顶点坐标最近的所述特征坐标，得到目标特征坐标，所述目标特征坐标为多个所述特征坐标中的一个；

将与所述目标特征坐标对应的所述原始特征坐标作为投影顶点坐标。

在其中一个实施例中，获取第一拍摄图像以及第一拍摄图像的拍摄距离的步骤中，包括：

利用距离测量模块获取拍摄距离。

在其中一个实施例中，获取第一拍摄图像以及第一拍摄图像的拍摄距离的步骤中，包括：

利用距离测量模块获取物理距离，并获取摄像头的焦距；

根据物理距离和焦距，获取拍摄距离。

在其中一个实施例中，所述获取所述特征图像的所述特征点在投影坐标系内的原始特征坐标，并基于多个所述特征坐标、对应的所述原始特征坐标以及所述顶点坐标，将所述顶点坐标转变至所述投影坐标系内，得到投影顶点坐标的步骤，包括：

获取所述特征图像的多个所述特征点在投影坐标系内的原始特征坐标；

在所述拍摄坐标系中将所述顶点坐标与多个所述特征坐标进行对比，获取将所述顶点坐标围合的若干相邻的围合坐标，所述围合坐标属于所述特征坐标；

基于所述拍摄坐标系中的所述围合坐标及所述围合坐标在所述投影坐标系中对应的原始特征坐标，得到所述围合坐标所围成的区域对应于所述拍摄距离的坐标系转换关系；或者，基于所述拍摄坐标系中的所述顶点坐标及所述围合坐标，得到所述顶点坐标在所述围合坐标之间的相对位置关系；

基于所述坐标系转换关系或所述相对位置关系，将所述顶点坐标转变至所述投影坐标系内，获取投影顶点坐标。

在其中一个实施例中，获取第一拍摄图像以及第一拍摄图像的拍摄距离的步骤之前，包括：

向幕布投射白色画面或者在获取第一拍摄图像时正在播放白色画面的动画。

一种投影装置，包括：

信息获取模块，用于获取第一拍摄图像以及对应第一拍摄图像的拍摄距离；

第一坐标获取模块，用于获取第一拍摄图像内幕布图像的顶点在拍摄坐标系内的顶点坐标；

第二坐标获取模块，用于根据预设的特征图像的投影模型和拍摄距离，获取特征图像的特征点在拍摄坐标系内对应于拍摄距离的特征坐标；特征图像的投影模型用于表征特征图像的特征点在拍摄坐标系内，对应于不同拍摄距离的坐标；

第三坐标获取模块，获取特征图像的特征点在投影坐标系内的原始特征坐标，并基于多个特征坐标、对应的原始特征坐标以及顶点坐标，将顶点坐标转变至投影坐标系内，得到投影顶点坐标；

投影模块，用于基于投影顶点坐标进行投影。

一种投影设备，包括处理器、存储器以及存储在所述存储器中且被配置为由所述处理器执行的计算机程序，所述存储器与所述处理器耦接，且所述处理器执行所述计算机程序时，实现如前述任一项实施例所述的投影入幕方法中的步骤。

上述技术方案具有如下优点和有益效果：

本申请各实施例提供的投影入幕方法，通过获取第一拍摄图像内幕布图像的顶点在拍摄坐标系内的顶点坐标，根据预设的特征图像的投影模型和拍摄距离，获取特征图像的特征点在拍摄坐标系内对应于拍摄距离的特征坐标，获取特征图像的特征点在投影坐标系内的原始特征坐标，并基于多个特征坐标、对应的原始特征坐标以及顶点坐标，将顶点坐标转变至投影坐标系内，得到投影顶点坐标，最后基于投影顶点坐标进行投影。本申请投影入幕方法仅仅需要获取幕布的第一拍摄图像，并利用拍摄距离和预设的投影模型完成投影入幕，无需投射特征图，改变了传统方法需要分别拍摄包含幕布的图像和包含特征图的图像的方式，从而简化了投影入幕的操作，而且缩短了操作时长，增加了投影仪的可操作性。

附图说明

图1为本申请实施例中投影仪的结构示意图。

图2为本申请实施例中投影入幕方法的一种流程示意图。

图3为本申请实施例中获取拍摄距离步骤的流程示意图。

图4为本申请实施例中投影入幕方法的另一种流程示意图。

图5为本申请实施例中的特征图像的示意图。

图6为本申请实施例中特征图像的投影模型的立体图。

图7为本申请实施例中特征图像的投影模型的正视图。

图8为本申请实施例中建立投影模型步骤的流程示意图。

图9为本申请实施例中的投影示意图。

图10为本申请实施例中第二摄像图像的示意图。

图11为本申请实施例中拟合步骤的流程示意图。

图12为本申请实施例中获取投影顶点坐标步骤的一种流程示意图。

图13为本申请实施例中获取投影顶点坐标步骤的一种流程示意图。

图14为本申请实施例中相对位置关系的示意图。

图15为本申请实施例中计算机设备的内部结构图。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

本申请提供的投影入幕方法，可以应用于如图1所示的投影仪10中。投影仪10至少包括处理器101、摄像组件103以及投影组件105，处理器101分别连接摄像组件103和投影组件105。其中，摄像组件103用于拍摄图像，投影组件105用于向幕布投影图像、文字或者视频等内容。处理器101在执行计算机程序时实现本申请投影入幕方法的步骤。在一个示例中，投影仪10还包括距离测量组件，距离测量组件连接处理器101。距离测量组件用于检测投影仪10与幕布之间的距离。

在一个实施例中，如图2所示，提供了一种投影入幕方法，以该方法应用于图1中的终端为例进行说明，包括以下步骤：

步骤S210，获取第一拍摄图像以及对应第一拍摄图像的拍摄距离。

在投影仪10上电后，处理器101控制摄像组件103朝向幕布拍摄第一拍摄图像。第一拍摄图像内至少包括幕布的图像。在投影仪10包括距离测量组件的示例中，获取第一拍摄图像以及第一拍摄图像的拍摄距离的步骤中，包括：利用距离测量模块获取所述拍摄距离。利用距离测量组件测量投影仪10至幕布的物理距离，作为拍摄距离。若需要拍摄不同的拍摄距离下的第一拍摄图像，可以调整投影仪10与幕布之间的相对位置，改变投影仪10与幕布之间的物理距离。例如，拍摄距离为距离检测组件与幕布的中心之间的距离。

步骤S220，获取第一拍摄图像内幕布图像的顶点在拍摄坐标系内的顶点坐标。

处理第一拍摄图像，识别第一拍摄图像中的幕布图像，识别幕布图像的边缘，从边缘上拾取出顶点坐标。在一个示例中，基于以下步骤拾取顶点坐标：对第一拍摄图像进行灰度化；对灰度化后的第一拍摄图像进行高斯滤波处理；识别对波后的第一拍摄图像中的幕布图像，并对幕布图像进行边缘膨胀；对边缘膨胀结果进行边缘检测；对边缘检测结果进行轮廓检测；从轮廓检测获取的轮廓中拾取顶点坐标。需要说明的是，拍摄坐标系为摄像组件103用于拍照定位的坐标系，即摄像组件103拍摄得到的图像的坐标系，例如以该图像的其中一个顶点作为坐标系原点。拍摄坐标系可理解为二维的第一拍摄图像中的坐标系。

为了使得投影仪10能够清晰准确地识别出幕布的顶点坐标，在一个示例中，如图4所示，获取第一拍摄图像以及第一拍摄图像的拍摄距离的步骤之前，包括：

步骤S410，向幕布投射白色画面或者在获取第一拍摄图像时正在播放白色画面的动画。由于白色画面的亮度高，而且不会对幕布的边缘产生干扰，向幕布投射白色画面或者在动画内制作白色画面，向拍摄第一拍摄图像时向目标投影白色画面。需要说明的是，该示例中的动画可还包括除白色画面之外的图像或视频，只需在拍摄第一拍摄图像时动画正好播放白色画面。

步骤S230，根据预设的特征图像的投影模型和拍摄距离，获取特征图像的特征点在拍摄坐标系内对应于拍摄距离的特征坐标。特征图像的投影模型为预先制作并储存在投影仪10的存储组件中，例如，在投影仪10出厂前，对投影仪10进行校正的过程中建立特征图像的投影模型，或者用户在初次使用时，对投影仪10进行校正的过程中建立特征图像的投影模型。其中，特征图像可以为二维码或者棋盘格，也可以是具有大量格点的图像。如图5所示，本申请一示例提供一种棋盘格式特征图像，而特征图像中的特征点即为棋盘格中的格点，棋盘格中的格点与特征点为一一对应的关系。

特征图像的投影模型用于表征特征图像的特征点在拍摄坐标系内，对应于不同拍摄距离的坐标。可以理解的是，当拍摄距离越远，幕布图像在第一拍摄图像中占据的面积越小，当拍摄距离越近，幕布图像在第一拍摄图像中占据的面积越大，相应地，特征图像的特征点在不同拍摄距离下，其在拍摄坐标系内的坐标也不同。需要说明的是，在不同拍摄距离下，选取的特征图像的特征点都是相同的，例如，特征图像的特征点可以是顶点、边缘的中点、边缘的三等分点等等，当然还可以是特征图像区域内的点。在不同拍摄距离下，特征图像的特征点都是顶点，或者都是边缘的中点，或者都是边缘的三等分点，或者还是特征图像区域内的点，只要拾取的点相对于特征图像而言是相同对应即可。如图6所示提供一种特征图像的投影模型的三维图，如图7为如图6所示的一种特征图像的投影模型的三维图的正视投影图。需要说明的是，特征点的数量可以根据实际需求而定，例如，3个、4个、5个等等。在本申请的实施例中，投影模型包含了特征图像中各特征点在拍摄坐标系中的坐标与拍摄距离之间连续的三维几何关系，相较于预置有限个对应不同投影距离下的坐标转换关系而言，借助本申请的投影模型能够计算出任意投影距离下拍摄图像中的投影画面与原投影画面之间的坐标转换关系，从而当投影距离发生改变时，能够实现无极入幕的效果。

在一个示例中，提供一种建立特征图像的投影模型的可行方式，如图8所示，在投影入幕前基于以下步骤获取特征图像的投影模型：

步骤S810，投射特征图像(如图9所示)。处理器101控制投影组件105一定的比例向幕布投射特征图像。

步骤S820，获取至少两个不同的拍摄距离下的第二拍摄图像(如图10所示)。在投影仪10包括距离测量组件的示例中，通过调整投影仪10与幕布的相对位置，来改变投影仪10与幕布直接的物理距离，以改变拍摄距离。在投影仪10的摄像组件103中的摄像头为可变焦的示例中，通过调整摄像头的焦虑，来改变拍摄距离。

在一个示例中，获取至少两个不同的拍摄距离下的第二拍摄图像的步骤中，包括：在不同的拍摄距离下，按照相同缩放比例投射特征图像；获取至少两个不同的拍摄距离下的第二拍摄图像。

步骤S830，获取第二拍摄图像内特征图像的特征点在拍摄坐标系内的特征坐标。

处理第二拍摄图像，识别第二拍摄图像中的特征图像，从识别到的特征图像拾取特征点的特征坐标。在一个示例中，基于以下步骤拾取顶点坐标：对第二拍摄图像进行灰度化；对灰度化后的第二拍摄图像进行高斯滤波处理；识别对波后的第二拍摄图像中的特征图像，从识别到的特征图像拾取特征点的特征坐标。同一拍摄距离下的特征坐标位于同一平面，且各拍摄距离下的特征坐标形成的平面相互平行，按距离方向，可以由拍摄距离由近至远，或由远至近，依次储存在各拍摄距离对应的特征坐标。

步骤S840，基于不同的拍摄距离下的特征坐标，建立特征图像的投影模型。

在一个示例中，如图11所示，基于不同的拍摄距离下的特征坐标，建立特征图像的投影模型的步骤，包括：

步骤S1110，在拍摄距离与对应的拍摄图像所构成的坐标系中，基于不同拍摄距离下特征图像的对应的特征点，拟合得到与特征点对应的直线函数。由于在不同的拍摄距离下，选择的特征点是相同的，将相同的特征点对应的特征坐标拟合成空间的直线函数。

步骤S1120，至少根据多个不同的特征点对应的直线函数，形成特征图像与拍摄距离关联的投影模型。

以一具体示例进行说明：

如图9所示，在两个不同的拍摄距离(如2m和4m)下，分别获取对应两个拍摄距离的第二拍摄图像，识别第二拍摄图像中原特征图的四个特征点的特征坐标，每个拍第二拍摄图像所提取的特征点的特征坐标是存在对应关系的，即其特征点序号是对应的。例如，每个第二拍摄图像的特征点序号均为(3、2)第三行第二列，(3、150)第三行第一百五十列，(70、2)第七十行第二列，(70、150)第七十行第一百五十列，2m拍摄距离下提取的特征点记为A1、A2、A3、A4，4m拍摄距离下提取的特征点记为B1、B2、B3、B4。A1与B1的特征点序号是对应的，A2与B2是对应的，A3与B3是对应的，A4与B4是对应的(如图6和图7所示)。

根据同序号的特征点在第二拍摄图像中的特征坐标及对应的拍摄距离，建立对应该序号特征点的直线函数，具体的，建立三维空间(x，y，z)，其中x为特征点在拍摄坐标系中的横坐标，y为特征点在拍摄坐标系中的纵坐标，z为拍摄距离方向，将A1、A2、A3、A4、B1、B2、B3、B4所对应的坐标放入三维空间中，并基于A1和B1的三维坐标，建立对应A1和B1特征点序号的第一直线函数；基于A2和B2的三维坐标，建立对应A2和B2特征点序号的第二直线函数；基于A3和B3的三维坐标，建立对应A3和B3特征点序号的第三直线函数；基于A4和B4的三维坐标，建立对应A4和B4特征点序号的第四直线函数。

在该示例中，根据特征图像的投影模型和拍摄距离，获取特征图像的特征点在拍摄坐标系内对应于拍摄距离的特征坐标的步骤，包括：根据投影模型中的直线函数及拍摄距离，确定特征图像的多个特征点在拍摄坐标系内对应拍摄距离的特征坐标。将拍摄距离代入直线函数，即可获得对应的特征坐标。

步骤S240，获取特征图像的特征点在投影坐标系内的原始特征坐标，并基于多个特征坐标、对应的原始特征坐标以及顶点坐标，将顶点坐标转变至投影坐标系内，得到投影顶点坐标。需要说明的是，原始特征坐标是指处理器101直接读取在储存的特征图像的特征点在投影坐标系的坐标。其中，投影坐标系为投影组件105投影时作为参考的坐标系。在一个示例中，投影仪中最大尺寸的投影区域的坐标系可作为投影坐标系，例如以最大尺寸的矩形投影区域的其中一个顶点作为投影坐标系的原点，示例中的投影坐标系为二维坐标系。原始特征坐标对应的特征点与特征坐标对应的特征点是对应相同的。为了将投影组件105投影的内容入幕至幕布，需要将投影的内容铺满整个幕布，因此需要调整投影的放缩比例，本申请通过获取投影顶点坐标，来将投影内容入幕到整个幕布。以下提供两种获取投影顶点坐标的方式：

在一个示例中，如图12所示，获取特征图像的特征点在投影坐标系内的原始特征坐标，并基于多个特征坐标、对应的原始特征坐标以及顶点坐标，将顶点坐标转变至投影坐标系内，得到投影顶点坐标的步骤，包括：

步骤S1210，获取特征图像的特征点在投影坐标系内的原始特征坐标，并基于多个特征坐标和对应的原始特征坐标，获取对应于拍摄距离的坐标系转换关系。

步骤S1220，基于坐标系转换关系，将顶点坐标转变至投影坐标系内，获取投影顶点坐标。

需要说明的是，坐标系转换关系用于表征拍摄坐标系与投影坐标系之间转换。由于特征点都是相同的，只有由于所处的坐标系不同因而获取到的坐标不同，基于特征点都是相同的，计算特征坐标与原始特征坐标转换关系，即获取坐标系转换关系。基于坐标系转换关系可以将顶点坐标转换成投影顶点坐标。

在另一个示例中，如图13所示，获取特征图像的特征点在投影坐标系内的原始特征坐标，并基于多个特征坐标、对应的原始特征坐标以及顶点坐标，将顶点坐标转变至投影坐标系内，得到投影顶点坐标的步骤，包括：

步骤S1310，获取特征图像的特征点在投影坐标系内的原始特征坐标。

步骤S1320，计算顶点坐标关于特征坐标的相对位置关系。

步骤S1330，根据原始特征坐标和相对位置关系，得到顶点坐标对应在投影坐标系中的投影顶点坐标。

在空间上，一个点的坐标相对于另一个点的坐标的相对位置关系是固定的，相对位置关系可以是两个坐标之间的坐标差值与特征图像尺寸参数的相对比例关系。该示例中，顶点与特征点是固定，在投影坐标系和拍摄坐标系中的相对位置关系是固定一样的，参考图14，根据获取的拍摄坐标系内的一个顶点坐标K21和一个特征坐标K11，算出该顶点坐标K21与特征坐标K11之间的X坐标差值d2及Y坐标差值d1，同时获取特征图像在拍摄坐标系中的长度L及宽度D，根据d2/L及d1/D得到该顶点坐标K21和特征坐标K11之间的相对位置关系；随后结合在投影坐标系内的特征图像的长度L1、宽度D1，以及d2/L和d1/D，得到△d2和△d1，△d2＝L1*d2/L，△d1＝D1*d1/D；最后根据前述特征坐标K11对应的原始特征坐标及△d2和△d1进行加减运算，即可得到顶点坐标K21对应在投影坐标系中的投影顶点坐标。进一步地，在一个示例中，投影坐标系与拍摄坐标系平齐，即投影出的特征图像的四条边框在拍摄图像中与拍摄图像的对应侧边平行，或者与对应侧边之间呈0.2度夹角及以下；或者，当投影镜头与拍摄镜头之间存在光轴倾斜量和旋转量时，基于倾斜量和旋转量确定出修正参量，从而对拍摄模块获取的每一张拍摄图像进行校正，使特征图像的四条边框在拍摄图像中与拍摄图像的对应侧边平行。

在另一个示例中，步骤S240包括：

获取所述特征图像的多个所述特征点在投影坐标系内的原始特征坐标；

在所述拍摄坐标系中将所述顶点坐标与多个所述特征坐标进行对比，获取将所述顶点坐标围合的若干相邻的围合坐标，所述围合坐标属于所述特征坐标；

基于所述拍摄坐标系中的所述围合坐标及所述围合坐标在所述投影坐标系中对应的原始特征坐标，得到所述围合坐标所围成的区域对应于所述拍摄距离的坐标系转换关系；或者，基于所述拍摄坐标系中的所述顶点坐标及所述围合坐标，得到所述顶点坐标在所述围合坐标之间的相对位置关系；

基于所述坐标系转换关系或所述相对位置关系，将所述顶点坐标转变至所述投影坐标系内，获取投影顶点坐标。

具体地，在一个实施例中，将顶点坐标与其相邻的四个特征坐标进行对比，确定顶点坐标位于四个特征坐标围成的区域内，该围成的区域一般为矩形，这四个特征坐标可定义为围合坐标。根据这四个围合坐标以及其在投影坐标系内的原始特征坐标，建立这四个围合坐标所对应的点在拍摄坐标系与投影坐标系之间的转换关系(如透视变换关系)，该转换关系能够表征四个围合坐标所围成的区域内的各坐标点在拍摄坐标系与投影坐标系之间的坐标对应关系；基于顶点坐标和转换关系，便确定出顶点坐标在投影坐标系中这四个围合坐标对应的特征点所围成的区域内的位置，该位置即为投影顶点坐标。在上述另一个方案中，也可以计算出拍摄坐标系内的顶点坐标在这相邻四个特征坐标围成区域内的横竖方向的坐标比例关系；基于该横竖方向的坐标比例关系，在投影坐标系内这四个原始特征坐标所围成的区域内确定出顶点坐标对应的位置，从而得到投影顶点坐标，如此基于若干相邻特征点以确定转换关系或横竖方向的坐标比例关系，可更精确地在投影坐标系中确定出投影顶点坐标。

在另一个示例中，获取特征图像的特征点在投影坐标系内的原始特征坐标，并基于多个特征坐标、对应的原始特征坐标以及顶点坐标，将顶点坐标转变至投影坐标系内，得到投影顶点坐标的步骤，包括：

获取所述特征图像的多个所述特征点在投影坐标系内的原始特征坐标；

将所述顶点坐标与多个所述特征坐标进行对比，根据与所述顶点坐标最近的所述特征坐标，得到目标特征坐标，所述目标特征坐标为多个所述特征坐标中的一个；

将与所述目标特征坐标对应的所述原始特征坐标作为投影顶点坐标。

以特征图像为棋盘格为例，从第一拍摄图像的拍摄坐标系中识别出幕布图像的四个顶点的顶点坐标；以及从预设的棋盘格的投影模型和当前拍摄距离得到棋盘格各格点在拍摄坐标系内的理论坐标，即特征坐标；随后通过常见的坐标距离算法，在拍摄坐标系内分别算出与每一个顶点坐标距离最近的特征坐标，从而得到四个特征坐标，记为目标特征坐标，目标特征坐标与幕布的顶点坐标一一对应；然后基于这四个目标特征坐标对应在投影坐标系内的原始特征坐标，得到原始坐标系内的四个投影顶点坐标；最后投影仪主控基于这四个投影顶点坐标，将投影区域的四个顶点一一对应地调整至这四个投影顶点坐标的位置，从而使得投影出的画面能够与幕布重合。

步骤S250，基于投影顶点坐标进行投影。

本申请投影入幕方法的各实施例中，通过获取第一拍摄图像内幕布图像的顶点在拍摄坐标系内的顶点坐标，根据预设的特征图像的投影模型和拍摄距离，获取特征图像的特征点在拍摄坐标系内对应于拍摄距离的特征坐标，获取特征图像的特征点在投影坐标系内的原始特征坐标，并基于多个特征坐标、对应的原始特征坐标以及顶点坐标，将顶点坐标转变至投影坐标系内，得到投影顶点坐标，最后基于投影顶点坐标进行投影。本申请投影入幕方法仅仅需要获取幕布的第一拍摄图像，并利用拍摄距离和预设的特征图像完成投影入幕，改变了传统方法需要分别拍摄包含幕布的图像和包含特征图的图像的方式，从而简化了投影入幕的操作，而且缩短了操作时长，增加了投影仪10的可操作性。

应该理解的是，虽然图2-4、8、11-13的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，图2-4、8、11-13中的至少一部分步骤可以包括多个子步骤或者多个阶段，这些子步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些子步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤的子步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。

在一个实施例中，提供了一种投影装置，包括：

信息获取模块，用于获取第一拍摄图像以及对应第一拍摄图像的拍摄距离；

第一坐标获取模块，用于获取第一拍摄图像内幕布图像的顶点在拍摄坐标系内的顶点坐标；

第二坐标获取模块，用于根据预设的特征图像的投影模型和拍摄距离，获取特征图像的特征点在拍摄坐标系内对应于拍摄距离的特征坐标；特征图像的投影模型用于表征特征图像的特征点在拍摄坐标系内，对应于不同拍摄距离的坐标；

第三坐标获取模块，获取特征图像的特征点在投影坐标系内的原始特征坐标，并基于多个特征坐标、对应的原始特征坐标以及顶点坐标，将顶点坐标转变至投影坐标系内，得到投影顶点坐标；

投影模块，用于基于投影顶点坐标进行投影。

关于投影装置的具体限定可以参见上文中对于投影入幕方法的限定，在此不再赘述。上述投影装置中的各个模块可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于计算机设备中的处理器101中，也可以以软件形式存储于计算机设备中的存储器中，以便于处理器101调用执行以上各个模块对应的操作。

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服务器，其内部结构图可以如图15所示。该计算机设备包括通过系统总线连接的处理器101、存储器、网络接口和数据库。其中，该计算机设备的处理器101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、计算机程序和数据库。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。该计算机设备的数据库用于存储数据。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101执行时以实现一种投影入幕方法。

本领域技术人员可以理解，图15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，提供了一种计算机设备，包括存储器和处理器101，存储器中存储有计算机程序，该处理器101执行计算机程序时实现以下步骤：

获取第一拍摄图像以及对应第一拍摄图像的拍摄距离；

获取第一拍摄图像内幕布图像的顶点在拍摄坐标系内的顶点坐标；

根据预设的特征图像的投影模型和拍摄距离，获取特征图像的特征点在拍摄坐标系内对应于拍摄距离的特征坐标；特征图像的投影模型用于表征特征图像的特征点在拍摄坐标系内，对应于不同拍摄距离的坐标；

获取特征图像的特征点在投影坐标系内的原始特征坐标，并基于多个特征坐标、对应的原始特征坐标以及顶点坐标，将顶点坐标转变至投影坐标系内，得到投影顶点坐标；

基于投影顶点坐标进行投影。

本申请还提供一种投影设备，即前述投影仪，投影设备包括处理器、存储器以及存储在所述存储器中且被配置为由所述处理器执行的计算机程序，所述存储器与所述处理器耦接，且所述处理器执行所述计算机程序时，实现如前述任一实施例所述的投影入幕方法中的步骤。

在一个实施例中，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器101执行时实现以下步骤：

获取第一拍摄图像以及对应第一拍摄图像的拍摄距离；

获取第一拍摄图像内幕布图像的顶点在拍摄坐标系内的顶点坐标；

根据预设的特征图像的投影模型和拍摄距离，获取特征图像的特征点在拍摄坐标系内对应于拍摄距离的特征坐标；特征图像的投影模型用于表征特征图像的特征点在拍摄坐标系内，对应于不同拍摄距离的坐标；

获取特征图像的特征点在投影坐标系内的原始特征坐标，并基于多个特征坐标、对应的原始特征坐标以及顶点坐标，将顶点坐标转变至投影坐标系内，得到投影顶点坐标；

基于投影顶点坐标进行投影。

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申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种投影入幕方法，其特征在于，包括以下步骤：

获取第一拍摄图像以及对应所述第一拍摄图像的拍摄距离；

获取所述第一拍摄图像内幕布图像的顶点在拍摄坐标系内的顶点坐标；

根据预设的特征图像的投影模型和所述拍摄距离，获取所述特征图像的特征点在所述拍摄坐标系内对应于所述拍摄距离的特征坐标；所述特征图像的投影模型用于表征所述特征图像的特征点在所述拍摄坐标系内，对应于不同所述拍摄距离的坐标；

获取所述特征图像的所述特征点在投影坐标系内的原始特征坐标，并基于多个所述特征坐标、对应的所述原始特征坐标以及所述顶点坐标，将所述顶点坐标转变至所述投影坐标系内，得到投影顶点坐标；

基于所述投影顶点坐标进行投影。

2.根据权利要求1所述的投影入幕方法，其特征在于，所述获取所述特征图像的所述特征点在投影坐标系内的原始特征坐标，并基于多个所述特征坐标、对应的所述原始特征坐标以及所述顶点坐标，将所述顶点坐标转变至所述投影坐标系内，得到投影顶点坐标的步骤，包括：

获取所述特征图像的所述特征点在所述投影坐标系内的原始特征坐标，并基于多个所述特征坐标和对应的所述原始特征坐标，获取对应于所述拍摄距离的坐标系转换关系；

基于所述坐标系转换关系，将所述顶点坐标转变至所述投影坐标系内，获取投影顶点坐标。

3.根据权利要求1所述的投影入幕方法，其特征在于，在投影入幕前基于以下步骤获取所述特征图像的投影模型：

投射所述特征图像；

获取至少两个不同的所述拍摄距离下的第二拍摄图像；

获取所述第二拍摄图像内所述特征图像的特征点在所述拍摄坐标系内的特征坐标；

基于不同的所述拍摄距离下的所述特征坐标，建立所述特征图像的投影模型。

4.根据权利要求3所述的投影入幕方法，其特征在于，所述基于不同的所述拍摄距离下的所述特征坐标，建立所述特征图像的投影模型的步骤，包括：

在所述拍摄距离与对应的所述拍摄图像所构成的坐标系中，基于不同所述拍摄距离下所述特征图像的对应的特征点，拟合得到与所述特征点对应的直线函数；

至少根据多个不同的所述特征点对应的直线函数，形成所述特征图像与所述拍摄距离关联的投影模型；

所述根据特征图像的投影模型和所述拍摄距离，获取所述特征图像的特征点在所述拍摄坐标系内对应于所述拍摄距离的特征坐标的步骤，包括：

根据所述投影模型中的所述直线函数及所述拍摄距离，确定所述特征图像的多个所述特征点在所述拍摄坐标系内对应所述拍摄距离的特征坐标。

5.根据权利要求3所述的投影入幕方法，其特征在于，所述获取至少两个不同的所述拍摄距离下的第二拍摄图像的步骤中，包括：

在不同的所述拍摄距离下，按照相同缩放比例投射所述特征图像；

获取至少两个不同的所述拍摄距离下的第二拍摄图像。

6.根据权利要求1所述的投影入幕方法，其特征在于，所述获取所述特征图像的所述特征点在投影坐标系内的原始特征坐标，并基于多个所述特征坐标、对应的所述原始特征坐标以及所述顶点坐标，将所述顶点坐标转变至所述投影坐标系内，得到投影顶点坐标的步骤，包括：

获取所述特征图像的所述特征点在投影坐标系内的原始特征坐标；

计算所述顶点坐标关于所述特征坐标的相对位置关系；

根据所述原始特征坐标和所述相对位置关系，得到所述顶点坐标对应在所述投影坐标系中的投影顶点坐标。

7.根据权利要求1所述的投影入幕方法，其特征在于，所述特征图像包括棋盘格，所述特征点为所述棋盘格中的格点。

8.根据权利要求1所述的投影入幕方法，其特征在于，所述获取所述特征图像的所述特征点在投影坐标系内的原始特征坐标，并基于多个所述特征坐标、对应的所述原始特征坐标以及所述顶点坐标，将所述顶点坐标转变至所述投影坐标系内，得到投影顶点坐标的步骤，包括：

获取所述特征图像的多个所述特征点在投影坐标系内的原始特征坐标；

在所述拍摄坐标系中将所述顶点坐标与多个所述特征坐标进行对比，获取将所述顶点坐标围合的若干相邻的围合坐标，所述围合坐标属于所述特征坐标；

基于所述拍摄坐标系中的所述围合坐标及所述围合坐标在所述投影坐标系中对应的原始特征坐标，得到所述围合坐标所围成的区域对应于所述拍摄距离的坐标系转换关系；或者，基于所述拍摄坐标系中的所述顶点坐标及所述围合坐标，得到所述顶点坐标在所述围合坐标之间的相对位置关系；

基于所述坐标系转换关系或所述相对位置关系，将所述顶点坐标转变至所述投影坐标系内，获取投影顶点坐标。

9.根据权利要求1至8任意一项所述的投影入幕方法，其特征在于，所述获取第一拍摄图像以及所述第一拍摄图像的拍摄距离的步骤之前，包括：

向幕布投射白色画面或者在获取所述第一拍摄图像时正在播放白色画面的动画。

10.一种投影设备，其特征在于，包括处理器、存储器以及存储在所述存储器中且被配置为由所述处理器执行的计算机程序，所述存储器与所述处理器耦接，且所述处理器执行所述计算机程序时，实现如权利要求1至9任一项所述的投影入幕方法中的步骤。