TWI599229B - 投影機的控制方法及適用於該方法的投影機 - Google Patents

投影機的控制方法及適用於該方法的投影機 Download PDF

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Description

投影機的控制方法及適用於該方法的投影機
本發明涉及投影機裝置技術領域，尤其涉及一種投影機的控制方法及適用於該方法的投影機。
目前為止，投影機主要通過三種顯示技術實現，即CRT投影技術、LCD投影技術以及近些年發展起來的DLP投影技術。
CRT是英文Cathode Ray Tube的縮寫，譯作陰極射線管。作為成像器件，它是實現最早、應用最為廣泛的一種顯示技術。這種投影機可把輸入訊號源分解成R(紅)、G(綠)、B(藍)三個CRT管的螢光幕上，螢光粉在高壓作用下發光系統放大、會聚、在大螢幕上顯示出彩色圖像。光學系統與CRT管組成投影管，通常所說的三槍投影機就是由三個投影管組成的投影機，由於使用內光源，也叫主動式投影方式。CRT技術成熟，顯示的圖像色彩豐富，還原性好，具有豐富的幾何失真調整能力，但其重要技術指標圖像解析度與亮度相互制約，直接影響CRT投影機的亮度值，到目前為止，其亮度值始終徘徊在300Lm以下。另外CRT投影機操作複雜，特別是會聚調整繁瑣，機身體積大，只適合安裝於環境光較弱、相對固定的場所，不宜搬動。
LCD是Liquid Crystal Device的英文縮寫。LCD投影機分為液晶板和液晶光閥兩種。液晶是介於液體和固體之間的物質，本身不發光，工作性質 受溫度影響很大，其工作溫度為-55℃~+77℃。投影機利用液晶的光電效應，即液晶分子的排列在電場作用下發生變化，影響其液晶單元的透光率或反射率，從機時影響它的光學性質，產生具有不同灰度層次及顏色的圖像。
DLP是英文Digital Light Processor的縮寫，譯作數位光處理器。這一新的投影技術的誕生，使我們在擁有捕捉、接收、存儲數字資訊的能力後，終於實現了數字信息顯示。DLP技術是顯示領域劃時代的革命，正如CD在音頻領域產生的巨大影響一樣，DLP將為視頻投影顯示翻開新的一頁。它以DMD(Digital Micromirror Device)數位微反射器作為光閥成像器件DLP投影機的技術關鍵點如下：首先是數位優勢。數位技術的採用，使圖像灰度等級達256-1024級，色彩達2563-10243種，圖像噪聲消失，畫面質量穩定，精確的數位圖像可不斷再現，而且曆久彌新。其次是反射優勢。反射式DMD器件的應用，使成像器件的總光效率達60%以上，對比度和亮度的均勻性都非常出色。在DMD塊上，每一個圖元的面積為16μm×16μm，間隔為1μm。根據所用DMD的片數，DLP投影機可分為：單片機、兩片機、三片機。DLP投影機清晰度高、畫面均勻，色彩銳利，三片機亮度可達1000lm以上，它拋棄了傳統意義上的會聚，可隨意變焦，調整十分便利；只是解析度不高，不經壓縮解析度為800×600(有些機型的最新產品的解析度已經達到1280×1024)。但由於是新技術，維修的難度及費用並不低。
基本上所有類型的投影機顯示圖像的原理都一樣。投影機先將光線照射到圖像顯示元件上來產生影像，然後通過鏡頭進行投影。投影機的圖像顯示元件包括利用透光產生圖像的透過型和利用反射光產生圖像的反射型。無論哪一種類型，都是將投影燈的光線分成紅、綠、藍三色，再產生各種顏色 的圖像。因為元件本身只能進行單色顯示，因此就要利用3色元件分別生成3色成分。然後再透過棱鏡將這3色圖像合成為一個圖像，最後透過鏡頭投影到螢幕上。
以DLP投影機為例，投影機需要把影像投射到白色的螢幕上，才能最大限度的保證投射的影像質量。當螢幕不是白色，如螢幕是黃色、紅色、綠色，或者周圍環境有黃色、紅色的等幹擾時。投影出來的影像質量就會受螢幕顏色，或者環境光顏色影響，而產生圖像失真。
產生圖像失真的原因是投影機沒有根據螢幕顏色，或者環境光顏色自動白平衡的功能。投影機只是把原始影像以盡可能的逼真程度投射出去，對於不同顏色的螢幕，或者不同顏色的環境光，沒有自適應自調節能力。
針對上述技術問題，本申請提供了一種投影機的控制方法，包括步驟：S1：啟動投影機，在螢幕上投影；S2：啟動傳感模組，獲得輸出圖像或當前環境圖像；S3：對所述輸出圖像或者所述當前環境圖像進行處理獲取RGB分量，並根據自動白平衡演算法，計算RGB三個通道的增益係數；S4：根據所述增益係數，調整所述投影機中RGB三個通道的增益。
於一較佳實施方式中，較佳的，所述步驟S3包括步驟：S31：獲取所述輸出圖像或者所述當前環境圖像的RGB分量；S32：統計所述RGB分量的各個平均值Rave、Gave、Bave；S33：計算所述輸出圖像或者所述當前環境圖像的灰階Gray；S34：根據所述灰階Gray和RGB分量的各個平均值，計算R、G、B三個通道的增益係數Kr、Kg、Kb；S35：根據三個通道的所述增益係數Kr、Kg、Kb，調整投影圖像中每個圖元的R、G、B增益。
於一較佳實施方式中，在所述步驟S33中，所述灰階Gray的計算公式為：Gray=(Rave+Gave+Bave)/3。
於一較佳實施方式中，在所述步驟S34中，所述增益係數Kr、Kg、Kb的計算公式分別為：kr=Gray/Rave；kg=Gray/Gave；kb=Gray/Bave。
本發明還提供了一種投影機，適用於所述的投影機的控制方法，包括投影機本體，用於向螢幕進行投影，還包括傳感模組，所述傳感模組位於所述投影機本體上，用於獲取所述輸出圖像或所述當前環境圖像；以及控制裝置，對所述輸出圖像或所述當前環境圖像進行處理，經計算後獲得所述投影機中RGB三個通道的增益係數，並根據所述增益係數調整所述RGB三個通道的增益。
於一較佳實施方式中，所述控制裝置包括：讀取單元，獲取所述輸出圖像或者所述當前環境圖像的所述RGB分量；統計單元，統計所述RGB分量的各個平均值Rave、Gave、Bave；計算單元，計算所述輸出圖像或者所述當前環境圖像的所述灰階Gray；係數獲取單元，根據所述灰階Gray和所述RGB分量的各個平均值，計算R、G、B三個通道的增益係數Kr、Kg、Kb；調整單元，根據三個通道的所述增益係數Kr、Kg、Kb，調整投影圖像中每個圖元的R、G、B增益。
於一較佳實施方式中，所述傳感模組為RGB光度感應器。
於一較佳實施方式中，所述傳感模組為RGB光度感應矩陣。
於一較佳實施方式中，所述傳感模組為攝影鏡頭。
於一較佳實施方式中，所述傳感模組的方向和所述投影機本體的投影方向相同。
綜上所述，由於採用了上述技術方案，本專利申請記載了一種投影機的控制方法及適用於該方法的投影機，其有益效果有：如果所述傳感模組2採集的是輸出圖像，那麽所述投影機可以使得投影螢幕不再受顏色的限制，即採用這種所述投影機，可以自由選擇各種顏色的螢幕，投影的影響效果均不會收到影響；如果所述傳感模組2採集的是當前環境圖像，本發明還能夠去除周圍環境光線的色溫對投影效果的影響。
S1-S4‧‧‧步驟
1‧‧‧投影機本體
2‧‧‧傳感模組
3‧‧‧控制模組
31‧‧‧讀取單元
32‧‧‧統計單元
33‧‧‧計算單元
34‧‧‧係數獲取單元
35‧‧‧調整單元
圖1是本發明一種投影機的控制方法流程圖一；圖2是本發明一種投影機的控制方法流程圖二；圖3是本發明一種投影機的結構示意圖一；圖4是本發明一種投影機的結構示意圖二。
本申請中提出了一種投影機的控制方法及適用於該方法的投影機，下面結合附圖對本發明的具體實施方式作進一步的說明。
實施例一
如圖1所示，一種投影機的控制方法，包括步驟：S1：啟動投影機，在螢幕上投影；S2：啟動傳感模組2，獲得輸出圖像或當前環境圖像；S3：根據自動白平衡演算法，計算RGB三個通道的增益係數；S4：根據所述增益係數，調整所述投影機中RGB通道的增益。
如圖2所示，其中，所述步驟S2包括步驟： S31：獲取所述輸出圖像或者所述當前環境圖像的RGB分量；S32：統計所述RGB分量的各個平均值Rave、Gave、Bave；S33：計算所述輸出圖像或者當前環境的灰階Gray，其中Gray=(Rave+Gave+Bave)/3；S34：計算R、G、B三個通道的增益係數Kr、Kg、Kb：kr=Gray/Rave，kg=Gray/Gave，kb=Gray/Bave；S35：根據三個通道的增益係數Kr、Kg、Kb，調整投影圖像中每個圖元的R、G、B增益。
工作時，首先啟動所述投影機，使其在螢幕上進行投影。然後啟動所述傳感模組2，獲取輸出圖像或者當前環境圖像，並對所述輸出圖像或者當前環境圖像進行處理獲得其RGB分量，計算RGB分量的各個平均值Rave、Gave、Bave。假設任意一副圖像，當它有足夠的色彩變化時，它的RGB分量的均值會趨於同一灰階Gray，所以所述輸出圖像或者當前環境的灰階Gray=(Rave+Gave+Bave)/3。計算R、G、B三個通道的增益係數Kr、Kg、Kb，最後根據這三個增益係數調整投影圖像中每個圖元的R、G、B增益，從而實現了投影機的自動白平衡。所述投影機的控制方法，如果在步驟S2中採集的是輸出圖像，那麽本方法使得投影螢幕不再受顏色的限制，即採用這種方法，可以自由選擇各種顏色的螢幕，投影的影響效果均不會收到影響。如果在步驟S2中採集的是當前環境圖像，本發明還能夠去除周圍環境光線的色溫對投影效果的影響。
實施例二
根據上述實施例提出了一種投影機的控制方法，本實施例提出了一種適用於所述控制方法的投影機。
所述投影機包括：投影機本體1，用於向螢幕進行投影；傳感模組2，所述投影機本體1上，用於獲取所述輸出圖像或所述當前環境圖像；控制模組3，對所述輸出圖像或所述當前環境圖像進行處理，經計算後獲得所述投影機中RGB三個通道的增益係數，並根據所述增益係數調整所述RGB三個通道的增益。
其中，所述控制模組3包括：讀取單元31，獲取所述輸出圖像或者所述當前環境圖像的RGB分量；統計單元32，統計所述RGB分量的各個平均值Rave、Gave、Bave；計算單元33，計算所述輸出圖像或者所述當前環境圖像的所述灰階Gray；係數獲取單元34，根據所述灰階Gray和RGB分量的各個平均值，計算R、G、B三個通道的增益係數Kr、Kg、Kb；調整單元35，根據三個通道的所述增益係數Kr、Kg、Kb，調整投影圖像中每個圖元的R、G、B增益。
其中，所述計算單元33對所述灰階Gray的計算公式為：Gray=(Rave+Gave+Bave)/3，所述係數獲取單元34對R、G、B三個通道的增益係數Kr、Kg、Kb的計算公式分別為：kr=Gray/Rave，kg=Gray/Gave，kb=Gray/Bave。
所述傳感模組2是三個RGB光度感應器，所述RGB光度感應器實現簡單，成本低廉，但是其精度也較低。所述傳感模組2還可以為RGB光度感應器矩陣，也可以為攝影鏡頭。後兩者的精度相比前者要高，最終的增益效果也會更好，但是其成本較之前者也更高。根據不同的應用，所述傳感模組2的位置設置也應有所不同。當需要實現對螢幕顏色自動白平衡時，所述傳感模組2需要獲取所述輸出圖像，那麽此時所述傳感模組2需要正對著所述投影機本體1的投射方向；當需要實現對環境光自動白平衡的時候，所述傳感模組2需要獲取當前環境圖像，那麽此時所述傳感模組2的位置和方向不需要進行嚴格設置。
工作時，所述投影機本體1向螢幕進行投影，所述傳感模組2採集輸出圖像或者當前環境圖像，所述讀取單元31讀取所採集到的圖像的RGB分量並將其傳遞至所述統計單元32，之後所述統計單元32統計RGB分量的各個平均值Rave、Gave、Bave，所述計算單元33根據這三個平均值獲取所述傳感模組2採集到的圖像的灰階Gray，將RGB分量的各個平均值Rave、Gave、Bave以及圖像的灰階Gray傳遞至所述係數獲取單元34，計算R、G、B三個通道的增益係數Kr、Kg、Kb。最後，所述調整單元35根據Kr、Kg、Kb，調整投影圖像中每個圖元的R、G、B增益。通過調整投影圖像中圖元的R、G、B增益。
如果所述傳感模組2採集的是輸出圖像，那麽所述投影機可以使得投影螢幕不再受顏色的限制，即採用這種所述投影機，可以自由選擇各種顏色的螢幕，投影的影響效果均不會收到影響。如果所述傳感模組2採集的是當前環境圖像，本發明還能夠去除周圍環境光線的色溫對投影效果的影響。採用所述投影機使得投影螢幕不再受顏色的限制，即採用這種投影機，可以自由選擇各種顏色的螢幕，投影的影響效果均不會收到影響。此外，所述投影機還能夠去除周圍環境光線的色溫對投影效果的影響，大幅提高投影效果。
以上所述僅為本發明較佳的實施例，並非因此限制本發明的實施方式及保護範圍，對於本領域技術人員而言，應當能夠意識到凡運用本發明說明書及圖示內容所做出的等同替換和顯而易見的變化所得到的方案，均應當包含在本發明的保護範圍內。
S1-S4‧‧‧步驟

Claims (8)

  1. 一種投影機的控制方法，包括步驟：S1：啟動投影機，在螢幕上投影；S2：啟動傳感模組，獲得輸出圖像或當前環境圖像；S3：對所述輸出圖像或者所述當前環境圖像進行處理獲取RGB分量，並根據自動白平衡演算法，計算RGB三個通道的增益係數；S4：根據所述增益係數，調整所述投影機中RGB三個通道的增益；其中，步驟S3包括步驟：S31：獲取所述輸出圖像或者所述當前環境圖像的RGB分量；S32：統計所述RGB分量的各個平均值Rave、Gave、Bave；S33：計算所述輸出圖像或者所述當前環境圖像的灰度值Gray；S34：根據所述灰度值Gray和所述RGB分量的各個平均值，計算出R通道的增益係數Kr，計算出G通道的增益係數Kg，計算出B通道的增益係數Kb；S35：根據所述增益係數Kr、所述增益係數Kg和所述增益係數Kb，調整投影圖像中每個像素的R、G、B增益。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之投影機的控制方法，在步驟S33中，所述灰階Gray的計算公式為：Gray=(Rave+Gave+Bave)/3。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之投影機的控制方法，在步驟S34中，所述增益係數Kr、Kg、Kb的計算公式分別為：kr=Gray/Rave；kg=Gray/Gave；kb=Gray/Bave。
  4. 一種投影機，包括投影機本體，用於向螢幕進行投影，還包括傳感模組，所述傳感模組位於所述投影機本體上，用於獲取輸出圖像或當前環境圖像； 以及控制裝置，與所述傳感模組相連，對所述輸出圖像或所述當前環境圖像進行處理，經計算後獲得所述投影機中RGB三個通道的增益係數，並根據所述增益係數調整所述RGB三個通道的增益；所述控制裝置包括：讀取單元，用以獲取所述輸出圖像或者所述當前環境圖像的所述RGB分量；統計單元，與所述讀取單元相連，用以統計所述RGB分量的各個平均值Rave、Gave、Bave；計算單元，與所述統計單元相連，用以計算所述輸出圖像或者所述當前環境圖像的所述灰度值Gray；係數獲取單元，與所述計算單元相連，用以根據所述灰度值Gray和所述RGB分量的各個平均值，計算R、G、B三個通道的增益係數Kr、Kg、Kb；調整單元，與所述係數獲取單元相連，用以根據三個通道的所述增益係數Kr、Kg、Kb，調整投影圖像中每個像素的R、G、B增益。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之投影機，所述傳感模組為RGB光度感應器。
  6. 如申請專利範圍第4項所述之投影機，所述傳感模組為RGB光度感應矩陣。
  7. 如申請專利範圍第4項所述之投影機，所述傳感模組為攝影鏡頭。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之投影機，所述傳感模組的方向和所述投影機本體的投影方向相同。
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