專利名稱：一種真無縫背投式大屏幕顯示圖像的投影融合方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及圖像顯示領(lǐng)域，尤其涉及一種真無縫背投式大屏幕顯示圖像的投影融
合方法。
背景技術(shù)：
隨著視頻多元化發(fā)展，絢麗多彩的畫面，高清晰大畫面的視頻備受喜愛。豐富的畫 面可以吸引更多的關(guān)注，高清的特點(diǎn)可以傳達(dá)更多的信息。廣告宣傳、產(chǎn)品展示、信息推廣、 匯報展覽、政府職能部門等行業(yè)一直處于信息化進(jìn)步的前沿，無論是虛擬仿真還是邊緣融 合，無論是投影機(jī)還是融合屏幕，均隨著投影拼接、邊緣融合技術(shù)的發(fā)展，高清晰度、高分辨 率、大畫面效果越來越被人們認(rèn)可，隨著使用成本的不斷降低，投影拼接、邊緣融合技術(shù)得 到了大面積的普及使用。 邊緣融合、無縫拼接是將多臺投影機(jī)投射的畫面經(jīng)過邊緣融合技術(shù)的處理，最終 實(shí)現(xiàn)一整幅畫面的效果。邊緣融合最大特點(diǎn)是可以增加顯示分辨率、增大投影畫面面積、 縮短投影距離、校正投影畫面的幾何變形。更大的分辨率意味著在畫面尺寸相同的情況下 可以顯示更豐富的內(nèi)容，更大的顯示畫面能在分辨率與清晰度相同的情況下顯示超大的畫 面，讓更多人，更遠(yuǎn)距離均可以清楚地看到展示信息。 隨著視頻需求的不斷提高，舞臺，指揮，調(diào)度等應(yīng)用需求均通過投影融合平臺，將 自然界中的場景、環(huán)境、人物等等一系列因素通過數(shù)據(jù)模式輸入到計(jì)算機(jī)中，通過建模，制 作，最終實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)中與自然界"一樣"的環(huán)境。這個環(huán)境可以通過虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)平臺，將 數(shù)據(jù)模型中的數(shù)據(jù)在播放當(dāng)中根據(jù)人眼的物理原理分別輸出左右眼文件到左右眼中，最終 讓參與者有身臨其境的感受，并且通過人機(jī)互動實(shí)現(xiàn)場景實(shí)況播放、產(chǎn)品展示、科學(xué)試驗(yàn)、 教育培訓(xùn)等等領(lǐng)域。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種真無縫背投式大屏幕顯示圖像的投影融 合方法，能夠在大屏幕上得到高清晰度的視頻圖像。 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提出了一種真無縫背投式大屏幕顯示圖像的投影融 合方法，應(yīng)用于多個投影機(jī)并列向所述真無縫背投式大屏幕投影的圖像顯示系統(tǒng)，其特征 在于，包括如下步驟 步驟(a)，將整幅圖像分割成多個子圖像，每個子圖像用一個投影機(jī)進(jìn)行投影，實(shí) 時控制各個投影機(jī)通道的圖像融合，將各個融合圖像以象素點(diǎn)為單位進(jìn)行重疊和對齊，所 述融合圖像為相鄰兩個投影機(jī)間的邊緣重疊圖像； 步驟(b)，對各個投影機(jī)進(jìn)行幾何校正，使得各個投影機(jī)的投影圖像組成一個整幅 圖像； 步驟(c)，對所述投影圖像的動態(tài)播放畫面拼接處的圖像進(jìn)行動態(tài)調(diào)整和光強(qiáng)度 的明暗過渡；
步驟(d)，對所述融合圖像進(jìn)行分解，對所述融合圖像中各個像素著色點(diǎn)里的RGB 顏色信號進(jìn)行處理，將所述融合圖像中像素點(diǎn)的光強(qiáng)度當(dāng)量減小到非融合區(qū)域像素點(diǎn)光強(qiáng) 度當(dāng)量的相應(yīng)百分比，該百分比的范圍在20%到80%之間； 步驟(e)，動態(tài)調(diào)整所述投影圖像的像素顏色，協(xié)調(diào)光強(qiáng)度和顏色，使二者保持一 致性。 進(jìn)一步地，上述方法還可具有以下特點(diǎn)，所述步驟(a)中，所述分割的子圖像的數(shù) 量等于真無縫大屏幕所帶投影機(jī)的數(shù)量。 進(jìn)一步地，上述方法還可具有以下特點(diǎn)，所述步驟(b)中，所述幾何校正包括線性 幾何校正和非線性幾何校正。 進(jìn)一步地，上述方法還可具有以下特點(diǎn)，所述步驟(d)中，對所述RGB顏色信號的 處理包括過濾、甄別和分離。 進(jìn)一步地，上述方法還可具有以下特點(diǎn)，所述真無縫大屏幕為密閉式箱體。 本發(fā)明真無縫背投式大屏幕顯示圖像的投影融合方法能夠在大屏幕上得到高清
晰度的視頻圖像。


圖1為本發(fā)明中積木式箱體屏幕的投影原理圖； 圖2為不經(jīng)過幾何校正與經(jīng)過幾何校正的顯示效果示意圖； 圖3為本發(fā)明中融合圖像的光強(qiáng)度示意圖； 圖4為本發(fā)明中融合區(qū)域處理示意圖； 圖5為本發(fā)明的圓弧形幾何校正及融合控制示意圖。
具體實(shí)施例方式
以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的原理和特征進(jìn)行描述，所舉實(shí)例只用于解釋本發(fā)明，并 非用于限定本發(fā)明的范圍。 本發(fā)明中，融合使用的密閉式箱體采用矩陣式的積木式顯示單元疊加方式，無需 對每個顯示單元的高度以及箱體邊緣腳點(diǎn)進(jìn)行對齊，因?yàn)檎w密閉箱體制造工藝為整體式 多單元分割，所以它的調(diào)節(jié)要求和勞動強(qiáng)度大大降低。有些情況可以通過調(diào)整機(jī)械結(jié)構(gòu)微 調(diào)就能配合Tsingtoo GPU對圖像進(jìn)行快速融合調(diào)試。 本發(fā)明中的箱體結(jié)構(gòu)是具有超大尺寸(單塊顯示超過200寸)、超薄、多機(jī)芯、進(jìn)行 矩陣式排列的積木式箱體結(jié)構(gòu)。整體箱體是由根據(jù)相應(yīng)顯示尺寸要求按照設(shè)定比例分割成 的多個顯示單元組成，顯示單元互相之間使用獨(dú)立的投影機(jī)。 圖1為本發(fā)明中積木式箱體屏幕的投影原理圖。圖1中，DLP圖像光源11經(jīng)屏幕 12后成為反射后的光源13。 本發(fā)明真無縫背投式大屏幕顯示圖像的投影融合方法，應(yīng)用于多個投影機(jī)并列向 所述真無縫背投式大屏幕投影的圖像顯示系統(tǒng)，包括 步驟101，將整幅圖像進(jìn)行分割成多個子圖像，每個子圖像用一個投影機(jī)進(jìn)行投 影，實(shí)時控制各個投影機(jī)通道的圖像融合，將各個融合圖像以象素點(diǎn)為單位進(jìn)行重疊和對 齊，融合圖像為相鄰兩個投影機(jī)間的邊緣重疊圖像；
其中，分割的子圖像的數(shù)量等于真無縫背投式大屏幕所帶投影機(jī)的數(shù)量。
可以利用裝有圖形分割管理功能的Tsingtoo GPU(Gr即hic ProcessingUnit，圖 形處理器)處理器實(shí)時分布控制每個DLP光機(jī)投影通道的圖像融合，并將每個融合圖像以 像素點(diǎn)為單位進(jìn)行重疊和對齊。其中，圖形分割管理根據(jù)畫面(即要顯示的圖像)的播放 比例及相應(yīng)箱體顯示單元的個數(shù)和排列方式對整幅圖像進(jìn)行分割和整理，并劃分出各個顯 示單元分屏的顯示融合帶(即融合圖像區(qū)域)。 步驟102，對各個投影機(jī)進(jìn)行幾何校正，使得各個投影機(jī)的投影圖像組成一個整幅 圖像； 其中，幾何校正可以包括線性幾何校正和非線性幾何校正。用自動或手動的匹配 方法可以對投影圖像的DLP (Digital Light Procession,數(shù)字光處理)投影機(jī)進(jìn)行線性幾 何校正和非線性幾何校正，使得各個投影圖像組成一個全景圖像，即整幅圖像。DLP和幾何 校正沒有關(guān)系，用LCD、 LCOS或者其他光機(jī)也可以進(jìn)行幾何校正。 其中，幾何校正可以使用一種有效控制點(diǎn)(CP)自動確定的方法，首先定義基準(zhǔn)控 制點(diǎn)(RCP)及畸變控制點(diǎn)(DCP)的概念，進(jìn)而設(shè)計(jì)了一種基于圖像方差的圖像檢測模板，提 出相應(yīng)的檢測準(zhǔn)則及搜索方案；然后在畸變圖像中利用歸一化積相關(guān)的圖像匹配算法實(shí)現(xiàn) 基準(zhǔn)控制點(diǎn)相對應(yīng)的畸變控制點(diǎn)(DCP)的精確定位，從而實(shí)現(xiàn)圖形對投影機(jī)圖像和投影屏 幕之間的對應(yīng)校正和設(shè)置。圖2為不經(jīng)過幾何校正與經(jīng)過幾何校正的顯示效果示意圖，從 圖2中可以看出，經(jīng)過幾何校正的顯示圖像消除了失真。 圖5為本發(fā)明的圓弧形幾何校正及融合控制示意圖。圖5中，A點(diǎn)、B點(diǎn)、C點(diǎn)為有 效控制點(diǎn)(CP) ， D點(diǎn)和E點(diǎn)為畸變控制點(diǎn)(DCP)。 步驟103，對所述投影圖像的動態(tài)播放畫面拼接處的圖像進(jìn)行動態(tài)調(diào)整和光強(qiáng)度 的明暗過渡； 可以利用Tsingtoo GPU的高運(yùn)算處理速度使用融合函數(shù)對投影圖像的動態(tài)播放 畫面拼接處的圖像進(jìn)行動態(tài)調(diào)整和光強(qiáng)度的明暗過度。圖3為本發(fā)明中融合圖像的光強(qiáng)度 示意圖。 步驟104，對所述融合圖像進(jìn)行分解，對所述融合圖像中各個像素著色點(diǎn)里的 RGB(紅綠藍(lán))顏色信號進(jìn)行處理，將所述融合圖像中像素點(diǎn)的光強(qiáng)度當(dāng)量減小到非融合區(qū) 域像素點(diǎn)光強(qiáng)度當(dāng)量的相應(yīng)百分比，以保證融合區(qū)域的連續(xù)顯示和平滑過渡，該百分比的 范圍可以在20%到80%之間； 其中，對RGB顏色信號的處理包括過濾、甄別和分離。將融合圖像中像素點(diǎn)的光強(qiáng) 度當(dāng)量減小到非融合區(qū)域像素點(diǎn)光強(qiáng)度當(dāng)量的相應(yīng)百分比，可以使得融合區(qū)域的光強(qiáng)度和 周邊非融合區(qū)域的像素點(diǎn)亮度基本保持一致。 融合帶顏色的動態(tài)過度功能可以通過利用Tsingtoo GPU的硬件處理性能，在對融 合函數(shù)和融合區(qū)域的圖像處理上采用像素級的過濾、甄別、分離等處理。將像素點(diǎn)上的RGB 三色進(jìn)行分離和解析，并將分離出的融合帶像素進(jìn)行亮度調(diào)節(jié)及顏色還原，保證整體畫面 的亮度平滑過度及色彩還原度。 圖4為本發(fā)明中融合區(qū)域處理示意圖。如圖4所示，未處理融合像素41經(jīng)過處理 融合像素42的處理后成為處理后的融合像素43。 步驟105，動態(tài)調(diào)整所述投影圖像的像素顏色，協(xié)調(diào)光強(qiáng)度和顏色，使二者保持一致性。 可以通過自動獲得投影圖像的像素色彩值，實(shí)現(xiàn)以像素為單位的顏色動態(tài)調(diào)整和 整體統(tǒng)一協(xié)調(diào)功能，來確保多通道DLP投影機(jī)的投影圖像的光強(qiáng)度和顏色的一致性。
本發(fā)明可以為無縫的真無縫大屏幕提供平面或者弧形屏幕，通過Tsingtoo GPU的 自動匹配模式或者手動高級調(diào)節(jié)模式，自動比照圖像檢測模板，確定有效控制點(diǎn)(CP)并控 制及干預(yù)畸變控制點(diǎn)(DCP)來對進(jìn)行精確定位，來保證箱體結(jié)構(gòu)的精確性和光機(jī)部分的機(jī) 械定位流程。 本發(fā)明真無縫背投式大屏幕顯示圖像的投影融合方法能夠在大屏幕上得到高清 晰度的視頻圖像。 以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和 原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
一種真無縫背投式大屏幕顯示圖像的投影融合方法，應(yīng)用于多個投影機(jī)并列向所述真無縫背投式大屏幕投影的圖像顯示系統(tǒng)，其特征在于，包括如下步驟步驟(a)，將整幅圖像分割成多個子圖像，每個子圖像用一個投影機(jī)進(jìn)行投影，實(shí)時控制各個投影機(jī)通道的圖像融合，將各個融合圖像以象素點(diǎn)為單位進(jìn)行重疊和對齊，所述融合圖像為相鄰兩個投影機(jī)間的邊緣重疊圖像；步驟(b)，對各個投影機(jī)進(jìn)行幾何校正，使得各個投影機(jī)的投影圖像組成一個整幅圖像；步驟(c)，對所述投影圖像的動態(tài)播放畫面拼接處的圖像進(jìn)行動態(tài)調(diào)整和光強(qiáng)度的明暗過渡；步驟(d)，對所述融合圖像進(jìn)行分解，對所述融合圖像中各個像素著色點(diǎn)里的RGB顏色信號進(jìn)行處理，將所述融合圖像中像素點(diǎn)的光強(qiáng)度當(dāng)量減小到非融合區(qū)域像素點(diǎn)光強(qiáng)度當(dāng)量的相應(yīng)百分比，該百分比的范圍在20％到80％之間；步驟(e)，動態(tài)調(diào)整所述投影圖像的像素顏色，協(xié)調(diào)光強(qiáng)度和顏色，使二者保持一致性。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的真無縫背投式大屏幕顯示圖像的投影融合方法，其特征在 于，所述步驟(a)中，所述分割的子圖像的數(shù)量等于真無縫背投式大屏幕所帶投影機(jī)的數(shù)
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的真無縫背投式大屏幕顯示圖像的投影融合方法，其特征在 于，所述步驟(b)中，所述幾何校正包括線性幾何校正和非線性幾何校正。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的真無縫背投式大屏幕顯示圖像的投影融合方法，其特征在 于，所述步驟(d)中，對所述RGB顏色信號的處理包括過濾、甄別和分離。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的真無縫背投式大屏幕顯示圖像的投影融合方法，其特征在 于，所述真無縫大屏幕為密閉式箱體。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種真無縫背投式大屏幕顯示圖像的投影融合方法將整幅圖像分割成多個子圖像，每個子圖像用一個投影機(jī)進(jìn)行投影，實(shí)時控制各個投影機(jī)通道的圖像融合，將各個融合圖像以象素點(diǎn)為單位進(jìn)行重疊和對齊；對各個投影機(jī)進(jìn)行幾何校正，使得各個投影機(jī)的投影圖像組成一個整幅圖像；對投影圖像的動態(tài)播放畫面拼接處的圖像進(jìn)行動態(tài)調(diào)整和光強(qiáng)度的明暗過渡；對融合圖像進(jìn)行分解，對融合圖像中各個像素著色點(diǎn)里的RGB顏色信號進(jìn)行處理，將融合圖像中像素點(diǎn)的光強(qiáng)度當(dāng)量減小到非融合區(qū)域像素點(diǎn)光強(qiáng)度當(dāng)量的相應(yīng)百分比，以保證融合區(qū)域的連續(xù)顯示和平滑過渡；動態(tài)調(diào)整投影圖像的像素顏色，協(xié)調(diào)光強(qiáng)度和顏色，使二者保持一致性。本發(fā)明能夠在大屏幕上得到高清晰度的視頻圖像。
文檔編號H04N5/74GK101727880SQ20091022380
公開日2010年6月9日 申請日期2009年11月23日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月23日
發(fā)明者李詠, 楊軒琳, 王展, 遲小宇, 陶勵 申請人:清投視訊(北京)科技有限公司