一種投影儀投影的色彩自動(dòng)模擬方法及系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及色彩校正領(lǐng)域，尤其涉及一種投影儀投影的色彩自動(dòng)模擬方法及系 統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 高分辨率的、亮度的顯示系統(tǒng)在科學(xué)計(jì)算的可視化、工業(yè)設(shè)計(jì)、虛擬制造、娛樂、軍 事仿真等領(lǐng)域得到了越來越多的應(yīng)用。但是由于很多因素的影響，可能會(huì)導(dǎo)致畫面偏色或 者亮度上存在問題。這時(shí)就需要一個(gè)系統(tǒng)對(duì)畫面的顏色和亮度等進(jìn)行處理。
[0003] 在使用投影儀投影過程中，會(huì)因?yàn)橐韵乱蛩貙?dǎo)致畫面質(zhì)量不佳： 視頻源本身品質(zhì)的原因：使用的色彩超出投影儀能力，如過度飽和色等；色彩亮度不 足或過亮等亮度問題；色彩對(duì)比度不足或過度；偏色等。
[0004] 投影儀原因：設(shè)置原因?qū)е缕⒘炼?、?duì)比度等不正確；本身固有偏色；本身固 有的能力不足，如殼度不足等。
[0005] 投影幕原因：增益不足；對(duì)比度能力不足，無法反應(yīng)細(xì)微亮度差；局部色階會(huì)出現(xiàn) 爆色；偏色。
[0006] 另外，同一投影項(xiàng)目由于硬件、環(huán)境等原因，也會(huì)導(dǎo)致其在每個(gè)場(chǎng)合的投影效果不 一樣，因此如何根據(jù)不同的環(huán)境來調(diào)節(jié)影片，使它到達(dá)一個(gè)最好的效果，就需要很多制作人 員到現(xiàn)場(chǎng)參與制作。投影項(xiàng)目運(yùn)行過程中因設(shè)備老化問題，導(dǎo)致投影效果受到影響，而現(xiàn)有 技術(shù)中并未出現(xiàn)有一種投影儀投影的色彩自動(dòng)模擬的方法，實(shí)現(xiàn)在節(jié)約大量人力物力的情 況下獲得最佳的投影效果。
[0007] 因此，現(xiàn)有技術(shù)還有待于改進(jìn)和發(fā)展。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 鑒于上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種投影儀投影的色彩自動(dòng)模 擬方法及系統(tǒng)，旨在解決現(xiàn)有技術(shù)中根據(jù)不同的環(huán)境來調(diào)節(jié)影片時(shí)需要大量制作人員到現(xiàn) 場(chǎng)參與制作，浪費(fèi)人力物力的問題。
[0009] 本發(fā)明的技術(shù)方案如下： 一種投影儀投影的色彩自動(dòng)模擬方法，其中，包括以下步驟： A、 通過對(duì)圖像進(jìn)行灰度表現(xiàn)和色彩表現(xiàn)的測(cè)量，獲得亮度曲線和對(duì)比度曲線； B、 根據(jù)亮度曲線和對(duì)比度曲線獲得修正后的亮度和對(duì)比度。
[0010] 所述投影儀投影的色彩自動(dòng)模擬方法，其中，所述步驟A之前包括： S、通過照相機(jī)采集圖像，并將圖像分為三部分：中間白色部分，用于照相機(jī)對(duì)焦和顏色 參考；色階部分，用于獲取亮度值和對(duì)比度值；背景部分，用于突出色階部分。
[0011] 所述投影儀投影的色彩自動(dòng)模擬方法，其中，所述步驟A具體包括： A1、分別將圖像中的色階部分分割為N個(gè)色階，獲取每個(gè)色階所對(duì)應(yīng)的亮度值和對(duì)比 度值； A2、將每個(gè)色階的亮度值和對(duì)比度值分別連接起來，并通過最小二乘法擬合曲線，獲得 亮度曲線和對(duì)比度曲線。
[0012] 所述投影儀投影的色彩自動(dòng)模擬方法，其中，所述步驟B具體包括： B1、將每個(gè)色階代入亮度曲線和對(duì)比度曲線中，分別獲得修正后的亮度和對(duì)比度。
[0013] 所述投影儀投影的色彩自動(dòng)模擬方法，其中，在對(duì)圖像進(jìn)行灰度表現(xiàn)和色彩表現(xiàn) 的測(cè)量中，采用多點(diǎn)測(cè)量的方法獲取每個(gè)色階所對(duì)應(yīng)的亮度平均值和對(duì)比度平均值；所述 多點(diǎn)包括4點(diǎn)、5點(diǎn)、9點(diǎn)、16點(diǎn)中的一種或多種。
[0014] 所述投影儀投影的色彩自動(dòng)模擬方法，其中，還包括圖像進(jìn)行偏色判斷。
[0015] 一種投影儀投影的色彩自動(dòng)模擬系統(tǒng)，其中，所述系統(tǒng)包括： 測(cè)量模塊、用于通過對(duì)圖像進(jìn)行灰度表現(xiàn)和色彩表現(xiàn)的測(cè)量，獲得亮度曲線和對(duì)比度 曲線； 修正模塊、用于根據(jù)亮度曲線和對(duì)比度曲線獲得修正后的亮度和對(duì)比度。
[0016] 所述投影儀投影的色彩自動(dòng)模擬系統(tǒng)，其中，所述還系統(tǒng)包括： 獲取模塊、用于通過照相機(jī)采集圖像，并將圖像分為三部分：中間白色部分，用于照相 機(jī)對(duì)焦和顏色參考；色階部分，用于獲取亮度和對(duì)比度；背景部分，用于突出色階部分。
[0017] 有益效果：本發(fā)明公開一種投影儀投影的色彩自動(dòng)模擬方法及系統(tǒng)，其通過對(duì)圖 像進(jìn)行灰度表現(xiàn)和色彩表現(xiàn)的測(cè)量，獲得亮度曲線和對(duì)比度曲線，并根據(jù)亮度曲線和對(duì)比 度曲線獲得修正后的亮度和對(duì)比度。本發(fā)明通過對(duì)正在用投影儀投影的屏幕進(jìn)行圖像采 集，獲取投影儀的參數(shù)，并在電腦上模擬投影儀的最終投影效果，使得用戶能隨時(shí)掌握投影 儀現(xiàn)場(chǎng)投影情況，并隨時(shí)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境進(jìn)行投影儀參數(shù)調(diào)節(jié)，獲得最佳的投影效果，具有極 高的實(shí)用性及市場(chǎng)應(yīng)用前景。
【附圖說明】
[0018] 圖1為本發(fā)明投影儀投影的色彩自動(dòng)模擬方法流程圖。
[0019] 圖2為本發(fā)明投影儀投影的色彩自動(dòng)模擬裝置的位置示意圖。
[0020] 圖3為本發(fā)明所拍攝圖像分成白色部分、色階部分和背景部分的示意圖。
[0021] 圖4為本發(fā)明灰度表現(xiàn)中的灰色色階示意圖。
[0022] 圖5為本發(fā)明灰度表現(xiàn)中的擬合曲線示意圖。
[0023] 圖6為本發(fā)明投影儀投影的色彩自動(dòng)模擬方法中步驟SlOO的具體流程圖。
[0024] 圖7為本發(fā)明投影儀投影的色彩自動(dòng)模擬方法中步驟S200的具體流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0025] 本發(fā)明提供一種投影儀投影的色彩自動(dòng)模擬方法及系統(tǒng)，為使本發(fā)明的目的、技 術(shù)方案及效果更加清楚、明確，以下對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具 體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0026] 請(qǐng)參見圖1，本發(fā)明提供一種投影儀投影的色彩自動(dòng)模擬方法，其包括以下步驟： S100、通過對(duì)圖像進(jìn)行灰度表現(xiàn)和色彩表現(xiàn)的測(cè)量，獲得亮度曲線和對(duì)比度曲線； S200、根據(jù)亮度曲線和對(duì)比度曲線獲得修正后的亮度和對(duì)比度。
[0027] 另外，請(qǐng)參見圖2,本發(fā)明實(shí)施例是通過對(duì)正在用投影儀投影的屏幕進(jìn)行圖像采 集，獲取投影儀的參數(shù)，并在電腦上模擬投影儀的最終投影效果，使得用戶能隨時(shí)掌握投影 儀現(xiàn)場(chǎng)投影情況，并隨時(shí)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境進(jìn)行投影儀參數(shù)調(diào)節(jié)，獲得最佳的投影效果。
[0028] 具體地，本發(fā)明使用高清工業(yè)攝像頭或單反相機(jī)等優(yōu)質(zhì)圖像采集設(shè)備采集每個(gè)投 影儀投影的圖像，并通過分析圖像，獲得每個(gè)投影儀的原始參數(shù)，其包括：灰度表現(xiàn)和紅、 綠、藍(lán)三原色的色彩表現(xiàn)。其中，灰度表現(xiàn)主要針對(duì)的是投影儀的亮度和對(duì)比度方面，投影 儀本身的設(shè)置以及燈泡的使用情況，都會(huì)影響投射畫面的亮度/對(duì)比度，通過測(cè)量灰度表 現(xiàn)以便調(diào)整投影儀的參數(shù)或更換燈泡；而色彩表現(xiàn)主要是針對(duì)投影畫面的偏色現(xiàn)象，針對(duì) 紅、綠、藍(lán)三原色做定性分析，可以獲得投影儀在紅、綠、藍(lán)上的不同色彩效果。
[0029] 首先對(duì)本發(fā)明中出現(xiàn)的名詞進(jìn)行如下解釋：亮度是指畫面的明亮程度，其單位是 cd/m 2或稱nits ;對(duì)比度則是屏幕上同一點(diǎn)最亮?xí)r（白色)與最暗時(shí)(黑色)的亮度比值，高的 對(duì)比度意味著相對(duì)較高的亮度和呈現(xiàn)顏色的艷麗程度，像素的亮度值在0至255之間，靠近 255的像素亮度較高，靠近0的亮度較低，（亮度）=0. 299*R + 0. 587*G+0. 114*B ;像素就 是圖像的最基本單位，一張圖像可能具有一個(gè)或者多個(gè)像素，越高位的像素，所擁有的色板 也就越豐富，越能表達(dá)顏色的真實(shí)感；像素值大都用RGB表示，RGB色彩模式是工業(yè)界的一 種顏色標(biāo)準(zhǔn)；而對(duì)比度指的是一幅圖像中明暗區(qū)域最亮的白和最暗的黑之間不同亮度層級(jí) 的測(cè)量，通過像素值可以計(jì)算對(duì)比度。
[0030] 在步驟SlOO中，通過對(duì)圖像進(jìn)行灰度表現(xiàn)和色彩表現(xiàn)的測(cè)量，獲得原始參數(shù)，并 對(duì)原始參數(shù)進(jìn)行分析，經(jīng)計(jì)算獲取對(duì)投影圖像的校準(zhǔn)參數(shù)，其包括亮度校準(zhǔn)參數(shù)、對(duì)比度校 準(zhǔn)參數(shù)和三原色校準(zhǔn)參數(shù)，進(jìn)一步可以獲得亮度曲線和對(duì)比度曲線。
[0031] 隨后進(jìn)入步驟S200中，即根據(jù)亮度曲線和對(duì)比度曲線獲得修正后的亮度和對(duì)比 度。通過校準(zhǔn)參數(shù)即修正后的亮度和對(duì)比度，可以在電腦上模擬原始參數(shù)下的投影儀投影 效果及校準(zhǔn)參數(shù)后的投影儀投影效果，給影視制作和顏色校正起輔助作用，也能給現(xiàn)場(chǎng)用 戶提供遠(yuǎn)程指導(dǎo)，本發(fā)明所述投影儀投影的色彩自動(dòng)模擬方法簡(jiǎn)單易實(shí)現(xiàn)，且制作成本低， 具有實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。
[0032] 在本發(fā)明較佳實(shí)施例中，還需要對(duì)參考圖進(jìn)行制作，具體地，在照相機(jī)拍攝之前， 為了避免光的影響，需要在避光的環(huán)境下進(jìn)行拍攝。相機(jī)打到M檔(手動(dòng)模式）設(shè)置參數(shù)， 關(guān)閉相機(jī)中的自動(dòng)校正功能、選擇自動(dòng)白平衡、評(píng)價(jià)測(cè)光功能等手動(dòng)模式參數(shù)，這樣可以拍 攝真實(shí)環(huán)境中的效果。其中，關(guān)閉相機(jī)中的自動(dòng)校正功能可以避免照相機(jī)的自動(dòng)處理圖像 導(dǎo)致的拍攝結(jié)果不真實(shí)問題。參考圖的制作步驟為：通過照相機(jī)采集圖像，并將圖像分為 三部分：中間白色部分，用于照相機(jī)對(duì)焦和顏色參考；色階部分，用于獲取亮度值和對(duì)比度 值；背景部分，要顏色鮮艷、顏色多，用于突出色階部分。
[0033] 在采集參考圖的圖像時(shí)需進(jìn)行四次拍攝(分別獲取紅、綠、藍(lán)、灰四種色階)，如圖3 所示，取圖像的中間白色部分和色階部分（圖中上下兩條色階均為16等分，且為彩色，未標(biāo) 出顏色)，所述色階部分中的色階又分為灰、紅、綠、藍(lán)四種顏色，其中灰色用于進(jìn)行灰度測(cè) 量以獲得灰度表現(xiàn)；而紅、綠、藍(lán)色用于進(jìn)行色彩測(cè)量以獲得色彩表現(xiàn)。
[0034] 在進(jìn)行灰度表現(xiàn)和色彩表現(xiàn)時(shí)一般先對(duì)圖像進(jìn)行偏色判斷。本發(fā)明在CIE Lab 顏色空間下進(jìn)行偏色圖像的檢測(cè)，其中Lab顏色空間中的L分量用于表示像素的亮度， 取值范圍是[0, 100]，表示從純黑到純白；a表示從紅色到綠色的色度范圍，取值范圍是 [127,-128] ;b表示從黃色到藍(lán)色的色度范圍，取值范圍是[127,-128]。
[0035] 優(yōu)選地，本發(fā)明實(shí)施例中可以通過等效圓的方法檢測(cè)偏色，其具體公式如下：
其中，M、N為圖像的寬高，a、b是指CIE Lab空間的a - b。da、db分別是a、b色度范 圍的平均值。在a - b色度平面上，等效圓的中心坐標(biāo)為（da，db )，半徑為M。等 效圓的中心到a - b色度平面中性軸原點(diǎn)為（a = 0，b = 0)的距離D。由等效圓在a -b色度平面上的具