CN102213903B - 一种投影机图像白平衡补偿方法及*** - Google Patents

Abstract

本发明公开一种投影机图像白平衡补偿方法，包括：获取投影机的灯泡光线的颜色的衰减程度；根据所述衰减程度，确定需要通过调整灯泡照射色轮各个颜色区域时的电压进行补偿的电压补偿幅度以及需要通过调整投影机的数字微镜元件的工作状态进行补偿的数字微镜补偿幅度；按照所述电压补偿幅度，调整灯泡照射色轮各个颜色区域时的电压；按照所述数字微镜补偿幅度，调整投影机的数字微镜元件的工作状态。本发明还公开了一种投影机图像白平衡补偿***。采用本发明所公开的方法或***，能够实现对投影图像的白平衡的精确补偿，并且具有较高的补偿范围。

Description

一种投影机图像白平衡补偿方法及***

技术领域

本发明涉及图像处理领域，特别是涉及一种投影机图像白平衡补偿方法及***。

背景技术

白平衡是描述显示器中红、绿、蓝三基色混合生成的白色精确度的一项指标。白平衡是电视摄像领域一个非常重要的概念，通过它可以解决色彩还原和色调处理的一系列问题。

投影机的主要工作原理是：通过投影机身内的灯泡发出光线，将投影光线投射到幕布等成像平面上形成投影图像。随着投影机使用时间的增长，在相同电流强度下，灯泡发出的光线的亮度或颜色均会产生衰减。

在RGB色彩模式中，如果红、绿、蓝三基色的衰减程度相同，则灯泡发出的光线只会在亮度上发生衰减。但是大多数情况下，红、绿、蓝三基色的衰减程度是不同的，此时就会产生色偏(即不满足原有的白平衡条件)。相应的，就需要对白平衡进行补偿。

现有技术中，有一种白平衡补偿方法，其主要原理为：利用电压调整灯泡的亮度，结合色轮(color wheel)***调整颜色。具体为：当灯泡发出的光线透过色轮(color wheel)上不同颜色的区域时，调节灯泡的亮度。例如，当色轮转到红色时将灯泡的电压调低则光会看起来偏蓝色。但是，该方法，由于主要是利用电压进行调整，其精度较差。具体的，利用电压进行调整时最小调整程度约为10％，如果某种颜色产生的偏差在10％以内，则采用该方法，无法将白平衡补偿至原状态。

现有技术中，还有一种白平衡补偿方法，主要是通过调整DMD(DigitalMicro mirror Device，数字微镜元件)来进行白平衡补偿。该方法的调节精度较高，但其可调节范围较小。具体的，假设蓝光发生衰减，那么RGB分量中，原来数值是100的蓝光，需要调整为160来表示才能显示出与衰减前相同的颜色。RGB模式下通常的分量范围为0～255。因此，当原来分量为200的蓝光发生相同程度的衰减后，使用该方法则无法将其白平衡补偿至原状态。

发明内容

本发明的目的是提供一种投影机图像白平衡补偿方法及***，能够实现对投影图像的白平衡的精确补偿，并且具有较高的补偿范围。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种投影机图像白平衡补偿方法，包括：

获取投影机的灯泡光线的颜色的衰减程度；

根据所述衰减程度，确定需要通过调整灯泡照射色轮各个颜色区域时的电压进行补偿的电压补偿幅度以及需要通过调整投影机的数字微镜元件的工作状态进行补偿的数字微镜补偿幅度；

按照所述电压补偿幅度，调整灯泡照射色轮各个颜色区域时的电压；

按照所述数字微镜补偿幅度，调整投影机的数字微镜元件的工作状态。

优选的，所述确定投影机的灯泡光线的颜色的衰减程度，包括：

获取投影机的灯泡的使用时间；

查询灯泡光线的颜色随所述使用时间的衰减程度。

优选的，所述根据所述衰减程度，确定需要通过调整灯泡照射色轮各个颜色区域时的电压进行补偿的电压补偿幅度以及需要通过调整投影机的数字微镜元件的工作状态进行补偿的数字微镜补偿幅度；包括：

根据所述衰减程度，确定需要通过增加电压对衰减的颜色进行增强的电压补偿幅度，以及需要通过调整投影机的数字微镜元件的工作状态对所述衰减的颜色进行增强，或对所述衰减的颜色之外的颜色进行减弱的数字微镜补偿幅度。

优选的，还包括：

判断所述电压补偿幅度是否大于极限补偿幅度；所述极限补偿幅度为灯泡的电压达到上限时的补偿幅度；

如果是，则将所述极限补偿幅度确定为实际需要通过调整灯泡照射色轮各个颜色区域时的电压进行补偿的实际电压补偿幅度；根据所述衰减程度以及所述实际电压补偿幅度，确定需要通过调整投影机的数字微镜元件的工作状态进行补偿的实际数字微镜补偿幅度。

一种投影机图像白平衡补偿***，包括：

衰减程度获取单元，用于获取投影机的灯泡光线的颜色的衰减程度；

补偿幅度确定单元，用于根据所述衰减程度，确定需要通过调整灯泡照射色轮各个颜色区域时的电压进行补偿的电压补偿幅度以及需要通过调整投影机的数字微镜元件的工作状态进行补偿的数字微镜补偿幅度；

电压调整单元，用于按照所述电压补偿幅度，调整灯泡照射色轮各个颜色区域时的电压；

数字微镜元件调整单元，用于按照所述数字微镜补偿幅度，调整投影机的数字微镜元件的工作状态。

优选的，所述衰减程度获取单元包括：

使用时间获取子单元，用于获取投影机的灯泡的使用时间；

衰减程度查询子单元，用于查询灯泡光线的颜色随所述使用时间的衰减程度。

优选的，所述补偿幅度确定单元包括：

补偿幅度确定子单元，用于根据所述衰减程度，确定需要通过增加电压对衰减的颜色进行增强的电压补偿幅度，以及需要通过调整投影机的数字微镜元件的工作状态对所述衰减的颜色进行增强，或对所述衰减的颜色之外的颜色进行减弱的数字微镜补偿幅度。

优选的，还包括：

电压补偿幅度判断单元，用于判断所述电压补偿幅度是否大于极限补偿幅度；所述极限补偿幅度为灯泡的电压达到上限时的补偿幅度；

实际补偿幅度确定单元，用于当所述电压补偿幅度判断单元的结果为是时，将所述极限补偿幅度确定为实际需要通过调整灯泡照射色轮各个颜色区域时的电压进行补偿的实际电压补偿幅度；根据所述衰减程度以及所述实际电压补偿幅度，确定需要通过调整投影机的数字微镜元件的工作状态进行补偿的实际数字微镜补偿幅度。

根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：将电压调节与数字微镜元件调节两种手段相结合，通过调整灯泡电压进行范围较大的白平衡补偿，通过调整数字微镜元件的工作状态进行精度较高的白平衡补偿，能够实现对投影图像的白平衡的精确补偿，并且具有较高的补偿范围。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例所述投影机图像白平衡补偿方法流程图；

图2为本发明实施例所述投影机图像白平衡补偿***结构图。

具体实施方式

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、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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。

本发明的目的是提供一种投影机图像白平衡补偿方法及***，能够实现对投影图像的白平衡的精确补偿，并且具有较高的补偿范围。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

参见图1，为本发明实施例所述投影机图像白平衡补偿方法流程图。如图1所示，该方法包括步骤：

S101：获取投影机的灯泡光线的颜色的衰减程度；

实际应用中，可以通过获取投影机的灯泡的使用时间来获取投影机的灯泡光线的颜色的衰减程度，也可以通过校色器等设备直接获取投影机的灯泡光线的颜色的衰减程度。

通过获取投影机的灯泡的使用时间来获取投影机的灯泡光线的颜色的衰减程度，可以包括步骤：

获取投影机的灯泡的使用时间；

查询灯泡光线的颜色随所述使用时间变化的关系。

灯泡的使用时间可以通过对投影机每次开机的工作时间进行累加计算得到。具体的，可以采用计时元件对投影机每次开机时的工作时间进行计时，并将计时结果存入投影机内部的相应的芯片(如flash芯片等)中。对每次的计时结果进行累加后保存。这样，每次投影机开机时，就可以获取投影机的灯泡的使用时间。

对于同一品牌，同一型号的灯泡，灯泡光线的颜色随使用时间变化的关系基本是相同的。实际应用中，灯泡光线的颜色随使用时间变化的关系可以通过曲线或列表的方式表示。相应的曲线或列表中具有：灯泡的使用时间，以及对应于该使用时间的灯泡的基色(例如RGB色彩模式中红、绿、蓝三基色)的衰减程度。

通常衰减程度可以用灯泡的某种颜色衰减后与衰减前的比例表示。由衰减后与衰减前的比例可以计算出需要补偿的幅度(例如比例)。例如，灯泡的红光在一段使用时间后衰减后与衰减前的比例为80％(即衰减至原先的80％)，衰减比例为20％。那么需要对红光进行补偿，补偿的比例为20％。

通常灯泡的生产厂家会对灯泡光线的颜色随使用时间变化的关系进行试验，以得到灯泡光线的颜色随使用时间变化的资料。当然，也可以由本方法的使用者对灯泡进行试验，以确定灯泡光线的颜色随使用时间变化的关系。

S102：根据所述衰减程度，确定需要通过调整灯泡照射色轮各个颜色区域时的电压进行补偿的电压补偿幅度以及需要通过调整投影机的数字微镜元件的工作状态进行补偿的数字微镜补偿幅度；

数字微镜元件，简称DMD(Digital Micro mirror Device)。

投影机内的色轮以及DMD的工作原理(以单片DMD投影***为例)主要是：

在单片DMD投影***中，输入信号被转化为RGB数据，数据按顺序写入DMD的SRAM，白光光源通过聚焦透镜照射在色轮上，通过色轮的光线然后照射在DMD的表面。当色轮旋转时，红、绿、蓝光按顺序照射在DMD上。色轮和视频图像是共同配合工作的。当红光射到DMD上时，镜片按照红色信息应该显示的位置和强度倾斜到“开”，绿色和蓝色光及视频信号亦是如此工作。人体视觉***将红、绿、蓝信息整合并看到一个全彩色图像。

因此，可以通过调整灯泡照射色轮各个颜色区域时的电压以及投影机的数字微镜元件的工作状态，进行白平衡补偿。

S103：按照所述电压补偿幅度，调整灯泡照射色轮各个颜色区域时的电压；

S104：按照所述数字微镜补偿幅度，调整投影机的数字微镜元件的工作状态。

步骤S103中根据所述衰减程度调整灯泡照射色轮各个颜色区域时的电压，就可以理解为通过调节灯泡的电压进行白平衡补偿。步骤S104中根据所述衰减程度调整投影机的数字微镜元件的工作状态，就可以理解为通过数字微镜元件进行白平衡补偿。

通常通过电压调节色偏(即进行白平衡补偿)的最小幅度约为10％，通过数字微镜元件进行白平衡补偿的最小幅度可以达到1％左右。因此，可以认为通过调整灯泡电压进行白平衡补偿为范围较大的大幅度调节，通过调整数字微镜元件的工作状态进行白平衡补偿为精度较高的小幅度调节。

因此，本发明所公开的投影机图像白平衡补偿方法，通过电压调节与数字微镜元件调节两种手段相结合，能够实现对投影图像的白平衡的精确补偿，并且具有较高的补偿范围。

本发明实施例中所述调整灯泡照射色轮相应颜色区域时的电压，具体可以为增加灯泡照射色轮相应颜色区域时的电压。调整投影机的数字微镜元件的工作状态，具体可以为通过控制DMD启通和断开的速率或倾斜角度等方式，增强或减弱某种颜色的亮度。

因此实际应用中，步骤S102：根据所述衰减程度，确定需要通过调整灯泡照射色轮各个颜色区域时的电压进行补偿的电压补偿幅度以及需要通过调整投影机的数字微镜元件的工作状态进行补偿的数字微镜补偿幅度；

可以包括：

根据所述衰减程度，确定需要通过增加电压对衰减的颜色进行增强的电压补偿幅度，以及需要通过调整投影机的数字微镜元件的工作状态对所述衰减的颜色进行增强，或对所述衰减的颜色之外的颜色进行减弱的数字微镜补偿幅度。

如果用百分比来表示需要补偿的幅度，则实际应用中，具体过程可以是：

例如，衰减比例为23％，则可以将需要通过增加电压对衰减的颜色进行补偿的比例确定为20％，将通过调整投影机的数字微镜元件的工作状态对衰减的颜色进行增强的幅度确定为3％，即剩下的3％可以通过调整投影机的数字微镜元件的工作状态进行增强。如果衰减比例为27％，则可以将需要通过增加电压对衰减的颜色进行补偿的比例确定为30％，将通过调整投影机的数字微镜元件的工作状态对衰减的颜色进行减弱的幅度确定为3％，即剩下的3％可以通过调整投影机的数字微镜元件的工作状态进行减弱。

实际应用中，由于灯泡的电压不可能无限增加，当电压超过灯泡能够承受的极限时，灯泡会损坏，因此本发明所公开的方法，还包括：

判断所述电压补偿幅度是否大于极限补偿幅度；所述极限补偿幅度为灯泡的电压达到上限时的补偿幅度；

如果是，则将所述极限补偿幅度确定为实际需要通过调整灯泡照射色轮各个颜色区域时的电压进行补偿的实际电压补偿幅度；根据所述衰减程度以及所述实际电压补偿幅度，确定需要通过调整投影机的数字微镜元件的工作状态进行补偿的数字微镜补偿幅度。

具体的，如果灯泡的电压达到上限时对于某种颜色的补偿幅度为30％，并且该颜色的衰减程度为40％，那么初始确定的电压补偿幅度可能为40％，数字微镜补偿幅度为0％。经过判断(40％＞30％)，则会将极限补偿幅度30％确定为实际需要通过调整灯泡照射色轮各个颜色区域时的电压进行补偿的实际电压补偿幅度；根据所述衰减程度(40％)以及所述实际电压补偿幅度(30％)，确定需要通过调整投影机的数字微镜元件的工作状态进行补偿的实际数字微镜补偿幅度为10％。

可见，采用上述方式，能够延长灯泡的使用寿命。

与本发明所公开的方法相对应，本发明还公开的一种投影机图像白平衡补偿***。参见图2，为本发明实施例所述投影机图像白平衡补偿***结构图。如图2所示，该***包括：

衰减程度获取单元201，用于获取投影机的灯泡光线的颜色的衰减程度；

补偿幅度确定单元202，用于根据所述衰减程度，确定需要通过调整灯泡照射色轮各个颜色区域时的电压进行补偿的电压补偿幅度以及需要通过调整投影机的数字微镜元件的工作状态进行补偿的数字微镜补偿幅度；

电压调整单元203，用于按照所述电压补偿幅度，调整灯泡照射色轮各个颜色区域时的电压；

数字微镜元件调整单元204，用于按照所述数字微镜补偿幅度，调整投影机的数字微镜元件的工作状态。

实际应用中，衰减程度获取单元201可以包括：

使用时间获取子单元，用于获取投影机的灯泡的使用时间；

衰减程度查询子单元，用于查询灯泡光线的颜色随所述使用时间的衰减程度。

补偿幅度确定单元202可以包括：

补偿幅度确定子单元，用于根据所述衰减程度，确定需要通过增加电压对衰减的颜色进行增强的电压补偿幅度，以及需要通过调整投影机的数字微镜元件的工作状态对所述衰减的颜色进行增强，或对所述衰减的颜色之外的颜色进行减弱的数字微镜补偿幅度。

该***还可以包括：

电压补偿幅度判断单元，用于判断所述电压补偿幅度是否大于极限补偿幅度；所述极限补偿幅度为灯泡的电压达到上限时的补偿幅度；

实际补偿幅度确定单元，用于当所述电压补偿幅度判断单元的结果为是时，将所述极限补偿幅度确定为实际需要通过调整灯泡照射色轮各个颜色区域时的电压进行补偿的实际电压补偿幅度；根据所述衰减程度以及所述实际电压补偿幅度，确定需要通过调整投影机的数字微镜元件的工作状态进行补偿的实际数字微镜补偿幅度。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的***而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (6)

1.一种投影机图像白平衡补偿方法，其特征在于，包括：

获取投影机的灯泡光线的颜色的衰减程度，该灯泡光线的颜色为该灯泡光线的各个基色的颜色；

根据所述衰减程度，确定需要通过调整灯泡照射色轮各个颜色区域时相应的各个基色的电压进行补偿的电压补偿幅度以及需要通过调整投影机的数字微镜元件的工作状态进行补偿的数字微镜补偿幅度；

按照所述电压补偿幅度，调整灯泡照射色轮各个颜色区域时相应的各个基色的电压；

按照所述数字微镜补偿幅度，调整投影机的数字微镜元件的工作状态；

其中，确定所述电压补偿幅度时判断所述电压补偿幅度是否大于极限补偿幅度；所述极限补偿幅度为灯泡的电压达到上限时的补偿幅度；如果是，则将所述极限补偿幅度确定为实际需要通过调整灯泡照射色轮各个颜色区域时相应的各个基色的电压进行补偿的实际电压补偿幅度；根据所述衰减程度以及所述实际电压补偿幅度，确定需要通过调整投影机的数字微镜元件的工作状态进行补偿的实际数字微镜补偿幅度。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述确定投影机的灯泡光线的颜色的衰减程度，包括：

获取投影机的灯泡的使用时间；

查询灯泡光线的颜色随所述使用时间的衰减程度。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述根据所述衰减程度，确定需要通过调整灯泡照射色轮各个颜色区域时相应的各个基色的电压进行补偿的电压补偿幅度以及需要通过调整投影机的数字微镜元件的工作状态进行补偿的数字微镜补偿幅度；包括：

根据所述衰减程度，确定需要通过增加电压对衰减的颜色进行增强的电压补偿幅度，以及需要通过调整投影机的数字微镜元件的工作状态对所述衰减的颜色进行增强，或对所述衰减的颜色之外的颜色进行减弱的数字微镜补偿幅度。

4.一种投影机图像白平衡补偿***，其特征在于，包括：

衰减程度获取单元，用于获取投影机的灯泡光线的颜色的衰减程度，该灯泡光线的颜色为该灯泡光线的各个基色的颜色；

补偿幅度确定单元，用于根据所述衰减程度，确定需要通过调整灯泡照射色轮各个颜色区域时相应的各个基色的电压进行补偿的电压补偿幅度以及需要通过调整投影机的数字微镜元件的工作状态进行补偿的数字微镜补偿幅度；

电压调整单元，用于按照所述电压补偿幅度，调整灯泡照射色轮各个颜色区域时相应的各个基色的电压；

数字微镜元件调整单元，用于按照所述数字微镜补偿幅度，调整投影机的数字微镜元件的工作状态；

其中，所述投影机图像白平衡补偿***还包括电压补偿幅度判断单元，用于判断所述电压补偿幅度是否大于极限补偿幅度；所述极限补偿幅度为灯泡的电压达到上限时的补偿幅度；以及实际补偿幅度确定单元，用于当所述电压补偿幅度判断单元的结果为是时，将所述极限补偿幅度确定为实际需要通过调整灯泡照射色轮各个颜色区域时相应的各个基色的电压进行补偿的实际电压补偿幅度；根据所述衰减程度以及所述实际电压补偿幅度，确定需要通过调整投影机的数字微镜元件的工作状态进行补偿的实际数字微镜补偿幅度。

5.根据权利要求4所述的***，其特征在于，所述衰减程度获取单元包括：

使用时间获取子单元，用于获取投影机的灯泡的使用时间；

衰减程度查询子单元，用于查询灯泡光线的颜色随所述使用时间的衰减程度。

6.根据权利要求4或5所述的***，其特征在于，所述补偿幅度确定单元包括：

补偿幅度确定子单元，用于根据所述衰减程度，确定需要通过增加电压对衰减的颜色进行增强的电压补偿幅度，以及需要通过调整投影机的数字微镜元件的工作状态对所述衰减的颜色进行增强，或对所述衰减的颜色之外的颜色进行减弱的数字微镜补偿幅度。

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