CN102404532A - 投影仪及其梯形失真校正方法 - Google Patents

投影仪及其梯形失真校正方法 Download PDF

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Abstract

一种投影仪及其梯形失真校正方法，该投影仪包括投射镜头、驱动单元、存储单元、摄像单元以及梯形校正单元。该梯形校正单元包括：初始化模块、行校正模块以及列校正模块。该梯形校正单元能够对投影仪在画面投影过程中产生的失真梯形进行梯形行校正及梯形行校正，自动消除投影仪的梯形失真现象，从而能获得最佳画面投影的效果。

Description

投影仪及其梯形失真校正方法
技术领域
本发明涉及一种光学设备及其图像失真校正方法，特别是关于一种投影仪及其梯形失真校正方法。
背景技术
当使用投影仪将图像画面显示投射到投影区域(例如屏幕或墙面)上时，往往由于投影仪与投影区域的相对位置关系使得显示在投影区域上的图像画面产生梯形失真。通常，使用者通过手动调节投影仪与投影区域的相对位置来校正梯形失真，例如通过操作投影仪上的按键进行梯形失真校正，或者使用遥控器远程遥控完成梯形失真校正。这种手动操作按键校正梯形失真的方式相对不方便，而且不能保证完全消除梯形失真现象，从而无法能获得最佳的画面投影效果。
发明内容
鉴于以上内容，有必要提供一种投影仪及其梯形失真校正方法，能够对投影仪在画面投影过程中产生的梯形失真进行自动校正，以便获得最佳画面的投影效果。
所述的投影仪包括投射镜头、驱动单元、存储单元、摄像单元以及梯形校正单元。该梯形校正单元包括：初始化模块，用于从存储单元内读取一幅内白外黑的正方形图片，以及控制投射镜头在所述投射区域内投射该内白外黑的正方形图片；行校正模块，用于控制投射镜头在每一梯形行校正等级下向投射区域投射正方形图片，通过摄像单元在每一梯形行校正等级下从投射区域内摄取影像，以及通过比较每一幅影像的每一行白色像素点的开始位置来对梯形失真进行梯形行校正；列校正模块，用于用于控制投射镜头在每一梯形列校正等级下向投射区域投射正方形图片，通过摄像单元在每一梯形列校正等级下从投射区域内摄取影像，以及通过比较每一幅影像的每一列白色像素点的开始位置来对梯形失真进行梯形列校正。
所述的投影仪的梯形校正方法包括步骤：从存储单元内读取一幅内白外黑的正方形图片，并控制投射镜头在使用者选定的投射区域内投射该内白外黑的正方形图片；控制投射镜头在每一梯形行校正等级下向投射区域投射正方形图片；通过摄像单元在每一梯形行校正等级下从投射区域内摄取影像；通过比较每一幅影像的每一行白色像素点的开始位置来对梯形失真进行梯形行校正；控制投射镜头在每一梯形列校正等级下向投射区域投射正方形图片；通过摄像单元在每一梯形列校正等级下从投射区域内摄取影像；通过比较每一幅影像的每一列白色像素点的开始位置来对梯形失真进行梯形列校正。
相较于现有技术，本发明所述的投影仪及其梯形失真校正方法能够对投影仪在画面投影过程中产生的梯形失真进行自动校正，以便获得最佳画面的投影效果。
附图说明
图1是本发明投影仪较佳实施例的架构图。
图2是投影仪在投影区域上的投射画面时产生梯形失真的示意图。
图3是本发明投影仪的梯形失真校正的梯形行校正方法较佳实施例的流程图。
图4是本发明投影仪的梯形失真校正的梯形列校正方法较佳实施例的流程图。
主要元件符号说明
投影仪            100
梯形校正单元      1
初始化模块        11
行校正模块        12
列校正模块        13
投射镜头          2
驱动单元          3
摄像单元          4
存储单元          5
微处理器          6
具体实施方式
如图1所示，是本发明投影仪100较佳实施例的架构图。在本实施例中，该投影仪100包括梯形校正单元1、投射镜头2、驱动单元3、摄像单元4、存储单元5以及微处理器6。当投影仪100通过投射镜头2投射图像画面(例如图2A所示的正方形图片)到投影区域(例如屏幕或墙面)上时，往往由于投影仪100与投影区域的相对位置关系使得显示在投影区域上的图像画面会产生梯形失真(例如图2B所示的梯形图片)。所述的梯形校正单元1用于对投射镜头2在画面投影过程中产生的梯形失真进行自动校正，例如将图2B所示的梯形图片校正还原为2A所示的正方形图片，以便获得最佳画面的投影效果。
所述的投射镜头2是指一种具有校正梯形失真功能的光学控制镜头，能够对梯形失真图像(例如图2B所示的梯形图片)进行梯形失真校正，其包括梯形行校正以及梯形列校正。在本实施例中，投射镜头2的梯形行校正以及列校正均包括-10至+10共20个校正等级，例如-10至-9为第一等级、-9至-8为第二等级、....、9至10为第二十等级。其中，最小校正等级为第一等级，最大校正等级为第二十等级。
所述的驱动单元3为一种驱动马达，其用于控制投射镜头2在校正梯形等级范围内移动来调节投射镜头2的梯形校正等级，从而自动对投射镜头2投射在投影区域内图像画面产生的梯形失真进行校正。
所述的摄像单元4为一种具有摄像功能的摄像装置，例如摄像头。该摄像单元4用于从投射区域内的投影画面摄取影像，并将该影像发送给梯形校正单元1进行梯形失真校正。
所述的存储单元5为一种内部闪存(Flash Memory)或者为外部存储卡。该存储单元5用于存储所需投射在投影区域内的固定形状的图形，例如正方形图片。在本实施例中，该正方形图片是为一幅内白外黑，例如图2A所示的正方形图片。
所述的梯形校正单元1包括初始化模块11、行校正模块12以及列校正模块13。本发明所称的模块可以是由多个电子元器件构成的硬件电路，也可以是由一系列计算指令组成的计算机程序程序段。在本实施例中，所述的模块是一种能够被微处理器6所执行并且能够完成固定功能的计算机程序段，其存储在所述的存储单元5中。
所述的初始化模块11用于在投影仪100加电开机时通过驱动单元3启动投射镜头2将梯形行校正等级移动到最小行校正等级，或者将梯形列校正等级移动到最小列校正等级的位置处，例如行校正等级[-10至-9]处，或者列校正等级[-10至-9]处。该初始化模块11还用于从存储单元5内读取一幅内白外黑的正方形图片，以及控制投射镜头2在使用者选定的投射区域内投射该正方形图片。
所述的行校正模块12用于控制投射镜头2在每一梯形行校正等级下向投射区域内投射正方形图片，通过摄像单元4在每一梯形行校正等级下从投射区域内摄取影像，以及通过比较每一幅影像的每一行白色像素点的开始位置来对梯形失真进行梯形行校正。在本实施例中，所述的影像均是由黑色像素点和白色像素点组成的内白外黑影像，其中黑色像素点的RGB值0-50，白色像素点的RGB值50-255。在正常室内光线下，当黑色像素点的RGB值高于50时，人眼就不宜分辨出影像的黑色像素点，此时像素点的RGB值就认为是白色像素点的开始位置，例如图2B所示的P1、P2、P3、...Pn点。其具体的梯形行校正方法，请参照图3所示说明。
所述的列校正模块13用于控制投射镜头2在每一梯形列校正等级下向投射区域内投射正方形图片，通过摄像单元4在每一梯形列校正等级下从投射区域内摄取影像，以及通过比较每一幅影像的每一列白色像素点的开始位置来对梯形失真进行梯形列校正。其具体的梯形列校正方法，请参照图4所示说明。
如图3所示，是本发明投影仪梯形失真的梯形行校正方法较佳实施例的流程图。在本实施例中，该梯形行校正方法能够自动对投射镜头2在画面投影过程中产生的梯形失真进行梯形行校正。
步骤S30，初始化模块11从存储单元5内读取一幅内白外黑的正方形图片(例如图2A所示的正方形图片)，并通过投射镜头2在使用者选定的投射区域内投射该内白外黑的正方形图片，此时投射镜头2投射出的正方形图片会产生梯形失真，例如图2B所示的梯形图片。
步骤S31，初始化模块11通过驱动单元3驱动投射镜头2将梯形行校正等级移动到最小行校正等级，例如行校正等级[-10至-9]处。步骤S32，行校正模块12通过摄像单元4从投射区域摄取第一影像，并将该第一影像的每一行白色像素点的开始位置(即，第一影像的每一行首先出现白色像素点的RGB值，例如图2B所示的P1、P2、P3、...Pn点的RGB值)放入第一行数组。步骤S33，行校正模块12在第一行数组中找出白色像素点的开始位置最大值与最小值，并将最大值减去最小值计算出该最大值与最小值之间的第一差值。
步骤S34，行校正模块12控制驱动单元3驱动投射镜头2将梯形行校正等级增加一个行校正等级，例如将梯形行校正等级移动到行校正等级[-9至-8]处。步骤S35，行校正模块12通过摄像单元4从投射区域内摄取第二影像(即，第二影像的每一行首先出现白色像素点的RGB值，例如图2B所示的P1、P2、P3、...Pn点的RGB值)，并将该第二影像每一行白色像素点的开始位置放入第二行数组。步骤S36，行校正模块12在第二行数组中找出白色像素点的开始位置最大值与最小值，并计算该最大值与最小值之间的第二差值。
步骤S37，行校正模块12判断第二差值是否大于第一差值。若第二差值大于第一差值，步骤S38，行校正模块12将第二差值作为第一差值存储在存储单元5中，而后执行步骤S34。若第二差值小于第一差值，步骤S39，行校正模块12控制驱动单元3驱动投射镜头2将梯形行校正等级回退一个行校正等级，并将此时的行校正等级作为最佳行校正等级。
如图4所示，是本发明投影仪梯形失真的梯形列校正方法较佳实施例的流程图。在本实施例中，该梯形列校正方法能够自动对投射镜头2在画面投影过程中产生的梯形失真进行梯形列校正。
步骤S40，初始化模块11从存储单元5内读取一幅内白外黑的正方形图片(例如图2A所示的正方形图片)，并通过投射镜头2在使用者选定的投射区域内投射该内白外黑的正方形图片，此时投射镜头2投射出的正方形图片会产生梯形失真，例如图2B所示的梯形图片。
步骤S41，初始化模块11通过驱动单元3驱动投射镜头2将梯形列校正等级移动到最小列校正等级，例如列校正等级[-10至-9]处。步骤S42，列校正模块13通过摄像单元4从投射区域内摄取第一影像，并将该第一影像的每一列白色像素点的开始位置(即，第二影像的每一行首先出现白色像素点的RGB值，例如图2B所示的L1、L2、L3、...Ln点的RGB值)放入第一列数组。步骤S43，列校正模块13在第一列数组中找出白色像素点的开始位置最大值与最小值，并将最大值减去最小值计算出该最大值与最小值之间的第一差值。
步骤S44，列校正模块13控制驱动单元3驱动投射镜头2将梯形列校正等级增加一个列校正等级，例如将梯形列校正等级移动到列校正等级[-9至-8]处。步骤S45，列校正模块13通过摄像单元4从投射区域内摄取第二影像，并将该第二影像每一列白色像素点的开始位置(即，第二影像的每一行首先出现白色像素点的RGB值，例如图2B所示的L1、L2、L3、...Ln点的RGB值)放入第二列数组。步骤S46，列校正模块13在第二列数组中找出白色像素点的开始位置最大值与最小值，并将最大值减去最小值计算出该最大值与最小值之间的第二差值。
步骤S47，列校正模块13判断第二差值是否大于第一差值。若第二差值大于第一差值，步骤S48，列校正模块13将第二差值作为第一差值存储在存储单元5中，而后执行步骤S44。若第二差值小于第一差值，步骤S49，列校正模块13控制驱动单元3驱动投射镜头2将梯形列校正等级回退一个列校正等级，并将此时的列校正等级作为最佳列校正等级。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照以上较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或等同替换都不应脱离本发明技术方案的精神和范围。

Claims (9)

1.一种具有梯形校正功能的投影仪，该投影仪包括投射镜头、驱动单元以及存储单元，其特征在于，该投影仪还包括：
摄像单元，用于从使用者选定的投射区域内摄取影像；
梯形校正单元，该梯形校正单元包括：
初始化模块，用于从存储单元内读取一幅内白外黑的正方形图片，以及控制投射镜头在所述投射区域内投射该内白外黑的正方形图片；
行校正模块，用于控制投射镜头在每一梯形行校正等级下向投射区域投射所述的正方形图片，通过摄像单元在每一梯形行校正等级下从投射区域内摄取影像，以及通过比较每一幅影像的每一行白色像素点的开始位置来对梯形失真进行梯形行校正；以及
列校正模块，用于用于控制投射镜头在每一梯形列校正等级下向投射区域投射正方形图片，通过摄像单元在每一梯形列校正等级下从投射区域内摄取影像，以及通过比较每一幅影像的每一列白色像素点的开始位置来对梯形失真进行梯形列校正。
2.如权利要求1所述的投影仪，其特征在于，所述的梯形行校正等级和梯形列校正等级分别包括-10至+10共20个校正等级。
3.如权利要求1所述的投影仪，其特征在于，所述的初始化模块还用于在投影仪加电开机时通过驱动单元启动投射镜头将梯形行校正等级移动到最小行校正等级处，或者将梯形列校正等级移动到最小列校正等级处。
4.如权利要求3所述的投影仪，其特征在于，所述的行校正模块对梯形失真进行梯形行校正的步骤包括：
(a1)当投射镜头的梯形行校正等级处于最小行校正等级时，通过摄像单元从投射区域内摄取第一影像，并将该第一影像的每一行白色像素点的开始位置放入第一行数组；
(a2)在第一行数组中找出白色像素点的开始位置最大值与最小值，并计算该最大值与最小值之间的第一差值；
(a3)控制驱动单元驱动投射镜头将梯形行校正等级增加一个等级；
(a4)通过摄像单元从投射区域内摄取第二影像，并将该第二影像每一行白色像素点的开始位置放入第二行数组；
(a5)在第二行数组中找出白色像素点的开始位置最大值与最小值，并计算该最大值与最小值之间的第二差值；
(a6)判断第二差值是否大于第一差值，若第二差值大于第一差值，将第二差值作为第一差值并执行步骤(a3)，若第二差值小于第一差值，控制驱动单元驱动投射镜头将梯形行校正等级回退一个等级，并将此时的行校正等级作为最佳行校正等级。
5.如权利要求3所述的投影仪，其特征在于，所述的列校正模块对梯形失真进行梯形列校正的步骤包括：
(b1)当投射镜头的梯形列校正等级处于最小列校正等级时，通过摄像单元从投射区域内摄取第一影像，并将该第一影像的每一列白色像素点的开始位置放入第一列数组；
(b2)在第一列数组中找出白色像素点的开始位置最大值与最小值，并计算该最大值与最小值之间的第一差值；
(b3)控制驱动单元驱动投射镜头将梯形列校正等级增加一个等级；
(b4)通过摄像单元从投射区域内摄取第二影像，并将该第二影像每一列白色像素点的开始位置放入第二列数组；
(b5)在第二列数组中找出白色像素点的开始位置最大值与最小值，并计算该最大值与最小值之间的第二差值；
(b6)判断第二差值是否大于第一差值，若第二差值大于第一差值，将第二差值作为第一差值并执行步骤(b3)，若第二差值小于第一差值，控制驱动单元驱动投射镜头将梯形列校正等级回退一个等级，并将此时的列校正等级作为最佳列校正等级。
6.一种投影仪的梯形校正方法，该投影仪包括投射镜头、驱动单元以及存储单元，其特征在于，该方法包括步骤：
从存储单元内读取一幅内白外黑的正方形图片，以及控制投射镜头在使用者选定的投射区域内投射该内白外黑的正方形图片；
控制投射镜头在每一梯形行校正等级下向投射区域投射正方形图片；
通过摄像单元在每一梯形行校正等级下从投射区域内摄取影像；
通过比较每一幅影像的每一行白色像素点的开始位置来对梯形失真进行梯形行校正；
控制投射镜头在每一梯形列校正等级下向投射区域投射正方形图片；
通过摄像单元在每一梯形列校正等级下从投射区域内摄取影像；
通过比较每一幅影像的每一列白色像素点的开始位置来对梯形失真进行梯形列校正。
7.如权利要求6所述的投影仪的梯形校正方法，其特征在于，所述的梯形行校正等级和梯形列校正等级分别包括-10至+10共20个校正等级。
8.如权利要求6所述的投影仪的梯形校正方法，其特征在于，所述的对梯形失真进行梯形行校正的步骤包括：
(a1)当投射镜头的梯形行校正等级处于最小行校正等级时，通过摄像单元从投射区域内摄取第一影像，并将该第一影像的每一行白色像素点的开始位置放入第一行数组；
(a2)在第一行数组中找出白色像素点的开始位置最大值与最小值，并计算该最大值与最小值之间的第一差值；
(a3)控制驱动单元驱动投射镜头将梯形行校正等级增加一个等级；
(a4)通过摄像单元从投射区域内摄取第二影像，并将该第二影像每一行白色像素点的开始位置放入第二行数组；
(a5)在第二行数组中找出白色像素点的开始位置最大值与最小值，并计算该最大值与最小值之间的第二差值；
(a6)判断第二差值是否大于第一差值，若第二差值大于第一差值，将第二差值作为第一差值并执行步骤(a3)，若第二差值小于第一差值，控制驱动单元驱动投射镜头将梯形行校正等级回退一个等级，并将此时的行校正等级作为最佳行校正等级。
9.如权利要求6所述的投影仪的梯形校正方法，其特征在于，所述的对梯形失真进行梯形列校正的步骤包括：
(b1)当投射镜头的梯形列校正等级处于最小列校正等级时，通过摄像单元从投射区域内摄取第一影像，并将该第一影像的每一列白色像素点的开始位置放入第一列数组；
(b2)在第一列数组中找出白色像素点的开始位置最大值与最小值，并计算该最大值与最小值之间的第一差值；
(b3)控制驱动单元驱动投射镜头将梯形列校正等级增加一个等级；
(b4)通过摄像单元从投射区域内摄取第二影像，并将该第二影像每一列白色像素点的开始位置放入第二列数组；
(b5)在第二列数组中找出白色像素点的开始位置最大值与最小值，并计算该最大值与最小值之间的第二差值；
(b6)判断第二差值是否大于第一差值，若第二差值大于第一差值，将第二差值作为第一差值并执行步骤(b3)，若第二差值小于第一差值，控制驱动单元驱动投射镜头将梯形列校正等级回退一个等级，并将此时的列校正等级作为最佳列校正等级。
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