CN114765680A - 投影图像的校正方法及激光投影设备 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种投影图像的校正方法及激光投影设备，属于投影显示领域。激光投影设备可以根据透视变换矩阵和每个标记图形在拍摄图像中的第一拍摄位置，确定出该标记图形在投影屏幕上的目标投影位置。之后，激光投影设备可以根据该标记图形的目标投影位置，以及该标记图形的初始投影位置对投影图像的投影位置进行校正，由此确保显示至形变的投影屏幕上的投影图像不会发生形变，从而确保投影图像的显示效果较好。

Description

投影图像的校正方法及激光投影设备

技术领域

本公开涉及投影显示领域，特别涉及一种投影图像的校正方法及激光投影设备。

背景技术

目前，激光投影设备可以将投影图像投影显示至投影屏幕上。但是，若投影屏幕的发生形变，则该激光投影设备投影显示至投影屏幕上的投影图像会出现形变，导致显示的投影图像的显示效果较差。

发明内容

本公开实施例提供了一种投影图像的校正方法及激光投影设备，可以解决相关技术中显示的投影图像的显示效果较差的问题。所述技术方案如下：

一方面，提供了一种投影图像的校正方法，应用于激光投影设备，所述方法包括：

响应于校正指令，将校正图像投影显示至投影屏幕，所述校正图像包括多个标记图形；

获取摄像机对所述投影屏幕进行拍摄得到的拍摄图像；

对于每个所述标记图形，根据所述摄像机的透视变换矩阵和所述标记图形在所述拍摄图像中的第一拍摄位置，确定所述标记图形在所述投影屏幕上的目标投影位置；

根据所述标记图形在所述投影屏幕上的目标投影位置和所述标记图形在所述投影屏幕上的初始投影位置，对投影图像的投影位置进行校正；

其中，所述标记图形的初始投影位置为所述投影屏幕未发生形变时，所述标记图形在所述投影屏幕上的投影位置。

可选的，所述透视变换矩阵包括多个透视变换系数，所述多个透视变换系数的数量与所述投影屏幕的顶点的数量相同；

所述根据所述摄像机的透视变换矩阵和所述标记图形在所述拍摄图像中的第一拍摄位置，确定所述标记图形在所述投影屏幕上的目标投影位置，包括：

根据所述透视变换矩阵的逆矩阵和所述标记图形的第一拍摄位置，确定所述标记图形在所述投影屏幕上的目标投影位置。

可选的，所述透视变换矩阵的逆矩阵为3×3的矩阵；所述拍摄图像中第一拍摄位置为(a，b)的标记图形在所述投影屏幕上的目标投影位置(x，y)满足：

x＝t₁₁×w×a+t₁₂×w×b+t₁₃×w；

y＝t₂₁×w×a+t₂₂×w×b+t₂₃×w；

其中，所述w满足：

所述t_ij为所述逆矩阵中第i行第j列的参数，所述i和j均为小于等于3的正整数。

可选的，所述投影屏幕包括四个顶点，其中每个顶点的位置由两个坐标确定；所述透视变换矩阵K满足：

所述k0至k7为所述多个透视变换系数。

可选的，所述方法还包括：

根据所述投影屏幕的多个顶点的初始位置，以及所述拍摄图像中所述投影屏幕的多个顶点的第二拍摄位置，确定所述摄像机的透视变换矩阵。

可选的，所述投影屏幕包括第一顶点、第二顶点、第三顶点和第四顶点共四个顶点，所述四个顶点的初始位置、所述四个顶点的第二拍摄位置以及所述透视变换矩阵满足：

其中，所述第一顶点的第二拍摄位置为(a1，b1)，所述第一顶点的初始位置为(x1，y1)；所述第二顶点的第二拍摄位置为(a2，b2)，所述第二顶点的初始位置为(x2，y2)；所述第三顶点的第二拍摄位置为(a3，b3)，所述第三顶点的初始位置为(x3，y3)；所述第四顶点的第二拍摄位置为(a2，b2)，所述第四顶点的初始位置为(x4，y4)，所述k0至k7为所述透视变换矩阵所包括的多个透视变换系数。

另一方面，提供了一种激光投影设备，所述激光投影设备用于：

响应于校正指令，将校正图像投影显示至投影屏幕，所述校正图像包括多个标记图形；

获取摄像机对所述投影屏幕进行拍摄得到的拍摄图像；

对于每个所述标记图形，根据所述摄像机的透视变换矩阵和所述标记图形在所述拍摄图像中的第一拍摄位置，确定所述标记图形在所述投影屏幕上的目标投影位置；

根据所述标记图形在所述投影屏幕上的目标投影位置和所述标记图形在所述投影屏幕上的初始投影位置，对投影图像的投影位置进行校正；

其中，所述标记图形的初始投影位置为所述投影屏幕未发生形变时，所述标记图形在所述投影屏幕上的投影位置。

可选的，所述透视变换矩阵包括多个透视变换系数，所述多个透视变换系数的数量与所述投影屏幕的顶点的数量相同；

所述激光投影设备用于：

根据所述透视变换矩阵的逆矩阵和所述标记图形的第一拍摄位置，确定所述标记图形在所述投影屏幕上的目标投影位置。

可选的，所述透视变换矩阵的逆矩阵为3×3的矩阵；所述拍摄图像中第一拍摄位置为(a，b)的标记图形在所述投影屏幕上的目标投影位置(x，y)满足：

x＝t₁₁×w×a+t₁₂×w×b+t₁₃×w；

y＝t₂₁×w×a+t₂₂×w×b+t₂₃×w；

其中，所述w满足：

所述t_ij为所述逆矩阵中第i行第j列的参数，所述i和j均为小于等于3的正整数。

可选的，所述激光投影设备还用于：

根据所述投影屏幕的多个顶点的初始位置，以及所述拍摄图像中所述投影屏幕的多个顶点的第二拍摄位置，确定所述摄像机的透视变换矩阵。

又一方面，提供了一种激光投影设备，包括：存储器，处理器及存储在所述存储器上的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上述方面所述的投影图像的校正方法。

再一方面，提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有指令，所述指令由处理器加载并执行以实现如上述方面所述的投影图像的校正方法。

再一方面，提供了一种包含指令的计算机程序产品，当所述计算机程序产品在所述计算机上运行时，使得所述计算机执行上述方面所述的投影图像的校正方法。

本公开实施例提供的技术方案带来的有益效果至少包括：

本公开实施例提供了一种投影图像的校正方法及激光投影设备，该校正方法中激光投影设备可以根据透视变换矩阵和每个标记图形在拍摄图像中的第一拍摄位置，确定出该标记图形在投影屏幕上的目标投影位置。之后，激光投影设备可以根据该标记图形的目标投影位置，以及该标记图形的初始投影位置对投影图像的投影位置进行校正，由此确保显示至形变的投影屏幕上的投影图像不会发生形变，从而确保投影图像的显示效果较好。

附图说明

为了更清楚地说明本公开实施例中的技术方案，下面将对实施例描述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公开的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本公开实施例提供的一种投影图像的校正方法的流程图；

图2是本公开实施例提供的一种激光投影设备投影校正图像的示意图；

图3是本公开实施例提供的另一种投影图像的校正方法的流程图；

图4是本公开实施例提供的一种校正图像的示意图；

图5是本公开实施例提供的一种投影屏幕上显示校正图像的示意图；

图6是本公开实施例提供的另一种投影屏幕上显示校正图像的示意图；

图7是相关技术提供的一种投影屏幕显示投影图像的示意图；

图8是本公开实施例提供的一种激光投影设备的结构示意图。

具体实施方式

为使本公开的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本公开实施方式作进一步地详细描述。

图1是本公开实施例提供的一种投影图像的校正方法的流程图。该校正方法可以应用于激光投影设备中。如图1所示，该方法可以包括：

步骤101、响应于校正指令，将校正图像投影显示至投影屏幕。

参考图2，该激光投影设备10可以将该校正图像投影显示至投影屏幕20上。其中，该校正图像可以为激光投影设备中预先存储的图像，该校正图像可以包括多个标记图形。该校正图像和该投影屏幕可以均为多边形，例如可以均为矩形。该投影屏幕的尺寸大于该校正图像的尺寸。

可选的，该校正指令可以是用户通过终端中安装的投影客户端触发的。该投影客户端的显示界面可以显示有校正按钮，该投影客户端在检测到用户针对该校正按钮的点击操作后，可以生成校正指令。之后投影客户端可以将该校正指令发送至激光投影设备。该激光投影设备在接收到投影客户端发送的校正指令后，可以响应于该校正指令，将校正图像投影显示至投影屏幕。

或者，该校正指令可以是用户通过遥控器触发的，该激光投影设备在接收到遥控器发送的校正指令后，可以响应于该校正指令，将校正图像投影显示至投影屏幕。

或者，该激光投影设备上可以设置有校正按钮，该激光投影设备在检测到用户针对该校正按钮的点击操作后，可以生成校正指令，进而可以响应于该校正指令，将校正图像投影显示至投影屏幕。

或者，该激光投影设备可以周期性生成校正指令，并可以响应于该校正指令，将校正图像投影显示至投影屏幕。也即是，该激光投影设备可以周期性执行校正图像的校正流程。

步骤102、获取摄像机对投影屏幕进行拍摄得到的拍摄图像。

参考图2，该摄像机30可以固定设置在该激光投影设备10上。该激光投影设备在将校正图像投影显示至投影屏幕后，可以向该摄像机发送拍摄指令。该摄像机可以响应于该拍摄指令，对投影屏幕进行拍摄得到拍摄图像，并将该拍摄图像发送至激光投影设备。

或者，该摄像机可以独立于该激光投影设备，用户可以控制该摄像机对该投影屏幕进行拍摄得到拍摄图像，并控制该摄像机将该拍摄图像发送至激光投影设备。即本公开实施例提供的摄像机只要能拍摄到投影屏幕即可。本公开实施例对摄像机的设置位置不做限定。

步骤103、对于每个标记图形，根据摄像机的透视变换矩阵和标记图形在拍摄图像中的第一拍摄位置，确定标记图形在投影屏幕上的目标投影位置。

激光投影设备在获取到拍摄图像之后，可以根据该摄像机的透视变换矩阵和每个标记图形在该拍摄图像中的第一拍摄位置，确定该标记图形在投影屏幕上的目标投影位置。

步骤104、根据标记图形在投影屏幕上的目标投影位置和标记图形在投影屏幕上的初始投影位置，对投影图像的投影位置进行校正。

其中，该标记图形的初始投影位置为投影屏幕未发生形变时，标记图形在投影屏幕上的投影位置。该每个标记图形的初始投影位置可以为激光投影设备中预先存储的固定投影位置。

激光投影设备在确定每个标记图形在投影屏幕上的目标投影位置之后，可以根据该标记图形在投影屏幕上的目标投影位置和该标记图形的初始投影位置，对投影图像的投影位置进行校正。

综上所述，本公开实施例提供的一种投影图像的校正方法，该校正方法中激光投影设备可以根据透视变换矩阵和每个标记图形在拍摄图像中的第一拍摄位置，确定出该标记图形在投影屏幕上的目标投影位置。之后，激光投影设备可以根据该标记图形的目标投影位置，以及该标记图形的初始投影位置对投影图像的投影位置进行校正，由此确保显示至形变的投影屏幕上的投影图像不会发生形变，从而确保投影图像的显示效果较好。

图3是本公开实施例提供的另一种投影图像的校正方法的流程图。该校正方法可以应用于激光投影设备中。如图3所示，该方法可以包括：

步骤301、响应于校正指令，将校正图像投影显示至投影屏幕。

其中，该校正图像可以为激光投影设备中预先存储的图像，该校正图像可以包括多个标记图形。该校正图像和该投影屏幕可以均为多边形，例如可以均为矩形。该投影屏幕的尺寸大于该校正图像的尺寸。

在本公开实施例中，该校正图像和投影屏幕的分辨率均为M×N。其中，该M为该校正图像中每列像素的个数(即M为像素行数)。该N为校正图像中每行像素的个数(即N为像素列数)，该M和N均为大于1的正整数。示例的，该M可以为2160，该N可以为3840。需要说明的是，该投影屏幕可以包括用于显示图像的投影区域和围绕该投影区域的边框，该投影屏幕的分辨率指的是该投影区域的分辨率。

该校正图像可以包括m×n个标记图形，该m为校正图像中标记图形的行数，n为校正图像中标记图形的列数。其中，该m和n均为正整数，且该m小于或等于M，该n小于或等于N。该标记图形可以为四边形或者十字形等。

示例的，参考图4，该m可以为18，该n可以为32，该校正图像40可以包括18×32个标记图形。该校正图像40可以为棋盘格图像，即该18×32个标记图形包括多个黑色的四边图形和多个白色的四边图形，且每个黑色的四边图形与一个白色的四边图形相邻。

在本公开实施例中，该投影屏幕可以为升降式投影屏幕，也可以为框架式投影屏幕。若投影屏幕为升降式投影屏幕，则该投影屏幕在经过多次升降后，内部会出现弯曲，从而发生形变。若该投影屏幕为框架式屏幕，该投影屏幕在长时间悬挂后内部会出现弯曲，从而发生形变。参考图2和图5，激光投影设备10可以将该校正图像40投影至投影屏幕20上。在投影屏幕20发生形变时，由图5可以看出，投影显示至投影屏幕20上的校正图像中的标记图形也发生了形变。

在本公开实施例中，该校正指令可以是用户通过终端中安装的投影客户端触发的。该投影客户端的显示界面可以显示有校正按钮，该投影客户端在检测到用户针对该校正按钮的点击操作后，可以生成校正指令。之后投影客户端可以将该校正指令发送至激光投影设备。该激光投影设备在接收到投影客户端发送的校正指令后，可以响应于该校正指令，将校正图像投影显示至投影屏幕。

或者，该校正指令可以是用户通过遥控器触发的，该激光投影设备在接收到遥控器发送的校正指令后，可以响应于该校正指令，将校正图像投影显示至投影屏幕。

或者，该激光投影设备上可以设置有校正按钮，该激光投影设备在检测到用户针对该校正按钮的点击操作后，可以生成校正指令，进而可以响应于该校正指令，将校正图像投影显示至投影屏幕。

或者，该激光投影设备可以周期性生成校正指令，并可以响应于该校正指令，将校正图像投影显示至投影屏幕。也即是，该激光投影设备可以周期性执行校正图像的校正流程。

步骤302、获取摄像机对投影屏幕进行拍摄得到的拍摄图像。

参考图1，该摄像机30可以固定设置在该激光投影设备10上，并可以通过通用串行总线(universal serial bus，USB)的方式与该激光投影设备10连接。该激光投影设备在将校正图像投影显示至投影屏幕后，可以向该摄像机发送拍摄指令。该摄像机可以响应于该拍摄指令，对投影屏幕进行拍摄得到拍摄图像，并将该拍摄图像发送至激光投影设备。

或者，该摄像机可以独立于该激光投影设备，用户可以控制该摄像机对该投影屏幕进行拍摄得到拍摄图像，并控制该摄像机将该拍摄图像发送至激光投影设备。即本公开实施例提供的摄像机只要能拍摄到投影屏幕即可。本公开实施例对摄像机的设置位置不做限定。

步骤303、根据投影屏幕的多个顶点的初始位置，以及拍摄图像中投影屏幕的多个顶点的第二拍摄位置，确定摄像机的透视变换矩阵。

在本公开实施例中，激光投影设备在获取到拍摄图像之后，可以确定拍摄图像中投影屏幕的多个顶点的第二拍摄位置。并可以根据该投影屏幕的多个顶点的初始位置，以及拍摄图像中投影屏幕的多个顶点的第二拍摄位置，确定摄像机的透视变换矩阵。

其中，该透视变换矩阵为将初始位置变换为拍摄位置的矩阵。该透视变换矩阵与摄像机的拍摄位置、摄像机与投影屏幕的距离以及摄像机的分辨率相关。

参考图5，该投影屏幕20可以包括第一顶点、第二顶点、第三顶点和第四顶点共四个顶点。其中，该第一顶点可以为该投影屏幕20的左上顶点，该第二顶点可以为该投影屏幕20的右上顶点，该第三顶点可以为该投影屏幕20的左下顶点，该第四顶点可以为该投影屏幕20的右下顶点。该四个顶点的初始位置、四个顶点的第二拍摄位置以及透视变换矩阵满足：

基于此，激光投影设备可以确定以下方程(1)至方程(8)共8个方程，并可以通过求解该8个方程确定透视变换矩阵所包括的k0至k7个透视变换系数。该多个透视变换系数的数量与该投影屏幕的顶点的数量相同。

方程(1)：a1＝k0×x1+k1×y1+k2-k6×x1×a1-k7×y1×a1；

方程(2)：b1＝k3×x1+k4×y1+k5-k6×x1×b1-k7×y1×b1；

方程(3)：a2＝k0×x2+k1×y2+k2-k6×x2×a2-k7×y2×a2；

方程(4)：b2＝k3×x2+k4×y2+k5-k6×x2×b2-k7×y2×b2；

方程(5)：a3＝k0×x3+k1×y3+k2-k6×x3×a3-k7×y3×a3；

方程(6)：b3＝k3×x3+k4×y3+k5-k6×x3×b3-k7×y3×b3；

方程(7)：a4＝k0×x4+k1×y4+k2-k6×x4×a4-k7×y4×a4；

方程(8)：b4＝k3×x4+k4×y4+k5-k6×x4×b4-k7×y4×b4。

其中，该每个顶点的位置由两个坐标确定，该第一顶点的第二拍摄位置为(a1，b1)，该第一顶点的初始位置为(x1，y1)。该第二顶点的第二拍摄位置为(a2，b2)，该第二顶点的初始位置为(x2，y2)。该第三顶点的第二拍摄位置为(a3，b3)，第三顶点的初始位置为(x3，y3)。该第四顶点的第二拍摄位置为(a2，b2)，第四顶点的初始位置为(x4，y4)。

激光投影设备在确定多个透视变换系数之后，可以根据该多个透视变换系数确定透视变换矩阵。其中，该透视变换矩阵K可以为3×3的矩阵，该透视变换矩阵K满足：

该k0至k7为该多个透视变换系数。

在本公开实施例中，该投影屏幕的多个顶点的初始位置可以为激光投影设备中预先存储的固定位置，该多个顶点的初始位置可以是在屏幕坐标系中确定，该屏幕坐标系的原点为投影屏幕的中心点，该屏幕坐标系的横轴平行于该投影屏幕的像素行方向，该屏幕坐标系的纵轴平行于该投影屏幕的像素列方向。可选的，投影屏幕的边框可以包括内边框和外边框，该多个顶点可以为该内边框的顶点，也可以为该外边框的顶点，本公开实施例对此不做限定。本公开实施例以该多个顶点为外边框的顶点为例进行说明。

在本公开实施例中，激光投影设备可以以拍摄图像的中心点为原点建立图像坐标系，并基于该图像坐标系确定四个顶点的第二拍摄位置。其中，该图像坐标系的横轴平行与该拍摄图像的像素行方向，该图像坐标系的纵轴平行与该拍摄图像的像素列方向。

激光投影设备在确定拍摄图像中投影屏幕的多个顶点的第二拍摄位置的过程中，可以对该拍摄图像进行灰度处理，得到灰度图像。之后，激光投影设备可以根据该灰度图像中每个像素的灰度值，确定该拍摄图像中的投影屏幕的边框的位置。

其中，该灰度图像中每个像素的灰度值范围可以为[0，255]。其中，像素的灰度值为0的像素在该灰度图像中呈现出来是黑色，像素的灰度值为255的像素在该灰度图像中呈现出来是白色。

在本公开实施例中，若投影屏幕的边框的颜色为黑色，则激光投影设备可以将该灰度图像中灰度值小于灰度值阈值的像素确定为边缘像素。之后激光投影设备可以将该边缘像素在灰度图像中的位置确定为拍摄图像中的投影屏幕的边框上每个像素的位置，并可以将该边缘像素中距离灰度图像的中心点最远的四个点的位置确定为该四个顶点的第二拍摄位置。

由于投影屏幕的内边框和外边框的颜色相近，因此投影屏幕的内边框和外边框之间的像素的灰度值处于一个固定的范围内，采用该方法确定出多个边缘像素在灰度图像中的位置为该拍摄图像中的投影屏幕的内边框和外边框上每个像素的位置。

步骤304、对于每个标记图形，根据透视变换矩阵的逆矩阵和标记图形的第一拍摄位置，确定标记图形在投影屏幕上的目标投影位置。

激光投影设备在确定透视变换矩阵之后，可以确定该透视变换矩阵的逆矩阵K^-1，并可以根据该透视变换矩阵的逆矩阵K^-1和每个标记图形的第一拍摄位置，确定该标记图形在投影屏幕上的目标投影位置。其中，该每个标记图形的目标投影位置是该标记图形在屏幕坐标系中的投影位置。该K×K^-1＝E，该E为3×3的单位矩阵。

其中，该透视变换矩阵的逆矩阵K^-1为3×3的矩阵，该

该拍摄图像中第一拍摄位置为(a，b)的标记图形在投影屏幕上的目标投影位置(x，y)满足：x＝t₁₁×w×a+t₁₂×w×b+t₁₃×w；y＝t₂₁×w×a+t₂₂×w×b+t₂₃×w。

其中，该w满足：

t_ij为逆矩阵中第i行第j列的参数，i和j均为小于等于3的正整数。

由于透视变换矩阵与摄像机的拍摄位置、摄像机与投影屏幕的距离以及摄像机的分辨率相关。对于每张拍摄图像，激光投影设备均基于该拍摄图像确定摄像机的透视变换矩阵，提高了对该目标投影位置的准确性。

步骤305、根据标记图形在投影屏幕上的目标投影位置和标记图形在投影屏幕上的初始投影位置，对投影图像的投影位置进行校正。

激光投影设备在确定每个标记图形在投影屏幕上的目标投影位置之后，可以确定每个标记图形的目标投影位置相对于初始投影位置的位置偏移量，并基于该位置偏移量对投影图像的投影位置进行校正。

其中，参考图6，该标记图形的初始投影位置可以为投影屏幕未发生形变时，标记图形在投影屏幕上的投影位置。该每个标记图形的初始投影位置可以为激光投影设备中预先存储的固定投影位置。该每个标记图形的初始投影位置是该标记图形在屏幕坐标系中的投影位置。在本公开实施例中，该标记图形的初始投影位置和目标投影位置均可以是指该标记图形的顶点在投影屏幕上的投影位置。该标记图形的第一拍摄位置也可以是指该标记图形的顶点在拍摄图像中的位置。其中，该顶点可以为该标记图形的左上顶点、左下顶点、右上顶点或者右下顶点。

在本公开实施例中，该投影图像的分辨率也可以为M×N。相应的，该投影图像可以包括m×n个像素区域。该m×n个标记图形中第u行第v列的标记图形与m×n个像素区域中第u行第v列的像素区域对应。该u大于或等于0，且小于m，该v大于或等于0，且小于n。

对于每个标记图形，激光投影设备在确定该标记图形在投影屏幕上的目标投影位置之后，可以分别确定该标记图形的目标投影位置的横坐标和初始投影位置的横坐标的第一差值，以及标记图形的目标投影位置的纵坐标和初始投影位置的纵坐标的第二差值。由此，激光投影设备可以确定位置偏移量的第一偏移量为第一差值的绝对值，并可以确定位置偏移量的第二偏移量为第二差值的绝对值。

之后激光投影设备可以分别比较该第一差值是否大于0，以及该第二差值是否大于0。若该第一差值和第二差值均等于0，则激光投影设备可以确定标记图形未发生偏移。若该第一差值大于0，则激光投影设备可以确定标记图形在像素行方向上朝远离投影屏幕的左上顶点的方向移动了第一差值。则激光投影设备可以将投影图像中与该标记图形对应的像素区域中的像素，在像素行方向上沿靠近投影屏幕的左上顶点的方向移动第一差值，以实现对该投影图像的校正。

若第一差值小于0，则激光投影设备可以确定标记图形在像素行方向上朝靠近投影屏幕的左上顶点的方向移动了第一差值。则激光投影设备可以将投影图像中与该标记图形对应的像素区域中的像素，在像素行方向上沿远离投影屏幕的左上顶点的方向移动第一差值，以实现对该投影图像的校正。

若第二差值大于0，则激光投影设备可以确定标记图形在像素列方向上朝远离投影屏幕的左上顶点的方向移动了第二差值。则激光投影设备可以将投影图像中与该标记图形对应的像素区域中的像素，在像素列方向上沿靠近投影屏幕的左上顶点的方向移动第二差值，以实现对该投影图像的校正。

若第二差值小于0，则激光投影设备可以确定标记图形在像素行方向上朝靠近投影屏幕的左上顶点的方向移动了第二差值。则激光投影设备可以将投影图像中与该标记图形对应的像素区域中的像素，在像素列方向上沿远离投影屏幕的左上顶点的方向移动第二差值，以实现对该投影图像的校正。

相关技术中，激光投影设备可以将投影图像投影显示至投影屏幕上。但是，若投影屏幕的发生形变，则该激光投影设备投影显示至投影屏幕上的投影图像会出现形变(例如图7所示的投影屏幕50中投影显示的投影图像的部分区域60发生形变)，导致显示的投影图像的显示效果较差。

本公开实施例提供的投影图像的校正方法中激光投影设备可以根据透视变换矩阵和每个标记图形在拍摄图像中的第一拍摄位置，确定出该标记图形在投影屏幕上的目标投影位置。之后，激光投影设备可以根据该标记图形的目标投影位置，以及该标记图形的初始投影位置对投影图像的投影位置进行校正，由此确保显示至形变的投影屏幕上的投影图像不会发生形变，从而确保投影图像的显示效果较好。

需要说明的是，本公开实施例提供的投影图像的校正方法步骤的先后顺序可以进行适当调整，步骤也可以根据情况进行删除。例如，步骤303可以根据情况进行删除。任何熟悉本技术领域的技术人员在本公开揭露的技术范围内，可轻易想到变化的方法，都应涵盖在本公开的保护范围之内，因此不再赘述。

综上所述，本公开实施例提供的一种投影图像的校正方法，该校正方法中激光投影设备可以根据透视变换矩阵和每个标记图形在拍摄图像中的第一拍摄位置，确定出该标记图形在投影屏幕上的目标投影位置。之后，激光投影设备可以根据该标记图形的目标投影位置，以及该标记图形的初始投影位置对投影图像的投影位置进行校正，由此确保显示至形变的投影屏幕上的投影图像不会发生形变，从而确保投影图像的显示效果较好。

参考图8，该激光投影设备10可以包括光源组件11、光调制组件12、投影镜头13、位置确定电路14、偏移量确定电路15和校正电路16。

其中，该光源组件11用于出射激光光束，并将该激光光束传输至光调制组件12。该光源组件11可以包括激光光源和光传输镜片。该激光光源用于出射激光光束，该光传输镜片用于将该激光光源出射的激光光束传输至光调制组件12。该激光光源可以为三色激光光源，也可以为单色激光光源，或者也可以为双色激光光源，本公开实施例对此不做限定。该光调制组件12可以为数字微镜器件(digital micro-mirror device，DMD)、液晶显示器(liquid crystal display，LCD)或硅基液晶(liquid crystal on silicon，LCOS)器件。

该校正电路16用于响应于校正指令，根据校正图像的像素值生成该控制信号，并根据控制信号控制光调制组件12将照射至其表面的光束调制成影像光束，并将该影像光束传输至投影镜头13。该投影镜头13用于将影像光束传输至投影屏幕20，以在投影屏幕20上投影显示校正图像。

若该摄像机30与校正电路16和位置确定电路14连接，则校正电路16可以在检测到校正指令的目标时长后，向摄像机30发送拍摄指令，该摄像机30可以响应于该拍摄指令对投影屏幕20进行拍摄，并将得到的拍摄图像发送至位置确定电路14。该位置确定电路14进而可以执行上述步骤302至步骤304。

之后，偏移量确定电路15和校正电路16执行上述步骤305。偏移量确定电路15用于确定位置偏移量，并将该位置偏移量发送至校正电路16。该校正电路16用于根据该位置偏移量对投影图像的投影位置进行校正。

参考图2和图8，本公开实施例提供了一种激光投影设备，该激光投影设备用于：

响应于校正指令，将校正图像投影显示至投影屏幕，校正图像包括多个标记图形。

获取摄像机对投影屏幕进行拍摄得到的拍摄图像。

对于每个标记图形，根据摄像机的透视变换矩阵和标记图形在拍摄图像中的第一拍摄位置，确定标记图形在投影屏幕上的目标投影位置。

根据标记图形在投影屏幕上的目标投影位置和标记图形在投影屏幕上的初始投影位置，对投影图像的投影位置进行校正。

其中，标记图形的初始投影位置为投影屏幕未发生形变时，标记图形在投影屏幕上的投影位置。

综上所述，本公开实施例提供的一种激光投影设备，该激光投影设备可以根据透视变换矩阵和每个标记图形在拍摄图像中的第一拍摄位置，确定出该标记图形在投影屏幕上的目标投影位置。之后，激光投影设备可以根据该标记图形的目标投影位置，以及该标记图形的初始投影位置对投影图像的投影位置进行校正，由此确保显示至形变的投影屏幕上的投影图像不会发生形变，从而确保投影图像的显示效果较好。

可选的，透视变换矩阵包括多个透视变换系数，多个透视变换系数的数量与投影屏幕的顶点的数量相同。

该激光投影设备用于：

根据透视变换矩阵的逆矩阵和标记图形的第一拍摄位置，确定标记图形在投影屏幕上的目标投影位置。

可选的，透视变换矩阵的逆矩阵为3×3的矩阵；拍摄图像中第一拍摄位置为(a，b)的标记图形在投影屏幕上的目标投影位置(x，y)满足：

x＝t₁₁×w×a+t₁₂×w×b+t₁₃×w；

y＝t₂₁×w×a+t₂₂×w×b+t₂₃×w；

其中，w满足：

t_ij为逆矩阵中第i行第j列的参数，i和j均为小于等于3的正整数。

可选的，投影屏幕包括四个顶点，其中每个顶点的位置由两个坐标确定；透视变换矩阵K满足：

k0至k7为多个透视变换系数。

可选的，该激光投影设备还用于：

根据投影屏幕的多个顶点的初始位置，以及拍摄图像中投影屏幕的多个顶点的第二拍摄位置，确定摄像机的透视变换矩阵。

可选的，投影屏幕包括第一顶点、第二顶点、第三顶点和第四顶点共四个顶点，四个顶点的初始位置、四个顶点的第二拍摄位置以及透视变换矩阵满足：

其中，第一顶点的第二拍摄位置为(a1，b1)，第一顶点的初始位置为(x1，y1)；第二顶点的第二拍摄位置为(a2，b2)，第二顶点的初始位置为(x2，y2)；第三顶点的第二拍摄位置为(a3，b3)，第三顶点的初始位置为(x3，y3)；第四顶点的第二拍摄位置为(a2，b2)，第四顶点的初始位置为(x4，y4)，k0至k7为透视变换矩阵所包括的多个透视变换系数。

综上所述，本公开实施例提供的一种激光投影设备，该激光投影设备可以根据透视变换矩阵和每个标记图形在拍摄图像中的第一拍摄位置，确定出该标记图形在投影屏幕上的目标投影位置。之后，激光投影设备可以根据该标记图形的目标投影位置，以及该标记图形的初始投影位置对投影图像的投影位置进行校正，由此确保显示至形变的投影屏幕上的投影图像不会发生形变，从而确保投影图像的显示效果较好。

本公开实施例提供了一种激光投影设备，包括：存储器，处理器及存储在该存储器上的计算机程序，该处理器执行该计算机程序时实现上述方法实施例(例如图1或图3任一所示的实施例)。

本公开实施例提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质中存储有指令，该指令由处理器加载并执行以实现如上述方法实施例(例如图1或图3任一所示的实施例)。

本公开实施例提供了一种包含指令的计算机程序产品，当计算机程序产品在计算机上运行时，使得该计算机执行如上述方法实施例(例如图1或图3任一所示的实施例)。

在本公开实施例中，术语“第一”、“第二”、“第三”和“第四”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。本公开实施例中术语“多个”的含义是指两个或两个以上。

以上所述仅为本公开的可选实施例，并不用以限制本公开，凡在本公开的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种投影图像的校正方法，其特征在于，应用于激光投影设备，所述方法包括：

响应于校正指令，将校正图像投影显示至投影屏幕，所述校正图像包括多个标记图形；

获取摄像机对所述投影屏幕进行拍摄得到的拍摄图像；

对于每个所述标记图形，根据所述摄像机的透视变换矩阵和所述标记图形在所述拍摄图像中的第一拍摄位置，确定所述标记图形在所述投影屏幕上的目标投影位置；

根据所述标记图形在所述投影屏幕上的目标投影位置和所述标记图形在所述投影屏幕上的初始投影位置，对投影图像的投影位置进行校正；

其中，所述标记图形的初始投影位置为所述投影屏幕未发生形变时，所述标记图形在所述投影屏幕上的投影位置。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述透视变换矩阵包括多个透视变换系数，所述多个透视变换系数的数量与所述投影屏幕的顶点的数量相同；

所述根据所述摄像机的透视变换矩阵和所述标记图形在所述拍摄图像中的第一拍摄位置，确定所述标记图形在所述投影屏幕上的目标投影位置，包括：

根据所述透视变换矩阵的逆矩阵和所述标记图形的第一拍摄位置，确定所述标记图形在所述投影屏幕上的目标投影位置。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述透视变换矩阵的逆矩阵为3×3的矩阵；所述拍摄图像中第一拍摄位置为(a，b)的标记图形在所述投影屏幕上的目标投影位置(x，y)满足：

x＝t₁₁×w×a+t₁₂×w×b+t₁₃×w；

y＝t₂₁×w×a+t₂₂×w×b+t₂₃×w；

其中，所述w满足：

所述t_ij为所述逆矩阵中第i行第j列的参数，所述i和j均为小于等于3的正整数。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述投影屏幕包括四个顶点，其中每个顶点的位置由两个坐标确定；所述透视变换矩阵K满足：

所述k0至k7为所述多个透视变换系数。

5.根据权利要求1至4任一所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

根据所述投影屏幕的多个顶点的初始位置，以及所述拍摄图像中所述投影屏幕的多个顶点的第二拍摄位置，确定所述摄像机的透视变换矩阵。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述投影屏幕包括第一顶点、第二顶点、第三顶点和第四顶点共四个顶点，所述四个顶点的初始位置、所述四个顶点的第二拍摄位置以及所述透视变换矩阵满足：

其中，所述第一顶点的第二拍摄位置为(a1，b1)，所述第一顶点的初始位置为(x1，y1)；所述第二顶点的第二拍摄位置为(a2，b2)，所述第二顶点的初始位置为(x2，y2)；所述第三顶点的第二拍摄位置为(a3，b3)，所述第三顶点的初始位置为(x3，y3)；所述第四顶点的第二拍摄位置为(a2，b2)，所述第四顶点的初始位置为(x4，y4)，所述k0至k7为所述透视变换矩阵所包括的多个透视变换系数。

7.一种激光投影设备，其特征在于，所述激光投影设备用于：

响应于校正指令，将校正图像投影显示至投影屏幕，所述校正图像包括多个标记图形；

获取摄像机对所述投影屏幕进行拍摄得到的拍摄图像；

对于每个所述标记图形，根据所述摄像机的透视变换矩阵和所述标记图形在所述拍摄图像中的第一拍摄位置，确定所述标记图形在所述投影屏幕上的目标投影位置；

根据所述标记图形在所述投影屏幕上的目标投影位置和所述标记图形在所述投影屏幕上的初始投影位置，对投影图像的投影位置进行校正；

其中，所述标记图形的初始投影位置为所述投影屏幕未发生形变时，所述标记图形在所述投影屏幕上的投影位置。

8.根据权利要求7所述的激光投影设备，其特征在于，所述透视变换矩阵包括多个透视变换系数，所述多个透视变换系数的数量与所述投影屏幕的顶点的数量相同；

所述激光投影设备用于：

根据所述透视变换矩阵的逆矩阵和所述标记图形的第一拍摄位置，确定所述标记图形在所述投影屏幕上的目标投影位置。

9.根据权利要求8所述的激光投影设备，其特征在于，所述透视变换矩阵的逆矩阵为3×3的矩阵；所述拍摄图像中第一拍摄位置为(a，b)的标记图形在所述投影屏幕上的目标投影位置(x，y)满足：

x＝t₁₁×w×a+t₁₂×w×b+t₁₃×w；

y＝t₂₁×w×a+t₂₂×w×b+t₂₃×w；

其中，所述w满足：

所述t_ij为所述逆矩阵中第i行第j列的参数，所述i和j均为小于等于3的正整数。

10.根据权利要求7至9任一所述的激光投影设备，其特征在于，所述激光投影设备还用于：

根据所述投影屏幕的多个顶点的初始位置，以及所述拍摄图像中所述投影屏幕的多个顶点的第二拍摄位置，确定所述摄像机的透视变换矩阵。

Images