CN114885136B - 投影设备和图像校正方法 - Google Patents

Abstract

本申请一些实施例提供了一种投影设备和图像校正方法。投影设备包括光机，相机和控制器。当获取到图像校正指令，投影设备的光机投射包含校正特征点的校正图卡至投影面，同时相机对校正图卡进行拍摄，得到校正图像。投影设备可以确定校正特征点在校正图像中的第一位置，并根据第一位置获取投射关系。投射关系表现为光机投射的播放内容和投影面之间的映射关系。投影设备根据投射关系确定投影面中的待投影区域的目标位置信息，并控制光机投射播放内容至待投影区域，实现图像校正。投影设备可以根据校正图卡确定光机和投影面之间的映射关系，从而准确的确定出待投影区域的位置，进而能够准确校正投影图像，从而提高了用户的使用体验。

Description

投影设备和图像校正方法

本申请要求在2021年11月16日提交中国专利局、申请号为202111355866.0、发明名称为“一种投影设备及基于几何校正的显示控制方法”的中国专利申请的优先权，其全部内容通过引用结合在本申请中。

技术领域

本申请涉及投影设备技术领域，尤其涉及一种投影设备和图像校正方法。

背景技术

投影设备是一种可以将图像或视频投射到屏幕上的显示设备。投影设备可以将特定颜色的激光光线通过光学透镜组件的折射作用，投射到屏幕上形成具体影像。

在使用投影设备时，如果投影设备的位置发生了偏移，或者投影设备与投影面不垂直，会导致投影设备不能将图像完全投射到预设的投影区域，从而出现投影画面产生梯形的情况，给用户的体验性较差。为此，可以通过投影设备的图像校正功能，修正投影图像的显示位置和形状，以修正投影画面产生梯形的情况。

现有的投影设备在对图像进行校正时，用户可以控制投影设备调整投射角度，从而控制投影图像的显示位置和形状，实现图像校正。然而，这种方式需要用户手动选择调整方向，过程繁琐并且不能够准确的校正投影图像，给用户的体验性较差。

发明内容

本发明提供了一种投影设备和图像校正方法。以解决相关技术中，无法准确的校正投影图像，给用户的体验性较差的问题。

第一方面，本申请提供一种投影设备，包括光机、相机和控制器。其中，光机被配置为投射播放内容至投影面；相机被配置为拍摄所述投影面中显示的图像；控制器被配置为执行以下步骤：

响应于图像校正指令，控制所述光机投射校正图卡至所述投影面，并控制所述相机对所述校正图卡进行拍摄，得到校正图像；所述校正图卡中包含校正特征点；

确定所述校正特征点在所述校正图像中的第一位置，并根据所述第一位置获取投射关系；所述投射关系为所述光机投射的播放内容，和所述投影面之间的映射关系；

根据所述投射关系确定所述投影面中待投影区域的目标位置信息；

根据所述目标位置信息，控制所述光机投射播放内容至所述待投影区域。

第二方面，本申请提供一种图像校正方法，应用于投影设备，方法包括：

响应于图像校正指令，控制所述光机投射校正图卡至所述投影面，并控制所述相机对所述校正图卡进行拍摄，得到校正图像；所述校正图卡中包含校正特征点；

确定所述校正特征点在所述校正图像中的第一位置，并根据所述第一位置获取投射关系；所述投射关系为所述光机投射的播放内容，和所述投影面之间的映射关系；

根据所述投射关系确定所述投影面中待投影区域的目标位置信息；

根据所述目标位置信息，控制所述光机投射播放内容至所述待投影区域。

由以上技术方案可以看出，本申请提供了一种投影设备和图像校正方法。当获取到图像校正指令，投影设备的光机投射包含校正特征点的校正图卡至投影面，同时相机对校正图卡进行拍摄，得到校正图像。投影设备可以确定校正特征点在校正图像中的第一位置，并根据第一位置获取投射关系。投射关系表现为光机投射的播放内容和投影面之间的映射关系。投影设备根据投射关系确定投影面中的待投影区域的目标位置信息，并控制光机投射播放内容至待投影区域，实现图像校正。投影设备可以根据校正图卡确定光机和投影面之间的映射关系，从而准确的确定出待投影区域的位置，进而能够准确校正投影图像，从而提高了用户的使用体验。

附图说明

为了更清楚地说明本申请的技术方案，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，对于本领域普通技术人员而言，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示出了一些实施例中投影设备的摆放示意图；

图2示出了一些实施例中投影设备光路示意图；

图3示出了一些实施例中投影设备的电路架构示意图；

图4示出了一些实施例中投影设备的结构示意图；

图5示出了一些实施例中投影设备的电路结构示意图；

图6示出了一些实施例中投影设备位置改变时的示意图；

图7示出了一些实施例中投影设备实现显示控制的***框架示意图；

图8示出了一些实施例中投影设备各部件的交互流程图；

图9示出了一些实施例中校正图卡的示意图；

图10示出了一些实施例中校正图卡的示意图；

图11示出了一些实施例中获取投射关系的流程示意图；

图12示出了一些实施例中校正图卡的示意图；

图13示出了一些实施例中图像校正前后的示意图；

图14示出了一些实施例中每种颜色的HSV值的示意图；

图15示出了一些实施例中灰度值曲线的示意图；

图16示出了一些实施例中灰度值曲线的示意图；

图17示出了一些实施例中灰度值曲线的示意图；

图18示出了图像校正方法的一个实施例的流程示意图。

具体实施方式

为使本申请的目的、实施方式和优点更加清楚，下面将结合本申请示例性实施例中的附图，对本申请示例性实施方式进行清楚、完整地描述，显然，所描述的示例性实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。

基于本申请描述的示例性实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请所附权利要求保护的范围。此外，虽然本申请中公开内容按照示范性一个或几个实例来介绍，但应理解，可以就这些公开内容的各个方面也可以单独构成一个完整实施方式。需要说明的是，本申请中对于术语的简要说明，仅是为了方便理解接下来描述的实施方式，而不是意图限定本申请的实施方式。除非另有说明，这些术语应当按照其普通和通常的含义理解。

本申请中说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”等是用于区别类似或同类的对象或实体，而不必然意味着限定特定的顺序或先后次序，除非另外注明。应该理解这样使用的用语在适当情况下可以互换。

术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖但不排他的包含，例如，包含了一系列组件的产品或设备不必限于清楚地列出的所有组件，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些产品或设备固有的其它组件。

术语“模块”是指任何已知或后来开发的硬件、软件、固件、人工智能、模糊逻辑或硬件或/和软件代码的组合，能够执行与该元件相关的功能。

本申请实施例可以应用于各种类型的投影设备。下文中将以投影仪为例，对投影设备进行阐述。

投影仪是一种可以将图像、或视频投射到屏幕上的设备，投影仪可以通过不同的接口同计算机、广电网络、互联网、VCD(Video Compact Disc：视频高密光盘)、DVD(DigitalVersatile Disc Recordable：数字化视频光盘)、游戏机、DV等相连接播放相应的视频信号。投影仪广泛应用于家庭、办公室、学校和娱乐场所等。

图1示出了一些实施例中投影设备的摆放示意图。在一些实施例中，本申请提供的一种投影设备包括投影屏幕1和投影设备2。投影屏幕1固定于第一位置上，投影设备2放置于第二位置上，使得其投影出的画面与投影屏幕1吻合。

图2示出了一些实施例中投影设备光路示意图。

本申请实施例提供了一种投影设备，包括激光光源100，光机200，镜头300，投影介质400。其中，激光光源100为光机200提供照明，光机200对光源光束进行调制，并输出至镜头300进行成像，投射至投影介质400形成投影画面。

在一些实施例中，投影设备的激光光源100包括激光器组件和光学镜片组件，激光器组件发出的光束可透过光学镜片组件进而为光机提供照明。其中，例如，光学镜片组件需要较高等级的环境洁净度、气密等级密封；而安装激光器组件的腔室可以采用密封等级较低的防尘等级密封，以降低密封成本。

在一些实施例中，投影设备的光机200可实施为包括蓝色光机、绿色光机、红色光机，还可以包括散热***、电路控制***等。需要说明的是，在一些实施例中，投影仪的发光部件还可以通过LED光源实现。

在一些实施例中，本申请提供了一种投影设备，包括三色光机和控制器；其中，三色光机用于调制生成用户界面包含像素点的激光，包括蓝色光机、绿色光机和红色光机；控制器被配置为：获取用户界面的平均灰度值；判定所述平均灰度值大于第一阈值、且其持续时间大于时间阈值时，控制所述红色光机的工作电流值按照预设梯度值降低，以减小所述三色光机的发热。可以发现，通过降低三色光机中所集成红色光机的工作电流，可以实现控制所述红色光机的过热，以实现控制三色光机、及投影设备的过热。

光机200可实施为三色光机，所述三色光机集成蓝色光机、绿色光机、红色光机。

下文中将以投影设备的光机200实施为包括蓝色光机、绿色光机、红色光机为例，对本申请提供的技术方案进行阐述。

在一些实施例中，投影设备的光学***由光源部分和光机部分组成，光源部分的作用是为光机提供照明，光机部分的作用是对光源提供的照明光束进行调制，最后通过镜头出射形成投影画面。

图3示出了一些实施例中投影设备的电路架构示意图。在一些实施例中，该投影设备可以包括显示控制电路10、激光光源20、至少一个激光器驱动组件30以及至少一个亮度传感器40，该激光光源20可以包括与至少一个激光器驱动组件30一一对应的至少一个激光器。其中，该至少一个是指一个或多个，多个是指两个或两个以上。

基于该电路架构，投影设备可以实现自适应调整。例如，通过在激光光源20的出光路径中设置亮度传感器40，使亮度传感器40可以检测激光光源的第一亮度值，并将第一亮度值发送至显示控制电路10。

该显示控制电路10可以获取每个激光器的驱动电流对应的第二亮度值，并在确定该激光器的第二亮度值与该激光器的第一亮度值的差值大于差值阈值时，确定该激光器发生COD故障；则显示控制电路可以调整激光器的对应的激光器驱动组件的电流控制信号，直至该差值小于等于该差值阈值，从而消除该蓝色激光器的COD故障；该投影设备能够及时消除激光器的COD故障，降低激光器的损坏率，提高投影设备的图像显示效果。

在一些实施例中，激光光源20包括与激光器驱动组件30一一对应的三个激光器，该三个激光器可以分别为蓝色激光器201、红色激光器202和绿色激光器203。其中，该蓝色激光器201用于出射蓝色激光，该红色激光器202用于出射红色激光，该绿色激光器203用于出射绿色激光。在一些实施例中，激光器驱动组件30可实施为包含多个子激光器驱动组件，分别对应不同颜色的激光器。

显示控制电路10用于向激光器驱动组件30输出基色使能信号以及基色电流控制信号，以驱动激光器发光。显示控制电路10与激光器驱动组件30连接，用于输出与多帧显示图像中的每一帧图像的三种基色一一对应的至少一个使能信号，将至少一个使能信号分别传输至对应的激光器驱动组件30，并输出与每一帧图像的三种基色一一对应的至少一个电流控制信号，将至少一个电流控制信号分别传输至对应的激光器驱动组件30。示例的，该显示控制电路10可以为微控制单元(microcontroller unit，MCU)，又称为单片机。其中，该电流控制信号可以是脉冲宽度调制(pulse width modulation，PWM)信号。

在一些实施例中，蓝色激光器201、红色激光器202和绿色激光器203分别与激光器驱动组件30连接。激光器驱动组件30可以响应于显示控制电路10发送的蓝色PWM信号和使能信号，向该蓝色激光器201提供对应的驱动电流。该蓝色激光器201用于在该驱动电流的驱动下发光。

亮度传感器设置于激光光源的出光路径中，通常设置在出光路径的一侧，而不会遮挡光路。如图2所示，至少一个亮度传感器40设置在激光光源20的出光路径中，该每个亮度传感器与显示控制电路10连接，用于检测一个激光器的第一亮度值，并将第一亮度值发送至显示控制电路10。

在一些实施例中，显示控制电路10可以从该对应关系中获取每个激光器的驱动电流对应的第二亮度值，该驱动电流为激光器当前的实际工作电流，该驱动电流对应的第二亮度值为激光器在该驱动电流的驱动下正常工作时能够发出的亮度值。该差值阈值可以为显示控制电路10中预先存储的固定数值。

在一些实施例中，显示控制电路10在调整与激光器对应的激光器驱动组件30的电流控制信号时，可以降低与激光器对应的激光器驱动组件30的电流控制信号的占空比，从而降低激光器的驱动电流。

在一些实施例中，亮度传感器40可以检测蓝色激光器201的第一亮度值，并将该第一亮度值发送至显示控制电路10。该显示控制电路10可以获取该蓝色激光器201的驱动电流，并从电流与亮度值的对应关系中获取该驱动电流对应的第二亮度值。之后检测第二亮度值与第一亮度值之间的差值是否大于差值阈值，若该差值大于差值阈值，表明该蓝色激光器201发生COD故障，则显示控制电路10可以降低与该蓝色激光器201对应的激光器驱动组件30的电流控制信号。之后显示控制电路10可以再次获取蓝色激光器201的第一亮度值，以及蓝色激光器201的驱动电流对应的第二亮度值，并在第二亮度值与第一亮度值之间的差值大于差值阈值时，再次降低与该蓝色激光器201对应的激光器驱动组件30的电流控制信号。如此循环，直至该差值小于等于差值阈值。由此通过降低蓝色激光器201的驱动电流，消除该蓝色激光器201的COD故障。

图4示出了一些实施例中投影设备的结构示意图。

在一些实施例中，该投影设备中的激光光源20可以包括独立设置的蓝色激光器201、红色激光器202和绿色激光器203，该投影设备也可以称为三色投影设备，蓝色激光器201、红色激光器202和绿色激光器203均为模块轻量化(Mirai Console Loader，MCL)封装激光器，其体积小，利于光路的紧凑排布。

在一些实施例中，控制器包括中央处理器(Central Processing Unit，CPU)，视频处理器，音频处理器，图形处理器(Graphics Processing Unit，GPU)，RAM Random AccessMemory，RAM)，ROM(Read-Only Memory,ROM)，用于输入/输出的第一接口至第n接口，通信总线(Bus)等中的至少一种。

在一些实施例中，投影设备可以配置相机，用于和投影设备协同运行，实现对投影过程的调节控制。例如，投影仪配置的相机可具体实施为3D相机，或双目相机；在相机实施为双目相机时，具体包括左相机、以及右相机；双目相机可获取投影仪对应的幕布，即投影面所呈现的图像及播放内容，该图像或播放内容由投影仪内置的光机进行投射。

当投影仪移动位置后，其投射角度、及至投影面距离发生变化，会导致投影图像发生形变，投影图像会显示为梯形图像、或其他畸形图像；投影仪控制器可基于相机拍摄的图像，通过耦合光机投影面之间夹角和投影图像的正确显示实现自动梯形校正。

图5示出了一些实施例中投影设备的电路结构示意图。在一些实施例中，激光器驱动组件30可以包括驱动电路301、开关电路302和放大电路303。该驱动电路301可以为驱动芯片。该开关电路302可以为金属氧化物半导体(metal-oxide-semiconductor，MOS)管。其中，该驱动电路301分别与开关电路302、放大电路303以及激光光源20所包括的对应的激光器连接。该驱动电路301用于基于显示控制电路10发送的电流控制信号通过VOUT端向激光光源20中对应的激光器输出驱动电流，并通过ENOUT端将接收到的使能信号传输至开关电路302。其中，该激光器可以包括串联的n个子激光器，分别为子激光器LD1至LDn。n为大于0的正整数。

开关电路302串联在激光器的电流通路中，用于在接收到的使能信号为有效电位时，控制电流通路导通。放大电路303分别与激光光源20的电流通路中的检测节点E和显示控制电路10连接，用于将检测到的激光器组件的驱动电流转换为驱动电压，放大该驱动电压，并将放大后的驱动电压传输至显示控制电路10。显示控制电路10还用于将放大后的驱动电压确定为激光器的驱动电流，并获取该驱动电流对应的第二亮度值。

在一些实施例中，放大电路303可以包括：第一运算放大器A1、第一电阻(又称取样功率电阻)R1、第二电阻R2、第三电阻R3和第四电阻R4。

在一些实施例中，显示控制电路10、驱动电路301、开关电路302和放大电路303形成闭环，以实现对该激光器的驱动电流的反馈调节，从而使得该显示控制电路10可以通过激光器的第二亮度值与第一亮度值的差值，及时调节该激光器的驱动电流，也即是及时调节该激光器的实际发光亮度，避免激光器长时间发生COD故障，同时提高了对激光器发光控制的准确度。需要说明的是，若激光光源20包括一个蓝色激光器、一个红色激光器和一个绿色激光器。该蓝色激光器201可以设置在L1位置处，该红色激光器202可以设置在L2位置处，绿色激光器203可以设置在L3位置处。

L1位置处的激光经过第四二向色片604一次透射，再经过第五二向色片605反射一次后进入第一透镜901中。该L1位置处的光效率P1＝Pt×Pf。其中，Pt表示的是二向色片的透射率，Pf表示的是二向色片或者第五反射率的反射率。

在一些实施例中，在L1、L2和L3三个位置中，L3位置处的激光的光效率最高，L1位置处的激光的光效率最低。由于蓝色激光器201输出的最大光功率Pb＝4.5瓦(W)，红色激光器202输出的最大光功率Pr＝2.5W，绿色激光器203输出的最大光功率Pg＝1.5W。即蓝色激光器201输出的最大光功率最大，红色激光器202输出的最大光功率次之，绿色激光器203输出的最大光功率最小。因此将绿色激光器203设置在L3位置处，将红色激光器202设置在L2位置处，将蓝色激光器201设置在L1位置处。也即是将绿色激光器203设置在光效率最高的光路中，从而确保投影设备能够获得最高的光效率。

在一些实施例中控制器包括中央处理器(Central Processing Unit，CPU)，视频处理器，音频处理器，图形处理器(Graphics Processing Unit，GPU)，RAM Random AccessMemory，RAM)，ROM(Read-Only Memory,ROM)，用于输入/输出的第一接口至第n接口，通信总线(Bus)等中的至少一种。在一些实施例中，投影设备启动后可以直接进入上次选择的信号源的显示界面，或者信号源选择界面，其中信号源可以是预置的视频点播程序，还可以是HDMI接口，直播电视接口等中的至少一种，用户选择不同的信号源后，投影机可以显示从不同信号源获得的内容。

当用户开启投影设备后，投影设备可以将用户预先设置好的内容投射到投影面中，可以是墙面或者幕布，投影面中可以显示出投影图像，以供用户进行观看。然而，当用户摆放投影设备的位置不当时，投影设备与投影面有可能出现不垂直的情况，导致投影图像会显示为梯形图像或其他畸形图像。或者在使用过程中，用户碰到了投影设备导致投影设备的位置发生了改变，其投射角度、及至投影面距离发生变化，从而导致投影图像发生形变，投影图像也会显示为梯形图像或其他畸形图像。对于上述情况，需要对投影设备进行图像校正处理，使得投影设备能够在投影面中投射出标准形状的图像，以便用户观看。图6示出了一些实施例中投影设备位置改变时的示意图。投影设备开始处于处于A位置，可以投射到合适的投影区域，投影区域呈矩形，通常可完整、准确的覆盖对应的矩形幕布。当投影仪由A位置移动至B位置后，经常会生成畸形投影图像，例如出现梯形图像，造成投影图像与矩形幕布不吻合的问题。

相关技术中，用户可以手动控制投影设备调整投射角度，从而控制投影图像的显示位置和形状，实现图像校正。然而这种手动校正的方式过程繁琐并且不能够准确的校正投影图像。投影设备也可基于深度学习神经网络，通过耦合光机投影面之间夹角和投影图像的正确显示实现自动梯形校正。但是，该修正方法修正速度慢，且需要大量的场景数据进行模型训练才能达到一定的精度，不适合用户设备发生的即时、快速校正场景。

本申请实施例提供的投影设备能够快速准确的进行图像校正，以解决上述问题。

在一些实施例中，投影设备可以包括光机、相机和控制器。其中，光机用于将用户预先设定的播放内容投射至投影面，投影面可以是墙面或者幕布。

相机用于拍摄投影面中显示的图像，可以是摄像头。摄像头可以包括镜头组件，镜头组件中设有感光元件和透镜。透镜通过多个镜片对光线的折射作用，使景物的图像的光能够照射在感光元件上。感光元件可以根据摄像头的规格选用基于电荷耦合器件或互补金属氧化物半导体的检测原理，通过光感材料将光信号转化为电信号，并将转化后的电信号输出成图像数据。通过相机拍摄的图像可以对投影设备进行图像校正。

投影设备具有图像校正功能。当投影设备在投影面中投射的投影图像出现梯形等畸形图像时，投影设备可以自动对投影图像进行校正，得到规则形状的图像，可以是矩形图像，从而实现图像校正。

具体可以设置为，当接收到图像校正指令时，投影设备可以开启图像校正功能，对投影图像进行校正。图像校正指令是指用于触发投影设备自动进行图像校正的控制指令。

在一些实施例中，图像校正指令可以是用户主动输入的指令。例如，在接通投影设备的电源后，投影设备可以在投影面上投射出图像。此时，用户可以按下投影设备中预先设置的图像校正开关，或投影设备配套遥控器上的图像校正按键，使投影设备开启图像校正功能，自动对投影图像进行图像校正。

在一些实施例中，图像校正指令也可以根据投影设备内置的控制程序自动生成。

可以是投影设备在开机后主动生成图像校正指令。例如，当投影设备检测到开机后的首次视频信号输入时，可以生成图像校正指令，从而触发图像校正功能。

也可以是投影设备在工作过程中，自行生成图像校正指令。考虑到用户在使用投影设备的过程中，可能主动移动投影设备或者不小心碰到投影设备，导致投影设备的摆放姿态或设置位置发生改变，投影图像也可能变为梯形图像。此时，为了保证用户的观看体验性，投影设备可以自动进行图像校正。

具体的，投影设备可以实时检测自身的情况。当投影设备检测到自身摆放姿态或设置位置发生改变时，可以生成图像校正指令，从而触发图像校正功能。

在一些实施例中，投影设备通过其配置组件可实时监测设备的移动，并将监测结果即时反馈至投影设备控制器，以实现投影设备移动后，控制器即时启动图像校正功能在第一时间实现投影图像自动校正。例如，通过投影设备配置的陀螺仪、或TOF(Time ofFlight，飞行时间)传感器，控制器接收来来自陀螺仪、TOF传感器的监测数据，以判定投影设备是否发生移动。

在判定投影设备发生移动后，控制器可以生成图像校正指令，并开启图像校正功能。

其中，飞行时间传感器通过调节发射脉冲的频率改变实现距离测量和位置移动监测，其测量精度不会随着测量距离的增大而降低，且抗干扰能力强。

图7示出了一些实施例中投影设备实现显示控制的***框架示意图。

在一些实施例中，本申请提供的投影仪具备长焦微投的特点，投影仪包括控制器，所述控制器通过预设算法可对光机画面进行显示控制，以实现显示画面自动梯形校正、自动入幕、自动避障、自动对焦、以及防射眼等功能。可以理解，投影仪通过基于几何校正的显示控制方法，可实现长焦微投场景下的灵活位置移动；设备在每次移动过程中，针对可能出现的投影画面失真、投影面异物遮挡、投影画面从幕布异常等问题，控制器可控制投影仪实现自动显示校正功能，使其自动恢复正常显示。

在一些实施例中，基于几何校正的显示控制***，包括应用程序服务层(APKService：Android application package Service)、服务层、以及底层算法库。

应用程序服务层用于实现投影仪和用户之间的交互；基于用户界面的显示，用户可对投影仪的各项参数以及显示画面进行配置，控制器通过协调、调用各种功能对应的算法服务，可实现投影仪在显示异常时自动校正其显示画面的功能。

服务层可包括校正服务、摄像头服务、飞行时间(TOF)服务等内容，服务向上对应于应用程序服务层(APK Service)，实现投影仪不同配置服务的对应特定功能；服务层向下对接算法库、相机、飞行时间传感器等数据采集业务，实现封装底层复杂逻辑。

底层算法库提供校正服务、以及投影仪实现各种功能的控制算法，算法库可基于OpenCV(基于许可开源)完成各种数学运算，为校正服务提供基础计算能力；OpenCV是一个基于BSD许可开源发行的跨平台计算机视觉、机器学习软件库，可以运行在多种现有操作***环境中。

在一些实施例中，投影仪配置有陀螺仪传感器；设备在移动过程中，陀螺仪传感器可感知位置移动、并主动采集移动数据；然后通过***框架层将已采集数据发送至应用程序服务层，用于支撑用户界面交互、应用程序交互过程中所需应用数据，其中的采集数据还可用于控制器在算法服务实现中的数据调用。

在一些实施例中，投影仪配置有飞行时间(TOF)传感器，在飞行时间传感器采集到相应数据后，所述数据将被发送至服务层对应的飞行时间服务；

上述飞行时间服务获取数据后，将采集数据通过进程通信框架发送至应用程序服务层，数据将用于控制器的数据调用、用户界面、程序应用等交互使用。

在一些实施例中，投影仪配置有用于采集图像的相机，所述相机可实施为双目相机、或深度相机、或3D相机等；

相机采集数据将发送至摄像头服务，然后由摄像头服务将采集图像数据发送至进程通信框架、和/或投影仪校正服务；所述投影仪校正服务可接收摄像头服务发送的相机采集数据，控制器针对所需实现的不同功能可在算法库中调用对应的控制算法。

在一些实施例中，通过进程通信框架、与应用程序服务进行数据交互，然后经进程通信框架将计算结果反馈至校正服务；校正服务将获取的计算结果发送至投影仪操作***，以生成控制信令，并将控制信令发送至光机控制驱动以控制光机工况、实现显示图像的自动校正。

在一些实施例中，当检测到图像校正指令时，投影设备可以对投影图像进行校正。

对于投影图像的校正，可预先创建距离、水平夹角、及偏移角之间的关联关系。然后投影设备控制器通过获取光机至投影面的当前距离，结合所属关联关系确定该时刻光机与投影面的夹角，实现投影图像校正。其中，所述夹角具体实施为光机中轴线与投影面的夹角。

但是，在一些复杂环境下，可能会发生提前创建的关联关系不能适应所有复杂环境的情况，而导致投影图像校正失败。

为了准确的对投影图像进行校正，投影设备可以重新确定出待投影区域的位置，从而将播放内容投射至待投影区域，实现对投影图像的校正。

图8示出了一些实施例中投影设备各部件的交互流程图。

在一些实施例中，当获取到图像校正指令时，投影设备可以对投影图像进行梯形校正。具体的，可以通过预设的梯形校正算法对投影图像实现校正功能。投影设备可以在投影面中投射校正图卡，并根据该校正图卡确定投影面的位置信息。根据投影面的位置信息，可以确定出投影面和投影设备之间的投射关系。本申请实施例中，投射关系指的是投影设备将图像投射到投影面的投射关系，具体为投影设备的光机投射的播放内容，和投影面之间的映射关系。在确定了投影面和投影设备之间的投射关系后，投影设备可以确定出待投射区域的位置信息，从而进行投射，实现图像校正。

需要说明的是，本申请实施例可以基于双目相机构建世界坐标系下投影面与光机坐标系的转换矩阵，该转换矩阵即为投影面中的投影图像与光机播放的播放图卡之间的单应性关系，该单应性关系也称为投射关系，利用该单应性关系即可实现投影图像与播放图卡之间的任意形状转换。

在一些实施例中，当获取到图像校正指令时，投影设备可以先投射校正图卡。具体的，控制器可以控制光机将校正图卡投射至投影面上。

在投射校正图卡后，控制器还可以控制相机对投影面中显示的校正图卡进行拍摄，得到校正图像。

校正图卡中可以包含若干个校正特征点，因此相机拍摄到的校正图像中也会包含校正图卡中的所有的校正特征点。通过校正特征点可以确定出投影面的位置信息。需要说明的是，对于一个平面来说，当确定出该平面中三个点的位置后，即可确定出该平面的位置信息。因此，为了能够确定出投影面的位置信息，需要确定出投影面中至少三个点的位置，即校正图卡中需要包括至少三个校正特征点。根据这至少三个校正特征点即可确定出投影面的位置信息。

在一些实施例中，校正图卡中可以包含用户预先设定的图案、颜色特征。校正图卡可以是棋盘格图卡，棋盘格图卡设置为黑白相间的棋盘格，如图9所示，棋盘格图卡中包含的校正特征点为矩形的角点。校正图卡中的图案也可设置为圆环图卡，包括圆环图案，如图10所示，圆环图卡中包含的校正特征点为各圆环上对应的实心点。在一些实施例中，校正图卡还可设置为上述两类图案的组合，或者还可以设置为其它具有可识别特征点的图案。

图11示出了一些实施例中获取投射关系的流程示意图。

在一些实施例中，光机将校正图卡投射到投影面上之后，控制器可以控制相机对校正图卡进行拍摄，得到校正图像，以获取校正特征点的位置。

具体的，相机可以是双目相机，在光机的两侧各设置有一个相机。通过该双目相机对校正图卡进行拍摄，左相机拍摄得到第一校正图像，右相机拍摄得到第二校正图像。

控制器可以对校正图像进行图像识别处理，得到校正特征点在校正图像中的第一位置。在本申请实施例中，第一位置指的是：在校正图像对应的图像坐标系下，校正特征点的坐标信息。

图像坐标系指的是：以图像中心为坐标原点，X，Y轴平行于图像两边的坐标系。本申请实施例中的图像坐标系可以设定如下：对于用户预先设定的投影区域，可以将该投影区域的中心点设置为原点，水平方向为X轴，垂直方向为Y轴。根据预设的投影区域可以提前设置高图像坐标系。

可以根据图像坐标系，确定出校正图像中的校正特征点的坐标信息。

对于同一个校正特征点来说，其在左相机拍摄到的第一校正图像中的第一位置，和在右相机拍摄到的第二校正图像中的第一位置，可能是不同的。通过同一个校正特征点的两个第一位置可以确定出该校正特征点在左右相机任一个的相机坐标系下的坐标。

本申请实施例中，相机坐标系具体为：以相机的光点为中心，光轴为Z轴，平行于投影面为XOY面建立空间的直接坐标系。

对于双目相机来说，确定出校正特征点在其中任意一个相机对应的相机坐标系下的坐标即可，本申请实施例中以左相机为例介绍。

具体的，可以根据同一个校正特征点在两张校正图像中的第一位置，确定出该校正特征点在左相机的相机坐标系下的坐标信息，设定为P(x,y,z)。

在一些实施例中，在获取到校正特征点在左相机的相机坐标系下的坐标信息后，控制器可以将该坐标信息换转为校正特征点在光机坐标系下的坐标。

本申请实施例中，光机坐标系具体为：以光机的光点为中心，光轴为Z轴，平行于投影面为XOY面建立空间的直接坐标系。需要说明的是，光机坐标系和相机坐标系之间是可以相互转换的，因此校正特征点在相机坐标系中的坐标可以转换为光机坐标系中的坐标。具体的，可以根据光机相机间的外参，将校正特征点在两个坐标系之间进行转换。光机相机间的外参是投影设备在制造出厂时已标注于设备外壳、或说明书的设备参数，通常基于投影设备的功能、组装、制造、零件而设定，适用于同一型号的所有投影设备，可以包括光机相机间旋转矩阵和平移矩阵。

根据光机相机间的外参，可以确定光机坐标系和相机坐标系之间的转换关系，并进一步得到校正特征点在光机坐标系下的坐标。

转换公式如下：

P′(x′,y′,z′)＝RRR*P+TTT (1)

其中：

P′(x′,y′,z′)为校正特征点在光机坐标系中的坐标。

RRR为光机相机间旋转矩阵，TTT为光机相机间平移矩阵。

在一些实施例中，在获取到校正特征点在光机坐标系中的坐标后，可以确定出投影面在光机坐标系下的投影面方程。

需要说明的是，由于需要至少三个点的坐标信息才可以确定出一个平面的位置信息。因此，控制器可以获取至少校正图像中的至少三个校正特征点的第一位置，并根据这些校正特征点的第一位置确定出相机坐标系下的坐标信息。进一步可以将相机坐标系下的坐标信息转换为光机坐标系下的坐标信息。

在确定出至少三个校正特征点在光机坐标系下的坐标信息后，控制器可以对这些校正特征点的坐标进行拟合，从而得到投影面在光机坐标系下的投影面方程。投影面方程可以表示为：

z＝ax+by+c (2)

或如下公式：

在一些实施例中，在确定了投影面在光机坐标系下的投影面方程后，控制器可以根据投影面方程获取光机坐标系和世界坐标系的转换矩阵，该转换矩阵用于表征投射关系。

在本申请实施例中，世界坐标系设定为：以图像坐标系为XOY面，即投影面为XOY面，其中原点为用户预先设定的投影区域的中心点。以垂直于投影面的方向设定Z轴，建立的空间坐标系。

在获取光机坐标系和世界坐标系的转换矩阵时，控制器可以分别确定投影面在世界坐标系下的表示，以及投影面在光机坐标系下的表示。

具体的，控制器可以先确定投影面在世界坐标系下的单位法向量。

由于投影面本身即为世界坐标系的XOY面，因此投影面在世界坐标系下的单位法向量可以表示为：

m＝(0,0,1)*T (4)

控制器还可以根据投影面在光机坐标系下的投影面方程获取投影面在光机坐标系下的单位法向量，该投影面在光机坐标系下的单位法向量可表示为公式：

根据投影面在两个坐标系下的单位法向量，可以获取光机坐标系和世界坐标系之间的转换矩阵，相互关系表示为如下公式：

m＝R1*n (6)

其中：R1表示光机坐标系和世界坐标系之间的转换矩阵。

该转换矩阵即可表示光机投射的播放内容，和投影面之间的映射关系。

在确定了映射关系之后，控制器可以实现某个点的坐标在世界坐标系和光机坐标系之间的转换。对于投影面中已经确定的某个目标区域，可以直接确定出其在世界坐标系中的坐标表示。控制器可以根据转换矩阵将世界坐标系中的坐标表示转换为光机坐标系中的坐标表示，从而确定出对于投影设备来说，目标区域的位置信息，从而将播放内容直接投射到该目标盘区域中，可以实现图像校正。

相关技术中，在通过特征图卡确定出某个平面的方程时，一般会将该特征图卡中所有的特征点一同进行识别，并将所有的特征点一同拟合，从而确定出该平面的表示方程。然而，相机拍摄过程中会存在相机畸变，对于拍摄得到的图片来说，距离图片中心越远的区域，畸变越大。对于在畸变较大区域中提取的特征点，对其识别得到的坐标的准确性较差，如果使用这种特征点进行拟合，得到的平面方程也是不准确的，从而对图像校正的精度产生影响，效果较差。

在一些实施例中，为了提高图像校正的准确性，当获取到图像校正指令时，控制器可以向投影面中投射预设的校正图卡，该校正图卡中可以包括用户设定好的若干个校正区域。图12示出了一些实施例中校正图卡的示意图。校正图卡中可以包括三种校正区域：第一校正区域、第二校正区域和第三校正区域。

三种校正区域可以沿着校正图卡从中心到边缘的方向逐次排列。其中，第一校正区域位于校正图卡的中间区域，如图中的A区域。为了能确定出投影面方程，第一校正区域中需要包括至少三个校正特征点，第一校正区域可以是棋盘格图案，也可以是圆环图案。第二校正区域位于第一校正区域和第三校正区域之间，如图中的四个B区域，包括B1-B4四个校正区域。每个第二校正区域的面积可以是相同的，都可以小于第一校正区域的面积。每个第二校正区域中都包括用户预先设定的图案，图案中包括至少三个校正特征点，其中，每个第二校正区域的图案可以是相同的，也可以是不同的，本申请实施例不做限定。第三校正区域位于校正图卡的边缘区域，如图中的16个C区域，包括C1-C16共16个校正区域。每个第三校正区域的面积可以是相同的，都小于第二校正区域的面积。每个第三校正区域中都包括至少三个校正特征点，可以包括用户预先设定的图案，其中，每个第三校正区域的图案可以是相同的，也可以是不同的。

由于相机拍摄过程中会存在相机畸变的情况，可以得知在三种校正区域中，第一校正区域的畸变情况最弱，因此根据第一校正区域中的校正特征点确定出的投影面方程的准确性是最高的。第二校正区域的畸变情况次于第一校正区域，因此第二校正区域中的校正特征点确定出的投影面方程的准确性也会低于第一校正区域。第三校正区域的畸变情况最强，因此根据第三校正区域中的校正特征点确定出的投影面方程的准确性也最低。

因此，控制器可以按照如下方式选择校正图像中的校正特征点：

由于相机拍摄得到的校正图像的中间区域的畸变情况最弱，因此可以优先识别中间区域。具体的，控制器可以先对校正图像中的第一校正区域进行识别，得到第一校正区域中至少三个校正特征点的位置信息。根据至少三个校正特征点的位置信息可以确定出投影面方程。

考虑到光机在投射校正图卡时，有部分区域可能因为环境的原因被遮挡住，导致无法显示到投影面中，例如，第一校正区域有可能被遮挡，导致相机拍摄到的校正图像中不存在该第一校正区域，从而影响后续获取投影面方程。因此，如果控制器没有识别到第一校正区域时，可以对其他的校正区域进行识别。

由于第二校正区域的畸变情况会弱于第三校正区域，因此可以优先识别第二校正区域。具体的，控制器可以对校正图像中的第二校正区域进行识别，得到第二校正区域中至少三个校正特征点的位置信息。由于每个第二校正区域中均包含至少三个校正特征点，因此可以对任意一个第二校正区域进行识别，得到至少三个校正特征点的位置信息，也可以对所有的第二校正区域进行识别，得到至少三个校正特征点的位置信息。

如果所有的第二校正区域也被遮挡住，即控制器无法在校正图像中识别到第二校正区域，则可以识别第三校正区域。具体的，控制器可以对校正图像中的第三校正区域进行识别，得到第三校正区域中至少三个校正特征点的位置信息。可以对任意一个第三校正区域进行识别，也可以对所有的第三校正区域进行识别，得到至少三个校正特征点的位置信息。根据至少三个校正特征点的位置信息可以确定出投影面方程。

上述方法中，控制器是对每一种校正区域单独进行识别的，即识别到的至少三个校正特征点均属于同一种校正区域。

在一些实施例中，控制器也可以对校正图像中的所有校正区域进行识别，从而在所有的校正区域中随机识别出至少三个校正特征点的位置信息。这些校正特征点可以属于同一种校正区域，也可以属于不同种类的校正区域。

在一些实施例中，考虑到识别不同的校正区域时，对图像校正的准确性是不同的，可以对投影设备设置多种的识别模式。

例如，可以设置有三种识别模式。在第一识别模式下，控制器只对第一校正区域进行识别，并利用第一校正区域中的校正特征点获取投影面方程，进行图像校正。此时，图像校正的准确性最高，但相比于整个校正图像来说，第一校正区域中的校正特征点的数量较少，因此识别出第一校正区域中的校正特征点的适应性较低。一旦第一校正区域被遮挡，便无法识别到校正特征点。

在第二识别模式下，控制器可以对第一校正区域和第二校正区域进行识别，并利用两种校正区域中的校正特征点进行图像校正。相比于第一识别模式，图像校正的准确性会较低，但识别出的校正特征点的适应性较高。当第一校正区域被遮挡时，可以利用第二校正区域识别校正特征点。

在第三识别模式下，控制器可以对所有的校正区域进行识别，从而可以识别出所有校正区域中的校正特征点。相比于第一识别模式和第二识别模式，图像校正的准确性会较低，但识别出的校正特征点的适应性较高。即使第一校正区域和第二校正区域均被遮挡，也可以利用第三校正区域识别校正特征点。

用户可以根据需要选择不同的识别模式。

在一些实施例中，在确定出投射关系后，即光机坐标系和世界坐标系之间的转换矩阵后，控制器可以利用该投射关系确定投影面中的待投影区域的目标位置信息。本申请实施例中目标位置信息指的是待投影区域在光机坐标系下的位置信息。

控制器可以先确定出投影面中的待投影区域在世界坐标系中的位置信息。再根据转换矩阵将世界坐标系中的位置信息转换为光机坐标系下的位置信息。控制器可以控制光机将播放内容投射到目标位置信息处，即投射到待投影区域中。

在一些实施例中，在获取待投影区域的目标位置信息时，控制器可以先确定具体的待投影区域。

待投影区域可以是预先设定好的投影区域。具体的，可以由专业售后技术人员操作，也可以是用户自行设定的一个固定投影区域，通过将投影设备设置在工作时实现最佳投射效果的摆放位置处，投射到投影面中的显示区域。

该预设的投影区域在投影面中的位置信息是确定的，因此可以直接确定出该投影区域在投影面中，也即图像坐标系下的位置信息。投影区域一般设置为矩形区域，通过该矩形区域的四个顶点的坐标即可表示出该矩形区域的位置信息。设定矩形区域中一个顶点的坐标为(x，y)。由于投影面为世界坐标系的XOY平面，原点为预设的投影区域的中心点。因此，该顶点坐标在世界坐标系中的表示为(x，y，z)。

控制器可以根据转换矩阵将世界坐标系中的坐标表示转换为光机坐标系中的坐标表示，因此该顶点坐标在世界坐标系中的表示为(x’，y’，z)。控制器进一步可以获取到预设的投影区域的所有顶点在光机坐标系中的坐标，从而确定出该投影区域在光机坐标系中的位置信息。控制可以控制光机将播放内容投射到该位置信息处，实现图像校正。

在一些实施例中，在确定待投影区域时，控制器可以获取校正图卡对应的校正图像的最大内接矩形，并将该最大内接矩形确定为待投影区域。

其中，最大内接矩形的尺寸比例(长宽比)可以和校正图卡的尺寸比例是相同的。在校正图像中校正图卡的显示区域中，根据校正图卡的尺寸比例不断修正矩形的尺寸，直到矩形的四个顶点全部位于校正图卡的显示区域的边缘上，从而得到最大内接矩形。

控制器可以获取该最大内接矩形在光机坐标系下的位置信息，并控制光机将播放内容投射到该最大内接矩形中，实现图像校正。

图13示出了一些实施例中图像校正前后的示意图。

在一些实施例中，投影设备在将播放内容投射至投影面中时，如果投影设备和投影面之间存在障碍物，将会导致部分播放内容无法投射到投影面中。因此，投影设备可以进行避障处理，避开障碍物，确定出一块准确的投影区域，保证投射到该投影区域中的播放内容是完整的。

具体的，投影设备具有避障功能，用户可以选择开启或者关闭该功能。当投影设备关闭避障功能时，投影设备不会进行避障处理。当投影设备开启避障功能时，控制器可以控制光机投射避障图卡至投影面，并控制相机对避障图卡进行拍摄，得到避障图像。其中，避障图卡可以是纯白色图卡。

在一些实施例中，当检测到投影设备开启避障功能时，控制器可以同步进行梯形校正和避障处理。

控制器可以控制光机先投射避障图卡至投影面并控制相机对避障图卡进行拍摄，并将避障图像进行保存，进而根据避障图像进行避障处理。在拍摄避障图卡后，控制器可以控制光机投射校正图卡至投影面并控制相机对校正图卡进行拍摄，从而根据校正图像进行梯形校正处理。

在一些实施例中，在控制相机拍摄到避障图卡对应的避障图像后，可以对避障图像进行预处理，保证避障图像中只保留避障图卡对应的显示区域。控制器可以进一步根据避障图像进行避障处理，以确定投影面中的待投影区域。

相关技术中，在对投影设备进行避障处理时，对于拍摄到的图像，当有障碍物在里边时，一般利用二值化去提取障碍物轮廓，实现避障。然而，二值化是一个固定阈值，当用户场景改变后(如白天到夜晚)，光的亮度，障碍物的灰度值均会发生变化，该固定阈值明显不适应所有的场景，因此无法精确的实现避障。

在一些实施例中，控制器可以对避障图像进行HSV预处理。具体的，可以将避障图像转化到HSV空间中，HSV空间定义了各种颜色的HSV值，因此可以确定出避障图像中所有像素点的HSV值。图14示出了一些实施例中每种颜色的HSV值的示意图。可以看出，对于白色来说，HSV值为：

0<H<180，0<S<30，221<V<255

即对于避障图卡，由于是纯白色图卡，其中的像素点的HSV值应满足白色的HSV值范围。

控制器可以检测避障图像中每个像素点的HSV值是否满足白色HSV值。

在一些实施例中，考虑到误差影响，控制器可以预先设置一个HSV阈值，该HSV阈值可以比白色HSV值的范围略大，例如：0<H<180，0<S<50，200<V<255。

控制器可以检测避障图像中每个像素点的HSV值是否符合预设的HSV阈值。对于不符合条件的像素点设为第一类像素点，符合条件的像素点设置为第二类像素点。

控制器可以检测第一类像素点的数量是否满足预设的第一数量条件。第一数量条件可以设定为：第一类像素点的数量没有超过总像素点数量的一半。

如果满足条件，则控制器可以将所有的第一类像素点的灰度值设置为预设数值，预设数值可以是0。如果不满足条件，即第一类像素点的数量大于总数量的一半，则不进行处理。

当投影设备投影到其他背景下(如黄色、蓝色的背景下)，采用HSV转换后，会将大部分投影区域当成障碍物，造成错误避障，因而采用上述方法，判断HSV阈值范围外的像素个数，可以避免这种特殊情况。

在一些实施例中，在对避障图像进行HSV预处理后，控制器可以进一步对避障图像进行避障处理。

控制器可以对避障图像进行灰度处理，并统计每个灰度值对应的像素点数量。可以得到灰度值曲线，如图15所示。灰度值曲线用于表征灰度值和像素点数量的关系。其中，X轴表示灰度值，Y轴表示像素点数量。

控制器可以先确定出像素点数量最多的灰度值，设定为第一灰度值，如图中的点A。以第一灰度值为中心，在第一灰度值的两侧分别寻找一个最近的灰度值极小值。可以看出，图中的点B为左侧的极小值点，点B为右侧的极小值点。从而确定出点B和点C对应的两个灰度值极小值。

控制器可以统计这两个灰度值极小值之间的灰度值区间。

在一些实施例中，在获取到灰度值极小值后，控制器可以根据预设条件对灰度值极小值进行检测。预设条件为：灰度值极小值的像素点数量小于预设比例的第一灰度值的像素点数量。预设比例可以由技术人员自行设定，例如2/3。因此，预设条件可以是：灰度值极小值的像素点数量，小于第一灰度值的像素点数量的2/3。

当检测到灰度值极小值满足预设条件时，可以保留该灰度值极小值。如果不满足预设条件，则不采用该灰度值极小值，而是沿着该灰度值极小值的方向，寻找下一个最近的灰度值极小值，直到寻找到满足预设条件的灰度值极小值。

图16示出了一些实施例中灰度值曲线的示意图。其中，点A为像素点数量最多的灰度值点，即第一灰度值。点A的左侧有两个极小值点B1和B2。其中，距离A最近的为B1，但B1的像素点数量明显要大于A的像素点数量的2/3，因此B1不能作为灰度值极小值，需要继续向左寻找。点B2符合条件，因此B2可以作为灰度值极小值。在点A的右侧有一个极小值点C，符合预设条件，可以作为灰度值极小值。因此，点B2和点C对应两个灰度值极小值。

在一些实施例中，在确定了第一灰度值左右两侧的灰度值极小值后，可以进一步确定这两个灰度值极小值之间的灰度值区间，并将该灰度值区间中所有像素点对应的区域确定为投射区域。

控制器可以在投射区域中获取最大内接矩形，并将该最大内接矩形作为待投影区域。

在一些实施例中，考虑到拍照环境比较复杂，在选取第一灰度值后，第一灰度值对应的灰度值区间内的像素点个数很少，导致选中的待投影区域会较小。

因此，在获取到第一灰度值对应的灰度值区间(设定为第一灰度值区间)后，控制器可以检测该第一灰度值区间内所有像素点的数量是否满足预设的第二数量条件。第二数量条件可以设定为：第一灰度值区间内所有像素点的数量小于预设比例的像素点总数量。预设比例可以是1/30。即第二数量条件可以设定为：第一灰度值区间内所有像素点的数量小于像素点总数量的1/30。

如果检测到不满足条件，则依然可以将第一灰度值区间中所有像素点对应的区域作为投射区域，并进一步获取到待投影区域。

如果检测到满足条件，则控制器可以在第一灰度值区间的两侧分别获取像素点数量最多的第二灰度值和第三灰度值。

具体的，灰度值一般为0-255。设定第一灰度值区间为(a，b)。则整个灰度值情况可以分为三个区间：(0，a)、(a，b)、(b，255)。其中，第一灰度值区间(a，b)中，像素点最多的灰度值为第一灰度值。

在第一灰度值区间左右两侧各寻找像素点数量最多的灰度值。其中，区间(0，a)中，像素点数量最多的灰度值为第二灰度值。区间(b，255)中，像素点数量最多的灰度值为第三灰度值。

分别以第二灰度值和第三灰度值为中心，确定中心左右两侧最近的灰度值极小值，并将两个灰度值极小值之间的区间确定为中心的灰度值区间。具体确定方法参考上述内容，此处不再赘述。

因此，可以获取到第二灰度值对应的第二灰度值区间，以及第三灰度值对应的第三灰度值区间。

图17示出了一些实施例中灰度值曲线的示意图。

其中，点A1为像素点数量最多的灰度值点，即第一灰度值。点A对应的灰度值极小值点为点B1和点C1。通过确定点B1和点C1区间内，像素点的数量满足第二数量条件，因此可以在点B1左侧寻找像素点数量最多的第二灰度值A2，以及在点C1右侧寻找像素点数量最多的第三灰度值A2。点A2对应的灰度值极小值点为点B2和点C2，即点B2和点C2之间的区间为第二灰度值区间。点A3对应的灰度值极小值点为点B3和点C3，即点B3和点C3之间的区间为第三灰度值区间。

控制器可以统计第二灰度值区间和第三灰度值区间中像素点的数量。同时将第一灰度值区间、第二灰度值区间和第三灰度值区间三个区间中，像素点数量最多的灰度值区间确定为目标灰度值区间。目标灰度值区间对应的所有像素点形成的区域可以确定为投射区域。控制器进一步根据投射区域确定出待投影区域。

在一些实施例中，在确定投影面中的待投影区域后，可以获取待投影区域在世界坐标系下的位置信息。根据投射关系，控制器可以将世界坐标系下的位置信息转换为光机坐标系下的位置信息，得到目标位置信息。

根据该目标位置信息，控制器可以控制光机将播放内容投射至待投影区域，从而实现图像校正。

本申请实施例还提供了一种图像校正方法，应用于投影设备，如图18所示，该方法包括：

步骤1801、响应于图像校正指令，控制光机投射校正图卡至投影面，并控制相机对校正图卡进行拍摄，得到校正图像。校正图卡中包含校正特征点。

步骤1802、确定校正特征点在校正图像中的第一位置，并根据第一位置获取投射关系；投射关系指的是光机投射的播放内容，和投影面之间的映射关系。

步骤1803、根据投射关系确定投影面中的待投影区域的目标位置信息。

步骤1804、根据目标位置信息，控制光机投射播放内容至待投影区域。

本说明书中各个实施例之间相同相似的部分互相参照即可，在此不再赘述。

本领域的技术人员可以清楚地了解到本发明实施例中的技术可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现。基于这样的理解，本发明实施例中的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例或者实施例的某些部分的方法。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的范围。

为了方便解释，已经结合具体的实施方式进行了上述说明。但是，上述示例性的讨论不是意图穷尽或者将实施方式限定到上述公开的具体形式。根据上述的教导，可以得到多种修改和变形。上述实施方式的选择和描述是为了更好的解释原理以及实际的应用，从而使得本领域技术人员更好的使用实施方式以及适于具体使用考虑的各种不同的变形的实施方式。

Claims (9)

1.一种投影设备，其特征在于，包括：

光机，被配置为投射播放内容至投影面；

相机，被配置为拍摄所述投影面中显示的图像；

控制器，被配置为：

响应于图像校正指令，控制所述光机投射校正图卡至所述投影面，并控制所述相机对所述校正图卡进行拍摄，得到校正图像；所述校正图卡中包含校正特征点；

确定所述校正特征点在所述校正图像中的第一位置，并根据所述第一位置获取投射关系；所述投射关系为所述光机投射的播放内容，和所述投影面之间的映射关系；

控制所述光机投射避障图卡至所述投影面，并控制所述相机对所述避障图卡进行拍摄，得到避障图像；对避障图像进行灰度处理，并统计每个灰度值对应的像素点数量，以生成灰度值曲线；

在所述灰度值曲线中，获取第一灰度值的左右两侧的目标灰度值极小值；所述第一灰度值为像素点数量最多的灰度值；所述目标灰度值极小值为满足预设条件且距离所述第一灰度值最近的灰度值极小值；所述预设条件为：灰度值极小值对应的像素点数量小于预设比例的第一灰度值对应的像素点数量；

获取所述目标灰度值极小值之间的第一灰度值区间，并将所述第一灰度值区间对应的所有像素点的区域确定为投射区域；获取所述投射区域中的最大内接矩形，并作为待投影区域；

根据所述投射关系确定所述投影面中待投影区域的目标位置信息；

根据所述目标位置信息，控制所述光机投射播放内容至所述待投影区域。

2.根据权利要求1所述的投影设备，其特征在于，所述控制器被配置为：

在执行根据所述第一位置关系获取投射关系的步骤中，

根据所述第一位置获取所述校正特征点在相机坐标系下的第一坐标；

将所述第一坐标转换为所述校正特征点在光机坐标系下的第二坐标；

根据所述第二坐标获取所述投影面在光机坐标系下的投影面方程；

根据所述投影面方程获取所述光机坐标系和世界坐标系的转换矩阵，所述转换矩阵用于表征所述投射关系。

3.根据权利要求2所述的投影设备，其特征在于，所述第一位置为所述校正图像对应的图像坐标系下，所述校正特征点的坐标信息；所述控制器被配置为：

在执行根据所述投影面方程获取所述光机坐标系和世界坐标系的转换矩阵的步骤中，

确定所述投影面在所述世界坐标系下的第一单位法向量；

根据所述投影面方程获取所述投影面在所述光机坐标系下的第二单位法向量；

根据所述第一单位法向量和所述第二单位法向量获取所述光机坐标系和所述世界坐标系的转换矩阵。

4.根据权利要求2所述的投影设备，其特征在于，所述控制器被配置为：

在执行确定所述校正特征点在所述校正图像中的第一位置的步骤中，

获取所述校正图像中的至少三个校正特征点的第一位置；

在执行根据所述第二坐标获取所述投影面在光机坐标系下的投影面方程的步骤中，

将所述至少三个校正特征点的第二坐标进行拟合，得到所述投影面在光机坐标系下的投影面方程。

5.根据权利要求4所述的投影设备，其特征在于，所述校正图卡包括：第一校正区域、第二校正区域和第三校正区域；其中，所述第一校正区域位于所述校正图卡的中间区域，所述第三校正区域位于所述校正图卡的边缘区域，所述第二校正区域位于所述第一校正区域和所述第三校正区域之间；所述控制器被配置为：

在执行获取所述校正图像中的至少三个校正特征点的第一位置的步骤中，

对所述校正图像中的所述第一校正区域进行识别，得到所述第一校正区域中至少三个校正特征点的第一位置；

基于未识别到所述第一校正区域，对所述校正图像中的所述第二校正区域进行识别，得到所述第二校正区域中至少三个校正特征点的第一位置；

基于未识别到所述第二校正区域，对所述校正图像中的所述第三校正区域进行识别，得到所述第三校正区域中至少三个校正特征点的第一位置。

6.根据权利要求3所述的投影设备，其特征在于，所述控制器被配置为：

在执行根据所述投射关系确定所述投影面中的待投影区域的目标位置信息的步骤中，

确定所述投影面中的待投影区域；

获取所述待投影区域在所述世界坐标系下的位置信息，并根据投射关系转换为所述光机坐标系下的位置信息，所述光机坐标系下的位置信息即为所述目标位置信息。

7.根据权利要求6所述的投影设备，其特征在于，所述控制器被配置为：

在执行对避障图像进行灰度处理的步骤前，

获取所述避障图像中所有像素点的HSV值；

根据每个像素点的HSV值统计不符合预设的HSV阈值的第一类像素点；

如果所述第一类像素点的数量满足预设的第一数量条件，则将所有的第一类像素点的灰度值设置为预设数值；如果不满足条件，则不进行处理。

8.根据权利要求6所述的投影设备，其特征在于，所述控制器被配置为：

在执行将所述第一灰度值区间对应的所有像素点的区域确定为投射区域的步骤中，

判断所述第一灰度值区间对应的所有像素点的数量是否满足预设的第二数量条件；

若否，则将所述第一灰度值区间对应的所有像素点的区域确定为投射区域；

若是，则在所述第一灰度值区间的两侧分别获取像素点数量最多的第二灰度值和第三灰度值；分别获取所述第二灰度值和所述第三灰度值对应的第二灰度值区间和第三灰度值区间；将三个灰度值区间中像素点数量最多的灰度值区间，对应的所有像素点的区域确定为投射区域。

9.一种图像校正方法，应用于投影设备，其特征在于，所述方法包括：

响应于图像校正指令，控制光机投射校正图卡至投影面，并控制相机对所述校正图卡进行拍摄，得到校正图像；所述校正图卡中包含校正特征点；

确定所述校正特征点在所述校正图像中的第一位置，并根据所述第一位置获取投射关系；所述投射关系为所述光机投射的播放内容，和所述投影面之间的映射关系；

控制所述光机投射避障图卡至所述投影面，并控制所述相机对所述避障图卡进行拍摄，得到避障图像；对避障图像进行灰度处理，并统计每个灰度值对应的像素点数量，以生成灰度值曲线；

在所述灰度值曲线中，获取第一灰度值的左右两侧的目标灰度值极小值；所述第一灰度值为像素点数量最多的灰度值；所述目标灰度值极小值为满足预设条件且距离所述第一灰度值最近的灰度值极小值；所述预设条件为：灰度值极小值对应的像素点数量小于预设比例的第一灰度值对应的像素点数量；

获取所述目标灰度值极小值之间的第一灰度值区间，并将所述第一灰度值区间对应的所有像素点的区域确定为投射区域；获取所述投射区域中的最大内接矩形，并作为待投影区域；

根据所述投射关系确定所述投影面中待投影区域的目标位置信息；

根据所述目标位置信息，控制所述光机投射播放内容至所述待投影区域。