CN114979599B - 激光投影设备及投影图像的校正方法 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种激光投影设备及投影图像的校正方法，属于电子技术领域。激光投影设备可以根据确定第一变换关系，以及投影图像的四个顶点在第二坐标系中的参考位置，对投影图像的显示效果进行校正。由此能够确保将投影图像投射至投影屏幕内，且投影图像的投影形状与投影屏幕的形状相同，从而确保投影图像的显示效果较好。并且，激光投影设备可以基于投影图像包括的用户交互界面进行自动几何校正，而无需显示用于图像校正的校正图卡，由此降低了用户对自动几何校正过程的感知，提升用户体验。
Description
技术领域
本公开涉及电子技术领域，特别涉及一种激光投影设备及投影图像的校正方法。
背景技术
超短焦激光投影设备可以将投影图像投影显示至投影屏幕上。对于超短焦激光投影设备而言，由于投影成像的原理使得光线斜向上出射，因此超短焦激光投影设备中的光学引擎出射的激光光束与投影屏幕之间的位置必须严格对位，超短焦激光投影设备轻微的移位也会导致画面的形变或畸变。若用户不小心移动了超短焦激光投影设备，则超短焦激光投影设备投影显示的投影图像可能会覆盖投影屏幕的顶点，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激光投影设备及投影图像的校正方法，可以解决相关技术中在激光投影设备发生偏移的情况下，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，所述方法包括：
在将投影图像投射至投影屏幕的过程中，获取对所述投影图像进行拍摄得到的拍摄图像，其中，所述投影图像覆盖所述投影屏幕的四个顶点，且所述投影图像包括用户交互界面，且所述用户交互界面包括多边形框；
根据所述多边形框的多个第一顶点在所述拍摄图像的第一坐标系中的第一目标位置，以及所述多个第一顶点在所述投影图像的第二坐标系中的第一初始位置，确定所述第一坐标系和所述第二坐标系之间的第一变换关系；
根据所述第一变换关系，以及所述投影图像的四个第二顶点在所述第二坐标系中的参考位置，校正所述投影图像的显示效果。
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：
在将投影图像投射至投影屏幕的过程中，获取对所述投影图像进行拍摄得到的拍摄图像，其中，所述投影图像覆盖所述投影屏幕的四个顶点，且所述投影图像包括用户交互界面，且所述用户交互界面包括多边形框；
根据所述多边形框的多个第一顶点在所述拍摄图像的第一坐标系中的第一目标位置，以及所述多个第一顶点在所述投影图像的第二坐标系中的第一初始位置，确定所述第一坐标系和所述第二坐标系之间的第一变换关系；
根据所述第一变换关系，以及所述投影图像的四个第二顶点在所述第二坐标系中的参考位置，校正所述投影图像的显示效果。
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激光投影设备及投影图像的校正方法，激光投影设备可以根据确定第一变换关系，以及投影图像的四个顶点在第二坐标系中的参考位置，对投影图像的显示效果进行校正。由此能够确保将投影图像投射至投影屏幕内，且投影图像的投影形状与投影屏幕的形状相同，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另一种投影图像的校正方法的流程图；
图3是本公开实施例提供的一种投影图像的示意图；
图4是本公开实施例提供的另一种投影图像的示意图；
图5是本公开实施例提供的又一种投影图像的示意图；
图6是本公开实施例提供的再一种投影图像的示意图；
图7是本公开实施例提供的一种第二坐标系的示意图；
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；
图9是本公开实施例提供的另一种激光投影设备的结构示意图；
图10是本公开实施例提供的一种投影图像发生形变的示意图；
图11是本公开实施例提供的另一种投影图像发生形变的示意图；
图12是本公开实施例提供的又一种投影图像发生形变的示意图；
图13是本公开实施例提供的一种校正图卡的示意图；
图14是本公开实施例提供的另一种校正图卡的示意图。
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，可选的，该激光投影设备可以为超短焦激光投影设备，或者中长焦激光投影设备。如图1所示，该方法包括：
步骤101、在将投影图像投射至投影屏幕的过程中，获取对投影图像进行拍摄得到的拍摄图像。
在本公开实施例中，激光投影设备在将投影图像投射至投影屏幕的过程中，可以获取对投影图像进行拍摄得到的拍摄图像。
其中，该投影图像能够覆盖投影屏幕的四个顶点，且该投影图像可以包括多边形框。该多边形框的面积大于面积阈值，即该多边形框的面积较大。
可选的，该投影图像可以包括用户交互界面，也称用户界面(user interface，UI)。该用户交互界面中可以包括多边形框。
步骤102、根据多边形框的多个第一顶点在拍摄图像的第一坐标系中的第一目标位置，以及多个第一顶点在投影图像的第二坐标系中的第一初始位置，确定第一坐标系和第二坐标系之间的第一变换关系。
激光投影设备在获取到拍摄图像后，可以根据多边形框的多个第一顶点在拍摄图像的第一坐标系中的第一目标位置，以及多个第一顶点在投影图像的第二坐标系中的第一初始位置，确定第一坐标系和第二坐标系之间的第一变换关系。其中，激光投影设备中可以预先存储有多个第一顶点的第一初始位置。
步骤103、根据第一变换关系，以及投影图像的四个第二顶点在第二坐标系中的参考位置，校正投影图像的显示效果。
激光投影设备在确定第一坐标系和第二坐标系之间的第一变换关系之后，可以根据该第一变换关系，以及投影图像的四个第二顶点在第二坐标系中的参考位置，校正投影图像的显示效果。其中，激光投影设备中可以预先存储有四个第二顶点的参考位置。
该投影图像的显示效果可以包括该投影图像在投影屏幕的投影位置，和/或，该投影图像在投影屏幕的投影形状。该校正后的投影图像的投影位置位于投影屏幕内，且投影图像的投影形状与投影屏幕的形状相同。其中，该投影图像的投影位置位于投影屏幕内指的是投影图像中所有像素的投影位置均位于投影屏幕内，且该投影图像的边缘像素的投影位置与投影屏幕的投影区域的边缘对齐。该投影图像的边缘像素指的是位于投影图像最***区域的像素。
综上所述，本公开实施例提供了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确定第一变换关系，以及投影图像的四个顶点在第二坐标系中的参考位置，对投影图像的显示效果进行校正。由此能够确保将投影图像投射至投影屏幕内，且投影图像的投影形状与投影屏幕的形状相同，从而确保投影图像的显示效果较好。
并且，激光投影设备可以基于投影图像包括的用户交互界面进行自动几何校正，而无需显示用于图像校正的校正图卡，由此降低了用户对自动几何校正过程的感知，实现无感校正，提升用户体验。
图2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，该激光投影设备可以为超短焦激光投影设备，或者中长焦激光投影设备。如图2所示，该方法可以包括：
步骤201、在将投影图像投射至投影屏幕的过程中，获取对投影图像进行拍摄得到的拍摄图像。
在本公开实施例中，激光投影设备在将投影图像投射至投影屏幕的过程中，可以获取对投影图像进行拍摄得到的拍摄图像。
其中，该投影图像能够覆盖投影屏幕的四个顶点，且该投影图像可以包括多边形框。该多边形框的面积大于面积阈值，即该多边形框的面积较大。
该多边形可以为由至少四个顶点围成的图形。例如，该多边形可以为四边形或者六边形。可选的，该多边形框的形状可以与投影屏幕的形状相同。例如，该多边形框的形状和投影屏幕的形状均可以为矩形，也即是该每个多边形框均可以为矩形框。
在本公开实施例中，该投影图像可以包括用户交互界面，该用户交互界面也可以称为用户界面(user interface，UI)。该用户交互界面中可以包括多个多边形框和多个多边形的交互控件，该多边形框可以为该交互控件的边框。
可选的，该投影图像可以为用户交互界面，即该投影图像不包括多媒体信号或者视频信号。例如，参考图3、图4和图5，投影图像可以为主界面。或者参考图6，该投影图像可以为视频源选择界面。
或者，该投影图像可以包括多媒体信号和视频信号中的一种信号，以及用户交互界面。因此在图像校正过程中用户可以观看多媒体信号或者视频信号，由此不影响用户的正常观看，用户体验较好。例如，该用户交互界面还可以是频道选择界面，用户可以在观看多媒体信号的时候，可以选择电视频道，由此使得激光投影设备在播放多媒体信号的同时，显示频道选择界面。
激光投影设备可以响应于开机指令，显示该投影图像，参考图3、图4和图5，该投影图像可以为主界面。
或者，激光投影设备可以响应于视频源切换指令，显示该投影图像，参考图6，该投影图像可以为视频源选择界面。其中，该视频源切换指令可以是根据对遥控器上的视频源切换按钮的选中操作生成的。该遥控器可以为用于控制激光投影设备的遥控器。
或者，激光投影设备可以响应于针对用户交互界面的显示指令，显示该投影图像，参考图3、图4和图5，该投影图像可以为主界面。其中，该针对用户交互界面的显示指令可以是根据对遥控器上的主界面显示按钮的选中操作生成的。
参考图3、图4和图5，该投影图像01还可以包括多个交互按钮001和视图子界面002。其中，交互按钮001是用于与用户交互的按钮，也可以称为控件，且该交互按钮的尺寸小于交互控件的尺寸。该视图子界面002是用于显示交互控件的界面。示例的，该多个交互按钮001的名称可以包括“我的”、“频道”、“影视”、“教育”、“购物”和“应用”。
其中，每个交互按钮可以与多个多边形框对应。激光投影设备在接收到针对该多个交互按钮中目标交互按钮的选中操作之后，可以在该视图子界面中显示与该交互按钮对应的多个多边形框。该不同的交互按钮对应的多个多边形框的个数可以相同，也可以不相同，且不同的交互按钮对应的多个多边形框的排布方式可以相同，也可以不同。
参考图3，激光投影设备在接收到针对名称为“影视”的目标交互按钮001的选中操作后，可以在视图子界面002中显示与该名称为“影视”的目标交互按钮001对应的4个多边形框003，该多边形框003的形状为矩形。
参考图4，激光投影设备在接收到针对名称为“我的”的目标交互按钮001的选中操作后，可以在视图子界面002中显示与该名称为“我的”的目标交互按钮001对应的10个多边形框003，该多边形框003的形状为矩形。
参考图5，激光投影设备在接收到针对名称为“频道”的目标交互按钮001的选中操作后，可以在视图子界面002中显示与该名称为“频道”的目标交互按钮001对应的6个多边形框003，该多边形框003的形状为矩形。
该每个多边形框内可以显示有介绍信息，激光投影设备可以周期性更新该多边形框内的介绍信息。激光投影设备可以响应于针对该多边形框的交互控件的选中操作，显示与该介绍信息对应的页面。
示例的，参考图3，该多边形框003内显示的介绍信息可以为一个电影的海报，激光投影设备在接收到针对该多边形框的交互控件的选中操作后，可以显示该电影的播放页面。参考图4，该多边形框003内显示的介绍信息可以包括文字信息“立即登录”，以及登录图标。
参考图6，该投影图像01可以包括多个四边形框，每个四边形框中可以显示有一个视频源的名称，例如，该一个视频源的名称可以为第一视频源。
可以理解的是，若用户不小心移动了激光投影设备，则激光投影设备投射至投影屏幕的投影图像会覆盖投影屏幕的四个顶点，且显示的投影图像可能会发生形变。例如，投射至投影屏幕的投影图像可能会发生梯形形变。
在本公开实施例一种可选的实现方式中，激光投影设备在将投影图像投射至投影屏幕的过程中，用户可以通过拍摄设备对该投影图像进行拍摄得到拍摄图像，并控制该拍摄设备将该拍摄图像发送至激光投影设备。其中，该拍摄设备独立与激光投影设备设置。该拍摄设备可以为设置有摄像头的移动终端，例如该拍摄设备可以为手机。
在本公开例另一种可选的实现方式中，激光投影设备在将投影图像投射至投影屏幕的过程中，可以响应于校正指令，获取对投影图像进行拍摄得到的拍摄图像。
用户可以在激光投影设备投影显示该投影图像的过程中，触发校正指令。该校正指令可以是针对校正按钮的点击操作生成的。激光投影设备和用于控制激光投影设备的遥控器上均可以设置有该校正按钮。或者，该激光投影设备可以在显示该投影图像的过程中，周期性生成校正指令。也即是，该激光投影设备可以周期性执行校正流程。
在本公开实施例中，该拍摄设备可以设置在激光投影设备上，该拍摄设备通过通用串行总线(universal serial bus，USB)的方式与该激光投影设备连接。可选的，该拍摄设备可以为摄像机。激光投影设备可以响应于校正指令，向该拍摄设备发送拍摄指令。该拍摄设备可以响应于该拍摄指令，对该投影图像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。
在本公开实施例中，该拍摄设备的图像采集范围大于该激光投影设备的投影范围，也即是该拍摄设备能够拍摄到投影屏幕和投影图像。本公开实施例对拍摄设备的设置位置不做限定。
步骤202、根据投影屏幕的多个第三顶点在拍摄图像的第一坐标系的第二目标位置，以及在投影屏幕的第三坐标系的第二投影位置，确定第二变换关系。
激光投影设备在获取到拍摄图像之后，可以确定投影屏幕的多个第三顶点在拍摄图像的第一坐标系的第二目标位置，并可以根据投影屏幕的多个第三顶点在拍摄图像的第一坐标系的第二目标位置，以及该多个第三顶点在投影屏幕的第三坐标系的第二投影位置，确定第一坐标系和第三坐标系之间的第二变换关系。
其中，该投影屏幕的多个第三顶点在投影屏幕的第三坐标系的第二投影位置为激光投影设备中预先存储的固定位置。该第一坐标系和第三坐标系之间的第二变换关系为将从拍摄图像中的位置转换为在投影屏幕中的投影位置的变换关系。该第二变换关系与拍摄设备的目标位置、拍摄设备与投影屏幕的距离以及拍摄设备的分辨率相关。
该拍摄图像的第一坐标系的原点可以为该拍摄图像的参考点，该参考点可以为该拍摄图像的中心点。该第一坐标系的横轴平行于拍摄图像的像素行方向，第一坐标系的纵轴平行于拍摄图像的像素列方向。
该投影屏幕的第三坐标系的原点可以为该投影屏幕的参考点，该参考点可以为该投影屏幕的中心点。该第一坐标系的横轴平行于投影屏幕的像素行方向，第一坐标系的纵轴平行于投影屏幕的像素列方向。可选的，投影屏幕的分辨率可以为M×N，该M为投影屏幕中的像素行数，该N为投影屏幕的像素列数，该M和N均为大于1的整数，示例的，该M可以为2160，N可以为3840。
在本公开实施例中，该多个第三顶点中第二投影位置为(x，y)的第三顶点在第一坐标系中的第二目标位置(a，b)可以满足：
其中，该K为第一透视变换矩阵，该第一透视变换矩阵K可以满足：该第一透视变换矩阵K可以包括k0至k7个透视变换系数，该w为线性参数。该第二变换关系Q可以为w×K-1，该K-1为该第一透视变换矩阵K的逆矩阵。该第一透视变换矩阵K的逆矩阵K-1可以为3×3的矩阵，该第二变换关系Q可以满足：/>该
在本公开实施例中，该投影屏幕可以包括左上顶点、右上顶点、左下顶点和右下顶点共四个第三顶点。基于上述第三顶点在第一坐标系中的第二目标位置所满足的公式可以确定，该四个第三顶点的第二目标位置、四个第三顶点的第二投影位置以及第一透视变换矩阵K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个方程确定第一透视变换矩阵K所包括的k0至k7个透视变换系数。
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，该每个第三顶点的位置由两个坐标确定，该多个第三顶点中左上顶点的第二目标位置为(a1，b1)，该左上顶点的第二投影位置为(x1，y1)。该多个第三顶点中右上顶点的第二目标位置为(a2，b2)，该右上顶点的第二投影位置为(x2，y2)。该多个第三顶点中右下顶点的第二目标位置为(a3，b3)，该右下顶点的第二投影位置为(x3，y3)。该多个第三顶点中左下顶点的第二目标位置为(a2，b2)，该左下顶点的第二投影位置为(x4，y4)。
在本公开实施例中，激光投影设备在获取到拍摄图像后，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，确定该拍摄图像多个第三顶点的第二目标位置。
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，该投影屏幕可以边框和位于边框内部的投影区域。投影屏幕的第三顶点可以为投影屏幕的边框的顶点。且该投影屏幕的边框可以为黑色。
由于投影屏幕的边框为黑色，因此激光投影设备可以采用角点检测算法识别出该拍摄图像中投影屏幕的多个边缘线，进而激光投影设备可以将任意两个边缘线相交的像素点确定为投影屏幕的第三顶点。其中，该多个边缘线组成投影屏幕的边框。示例的，该角点检测算法可以包括Harris角点检测算法、KLT角点检测算法以及SUSAN角点检测算法等算法。
可选的，激光投影设备在确定投影屏幕的多条边缘线之后，可以依次遍历该多个边缘线上的像素点，并将任意两个边缘线上位置相同的像素点确定为第三顶点。
步骤203、对于多边形框的每个第一顶点，根据第一顶点在第一坐标系的第一目标位置，以及第二变换关系，确定第一顶点在第三坐标系的第一投影位置。
激光投影设备在确定第二变换关系之后，对于多边形框的每个第一顶点，激光投影设备可以根据该第一顶点在第一坐标系的第一目标位置，以及第一坐标系和第三坐标系之间的第二变换关系，确定第一顶点在第三坐标系的第一投影位置。
其中，该多边形框的形状与投影屏幕的形状相同，多边形框中第一目标位置为(A，B)的第一顶点在投影屏幕的第三坐标系的第一投影位置(X，Y)可以满足：X＝t11×w×A+t12×w×B+t13×w；Y＝t21×w×A+t22×w×B+t23×w。
其中，该w满足：tij为逆矩阵K-1中第i行第j列的参数，i和j均为小于等于3的正整数。
在本公开实施例中，若投影图像包括多个多边形框，对于投影屏幕的每个第三顶点，激光投影设备可以从多个多边形框中确定与第三顶点对应的目标多边形框。进而激光投影设备可以根据该目标多边形框的第一顶点的第一目标位置，以及第二变换关系，确定该目标多边形框中多个第一顶点在第三坐标系的第一投影位置。其中，该目标多边形框为多个多边形框中相对于其他多边形框靠近该第三顶点的多边形框。
由于无需在拍摄图像中识别每个多边形框的第一顶点，进而无需确定每个多边形框的第一顶点的第一投影位置，因此有效提高了图像校正的效率。
该每个多边形框的颜色可以为黑色。激光投影设备可以识别出拍摄图像中的每个多边形框，对于每个第三顶点，激光投影设备可以分别确定该第三顶点与多个多边形框之间的距离，并确定与第三顶点距离最小的目标多边形框。其中，该第三顶点与每个多边形框之间的距离可以为该第三顶点的第二目标位置与每个多边形框的参考像素点的第一投影位置之间的距离，示例的，该参考像素点可以为多边形框的一个第一顶点。
可选的，激光投影设备可以采用角点检测算法确定出每个多边形框的边缘线，并将任意两个边缘线相交的像素点确定为第一顶点。
若投影图像包括一个多边形框，则激光投影设备可以直接将该多边形框确定为每个第三顶点对应的目标多边形框。
步骤204、根据多个第一顶点在投影图像的第二坐标系中的第一初始位置和第一投影位置，确定第一变换关系。
激光投影设备在确定多边形框的多个第一顶点的第一投影位置之后，可以根据该多个第一顶点在投影图像的第二坐标系中的第一初始位置和第一投影位置，确定第一变换关系。
其中，激光投影设备中存储有每个交互按钮对应的多个多边形框的第一顶点的第一初始位置，以及该多个多边形框的排布位置。参考图3，该一个多边形框的排布位置可以该多个多边形框中的第一行第一列。
参考图7，第二坐标系X2Y2的原点可以为投影图像01中的参考点，例如，该投影图像01中的参考点O可以为投影图像01中的左上顶点。该第二坐标系X2Y2的横轴X2平行于投影图像01的像素行方向，第二坐标系X2Y2的纵轴Y2平行于投影图像01的像素列方向。
若投影图像包括多个多边形框，则该第一变换关系可以包括投影屏幕中每个第三顶点的子变换关系。对于与投影屏幕的每个第三顶点对应的目标矩形框，激光投影设备可以根据该目标多边形框的多个第一顶点的第一目标位置，以及该多个第一顶点的第一初始位置，确定该第三顶点的子变换关系，由此得到每个第三顶点的子变换关系。
可选的，对于与每个第三顶点对应的目标多边形框，该目标多边形框的多个第一顶点中第一初始位置为(z，s)的第一顶点在第三坐标系中的第一投影位置(u，v)可以满足：
其中，该H为与该第三顶点对应的第二透视变换矩阵，该与该第三顶点对应的第二透视变换矩阵H可以满足：该与该第三顶点对应的第二透视变换矩阵H可以包括h0至h7个透视变换系数，该g为与该第三顶点对应的线性参数。该第三顶点的子变换关系U可以为g×H-1，该H-1为与第三顶点对应的第二透视变换矩阵H的逆矩阵。该逆矩阵H-1可以为3×3的矩阵，该第三顶点的子变换关系U可以满足：/>该/>
在本公开实施例中，该目标多边形框可以包括左上顶点、右上顶点、左下顶点和右下顶点共四个第一顶点。基于上述四个第一顶点在第三坐标系中的第一投影位置所满足的公式可以确定出四个第一顶点的第一目标位置、四个第一顶点的第一投影位置以及第二透视变换矩阵所满足的公式，由此可以确定出8个方程，通过求解该8个方程可以确定出第二透视变换矩阵H所包括的h0至h7共8个透视变换系数。该确定第二透视变换矩阵H所包括的h0至h7共8个透视变换系数的过程，可以参考上述步骤确定第一透视变换矩阵K包括的k0至k7共8个透视变换系数的实现过程，本公开实施例再次不再赘述。
激光投影设备中还可以存储有多个交互按钮对应的多个第三顶点的多个目标多边形框的第一顶点的第二初始位置。对于与每个第三顶点对应的目标多边形框，激光投影设备可以基于目标交互按钮，确定每个第三顶点对应的目标多边形框的第一顶点的第二初始位置。
在本公开实施例中，对于每个第三顶点，激光投影设备还可以直接根据第三顶点对应的目标多边形框的多个第一顶点的第一目标位置，以及多个第一顶点的第一初始位置，确定第一坐标系和第二坐标系之间的第一变换关系。
若投影图像包括一个多边形框，则激光投影设备在上述步骤203中将该多边形框确定为目标多边形框后，可以根据该目标多边形框的多个第一顶点的第一初始位置和第一投影位置，确定第一变换关系。其中，该第一变换关系为每个第三顶点的变换关系，即多个第三顶点的第一变换关系相同。确定该第一变换关系的过程可以参考上述在投影图像包括多个多边形框的情况下，基于目标多边形框的多个第一顶点的第一初始位置和第一投影位置，确定第三顶点的子变换关系的实现过程。本公开实施例在此不再赘述。
步骤205、对于投影屏幕的每个第三顶点，根据第一变换关系，以及第三顶点在第三坐标系的第二投影位置，确定第三顶点在第二坐标系中的第二初始位置。
在本公开实施例中，激光投影设备在确定第一变换关系之后，对于投影屏幕的每个第三顶点，激光投影设备可以根据该第一变换关系，以及第三顶点在第三坐标系的第二投影位置，确定第三顶点在第二坐标系中的第二初始位置。
若投影图像包括多个多边形框，则对于投影屏幕的每个第三顶点，激光投影设备可以根据该第三顶点的子变换关系，以及该第三顶点在第三坐标系的第二投影位置，确定该第三顶点在第二坐标系中的第二初始位置。由此激光投影设备可以确定出多个第三顶点在投影图像中的位置。
由于不同的第三顶点所对应的目标多边形框不同，因此采用不同的目标多边形框确定的子变换关系不同，进而采用每个第三顶点的子变换关系确定该第三顶点的第二初始位置，提高了对该第三顶点的第二初始位置确定的准确性。
其中，投影屏幕中第一投影位置为(U，V)的第三顶点，在投影图像的第三坐标系的第一初始位置(Z，S)可以满足：Z＝q11×g×U+q12×g×V+q13×g；S＝q21×g×U+q22×g×V+q23×g。
其中，与该第三顶点对应的g可以满足：qij为该第三顶点的逆矩阵H-1中第i行第j列的参数，i和j均为小于等于3的正整数。
若投影图像包括多个多边形框，则对于投影屏幕的每个第三顶点，激光投影设备均可以根据该第一变换关系，以及该第三顶点在第三坐标系的第二投影位置，确定该第三顶点在第二坐标系中的第二初始位置。由此激光投影设备可以确定出多个第三顶点在投影图像中的位置。
步骤206、根据投影屏幕的四个第三顶点的第二初始位置，以及投影图像的四个第二顶点在第二坐标系中的参考位置，校正投影图像的显示效果。
激光投影设备在确定第一坐标系和第二坐标系之间的第一变换关系之后，可以根据该第一变换关系，以及投影图像的四个第二顶点在第二坐标系中的参考位置，校正投影图像的显示效果。
其中，激光投影设备中可以预先存储有四个第二顶点的参考位置。该投影图像的显示效果可以包括该投影图像在投影屏幕的投影位置，和/或，该投影图像在投影屏幕的投影形状。该校正后的投影图像的投影位置位于投影屏幕内，且投影图像的投影形状与投影屏幕的形状相同。其中，该投影图像的投影位置位于投影屏幕内指的是投影图像中所有像素的投影位置均位于投影屏幕内，且该投影图像的边缘像素的投影位置与投影屏幕的投影区域的边缘对齐。该投影图像的边缘像素指的是位于投影图像最***区域的像素。
可选的，激光投影设备可以根据投影屏幕的四个第三顶点的第二初始位置和投影图像的四个第二顶点的参考位置确定投影图像的校正数据，并根据该校正数据对投影图像的显示效果进行校正。
该投影图像的分辨率与投影屏幕的分辨率相同，投影图像可以包括阵列排布的多个校正区域，该投影图像的校正数据可以包括与该多个像素区域一一对应的偏移参数，例如，若投影图像可以包括32×62共1984个像素区域，则该校正数据可以包括1984个偏移参数。该投影图像可以被划分为m1×n1个网格，每个网格可以包括多个像素，即每个网格为一个像素区域。该每个像素区域可以包括个像素，该m1为小于M的正整数，n1为小于N的正整数。
对于四个第三顶点中的每个第三顶点，激光投影设备可以根据该第三顶点的第二初始位置和投影图像中与该第三顶点对应位置处的第二顶点的参考位置，确定该第三顶点的第一偏移参数。并可以基于该第三顶点的第一偏移参数确定投影图像中每个像素区域的第二偏移参数。由此对于每个像素区域，可以得到四个第二偏移参数。之后，对于每个像素区域，激光投影设备可以基于该四个第二偏移参数可以确定出该像素区域的第三偏移参数，从而得到校正数据。进而激光投影设备可以基于该每个像素区域的第三偏移参数对投影图像中该像素区域的投影位置进行校正，由此实现对该投影图像的显示效果的校正。
在本公开实施例中，参考图8和图9，该激光投影设备可以包括主机10、位于主机10内部的光源组件20、光调制组件30和投影镜头40。其中，该主机10上设置有出光口101。该光源组件20用于出射激光光束，并将该激光光束传输至光调制组件30。该光源组件20可以包括激光光源和光传输镜片。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30。该光调制组件30用于接收到的激光光束调制成影像光束，并传输至投影镜头40。该投影镜头40用于通过出光口101将该影像光束传输至投影屏幕，以实现投影图像的显示。
可选的，该光调制组件30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 onsilicon，LCOS)器件。
参考图10和图11，在激光投影设备发生位移之后，投影图像01覆盖投影屏幕02，且投影图像01会发生梯形形变。参考图12，在激光投影设备的投影镜头发生较大畸变后，投影图像01覆盖投影屏幕02，且投影图像01的边缘会存在形变。
采用本公开实施例提供的方法，即便在激光投影设备的投影镜头发生较大畸变或者该激光投影设备发生位移的情况下，激光投影设备能够确保将投影图像投射至投影屏幕内，投影图像的边缘与投影屏幕的投影区域的边缘对齐，且投影图像也不会发生形变，由此确保了投影图像的显示效果。
相关技术中，激光投影设备在发生偏移的情况下，需要将校正图卡投射至投影屏幕，并对该校正图卡进行拍摄，得到拍摄图像。之后基于该拍摄图像确定校正数据，并基于校正数据对投影图像的显示效果进行校正。参考图13和图14，该校正图卡包括多个特征图形，该特征图形可以十字形或者方块。
但是在确定校正数据的过程中，用户无法正常观看的视频，用户体验较差。且在投影图像发生畸变的情况下，采用该校正图卡无法确定出校正数据。
而采用本公开实施例提供的方法，激光投影设备可以基于显示的用户交互界面进行自动几何校正，由此降低了用户对自动几何校正过程的感知，提升用户体验。
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202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，本公开实施例提供了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确定第一变换关系，以及投影图像的四个顶点在第二坐标系中的参考位置，对投影图像的显示效果进行校正。由此能够确保将投影图像投射至投影屏幕内，且投影图像的投影形状与投影屏幕的形状相同，从而确保投影图像的显示效果较好。
并且，激光投影设备可以基于投影图像包括的用户交互界面进行自动几何校正，而无需显示用于图像校正的校正图卡，由此降低了用户对自动几何校正过程的感知，提升用户体验。
参考图11，该激光投影设备10还可以包括***级芯片50、显示控制芯片60和拍摄设备70。该***级芯片50分别与拍摄设备70和显示控制芯片60连接。
在本公开实施例中，***级芯片50用于执行上述步骤101、步骤102、步骤201至步骤205，以及步骤103和步骤206中确定校正数据的过程，该***级芯片50在确定校正数据后，将该校正数据发送至显示控制芯片60。该显示控制芯片60用于基于该校正数据校正投影图像的显示效果。
本公开实施例提供了一种激光投影设备，如图8和图9所示，激光投影设备用于：
在将投影图像投射至投影屏幕的过程中，获取对投影图像进行拍摄得到的拍摄图像，其中，投影图像覆盖投影屏幕的四个顶点，且投影图像包括用户交互界面，且用户交互界面包括多边形框。
根据多边形框的多个第一顶点在拍摄图像的第一坐标系中的第一目标位置，以及多个第一顶点在投影图像的第二坐标系中的第一初始位置，确定第一坐标系和第二坐标系之间的第一变换关系。
根据第一变换关系，以及投影图像的四个第二顶点在第二坐标系中的参考位置，校正投影图像的显示效果。
综上，本公开实施例提供了一种激光投影设备，该激光投影设备可以根据确定第一变换关系，以及投影图像的四个顶点在第二坐标系中的参考位置，对投影图像的显示效果进行校正。由此能够确保将投影图像投射至投影屏幕内，且投影图像的投影形状与投影屏幕的形状相同，从而确保投影图像的显示效果较好。并且，激光投影设备可以基于投影图像包括的用户交互界面进行自动几何校正，而无需显示用于图像校正的校正图卡，由此降低了用户对自动几何校正过程的感知，提升用户体验。
可选的，用户交互界面中包括交互控件，多边形框为交互控件的边框。
可选的，投影图像包括多个多边形框，第一变换关系包括投影屏幕中每个第三顶点的子变换关系。
可选的，激光投影设备用于：
对于投影屏幕的每个第三顶点，从多个多边形框中确定与第三顶点对应的目标多边形框。
根据目标多边形框的多个第一顶点的第一目标位置，以及多个第一顶点的第一初始位置，确定第三顶点的子变换关系。
可选的，目标多边形框为多个多边形框中相对于其他多边形框靠近第三顶点的多边形框。
可选的，每个多边形框为矩形框。
可选的，激光投影设备用于：
响应于开机指令，显示投影图像。
或者，响应于视频源切换指令，显示投影图像。
或者，响应于针对用户交互界面的显示指令，显示投影图像。
可选的，激光投影设备用于：
对于多边形框的每个第一顶点，根据第一顶点的第一目标位置，以及第一坐标系和投影屏幕的第三坐标系之间的第二变换关系，确定第一顶点在第三坐标系的第一投影位置。
根据多个第一顶点的第一初始位置和第一投影位置，确定第一变换关系。
可选的，激光投影设备用于：
对于投影屏幕的每个第三顶点，根据第一变换关系，以及第三顶点在第三坐标系的第二投影位置，确定第三顶点在第二坐标系中的第二初始位置。
根据投影屏幕的四个第三顶点的第二初始位置，以及投影图像的四个第二顶点在第二坐标系中的参考位置，校正投影图像的显示效果。
可选的，激光投影设备还用于：
根据投影屏幕的多个第三顶点在第一坐标系的第二目标位置，以及在第三坐标系的第二投影位置，确定第二变换关系。
综上所述，本公开实施例提供了一种激光投影设备，该激光投影设备可以根据确定第一变换关系，以及投影图像的四个顶点在第二坐标系中的参考位置，对投影图像的显示效果进行校正。由此能够确保将投影图像投射至投影屏幕内，且投影图像的投影形状与投影屏幕的形状相同，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，处理器及存储在存储器上的计算机程序，处理器执行计算机程序时实现如图1或图2所示的方法。
本公开实施例提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质中存储有指令，当指令被处理器执行时实现如图1或图2所示的方法。
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，使得计算机执行图1或图2所示的方法。
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。本公开实施例中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。
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 (8)
1.一种投影图像的校正方法，其特征在于，所述方法包括：
在将投影图像投射至投影屏幕的过程中，获取对所述投影图像进行拍摄得到的拍摄图像，其中，所述投影图像覆盖所述投影屏幕的四个顶点，且所述投影图像包括用户交互界面，且所述用户交互界面包括多边形框；
根据所述多边形框的多个第一顶点在所述拍摄图像的第一坐标系中的第一目标位置，以及所述多个第一顶点在所述投影图像的第二坐标系中的第一初始位置，确定所述第一坐标系和所述第二坐标系之间的第一变换关系；
根据所述第一变换关系，以及所述投影图像的四个第二顶点在所述第二坐标系中的参考位置，校正所述投影图像的显示效果；
其中，所述投影图像包括多个多边形框，每个所述多边形框的形状与所述投影屏幕的形状相同，所述第一变换关系包括所述投影屏幕中每个第三顶点的子变换关系；
所述确定所述第一坐标系和所述第二坐标系之间的第一变换关系，包括：
对于所述投影屏幕的每个第三顶点，从所述多个多边形框中确定与所述第三顶点对应的目标多边形框，所述目标多边形框为所述多个多边形框中相对于其他多边形框靠近所述第三顶点的多边形框；
根据所述目标多边形框的多个第一顶点在所述第一坐标系中的第一目标位置，以及所述多个第一顶点在所述第二坐标系中的第一初始位置，确定所述第三顶点的子变换关系。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述用户交互界面中包括多个交互控件，所述多个多边形框为在接收到针对所述多个交互控件中目标交互控件的选中操作之后，显示的与所述目标交互控件对应的多个边框。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，每个所述多边形框为矩形框。
4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
响应于开机指令，显示所述投影图像；
或者，响应于视频源切换指令，显示所述投影图像；
或者，响应于针对用户交互界面的显示指令，显示所述投影图像。
5.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述根据所述多边形框的多个第一顶点在所述拍摄图像的第一坐标系中的第一目标位置，以及所述多个第一顶点在所述投影图像的第二坐标系中的第一初始位置，确定所述第一坐标系和所述第二坐标系之间的第一变换关系，包括：
对于所述多边形框的每个第一顶点，根据所述第一顶点在所述第一坐标系中的第一目标位置，以及所述第一坐标系和所述投影屏幕的第三坐标系之间的第二变换关系，确定所述第一顶点在所述第三坐标系的第一投影位置；
根据所述多个第一顶点在所述第二坐标系中的第一初始位置和所述多个第一顶点在所述第三坐标系中的第一投影位置，以及所述第二变换关系，确定所述第一变换关系。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述根据所述第一变换关系，以及所述投影图像的四个第二顶点在所述第二坐标系中的参考位置，校正所述投影图像的显示效果，包括：
对于所述投影屏幕的每个第三顶点，根据所述第一变换关系，以及所述第三顶点在所述第三坐标系的第二投影位置，确定所述第三顶点在所述第二坐标系中的第二初始位置；
根据所述投影屏幕的四个第三顶点在所述第二坐标系中的第二初始位置，以及所述投影图像的四个第二顶点在所述第二坐标系中的参考位置，校正所述投影图像的显示效果。
7.根据权利要求5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第三顶点在所述第一坐标系的第二目标位置，以及在所述第三坐标系的第二投影位置，确定所述第二变换关系。
8.一种激光投影设备，其特征在于，所述激光投影设备包括***级芯片、显示控制芯片和拍摄设备，所述***级芯片用于：
在将投影图像投射至投影屏幕的过程中，获取所述拍摄设备对所述投影图像进行拍摄得到的拍摄图像，其中，所述投影图像覆盖所述投影屏幕的四个顶点，且所述投影图像包括用户交互界面，且所述用户交互界面包括多边形框；
根据所述多边形框的多个第一顶点在所述拍摄图像的第一坐标系中的第一目标位置，以及所述多个第一顶点在所述投影图像的第二坐标系中的第一初始位置，确定所述第一坐标系和所述第二坐标系之间的第一变换关系；
根据所述第一变换关系，以及所述投影图像的四个第二顶点在所述第二坐标系中的参考位置，确定所述投影图像的校正数据，并将所述校正数据发送至所述显示控制芯片；
所述显示控制芯片，用于基于所述校正数据校正所述投影图像的显示效果；
其中，所述投影图像包括多个多边形框，每个所述多边形框的形状与所述投影屏幕的形状相同，所述第一变换关系包括所述投影屏幕中每个第三顶点的子变换关系；
所述***级芯片确定所述第一坐标系和所述第二坐标系之间的第一变换关系，包括：
对于所述投影屏幕的每个第三顶点，从所述多个多边形框中确定与所述第三顶点对应的目标多边形框，所述目标多边形框为所述多个多边形框中相对于其他多边形框靠近所述第三顶点的多边形框；
根据所述目标多边形框的多个第一顶点在所述第一坐标系中的第一目标位置，以及所述多个第一顶点在所述第二坐标系中的第一初始位置，确定所述第三顶点的子变换关系。
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