CN115883805B - 一种多投影仪画面拼接色彩融合方法、融合器及存储介质 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种多投影仪画面拼接色彩融合方法、融合器及存储介质,涉及投影画面融合技术领域,包括将图像进行处理分割成至少两幅具有重合区域的投影图像,并进行投影输出;调整投影仪位置;对投影仪的投影画面进行画面几何纠正;矫正相邻两台投影仪画面重合区域的网格,完成画面拼接;将融合区域的亮度进行一半的衰减,并分别计算在融合区域中的亮度衰减后的颜色色值;重新映射投影仪在融合区域的输出颜色色值;得到投影输出画面;相邻投影仪输出投影输出画面,完成投影融合。本发明的优点在于,采用梯度衰减的对投影拼接融合区域的图像亮度,颜色色值进行计算,可有效保证整个投影屏幕画面的亮度、色彩、鲜艳度、均匀度的一致性。
Description
技术领域
本发明涉及投影画面融合技术领域,具体是涉及一种多投影仪画面拼接色彩融合方法、融合器及存储介质。
背景技术
大屏幕显示***广泛的应用在交通运输调度指挥、大型会议实施、飞行模拟训练、作战指挥等领域中。为了达到更好的视觉沉浸感,显示屏幕不仅仅在面积上变得越来越大,而且还产生了弧幕、球幕等非平面屏幕, 在这种情况下,多投影拼接的方法得到了越来越广泛的应用。
传统投影仪主要是使用软件融合或者硬件融合的方式进行投影融合拼接,其中。软件融合使用程序对输出的画面预先进行边缘的处理,使相邻的重叠投影区域融合,采用软件融合的方式下,由于不同投影仪之间的亮度及色彩存在着差别,虽然重叠区域画面可以融合在一起,但是融合带很明显。硬件融合将画面输入专用硬件进行边缘融合算法处理,再将处理的画面再进行融合显示。目前市场主流是这种硬件融合,其原理是通过一定的衰减曲线对相邻投影仪的重叠区域进行均匀衰减,从而实现融合;然而由于投影仪在环境因素或自身原因影响下存在着色域太窄,无法实现色彩还原的问题,特别在色彩比较绚丽的画面会比较明显。
发明内容
为解决上述技术问题,提供一种多投影仪画面拼接色彩融合方法、融合器及存储介质,本技术方案通过提出一种新型的多投影仪画面拼接色彩融合方案,采用梯度衰减的对投影拼接融合区域的图像亮度,颜色色值进行计算,可有效保证整个投影屏幕画面的亮度、色彩、鲜艳度、均匀度的一致性。
为达到以上目的,本发明采用的技术方案为:
一种多投影仪画面拼接色彩融合方法,包括:
将图像进行处理分割成至少两幅具有重合区域的投影图像,并将多个投影图像分别输送至多个投影仪进行投影输出;
调整投影仪位置,使多个投影图像按照拼接顺序进行排列;
对投影仪的投影画面进行划分网格,并进行画面几何纠正;
矫正相邻两台投影仪画面重合区域的网格,使相邻两台投影仪重合区域画面相融合,完成画面拼接;
将相邻两台投影仪在融合区域的亮度进行一半的衰减,并分别计算相邻两台投影仪在融合区域中的像素点亮度衰减后的颜色色值;
根据投影仪在融合区域中的像素点亮度衰减后的颜色色值结合投影仪三原色色域,重新映射投影仪在融合区域的像素点的输出颜色色值;
将画面融合区域所对应的像素点按照输出颜色色值替换掉融合区域的原始颜色色值得到的画面即为投影仪需要输出的画面,得到投影输出画面;
相邻投影仪输出投影输出画面,完成投影融合;
其中,计算投影仪在融合区域的像素点亮度衰减后的颜色色值的计算公式为:式中,C为投影仪在融合区域亮度衰减后的颜色色值,/>为融合区域的原始色值,H为融合区域宽度,h为像素点距离投影仪投影画面边缘的距离;
投影仪输出(255.0.0)或(0.255.0)或(0.0.255)色值的画面,并逐步调低红色色值或绿色色值或蓝色色值,当画面颜色开始发生变化时,记录下当前的红色色值或绿色色值或蓝色色值,即为投影仪的或/>或/>;
对完成画面拼接的相邻两个两台投影仪在融合区域的亮度进行一半的衰减,并控制两台投影仪输出(255.0.0)或(0.255.0)或(0.0.255)色值的画面;
计算相邻两台投影仪在融合区域中的像素点亮度衰减后的颜色色值;
将投影仪在融合区域中的像素点亮度衰减后的颜色色值代入重新映射投影仪在融合区域的像素点的输出颜色色值的计算公式中,并逐步调整相邻两台投影仪的,使投影画面中融合区域与非融合区域颜色一致,记录此时的/>即为投影仪的红色矫正系数、绿色矫正系数、蓝色矫正系数。
优选的,所述进行画面几何纠正具体包括如下步骤:
将相邻两台投影仪的输出画面分别记为第一投影画面和第二投影画面;
将第一投影画面和第二投影画面均划分成横向数目为N,纵向数目为M的网格,横线与竖线相交位置作为顶点,第一投影画面的四角的四个顶点为A0、A1、A2、A3,第二投影画面的四角的四个顶点为B0、B1、B2、B3;
移动A0、A1、A2、A3、B0、B1、B2、B3顶点的位置,使得A1、A2与B1、B2保持在同一条直线上,A0、A3与B0、B3保持在同一条直线上,并使第一投影画面和第二投影画面大小保持一致;
完成画面几何纠正。
优选的,所述完成画面拼接具体包括如下步骤:
移动第一投影画面和第二投影画面中重合区域内部的顶点,使得第一投影画面及第二投影画面中重合区域的顶点重合;
移动第一投影画面和第二投影画面中非重合区域内部的顶点,使第一投影画面和第二投影画面中的顶点均匀分布;
完成画面拼接。
进一步的,提出一种多投影仪画面拼接色彩融合器,用于实现如上述的多投影仪画面拼接色彩融合方法,包括:
处理器,处理器用于进行将图像进行处理分割成至少两幅具有重合区域的投影图像,并将多个投影图像分别输送至多个投影仪进行投影输出、对投影仪的投影画面进行划分网格,并进行画面几何纠正、矫正相邻两台投影仪画面重合区域的网格,使相邻两台投影仪重合区域画面相融合,完成画面拼接、计算相邻两台投影仪在融合区域中的像素点亮度衰减后的颜色色值、根据投影仪在融合区域中的像素点亮度衰减后的颜色色值结合投影仪三原色色域,重新映射投影仪在融合区域的像素点的输出颜色色值;
视频信号接收模块,视频信号接收模块用于接收外部输入的源视频信号;
视频信号处理模块,视频信号处理模块与所述处理器和所述视频信号接收模块电性连接,所述视频信号处理模块用于将视频信号接收模块接收的源视频信号转换为RGB信号并输入处理器;
投影画面接收模块,投影画面接收模块与所述处理器电性连接,所述投影画面接收模块用于接收投影图像并输送至处理器;
视频信号输出模块,视频信号输出模块与所述处理器电性连接,所述视频信号输出模块用于将处理后的视频信号输出至外部投影仪。
可选的,所述处理器包括:
画面分隔模块,画面分隔模块用于进行将图像进行处理分割成至少两幅具有重合区域的投影图像;
画面校正模块,画面校正模块用于进行对投影仪的投影画面进行划分网格,并进行画面几何纠正和矫正相邻两台投影仪画面重合区域的网格,使相邻两台投影仪重合区域画面相融合,完成画面拼接;
第一计算模块,第一计算模块用于计算相邻两台投影仪在融合区域中的像素点亮度衰减后的颜色色值;
第二计算模块,第二计算模块用于重新映射投影仪在融合区域的像素点的输出颜色色值。
再进一步的,提出一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机可读程序,所述计算机可读程序被处理器调用时执行如上述的多投影仪画面拼接色彩融合方法。
与现有技术相比,本发明的有益效果在于:
本发明提出一种新型的多投影仪画面拼接色彩融合方法,采用梯度衰减的算法进行计算投影拼接融合区域亮度衰减后的衰减颜色色值计算,使的投影仪在重叠区域和非重叠区域之间可进行平滑过渡,有效的保证了拼接画面的均匀度;
本发明中采用三原色重映射的方式进行投影仪融合区域的画面输出色值的计算,对投影仪的色域存在的色域差异进行三原色色值校正,使相邻投影仪在融合区域输出的三原色色值保持一致,极大的保证了投影拼接融合画面的色彩和鲜艳度一致性,降低画面失真率。
附图说明
图1为本发明提出的多投影仪画面拼接色彩融合器的结构框图;
图2为本发明提出的多投影仪画面拼接色彩融合方法的流程图;
图3为本发明中投影仪的色域极值的获取方法流程图;
图4为本发明中的色值矫正系数的获取方法流程图;
图5为本发明中进行画面几何纠正的方法流程图;
图6为本发明中进行画面拼接的方法流程图;
图7为本发明中融合区域的像素点的计算尺寸示意图;
图8为本发明中的画面拼接完成的投影画面示意图。
具体实施方式
以下描述用于揭露本发明以使本领域技术人员能够实现本发明。以下描述中的优选实施例只作为举例,本领域技术人员可以想到其他显而易见的变型。
参照图1所示,一种多投影仪画面拼接色彩融合器,包括:
处理器,处理器用于进行将图像进行处理分割成至少两幅具有重合区域的投影图像,并将多个投影图像分别输送至多个投影仪进行投影输出、对投影仪的投影画面进行划分网格,并进行画面几何纠正、矫正相邻两台投影仪画面重合区域的网格,使相邻两台投影仪重合区域画面相融合,完成画面拼接、计算相邻两台投影仪在融合区域中的像素点亮度衰减后的颜色色值、根据投影仪在融合区域中的像素点亮度衰减后的颜色色值结合投影仪三原色色域,重新映射投影仪在融合区域的像素点的输出颜色色值;
视频信号接收模块,视频信号接收模块用于接收外部输入的源视频信号;
视频信号处理模块,视频信号处理模块与处理器和视频信号接收模块电性连接,视频信号处理模块用于将视频信号接收模块接收的源视频信号转换为RGB信号并输入处理器;
投影画面接收模块,投影画面接收模块与处理器电性连接,投影画面接收模块用于接收投影图像并输送至处理器;
视频信号输出模块,视频信号输出模块与处理器电性连接,视频信号输出模块用于将处理后的视频信号输出至外部投影仪。
其中,处理器包括:
画面分隔模块,画面分隔模块用于进行将图像进行处理分割成至少两幅具有重合区域的投影图像;
画面校正模块,画面校正模块用于进行对投影仪的投影画面进行划分网格,并进行画面几何纠正和矫正相邻两台投影仪画面重合区域的网格,使相邻两台投影仪重合区域画面相融合,完成画面拼接;
第一计算模块,第一计算模块用于计算相邻两台投影仪在融合区域中的像素点亮度衰减后的颜色色值;
第二计算模块,第二计算模块用于重新映射投影仪在融合区域的像素点的输出颜色色值。
上述多投影仪画面拼接色彩融合器的工作过程为:
步骤一:画面分隔模块用于进行将校正图像进行处理分割成至少两幅具有重合区域的投影图像,并通过视频信号输出模块输出至多个投影仪进行投影输出;
步骤二:投影画面接收模块采集校正图像的投影图像;
步骤三:画面校正模块用于进行对校正图像的投影图像进行划分网格,并进行画面几何纠正和矫正相邻两台投影仪画面重合区域的网格,使相邻两台投影仪重合区域画面相融合,完成画面拼接;
步骤四:获取相邻投影仪的红色矫正系数、绿色矫正系数、蓝色矫正系数;
步骤五:视频信号接收模块接收外部输入的源视频信号;
步骤六:视频信号处理模块将视频信号接收模块接收的源视频信号转换为RGB信号并输入画面分隔模块分隔成至少两幅具有重合区域的投影图;
步骤七:第一计算模块计算投影图在融合区域中的像素点亮度衰减后的颜色色值;
步骤八:第二计算模块重新映射投影仪在融合区域的像素点的输出颜色色值;
步骤九:处理器将画面融合区域所对应的像素点按照输出颜色色值替换掉融合区域的原始颜色色值得到的画面即为投影仪需要输出的画面,得到投影输出画面;
步骤十:视频信号输出模块用于将投影输出画面的视频信号输出至外部投影仪进行投影输出。
请参阅图2所示,为进一步的解释说明本方案,以下结合上述多投影仪画面拼接色彩融合器提出一种多投影仪画面拼接色彩融合方法,包括:
将图像进行处理分割成至少两幅具有重合区域的投影图像,并将多个投影图像分别输送至多个投影仪进行投影输出;
调整投影仪位置,使多个投影图像按照拼接顺序进行排列;
对投影仪的投影画面进行划分网格,并进行画面几何纠正;
矫正相邻两台投影仪画面重合区域的网格,使相邻两台投影仪重合区域画面相融合,完成画面拼接;
将相邻两台投影仪在融合区域的亮度进行一半的衰减,并分别计算相邻两台投影仪在融合区域中的像素点亮度衰减后的颜色色值;
根据投影仪在融合区域中的像素点亮度衰减后的颜色色值结合投影仪三原色色域,重新映射投影仪在融合区域的像素点的输出颜色色值;
将画面融合区域所对应的像素点按照输出颜色色值替换掉融合区域的原始颜色色值得到的画面即为投影仪需要输出的画面,得到投影输出画面;
相邻投影仪输出投影输出画面,完成投影融合;
其中,计算投影仪在融合区域的像素点亮度衰减后的颜色色值的计算公式为:请参阅图7所示,式中,C为投影仪在融合区域亮度衰减后的颜色色值,/>为融合区域的原始色值,H为融合区域宽度,h为像素点P距离投影仪投影画面边缘的距离;
本方案中,采用梯度衰减的算法进行计算投影拼接融合区域亮度衰减后的衰减颜色色值计算,使的投影仪在重叠区域和非重叠区域之间可进行平滑过渡,有效的保证了拼接画面的均匀度;
因为投影仪通常无法输出三原色完整0到255的色值,所以需要通过重新映射亮度衰减后的颜色,任意颜色都是由红绿蓝三原色组成,重新映射亮度衰减后的颜色即为重新映射三原色。
本方案中,对投影仪的色域存在的色域差异进行三原色色值校正,使相邻投影仪在融合区域输出的三原色色值保持一致,极大的保证了投影拼接融合画面的色彩和鲜艳度一致性,降低画面失真率,极大的保证了投影画面的拼接效果。
请参阅图3所示,投影仪的或/>或/>获取方法为:投影仪输出(255.0.0)或(0.255.0)或(0.0.255)色值的画面,并逐步调低红色色值或绿色色值或蓝色色值,当画面颜色开始发生变化时,记录下当前的红色色值或绿色色值或蓝色色值,即为投影仪的/>或/>或/>;
计算相邻两台投影仪在融合区域中的像素点亮度衰减后的颜色色值;
将投影仪在融合区域中的像素点亮度衰减后的颜色色值代入重新映射投影仪在融合区域的像素点的输出颜色色值的计算公式中,并逐步调整相邻两台投影仪的,使投影画面中融合区域与非融合区域颜色一致,记录此时的/>即为投影仪的红色矫正系数、绿色矫正系数、蓝色矫正系数。
在进行色值矫正系数的计算时,令其中,/>可为/>或 />,令 /> 初始值为10,之后以0.01的梯度来逐渐递减/>,直至投影画面中融合区域与非融合区域颜色一致时,记录此时的/>或/>即为投影仪的红色矫正系数、绿色矫正系数、蓝色矫正系数。
请参阅图5所示,进行画面几何纠正具体包括如下步骤:
将相邻两台投影仪的输出画面分别记为第一投影画面和第二投影画面;
将第一投影画面和第二投影画面均划分成横向数目为N,纵向数目为M的网格,横线与竖线相交位置作为顶点,第一投影画面的四角的四个顶点为A0、A1、A2、A3,第二投影画面的四角的四个顶点为B0、B1、B2、B3;
移动A0、A1、A2、A3、B0、B1、B2、B3顶点的位置,使得A1、A2与B1、B2保持在同一条直线上,A0、A3与B0、B3保持在同一条直线上,并使第一投影画面和第二投影画面大小保持一致;
完成画面几何纠正。
根据图像学理论,任意形状的顶点组被称为网格。而图像是一个矩形画面,可以通过调整矩形画面的顶点坐标重新绘制网格的方法来实现改变画面显示区域的目的。
为了使投影仪相邻画面可以实现对齐实现拼接,先将每幅画面的左下角作为坐标原点,以每幅画面的左下、左上、右上、右下四个角形成一个四角区域,之后对四角区域进行网格划分,并调节网格四角顶点的位置,使投影仪相邻画面的大小一致,即可完成画面的几何纠正。
请参阅图6所示,完成画面拼接具体包括如下步骤:
移动第一投影画面和第二投影画面中重合区域内部的顶点,使得第一投影画面及第二投影画面中重合区域的顶点重合;
移动第一投影画面和第二投影画面中非重合区域内部的顶点,使第一投影画面和第二投影画面中的顶点均匀分布;
完成画面拼接。
将相邻画面重合区域顶点一一调整至重合,然后根据每幅画面重合区域的顶点来调整网格中其它顶点的坐标,重新根据每幅画面的网格来绘制输出,可以实现画面的矫正,达到重合区域形成一幅完整画面的目的,请参阅图8所示,完成画面拼接的投影画面如图8所示。
进一步的,本方案还提出一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机可读程序,计算机可读程序被处理器调用时执行如上述的多投影仪画面拼接色彩融合方法;
可以理解的是,存储介质可以是磁性介质,例如,软盘、硬盘、磁带;光介质例如,DVD;或者半导体介质例如固态硬盘SolidStateDisk,SSD等。
综上所述,本发明的优点在于,采用梯度衰减的对投影拼接融合区域的图像亮度,颜色色值进行计算,可有效保证整个投影屏幕画面的亮度、色彩、鲜艳度、均匀度的一致性。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解,本发明不受上述实施例的限制,上述实施例和说明书中描述的只是本发明的原理,在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进,这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围内。本发明要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。
Claims (8)
1.一种多投影仪画面拼接色彩融合方法,其特征在于,包括:
将图像进行处理分割成至少两幅具有重合区域的投影图像,并将多个投影图像分别输送至多个投影仪进行投影输出;
调整投影仪位置,使多个投影图像按照拼接顺序进行排列;
对投影仪的投影画面进行划分网格,并进行画面几何纠正;
矫正相邻两台投影仪画面重合区域的网格,使相邻两台投影仪重合区域画面相融合,完成画面拼接;
将相邻两台投影仪在融合区域的亮度进行一半的衰减,并分别计算相邻两台投影仪在融合区域中的像素点亮度衰减后的颜色色值;
根据投影仪在融合区域中的像素点亮度衰减后的颜色色值结合投影仪三原色色域,重新映射投影仪在融合区域的像素点的输出颜色色值;
将画面融合区域所对应的像素点按照输出颜色色值替换掉融合区域的原始颜色色值得到的画面即为投影仪需要输出的画面,得到投影输出画面;
相邻投影仪输出投影输出画面,完成投影融合;
其中,计算投影仪在融合区域的像素点亮度衰减后的颜色色值的计算公式为:式中,C为投影仪在融合区域亮度衰减后的颜色色值,/>为融合区域的原始色值,H为融合区域宽度,h为像素点距离投影仪投影画面边缘的距离;
4.根据权利要求3所述的一种多投影仪画面拼接色彩融合方法,其特征在于,所述进行画面几何纠正具体包括如下步骤:
将相邻两台投影仪的输出画面分别记为第一投影画面和第二投影画面;
将第一投影画面和第二投影画面均划分成横向数目为N,纵向数目为M的网格,横线与竖线相交位置作为顶点,第一投影画面的四角的四个顶点为A0、A1、A2、A3,第二投影画面的四角的四个顶点为B0、B1、B2、B3;
移动A0、A1、A2、A3、B0、B1、B2、B3顶点的位置,使得A1、A2与B1、B2保持在同一条直线上,A0、A3与B0、B3保持在同一条直线上,并使第一投影画面和第二投影画面大小保持一致;
完成画面几何纠正。
5.根据权利要求4所述的一种多投影仪画面拼接色彩融合方法,其特征在于,所述完成画面拼接具体包括如下步骤:
移动第一投影画面和第二投影画面中重合区域内部的顶点,使得第一投影画面及第二投影画面中重合区域的顶点重合;
移动第一投影画面和第二投影画面中非重合区域内部的顶点,使第一投影画面和第二投影画面中的顶点均匀分布;
完成画面拼接。
6.一种多投影仪画面拼接色彩融合器,用于实现如权利要求1-5任一项所述的多投影仪画面拼接色彩融合方法,其特征在于,包括:
处理器,处理器用于进行将图像进行处理分割成至少两幅具有重合区域的投影图像,并将多个投影图像分别输送至多个投影仪进行投影输出、对投影仪的投影画面进行划分网格,并进行画面几何纠正、矫正相邻两台投影仪画面重合区域的网格,使相邻两台投影仪重合区域画面相融合,完成画面拼接、计算相邻两台投影仪在融合区域中的像素点亮度衰减后的颜色色值、根据投影仪在融合区域中的像素点亮度衰减后的颜色色值结合投影仪三原色色域,重新映射投影仪在融合区域的像素点的输出颜色色值;
视频信号接收模块,视频信号接收模块用于接收外部输入的源视频信号;
视频信号处理模块,视频信号处理模块与所述处理器和所述视频信号接收模块电性连接,所述视频信号处理模块用于将视频信号接收模块接收的源视频信号转换为RGB信号并输入处理器;
投影画面接收模块,投影画面接收模块与所述处理器电性连接,所述投影画面接收模块用于接收投影图像并输送至处理器;
视频信号输出模块,视频信号输出模块与所述处理器电性连接,所述视频信号输出模块用于将处理后的视频信号输出至外部投影仪。
7.根据权利要求6所述的一种多投影仪画面拼接色彩融合器,其特征在于,所述处理器包括:
画面分隔模块,画面分隔模块用于进行将图像进行处理分割成至少两幅具有重合区域的投影图像;
画面校正模块,画面校正模块用于进行对投影仪的投影画面进行划分网格,并进行画面几何纠正和矫正相邻两台投影仪画面重合区域的网格,使相邻两台投影仪重合区域画面相融合,完成画面拼接;
第一计算模块,第一计算模块用于计算相邻两台投影仪在融合区域中的像素点亮度衰减后的颜色色值;
第二计算模块,第二计算模块用于重新映射投影仪在融合区域的像素点的输出颜色色值。
8.一种计算机可读存储介质,其特征在于,其上存储有计算机可读程序,所述计算机可读程序被处理器调用时执行如权利要求1-5任一项所述的多投影仪画面拼接色彩融合方法。
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Denomination of invention: A color fusion method, fusion device, and storage medium for multi projector image splicing Effective date of registration: 20231116 Granted publication date: 20230623 Pledgee: Industrial and Commercial Bank of China Limited Guangzhou Industrial Avenue sub branch Pledgor: Guangzhou Zhisheng Digital Technology Co.,Ltd. Registration number: Y2023980065740 |
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