CN116405645A - 一种投影仪图形校正调焦方法、装置及可读介质 - Google Patents

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CN116405645A CN202310088456.7A CN202310088456A CN116405645A CN 116405645 A CN116405645 A CN 116405645A CN 202310088456 A CN202310088456 A CN 202310088456A CN 116405645 A CN116405645 A CN 116405645A
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Abstract

本发明公开了一种投影仪图形校正调焦方法、装置及可读介质，通过获取TOF数据并进行校正，TOF数据包括投影仪的水平偏转角度、垂直偏转角度以及投影距离，基于校正后的水平偏转角度、垂直偏转角度和投影仪特定的投射比、水平和垂直视场角建立投影锥体模型，将投影仪的显示芯片等效位于投影锥体模型内；将投影锥体模型于水平方向和垂直方向上旋转，根据投影锥体模型进行第一次梯形校正，得到第一次图像校正画面；响应于投影锥体模型于翻转方向上具有翻转角，根据校正后的翻转角对第一次图像校正画面进行第二次梯形校正，得到第二次图像校正画面；根据当前投影距离对第二次图像校正画面进行自动调焦，得到目标矩形图像，该方法容易实现，准确度高。

Description

一种投影仪图形校正调焦方法、装置及可读介质
技术领域
本发明涉及投影校正领域，具体涉及一种投影仪图形校正调焦方法、装置及可读介质。
背景技术
投影仪投出的图像主要是供观赏用的，人们希望能看到一个水平方正的图像，这样能提高观看的舒适性，但实际上由于投影仪摆放位置的限制，会造成投影仪与屏幕不垂直，从而使投影图像产生梯形畸变。
现有技术中存在采用多点飞行时间传感器获得多个光点的深度信息，确定光点在投影平面的三维坐标，根据多个光点的三维坐标，确定投影平面相对于飞行时间传感器的测量法向量，根据测量法向量得到投影仪的偏移信息，基于偏移信息，对投影仪的原始图像的尺度进行校正，图形校正方法是从投影图像任一边上任意选取一点，并以该点作为待构建的矩形的顶点、以所述原始图像的宽高比作为所述待构建的矩形的宽高比，在投影图像的区域内生成矩形；从生成的矩形中选取面积最大的矩形作为目标矩形。该方式没有构建最优的约束条件，导致矩形顶点的选择复杂化，生成的矩形数量多，计算量大，校正效率低。
发明内容
针对上述提到的由于投影仪摆放位置的限制，导致投影图像产生梯形畸变问题。本申请的实施例的目的在于提出了一种投影仪图形校正调焦方法、装置及可读介质，来解决以上背景技术部分提到的技术问题。
第一方面，本申请的实施例提供了一种投影仪图形校正调焦方法，包括以下步骤：
S1，获取TOF数据，并对TOF数据进行校正，TOF数据包括投影仪的水平偏转角度、垂直偏转角度以及投影距离，基于校正后的水平偏转角度、垂直偏转角度和投影仪特定的投射比、水平和垂直视场角建立投影锥体模型，并将投影仪的显示芯片等效位于投影锥体模型内；
S2，将投影锥体模型于水平方向和垂直方向上旋转，并根据投影锥体模型进行第一次梯形校正，得到第一次图像校正画面；
S3，响应于投影锥体模型于翻转方向上具有翻转角，根据校正后的翻转角对第一次图像校正画面进行第二次梯形校正，得到第二次图像校正画面；
S4，获取当前投影距离，根据当前投影距离对第二次图像校正画面进行自动调焦，得到目标矩形图像。
作为优选，步骤S1还包括：获取触发信号，根据触发信号通过TOF模组获得TOF数据。
作为优选，步骤S2具体包括：
S21，以投影锥体模型在成像面上的切面作为投影画面图形，基于投影画面图形截取其内部面积最大的第一矩形，并且第一矩形的宽高比与标准图像相同；
S22，以投影锥体模型的锥点与第一矩形的四个顶点作四条直线，该四条直线与显示芯片分别相交于四个点，将该四个点在显示芯片上的坐标转换为像素点坐标；
S23，根据四个像素点坐标生成显示区域，并投影出第一图像校正画面。
作为优选，步骤S3具体包括：
在第一图像校正画面上截取其内部面积最大的第二矩形，并且第二矩形的宽高比与标准图像相同，并将第二矩形作为第二次图像校正画面。
作为优选，通过设置在投影仪上的陀螺仪或加速度传感器获取翻转角，投影距离为屏幕中心到TOF模组的距离。
作为优选，步骤S1还包括：
每个投影仪以标准的投影画面尺寸为基准，其测出的基准投影距离及基准马达步数与其它投影画面尺寸时测出的距离及马达步数的差值进行标定，并将标定结果作为每个投影仪的原始投影参数，建立投影距离差值与马达步数差值的对应关系；
通过机械方式将清晰的投影画面调正，采用TOF模组测出当前的水平偏转角度、垂直偏转角度，采用陀螺仪或加速度传感器测出当前的翻转角，将当前的水平偏转角度、垂直偏转角度和翻转角作为原始角度参数。
作为优选，步骤S4具体包括：
将当前投影距离与基准投影距离相减，得到投影距离差值；
根据投影距离差值和对应关系，确定调焦马达步数差值；
将调焦马达步数差值与基准马达步数相加，得到当前投影距离对应的当前调焦马达步数；
根据当前调焦马达步数对第二次图像校正画面进行自动调焦，得到目标矩形图像。
第二方面，本申请的实施例提供了一种投影仪图形校正调焦装置，包括：
模型建立模块，被配置为获取TOF数据，并对TOF数据进行校正，TOF数据包括投影仪的水平偏转角度、垂直偏转角度以及投影距离，基于校正后的水平偏转角度、垂直偏转角度和投影仪特定的投射比、水平和垂直视场角建立投影锥体模型，并将投影仪的显示芯片等效位于投影锥体模型内；
第一次校正模块，被配置为将投影锥体模型于水平方向和垂直方向上旋转，并根据投影锥体模型进行第一次梯形校正，得到第一次图像校正画面；
第二次校正模块，被配置为响应于投影锥体模型于翻转方向上具有翻转角，根据校正后的翻转角对第一次图像校正画面进行第二次梯形校正，得到第二次图像校正画面；
调焦模块，被配置为获取当前投影距离，根据当前投影距离对第二次图像校正画面进行自动调焦，得到目标矩形图像。
第三方面，本申请的实施例提供了一种电子设备，包括一个或多个处理器；存储装置，用于存储一个或多个程序，当一个或多个程序被一个或多个处理器执行，使得一个或多个处理器实现如第一方面中任一实现方式描述的方法。
第四方面，本申请的实施例提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如第一方面中任一实现方式描述的方法。
相比于现有技术，本发明具有以下有益效果：
(1)本发明的投影仪图形校正调焦方法通过获取投影仪的偏转角度，在投出的梯形图像中将图像压缩成水平放置的矩形图像，因此不管投影仪处于任何摆放位置时，都可自动将投影图像校正成适合观看的矩形图像。
(2)本发明的投影仪图形校正调焦方法采用自带算法的TOF模组，可以直接输出角度值与距离值，因此简化了算法，更容易实现自动梯形校正功能，而且由于独特的标定方法，使得自动梯形校正的准确度相比同类产品更高，计算量更小，校正效率更高。
附图说明
为了更清楚地说明本发明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要介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，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是本申请的一个实施例可以应用于其中的示例性装置架构图；
图2为本发明的实施例的投影仪图形校正调焦方法的流程示意图；
图3为本发明的实施例的投影仪图形校正调焦方法的投影锥体模型的示意图；
图4为本发明的实施例的投影仪图形校正调焦方法的第一次图像校正的示意图；
图5为本发明的实施例的投影仪图形校正调焦装置的示意图；
图6是适于用来实现本申请实施例的电子设备的计算机装置的结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
图1示出了可以应用本申请实施例的投影仪图形校正调焦方法或投影仪图形校正调焦装置的示例性装置架构100。
如图1所示，装置架构100可以包括终端设备101、102、103，网络104和服务器105。网络104用以在终端设备101、102、103和服务器105之间提供通信链路的介质。网络104可以包括各种连接类型，例如有线、无线通信链路或者光纤电缆等等。
用户可以使用终端设备101、102、103通过网络104与服务器105交互，以接收或发送消息等。终端设备101、102、103上可以安装有各种应用，例如数据处理类应用、文件处理类应用等。
终端设备101、102、103可以是硬件，也可以是软件。当终端设备101、102、103为硬件时，可以是各种电子设备，包括但不限于智能手机、平板电脑、膝上型便携计算机和台式计算机等等。当终端设备101、102、103为软件时，可以安装在上述所列举的电子设备中。其可以实现成多个软件或软件模块(例如用来提供分布式服务的软件或软件模块)，也可以实现成单个软件或软件模块。在此不做具体限定。
服务器105可以是提供各种服务的服务器，例如对终端设备101、102、103上传的文件或数据进行处理的后台数据处理服务器。后台数据处理服务器可以对获取的文件或数据进行处理，生成处理结果。
需要说明的是，本申请实施例所提供的投影仪图形校正调焦方法可以由服务器105执行，也可以由终端设备101、102、103执行，相应地，投影仪图形校正调焦装置可以设置于服务器105中，也可以设置于终端设备101、102、103中。
应该理解，图1中的终端设备、网络和服务器的数目仅仅是示意性的。根据实现需要，可以具有任意数目的终端设备、网络和服务器。在所处理的数据不需要从远程获取的情况下，上述装置架构可以不包括网络，而只需服务器或终端设备。
图2示出了本申请的实施例提供的一种投影仪图形校正调焦方法，包括以下步骤：
S1，获取TOF数据，并对TOF数据进行校正，TOF数据包括投影仪的水平偏转角度、垂直偏转角度以及投影距离，基于校正后的水平偏转角度、垂直偏转角度和投影仪特定的投射比、水平和垂直视场角建立投影锥体模型，并将投影仪的显示芯片等效位于投影锥体模型内。
在具体的实施例中，步骤S1还包括：获取触发信号，根据触发信号通过TOF模组获得TOF数据。
具体的，该触发信号可由开机触发或触发元件触发，在具体的实施例中，可采用位移传感器、加速度传感器或陀螺仪作为触发元件，触发元件发出触发信号后，投影仪启动自动梯形校正功能。为了简化算法，本申请的实施例采用自带算法的TOF模组，该TOF模组的发射元件是可以发出多点(100x100＝1万点)红外激光的半导体激光发生器，接收元件是一个摄像机，通过自带算法，可以输出投影仪的水平偏转角度、垂直偏转角度和投影距离，该投影距离为屏幕中心到TOF模组的距离。TOF模组中的自带算法采用现有的算法，不是本申请的重点，因此不再赘述。将水平偏转角度、垂直偏转角度代入上述的投影椎体模型中，可以完成第一次图像校正，屏幕中心到TOF模组的距离可以用来做自动调焦。具体的，依据水平偏转角度、垂直偏转角度获取投影图像畸变信息，进而在畸变区域中获取最大矩形。本申请的实施例中芯片以DMD芯片为例进行说明，在其他实施例中也可采用其他芯片。
在具体的实施例中，步骤S1还包括：
每个投影仪以标准的投影画面尺寸为基准，其测出的基准投影距离及基准马达步数与其它投影画面尺寸时测出的距离及马达步数的差值进行标定，并将标定结果作为每个投影仪的原始投影参数，建立投影距离差值与马达步数差值的对应关系；
通过机械方式将清晰的投影画面调正，采用TOF模组测出当前的水平偏转角度、垂直偏转角度，采用陀螺仪或加速度传感器测出当前的翻转角，将当前的水平偏转角度、垂直偏转角度和翻转角作为原始角度参数。
具体的，由于镜头的光学零件的制造误差以及装配误差，会使得每台投影仪在相同的投影画面尺寸时，测出的投影距离以及马达步数不相同，但后续的差值是不变的，也就是说，以一个标准的投影画面尺寸为基准(比如50吋)，测出的距离及马达步数与其它投影画面尺寸时测出的距离及马达步数的差值，每台投影仪都是相同的，这就需要对每台投影仪进行标定，把标准投影画面尺寸时测出的投影距离及马达步数标定下来，作为原始投影参数，然后再做一个投影距离差值对应马达步数差值的对应表，每次测得的投影距离减去原始投影参数，拿这个差值去查表得到马达步数差值，然后再加上原始投影参数，就是调焦马达在当前测试距离下的调焦马达步数。同样，做梯形校正时也需要标定，也是因为各个光机的本身制造误差以及整机装配误差，会使得每台投影仪在出厂状态下，投影画面会有不同程度的倾斜与偏转，标定方法是：先通过机械方式把清晰的投影画面调正，用TOF模组测出当前的水平偏转角度和垂直偏转角度，用陀螺仪或加速度传感器测出当前的翻转角，把这3个角度作为原始角度参数，做自动梯形校正时测得的角度减去原始角度参数，就是梯形校正算法代入的角度值。原始角度参数是指将投影画面校清晰后(称其为初始位置)时投影机的位置信息；投影机位姿若发生变化，图像就发生变形，此时TOF测得的数据为随姿态的实时角度数据。而投影机位姿变化的角度信息为采用TOF测得的实时角度数据减去初始始位置时的原始角度参数，即可获得相对变化的水平/垂直偏转角。
具体的，参考图3，投影锥体模型构建完成后，将显示芯片位置等效到投影锥体模型里面，以观看者站位建立坐标系，投影成像面在观看者的正前方(墙面或屏幕)，旋转投影锥体模型，投影椎体模型具有3个方向旋转，即水平方向、垂直方向、翻转方向。投影仪的显示芯片等效于投影椎体模型内，并靠近椎点。实际上显示芯片是位于椎体外，模型锥点相当于镜头的入瞳点。
S2，将投影锥体模型于水平方向和垂直方向上旋转，并根据投影锥体模型进行第一次梯形校正，得到第一次图像校正画面。
在具体的实施例中，步骤S2具体包括：
S21，以投影锥体模型在成像面上的切面作为投影画面图形，基于投影画面图形截取其内部面积最大的第一矩形，并且第一矩形的宽高比与标准图像相同；
S22，以投影锥体模型的锥点与第一矩形的四个顶点作四条直线，该四条直线与显示芯片分别相交于四个点，将该四个点在显示芯片上的坐标转换为像素点坐标；
S23，根据四个像素点坐标生成显示区域，并投影出第一图像校正画面。
具体的，参考图4，第一次图像校正只考虑水平方向与垂直方向，用成像面(墙面或屏幕)去切投影椎体模型，得到一个投影画面图形，该图形为一个不规则四边形，在这个四边形里截取一个面积最大的矩形，该矩形需满足2个条件：宽高比与标注图像相同，以观看者角度，矩形要方正(即矩形长边平行于水平面或地面)。连接锥点与该矩形的四个顶点，得到4条线，这4条线与等效的显示芯片面相交，得到显示芯片上的4个点，也就是校正后图像的4个顶点在显示芯片上的对应位置，再把这4个点在显示芯片上的坐标换算成像素点坐标，图像处理芯片(FPGA、ARM或CPU)会根据这4个像素点坐标并以这4点作为边界，生成一个新的显示区域，通过投影镜头投出一个满足要求的方正的矩形画面。
S3，响应于投影锥体模型于翻转方向上具有翻转角，根据校正后的翻转角对第一次图像校正画面进行第二次梯形校正，得到第二次图像校正画面。
在具体的实施例中，步骤S3具体包括：
在第一图像校正画面上截取其内部面积最大的第二矩形，并且第二矩形的宽高比与标准图像相同，并将第二矩形作为第二次图像校正画面。
具体的，第一次图像校正只根据TOF测得的垂直/水平偏移角度，建立投影畸变图像区域；搜索出最大矩形区域作为第一图像校正画面。由于翻转角存在，实际的投影画面仍然是不规则的四边的，所以，需要进行二次校正。在第二次图像校正过程中只考虑陀螺仪或加速度传感器测得的翻转角，将第一图像校正画面旋转该角度后，图像为畸变图像；在此畸变图像区域搜索出最大矩形区域作为第二图像校正画面。第二次图像校正就是当投影仪在翻转方向有一个翻转角时，翻转角可以通过陀螺仪或加速度传感器获取，在第一次图像校正画面的基础上截取一个面积最大的矩形，该矩形同样需满足以上2个条件：等宽高比以及方正的矩形。
具体的，标准图像的宽高比为m/n，步骤S2和步骤S3中确定第一矩形和第二矩形的步骤如下：
1、光源位置坐标
(1)建立坐标系
以显示芯片的中心为坐标原点，水平向右为正作为x轴；垂直方向向上为正作为y轴；投影仪到屏幕的垂线为z轴，指向屏幕为正。
实际输出是在此基础上加上偏移量，变为以显示芯片的左下角为坐标点)
(2)求解光源坐标(x,y,z)
光源的x坐标为0，只需求解y、z值即可。
方法：显示芯片的角点与投影图形相对应角点坐标建立直线方程；
采用公式：
Figure BDA0004069608700000081
Figure BDA0004069608700000082
式中：x1，y1，z1为直线上一点的坐标；x2，y2，z2为直线上另一点的坐标。
2、当屏幕旋转后，确定好投影屏幕上畸变图像的新四点
方法：空间直线(光源和显示芯片的四个角形成的直线)与空间平面的交点。
采用公式：
f＝Ax×Ux+Ay×Uy+Az×Uz
Figure BDA0004069608700000083
Figure BDA0004069608700000084
Figure BDA0004069608700000085
式中：(Sx，Sy，Sz)为直线上一点的坐标；(Ux，Uy，Uz)为该直线方向向量；
(Dx，Dy，Dz)为平面上一点的坐标；(Ax，Ay，Az)为平面的法向向量。
其中，若f≠0则直线与平面平行有交点；若f＝0则直线与平面平行无交点。
3、找出屏幕上最大矩形
方法：根据旋转后投影图像特点，用逐点查询方式找出符合条件的最大矩形。
共分为几种情况：
其中，(xi,yi,zi)为最大矩形四点坐标；i＝(1～4)代表左上、右上、左下、右下四点；z0为初始距离399.228；Rx为绕x轴旋转角度；Ry为绕y轴旋转角度)
A.当Ry＝0，Rx<>0时：
当Rx<0时(向上投影)：
x1＝x3；
y1＝(x4-x3)*n/m+y3；
z1＝z0-y1*Sin(Rx)；
x2＝x4；
y2＝y1；
z2＝z1；
当RX>0时(向下投影)：
x＝x2-x1；
y＝y1-y3；
如果(x/y)>m/n：
x1＝-y*m/n/2；
x2＝-x1；
x3＝x1；
x4＝-x1；
如果(x/y)<m/n：
x3＝x1；
y2＝(x2-x1)*n/m；
z3＝z0+y3*Sin(Rx)；
x4＝x2；
y4＝y3；
z4＝z3；
B.当Rx＝0，Ry<>0时：
当Ry<0时(顺时针投影)：
x1＝x；
y1＝y；
z1＝z；
x2＝x4；
y2＝y；
z2＝z4；
x3＝x1；
y3＝y4；
z3＝z1；
当Ry>0时(逆时针投影)：
x2＝x；
y2＝y；
z2＝z；
x1＝x3；
y1＝y；
z1＝z3；
x4＝x2；
y4＝y3；
z4＝z2；
C.当Ry<>0，Rx<>0时：
将第3、4二点比较，高的点作为基准点，向1、2点连线找出x与y成m：n比例的点。此点与基准点为对角线所形成的矩形就是要的矩形。
当RX>0时：将第3、4二点比较，高的点作为基准点。
(1)当3点高时：
以1，3点中点X,Y出发，求出水平线与12线距离和垂直线与13线距离的比值与m/n比较；
若水平线与12线距离和垂直线与13线距离的比值大于m/n，增加Y+10，算出新x,y重复第一步；若第一次重复后的水平线与12线距离和垂直线与13线距离的比值小于m/n，Y-5再算，若第一次重复后的水平线与12线距离和垂直线与13线距离的比值大于m/n，Y+2，算出新x,y重复第一步；若第二次重复后的水平线与12线距离和垂直线与13线距离的比值小于m/n，，Y-1，这时为最终点。
若水平线与12线距离和垂直线与13线距离的比值小于m/n，则与上步骤相反。这时XY为第1点，算出来的为第2点。
(2)当4点高时：
以2，4点中点X,Y出发，求出水平线与12线距离和垂直线与24线距离的比值与m/n比较：
若水平线与12线距离和垂直线与24线距离的比值大于m/n，增加Y+10，算出新x,y重复第一步；若第一次重复后的水平线与12线距离和垂直线与24线距离的比值小于m/n，Y-5再算，若第一次重复后的水平线与12线距离和垂直线与24线距离的比值大于m/n，Y+2，算出新x,y重复第一步；若第二次重复后的水平线与12线距离和垂直线与24线距离的比值小于m/n，，Y-1，这时为最终点。
若水平线与12线距离和垂直线与24线距离的比值小于m/n，则与上步骤相反。这时XY为第2点，算出来的为第1点。
......依次类推。
4、计算新矩形坐标点的z坐标
方法：已知旋转后的平面方程，求出屏幕上任意点(x，y)的z坐标。
采用公式：
Figure BDA0004069608700000111
式中：(x0，y0，z0)为屏幕上的任意一点；
(a，b，c)为屏幕法线的方向矢量；
(x，y)为屏幕上指定的点，z为屏幕上的点(x,y)的z坐标。
5、求出新的矩形点在显示芯片上的对应四个交点(xi，yi，0)
方法：以新的矩形四角点与光源的连线求出在显示芯片上的对应交点。
采用公式：
Figure BDA0004069608700000112
Figure BDA0004069608700000113
式中：(x1,y1,z1)为屏幕上新的矩形四角点坐标；
(x2,y2,z2)为光源坐标；
(x，y)为显示芯片上点的坐标。
具体的，再把这4个点在显示芯片上的坐标换算成像素点坐标，图像处理芯片(FPGA、ARM或CPU)会根据这4个像素点坐标并以这4点作为边界，生成一个新的显示区域，通过投影镜头投出一个满足要求的方正的矩形画面。
在显示芯片上的坐标转换成像素点坐标的过程如下：
假设顶点坐标为二维数组b[i,j]：
其中：b[i]--水平坐标值；
b[j]--垂直坐标值；
单位转换：
假设像素点坐标为二维数组B[i,j]；
其中：B[i]＝M/b[i]；
B[j]＝N/b[i]；
其中，投影分辨率：M*N。
S4，获取当前投影距离，根据当前投影距离对第二次图像校正画面进行自动调焦，得到目标矩形图像。
在具体的实施例中，步骤S4具体包括：
将当前投影距离与基准投影距离相减，得到投影距离差值；
根据投影距离差值和对应关系，确定调焦马达步数差值；
将调焦马达步数差值与基准马达步数相加，得到当前投影距离对应的当前调焦马达步数；
根据当前调焦马达步数对第二次图像校正画面进行自动调焦，得到目标矩形图像。
具体的，本申请的实施例的自动调焦主要是用查表法来做，通过实际测试，测出投影距离与调焦马达步数的对应表，每次测得的投影距离减去原始投影参数，拿这个差值去查表得到调焦马达步数差值，然后再加上原始参数，就是调焦马达在当前测试距离下的调焦马达步数。进一步根据调焦马达步数进行调焦，最终实现自动调焦，获得清晰度高的投影图像。
进一步参考图5，作为对上述各图所示方法的实现，本申请提供了一种投影仪图形校正调焦装置的一个实施例，该装置实施例与图2所示的方法实施例相对应，该装置具体可以应用于各种电子设备中。
本申请实施例提供了一种投影仪图形校正调焦装置，包括：
模型建立模块1，被配置为获取TOF数据，并对TOF数据进行校正，TOF数据包括投影仪的水平偏转角度、垂直偏转角度以及投影距离，基于校正后的水平偏转角度、垂直偏转角度和投影仪特定的投射比、水平和垂直视场角建立投影锥体模型，并将投影仪的显示芯片等效位于投影锥体模型内；
第一次校正模块2，被配置为将投影锥体模型于水平方向和垂直方向上旋转，并根据投影锥体模型进行第一次梯形校正，得到第一次图像校正画面；
第二次校正模块3，被配置为响应于投影锥体模型于翻转方向上具有翻转角，根据校正后的翻转角对第一次图像校正画面进行第二次梯形校正，得到第二次图像校正画面；
调焦模块4，被配置为获取当前投影距离，根据当前投影距离对第二次图像校正画面进行自动调焦，得到目标矩形图像。
下面参考图6，其示出了适于用来实现本申请实施例的电子设备(例如图1所示的服务器或终端设备)的计算机装置600的结构示意图。图6示出的电子设备仅仅是一个示例，不应对本申请实施例的功能和使用范围带来任何限制。
如图6所示，计算机装置600包括中央处理单元(CPU)601和图形处理器(GPU)602，其可以根据存储在只读存储器(ROM)603中的程序或者从存储部分609加载到随机访问存储器(RAM)604中的程序而执行各种适当的动作和处理。在RAM 604中，还存储有装置600操作所需的各种程序和数据。CPU 601、GPU602、ROM 603以及RAM604通过总线605彼此相连。输入/输出(I/O)接口606也连接至总线605。
以下部件连接至I/O接口606：包括键盘、鼠标等的输入部分607；包括诸如、液晶显示器(LCD)等以及扬声器等的输出部分608；包括硬盘等的存储部分609；以及包括诸如LAN卡、调制解调器等的网络接口卡的通信部分610。通信部分610经由诸如因特网的网络执行通信处理。驱动器611也可以根据需要连接至I/O接口606。可拆卸介质612，诸如磁盘、光盘、磁光盘、半导体存储器等等，根据需要安装在驱动器611上，以便于从其上读出的计算机程序根据需要被安装入存储部分609。
特别地，根据本公开的实施例，上文参考流程图描述的过程可以被实现为计算机软件程序。例如，本公开的实施例包括一种计算机程序产品，其包括承载在计算机可读介质上的计算机程序，该计算机程序包含用于执行流程图所示的方法的程序代码。在这样的实施例中，该计算机程序可以通过通信部分610从网络上被下载和安装，和/或从可拆卸介质612被安装。在该计算机程序被中央处理单元(CPU)601和图形处理器(GPU)602执行时，执行本申请的方法中限定的上述功能。
需要说明的是，本申请所述的计算机可读介质可以是计算机可读信号介质或者计算机可读介质或者是上述两者的任意组合。计算机可读介质例如可以是——但不限于——电、磁、光、电磁、红外线或半导体的装置、装置或器件，或者任意以上的组合。计算机可读介质的更具体的例子可以包括但不限于：具有一个或多个导线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机访问存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、光纤、便携式紧凑磁盘只读存储器(CD-ROM)、光存储器件、磁存储器件或者上述的任意合适的组合。在本申请中，计算机可读介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行装置、装置或者器件使用或者与其结合使用。而在本申请中，计算机可读的信号介质可以包括在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号，其中承载了计算机可读的程序代码。这种传播的数据信号可以采用多种形式，包括但不限于电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。计算机可读的信号介质还可以是计算机可读介质以外的任何计算机可读介质，该计算机可读介质可以发送、传播或者传输用于由指令执行装置、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。计算机可读介质上包含的程序代码可以用任何适当的介质传输，包括但不限于：无线、电线、光缆、RF等等，或者上述的任意合适的组合。
可以以一种或多种程序设计语言或其组合来编写用于执行本申请的操作的计算机程序代码，所述程序设计语言包括面向对象的程序设计语言—诸如Java、Smalltalk、C++，还包括常规的过程式程序设计语言—诸如“C”语言或类似的程序设计语言。程序代码可以完全地在用户计算机上执行、部分地在用户计算机上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算机上部分在远程计算机上执行、或者完全在远程计算机或服务器上执行。在涉及远程计算机的情形中，远程计算机可以通过任意种类的网络——包括局域网(LAN)或广域网(WAN)—连接到用户计算机，或者，也可以连接到外部计算机(例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接)。
附图中的流程图和框图，图示了按照本申请各种实施例的装置、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，该模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个接连地表示的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或操作的专用的基于硬件的装置来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。
描述于本申请实施例中所涉及到的模块可以通过软件的方式实现，也可以通过硬件的方式来实现。所描述的模块也可以设置在处理器中。
作为另一方面，本申请还提供了一种计算机可读介质，该计算机可读介质可以是上述实施例中描述的电子设备中所包含的；也可以是单独存在，而未装配入该电子设备中。上述计算机可读介质承载有一个或者多个程序，当上述一个或者多个程序被该电子设备执行时，使得该电子设备：获取TOF数据，并对TOF数据进行校正，TOF数据包括投影仪的水平偏转角度、垂直偏转角度以及投影距离，基于校正后的水平偏转角度、垂直偏转角度和投影仪特定的投射比、水平和垂直视场角建立投影锥体模型，并将投影仪的显示芯片等效位于投影锥体模型内；将投影锥体模型于水平方向和垂直方向上旋转，并根据投影锥体模型进行第一次梯形校正，得到第一次图像校正画面；响应于投影锥体模型于翻转方向上具有翻转角，根据校正后的翻转角对第一次图像校正画面进行第二次梯形校正，得到第二次图像校正画面；获取当前投影距离，根据当前投影距离对第二次图像校正画面进行自动调焦，得到目标矩形图像。
以上描述仅为本申请的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本申请中所涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离上述发明构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本申请中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。

Claims (10)

1.一种投影仪图形校正调焦方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1，获取TOF数据，并对所述TOF数据进行校正，所述TOF数据包括投影仪的水平偏转角度、垂直偏转角度以及投影距离，基于校正后的所述水平偏转角度、垂直偏转角度和投影仪特定的投射比、水平和垂直视场角建立投影锥体模型，并将投影仪的显示芯片等效位于所述投影锥体模型内；
S2，将所述投影锥体模型于水平方向和垂直方向上旋转，并根据所述投影锥体模型进行第一次梯形校正，得到第一次图像校正画面；
S3，响应于所述投影锥体模型于翻转方向上具有翻转角，根据校正后的翻转角对所述第一次图像校正画面进行第二次梯形校正，得到第二次图像校正画面；
S4，获取当前投影距离，根据所述当前投影距离对所述第二次图像校正画面进行自动调焦，得到目标矩形图像。
2.根据权利要求1所述的投影仪图形校正调焦方法，其特征在于，所述步骤S1还包括：获取触发信号，根据所述触发信号通过所述TOF模组获得所述TOF数据。
3.根据权利要求1所述的投影仪图形校正调焦方法，其特征在于，所述步骤S2具体包括：
S21，以所述投影锥体模型在成像面上的切面作为投影画面图形，基于所述投影画面图形截取其内部面积最大的第一矩形，并且所述第一矩形的宽高比与标准图像相同；
S22，以所述投影锥体模型的锥点与所述第一矩形的四个顶点作四条直线，该四条直线与所述显示芯片分别相交于四个点，将该四个点在所述显示芯片上的坐标转换为像素点坐标；
S23，根据四个像素点坐标生成显示区域，并投影出所述第一图像校正画面。
4.根据权利要求1所述的投影仪图形校正调焦方法，其特征在于，所述步骤S3具体包括：
在所述第一图像校正画面上截取其内部面积最大的第二矩形，并且所述第二矩形的宽高比与标准图像相同，并将所述第二矩形作为所述第二次图像校正画面。
5.根据权利要求1所述的投影仪图形校正调焦方法，其特征在于，通过设置在投影仪上的陀螺仪或加速度传感器获取所述翻转角，所述投影距离为屏幕中心到TOF模组的距离。
6.根据权利要求1所述的投影仪图形校正调焦方法，其特征在于，所述步骤S1还包括：
每个投影仪以标准的投影画面尺寸为基准，其测出的基准投影距离及基准马达步数与其它投影画面尺寸时测出的距离及马达步数的差值进行标定，并将标定结果作为每个投影仪的原始投影参数，建立投影距离差值与马达步数差值的对应关系；
通过机械方式将清晰的投影画面调正，采用所述TOF模组测出当前的水平偏转角度、垂直偏转角度，采用陀螺仪或加速度传感器测出当前的翻转角，将当前的水平偏转角度、垂直偏转角度和翻转角作为原始角度参数。
7.根据权利要求6所述的投影仪图形校正调焦方法，其特征在于，所述步骤S4具体包括：
将所述当前投影距离与所述基准投影距离相减，得到投影距离差值；
根据所述投影距离差值和所述对应关系，确定调焦马达步数差值；
将所述调焦马达步数差值与所述基准马达步数相加，得到所述当前投影距离对应的当前调焦马达步数；
根据所述当前调焦马达步数对所述第二次图像校正画面进行自动调焦，得到目标矩形图像。
8.一种投影仪图形校正调焦装置，其特征在于，包括：
模型建立模块，被配置为获取TOF数据，并对所述TOF数据进行校正，所述TOF数据包括投影仪的水平偏转角度、垂直偏转角度以及投影距离，基于校正后的所述水平偏转角度、垂直偏转角度和投影仪特定的投射比、水平和垂直视场角建立投影锥体模型，并将投影仪的显示芯片等效位于所述投影锥体模型内；
第一次校正模块，被配置为将所述投影锥体模型于水平方向和垂直方向上旋转，并根据所述投影锥体模型进行第一次梯形校正，得到第一次图像校正画面；
第二次校正模块，被配置为响应于所述投影锥体模型于翻转方向上具有翻转角，根据校正后的翻转角对所述第一次图像校正画面进行第二次梯形校正，得到第二次图像校正画面；
调焦模块，被配置为获取当前投影距离，根据所述当前投影距离对所述第二次图像校正画面进行自动调焦，得到目标矩形图像。
9.一种电子设备，包括：
一个或多个处理器；
存储装置，用于存储一个或多个程序，
当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现如权利要求1-7中任一所述的方法。
10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现如权利要求1-7中任一所述的方法。
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