[發明專利]多投影儀組合顯示的自適應模板大屏幕亮度校正方法

無效

• 申請號: 200910076206.1
• 申請日: 2009-01-05
• 公開（公告）號: CN101482690A
• 公開（公告）日: 2009-07-15
• 發明（設計）人: 秦開懷;周艷霞
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: G03B21/13
• 分類號: G03B21/13
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產權代理有限公司
• 代理人: 朱 琨

技術領域

本發明涉及多投影儀組合顯示的亮度校正，實現多投影儀組合顯示的大屏幕高分辨率顯示。

背景技術

現有的多投影儀大屏幕拼接顯示的亮度校正，都是用多臺投影儀在大屏幕上拼接顯示一個大的畫面，相鄰的投影儀之間有交疊區域，也就是對應的投影圖像有交疊區域，可以通過軟件或者硬件的方法消除交疊區域的亮帶，實現多投影儀大屏幕的無縫拼接顯示。

硬件方法是利用遮光板遮住投影儀多余的光，使得在交疊區域只有一個投影儀的光能投影過去，其他投影儀的光都被擋住。這種方法的好處是被遮住的地方就一點光也漏不過去。缺點是要手動控制遮光板的位置，費時費力，對于很多個投影儀的組合不適用。

軟件方法是通過在幀緩存中對投影儀圖像的亮度進行改變，來達到亮度一致。現有的軟件方法主要有邊緣融合、亮度一致和亮度反饋三種方法。

邊緣融合采用一個函數作為模板對投影儀的重疊區域進行過渡處理。這個函數有的是線性函數，有的是余弦函數，有的是冪函數。這個方法的優點是簡單，易于計算；缺點是無論采用哪種函數都不能使所有的圖像的重疊區過渡均勻。

亮度一致方法，是首先用相機分別獲取每個投影儀顯示白色圖像的亮度分布，計算交疊區域的亮度，即每個投影儀在該位置的亮度之和；其次，每個投影儀生成一個亮度表LAM，亮度表中每一點的值為Lmin/L，其中，Lmin為所有投影儀的最小亮度，L為這一點的實際亮度；最后，對幀緩存中的每幅圖像都乘以亮度表中的模板因子，再進行輸出，從而達到亮度校正的目的。因為該方法中假設投影儀的亮度響應曲線是線性的，而實際上投影儀的亮度響應曲線是非線性的，所以又進行了非線性校正。非線性校正就是得到投影儀的亮度響應曲線，用其反函數作成亮度查找表，在投影儀輸出之前，先查表，再輸出。亮度響應曲線可以用亮度儀獲取投影各個亮度的輸出來生成，也可以用HDR方法，即用數碼相機得到投影儀的亮度響應曲線。亮度一致方法的優點是在理論上得到整個屏幕的亮度一致；缺點一是要用到亮度儀比較昂貴，并且要對每個投影儀255個亮度進行測量，費時費力；缺點二是整個投影屏幕為了和最小的輸出保持一致，使整個圖像的亮度變小，浪費了很多亮度范圍；缺點三是該方法假設交疊區域的亮度是每個投影儀的亮度之和、相機得到的亮度是真實的和均勻的，但這些都是不成立的。

亮度反饋的方法是根據相機獲取的圖像和參考圖像的比較來修改圖像的模板因子，過亮則減小，過黑則增大。參考圖像的生成，非交疊區域直接用的相機圖像，交疊區域通過非交疊區域線性插值獲得。通過多次反饋得到最后亮度均勻過渡的模板。這種方法的優點是在理論上得到亮度的均勻過渡。缺點是受相機誤差、環境光、屏幕的平滑度干凈度的影響很大。

發明內容

本發明的目的在于消除多投影儀組合顯示交疊區域的亮帶，實現多投影儀無縫拼接的大屏幕高分辨率顯示。

本發明的特征在于，依次含有以下的步驟：

步驟(1)：初始化；

步驟(1.1)：為所述大屏幕建立一個直角坐標系，原點在該屏幕的左下角；

步驟(1.2)：用m×n個DLP投影儀組成一個投影儀矩陣，m為行，n為列；每兩個所述DLP投影儀用一個客戶端計算機進行控制；

步驟(1.3)：所述的每個客戶端計算機把在每個投影儀空間均勻分布的8行8列等間距的特征點組成的圖像分別輸出到自己控制的DLP投影儀中，用數碼相機在相同的位置對所述每個DLP投影儀的輸出分別進行拍照，得到所述每個DLP投影儀在屏幕空間的特征點圖像；

步驟(1.4)：服務器對屏幕空間的所述每個特征點圖像進行圖像處理得到所述每個DLP投影儀在屏幕空間的特征點，根據特征點位置得到所述每個DLP投影儀在屏幕空間的初始顯示區域，并且把每個投影儀空間的點和屏幕空間的點建立一一對應關系，作為每個投影儀空間和屏幕空間之間坐標轉換的依據；

步驟(1.5)：所述服務器根據所述每個DLP投影儀在屏幕空間的初始顯示區域計算一個最大的可顯示矩形RECT，每個DLP投影儀在大屏幕上實際要顯示的區域是通過該投影儀的初始顯示區域與最大矩形RECT求交得到的，在每個DLP投影儀屏幕空間的實際顯示區域等間距生成8行8列的點，把這些屏幕空間的點轉換到投影儀空間中，并生成網格mesh-i；

步驟(1.6)：所述客戶端計算機把分配給自己控制的DLP投影儀的圖像映射到所述網格mesh-i相對應的幾何位置上，其余位置用黑色清除，計算屏幕空間上所述投影儀的重疊區域的位置信息，并映射到投影儀空間中；

步驟(2)：按以下步驟計算針對不同亮度值圖像的模板值；