[發(fā)明專利]一種實(shí)現(xiàn)大屏幕多投影無(wú)縫拼接的方法及其拼接融合器

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210419005.9
• 申請(qǐng)日: 2012-10-29
• 公開（公告）號(hào): CN102929572A
• 公開（公告）日: 2013-02-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王明宇;韓雁;王銳;劉曉鵬
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 浙江大學(xué)
• 主分類號(hào): G06F3/14
• 分類號(hào): G06F3/14;H04N5/765
• 代理公司: 杭州天勤知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 33224
• 代理人: 胡紅娟

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及大屏幕投影顯示領(lǐng)域，尤其涉及一種實(shí)現(xiàn)大屏幕多投影無(wú)縫拼接的方法及其拼接融合器。

背景技術(shù)

大屏幕顯示系統(tǒng)廣泛的應(yīng)用在交通運(yùn)輸調(diào)度指揮、大型會(huì)議實(shí)施、飛行模擬訓(xùn)練、作戰(zhàn)指揮等領(lǐng)域中。為了達(dá)到更好的視覺(jué)沉浸感，顯示屏幕不僅僅在面積上變得越來(lái)越大，而且還產(chǎn)生了弧幕、球幕等非平面屏幕。

在這種情況下，多投影無(wú)縫拼接的方法得到了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用，它將高分辨率的視頻信號(hào)分割為多個(gè)子圖像，并利用多臺(tái)投影儀聯(lián)合投影在任意形狀的大屏幕上，通過(guò)幾何校正和顏色校正實(shí)現(xiàn)無(wú)縫拼接，保證屏幕上整幅畫面內(nèi)容的連續(xù)性及視覺(jué)的一致性。

大屏幕多投影無(wú)縫拼接顯示系統(tǒng)主要由三部分組成：投影儀陣列、拼接系統(tǒng)、大屏幕。其中拼接系統(tǒng)是核心，主要分為三種類型：軟件拼接系統(tǒng)、硬件拼接系統(tǒng)、軟硬件結(jié)合的拼接系統(tǒng)。

目前基于軟件或者軟硬件結(jié)合的拼接系統(tǒng)應(yīng)用得比較廣泛，具有功能豐富、操作靈活的優(yōu)點(diǎn)，但是在實(shí)時(shí)拼接顯示中均無(wú)法擺脫對(duì)計(jì)算機(jī)的嚴(yán)重依賴，不僅容易發(fā)生系統(tǒng)崩潰，而且往往需要多臺(tái)計(jì)算機(jī)同時(shí)工作，設(shè)備體積和功耗都非常大，同時(shí)由于系統(tǒng)復(fù)雜，其成本也很高昂。

現(xiàn)有技術(shù)中，基于硬件的拼接系統(tǒng)種類也比較多，擺脫了對(duì)計(jì)算機(jī)的依賴，但是也存在諸多不足：

1、因?yàn)閱蝹€(gè)硬件功能單一而需要多個(gè)硬件聯(lián)合使用才能達(dá)到聯(lián)合投影的目的，如多屏分割器與多個(gè)融合器聯(lián)合使用等；

2、因采用FPGA陣列實(shí)現(xiàn)而導(dǎo)致硬件結(jié)構(gòu)復(fù)雜。

上述不足都導(dǎo)致了過(guò)高的功耗和成本。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、功能豐富、低成本、低功耗的大屏幕多投影無(wú)縫拼接方法以及拼接融合器。

一種實(shí)現(xiàn)大屏幕多投影無(wú)縫拼接的方法，包括如下步驟：

1)將測(cè)量圖像通過(guò)多臺(tái)投影儀在大屏幕上投影，收集大屏幕上的投影圖像信息，并分析得到各像素點(diǎn)的幾何校正參數(shù)和顏色校正參數(shù)；

2)將幾何校正參數(shù)和顏色校正參數(shù)生成參數(shù)文件并儲(chǔ)存在移動(dòng)存儲(chǔ)器中；

3)讀取所述移動(dòng)存儲(chǔ)器中的參數(shù)文件得到參數(shù)數(shù)據(jù)，并輸入至參數(shù)存儲(chǔ)器進(jìn)行存儲(chǔ)；

4)將源視頻數(shù)據(jù)采用乒乓存儲(chǔ)方法按幀緩存，通過(guò)所述參數(shù)存儲(chǔ)器中的參數(shù)數(shù)據(jù)對(duì)按幀緩存得到的幀圖像進(jìn)行逐像素處理，得到多路子視頻像素?cái)?shù)據(jù)；

5)對(duì)所述多路子視頻像素?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行處理得到多路子視頻信號(hào)，輸出至多臺(tái)投影儀并在大屏幕上聯(lián)合投影。

利用多臺(tái)投影儀將特殊標(biāo)定畫面在大屏幕上投影，并通過(guò)攝像頭對(duì)投影區(qū)域進(jìn)行攝像并實(shí)時(shí)傳輸至計(jì)算機(jī)，分析幾個(gè)特定的考查點(diǎn)在投影儀輸入的視頻畫面和投影在屏幕上的畫面經(jīng)捕獲后的圖像中的坐標(biāo)，用Bezier曲面函數(shù)來(lái)表示投影儀輸入的視頻畫面和投影在屏幕上的畫面經(jīng)捕獲后的圖像之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，并確定整個(gè)系統(tǒng)要投影的源視頻畫面和攝像機(jī)捕獲的屏幕目標(biāo)投影區(qū)域的對(duì)應(yīng)關(guān)系，即可確定各像素點(diǎn)的幾何校正參數(shù)。

通過(guò)攝像頭來(lái)分別捕獲每臺(tái)投影儀在不同單色視頻信號(hào)輸入時(shí)的投影變化，得到每臺(tái)投影儀投影亮度與所接收視頻信號(hào)RGB顏色數(shù)據(jù)的關(guān)系，處理得到每臺(tái)投影儀的顏色曲線，并賦予投影區(qū)域內(nèi)各像素點(diǎn)相應(yīng)的亮度權(quán)值，根據(jù)顏色曲線和亮度權(quán)值可計(jì)算得到顏色校正參數(shù)。

將幾何校正參數(shù)和顏色校正參數(shù)生成參數(shù)文件并儲(chǔ)存。將幾何校正參數(shù)和顏色校正參數(shù)處理生成一個(gè)參數(shù)查找表，寫入一個(gè)文本文件中，即參數(shù)文件。在投影儀和屏幕的幾何、顏色數(shù)據(jù)不發(fā)生變化時(shí)，可直接提取上述參數(shù)文件中的幾何校正參數(shù)和顏色校正參數(shù)。

本發(fā)明還提供了一種實(shí)現(xiàn)大屏幕多投影無(wú)縫拼接的拼接融合器，包括：

視頻信號(hào)接收模塊，用于接收外部輸入的源視頻信號(hào)并將其轉(zhuǎn)換為RGB視頻數(shù)據(jù)；

數(shù)字視頻處理模塊，用于將RGB視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，并得到多路經(jīng)過(guò)幾何校正和顏色校正的子視頻信號(hào)；

視頻信號(hào)輸出模塊，用于對(duì)所述的子視頻信號(hào)分別進(jìn)行編碼或數(shù)模轉(zhuǎn)換，并通過(guò)相應(yīng)的視頻接口輸出。

本發(fā)明的拼接融合器的視頻接口均采用HDMI(High?DefinitionMultimedia?Interface高清晰度多媒體接口)，包括一個(gè)HDMI輸入接口和多個(gè)HDMI輸出接口。

所述視頻信號(hào)接收模塊由HDMI輸入接口以及與其相連的HDMI接收芯片ADV7611組成。

所述視頻信號(hào)輸出模塊由多個(gè)HDMI輸出接口以及與其相連的多個(gè)HDMI發(fā)送芯片AD9889B組成，每個(gè)HDMI發(fā)送芯片分別與一個(gè)HDMI輸出接口相連接。