用于LED球幕显示屏的图像处理方法技术

本发明专利技术公开一种用于LED球幕显示屏的图像处理方法，根据LED球幕显示屏的实际尺寸以及播放系统支持播放的源图像尺寸获得一能在球幕显示屏中播放后与平面显示屏中播放后视觉效果相同的目标图像，将该目标图像在立体半球上进行展开、投影，并通过椭圆公式、三角函数等数学公式将目标图像上对应的纬度像素进行循环处理，获得平面图像，再将平面图像与源图像比较，最终获得符合LED球幕显示屏播放的适用图像，再将该适用图像通过播放系统在LED球幕显示屏上播放。从而可以在LED球幕显示屏看到与在正常平面显示屏上一样的播放效果，并且转换时间短，占用资源少。

Image processing method for LED screen display

The invention discloses an image processing method for an LED spherical screen display screen. According to the actual size of the LED spherical screen display screen and the size of the source image supported by the playback system, a target image with the same visual effect after playback in the spherical screen display screen and playback in the flat screen is obtained, and the target image is placed in the stereo hemisphere. The corresponding latitude pixels in the target image are processed by mathematical formulas such as ellipse formula and trigonometric function, and the plane image is obtained. Then the plane image is compared with the source image. Finally, the suitable image for playing on the LED spherical screen is obtained. Then the applicable image is passed through the playback system. Play on LED screen display. Thus, the same playback effect can be seen on the LED spherical screen display screen as on the normal flat screen, and the conversion time is short and the resource consumption is small.

【技术实现步骤摘要】
用于LED球幕显示屏的图像处理方法
本专利技术涉及球幕显示领域，具体地说，涉及一种用于LED球幕显示屏的图像处理方法。
技术介绍
随着科学技术的发展，越来越多的可视区域都被电子广告牌以及广告片等占据，而由于可视区域的多样性，使得对图像显示的要求也日益增加，对于球幕显示屏，已经广泛的应用在各种场合。且球幕显示技术已经有了一定的发展，目前LED球幕显示屏的播放方式多采用图像序列帧组合播放的方式，在现有的序列帧图像基础上，后期使用图像处理软件将序列帧图像进行二次或多次的球形变换以满足球幕播放的要求。而当前进行球幕显示时，没有技术理论支撑对图像进行规则性的转换，仅仅是将待显示图像通过经验或多次测试来实现序列帧图像的转换，因此图像转换的时间过长并且占用大量资源。并且普通的待显示图像或仅经过球形变化处理后的图像不能满足LED球幕的播放要求，会有播放质量损失，并产生图像变形的现象，因此急需一种可靠且播放效果完美的图像处理方法来解决现有技术中存在的技术问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种用于LED球幕显示屏的图像处理方法，解决现有技术中存在的技术问题，使待显示图像可以在球幕上播放时变形最小、使得播放效果更加完美。本专利技术中用于LED球幕显示屏的图像处理方法，根据所述LED球幕显示屏对欲在所述LED球幕显示屏中播放的源图像进行处理，包括以下步骤：1)获得一虚拟目标图像并取得所述虚拟目标图像的参数根据所述LED球幕显示屏和源图像在LED球幕显示屏上形成一与LED球幕显示屏形状相同的球形虚拟目标图像，并根据所述LED球幕显示屏的尺寸以及播放系统支持播放的源图像尺寸获得所述虚拟目标图像尺寸；2)确定所述虚拟目标图像在所述LED球幕显示屏赤道位置处的高度；3)将所述虚拟目标图像依据组成所述LED球幕显示屏的每一行像素点作平面切割，形成每一行像素点对应的半球体弧线，再根据步骤1)、2)中获得的所述虚拟目标图像的参数计算和/或测量每一行半球体弧线距离所述虚拟目标图像球底心位置的弧长；4)将平面切割获得的半球体弧线作展开处理，并将展开后的半球体弧线连同所述虚拟目标图像一起投影到具有源图像的投影平面内，半球体弧线投影产生的椭圆弧线段与所述虚拟目标图像投影产生的圆在所述投影平面内相交有两个交点，利用圆、椭圆和三角函数公式使平面切割后形成的半球体弧线与源图像形成变形的转换对应关系，生成适合在LED球幕显示屏播放的适用图像；5)将多张序列帧的源图像根据以上步骤1)－4)的方法循环处理，生成所有适用图像，再通过播放系统在LED球幕显示屏中播放，获得平面显示屏中播放时相同的视觉效果。所述步骤4)中，以所述虚拟目标图像的球底心为最低点，所述虚拟目标图像、半球体弧线、源图像在所述投影平面内位于相同的位置高度。所述步骤4)中，所述半球体弧线连同虚拟目标图像同时投影到一具有源图像的投影平面后，按以下步骤执行：4.1)以虚拟目标图像投影的圆的球底心为原点，在投影平面内建立水平和垂直的X轴、Y轴坐标系；4.2)按以下公式获取椭圆弧线段与虚拟目标图像投影的圆相交的两交点(A、B)的坐标值，θ＝P/Rc＝R*sinθd＝R-R*cosθ其中：θ为平面切割后每一行像素点所在弧线(半球体弧线)到球底心形成的弧线对应目标图像所在球心的夹角c为平面切割后每一行半球体弧线所在平行圆圆边到圆中心的距离，也就是该平行圆的半径d为平面切割后每一行半球体弧线所在平行圆圆心到球底的距离R为源图像的半径P为半球体弧线到球形目标图像球底心的弧长根据获取的参数c、d，即为两交点对应的坐标绝对值；4.3)利用以下椭圆公式获得每一行半球体弧线投影后在投影平面内形成的椭圆弧线段所在椭圆的短轴半径a和长轴半径b的值；(x1/b)2+(y1/a)2＝14.4)根据前述参数c、d，计算交点与原点的连线和X轴相交后形成的角度α，再在椭圆弧线段上均分取点，依据该所述角度α、椭圆的短轴半径a和长轴半径b的值获取每个均分取点的坐标值，每一椭圆弧线段上的均分取点即为每一行半球体弧线上的有效像素点，均分取点的坐标值即为半球体弧线上有效像素点在所述目标图像中的行数、列数；4.5)将半球体弧线上的有效像素点依据目标图像中对应的图案与源图像中的图案一一对应，在源图像中找出与有效像素点对应图案的图像点的坐标值，再将源图像中的图像点与有效像素点一一对应后写入目标图像中有效像素点的相应位置。采用本专利技术的图像处理方法的显著技术效果在于，使图像处理加工方便，能有效完善显示效果，并解决LED球幕中适用图像的反向转换问题，使待显示图像在球幕上播放时变形最小，播放效果更加完美。另外，采用本专利技术的方法中的算法可在原图像生成时使用或后期使用该算法进行原图像转换，相比现有的软件工具实现方法，具有通用性强、可靠性高、效率高、易操作性等技术优势。附图说明图1为本专利技术方法中对球形图像作平面切割的示意图；图2为本专利技术中LED球幕显示屏的结构示意图；图3为本专利技术的方法中LED球幕显示屏物理排列示意图；图4为本专利技术的方法中LED球幕显示屏参数的数据示意图；图5为本专利技术的方法中球面展开示意图；图6为本专利技术的方法中球面投影示意图；图7为本专利技术的方法中某行像素点的参数示意图；图8为本专利技术的方法中有效像素点的示意图；图9为本专利技术中LED屏幕标准模组的结构示意图，图中示出了像素点的分布结构。具体实施方式下面结合附图对本专利技术中的具体实施方式做进一步说明。LED球幕显示屏1的特征，组成LED球幕显示屏1每一行的LED模组3在展开后并不是直线排列的，其中以赤道为中线，展开后上部是正弧(向上凹)均匀排列，下部是反弧(向下凹)均匀排列，如图3所示，为此LED球幕显示屏1是以赤道为中线，呈上、下镜像对称。具体地说，本专利技术中用于LED球幕显示屏1的图像处理方法首先是根据LED球幕显示屏1的实际尺寸以及播放系统支持播放的源图像尺寸获得一能在LED球幕显示屏中产生与平面显示屏中播放后视觉效果相同的虚拟目标图像，然后对该虚拟目标图像作反向处理过程，即将该虚拟目标图像在立体半球上进行展开、投影，并通过椭圆公式、三角函数等数学公式将虚拟目标图像上对应的纬度像素进行循环处理，获得该虚拟目标图像投影所得的平面图像，再将平面图像与源图像作转换映射对应处理，最终获得符合LED球幕显示屏播放的适用图像，再将该适用图像通过播放系统在LED球幕显示屏上播放，获得一最终的目标图像。从而可以在LED球幕显示屏看到与在正常平面显示屏上一样的播放效果，并且转换时间短，占用资源少。下面以一个直径为20米，由像素点2(发光二极管)之间的距离(点距离)为2.744mm的LED屏幕模组(以下简称为标准模组)和像素点之间的距离小于2.744mm的LED屏幕模组(以下简称为非标准模组)组装而成的半球体LED球幕显示屏为例，如图9所示，其中LED屏幕标准模组3中位于同一行、同一列两相邻像素点2之间距离为5.488mm，由于相邻四个像素点呈菱形分布，使得最近两像素点之间的距离为2.744mm，为此在利用像素点距离(2.744mm)计算弧长时需要乘以2，同理，从同一列上计算LED像素点的行数，也存在有双倍的问题，例如：从距离5.488mm算的第80行也就是按距离2.744mm算的第160行，实际上为同一行，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于LED球幕显示屏的图像处理方法，根据所述LED球幕显示屏对欲在所述LED球幕显示屏中播放的源图像进行处理，包括以下步骤：1)获得一虚拟目标图像并取得所述虚拟目标图像的参数根据所述LED球幕显示屏和源图像在LED球幕显示屏上形成一与LED球幕显示屏形状相同的球形虚拟目标图像，并根据所述LED球幕显示屏的尺寸以及播放系统支持播放的源图像尺寸获得所述虚拟目标图像尺寸；2)确定所述虚拟目标图像在所述LED球幕显示屏赤道位置处的高度；3)将所述虚拟目标图像依据组成所述LED球幕显示屏的每一行像素点作平面切割，形成每一行像素点对应的半球体弧线，再根据步骤1)、2)中获得的所述虚拟目标图像的参数计算和/或测量每一行半球体弧线距离所述虚拟目标图像球底心位置的弧长；4)将平面切割获得的半球体弧线作展开处理，并将展开后的半球体弧线连同所述虚拟目标图像一起投影到具有源图像的投影平面内，半球体弧线投影产生的椭圆弧线段与所述虚拟目标图像投影产生的圆在所述投影平面内相交有两个交点，利用圆、椭圆和三角函数公式使平面切割后形成的半球体弧线与源图像形成变形的转换对应关系，生成适合在LED球幕显示屏播放的适用图像；5)将多张序列帧的源图像根据以上步骤1)－4)的方法循环处理，生成所有适用图像，再通过播放系统在LED球幕显示屏中播放，获得平面显示屏中播放时相同的视觉效果。...

【技术特征摘要】
1.一种用于LED球幕显示屏的图像处理方法，根据所述LED球幕显示屏对欲在所述LED球幕显示屏中播放的源图像进行处理，包括以下步骤：1)获得一虚拟目标图像并取得所述虚拟目标图像的参数根据所述LED球幕显示屏和源图像在LED球幕显示屏上形成一与LED球幕显示屏形状相同的球形虚拟目标图像，并根据所述LED球幕显示屏的尺寸以及播放系统支持播放的源图像尺寸获得所述虚拟目标图像尺寸；2)确定所述虚拟目标图像在所述LED球幕显示屏赤道位置处的高度；3)将所述虚拟目标图像依据组成所述LED球幕显示屏的每一行像素点作平面切割，形成每一行像素点对应的半球体弧线，再根据步骤1)、2)中获得的所述虚拟目标图像的参数计算和/或测量每一行半球体弧线距离所述虚拟目标图像球底心位置的弧长；4)将平面切割获得的半球体弧线作展开处理，并将展开后的半球体弧线连同所述虚拟目标图像一起投影到具有源图像的投影平面内，半球体弧线投影产生的椭圆弧线段与所述虚拟目标图像投影产生的圆在所述投影平面内相交有两个交点，利用圆、椭圆和三角函数公式使平面切割后形成的半球体弧线与源图像形成变形的转换对应关系，生成适合在LED球幕显示屏播放的适用图像；5)将多张序列帧的源图像根据以上步骤1)－4)的方法循环处理，生成所有适用图像，再通过播放系统在LED球幕显示屏中播放，获得平面显示屏中播放时相同的视觉效果。2.根据权利要求1中所述的用于LED球幕显示屏的图像处理方法，其特征在于，所述步骤4)中，以所述虚拟目标图像的球底心为最低点，所述虚拟目标图像、半球体弧线、源图像在所述投影平面内位于相同的位置高度。3.根据权利要求2中所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴俊斌，汪淼，王丹，胡仁荣，
申请(专利权)人：万达文化旅游规划研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11