用于对显示设备提供的图像进行光度补偿的设备和方法技术

本申请提供了用于对显示设备提供的图像进行光度补偿的设备和方法。控制显示设备以提供颜色，该显示设备被配置为根据显示设备的颜色提供图像。摄像头获取由显示设备提供的颜色的相应图像。用于修改由显示设备提供的图像数据的每像素校正功能，基于：使用摄像头和人类视觉系统(HVS)模型之间的用于显示设备的颜色的预定颜色关系，将摄像头获取的每种颜色的相应图像校正到HVS模型中。控制显示设备使用每像素校正功能校正的图像数据以提供图像。

Device and method for photometric compensation of image provided by display device

【技术实现步骤摘要】
用于对显示设备提供的图像进行光度补偿的设备和方法优先权声明本申请基于并要求2018年9月26日提交的申请号为16/142,781的美国申请的优先权，其全部内容通过引用的方式被包含于此。
技术介绍
现有的基于摄像头的投影-表面颜色校正方法，通过将投影仪的输出校正为摄像头的颜色灵敏度来进行辐射补偿，调整投影图像，直到它仅从摄像头的角度看起来“正确”为止，摄像头用来捕捉投影图像。附图说明为了更好地理解本文所述的各种示例，并更清楚地说明如何实施这些示例，现在将仅以示例的方式参考附图，其中：图1根据非限制性示例描绘了投影系统。图2根据非限制性示例描绘了用于对由投影仪提供的图像进行光度补偿的系统，其可以在图1的系统中使用。图3根据非限制性示例描绘了用于对由显示设备提供的图像进行光度补偿的替代系统，其可以在图1的系统中使用。图4根据非限制性示例描绘了用于图像的光度补偿的计算设备的框图，该计算设备可以用在图1的系统中。图5根据非限制性示例描绘了用于图像的光度补偿的方法。图6根据非限制性示例描绘了在工厂校准环境中确定图2系统投影仪的颜色光谱。图7根据非限制性示例描绘了在工厂校准环境中确定摄像头与用于图2系统投影仪的颜色的人类视觉系统模型之间的摄像头-显示器颜色关系。图8根据非限制性示例描绘了在安装中确定摄像头和图2系统投影仪之间的几何关系。图9根据非限制性示例描绘了确定用于校正目标图像像素的每像素校正功能，使得产生的投影图像和安装中根据人类视觉系统模型观察得到的目标图像像素在相同颜色空间中。图10根据非限制性示例描绘了在安装中控制图2系统的投影仪使用通过每像素校正功能校正的目标图像像素来进行投影。具体实施方式本说明书的一个方面提供了一种设备，包括：控制器，所述控制器与以下设备通信：显示设备，该显示设备被配置为根据其颜色提供图像；摄像头，用于检测显示设备提供的一个或以上的图像和颜色；存储器，存储摄像头与人类视觉系统(HVS)模型之间的用于显示设备的颜色的预定颜色关系，控制器被配置为：控制显示设备以提供颜色；控制摄像头获取显示设备提供的颜色的相应图像；确定用于修改使用显示设备提供的图像的图像数据的每像素校正功能，基于：使用摄像头和HVS模型之间的用于显示设备的颜色的预定颜色关系，将摄像头获取的每种颜色的相应图像校正到HVS模型中；并控制显示设备使用每像素校正功能进行校正的图像数据提供图像。本说明书的一个方面提供了一种方法，包括：使用控制器控制显示设备以提供颜色，显示设备被配置为根据显示设备的颜色提供图像；使用控制器控制摄像头，该摄像头用于获取由显示设备提供的颜色的相应图像；使用控制器确定用于修改使用显示设备提供的图像的图像数据的每像素校正功能，基于：使用摄像头和人类视觉系统(HVS)模型之间用于显示设备的颜色的预定颜色关系，将摄像头获取的每种颜色的相应图像校正到HVS模型中，该控制器与存储预定颜色关系的存储器存通信；并使用控制器控制显示设备使用每像素校正功能校正的图像数据来提供图像。图1描绘了系统100，包括：渲染设备101；内容播放器103(和/或内容生成器)；对准系统105；和投影仪107。通常，渲染设备101与内容播放器103通信，并且可选地与对准系统105通信，以及内容播放器103与投影仪107通信。如图所示，渲染设备101和内容播放器103被组合成一个设备108，然而在其他实施方式中，渲染设备101和内容播放器103可以是单独的设备。对准系统105被配置为生成姿势数据109p，该姿态数据109p至少包括定义例如投影仪107与投影仪107投影到的物体和/或表面之间的几何关系的数据(假设这种表面具有3D特征)。通常，姿态数据109p包括投影仪107的位置(例如，相对于物体和/或表面的“x，y，z”坐标)和投影仪107的方向(例如，相对于物体和/或表面的“偏航”、“俯仰”和“滚动”)。然而，姿态数据109p还可以包括投影仪107的固有属性，例如镜头特性等。在下文中，当描述对“表面”的投影时，应该理解这种投影包括到物体的投影，包括但不限于3D物体。渲染设备101可以生成渲染的图像数据110，例如，通过渲染现有的图像数据(未示出)用于投影仪107投影。图像数据110通常可以包括二维图像，其中每个像素颜色在给定的颜色空间中指定，例如本领域技术人员已知的sRGB(标准红绿蓝)颜色空间。然而，投影仪107可以根据与图像数据110的颜色空间不同的颜色空间中的颜色投影和/或提供图像；例如，投影仪107的红色、绿色和蓝色光源可以具有与sRGB颜色空间不同的颜色坐标。此外，投影仪107投影到其上的表面的颜色可以不是白色和/或表面可以是多色的。无论哪种方式，根据人类视觉系统(HVS)模型(例如，由人类观察者和/或被配置为根据HVS模型操作的设备)在表面所观察到的，投影仪投影到表面上的图像的颜色将不同于图像数据110的二维图像的sRGB颜色(等)指定的颜色。因此，如图所示，对准系统105还产生一个每像素校正功能109c，它可用于校正由投影仪107投影到表面上的图像的颜色，使得根据表面上的HVS模型观察的投影图像具有与图像数据110的原始二维图像相同(和/或类似)的颜色。因此，内容播放器103将图像数据110与每像素校正功能109c、由对准系统105接收的姿态数据109p(以及可选地，物体数据109o)进行组合，以产生视频输入112，其包括颜色校正图像数据110，该颜色校正图像数据110针对投影仪107在物体上的投影而改变了视角。在图1中，连接组件的实线显示它们之间的图像和/或视频数据流动，而连接对准系统105到渲染设备101和/或设备108的点画线示出了每像素校正功能109c、姿态数据109p和物体数据109o之间的流动。当存在时，物体数据109o通常可以包括来自投影仪107上的图像被投影到该物体的位置和方向的模型，并且可以由该物体提供和/或由对准系统105使用一个或以上摄像头确定。当渲染设备101和内容播放器103分开时，渲染设备101将图像数据110传送到内容播放器103，内容播放器103通过产生适合于由投影仪107处理和投影的视频输入112来处理和/或“播放”图像数据110。例如，图像数据110可以包括但不限于AVI文件、一系列JPG文件、PNG文件等，其中根据sRGB颜色空间指定这样的文件中的像素颜色等。视频输入112可包括但不限于高清多媒体接口(HDMI)数据、数字视频接口(DVI)数据、显示端口(DP)数据、互联网协议(IP)视频数据、视频图形阵列(VGA)数据和/或视频传输数据。当渲染设备101和内容播放器103在设备108中组合时，设备108可以实时地渲染视频输入112(例如，视频数据)而不产生图像数据110。在任何情况下，视频输入112由内容播放器103传送到投影仪107，其中视频输入112用于控制投影仪107以基于该投影仪107将图像投影到例如表面(例如3D物体的表面)上。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种设备，包括：/n控制器，所述控制器与以下设备通信：/n显示设备，被配置为根据所述显示设备的颜色提供图像；以及/n摄像头，用于检测所述显示设备提供的一个或以上所述图像及所述颜色；以及/n存储器存储：所述摄像头与HVS模型之间的用于所述显示设备的所述颜色的预定颜色关系，/n所述控制器被配置为：/n控制所述显示设备提供所述颜色；/n控制所述摄像头获取所述显示设备提供的所述颜色的相应图像；/n确定用于修改使用所述显示设备提供的所述图像的图像数据的每像素校正功能，基于：/n使用所述摄像头和所述HVS模型之间的用于所述显示设备的所述颜色的所述预定颜色关系，将所述摄像头获取的每种所述颜色的所述相应图像校正到所述HVS模型；以及/n控制所述显示设备使用所述每像素校正功能校正的所述图像数据以提供所述图像。/n

【技术特征摘要】
20180926 US 16/142,7811.一种设备，包括：
控制器，所述控制器与以下设备通信：
显示设备，被配置为根据所述显示设备的颜色提供图像；以及
摄像头，用于检测所述显示设备提供的一个或以上所述图像及所述颜色；以及
存储器存储：所述摄像头与HVS模型之间的用于所述显示设备的所述颜色的预定颜色关系，
所述控制器被配置为：
控制所述显示设备提供所述颜色；
控制所述摄像头获取所述显示设备提供的所述颜色的相应图像；
确定用于修改使用所述显示设备提供的所述图像的图像数据的每像素校正功能，基于：
使用所述摄像头和所述HVS模型之间的用于所述显示设备的所述颜色的所述预定颜色关系，将所述摄像头获取的每种所述颜色的所述相应图像校正到所述HVS模型；以及
控制所述显示设备使用所述每像素校正功能校正的所述图像数据以提供所述图像。


2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述显示设备包括投影仪，被配置为投影所述颜色和投影所述图像，并且所述摄像头和所述投影仪具有共同视野。


3.根据权利要求2所述的设备，其特征在于，所述投影仪被配置为投影到位于所述共同视野中的非白色表面上。


4.根据权利要求2所述的设备，其特征在于，在确定所述每像素校正功能时，在投影所述颜色之前将所述投影仪设置为目标白点。


5.根据权利要求2所述的设备，其特征在于，所述控制器进一步被配置为：控制所述投影仪投影与使用结构光相关联的所述颜色，以确定所述投影仪和所述摄像头之间的几何关系。


6.根据权利要求2所述的设备，其特征在于，所述投影仪包括单芯片投影仪，并且所述控制器进一步被配置为当使用所述每像素校正功能校正的所述图像数据控制所述投影仪投影所述图像时，应用查找表和数学函数中的一个或以上来线性化图像。


7.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述显示设备包括一个或以上的平板显示器、发光二极管显示器和液晶显示器。


8.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述颜色包括以下中的一个或以上：原色；以及红色、绿色和蓝色。


9.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述每像素校正功能包括环境光校正系数。
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【专利技术属性】
技术研发人员：马修·波斯特，马克·拉姆，
申请(专利权)人：美国科视数字系统有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US