多投影仪组合显示的自反馈亮度校正方法技术

多投影仪组合显示的自反馈亮度校正方法，属于多投影仪组合显示的大屏幕高分辨率显示技术领域，其特征在于，所述方法是在一个由投影仪阵列、数码相机、服务器和客户端计算机组成的一个闭环自反馈亮度校正系统中实现的。服务器通过特征点图像和投影空间的特征点的关系得到几何校正的网格；并把初始模板传送到客户端，在循环进行亮度衰减－投影－获取图像－更新模板得到亮度校正的模板；客户端对服务器传送每一幅图像进行几何校正和亮度校正，从而在大屏幕上得到一个无缝拼接的大画面，具有操作简单、画面自然的优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及多投影仪组合显示的亮度校正，实现多投影仪组合显示的大屏幕高分 辨率显示的亮度一致。
技术介绍
现有的多投影仪大屏幕拼接显示的亮度校正，都是用多台投影仪在大屏幕上拼接 显示一个大的画面，相邻的投影仪之间有交叠区域，也就是对应的投影图像有交叠区域，可 以通过软件或者硬件的方法消除交叠区域的亮带，实现多投影仪大屏幕的无缝拼接显示。 现有的软件亮度校正方法按是否使用相机反馈亮度分为两类需要相机反馈亮度的方法和 不需要相机反馈亮度的方法。需要相机反馈亮度的方法都是通过相机反馈投影仪的亮度响应曲面来计算用于 亮度衰减的衰减系数。由于投影仪亮度响应的非线性，必须测量多投影显示墙中每台投影 仪的亮度响应函数，然后将其逆函数对每个投影仪的输出图像进行预处理，使得投影仪的 亮度响应满足线性关系。投影仪的亮度响应函数可以采用专业光学设备进行测量，因为设 备昂贵，一般单位不具备研究条件。用相机的多个曝光时间获取各个亮度的亮度响应曲面 可以代替专业的光学设备得到投影仪的亮度响应曲线，这种方法需要很大数量的样本图 像，即使用B样条曲线拟合或非线性参数估计方法，多曝光时间多样本图像的测量仍然是 复杂又耗时。不需要相机反馈亮度的方法都基于亮度融合的方法利用几何校正中投影仪的几 何信息进行交叠区域的计算，不需要用相机反馈亮度图像，所以不受屏幕高光带的影响。基 于亮度融合的方法只考虑了投影仪重叠区域的亮度差异，没有考虑投影仪之间和投影仪内 部的亮度差异。所以，在投影仪内部各点的亮度差异和投影仪之间的亮度差异很大时，不能 达到亮度一致的校正效果。
技术实现思路
本专利技术的目的在于消除多投影仪组合显示交叠区域的亮带和非交叠区域的亮度 不一致，实现多投影仪无缝拼接的大屏幕高分辨率显示的亮度一致。本专利技术的特征在于，所述方法是在一个由一张显示用的大屏幕、一台服务器、rXt 个数字光处理技术投影仪DLP构成的一个投影仪矩阵以及多台客户端计算机组成的自反 馈亮度校正系统中依次按以下的步骤实现的，其中r为行，t为列，1 < r < 3，1 < t < 4， 每两台相邻的所述DLP投影仪成组地一共只用一台所述客户端计算机控制步骤(1)所述服务器计算用于所述投影仪进行几何校正的网格；步骤(1. 1)建立坐标系；为所述大屏幕建立U-V直角坐标系，原点在该大屏幕的 左下角，每点坐标为(u，v)；在所述每个DLP投影仪上为要投影的图像建立一个X-Y直角坐 标系，原点在所述投影图像的左下角，每点坐标为(x，y)；步骤(1. 2)所述服务器为所述每个DLP投影仪分别建立一个投影空间，在该投影空间中生成P行q列等间距的特征点，2≤ρ≤16，2≤q≤16，其中，ρ = q = 4，并把这 些特征点按先上后下、先左后右的顺序建立四边形网格，把每个四边形的左下角和右上角 连接起来得到每个投影仪的投影空间三角形组成的网格，如图2空心特征点组成的网格所 示；步骤(1 每台所述客户端计算机把这些投影空间的特征点组成的图像输入到 每个DLP投影仪的屏幕空间进行显示，该投影仪屏幕空间与该投影仪投影空间在坐标上对 齐，其投影分别显示在大屏幕上得到大屏幕的屏幕空间上的初始显示区域，并且把这些初 始显示区域按照先上后下、先左后右的顺序排序；步骤(1.4)数码相机对所述大屏幕上的投影图像分别进行拍照，并输入到所述 服务器中；步骤(1.5)所述大屏幕的屏幕空间由所有所述DLP投影仪在屏幕上的投影组 成；步骤(1. 6)所述服务器对所述大屏幕上的各投影图像用设定的亮度阈值进行二 值化，亮度值大于等于阈值的区域为特征点区域，亮度值小于阈值的区域为非特征点区域， 通过计算每个特征点区域的重心坐标得到该特征点在大屏幕的屏幕空间上坐标，所述阈值 在180 220之间取值，并把这些特征点按先上后下、先左后右的顺序建立四边形网格，在 每个网格的左下角和右上角连接起来得到每个投影仪对应在大屏幕的屏幕空间三角形组 成的网格，如图3所示；步骤(17)该服务器按以下步骤得到所述大屏幕的屏幕空间中的每一点D的坐标 (Du, DJ对应在所述投影空间的点D'的坐标(Dx'，V )，如图4所示; 步骤(1. 7. 1)在所述屏幕空间网格中计算点D所在的三角形△ABC ；步骤(1.7.2)计算AABC在所述投影空间网格中对应的三角形Δ A' B' 步骤(1. 7. 3)按下式计算所述屏幕空间点D(Du，Dv)面积坐标(m, k，w)，本文档来自技高网...

【技术保护点】
多投影仪组合显示的自反馈亮度校正方法，其特征在于，所述方法是在一个由一张显示用的大屏幕、一台服务器、ｒ×ｔ个数字光处理技术投影仪ＤＬＰ构成的一个投影仪矩阵以及多台客户端计算机组成的自反馈亮度校正系统中依次按以下的步骤实现的，其中：ｒ为行，ｔ为列，１≤ｒ≤３，１≤ｔ≤４，每两台相邻的所述ＤＬＰ投影仪成组地一共只用一台所述客户端计算机控制：步骤（１）：所述服务器计算用于所述投影仪进行几何校正的网格；步骤（１．１）：建立坐标系：为所述大屏幕建立Ｕ－Ｖ直角坐标系，原点在该大屏幕的左下角，每点坐标为（ｕ，ｖ）；在所述每个ＤＬＰ投影仪上为要投影的图像建立一个Ｘ－Ｙ直角坐标系，原点在所述投影图像的左下角，每点坐标为（ｘ，ｙ）；步骤（１．２）：所述服务器为所述每个ＤＬＰ投影仪分别建立一个投影空间，在该投影空间中生成ｐ行ｑ列等间距的特征点，２≤ｐ≤１６，２≤ｑ≤１６，其中，ｐ＝ｑ＝４，并把这些特征点按先上后下、先左后右的顺序建立四边形网格，把每个四边形的左下角和右上角连接起来得到每个投影仪的投影空间三角形组成的网格；步骤（１．３）：每台所述客户端计算机把这些投影空Ｌ（ｕ′，ｖ′）都满足亮度一致的约束条件如下：｜Ｌ（ｕ，ｖ）－Ｌ（ｕ′，ｖ′）｜／＊＊＊≤１５Ｌ（ｕ，ｖ）步骤（２．６）：把满足所述步骤（２．５）中的所述约束条件时最后更新得到的每个投影仪的模板作为最终进行亮度校正的模板；步骤（３）：按以下步骤进行所述ｒ×ｔ个ＤＬＰ投影仪组合显示的亮度校正；步骤（３．１）：所述服务器采集一副图像，把要显示的图像，按所述步骤（１．７）计算得到的图像的起始位置（ｘ↑［ｉ］↓［ｓｔａｒｔ］，ｙ↑［ｉ］↓［ｓｔａｒｔ］）和大小（ｗｉｄｔｈ↓［ｉ］，ｈｅｉｇｈｔ↓［ｉ］），截取相应的子图像分配给所述的每个客户端计算机；步骤（３．２）：所述的客户端计算机都把分配给自己控制的所述ＤＬＰ投影仪的图像映射到所述步骤（１．６）计算得到的用于投影仪几何校正的网格ｍｅｓｈ－ｉ上，网格中的每个顶点对应所述步骤（１．４）得到的纹理坐标（ｓ↓［ｉ，ｊ］，ｔ↓［ｉ，ｊ］），插值得到网格中任一点的纹理坐标，网格内部的每一点的亮度就是所述服务器传过来的子图像在相应纹理坐标处的亮度，网格外面用黑色清除；步骤（３．３）：所述客户端计算机把所述步骤（３．间的特征点组成的图像输入到每个ＤＬＰ投影仪的屏幕空间进行显示，该投影仪屏幕空间与该投影仪投影空间在坐标上对齐，其投影分别显示在...

【技术特征摘要】
1.多投影仪组合显示的自反馈亮度校正方法，其特征在于，所述方法是在一个由一张 显示用的大屏幕、一台服务器、rXt个数字光处理技术投影仪DLP构成的一个投影仪矩阵 以及多台客户端计算机组成的自反馈亮度校正系统中依次按以下的步骤实现的，其中r 为行，t为列，4，每两台相邻的所述DLP投影仪成组地一共只用一台所 述客户端计算机控制步骤(1)所述服务器计算用于所述投影仪进行几何校正的网格； 步骤(1. 1)建立坐标系为所述大屏幕建立U-V直角坐标系，原点在该大屏幕的左下 角，每点坐标为(u，ν)；在所述每个DLP投影仪上为要投影的图像建立一个X-Y直角坐标 系，原点在所述投影图像的左下角，每点坐标为(x，y)；步骤(1. 所述服务器为所述每个DLP投影仪分别建立一个投影空间，在该投影空间 中生成P行q列等间距的特征点，2彡ρ彡16，2彡q彡16，其中，ρ = q = 4，并把这些特征 点按先上后下、先左后右的顺序建立四边形网格，把每个四边形的左下角和右上角连接起 来得到每个投影仪的投影空间三角形组成的网格；步骤(1. 每台所述客户端计算机把这些投影空间的特征点组成的图像输入到每个 DLP投影仪的屏幕空间进行显示，该投影仪屏幕空间与该投影仪投影空间在坐标上对齐，其 投影分别显示在...

【专利技术属性】
技术研发人员：秦开怀，周艳霞，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]