专利名称：一种投影显示系统及方法
技术领域：
本发明涉及投影显示领域，特别涉及一种带有摄像功能的投影显示系统及方法。
背景技术：
随着经济技术的发展，各种投影显示技术也逐步走向成熟和应用，投影机被广泛应用，如路沿、人行道、大楼外墙、一般墙面、玻璃幕墙、大型超市入口、宾馆影剧院大堂地面、橱窗、店内地面等场所。在一般的橱窗应用环境中，商家会将商品图片投影至店铺玻璃上，路过的行人都可以很直接的看到所展示的商品及各类信息，或者是该商品的视频广告。在投影显示的区域中，有部分内容只是背景图像，是用户是所不在意的，但在传统的投影显示系统中，投影的区域主要是正方形或长方形，形状固定，投影处理的画面形状也是固定的，背景图像内容没办法去除。如果要投影出特殊形状的画面，必须在投影的屏幕上粘贴相同形状的特殊材料，投影图像显示在特殊材料所构成的特殊形状上投影内容才能被用户看到，以达到显示特殊形状视频的目的，光线在没有材料的区域只能完全反射或穿透，以达到过滤其他区域的目的，但是这种方式需要增加额外成本，形状单一，而且特殊材料一旦定型，其形状将不能改变，在播放动态视频时可能出现缺少部分区域图像的现象。
发明内容
本发明解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种能够在普通投影屏幕上显示任意形状的图像或动态视频的投影显示系统。本发明还提供一种能够在普通投影屏幕上显示任意形状的图像或动态视频的投影显示方法。本发明第一个发明目的的技术方案如下 一种投影显示系统，包括
投影模块，用于投影显示由控制器模块输出的预定显示图像和经处理后的目标显示对
象；
摄像模块，用于拍摄投影模块的屏幕区域获得屏幕图像以及拍摄投影模块投影显示预定显示图像时在屏幕上所显示的画面获得显示图像；
控制器模块，用于输出预定显示图像到投影模块，根据摄像模块所拍摄的屏幕图像和显示图像获得用于标定显示区域的显示图像轮廓数据，控制模块通过外部显示对象源获取目标显示对象，根据显示图像轮廓数据将目标显示对象中位于标定显示区域外的区域图像用屏幕图像中对应区域图像代替，获得处理后的目标显示对象发送至投影模块进行显示；
其中投影模块和摄像模块分别与控制模块连接，控制模块还连接提供目标显示对象的外部显示对象源。上述方案中，所述控制模块包括 存储模块，用于存储预定显示图像；
输出模块，用于向投影模块输出预定显示图像和处理后的目标显示对象；
4接收模块，用于接收摄像模块所拍摄的屏幕图像和显示图像； 轮廓获取模块，用于根据摄像模块所拍摄的屏幕图像和显示图像获得用于标定显示区域的显示图像轮廓数据；
处理模块，通过外部显示对象源获取目标显示对象，根据显示图像轮廓数据将目标显示对象中位于标定显示区域外的区域图像用屏幕图像中对应区域图像代替，获得处理后的目标显示对象发送至投影模块进行显示；
所述输出模块、处理模块、轮廓获取模块与存储模块连接，接收模块与轮廓获取模块连接，轮廓获取模块与处理模块连接，接收模块与外部显示对象源连接。上述方案中，所述显示图像轮廓数据是轮廓获取模块根据显示图像和屏幕图像计算获取的显示图像的像素与屏幕物理位置的对应关系以及显示图像的投影显示形状与屏幕物理位置的对应关系。上述方案中，存储模块还用于存储屏幕图像；
存储模块还用于存储目标显示对象的背景色彩范围数据和其显示内容的色彩范围数据；所述显示图像轮廓数据是处理模块根据显示图像和屏幕图像结合预定显示图像中的背景色彩范围数据和显示内容的色彩范围数据计算获取的显示图像的像素与屏幕物理位置的对应关系以及显示图像的投影显示形状与屏幕物理位置的对应关系； 存储模块还用于存储内置的显示对象作为目标显示对象。上述方案中，所述目标显示对象为图像或视频，所述视频解码成图像后再由控制模块进行处理。本发明第二个发明目的的技术方案如下 一种投影显示方法，包括如下步骤
(1)控制器模块控制摄像模块拍摄屏幕图像；
(2)控制模块接收屏幕图像并存储；
(3)控制模块将预定显示图像发送至投影模块投影显示；
(4)摄像模块拍摄预定显示图像投影显示时在屏幕上所显示的画面获得显示图像传送至控制模块；
(5)控制模块根据摄像模块所拍摄的屏幕图像和显示图像获得用于标定显示区域的显示图像轮廓数据；
(6)控制模块通过外部显示对象源获取目标显示对象，根据显示图像轮廓数据将目标显示对象中位于标定显示区域外的区域图像用屏幕图像中对应区域图像代替，获得处理后的目标显示对象发送至投影模块进行显示。上述方案中，所述控制模块根据摄像模块所拍摄的屏幕图像和显示图像获得用于标定显示区域的显示图像轮廓数据的具体步骤是根据显示图像和屏幕图像计算显示图像的像素与屏幕物理位置的对应关系以及显示图像的投影显示形状与屏幕物理位置的对应关系作为显示图像轮廓数据。上述方案中，控制模块还通过预先存储目标显示对象的背景色彩范围数据和其显示内容的色彩范围数据结合显示图像和屏幕图像计算显示图像的像素与屏幕物理位置的对应关系以及显示图像的投影显示形状与屏幕物理位置的对应关系作为显示图像轮廓数据。
上述方案中，所述目标显示对象为图像或视频；所述视频解码成图像后再由控制模块进行处理；控制模块中还内置显示对象作为目标显示对象。上述方案中，所述方法还包括
当屏幕显示形状为静态时，由控制模块控制循环执行步骤(6)对目标显示对象进行处
理；
当屏幕显示形状为动态变化时，则当投影模块投影显示完一个或一帧目标显示对象后由控制模块控制循环执行步骤(1)、步骤(2 )、步骤(5 )和步骤(6 )。与现有技术相比，本发明技术方案的有益效果是
本发明利用摄像模块拍摄屏幕图像，将屏幕图像与要投影显示的内容进行融合，去除不相关内容，增强了显示效果；而且用户可以任意设定投影模块的外形显示轮廓，可以达到在任何显示屏幕上显示任意形状的图像或视频，还可以根据需要将图像或视频内容进行多种外形轮廓组合，动态切换显示，使用户得到全新的体验。
图1为本发明中投影显示系统的原理示意图； 图2为本发明中投影显示方法的流程图3为是传统的投影显示效果示意图； 图4为本发明实施方式的效果示意图。
具体实施例方式下面结合附图和实施例对本发明的技术方案做进一步的说明。如图1所示，为本发明中一种投影显示系统的原理示意图，所述系统包括投影模块、摄像模块和控制模块，投影模块和摄像模块分别与控制模块连接，控制模块还连接提供目标显示对象的外部显示对象源。投影模块，用于投影显示由控制器模块输出的预定显示图像和经处理后的目标显示对象；预定显示图像应能标记投影模块能显示的最大区域、目标显示对象中重点显示内容的显示轮廓，以便摄像模块能够采集和存储显示图像并传送给控制模块处理；如果设定的投影模块的显示轮廓有多种，则需要多次采集并存储。摄像模块，用于拍摄投影模块的屏幕区域获得屏幕图像以及拍摄投影模块投影显示预定显示图像时在屏幕上所显示的画面获得显示图像；所述屏幕图像用于标记投影模块为进行工作之前屏幕各个位置的颜色和形状。控制器模块包括存储模块、输出模块、接收模块、轮廓获取模块和处理模块，输出模块、轮廓获取模块、处理模块与存储模块连接，接收模块与轮廓获取模块连接，轮廓获取模块与处理模块连接，接收模块还连接外部显示对象源，目标显示对象由控制模块内置的显示对象提供或者由外部显示对象源提供，目标显示对象为图像或视频，目标显示对象为视频时解码成图像后再由控制模块进行处理。其中
存储模块，用于存储预定显示图像、屏幕图像、内置的显示对象、存储目标显示对象的背景色彩范围数据和其显示内容的色彩范围数据；输出模块，用于向投影模块输出预定显示图像和处理后的目标显示对象； 接收模块，用于接收摄像模块所拍摄的屏幕图像和显示图像； 轮廓获取模块，用于根据摄像模块所拍摄的屏幕图像和显示图像计算获取显示图像的像素与屏幕物理位置的对应关系、显示图像的投影显示形状与屏幕物理位置的对应关系， 显示图像的像素与屏幕物理位置的对应关系、显示图像的投影显示形状与屏幕物理位置的对应关系作为用于标定显示区域的显示图像轮廓数据；显示图像的轮廓数据也可以根据预定显示图像的内容实时计算，此时轮廓获取模块需要调用目标显示对象的背景色彩范围数据和显示内容的色彩范围数据结合显示图像和屏幕图像获取显示图像的轮廓数据。处理模块，通过外部显示对象源或者存储模块中内置的显示对象获取目标显示对象，根据显示图像轮廓数据将目标显示对象中位于标定显示区域外的区域图像用屏幕图像中对应区域图像代替，获得处理后的目标显示对象发送至投影模块进行显示；
如图2所示，为本发明中一种投影显示方法的流程图，所述方法包括如下步骤 (Si)控制器模块控制摄像模块拍摄屏幕图像；拍摄屏幕图像的目的是为了取得在投影模块未工作之前的屏幕各个位置的颜色及形状。(S2)控制模块接收屏幕图像并存储；
(53)控制模块将预定显示图像发送至投影模块投影显示；
(54)摄像模块拍摄预定显示图像投影显示时在屏幕上所显示的画面获得显示图像传送至控制模块；预定显示图像应能标记投影模块能显示的最大区域、目标显示对象中重点显示内容的显示轮廓，以便摄像模块能够采集和存储显示图像并传送给控制模块处理；如果设定的投影模块的显示轮廓有多种，则需要多次采集并存储。(S5)控制模块根据摄像模块所拍摄的显示图像和屏幕图像计算显示图像的像素与屏幕物理位置的对应关系以及显示图像的投影显示形状与屏幕物理位置的对应关系作为显示图像轮廓数据。显示图像的轮廓数据也可以根据预定显示图像的内容实时计算，此时轮廓获取模块需要调用目标显示对象的背景色彩范围数据和显示内容的色彩范围数据结合显示图像和屏幕图像获取显示图像的轮廓数据。( S6 )控制模块通过外部显示对象源或者其自身内置的显示对象获取目标显示对象，根据显示图像轮廓数据将目标显示对象中位于标定显示区域外的区域图像用屏幕图像中对应区域图像代替，获得处理后的目标显示对象发送至投影模块进行显示。其中目标显示对象为图像或视频；目标显示对象为视频时则将其解码成图像后再由控制模块进行处理；对于动态变化的视频，针对视频中每幅图像都获取一个图像轮廓数据，所述视频所有图像轮廓数据可以一次性通过步骤S4和S5获取完成并存储在控制模块中，当视频被解码后得到图像，控制模块相应地读取每幅图像的图像轮廓数据，并执行步骤S6进行处理。对于屏幕显示形状为静态的情况，可以由控制模块控制循环执行步骤(6)对目标显示对象进行处理，在投影模块上循环显示相同或者不同的目标显示对象；
对于屏幕显示形状为动态变化的情况，则当投影模块投影显示完一个图像或一帧视频后由控制模块控制循环执行步骤(Si)、步骤(S2)、步骤(S5)和步骤(S6)，重新采集最新的屏幕图像，并将屏幕图像与显示图像进行融合获取新的显示图像轮廓数据，再对目标显示对象进行处理及显示。下面结合具体的实施例对本发明的投影显示系统及方法加以详细说明，应指出的
7是，所描述的实施例旨在便于对本发明的理解，对本发明不起限定作用。如图3所示，为传统的投影显示效果示意图，其包括屏幕201、投影模块所能显示的最大区域202、目标显示对象中重点要显示的内容203，从图中可以看出，屏幕201和投影模块所能显示的最大区域202中的背景有明显的颜色差别。如图4所示，为本发明的投影显示系统及方法的效果示意图，其中包括摄像模块拍摄的屏幕图像301，目标显示对象302，标定显示区域303，经过控制模块处理后的目标显示对象304，目标显示对象304中的重点需要显示的内容305，将经处理后的目标显示对象 304送往投影模块行投影后，最终的观看效果是在屏幕上只能看到目标显示对象中的重点需要显示内容305，及图中的车，而并不会出现原图中的背景。本发明利用摄像模块拍摄屏幕图像，将显示屏幕的图像与要投影显示内容进行融合，去除了不相关内容，可以达到显示任意形状的图像，增强了显示效果，提高了用户体验。
权利要求
1.一种投影显示系统，其特征在于，包括投影模块，用于投影显示由控制器模块输出的预定显示图像和经处理后的目标显示对象；摄像模块，用于拍摄投影模块的屏幕区域获得屏幕图像以及拍摄投影模块投影显示预定显示图像时在屏幕上所显示的画面获得显示图像；控制器模块，用于输出预定显示图像到投影模块，根据摄像模块所拍摄的屏幕图像和显示图像获得用于标定显示区域的显示图像轮廓数据，控制模块通过外部显示对象源获取目标显示对象，根据显示图像轮廓数据将目标显示对象中位于标定显示区域外的区域图像用屏幕图像中对应区域图像代替，获得处理后的目标显示对象发送至投影模块进行显示；其中投影模块和摄像模块分别与控制模块连接，控制模块还连接提供目标显示对象的外部显示对象源。
2.根据权利要求1所述的投影显示系统，其特征在于，所述控制模块包括 存储模块，用于存储预定显示图像；输出模块，用于向投影模块输出预定显示图像和处理后的目标显示对象； 接收模块，用于接收摄像模块所拍摄的屏幕图像和显示图像； 轮廓获取模块，用于根据摄像模块所拍摄的屏幕图像和显示图像获得用于标定显示区域的显示图像轮廓数据；处理模块，通过外部显示对象源获取目标显示对象，根据显示图像轮廓数据将目标显示对象中位于标定显示区域外的区域图像用屏幕图像中对应区域图像代替，获得处理后的目标显示对象发送至投影模块进行显示；所述输出模块、处理模块、轮廓获取模块与存储模块连接，接收模块与轮廓获取模块连接，轮廓获取模块与处理模块连接，接收模块与外部显示对象源连接。
3.根据权利要求2所述的投影显示系统，其特征在于，所述显示图像轮廓数据是轮廓获取模块根据显示图像和屏幕图像计算获取的显示图像的像素与屏幕物理位置的对应关系以及显示图像的投影显示形状与屏幕物理位置的对应关系。
4.根据权利要求2所述的投影显示系统，其特征在于，存储模块还用于存储屏幕图像； 存储模块还用于存储目标显示对象的背景色彩范围数据和其显示内容的色彩范围数据；所述显示图像轮廓数据是轮廓获取模块根据显示图像和屏幕图像结合预定显示图像中的背景色彩范围数据和显示内容的色彩范围数据计算获取的显示图像的像素与屏幕物理位置的对应关系以及显示图像的投影显示形状与屏幕物理位置的对应关系； 存储模块还用于存储内置的显示对象作为目标显示对象。
5.根据权利要求1至4任一项所述的投影显示系统，其特征在于，所述目标显示对象为图像或视频，所述视频解码成图像后再由控制模块进行处理。
6.一种投影显示方法，其特征在于，包括如下步骤(1)控制器模块控制摄像模块拍摄屏幕图像；(2)控制模块接收屏幕图像并存储；(3)控制模块将预定显示图像发送至投影模块投影显示；(4)摄像模块拍摄预定显示图像投影显示时在屏幕上所显示的画面获得显示图像传送至控制模块；(5)控制模块根据摄像模块所拍摄的屏幕图像和显示图像获得用于标定显示区域的显示图像轮廓数据；(6)控制模块通过外部显示对象源获取目标显示对象，根据显示图像轮廓数据将目标显示对象中位于标定显示区域外的区域图像用屏幕图像中对应区域图像代替，获得处理后的目标显示对象发送至投影模块进行显示。
7.根据权利要求6所述的投影显示方法，其特征在于，所述控制模块根据摄像模块所拍摄的屏幕图像和显示图像获得用于标定显示区域的显示图像轮廓数据的具体步骤是根据显示图像和屏幕图像计算显示图像的像素与屏幕物理位置的对应关系以及显示图像的投影显示形状与屏幕物理位置的对应关系作为显示图像轮廓数据。
8.根据权利要求7所述的投影显示方法，其特征在于，控制模块还通过预先存储目标显示对象的背景色彩范围数据和其显示内容的色彩范围数据结合显示图像和屏幕图像计算显示图像的像素与屏幕物理位置的对应关系以及显示图像的投影显示形状与屏幕物理位置的对应关系作为显示图像轮廓数据。
9.根据权利要求6至8任一项所述的投影显示方法，其特征在于，所述目标显示对象为图像或视频；所述视频解码成图像后再由控制模块进行处理；控制模块中还内置显示对象作为目标显示对象。
10.根据权利要求9所述的投影显示方法，其特征在于，所述方法还包括当屏幕显示形状为静态时，由控制模块控制循环执行步骤(6)对目标显示对象进行处理；当屏幕显示形状为动态变化时，则当投影模块投影显示完一个或一帧目标显示对象后由控制模块控制循环执行步骤(1)、步骤(2 )、步骤(5 )和步骤(6 )。
全文摘要
本发明公开了一种投影显示系统及方法。系统包括投影模块用于投影显示预定显示图像和处理后的目标显示对象；摄像模块用于拍摄投影模块的屏幕区域获得屏幕图像以及拍摄投影显示预定显示图像时在屏幕上显示的画面获得显示图像；控制器模块用于输出预定显示图像到投影模块，根据屏幕图像和显示图像获得标定显示区域的显示图像轮廓数据，根据显示图像轮廓数据将目标显示对象中位于标定显示区域外的区域图像用屏幕图像中对应区域图像代替，获得处理后的目标显示对象发送至投影模块进行显示；控制模块连接投影模块、摄像模块、提供目标显示对象的外部显示对象源。本发明可在任何显示屏幕上显示任意形状的图像或视频，并同时去除背景内容。
文档编号G09F19/18GK102568352SQ20121003644
公开日2012年7月11日 申请日期2012年2月17日 优先权日2012年2月17日
发明者徐响林 申请人:广东威创视讯科技股份有限公司