平衡通过多个投影仪的显示中的亮度差异的制作方法

专利名称：平衡通过多个投影仪的显示中的亮度差异的制作方法
平衡通过多个投影仪的显示中的亮度差异背景技术
基于RGB(红绿蓝)颜色模型的数字图像具有由三个主要颜色分量(即红色、 绿色和蓝色)组成的像素。所述三个分量颜色强度的相加性组合确定最终的像素颜色。 有用的是把所述数字图像看作具有三个独立的颜色通道，每个通道仅描述一个颜色分量 (红色、绿色或者蓝色)的像素强度。RGB通道粗略地仿效人眼中的颜色感受体并且被 用在计算机显示器和图像扫描仪中。
如果RGB图像是M位的，则所述三个通道中的每一个被分配8比特以表示用于 每个像素的所述通道的颜色分量强度值。人们可能会把这样的RGB图像看作由三个灰度 级图像组成，每个灰度级图像具有与RGB图像相同的尺寸大小(dimensional size)并且代 表与颜色分量相关联的通道，其中每个灰度级图像可以存储具有0和255之间(例如8位 的)的亮度值的离散像素。同样地，人们可能将RGB图像中的像素描述成有序的元组， 该元组的第一个元素代表红色的灰度级图像中的像素值，该元组的第二个元素代表绿色 的灰度级图像中的像素值，该元组的第三元素代表蓝色的灰度级图像中的像素值。这样 的元组的例子是(32，64，128),其中蓝色的亮度是绿色的亮度的两倍并且绿色的亮度是 红色的亮度的两倍。使用这样的元组表示的最大像素值的例子是0阳，255，255)，其通 常与颜色白色相关联。如果所述元组中的每个元素具有相同的值(例如所有颜色分量具 有相等的影响)，则RGB图像像素被描述为灰色。否则，RGB图像像素被描述为具有颜 色。
当试图从多个投影仪的系统创建显示时，期望的属性是无缝性。就是说，来自 该系统中的一个投影仪的显示在与来自该系统中的其他投影仪的显示相结合时不应当是 人眼可以容易辨别的。由该系统中的单个投影仪产生的相对于亮度的差异损害这样的无 缝性，尽管由于像装置设定、灯管寿命、面板和过滤器对准以及甚至显示表面的反射率 等因素，这样的差异可能是无法避免的。发明内容
在示例实施方式中，用于从多个投影仪创建显示的系统接收从将被显示的图像 获得的源像素作为输入。所述系统将用于调整范围的标量(scalar)应用于所述源像素中 的每个通道值以创建调整标量的像素，其中所述标量取决于所述源像素是灰色的还是彩 色的。所述系统根据用于投影仪的亮度调整曲线来修正所述调整标量的像素中的每个通 道值，其中将被应用的所述亮度调整曲线取决于所述源像素是灰色的还是彩色的。在进 一步的处理器之后，所述系统随后向所述投影仪输出被修正的调整标量的像素。
在另一个示例实施方式中，所述系统通过捕获由所述系统中的投影仪显示的多 个校准图像来为所述投影仪生成所述亮度调整曲线，其中所述被投影的校准图像相对于 用于像素中的通道的值不同。所述系统为每个被捕获的校准图像确定采样区域并且计算 用于所述采样区域中的通道的中值。所述系统随后为所述投影仪创建将所述被投影的校 准图像中的不同的通道值与所述被捕获的校准图像中的中值关联的内插响应曲线。所述系统基于所述内插响应曲线以及用于所述系统中的其他投影仪的内插响应曲线来为所述 投影仪生成中值差曲线(median difference curve)。随后，所述系统反转所述中值差曲线 以得到用于所述投影仪的亮度调整曲线，该亮度调整曲线被存储并且被所述系统用于调 整来自所述投影仪的显示。
要求权利的本发明的这些以及其他方面和优点根据下面的详细说明将变得显而 易见，结合附图所获得的详细说明通过举例的方式示意本发明的原理。


图1是根据示例实施方式的用于用多个投影仪创建相对无缝的显示的系统的硬 件组件的示意图。
图2是根据示例实施方式的用于用多个投影仪创建相对无缝的显示的系统中的 高级功能模块的示意图。
图3A是根据示例实施方式的用于根据被捕获的校准图像来生成亮度(或者颜 色)调整曲线的模块中的功能组件的示意图。
图3B是根据示例实施方式的用于在源图像的投影期间应用亮度(或者颜色)调 整曲线的模块中的功能组件的示意图。
图4是根据示例实施方式的用于平衡系统中的亮度差异以用多个投影仪创建相 对无缝的显示的过程的流程图。
图5A是根据示例实施方式的以制表形式被描绘的亮度(或者颜色)调整曲线的 示例集合。
图5B是根据示例实施方式的以制表形式被描绘的亮度(或者颜色)调整曲线的 示例集合。
图6是根据示例实施方式的用于生成亮度调整曲线的过程的流程图。
图7示出根据示例实施方式的由用于用多个投影仪创建相对无缝的显示的系统 捕获并且处理的多个灰色的校准图像。
图8示出根据示例实施方式的被捕获的校准图像中的采样区域。
图9A和9B描绘了根据示例实施方式的分别在内插之前和之后的响应曲线。
图IOA和IOB描绘了根据示例实施方式的分别在矫直之前和之后的中值差曲线。
图11描绘了根据示例实施方式的反转的中值差曲线。
具体实施方式
在下面的说明中，许多特定的细节被阐明以便提供对示范性实施方式的透彻理 解。然而，对于本领域的技术人员将显而易见的是示例实施方式可以在没有这些特定 细节中的一些的情况下被实行。在其他实例中，如果过程操作和实现细节已经是众所周 知的，则不对它们进行详细描述。
图1是根据示例实施方式的用于从多个投影仪创建相对无缝的显示的系统的硬 件组件的示意图。在这种实施方式中，系统100包括投影仪平台102，其可能是被配置 有中央处理单元(CPU)和多个图形处理单元(GPU)，以及内存、存储器和诸如一版本的Linux 或者Windows 的操作系统的通用计算机。举例来说，CPU可以是Intel Quad-CoreQ6600微处理器并且GPU可以是符合特快外围组件互连(PCIe)标准的两块图 形卡，诸如NVIDIA GeForce 9800GTX图形卡。这两块图形卡允许所述投影仪平台102 将用于到表面上的投影的视频输出发送到四个视频投影仪101a、101b、IOlc和101d。
将理解的是在本文中所描述的示例实施方式可能适合到平面表面或者到就平 坦性而言不规则的表面上的投影。在示例实施方式中，在所述系统100的校准期间， 使用USB(通用串行总线)线缆(cabling)将数字静态照相机103 (或者能够拍照静态照 片的数字照相机)附接到投影仪平台102。在可替代的示例实施方式中，数字摄像机 (videocamera)可以被用于所述系统100的校准。在校准之后，所述数字照相机103可 以被移除。可选的捕获卡(capture card)允许从膝上型电脑106、从媒体播放器107和/ 或从网络108到所述投影仪平台102的视频输入，所述网络108可以是LAN(局域网)、 WAN(广域网)、因特网等等。可选的传感器条104允许向所述投影仪平台102的非视频 输入，如web控制台(web console)那样，其可以接收来自键盘和/或鼠标的输入。
图2是根据示例实施方式的用于从多个投影仪创建相对无缝的显示的系统中的 高级功能模块的示意图。在这种实施方式中，所述投影仪平台102接收输入204，该输入 被处理并且随后作为视频205被输出到视频投影仪101a、101b、101c和101d。如在这幅 图中所描绘的，所述输入204可以是视频、图像或者捕获物(例如用帧抓取器硬件或者通 过网络所捕获的)。所述数字照相机103还向所述投影仪平台102提供以被捕获的校准图 像的形式的输入。
如在图2中所描绘的，所述投影仪平台102操纵(execute)可以是示例实施方式 中的软件、固件和/或硬件的两个高级模块校准模块201和投影播放器203。所述校 准模块201通过所述校准数据集合202与所述投影播放器203接口，该数据集合持久地 存储所述校准模块201的输出供所述投影播放器203随后使用。所述校准模块201包括 两组模块。第一组模块一般地涉及初始化和捕获并且包括用于下列各项的模块(1)装 置检测及标识；( 校准类型选择；( 照相机对准；(4)照相机曝光；以及( 捕获过 程。这些模块中的一些在同一发明人的同时提交的题为“为捕获校准图像设定曝光属性 (Setting ExposureAttributes for Cqpturing Calibration Images) ” 的申请中更详细地被描述， 其代理人案号为AP410HC)，其通过引用的方式被合并于此处。第二组模块一般地涉及处 理并且包括用于下列各项的模块(1)检测显示区域；(2)裁剪和屏蔽；(3)计算坐标映 射；(4)准备混合渐变(blendingramp)；以及( 测量并且生成亮度(或者颜色)调整曲 线。由校准模块201输出的所有结果，包括所述亮度(或者颜色)调整曲线，被存储在 所述校准数据集合202中。
所述投影播放器203取被存储在所述校准数据集合202和所述媒体(media) 204 中的数据作为输入。如在图2中所描绘的，所述投影播放器203包括以下模块(I)GPU 回放管理器；( 虚拟帧缓冲器；( 用户接口布局控制器；以及(4)媒体提取器(media drawer)。所述投影播放器203与所述系统的GPU接口，所述GPU操纵片元着色器207 和顶点着色器，以便生成被调整的视频输出205，该输出被传送到所述投影仪IOla-IOld 用于在表面上显示。所述片元着色器207是在下面所描述的示例实施方式中所述亮度(或 者颜色)调整曲线在其中被应用于源图像中的像素的模块。
将理解的是在系统中的这个点处，所述媒体提取器已根据由投影环境所确定 的几何变换从输入204、被生成的内容以及虚拟帧缓冲器获得所述源图像。另外的几何操 作可以由所述顶点着色器来执行(例如映射)或者由所述片元着色器207中的初始过程来 执行。因此，当所述源图像到达所述片元着色器207的之后的过程时所述源图像已经合 并了将被投影的图像的几何形状，在所述之后的过程中所述亮度调整曲线被应用。
在可替代的示例实施方式中，所述投影播放器203中的其他模块(例如GPU回 放管理器)也可以是适合于所述亮度调整曲线的应用的。
图3A是根据示例实施方式的用于根据被捕获的校准图像来生成亮度(或者颜 色)调整曲线的模块中的功能组件的示意图。将理解的是这个模块被描绘成图2中的 模块206。如图3A所示，所述模块206包括校准图像测量模块301、调整曲线创建器302 以及逆映射表构建器309。依次，所述校准图像测量模块301包括(1)用于从产生于由 所述系统中的投影仪所显示的校准测试图案的被捕获的校准图像中选择采样区域的模块 303； (2)用于将所述采样区域中的通道分离的模块304; (3)用于测量所述采样区域中的 通道(例如计算中值)的模块305。所述调整曲线创建器302包括(1)用于与投影仪相 关联的内插响应曲线的生成的模块306; (2)用于根据两个或者多个内插响应曲线生成中 值曲线的模块307; (3)用于根据所述中值曲线生成用于每个投影仪的中值差曲线的模块 308。如将在下面更详细地解释的，所述逆映射表构建器309通过反转用于投影仪的中值 差曲线来生成逆映射表。在示例实施方式中，所述逆映射表随后被持久地存储在所述校 准数据集合202中。
图3B是根据示例实施方式的用于在源图像的投影期间应用亮度(或者颜色)调 整曲线的模块中的功能组件的示意图。将理解的是在示例实施方式中这个模块310(例 如颜色曲线回放处理器)可以被包括在图2中的投影播放器203中。在该示例实施方式 中，图3B中的像素处理器318可以包括图2中的片元着色器207。如图3B所示，模块 310包括(1)用于根据所述校准数据集合202创建用于亮度(或者颜色)调整曲线311 的纹理映射314的模块312; (2)用于评估亮度(或者颜色)调整曲线311并且生成索引 门限315的模块313 ； (3)用于生成跨数据调整范围集合317的模块316 ；以及(4)像素 处理器318。这些模块的功能将在下面更详细地被描述。同样如图3B所示，所述像素 处理器318包括(1)源颜色评估器；(2)调整范围选择器；(3)调整曲线选择器；(4) 通道调整范围处理器；以及(5)通道颜色曲线处理器。如在图3A的说明中所提到的， 在下面将进一步论述的示例实施方式中，所述亮度(或者颜色)调整曲线311可以作为逆 映射表被存储在所述校准数据集合202中。
图4是展示了根据示例实施方式的用于平衡系统中的亮度差异以从多个投影仪 创建相对无缝的显示的过程的流程图。这个过程可以在图3B中的颜色曲线回放处理器 310中或者在图2中的投影播放器203中的模块的一些其他组合中执行。在图4所示的过 程的第一操作401中，所述回放处理器接收来自将由所述系统中的投影仪中的一个投影 的图像的源像素作为输入。在所述过程的第二操作402中，所述回放处理器通过将用于 调整范围的标量应用于所述源像素中的每个通道(例如R、G或者B)值来创建调整标量 的像素。在示例实施方式中，将被应用于每个通道值的标量取决于所述源像素是灰色的 还是彩色的，这将在下面进一步被论述。随后，在所述过程的第三操作403中，所述回放处理器根据所述投影仪的亮度调整曲线来修正所述调整标量的像素中的每个通道值。 在此同样地，将被应用于每个通道值的亮度调整曲线取决于所述源像素是灰色的还是彩 色的。在所述过程的第四操作404中，所述回放处理器在随后的像素处理之后向所述投 影仪输出被修正的调整标量的像素用于显示。
如上所指出的，操作401的输入是源像素。一般而言，所述源像素可以从输入 到所述片元着色器的源(例如画面(scene)内容)、已知的输出像素顶点位置以及投影矩 阵计算结果而被构造。
在操作402中，所述回放处理器应用标量，该标量取决于所述源像素是灰色的 还是彩色的。在示例实施方式中，如果所述源像素的所有通道值相同，例如(1 ，128， 128)，则所述回放处理器可以确定源像素是灰色的。类似地，在操作403中，所述回放 处理器应用亮度调整曲线，该亮度调整曲线也取决于所述源像素是灰色的还是彩色的。 在此同样地，如果所述像素的所有通道值相同，例如(1 ，128，128)，则所述回放处理 器可以确定源像素是灰色的。
在示例实施方式中，所述回放处理器使用所述调整标量的像素的每个通道值在 亮度调整曲线(或者表)中加索引并且得到替代(或者被修正的)值，如在操作403中所 一般地描述的。为避免在亮度调整曲线(或者表)中加索引超过所述曲线的可调整能力， 所述回放处理器将所述通道值乘以标量，如在操作402中所描述的。有效地，所述通道 值的范围被减小至可用的替代通道值的范围，其中所述替代通道值具有与所述系统中最 模糊的投影仪的输出最大值相似的输出最大值。
在操作404中，所述回放处理器在进一步的像素处理之后向所述投影仪输出被 修正的调整标量的像素用于显示。在示例实施方式中，所述进一步的像素处理可以包括 边缘混合、黑色水平纠正或者其他相似的操作。
图5A是根据示例实施方式的以制表形式被描绘的用于彩色源像素的亮度(或者 颜色)调整曲线的示例集合。图5B是根据示例实施方式的以制表形式被描绘的用于灰色 源像素的亮度(或者颜色)调整曲线的示例集合。图5A和5B两者与所述系统中的单个 投影仪相关联。将理解的是在灰色和彩色的源像素之间区分的原因是亮度响应曲线对 于灰色值和彩色值的倾向是不同的(例如由投影装置优化)。
图5A包括被标识成curveR、curveG和curveB的三个表。这三个表中的每一个 是具有256个亮度值的阵列。图5B包括被标识成curveRK、curveGK和curveBK的三个表。这些表中的每一个也是具有256个亮度值的阵列。每个表的名称反应了它的关联通 道，由RGB颜色模型中的字母指明。图5A和5B中的每个阵列的索引代表范围0到255 中的整数值，由M位RGB颜色空间的8位颜色通道分量范围确定。在可替代的示例实 施方式中，其他颜色模型可以被用于创建亮度调整曲线，例如CMYK(青色品红色黄色 黑色)颜色模型。
在示例实施方式中，每个阵列中的值根据逐渐增大的索引被排序，从索引0处 的值一直到索引255处的值。这种次序允许源像素的通道值直接被用作阵列的索引。每 个阵列值是用于通道值的替代(或者调整)亮度值。在示例实施方式中，这些阵列值在 0.0和0.1之间被归一化。举例来说，如果通道值由字节代表，则在某个索引处的归一化 替代亮度值可以是.564706，对应于144的替代通道值(例如.564706x255)。1.0的值代表最大可分配的通道值(例如当该通道是字节或者8比特时为25 。如果亮度调整曲线 在某个索引i处包含值1.0，则根据在下面所描述的被用于生成亮度调整曲线的过程，比 索引i大的所有值将也是1.0。
在示例实施方式中，由所述回放处理器执行的比例变换(例如在操作402中标量 的应用)可以利用(1)索引门限；以及(2)跨数据调整范围。为找到索引门限，所述回 放处理器扫描阵列中的值，从索引0开始，搜索值达到最大值的地方的索引(例如1.0)。 这样的索引是索引门限并且定义了在所述亮度调整曲线中任何进一步的调整改变在其处 将不起作用的点(例如相对于其他投影仪输出将达到最大值或者输出已经达到最大值的 点)。根据定义，索引门限将具有从0到255范围中的整数值。举例来说，用于相对模 糊的投影仪的亮度调整曲线可以在到阵列的一半时达到1.0的最大调整值。在这个例子 中，所述索引门限将是127(例如所述阵列中的第1 个值)。小于255的索引门限可以 在图5A中的curveR、curveG和curveG中所描绘的阵列中被找到。
在示例实施方式中，找到索引门限的操作可以在将值载入亮度(或者颜色)调整 曲线期间被执行。在可替代的示例实施方式中，这个操作可以在加载所述亮度调整曲线 之后被执行。同样地，所述回放处理器可以将找到索引门限与计算跨数据调整范围相结合

跨数据调整范围由两个调整范围组成与用于彩色源像素的亮度调整曲线集合 (例如所有投影仪的curveR、curveG和curveB)相关联的一个范围以及与用于灰色源像 素的亮度调整曲线(例如所有投影仪的curveRK、curveGK和curveBK)相关联的一个范 围。每个调整范围提供三个调整范围值，其中每个代表在使用关联的调整曲线的通道值 替代之前的用于源像素的相应的R、G或者B通道值的标量门限调整。
在已为所有投影仪生成亮度调整曲线以及它们的索引门限已被确定之后，所述 回放处理器可以计算跨数据调整范围。对于这个操作，所述回放处理器确定跨所有投影 仪为每个有关的亮度调整曲线所确定的最小索引门限。举例来说，所述回放处理器可以 检验用于所有投影仪的所有"curveR"表的索引门限。最小索引门限接着被分配给第 一调整范围作为用于彩色源像素的R通道的经计算的调整范围值。将理解的是这样 的检验可以包括收集、按升序排列以及选择最低的索引门限。所述回放处理器将在用于 所有〃 curveG"表、所有〃 curveB"表、所有〃 curveRK"表、所有〃 curveGK"和所 有〃 curveBK"表的索引门限上重复相似的操作。
每个计算得到的调整范围值在0和255之间并且匹配每个索引值的单位(unit)。 所述回放处理器接着用其除以255的值来替代每个计算得到的调整范围值以形成代表标 量门限调整的在0.0和0.1之间的调整范围值。结果是调整范围的集合，这些调整范围在 图4中所描绘的过程期间容易地被应用(例如通过将来自恰当地被选择的调整范围的标量 门限调整值与源像素的通道值相乘)。如上所述，所述回放处理器在亮度调整曲线替代之 前根据所述调整范围值对源像素进行比例变换以便由经比例变换的源像素值索引的亮度 调整曲线的值不超过投影仪集合中最模糊的投影仪的最大亮度能力。
在可替换的实施例中，所述系统可以在亮度调整曲线被创建或者被存储时对亮 度调整曲线进行跨数据调整(例如通过逼近跨数据调整范围使得每个源像素通道值索引 具有全部的表范围并且从而不需要标量调整而根据最模糊的投影仪伸展、箝位或者重新平衡并且归一化亮度调整曲线表)。然而，在该可替换的实施例中，更困难的将是在被校 准的投影仪(例如具有被捕获的校准图像的投影仪)被关闭或者替代的被校准的投影仪被 打开的事件中执行亮度值的动态的重新平衡。就是说，如果如在图4中的过程中所描绘 的，所述回放处理器在运行时进行跨数据调整，则亮度值的动态的重新平衡可以仅需要 对所述跨数据调整范围的值的重新计算和应用。
如前所述，所述回放处理器可以使用纹理映射向所述片元着色器传递亮度调整 曲线的两个集合(例如灰色和彩色)。在可替换的示例实施方式中，所述回放处理器可以 使用任何其他合适的数据结构向所述片元着色器传递亮度调整曲线的两个集合。
图6是根据示例实施方式的用于生成亮度调整曲线的过程的流程图。在示例实 施方式中，这个过程可以在图2和3A中所描绘的校准处理模块206中执行。在所述过 程的第一操作601中，所述校准处理模块捕获由所述系统中的投影仪显示的校准图像集 合。所述集合中的被投影的校准图像相对于所述校准图像中的像素中的至少一个通道值 不同，如将在下面进一步论述的。在所述过程的第二操作602中，所述校准处理模块为 每个被捕获的校准图像确定采样区域。在所述过程的第三操作中，所述校准处理模块计 算每个通道的采样区域的中值，其值在被投影的校准图像中不同。在可替换的示例实施 方式中，另一种统计测量的集中趋势可以代替地被采用，例如采用平均值而不是中值。
在所述过程的第四操作中，所述校准处理模块创建所述投影仪的内插响应曲 线。所述内插响应曲线将被投影的校准图像中的不同的通道值与被捕获的校准图像中的 计算得到的中值关联。在所述过程的第五操作605中，所述校准处理模块基于所述内插 响应曲线以及从所述系统中的其他投影仪获得的至少一个其他内插响应曲线来生成所述 投影仪的中值差曲线。接着，在所述过程的第六操作606中，所述校准处理模块反转所 述中值差曲线以得到所述投影仪的亮度调整曲线，该亮度调整曲线被存储(例如在所述 校准数据集合202中)供所述系统之后在内容显示期间使用。
图7示出根据示例实施方式的由用于用多个投影仪创建相对无缝的显示的系统 捕获并且处理的多个灰色的校准图像。将理解的是这些被捕获的校准图像可以产生于图 6所示的过程的操作601。图7中的所有被捕获的图像由所述系统中的一个投影仪显示。 如图所示，被捕获的校准图像被存储成PNG(便携式网络图像)文件，但是任何其他合适 的图像文件格式可以取代，诸如JPEG(联合图像专家小组)。还如图所示，每个被捕获 的校准图像与每个像素通道具有已知亮度值的被投影的校准图像关联。因此，被标识成 graySCale_064.png的被捕获的校准图像产生于所述投影以及对其RGB通道值为(64，64， 64)的校准图像的捕获。相似地，被标识成graySCale_128.png的被捕获的校准图像产生于 所述投影以及对其RGB通道值为(1 ，128，128)的校准图像的捕获。此处，将理解的 是这三个通道值在灰色的图像中始终是相同的。在示例实施方式中，在被捕获的校准图 像上所执行的处理可以包括屏蔽和裁剪。在另一种实施方式中，被捕获的校准图像可以 从将较大的被捕获的图像屏蔽和裁剪为该较大的被捕获的图像内包含被投影的校准图像 的一个投影仪的显示输出的限定区域来获得。
与灰色相反的彩色图像的相似的被捕获的校准图像没有被示出，但是其被包括 在所述系统中的每个投影仪的被捕获的校准图像的集合中。因此，被捕获的校准图像的 集合可以包括被标识成redSCale_032.png的图像，其产生于所述投影以及对其RGB通道值为(32，0，0)的校准图像的捕获。相似地，被捕获的校准图像的集合可以包括被标识成 greenSCale064.png的图像，其产生于所述投影以及对其RGB通道值为(0，64，0)的校准 图像的捕获。并且被捕获的校准图像的集合可以包括被标识成blueSCale_2M.png的图像， 其产生于所述投影以及对其RGB通道值为(0，0，224)的校准图像的捕获。
另外地，每个投影仪的被捕获的校准图像的集合还可以包括被标识成 ambient_000.png的图像，其产生于在没有来自所述投影仪的光输出的情况下对显示表面 的照相机视图(camera view)的捕获。ambient_000.png中的RGB通道值可以接着被测量 并且从在其他被捕获的校准图像中被测量的RGB值中减去去除从周围条件产生的任何亮 度，例如灯火辉煌的房间。
图8示出根据示例实施方式的被捕获的校准图像中的采样区域。将理解的是所 述采样区域可以产生于图6所示的过程的操作602。如在图8中所描绘的，模块(诸如图 3A中的校准图像测量模块301)计算集中在被捕获的校准图像801上的采样区域802，其 已被屏蔽和裁剪为一个投影仪的可显示区域。在示例实施方式中，所述采样区域802的 大小可以被计算为被捕获的校准图像的空间宽度和高度的60%，但是在可替换的示例实 施方式中任何其他合适的面积也可以取代。
图9A和9B描绘了根据示例实施方式的分别在内插之前和之后的响应曲线。将 理解的是所述响应曲线可以产生于操作604并且使用来自图6所示的过程的操作603的数 据样点。图9A分别包括投影仪901和投影仪902的两个响应曲线，图9B也是如此。将 理解的是所有响应曲线的轴已被归一化以显示0和1之间的值，而不是0和255之间的值 (例如当通道由一字节或者8比特代表时可用的值)。每个轴代表被归一化在0.0和1.0 之间的范围中的通道亮度。水平的轴代表已知的值，而垂直的轴代表响应值。通过对照 响应信道值关联从校准图像的集合得到的已知的通道值来绘制曲线点。将理解的是响应 通道值可以是来自被捕获的校准图像的采样区域的中值。在示例实施方式中，图9B中的 内插响应曲线可以产生于图9A所示的曲线点的三次样条内插，但是在可替换的示例实施 方式中任何合适的内插形式(例如线性样条内插)可以取代。
图IOA和IOB描绘了根据示例实施方式的分别在矫直之前和之后的中值差曲 线。将理解的是所述中值曲线可以在图6所示的过程的操作605中被创建。在示例实施 方式中，所述校准处理模块可以在其已为所述系统中的所有投影仪创建内插响应曲线之 后计算中值曲线。在此同样地，对集中趋势的任何其他测量(诸如平均值)可以取代中 值。在图IOA中，只有两根内插响应曲线参加中值曲线1001的计算，一根是投影仪901 的并且一根是投影仪902的。将理解的是所述中值曲线充当所述投影仪的内插响应曲线 的法线(normal)，将与所述捕获装置(例如数字照相机)有关的一些或者全部响应从测量 数据中去除。
在示例实施方式中，所述校准处理模块接着可以从所述内插响应曲线中的每一 个中减去所述中值曲线中的响应值以计算所述中值曲线与所述内插响应曲线之间的误差 或者差。所述校准处理模块接着可以将单位(identity)通道响应值加入这个误差以创建与 所述中值曲线有关的中值差曲线。依次，所述中值曲线被“矫直”来拟合所述单位通道 响应范围以使在每个通道值处来自所述中值曲线的测量结果等于所述单位通道响应值。 图IOB示出与投影仪901有关的中值差曲线、与投影仪902的中值差曲线以及代表单位通道响应的“被矫直的”中值曲线1001。
图11描绘了根据示例实施方式的反转的中值差曲线。将理解的是所述反转的中 值差曲线可以在图6所示的过程的操作606期间被生成。在图11所示的示例实施方式 中，所述校准处理模块可以通过跨所述中值曲线903反转投影仪902的中值差曲线来计算 所述反转的中值差曲线1101。将理解的是图11不包括投影仪901的中值差曲线。
对于得到通道值的亮度调整值，所述校准处理模块仅从反转的中值差曲线得到 该对应的值。举例来说，如果所述通道值为0.6，则对应的亮度调整值1102为大约0.65。 在示例实施方式中，所述校准处理模块可能持久地将这个值存储在与图5A和5B所示的 表相似的表中供所述系统随后在内容显示期间方便地访问。
在本文中所描述的任一操作形成本发明的部分，它们是有用的机器操作。本发 明也涉及用于执行这些操作的装置或者设备。所述设备可以为所述目的特别地被构造或 者其可以是通用计算机，该通用计算机由被存储在该计算机中的计算机程序选择性地激 活或者配置。特别地，各种通用机器可以与根据本文中的示教所写的计算机程序一起被 使用或者可能更便利的是构造更专门化的设备来执行所述操作。
本发明也可以被具体表现成计算机可读介质上的计算机可读代码。所述计算机 可读介质是可以存储此后可以被计算机系统读取的数据的任何数据存储装置。所述计算 机可读介质的例子包括硬盘、附接网络的存储装置(NAS)、只读存储器、随机存取存储 器、CD-ROM、CD-R、CD-RW、磁带以及其他光学和非光学的数据存储装置。所述计 算机可读介质也可以在耦合网络的计算机系统上被分配以使所述计算机可读代码分布式 地被存储和执行。
将进一步被理解的是不要求按所示意的顺序来执行由上面的图中的操作所代表 的指令并且由所述操作所代表的所有处理对于实践本发明可能不是必要的。另外，在任 一上面的图中所描述的过程也可以用被存储在RAM、ROM或者硬盘驱动器中的任何一 个或者其组合中的软件来实现。
尽管已经为了理解的清楚性的目的相当详细地描述了本发明，将显而易见的是 某些改变和修正可以在随附的权利要求的范围内被实践。就这点而言，将理解的是在上 述过程中有对操作的许多其他可能的排序并且在所述系统中有对这些排序的许多可能的 模块化。类似地，所述系统可能基于不同于所述M位的RGB模型的颜色模型，例如 CMYK(青色品红色黄色黑色)颜色模型。因此，本发明应被看作是示意性的而不是限制 性的，并且本发明不应被限于在本文中所给出的细节，而可以在随附的权利要求的范围 及等效范围内被修正。在随附的权利要求中，元素(element)和/或操作并不意味着操作 的任何特定次序，除非在权利要求中明确地指出或者由公开内容隐含地要求。
权利要求
1.一种方法，所述方法包括接收从图像获得的源像素作为输入；通过将用于调整范围的标量应用于所述源像素中的每个通道值来创建调整标量的像 素，其中所述标量至少部分地取决于所述源像素是灰色的还是彩色的；根据亮度调整曲线来修正所述调整标量的像素中的每个通道值，其中所述亮度调整 曲线取决于所述源像素是灰色的还是彩色的并且所述亮度调整曲线与系统中的投影仪相 关联，所述系统用于从多个投影仪创建显示；以及向所述投影仪输出从所述被修正的调整标量的像素获得的像素，其中所述方法的每 个操作均由集成电路执行。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，其中每个操作均由图形处理单元(GPU) 中的片元着色器来执行。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，其中所述亮度调整曲线被包括在由所述片 元着色器接收的纹理映射中。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，其中所述标量至少部分地取决于从所述亮 度调整曲线获得的索引门限或者从与所述系统中的另一个投影仪相关联的亮度调整曲线 获得的索引门限中的一个。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，其中所述亮度调整曲线至少部分地从由所 述投影仪显示的多个被捕获的校准图像获得。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，其中用数字照相机来捕获所述校准图像。
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，其中所述亮度调整曲线是反转的中值差曲线。
8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，其中从由红色、绿色和蓝色组成的组中选 择所述通道。
9.如权利要求1所述的方法，其特征在于，其中所述投影仪是商品投影仪。
10.—种方法，所述方法包括捕获由第一投影仪显示的多个校准图像，其中所述被投影的校准图像相对于用于像 素中的通道的值不同，并且其中所述第一投影仪是用于从多个投影仪创建显示的系统的 一部分；为每个被捕获的校准图像确定采样区域；计算用于所述采样区域中的所述通道的中值；为所述第一投影仪创建内插响应曲线，所述内插响应曲线将所述被投影的校准图像 中的所述不同的通道值与所述被捕获的校准图像中的所述中值关联；基于所述内插响应曲线以及与所述系统中的第二投影仪相关联的另一个内插响应曲 线为所述投影仪生成中值差曲线；以及反转所述中值差曲线以得到用于所述第一投影仪的亮度调整曲线，所述亮度调整曲 线被存储并且被所述系统用于调整来自所述多个投影仪的所述显示，其中所述方法的每 个操作由处理器执行。
11.如权利要求10所述的方法，其特征在于，其中所述中值差曲线被矫直。
12.如权利要求10所述的方法，其特征在于，其中所述内插响应曲线产生于三次样条内插。
13.如权利要求10所述的方法，其特征在于，其中从由红色、绿色和蓝色组成的组中 选择所述通道。
14.如权利要求10所述的方法，其特征在于，其中所述校准图像是灰色的。
15.如权利要求10所述的方法，其特征在于，其中所述被投影的校准图像中的所述通 道值以32的增量从0向255增进。
16.如权利要求10所述的方法，其特征在于，其中用数字照相机来捕获所述校准图像。
17.如权利要求10所述的方法，其特征在于，其中所述投影仪是商品投影仪。
18.一种或者多种包含程序指令的有形介质，当所述程序指令被一个或者多个处理器 执行时，其可操作用于接收从图像获得的源像素作为输入；通过将用于调整范围的标量应用于所述源像素中的每个通道值来创建调整标量的像 素，其中所述标量至少部分地取决于所述源像素是灰色的还是彩色的；根据亮度调整曲线来修正所述调整标量的像素中的每个通道值，其中所述亮度调整 曲线取决于所述源像素是灰色的还是彩色的，并且所述亮度调整曲线与系统中的投影仪 相关联，所述系统用于从多个投影仪创建显示；以及向所述投影仪输出从所述被修正的调整标量的像素获得的像素，其中所述方法的每 个操作均由集成电路执行。
19.如权利要求18所述的一种或者多种有形介质，其特征在于，其中所述亮度调整曲 线是反转的中值差曲线。
20.如权利要求18所述的一种或者多种有形介质，其特征在于，其中所述标量至少部 分地取决于从与所述系统中的另一个投影仪相关联的亮度调整曲线获得的索引门限。
全文摘要
本发明涉及平衡通过多个投影仪的显示中的亮度差异，在示例实施方式中，用于从多个投影仪创建显示的系统接收从将被显示的图像获得的源像素作为输入。所述系统通过将用于调整范围的标量应用于所述源像素中的每个通道值来生成调整标量的像素，其中所述标量取决于所述源像素是灰色的还是彩色的。所述系统根据用于投影仪的亮度调整曲线来修正所述调整标量的像素中的每个通道值，其中所述亮度调整曲线取决于所述源像素是灰色的还是彩色的。所述系统通过以下步骤根据被捕获的校准图像来生成所述亮度调整曲线(1)创建内插响应曲线；以及(2)基于用于所述投影仪的所述内插响应曲线以及用于所述系统中的其他投影仪的内插响应曲线来生成并且反转中值差曲线。
文档编号G03B21/00GK102023465SQ201010286498
公开日2011年4月20日 申请日期2010年9月10日 优先权日2009年9月10日
发明者V·艾瓦辛 申请人:精工爱普生株式会社