一种图像边缘融合中的三维平滑曲面颜色校正系统及方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及图像边缘融合技术领域，尤其涉及一种图像边缘融合中的三维平滑曲面颜色校正系统及方法。
【背景技术】
[0002]边缘融合技术就是将一组投影机投射出的画面进行边缘重叠，并通过融合技术显示出一个没有缝隙、过渡自然，更加明亮的，超大，高分辨率的整幅画面，使整个画面的效果就像是一台投影机投射的无缝隙画面。
[0003]为实现边缘融合，现有技术通常需要将每台投影机投影出的图像的边缘重叠部分做由明到暗的变化效果，这种操作叫做羽化。通过羽化，相邻投影机输出图像的重叠羽化区内的图像会融合在一起。理想情况下两幅融合的画面在像素精确对齐时，只要能够保证两个重叠的像素亮度叠加起来与周围像素的亮度一致，就可保证整个画面的亮度色度完全一致，投影画面色彩相同。
[0004]在实际使用中，类似投影仪这种光学设备的灵敏度非常高，整个光路的参数略有差别都会导致投影的画面出现差别，即使是同一厂家同一型号同一批次生产的投影仪，在制造的时候由于内部光学器件，灯泡参数和屏幕投射角度等因素影响，每个投影仪投射的画面不仅亮度不同，而且不同投影仪的画面也存在色差。因此仅仅对投影图像边缘重叠部分进行由明到暗的亮度衰减处理，无法将多投影仪的图像无缝拼接成一幅图像，因此实际的边缘融合系统对投影仪的颜色和亮度参数一致性有着非常高的要求。
【发明内容】
[0005]鉴于现有技术中存在的上述问题，本发明通过对多投影仪的每个像素的不同色度分量进行平滑调整，实现了在较少影响颜色显示范围的情况下，对多投影画面进行融合，并同时实现了一种可以使用在中低端投影仪图像融合领域的三维平滑曲面颜色校正系统。
[0006]根据本发明的一方面，提出一种图像边缘融合中的三维平滑曲面颜色校正系统，该系统包括:交换机、图像采集设备、多个处理器、多个投影仪和幕布，其中:
[0007]所述交换机与所述多个处理器连接，用于支持多个处理器之间的相互通信，传输投影仪输出画面的像素数据、像素颜色分量的调整指令；
[0008]所述多个处理器与所述多个投影仪对应连接，用于产生投影仪的输出画面数据，调整投影仪的输出画面中像素的颜色分量；
[0009]所述多个投影仪用于将各自接收到的输出画面投影到幕布上，经过调整之后多个投影仪的画面最终融合成一幅画面；
[0010]所述图像采集设备与多个处理器中的一个连接，作为一个反馈装置采集多个投影仪拼接后的画面，并将采集到的图像数据传输给与之相连的处理器，由该处理器对采集到的图像数据进行计算，并产生调整指令通过交换机发送至所述多个处理器，以对多个投影仪的输出画面中像素的颜色分量进行调整。
[0011]根据本发明的另一方面，还提出一种图像边缘融合中的三维平滑曲面颜色校正方法，该方法包括以下步骤:
[0012]步骤I，对于图像采集设备进行校正处理；
[0013]步骤2，对于多个投影仪进行参数测量；
[0014]步骤3，根据所述步骤2测量得到的参数对于每个投影仪的像素的颜色分量进行调整，最终将所有像素均经过调整后的图像经投影仪输出到幕布上进行融合。
[0015]其中，所述步骤I中的校正处理至少包括颜色校正。
[0016]其中，所述步骤2中的参数测量为反馈式颜色校正参数测量。
[0017]其中，所述步骤2进一步包括以下步骤:
[0018]步骤2.1，调整图像采集设备的拍摄参数；
[0019]步骤2.2，调整投影仪的位置；
[0020]步骤2.3，以反馈方式进行投影仪像素RGB颜色分量校正参数测量。
[0021]其中，所述步骤2.3进一步包括以下步骤:
[0022]步骤2.3.1，对多个投影仪画面中每个像素的G颜色分量校正参数进行测量，得到多个投影仪画面中每个像素点的G颜色分量缩放系数Gscale和G颜色分量补偿值Goffset ；
[0023]步骤2.3.2，对多个投影仪画面中每个像素的B颜色分量校正参数进行测量，得到多个投影仪画面中每个像素的B颜色分量缩放系数Bscale和B颜色分量补偿值Boffset ；
[0024]步骤2.3.3，对多个投影仪画面中每个像素的R颜色分量校正参数进行测量，得到多个投影仪画面中每个像素的R颜色分量缩放系数Rscale和R颜色分量补偿值Roffset。
[0025]其中，所述步骤2.3.1进一步包括以下步骤:
[0026]步骤2.3.1.1，测量多个投影仪画面中每个像素的G颜色分量的补偿值Goffset ；
[0027]所述步骤2.3.1.1进一步包括以下步骤:
[0028]步骤2.3.1.1.1，将多个投影仪输出画面的RGB颜色分量值调整为O ;
[0029]步骤2.3.1.1.2，利用处理器捕获的图像，计算投影画面中非重叠区域的像素点的G颜色分量的梯度值，并选取其中的最大值作为判断投影画面G颜色分量是否平滑的判断阈值；
[0030]步骤2.3.1.1.3，利用处理器捕获图像采集设备拍摄的投影仪整体画面；
[0031]步骤2.3.1.1.4，利用得到的整体画面调整多个投影仪输出画面的G颜色分量值；
[0032]步骤2.3.1.1.5，循环进行步骤2.3.1.1.3,2.3.1.1.4，直到投影仪整体画面中G颜色分量平滑过渡，并记录投影仪输出画面中每个像素的数值，作为每个像素点的Goffset ；
[0033]步骤2.3.1.2，测量多个投影仪画面中每个像素的G颜色分量缩放系数Gscale ；
[0034]所述步骤2.3.1.2进一步包括以下步骤:
[0035]步骤2.3.1.2.1，将多个投影仪输出画面的G颜色分量调整为最大值，其它颜色分量调整为O ;
[0036]步骤2.3.1.2.2，利用处理器捕获的图像，计算投影画面中非重叠区域的像素点的G颜色分量的梯度值，并选取其中的最大值作为判断投影画面G颜色分量是否平滑的判断阈值；
[0037]步骤2.3.1.2.3，利用处理器捕获图像采集设备拍摄的投影仪整体画面；
[0038]步骤2.3.1.2.4，利用得到的整体画面调整多个投影仪输出画面的G颜色分量值；
[0039]步骤2.3.1.2.5，循环进行步骤2.3.1.2.3,2.3.1.2.4，直到投影仪整体画面中G颜色分量平滑过渡，并记录投影仪输出画面中每个像素点上的G颜色分量值，计算得到每个像素点的G分量缩放系数Gscale。
[0040]其中，所述步骤2.3.1.1.4进一步包括以下步骤:
[0041]步骤2.3.1.1.4.1，提取整体画面的G分量二维矩阵，通过插值得到与投影仪输出画面分辨率相同的画面；
[0042]步骤2.3.1.1.4.2，将G颜色分量的二维矩阵表示成三维曲面；
[0043]步骤2.3.1.1.4.3，根据步骤2.3.1.1.4.2得到的三维曲面上每个像素点的梯度值对投影仪输出画面的G颜色分量进行调整。
[0044]其中，所述步骤2.3.1.2.5计算每个像素点的G分量缩放系数Gscale的步骤进一步包括以下步骤:
[0045]步骤2.3.1.2.5.1，计算每个像素点G颜色分量的范围:用该像素点当前的G颜色分量的值减去该像素点G颜色分量的补偿值，作为该像素点的颜色分量范围；
[0046]步骤2.3.1.2.5.2，计算每个像素点G颜色分量的缩放系数Gscale:用该像素点G颜色分量的范围除以255，作为该像素点G颜色分量的缩放系数