本发明涉及投影显示领域，特别是涉及一种亮度增强的叠加投影系统及方法。
背景技术
目前，大型荧幕投影机需要较大的亮度需求，因此大多需使用高流明投影技术，但高流明机种对于其他机种价格相对提高，造成消费者负担。取而代之的方式为运用单价相对较低的投影机投影，通过较多台数的方式让投影出来的影像相叠或是拼接来补偿不足的亮度，这样的方式不仅具有可降低成本的优点，并且还可以达到足够的需求亮度投影。
不过这两个方法各有优缺点，相叠法不需要影像源修改但需要较高的调整精细度，拼接法则相反。现今达成方式多使用拼接法，顾名思义，其做法为将整个荧幕投影切成各个子投影，同拼图般将每个子投影画面的边缘用无缝切齐的方式接合起来，但这种方式的缺点为，每个投影机投射出的子画面分别都为不同的影像，且投影机的摆放位置也有所限制，再加上投射的最高亮度仅为单台投影机最大亮度，故仍然不能满足亮度需求。
技术实现要素：
针对上述技术问题，本发明提供一种应用灵活且最大亮度不受限制的亮度增强的叠加投影系统及方法。
本发明的一种亮度增强的叠加投影系统，包括投影幕单元和多个投影机单元，多个投影机单元架设于投影幕单元前方，用以分别投射投影画面至投影幕单元；亮度增强的叠加投影系统还包括影像来源单元和镜头侦测单元。影像来源单元数据连接于多个投影机单元，影像来源单元用以通过广播方式发送影像讯号至多个投影机单元。镜头侦测单元数据连接于影像来源单元，镜头侦测单元用以侦测投影幕单元上的投影画面并产生影像侦测讯号。其中，当多个投影机单元利用随机时间间隔闪烁的方式输出校正特征影像至投影幕单元时，镜头侦测单元侦测投影幕单元上每个投影机单元经随机时间间隔投射的校正特征影像，并据此产生影像侦测讯号，影像来源单元根据由校正特征影像产生的影像侦测讯号获得镜头侦测单元侦测到的多个投影机单元的数量及其中每个投影机单元的投影画面的定位点，并据此对镜头侦测单元侦测到的多个投影机单元和待投射的影像讯号分别进行校正调整。当镜头侦测单元侦测到的多个投影机单元完成校正调整后，影像来源单元将经校正调整的待投射的影像讯号通过广播方式发送至经校正调整的多个投影机单元，用以在投影幕单元上进行叠加投影画面的输出。
较佳地，每个投影机单元具有各自的身份序号，每个投影机单元根据身份序号判断从影像来源单元接收的影像讯号是否为针对自身的控制指令。进一步地，校正特征影像具有对应于每个投影机单元的身份序号的影像特征，该影像特征为二维码。
较佳地，影像来源单元根据每个投影机单元的投影画面的定位点设定镜头侦测单元侦测到的多个投影机单元的中心基准投影范围，其中，该中心基准投影范围不大于每个投影机单元的最大投影范围，该中心基准投影范围用以投射经校正调整后输出的叠加投影画面。进一步地，影像来源单元根据该中心基准投影范围计算对应于每个投影机单元的校正参数，并将该校正参数通过广播方式发送至多个投影机单元，多个投影机单元根据该校正参数完成各自的校正调整，其中，该校正参数包括对应于投影画面的位移、切割、旋转或梯形修正的校正值。
较佳地，当镜头侦测单元侦测到的多个投影机单元的数量已大于等于预设的机台上限数量，或者镜头侦测单元的侦测时间已超过预设的上限时间时，镜头侦测单元停止侦测投影幕单元上的投影画面，且影像来源单元开始对镜头侦测单元侦测到的多个投影机单元进行校正调整。
本发明还提供一种亮度增强的叠加投影方法，包括以下步骤：多个投影机单元利用随机时间间隔闪烁的方式输出校正特征影像至投影幕单元；侦测该投影幕单元上每个投影机单元经随机时间间隔投射的校正特征影像，并据此产生影像侦测讯号；根据由该校正特征影像产生的影像侦测讯号，获得侦测到的多个投影机单元的数量及其中每个投影机单元的投影画面的定位点，并据此对侦测到的多个投影机单元和待投射的影像讯号分别进行校正调整；当侦测到的多个投影机单元完成校正调整后，将经校正调整的待投射的影像讯号通过广播方式发送至经校正调整的多个投影机单元，用以在该投影幕单元上进行叠加投影画面的输出。
较佳地，每个投影机单元具有各自的身份序号，每个投影机单元根据该身份序号判断通过广播方式接收的影像讯号是否为针对自身的控制指令；该校正特征影像具有对应于每个投影机单元的身份序号的二维码。
较佳地，在对侦测到的多个投影机单元进行校正调整的步骤中，根据每个投影机单元的投影画面的定位点设定侦测到的多个投影机单元的中心基准投影范围，根据该中心基准投影范围计算对应于每个投影机单元的校正参数，并将该校正参数通过广播方式发送至该多个投影机单元，该多个投影机单元根据该校正参数完成各自的校正调整，其中，该校正参数包括对应于投影画面的位移、切割、旋转或梯形修正的校正值，该中心基准投影范围不大于每个投影机单元的最大投影范围，该中心基准投影范围用以投射经校正调整后输出的叠加投影画面。
较佳地，当侦测到的多个投影机单元的数量已大于等于预设的机台上限数量，或者侦测时间已超过预设的上限时间时，停止侦测该投影幕单元上的投影画面，且开始对侦测到的多个投影机单元进行校正调整。
与现有技术相比，本发明的亮度增强的叠加投影系统及方法可通过两台以上的投影机进行特殊画面投影，接着运用移动装置或者电脑中的摄影镜头取其投影画面，分别对于每台投影机机台投影的画面进行机台辨识、定位并且记录，根据上述记录的画面定位进行校正参数计算，而后根据计算参数通过广播方式统一发送讯号，各投影机机台自行接受指令而进行画面调整，使投射画面重叠无残影，取得相较于原先单台投影机投射画面更高亮度的投影画面。此种方式并不会受到投影机机台的台数上的限制，故具有投射的画面亮度也不受限的优点，进而提升了大荧幕投影的画面品质。
附图说明
图1为本发明一实施例的亮度增强的叠加投影系统的示意图。
图2为本发明一实施例的中心基准投影范围的原理示意图。
图3为本发明一实施例的对侦测到的多个投影机单元进行校正调整的原理示意图。
图4为本发明一实施例的亮度增强的叠加投影方法的流程图。
图5为本发明另一实施例的亮度增强的叠加投影方法的流程图。
具体实施方式
为使对本发明的目的、构造、特征及其功能有进一步的了解，兹配合实施例详细说明如下。
请参见图1，图1为本发明一实施例的亮度增强的叠加投影系统的示意图。亮度增强的叠加投影系统100包括投影幕单元1和多个投影机单元2，多个投影机单元2架设于投影幕单元1前方，用以分别投射投影画面至投影幕单元1。亮度增强的叠加投影系统100还包括影像来源单元3和镜头侦测单元4。
影像来源单元3数据连接于多个投影机单元2，影像来源单元3用以通过广播方式发送影像讯号至多个投影机单元2。优选地，每个投影机单元2具有各自的身份序号，每个投影机单元2根据该身份序号判断从影像来源单元3接收的影像讯号是否为针对自身的控制指令。
镜头侦测单元4数据连接于影像来源单元3，镜头侦测单元4用以侦测投影幕单元1上的投影画面并产生影像侦测讯号。优选地，影像来源单元3、镜头侦测单元4和多个投影机单元2之间利用有线传输或无线传输的方式进行数据连接。
其中，当多个投影机单元2利用随机时间间隔闪烁的方式输出校正特征影像至投影幕单元1时，镜头侦测单元4侦测投影幕单元1上每个投影机单元2经随机时间间隔投射的校正特征影像，并据此产生影像侦测讯号，影像来源单元3根据由该校正特征影像产生的影像侦测讯号获得镜头侦测单元4侦测到的多个投影机单元2’的数量及其中每个投影机单元2’的投影画面的定位点，并据此对镜头侦测单元4侦测到的多个投影机单元2’和待投射的影像讯号分别进行校正调整。优选地，该校正特征影像具有对应于每个投影机单元2的身份序号的影像特征，该影像特征为二维码。需要说明的是，镜头侦测单元4侦测到的多个投影机单元2’对应于多个投影机单元2中的全部或一部分，如果上述多个投影机单元2全部被侦测到，那么镜头侦测单元4侦测到的多个投影机单元2’就与多个投影机单元2数量完全一致。
当镜头侦测单元4侦测到的多个投影机单元2’完成校正调整后，影像来源单元3将经校正调整的待投射的影像讯号通过广播方式发送至经校正调整的多个投影机单元2’，用以在投影幕单元1上进行叠加投影画面的输出。
在实际应用中，影像来源单元3对待投射的影像讯号进行校正调整的方式，包括但不限于，对相应的待投射的投影画面进行位移、切割、旋转或梯形修正等常规操作。
优选地，当镜头侦测单元4侦测到的多个投影机单元2’的数量已大于等于预设的机台上限数量，或者镜头侦测单元4的侦测时间已超过预设的上限时间时，镜头侦测单元4停止侦测投影幕单元1上的投影画面，且影像来源单元3开始对镜头侦测单元4侦测到的多个投影机单元2’进行校正调整。此处也是上述镜头侦测单元4侦测到的多个投影机单元2’可能对应于多个投影机单元2中的一部分的原因所在。如此设计可避免系统持续维持在侦测步骤，以提升校正步骤整体的效率。
请结合参见图2和图3，图2为本发明一实施例的中心基准投影范围的原理示意图，图3为本发明一实施例的对侦测到的多个投影机单元进行校正调整的原理示意图。在一实施例中，影像来源单元3根据每个投影机单元2’的投影画面的定位点设定镜头侦测单元4侦测到的多个投影机单元2’的中心基准投影范围30，其中，中心基准投影范围30不大于每个投影机单元2’的最大投影范围，中心基准投影范围30用以投射经校正调整后输出的叠加投影画面。在实际应用中，影像来源单元3根据中心基准投影范围30计算对应于每个投影机单元2’的校正参数，并将该校正参数通过广播方式发送至该多个投影机单元2’，该多个投影机单元2’根据该校正参数完成各自的校正调整，其中，该校正参数包括对应于投影画面的位移、切割、旋转或梯形修正的校正值。
以图2和图3所示为例，对侦测到的多个投影机单元2’进行校正调整的步骤,首先会基于多个投影机单元2’的投影画面31、32的定位点设定中心基准投影范围30(图2及图3中带阴影的范围)，再计算投影影像进行叠合校正时所需位移、旋转以及梯形修正比例后，将校正数值由广播方式传送至侦测到的每个投影机单元2’中，使每个投影机单元2’自行判读与进行校正设定，完成校正调整步骤。后续每个投影机单元2’会使用前述设定，来投射影像来源单元3所提供的影像，如图3所示，将原先投影画面31的投影范围变动至第一投影范围31’，将原先投影画面32的投影范围变动至第二投影范围32’，且相应投影机单元2’的投射影像通过校正调整后，只投影于中心基准投影范围30中。
本发明的投影机亮度增强叠加投影法，于投影前的进行投影校正，此时投影机单元每台投影机皆会进入校正步骤，使用随机时间间隔闪烁的方式输出校正特征影像投影于投影幕单元上，而每台投影机所输出的影像具有独特性，即非重复性的相同影像，如：使用投影机机台序号转为具有影像特征的专属qr-code(二维码)。通过随机时间间隔安排每台投影机的投影，因此每台投影机皆有单独投影于投影幕上的时间点，而位于投影机单元前方的镜头侦测单元可将投影幕上的影像传送并进行后续处理，此镜头侦测单元可是移动装置或电脑上的摄影镜头，可通过取得的影像特征判断投影机台个数、每台投影机投影影像的定位点，上述步骤完成后再将影像进行计算及比较。
请结合参见图4，图4为本发明一实施例的亮度增强的叠加投影方法的流程图。本发明的一种亮度增强的叠加投影方法包括以下步骤：
s1，多个投影机单元2利用随机时间间隔闪烁的方式输出校正特征影像至投影幕单元1。
s2，侦测投影幕单元1上每个投影机单元2经随机时间间隔投射的校正特征影像，并据此产生影像侦测讯号。
s3，根据由该校正特征影像产生的影像侦测讯号，获得侦测到的多个投影机单元2’的数量及其中每个投影机单元2’的投影画面的定位点，并据此对侦测到的多个投影机单元2’和待投射的影像讯号分别进行校正调整。
s4，当侦测到的多个投影机单元2’完成校正调整后，将经校正调整的待投射的影像讯号通过广播方式发送至经校正调整的多个投影机单元2’，用以在投影幕单元1上进行叠加投影画面的输出。
优选地，每个投影机单元2具有各自的身份序号，每个投影机单元2根据该身份序号判断通过广播方式接收的影像讯号是否为针对自身的控制指令；该校正特征影像具有对应于每个投影机单元2的身份序号的二维码。
在一实施例中，步骤s3的据此对侦测到的多个投影机单元2’进行校正调整的步骤中，根据每个投影机单元2’的投影画面的定位点设定侦测到的多个投影机单元2’的中心基准投影范围，根据该中心基准投影范围计算对应于每个投影机单元2’的校正参数，并将该校正参数通过广播方式发送至多个投影机单元2’，该多个投影机单元2’根据该校正参数完成各自的校正调整，其中，该校正参数包括对应于投影画面的位移、切割、旋转或梯形修正的校正值，该中心基准投影范围不大于每个投影机单元2’的最大投影范围，该中心基准投影范围用以投射经校正调整后输出的叠加投影画面。
请参见图5，图5为本发明另一实施例的亮度增强的叠加投影方法的流程图。与上述实施例的差异主要在于，在该实施例中，上述实施例的步骤s3被以下步骤替代，与上述实施例相同的步骤不再赘述。
s31，根据由该校正特征影像产生的影像侦测讯号，获得侦测到的多个投影机单元2’的数量及其中每个投影机单元2’的投影画面的定位点。
s32，判断侦测到的多个投影机单元2’的数量是否已大于等于预设的机台上限数量，或者侦测时间是否已超过预设的上限时间。
s33，当侦测到的多个投影机单元2’的数量已大于等于预设的机台上限数量，或者侦测时间已超过预设的上限时间时，根据侦测到的每个投影机单元2’的投影画面的定位点，对侦测到的多个投影机单元2’和待投射的影像讯号分别进行校正调整。
若侦测到的多个投影机单元2’的数量不大于等于预设的机台上限数量，且侦测时间也未超过预设的上限时间时，继续侦测投影幕单元1上的投影画面。
在实际应用中，可设定投影机机台上限为n台并且设定侦测时间上限为n秒，当辨识投影机机台个数到达上限n台时立即会进入后续的校正步骤；但若辨识投影机机台个数一直未达上限的状况下，侦测时间到达上限n秒后也会强迫侦测终止，进入后续的校正步骤；以此来避免持续维持在侦测步骤，影响投影显示的整体效率。
本发明的亮度增强的叠加投影系统及方法，通过两台以上的投影机进行特殊画面投影，接着运用移动装置或者电脑中的摄影镜头取其投影画面，分别对于每台投影机投影的画面进行机台辨识、定位并且记录，根据上述记录的画面定位进行校正参数计算，而后根据计算参数通过广播方式统一发送讯号，各投影机机台自行接受指令而进行画面调整，使投射画面重叠无残影，取得相较于原先单台投影机投射画面更高亮度的投影画面。此种方式并不会受到投影机机台的台数上的限制，故具有投射的画面亮度也不受限的优点，进而提升了大荧幕投影的画面品质。
本发明已由上述相关实施例加以描述，然而上述实施例仅为实施本发明的范例。必需指出的是，已揭露的实施例并未限制本发明的范围。相反地，在不脱离本发明的精神和范围内所作的更动与润饰，均属本发明的专利保护范围。