图像融合处理的相机辅助校正方法、装置及系统的制作方法
【专利摘要】本发明公开一种图像融合处理的相机辅助校正方法、装置及系统，以提高几何校正、颜色校正和/或融合带校正等相关校正的效率和精度。该方法包括：预设校正数据，并将相应的校正结果经投影机输出显示在投影幕上；指令相机拍照并采样提取该校正结果在该照片的实质特征参数；根据该实质特征参数与目标特征参数关系调整所述校正数据，并将相应的校正结果经投影机输出显示在投影幕上，再拍照比对并调整，依此循环，直至实质特征参数与目标特征参数一致或处于一定的误差范围内，得出最终的校正数据。
【专利说明】图像融合处理的相机辅助校正方法、装置及系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及图像处理【技术领域】，尤其涉及一种图像融合处理的相机辅助校正方法、装置及系统。
【背景技术】
[0002]图像融合处理是一种图像投影融合处理的解决方案，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，更加明亮，超大，高分辨率的整幅画面，画面的效果就像是一台投影机投射的画面，其在指挥中心，视频会议，多媒体多功能厅等有广泛的应用。
[0003]图像融合处理的关键技术主要为几何校正技术，颜色校正技术，融合带校正技术等图像处理技术，图像融合处理器需要将经过各种校正处理之后的画面分别送入对应的投影机，达到整幅画面浑然一体的效果。
[0004]其中，上述几何校正一般是指将各投影机投影幕上不规则的图像校正成规则显示的图像，并实现各投影机融合带及投影画面的整体对齐。上述颜色校正技术一般是指对待投射的同一颜色值，通过相应的校正处理，使得最终输出给该图像融合处理系统内不同投影机进行投射后，投影幕显示相同或基本相同的颜色效果。上述融合带校正技术一般是指将一个图像中位于重叠区(即融合带区域)中的每个像素的颜色值都乘以某个值，从而使得当它被叠加到另一个图像中其对应的像素上时，能得到期望的像素颜色值，能够使投影机之间的颜色平滑的过渡过去，达到无缝拼接的效果。
[0005]然而在上述校正过程中，怎样提高相关校正的效率和精度，始终是图像融合处理系统所面临的大问题。
【发明内容】
[0006]本发明的主要目的在于公开一种图像融合处理的相机辅助校正方法、装置及系统，以提高几何校正、颜色校正和/或融合带校正等相关校正的效率和精度。
[0007]为达上述目的，本发明公开一种图像融合处理的相机辅助校正方法，包括:
[0008]预设校正数据，并将相应的校正结果经投影机输出显示在投影幕上；
[0009]指令相机拍照并采样提取该校正结果在该照片的实质特征参数；
[0010]根据该实质特征参数与目标特征参数关系调整所述校正数据，并将相应的校正结果经投影机输出显示在投影幕上，再拍照比对并调整，依此循环，直至实质特征参数与目标特征参数一致或处于一定的误差范围内，得出最终的校正数据。
[0011]为达上述目的，本发明还公开一种图像融合处理的相机辅助校正装置，包括:
[0012]预设模块，用于预设校正数据，并将相应的校正结果经投影机输出显示在投影幕上；
[0013]采样模块，用于指令相机拍照并采样提取该校正结果在该照片的实质特征参数；
[0014]调整模块，用于根据该实质特征参数与目标特征参数关系调整所述校正数据，并将相应的校正结果经投影机输出显示在投影幕上，再拍照比对并调整，依此循环，直至实质特征参数与目标特征参数一致或处于一定的误差范围内，得出最终的校正数据。
[0015]为达上述目的，本发明还公开一种图像融合处理的相机辅助校正系统，包括相机辅助校正装置及相机，该相机辅助校正装置用于:预设校正数据，并将相应的校正结果经投影机输出显示在投影幕上；指令相机拍照并采样提取该校正结果在该照片的实质特征参数；根据该实质特征参数与目标特征参数关系调整所述校正数据，并将相应的校正结果经投影机输出显示在投影幕上，再拍照比对并调整，依此循环，直至实质特征参数与目标特征参数一致或处于一定的误差范围内，得出最终的校正数据。
[0016]本发明公开的图像融合处理的相机辅助校正方法、装置及系统，在相机的辅助下，从照片中采样数据提高了采样数据的精确度，而且通过比对及迭代调整，确保了最终得出的校正数据的准确性，而且该技术的全部或部分数据处理可通过计算机程序进行自动控制和实现，进一步提高了校正的效率和精度。
【专利附图】
【附图说明】
[0017]图1为本发明实施例公开的图像融合处理的相机辅助校正方法流程图；
[0018]图2为本发明实施例公开的图像融合处理的相机辅助校正装置框图；
[0019]图3为本发明实施例公开的图像融合处理的相机辅助校正系统框图。
【具体实施方式】
[0020]下面结合说明书附图对本发明的具体实现方式做一详细描述。所举实例仅用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
[0021]实施例一
[0022]本实施例公开一种图像融合处理的相机辅助校正方法。
[0023]如图1所示，本实施例公开的相机辅助校正方法包括:
[0024]步骤SI 1、预设校正数据，并将相应的校正结果经投影机输出显示在投影幕上。
[0025]步骤S12、指令相机拍照并采样提取该校正结果在该照片的实质特征参数。其中，所述拍照是指对投影幕显示的校正结果进行拍照。
[0026]步骤S13、根据该实质特征参数与目标特征参数关系调整校正数据，并将相应的校正结果经投影机输出显示在投影幕上，再拍照比对并调整，依此循环，直至实质特征参数与目标特征参数一致或处于一定的误差范围内，得出最终的校正数据。
[0027]可选的，上述实质特征参数和/或目标特征参数通过预设的采样点、采样线段或采样色块进行数据提取。较佳的，该采样点的位置，该采样线段的长度及位置，该采样色块的位置和大小皆为可供用户调整的参数。其中，上述实质特征参数与目标特征参数在一次比对过程中，总是成对出现的，比对的特征参数可以是坐标参数，例如:投影机投影图像几何校正的坐标数据，尤其是有效投影区域各顶点的坐标数据；本实施例中，比对的该特征参数也可以是颜色参数或融合带的平滑参数等，例如:为消除暗场漏光影响的第一颜色校正数据、为实现各投影机之间颜色一致的第二颜色校正数据、以及边缘重叠投影机(即存在公共融合带的相邻投影机)之间的融合带颜色衰减数据。其中，所谓暗场漏光，是指当任一投影机投射(0，0，0)的纯黑图像时，即在暗场情况下，仍然会有微弱的光投射到投影幕上，这种现象称为暗场漏光。
[0028]本实施例中，该目标特征参数可以通过手动模式设定和/或从相机所拍照片中自动提取。所谓手动模式，即由用户进行手动输入，该手动模式尤其适用于颜色校正过程中公共投影机(可视为其它待校正投影机的基准投影机)色域的自校正；其中对应的颜色校正数据包括但不限于该公共投影机有效投影区域内为消除暗场漏光影响的第一颜色校正数据、为实现各投影机之间颜色一致的第二颜色校正数据。而从相机所拍照片中自动提取则更适用于融合带校正过程中用于得出边缘重叠投影机之间的融合带颜色衰减数据；同时也适合其他待校正投影机有效投影区域内为消除暗场漏光影响的第一颜色校正数据、为实现各投影机之间颜色一致的第二颜色校正数据。值得说明的是:该第一颜色校正数据相应的目标特征参数需取自基准投影机有效投射区域内部分特定的基准区域，而第二颜色校正数据相应的目标特征参数则通常取自基准投影机的有效投影区域内即可；且在确定第二颜色校正数据之前应先以第一颜色校正数据实现投影机内部的色域一致；然后再通过第二颜色校正数据实现各投影机之间的色域一致。
[0029]本实施例中，上述第一及第二校正数据以及融合带颜色衰减数据通常是相对应于特定的颜色样点，所谓颜色样点，即抽样出来进行颜色校正的典型颜色；其中，该颜色样点可以是纯色，也可以是混色；可以是纯黑，也可以是纯白，也可以是纯黑或纯白之间的其他灰阶等。当通过上述步骤得出各该颜色样点的最终校正数据后，后续相关的设备即可根据各该颜色样点的相应校正数据插值或拟合出相应投影机全色域的第一、第二颜色校正数据和/或融合带衰减数据，进而使得校正后的融合系统，对任意坐标的待投射颜色值，其校正后经相应投影机单独或共同投射到投影幕的显示结果都一样或处于一定的误差范围内。
[0030]本实施例中，对应第一颜色校正数据的该颜色样点可包括纯黑色阶和128之下的低阶颜色；例如:该低阶颜色包括但不限于(16，16，16)、(32、32、32)、(64、64、64)等灰阶和/或(16、32、64)等混色。
[0031]其中，在暗场漏光情况下，投影幕上的漏光区域称为暗场亮斑或光斑。在融合处理系统中，相邻投影机之间存在光斑叠加区域，不做校正处理将影响融合处理的整体效果 '为消除暗场漏光影响，可根据与相邻投影机之间的光斑叠加情况，将至少一台投影机的有效投影区域划分成不重叠的至少两部分，包括区域一及区域二；然后分区域对所述区域一和/或区域二进行颜色校正。
[0032]同理，第二校正数据相对于颜色样点的校正与上述第一校正数据类似，但提取的颜色样点是全色域而不应限于低阶的颜色样点。
[0033]上述融合带颜色衰减数据的校正同理主要也是对该融合带的各颜色样点进行衰减，得出各颜色样点的融合带衰减曲线。此种情况下，可选的，上述步骤S12比对的是:融合带起点至终点的各像素点衰减过程的中实际颜色数据与目标颜色数据，并据此调整相应投影机预设的融合带衰减曲线；其中该目标颜色数据可根据所配置的理想的融合带平滑曲线进行计算得出，而该理想的融合带平滑曲线可根据该融合带边界的起点和终点在照片中采样的颜色值和/或亮度值等进行确定。
[0034]值得说明的是:本实施例在得出上述相关颜色样点对应的最终校正数据前不同次的比对过程中，该目标特征参数可以是一个变量也可以是个固定的常量，换言之，即当前比对的目标特征参数与下次比对的目标特征参数可以是一样的，也可以是不一样的；具体可根据该校正数据的属性进行确定。通常，手动模式下，对待校正的任一颜色样点的目标特征参数一般是个固定的常量；而自动提取模式下，由于相机不同次拍摄通常存在误差，因此对待校正的任一颜色样点的目标特征参数一般是一个变量。
[0035]本实施例中，上述根据该实质特征参数与目标特征参数关系调整校正数据的调整方式可以采用比例法、步长试探法、和/或二分试探法。
[0036]所谓比例法，即:下一次的校正数据=本次校正数据*目标特征参数/当前实际特征参数。
[0037]所谓步长试探法即按一定的步长依次调整校正数据。
[0038]所谓二分试探法，举例说明:假设第一次预设的校正数据为A，则如果A对应的实质特征参数小于目标特征参数，即确定一个调整值R，以A+R进行校正，如果A+R对应的实质特征参数大于目标特征参数，则下一次校正数据调整为A+R-R/2，如果A+R-R/2对应的实质特征参数小于目标特征参数，则下下一次校正数据调整为A+R-R/2+R/2/2 (反之，A+R-R/2对应的实质特征参数大于目标特征参数，则下下一次校正数据调整为A+R-R/2-R/2/2)，依此类推……，直至实质特征参数与目标特征参数一致或处于一定的误差范围内。
[0039]本实施例中，进一步的；当上述方法用于各投影机投影图像几何校正的坐标数据时，由于一个融合处理系统至少配置有两台以上的投影机，因此，校正时，可将两个或两个以上的投影机分为一组，并对组内的投影机按组进行校正；例如，先分组对上排的投影机进行投影图像水平方向的几何校正，再分组对下排的投影机进行投影图像水平方向的几何校正；然后再分组对左排和/或右排的投影机进行投影图像竖直方向的几何校正。
[0040]进一步的，当上述方法应用于各投影机有效投影区域内为消除暗场漏光影响的第一颜色校正数据时，通常，对任一投影机的任一区域的校正往往需要取多个颜色样点进而插值或拟合出全色域的第一颜色校正数据；藉此，本实施例可将至少两个以上的颜色样点分为一组，并对该组内的样点按组进`行校正；以此缩短第一颜色校正的时间。
[0041]同理，当上述方法应用于为实现各投影机之间颜色一致的第二颜色校正数据时，通常，对任一投影机的校正往往也需要取多个颜色样点进而插值或拟合出全色域的第二颜色校正数据；藉此，本实施例可将至少两个以上的颜色样点分为一组，并对该组内的样点按组进行校正；以此缩短第二颜色校正的时间。
[0042]同理，当上述方法应用于边缘重叠投影机之间的融合带颜色衰减数据时，对任一融合带的校正通常也需要取多个颜色样点进而插值或拟合出该融合带全色域的颜色衰减数据；藉此,本实施例可将至少两个以上的颜色样点分为一组,并对该组内的样点按组进行校正；以此缩短融合带校正的时间。
[0043]综上，本实施例可将同种数据的至少两个样点分为一组并对该组内的样点按组进行校正；该样点可以是投影机有效投影区域的目标顶点的坐标样点，也可以是色域校正和融合带校正过程中的颜色样点。
[0044]可选的，本实施例上述方法在步骤S2指令相机拍照并采样提取该校正结果在该照片的实质特征参数之前，还进一步包括:设置相机属性。该相机属性包括但不限于曝光时间、光圈大小等，以避免应相机属性问题导致从照片采样提取的实质特征参数出现偏差；进一步提高校正的准确度和精度。
[0045]本实施例公开的图像融合处理的相机辅助校正方法，在相机的辅助下，从照片中采样数据提高了采样数据的精确度，而且通过比对及迭代调整，确保了最终得出的校正数据的准确性，而且该技术的全部或部分数据处理可通过计算机程序进行自动控制和实现，进一步提高了校正的效率和精度。
[0046]实施例二
[0047]本实施例公开一种图像融合处理的相机辅助校正装置，该装置可由与融合处理器连接的上位机及相应的软件程序予以实现，可视为融合处理器的辅助校正装置，主要用于执行上述实施例一的相关方法。本实施例技术方案的不详尽之处，可借鉴参阅上述实施例一进行理解；同时本实施例的相关描述也可用于辅助对上述实施例一的相关解释或理解。
[0048]如图2所示，本实施例公开的相机辅助校正装置至少包括预设模块21、采样模块22及调整模块23。
[0049]预设模块，主要用于预设校正数据，并将相应的校正结果经投影机输出显示在投影幕上。其中，将相应的校正结果经投影机输出显示在投影幕上可包括将预设的该校正数据发送给融合处理器，由融合处理器根据该预设数据进行相应的校正处理，然后再将处理后的数据发送给投影机。可选的，该校正数据包括但不限于:各投影机投影图像几何校正的坐标数据、各投影机有效投影区域内为消除暗场漏光影响的第一颜色校正数据、为实现各投影机之间颜色一致的第二颜色校正数据、以及边缘重叠投影机之间的融合带颜色衰减数据。
[0050]采样模块，主要用于指令相机拍照并采样提取该校正结果在该照片的实质特征参数。可选的，该实质特征参数通过预设的采样点、采样线段或采样色块进行数据提取。
[0051]调整模块，主要用于根据该实质特征参数与目标特征参数关系调整所述校正数据，并将相应的校正结果经投影机输出显示在投影幕上，再拍照比对并调整，依此循环，直至实质特征参数与目标特征参数一致或处于一定的误差范围内，得出最终的校正数据。其中，与上述预设的校正数据的种类相对应的，该最终得出的相应的校正数据可形成校正表并发送给融合处理器供其进行相应的几何校正、颜色校正和/或融合带校正等处理。
[0052]其中，该目标特征参数可通过手动模式设定和/或从相机所拍照片中自动提取；当采用自动提取时，可通过预设的采样点、采样线段或采样色块进行数据提取。具体调整时，该调整模块根据该实质特征参数与目标特征参数关系调整所述校正数据的调整方式可采用比例法、步长试探法、和/或二分试探法。
[0053]较佳的，如图2所示，该相机辅助校正装置还包括:
[0054]分组模块24，用于将同种数据的至少两个样点分为一组，并控制所述预设模块、采样模块及调整模块对该组内的样点按组进行校正；该样点可以是投影机有效投影区域的目标顶点的坐标样点，也可以是色域校正和融合带校正过程中的颜色样点。
[0055]进一步的,如图2所示,上述采样模块包括:
[0056]相机属性设置单元221，用于指令相机拍照并采样提取该校正结果在该照片的实质特征参数之前，设置相机属性，该相机属性包括但不限于光圈大小及曝光时间等。
[0057]本实施例公开的图像融合处理的相机辅助校正装置，在相机的辅助下，从照片中采样数据提高了采样数据的精确度，而且通过比对及迭代调整，确保了最终得出的校正数据的准确性，而且该技术的全部或部分数据处理可通过计算机程序进行自动控制和实现，进一步提高了校正的效率和精度。[0058]实施例三
[0059]与上述实施例一和二相对应的，本实施例公开一种图像融合处理的相机辅助校正系统。
[0060]如图3所示，该系统包括相机31及上述实施例二所述的相机辅助校正装置32，该相机辅助校正装置用于:预设校正数据，并将相应的校正结果经投影机输出显示在投影幕上；指令相机拍照并采样提取该校正结果在该照片的实质特征参数；根据该实质特征参数与目标特征参数关系调整所述校正数据，并将相应的校正结果经投影机输出显示在投影幕上，再拍照比对并调整，依此循环，直至实质特征参数与目标特征参数一致或处于一定的误差范围内，得出最终的校正数据。较佳的，为提高效率，该系统优选将同种数据的至少两个样点分为一组并对该组内的样点按组进行校正，其中该样点可以是投影机有效投影区域的目标顶点的坐标样点，也可以是色域校正和融合带校正过程中的颜色样点。
[0061]本实施例公开的图像融合处理的相机辅助校正系统，在相机的辅助下，从照片中采样数据提高了采样数据的精确度，而且通过比对及迭代调整，确保了最终得出的校正数据的准确性，而且该技术的全部或部分数据处理可通过计算机程序进行自动控制和实现，进一步提高了校正的效率和精度。
[0062]综上，通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到本发明可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。
[0063]本领域技术人员可以理解附图只是一个优选实施例的示意图，附图中的模块或流程并不一定是实施本发明所必须的。
[0064]本领域技术人员可以理解实施例中的装置中的功能模块或单元可以按照实施例描述进行分布于实施例的装置中，也可以进行相应变化位于不同于本实施例的一个或多个装置中。上述实施例的功能模块或单元可以合并为一个模块，也可以进一步拆分成多个功能子模块或子单元。
[0065]以上公开的仅为本发明的几个具体实施例，但是，本发明并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本发明的保护范围。
【权利要求】
1.一种图像融合处理的相机辅助校正方法，其特征在于，包括: 预设校正数据，并将相应的校正结果经投影机输出显示在投影幕上； 指令相机拍照并采样提取该校正结果在该照片的实质特征参数； 根据该实质特征参数与目标特征参数关系调整所述校正数据，并将相应的校正结果经投影机输出显示在投影幕上，再拍照比对并调整，依此循环，直至实质特征参数与目标特征参数一致或处于一定的误差范围内，得出最终的校正数据。
2.根据权利要求1所述的图像融合处理的相机辅助校正方法，其特征在于，还包括: 将同种数据的至少两个样点分为一组并对该组内的样点按组进行校正。
3.根据权利要求1所述的图像融合处理的相机辅助校正方法，其特征在于，所述实质特征参数和/或目标特征参数通过预设的采样点、采样线段或采样色块进行数据提取。
4.根据权利要求1所述的图像融合处理的相机辅助校正方法，其特征在于，所述目标特征参数通过手动模式设定和/或从相机所拍照片中自动提取。
5.根据权利要求1至4任一所述的图像融合处理的相机辅助校正方法，其特征在于，所述根据该实质特征参数与目标特征参数关系调整所述校正数据的调整方式采用比例法、步长试探法、和/或二分试探法。
6.根据权利要求5所述的图像融合处理的相机辅助校正方法，其特征在于，所述校正数据包括: 各投影机投影图像几何校正的坐标数据、各投影机有效投影区域内为消除暗场漏光影响的第一颜色校正数据、为实现各投影机之间颜色一致的第二颜色校正数据、以及边缘重叠投影机之间的融合带颜色衰减数据中的任意一种或任意组合。
7.根据权利要求6所述的图像融合处理的相机辅助校正方法，其特征在于，所述指令相机拍照并采样提取该校正结果在该照片的实质特征参数之前，还包括: 设置相机属性。
8.一种图像融合处理的相机辅助校正装置，其特征在于，包括: 预设模块，用于预设校正数据，并将相应的校正结果经投影机输出显示在投影幕上； 采样模块，用于指令相机拍照并采样提取该校正结果在该照片的实质特征参数； 调整模块，用于根据该实质特征参数与目标特征参数关系调整所述校正数据，并将相应的校正结果经投影机输出显示在投影幕上，再拍照比对并调整，依此循环，直至实质特征参数与目标特征参数一致或处于一定的误差范围内，得出最终的校正数据。
9.根据权利要求8所述图像融合处理的相机辅助校正装置，其特征在于，还包括: 分组模块，用于将同种数据的至少两个样点分为一组，并控制所述预设模块、采样模块及调整模块对该组内的样点按组进行校正。
10.根据权利要求8所述图像融合处理的相机辅助校正装置，其特征在于，所述实质特征参数和/或目标特征参数通过预设的采样点、采样线段或采样色块进行数据提取。
11.根据权利要求8所述图像融合处理的相机辅助校正装置，其特征在于，所述目标特征参数通过手动模式设定和/或从相机所拍照片中自动提取。
12.根据权利要求9至11任一所述图像融合处理的相机辅助校正装置，其特征在于，所述根据该实质特征参数与目标特征参数关系调整所述校正数据的调整方式采用比例法、步长试探法、和/或二分试探法。
13.根据权利要求12所述的图像融合处理的相机辅助校正装置，其特征在于，所述校正数据包括: 各投影机投影图像几何校正的坐标数据、各投影机有效投影区域内为消除暗场漏光影响的第一颜色校正数据、为实现各投影机之间颜色一致的第二颜色校正数据、以及边缘重叠投影机之间的融合带颜色衰减数据中的任意一种或任意组合。
14.根据权利要求13所述的图像融合处理的相机辅助校正装置，其特征在于，所述采样模块包括: 相机属性设置单元，用于指令相机拍照并采样提取该校正结果在该照片的实质特征参数之前，设置相机属性。
15.一种图像融合处理的相机辅助校正系统，其特征在于，包括相机及如权利要求8至14任一所述的相机辅助校正装置，该相机辅助校正装置用于:预设校正数据，并将相应的校正结果经投影机输出显示在投影幕上；指令相机拍照并采样提取该校正结果在该照片的实质特征参数；根据该实质特征参数与目标特征参数关系调整所述校正数据，并将相应的校正结果经投影机输出显示在投影幕上，再拍照比对并调整，依此循环，直至实质特征参数与目标特征参数 一致或处于一定的误差范围内，得出最终的校正数据。
【文档编号】H04N9/31GK103716603SQ201410015384
【公开日】2014年4月9日 申请日期:2014年1月14日 优先权日:2013年12月24日
【发明者】孙怀义, 余绵梓, 宋良多, 王少华 申请人:北京淳中视讯科技有限公司