一种投影仪和投影画面几何校正方法、装置及系统与流程

本发明涉及投影显示技术领域，具体而言，涉及一种投影仪和投影画面几何校正方法、装置及系统。

背景技术：

投影机在设计时都是针对平面投影屏幕的，投射出的画面也是矩形的(通常为4∶3或16∶9)，而当这样的投影仪把图像投射到非平面的投影屏幕时，就会导致每台投影机投影图像画面出现图像变形失真，这种图像变形失真现象为非线性失真。为了在曲面屏幕上或者投影仪与屏幕之间不垂直时，得到正确的图像显示效果，就必须图像进行实时变形处理，这种图像变形失真矫正处理被称之为非线性失真几何校正，如何解决图像非线性失真问题是目前面临的一大课题。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明实施例的目的在于提供一种投影仪和投影画面几何校正方法、装置及系统，以改善现有技术投影仪在投影区域的投影图像变形失真的问题。

本发明实施例提供的一种投影画面几何校正方法，应用于相互通信连接的图像采集装置和投影仪，包括：

S1，图像采集装置对投影区域内的画面进行图像采集，并将采集的图像发送至投影仪；

S2，投影仪将所述采集的图像与预定的图像模板进行对比，若所述采集的图像与所述预定的图像模板匹配，则判断所述采集的图像校正成功，若所述采集的图像与所述预定的图像模板不匹配，则计算得到校正参数；

S3，投影仪依据所述校正参数对所述采集的图像进行几何校正，得到校正图像；

S4，投影仪将所述校正图像投影于所述投影区域；

S5，重复步骤S1-S4直到投影仪判断采集的图像校正成功。

本发明实施例还提供一种投影画面几何校正方法，应用于投影仪，包括：

S1，获取从投影区域的画面采集的图像；

S2，将所述采集的图像与预定的图像模板进行对比，若所述采集的图像与所述预定的图像模板匹配，则判断所述采集的图像校正成功，若所述采集的图像与所述预定的图像模板不匹配，则计算得到校正参数；

S3，依据所述校正参数对所述采集的图像进行几何校正，得到校正图像；

S4，控制所述投影仪将所述校正图像投影于所述投影区域；

S5，重复步骤S1-S4直到校正成功。

本发明实施例还提供一种投影画面几何校正装置，应用于投影仪，所述装置包括：

图像获取模块，用于获取从投影区域的画面采集的图像；

校正判断模块，用于将所述采集的图像与预定的图像模板进行对比，若所述采集的图像与所述预定的图像模板匹配，则判断所述采集的图像校正成功，若所述采集的图像与所述预定的图像模板不匹配，则计算得到校正参数；

校正图像生成模块，用于依据所述校正参数对所述采集的图像进行几何校正，得到校正图像；

投影控制模块，用于控制投影仪将所述校正图像投影于所述投影区域。

本发明实施例还提供一种投影仪，所述投影仪与图像处理装置通信连接，所述投影仪包括：

存储器；

处理器；及

投影画面几何校正装置，所述投影画面几何校正装置安装于所述存储器中并包括一个或多个由所述处理器执行的软件功能模块，所述投影画面几何校正装置包括：

图像获取模块，用于获取从投影区域的画面采集的图像；

校正判断模块，用于将所述采集的图像与预定的图像模板进行对比，若所述采集的图像与所述预定的图像模板匹配，则判断所述采集的图像校正成功，若所述采集的图像与所述预定的图像模板不匹配，则计算得到校正参数；

校正图像生成模块，用于依据所述校正参数对所述采集的图像进行几何校正，得到校正图像；

投影控制模块，用于控制投影仪将所述校正图像投影于所述投影区域。

本发明实施例还提供一种投影画面几何校正系统，包括投影仪和图像采集装置，所述投影仪与图像处理装置通信连接，所述图像采集装置为手机或摄像机，所述图像采集装置用于对投影区域内的画面进行图像采集，并将采集的图像发送至所述投影仪；

所述投影仪包括：存储器；处理器；及

投影画面几何校正装置，所述投影画面几何校正装置安装于所述存储器中并包括一个或多个由所述处理器执行的软件功能模块，所述投影画面几何校正装置包括：

图像获取模块，用于获取从投影区域的画面采集的图像；

校正判断模块，用于将所述采集的图像与预定的图像模板进行对比，若所述采集的图像与所述预定的图像模板匹配，则判断所述采集的图像校正成功，若所述采集的图像与所述预定的图像模板不匹配，则计算得到校正参数；

校正图像生成模块，用于依据所述校正参数对所述采集的图像进行几何校正，得到校正图像；

投影控制模块，用于控制投影仪将所述校正图像投影于所述投影区域。

与现有技术相比，本发明的投影仪和投影画面几何校正方法、装置及系统，通过实时获取投影区域内的画面，将采集的图像与预定的图像模板作对比，如果采集的图像与所述预定的图像模板匹配，则判断所述采集的图像校正成功；如果所述采集的图像与所述预定的图像模板不匹配，则计算得到校正参数，并依据校正参数对采集的图像进行几何校正，得到校正图像，将校正图像再投影在投影区域内，如此反复对投影区域内的画面进行图形采集，直至判断出采集的图像与预定的图像模板匹配为止，解决了图像变形失真的问题。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明实施例提供的图像采集装置与投影仪进行交互的示意图。

图2为本发明实施例提供的投影仪的方框示意图。

图3为本发明第一实施例提供的投影画面几何校正装置的功能模块图。

图4为本发明第二实施例提供的投影画面几何校正方法的流程图。

图5为本发明第三实施例提供的投影画面几何校正方法的流程图。

主要元件符号说明

投影画面几何校正系统10；投影仪100；存储器101；存储控制器102；处理器103；外设接口104；输入输出单元105；光机106；图像采集装置200；投影画面几何校正装置300；图像获取模块301；校正判断模块302；校正图像生成模块303；投影控制模块304。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

本实施例提供一种投影画面几何校正系统10，所述系统包括图像采集装置200和投影仪100。如图1所示，是本发明实施例提供的图像采集装置200与投影仪100进行交互的示意图。所述投影仪100通过网络(如局域网或外网)与一个本地图像采集装置200进行通信连接，以进行数据通信或交互。当然，投影仪100和所述图像采集装置200也可以通过蓝牙或WIFI的形式无线连接，也可以有线连接。所述图像采集装置200用于对投影区域(如平面幕布或白墙)内的画面进行图像采集，并将采集的图像发送至投影仪100。优选的，图像采集装置200正对投影区域进行图像采集，即图像采集装置200与投影区域垂直设置。所述图像采集装置200可以是具有拍照功能的手机、照相机或摄像机等。

如图2所示，本发明实施例提供的投影仪100的方框示意图。所述投影仪100包括投影画面几何校正装置300、存储器101、存储控制器102、处理器103、外设接口104、输入输出单元105、光机106。

所述存储器101、存储控制器102、处理器103、外设接口104、输入输出单元105、光机106各元件相互之间直接或间接地电性连接，以实现数据的传输或交互。例如，这些元件相互之间可通过一条或多条通讯总线或信号线实现电性连接。所述投影画面几何校正装置300包括至少一个可以软件或固件(firmware)的形式存储于所述存储器101中或固化在所述投影仪100的操作系统(operating system，OS)中的软件功能模块。所述处理器103用于执行存储器101中存储的可执行模块，例如所述投影画面几何校正装置300包括的软件功能模块。

其中，存储器101可以是，但不限于，随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)，只读存储器(Read Only Memory，ROM)，可编程只读存储器(Programmable Read-Only Memory，PROM)，可擦除只读存储器(Erasable Programmable Read-Only Memory，EPROM)，电可擦除只读存储器(Electric Erasable Programmable Read-Only Memory，EEPROM)等。其中，存储器101用于存储程序，所述处理器103在接收到执行指令后，执行所述程序，前述本发明任一实施例揭示的流过程定义的投影仪100所执行的方法可以应用于处理器103中，或者由处理器103实现。

处理器103可能是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。上述的处理器103可以是通用处理器，包括中央处理器(Central Processing Unit，简称CPU)、网络处理器(Network Processor，简称NP)等；还可以是数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现成可编程门阵列(FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。可以实现或者执行本发明实施例中的公开的各方法、步骤及逻辑框图。通用处理器可以是微处理器或者该处理器103也可以是任何常规的处理器等。

所述外设接口104将各种输入/输出装置耦合至处理器103以及存储器101。在一些实施例中，外设接口104，处理器103以及存储控制器102可以在单个芯片中实现。在其他一些实例中，他们可以分别由独立的芯片实现。

输入输出单元105用于提供给用户输入数据实现用户与所述投影仪100的交互。所述输入输出单元105可以是，但不限于，投影仪100遥控器等。

光机106包括显示核心、光源、镜头光路以及散热器，用于将图像数据直接在投影区域上显示出来。

第一实施例

请参阅图3，是本发明第一实施例提供的投影画面几何校正装置300的功能模块图。所述装置包括图像获取模块301、校正判断模块302、校正图像生成模块303以及投影控制模块304。

所述图像获取模块301，用于获取从投影区域的画面采集的图像。

具体的，由于投影仪100与所述图像采集装置200通讯连接，图像获取模块301可从图像采集装置200获取在投影区域内的画面采集的图像，所述采集的图像可以是图片或者视频帧。若采集的图像为图片，则图像采集装置200需要在投影区域内进行拍照；若采集的图像为视频帧，则图像采集装置200需要在投影区域内进行摄像。

校正判断模块302，用于将所述采集的图像与预定的图像模板进行对比，若所述采集的图像与所述预定的图像模板匹配，则判断所述采集的图像校正成功，若所述采集的图像与所述预定的图像模板不匹配，则计算得到校正参数。

校正判断模块302将所述采集的图像与预定的图像模板进行对比，得到误差参数，若所述误差参数小于或等于预设误差参数时，则所述采集的图像与所述预定的图像模板匹配，则判断所述采集的图像校正成功。若所述误差参数大于所述预设误差参数时，则所述采集的图像与所述预定的图像模板不匹配，然后计算得到校正参数。所述误差参数可预设与存储器101内。

所述预定的图像模板可以为当投影仪100垂直于投影区域投影出的图像，该预定的图像模板可以理解为用户的期望的投影图像，该预定的图像模板一般为矩形的图像。可以的是，将采集的图像的四个顶点与预定的图像模板的四个顶点进行比对，计算每个对应的顶点之间的误差，此误差值可通过比例换算得到误差参数。

校正图像生成模块303，用于依据所述校正参数对所述采集的图像进行几何校正，得到校正图像。容易理解的是，所述校正图像相比采集的图像更加接近于所述预定的图像模板。

投影控制模块304，用于控制投影仪100将所述校正图像投影于所述投影区域。具体的，控制光机106将所述校正图像投影在投影区域内。

校正图像投影于投影区域内后，图像采集装置200再次进行采集，图像获取模块301再次从图像采集装置200获取采集的图像，如此循环，直至校正成功。

所述投影画面几何校正装置300还包括有图像检测模块，用于检查所述采集的图像是否有损坏，若所述采集的图像损坏，投影仪100发送提示信息至图像采集装置200，图像采集装置200重新采集图像并发送至投影仪100，若所述采集的图像无损坏，则校正判断模块302进行将所述采集的图像与预定的图像模板进行对比。

第二实施例

请参考图4，是本发明第二实施例提供的应用于图3所示的投影画面几何校正装置300的投影画面几何校正方法的流程图。下面将对图4所示的具体流程进行详细阐述。

步骤S1，获取从投影区域的画面采集的图像。具体的，可从图像采集装置200中获取在投影区域内的画面采集的图像。

本实施例中，所述步骤S1可以由图像获取模块301执行。

步骤S2，将所述采集的图像与预定的图像模板进行对比，判断所述采集的图像与所述预定的图像模板是否匹配。

若所述采集的图像与所述预定的图像模板匹配，则执行步骤S21，即校正成功；若所述采集的图像与所述预定的图像模板不匹配，则执行步骤S22，即计算得到校正参数。

本实施例中，所述步骤S2、S21、S22可以由校正判断模块302执行。

S3，依据所述校正参数对所述采集的图像进行几何校正，得到校正图像。

本实施例中，所述步骤S3可以由校正图像生成模块303执行。

S4，控制所述投影仪100将所述校正图像投影于所述投影区域。

本实施例中，所述步骤S4可以由投影控制模块304执行。

重复上述步骤S1-S4直到判断采集的图像校正成功。

第三实施例

请参考图5，是本发明第三实施例提供的投影画面几何校正方法的流程图。下面将对图5所示的具体流程进行详细阐述。

步骤S5，图像采集装置200对投影区域内的画面进行图像采集，并将采集的图像发送至投影仪100。

步骤S6，投影仪100将所述采集的图像与预定的图像模板进行对比，判断所述采集的图像与所述预定的图像模板是否匹配。

若所述采集的图像与所述预定的图像模板匹配，则执行步骤S61，即校正成功；若所述采集的图像与所述预定的图像模板不匹配，则执行步骤S62，即计算得到校正参数。

S7，投影仪100依据所述校正参数对所述采集的图像进行几何校正，得到校正图像。

S8，投影仪100将所述校正图像投影于所述投影区域。

重复上述步骤S5-S8直到投影仪100将采集的图像校正成功。

综上所述，本发明提供一种投影仪和投影画面几何校正方法、装置及系统，通过实时获取投影区域内的画面，将采集的图像与预定的图像模板作对比，如果采集的图像与所述预定的图像模板匹配，则判断所述采集的图像校正成功；如果所述采集的图像与所述预定的图像模板不匹配，则计算得到校正参数，并依据校正参数对采集的图像进行几何校正，得到校正图像，将校正图像再投影在投影区域内，如此反复对投影区域内的画面进行图形采集，直至判断出采集的图像与预定的图像模板匹配为止，解决了图像变形失真的问题。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，也可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，附图中的流程图和框图显示了根据本发明的多个实施例的装置、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现方式中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。

另外，在本发明各个实施例中的各功能模块可以集成在一起形成一个独立的部分，也可以是各个模块单独存在，也可以两个或两个以上模块集成形成一个独立的部分。

所述功能如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。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或者该技术方案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(可以是个人计算机投影仪，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。