本发明涉及图像处理领域，尤其涉及一种图像校正方法及装置、存储介质、投影设备。
背景技术：
日常生活中，在会议、课堂等场合中，人们常使用投影机将图像投射在投影幕布或者墙壁等平面上来进行显示。而因环境因素的影响，投影幕布或者墙壁等平面有时并非为绝对的平面。例如投影幕布垂挂局部起皱、突起，投射墙面有开关、障碍物或者幕布被风吹动而不平时，会导致用户在观看时投影画面产生变形、失真、不清晰，从而影响用户使用。目前对因环境因素引起的投影屏幕的形变或不清晰的情形，通常使用基于梯形校正的方法进行优化，但基于梯形校正的方法仅能对整个图像的垂直方向进行校正，不能对水平方向进行校正，也不能针对图像中的某个区域进行校正。
技术实现要素：
为解决现有存在的技术问题，本发明实施例提供一种图像校正方法及装置、存储介质、投影设备，能够实现横向或纵向对发生形变的区域进行校正，不需要对整个投影图像进行校正，能够大幅度地降低计算复杂度，进而提高校正效率。
为达到上述目的，本发明实施例的技术方案是这样实现的：
第一方面，本发明实施例提供一种图像校正方法，应用于投影设备，所述投影设备包括光栅和光发生部件，所述方法包括：
在所述投影设备投影出的投影图像与由所述投影设备输出检测光通过光栅投射出的投射图像之间的重合区域中，将直径不等于预设值的衍射光斑确定为目标衍射光斑；
将沿横向或纵向连续排列的目标衍射光斑组、和分别位于所述目标衍射光斑组两侧且直径等于预设值的衍射光斑确定为待校正区域；
确定所述待校正区域中在横向或纵向上相邻的第i个衍射光斑所在平面和第i+1个衍射光斑所在平面之间的夹角αi；其中i＝1，2，…，n，n为所述校正区域中光斑的总数；
根据所述预设值和所述夹角α1至αi确定所述第i+1个衍射光斑的校正后投影长度。
第二方面，本发明实施例提供一种图像校正装置，所述装置包括：
第一确定模块，用于在投影设备投影出的投影图像与由所述投影设备输出检测光通过光栅投射出的投射图像之间的重合区域中，将直径不等于预设值的衍射光斑确定为目标衍射光斑；
第二确定模块，用于将沿横向或纵向连续排列的目标衍射光斑组、和分别位于所述目标衍射光斑组两侧且直径等于预设值的衍射光斑确定为待校正区域；
第三确定模块，用于确定所述待校正区域中在横向或纵向上相邻的第i个衍射光斑所在平面和第i+1个衍射光斑在平面之间的夹角αi；其中i＝1，2，…，n，n为所述校正区域中光斑的总数；
第四确定模块，用于根据所述预设值和所述夹角α1至αi确定所述第i+1个衍射光斑的校正后投影长度。
第三方面，本发明实施例提供一种计算机存储介质，所述计算机存储介质中存储有计算机可执行指令，该计算机可执行指令配置为执行上述提供的图像校正方法。
第四方面，本发明实施例提供一种投影设备，所述投影设备至少包括光栅、光发生部、处理器和配置为存储可执行指令的存储介质，其中：
处理器配置为执行存储的可执行指令，所述可执行指令包括：
在所述投影设备投影出的投影图像与由所述投影设备输出检测光通过光栅投射出的投射图像之间的重合区域中，将直径不等于预设值的衍射光斑确定为目标衍射光斑；
将沿横向或纵向连续排列的目标衍射光斑组和分别位于所述目标衍射光斑组两侧且直径等于预设值的衍射光斑确定为待校正区域；
确定所述待校正区域中在横向或纵向上相邻的第i个衍射光斑所在平面和第i+1个衍射光斑所在平面之间的夹角αi；其中i＝1，2，…，n，n为所述校正区域中光斑的总数；
根据所述预设值和所述夹角α1至αi确定所述第i+1个衍射光斑的校正后投影长度。
本发明实施例提供一种图像校正方法及装置、存储介质、投影设备，其中，首先在所述投影设备投影出的投影图像与由所述投影设备输出检测光通过光栅投射出的投射图像之间的重合区域中，将直径不等于预设值的衍射光斑确定为目标衍射光斑；然后将沿横向或纵向连续排列的目标衍射光斑组和分别位于所述目标衍射光斑组两侧且直径等于预设值的衍射光斑确定为待校正区域；再确定所述待校正区域中在横向或纵向上相邻的第i个衍射光斑所在平面和第i+1个衍射光斑所在平面之间的夹角αi；最后根据所述预设值和所述夹角α1至αi确定所述第i+1个衍射光斑的校正后投影长度。这样，能够通过将检测光通过光栅产生的衍射光斑投射至投影画面，再沿横向或纵向定位出投影画面中需要校正的区域，确定需要校正的区域中每个衍射光斑的校正后投影长度，作为校正依据。如此，能够实现横向或纵向对发生形变的区域进行校正，不需要对整个投影图像进行校正，能够大幅度地降低计算复杂度，进而提高校正效率。
附图说明
图1-1为本发明实施例一图像校正方法的实现流程示意图；
图1-2为本发明实施例一投影设备的各部件的位置示意图及投影画面示意图；
图2为本发明实施例二相邻衍射光斑的空间位置关系图；
图3-1为本发明实施例三的投影设备的各部件的位置示意图及投影画面示意图；
图3-2为本发明实施例三红外光经过点阵式全像立体光栅投射出阵列式衍射光斑的示意图；
图3-3为本发明实施例三相邻衍射光斑的空间位置关系示意图一；
图3-4为本发明实施例三相邻衍射光斑的空间位置关系示意图二；
图3-5为本发明实施例三四个相邻衍射光斑的空间位置关系示意图；
图3-6为本发明实施例三四个相邻衍射光斑在空间中的连线的示意图；
图3-7为本发明实施例三褶皱面和平面的空间位置示意图；
图3-8为本发明实施例三图像校正方法的实现流程示意图；
图4-1为本发明实施例四图像校正装置结构示意图一；
图4-2为本发明实施例四图像校正装置结构示意图二。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对发明的具体技术方案做进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
实施例一
本发明实施例提供一种图像校正方法，图1-1为本发明实施例一图像校正方法的实现流程示意图，如图1-1所示，该方法包括以下步骤：
步骤s101、在投影设备投影出的投影图像与由所述投影设备输出检测光通过光栅投射出的投射图像之间的重合区域中，将直径不等于预设值的衍射光斑确定为目标衍射光斑。
这里，所述预设值为没有发生形变的衍射光斑的直径，故目标衍射光斑为发生形变的衍射光斑。
在实际应用中，一般要求投射图像比投影图像要大，这样才能保证投影图像全部在投影图像与投射图像之间的重合区域中。
需要说明的是，本发明实施例提供的一种图像校正方法的执行主体为一种图像校正装置，在实际应用中，所述图像校正装置具体可以为一个投影仪中的处理器，其中，投影仪至少包括投影部件、图像采集部件、光发生装置和光栅。其中，投影部件是投影仪上可以用来投射图像的一系列元件，例如投影部件可以包括投影镜头、数字微镜器件(dmd，digitalmicro-mirrordevice)芯片等。光发生装置为发射用于校正投影画面的检测光，该检测光可以为紫外光、x射线等。在本发明的其他实施例中，还可以选择红外光作为该检测光，因为红外光对人体没有伤害且人眼不可见，不会影响人对投影画面的观看，当检测光为红外光时，该光发生装置可以为红外光谱发射器。光栅优选为点阵式全像立体光栅，因为点阵式全像立体光栅的每个单位光栅类似于一个透镜，有聚焦成像的作用，利用这一特性可将检测光束投射到投影屏幕上，产生衍射光斑，通过衍射光斑的空间位置，校正投影面上的褶皱区域。图像采集部件可以为可拍摄检测光的摄像头，例如，对于红外光，图像采集部件可以为红外可变焦摄像头。
需要说明的是，该图像校正装置中的投影部件、图像采集部件、光发生装置和光栅的位置关系如图1-2所示，图1-2中右下角指示了该投影设备所处的空间坐标系，其中，投影部件中的镜头、图像采集部件、和光栅位于y轴相同的同一水平面上，光发生装置位于光栅的正后方(远离投影面的方向)；其中，优选地，图像采集部件与光栅和投影部件的x轴方向的距离要尽量接近。
现在投影仪中有一张待投射的图像，用户需要将这张图像通过投影仪投影至投影面上放大观看，则通过投影仪投影至投影面上的图像为所述投影图像。
步骤s102、将沿横向或纵向连续排列的目标衍射光斑组和分别位于所述目标衍射光斑组两侧且直径等于预设值的衍射光斑确定为待校正区域。
这里，如果待校正区域是横向的话，则待校正区域是从第一个目标衍射光斑左侧的第一个直径等于预设值的衍射光斑开始，从左至右，一直到最后一个目标衍射光斑右侧第一个直径等于预设值的衍射光斑为止。
如果待校正区域是纵向的话，则待校正区域是从第一个目标衍射光斑上方第一个直径等于预设值的衍射光斑开始，从上到下，直到最后一个目标衍射光斑下方第一个直径等于预设值的衍射光斑为止。
步骤s103、确定所述待校正区域中在横向或纵向上相邻的第i个衍射光斑所在平面和第i+1个衍射光斑所在平面之间的夹角αi。
这里，步骤s103进一步包括：
步骤s103a、将以第一圆心与第二圆心为端点的线段确定为第一线段；
这里，第一圆心为所述第i个衍射光斑的圆心，所述第二圆心为所述第i+1个衍射光斑的圆心。图3-3为本发明实施例三相邻衍射光斑的空间位置关系示意图一，如图3-3所示，第一圆心为a点，第二圆心为c点，以a点与c点为端点的线段ac为第一线段。
步骤s103b、将以第一圆心与第一投影点为端点的线段确定为第三线段；
这里，第一投影点为第二圆心在所述第i个衍射光斑所在平面的投影点；如图3-3所示，第一投影点为b点，以b点与c点为端点的线段bc为第三线段。
步骤s103c、将第一线段与第三线段之间的夹角确定为夹角αi。
这里，如图3-3所示，∠bac即为第一线段与第三线段之间的夹角αi。
步骤s104、根据所述预设值和所述夹角α1至αi确定所述第i+1个衍射光斑的校正后投影长度。
这里，由于待校正区域中第一衍射光斑为没有发生形变的光斑，所以当i＝1时即计算待校正区域中第2个衍射光斑的校正后的投影长度。此时，根据所述预设值也就是第一个正常光斑的直径和夹角α1来确定第2个衍射光斑的校正后的投影长度。在本发明其他实施例中，按照公式(1-1)确定第2个衍射光斑的校正后的投影长度：
这里，在公式(1-1)中，len为所述预设值，cosα1为夹角α1的余弦值，len2为所述第2个衍射光斑的校正后投影长度。
第2个衍射光斑与第三个衍射光斑之间的夹角为α2，则第3个衍射光斑校正后的投影长度可以按照公式(1-2)得到：
这里，在公式(1-2)中，len2为所述第2个衍射光斑的校正后投影长度，len3为所述第3个衍射光斑的校正后投影长度。
根据公式(1-1)和公式(1-2)得到公式(1-3)：
依次类推，则第i+1个衍射光斑校正后的投影长度可以按照公式(1-4)确定：
这里，在公式(1-4)中len为所述预设值，cosαi为夹角αi的余弦值，leni+1为所述第i+1个衍射光斑的校正后投影长度。
本发明实施例提供一种图像校正方法，先在所述投影设备投影出的投影图像与由所述投影设备输出检测光通过光栅投射出的投射图像之间的重合区域中，将直径不等于预设值的衍射光斑确定为目标衍射光斑；再将沿横向或纵向连续排列的目标衍射光斑组和分别位于所述目标衍射光斑组两侧且直径等于预设值的衍射光斑确定为待校正区域；最后确定所述待校正区域中在横向或纵向上相邻的第i个衍射光斑所在平面和第i+1个衍射光斑在平面之间的夹角αi；最后根据所述预设值和所述夹角α1至αi确定所述第i+1个衍射光斑的校正后投影长度。这样，通过将检测光通过光栅产生的衍射光斑投射至投影画面，然后沿横向或纵向定位出投影画面中需要校正的区域，再进一步确定需要校正区域中各个衍射光斑的校正后投影长度。如此，能够实现横向或纵向对发生形变的区域进行校正，不需要对整个投影图像进行校正，能够大幅度地降低计算复杂度，进而提高校正效率。
实施例二
基于前述的实施例，本发明实施例再提供一种图像校正方法，所述校正方法应用于一种图像校正装置。所述投影设备至少包括光栅和光发生部件，该方法包括以下步骤：
步骤s201、确定被投影设备投射的待投影图像。
步骤s202、利用所述投影设备上的投影部件将所述待投影图像投影在投影面上。
这里，所述投影面可能为投影幕布、墙壁等可呈现图像的平面。
步骤s203、在所述投影设备投影出的投影图像与由所述投影设备输出检测光通过光栅投射出的投射图像之间的重合区域中，将直径不等于预设值的衍射光斑确定为目标衍射光斑。
这里，所述投影设备中的光发生装置发射检测光，该检测光可以为紫外光、x射线等。在本发明的其他实施例中，还可以选择红外光作为该检测光，因为红外光对人体没有伤害且人眼不可见，不会影响人对投影画面的观看，当检测光为红外光时，该光发生装置可以为红外光谱发射器。
所述投影设备中的光发生部件发出的检测光经所述光栅投射至投影面上，在投影面上形成投射区域，所形成的投射区域的画面为阵列式衍射光斑。当投影面为平面时，衍射光斑为在同一平面的内的阵列式排列的多个圆，圆和圆相切，且圆的直径相同。当投影面不平时，投影面上的褶皱区域的衍射光斑的直径会发生变化，与平面时的衍射光斑的直径不同，称投射在平面时形成的衍射光斑为单位衍射光斑(可以理解为标准衍射光斑)，单位衍射光斑的直径的可以通过公式2-1获得：
其中，光栅密度指一英寸宽度中光栅线的数目，用符号“lpi(lineperinch)”表示，其中光栅密度范围与投影最佳观察距离关系(对于投影距离在1m-3m之间投影)为：光栅密度范围为21lpi～30lpi时投影的最佳观察距离为300cm左右；光栅密度范围为35lpi～40lpi时投影的最佳观察距离为200cm左右；光栅密度范围为50lpi～60lpi时投影的最佳观察距离为100cm左右。一般来说，光栅材料的lpi数值越高，表示光栅线越细。理论上，采用的光栅密度越高对图像校正的精度越高，但因为光栅密度越高对图像处理模块的要求也越高，因此本实施例采用：30lpi的光栅密度。投影画面宽度根据公式2-2获得：
公式(2-2)中，投射比ratio是投影设备的固有属性。投影距离为图像采集模块到其中一个衍射光斑的距离，投影距离根据公式2-3获得：
公式(2-3)中，投影距离为d，像距为v，焦距为f；其中，像距为v和焦距f是图像采集模块的故有属性，是已知量。
检测光经过光栅投射至投影面上形成的光投射区域和投影画面产生交集区域，可以根据交集区域中的衍射光斑校正交集区域的投影画面。当光生成部件发出的检测光的投射范围包围整个投影画面时，就可以对整个投影画面进行校正。
在本发明其他实施例中，将交集区域中直径不等于单位衍射光斑直径φ标的衍射光斑确定为目标衍射光斑。
步骤s204、将沿横向或纵向连续排列的目标衍射光斑组和分别位于所述目标衍射光斑组两侧且直径等于预设值的衍射光斑确定为待校正区域。
步骤s205、确定所述待校正区域中在横向或纵向上相邻的第i个衍射光斑所在平面和第i+1个衍射光斑所在平面之间的夹角αi。
这里，i＝1，2，…，n，n为所述校正区域中光斑的总数。
在本发明其他实施例中，步骤s205确定所述待校正区域中在横向或纵向上相邻的第i个衍射光斑所在平面和第i+1个衍射光斑在平面之间的夹角αi的实现过程包括以下步骤：
步骤s205a、将以第一圆心与第二圆心为端点的线段确定为第一线段；
这里，所述第一圆心为所述第i个衍射光斑的圆心，所述第二圆心为所述第i+1个衍射光斑的圆心。
步骤s205b、将以所述第一圆心与第一投影点为端点的线段确定为第三线段；
这里，所述第一投影点为所述第二圆心在所述第i个衍射光斑所在平面的投影点。
步骤s205c、将所述第一线段与所述第三线段之间的夹角确定为夹角αi。
步骤s205d、将以所述第一投影点与所述第二圆心为端点的线段确定为第二线段；
步骤s205e、分别确定所述第三线段的长度和所述第二线段的长度；
这里，按照公式(2-4)确定所述第三线段的长度：
在公式(2-4)中，l1为所述第i个衍射光斑的直径，l2为所述第i+1个衍射光斑的直径，d1为所述第三线段的长度。
按照公式(2-5)确定所述第二线段的长度：
d2＝d1-d2(2-5)；
在公式(2-5)中，d1为所述第i个衍射光斑的投影距离，d2为所述第i+1个衍射光斑的投影距离，d2为所述第二线段的长度。
步骤s205f、根据所述第三线段和所述第二线段的长度，确定所述夹角αi的角度。
这里，按照公式(2-6)确定所述夹角αi的角度：
在公式(2-6)中，arctan()为反正切函数。
示例性地，图2为本发明实施例二相邻衍射光斑的空间位置关系图，如图图2所示，l1是第i个衍射光斑，l2为第i+1个衍射光斑。线段ab为第一线段，线段ac为第二线段，点b是点c在第i个衍射光斑所在平面上的投影点，所以角b为直角，三角形abc为直角三角形。线段ab和线段ac之间的夹角即为角a，角a也是第i个衍射光斑所在平面和第i+1个衍射光斑所在平面的夹角。
需要说明的是，相邻两个衍射光斑之间的长度可以由相邻两个衍射光斑的圆心的距离得到，但不限于根据相邻两个圆心之间的距离确定，其中圆心是其中一种确定相邻两个衍射光斑之间的长度的参考点。
步骤s206、根据所述预设值和所述夹角α1至αi确定所述第i+1个衍射光斑的校正后投影长度。
这里，按照公式(2-7)确定所述第i+1个衍射光斑的校正后投影长度：
在公式(2-7)中，len为所述预设值，cosαi为夹角αi的余弦值，leni+1为所述第i+1个衍射光斑的校正后投影长度。
步骤s207、确定所述第i个衍射光斑的位置信息。
这里，在本发明其他实施例中，所述投射设备还包括图像采集模块。图像采集模块用于确定交集区域上的衍射光斑的直径和位置信息，其中，所述位置信息包括衍射光斑的空间坐标信息。
步骤s208、根据所述第i个衍射光斑的位置信息，确定所述第i个衍射光斑覆盖的投影图面上的第i区域。
步骤s209、按照所述第i个衍射光斑的校正后投影长度校正所述投影图面上的第i区域。
需要说明的是，本实施例中与其它实施例中相同步骤或概念的解释可以参考其它实施例中的描述，此处不再赘述。
本发明实施例提供一种图像校正方法，首先确定目标衍射光斑；然后将沿横向或纵向连续排列的目标衍射光斑组和分别位于所述目标衍射光斑组两侧且直径等于预设值的衍射光斑确定为待校正区域；再确定所述待校正区域中在横向或纵向上相邻的第i个衍射光斑所在平面和第i+1个衍射光斑所在平面之间的夹角αi；最后根据所述预设值和所述夹角α1至αi确定所述第i+1个衍射光斑的校正后投影长度，并根据第i+1个衍射光斑的校正后投影长度对第i+1区域进行校正。这样，通过将检测光通过光栅产生的衍射光斑投射至投影画面，再沿横向或纵向定位出投影画面中需要校正的区域，并根据需要校正的区域中的衍射光斑的位置信息，对需要校正的区域进行校正。如此，能够实现横向或纵向对发生形变的区域进行校正，不需要对整个投影图像进行校正，能够大幅度地降低计算复杂度，进而提高校正效率。
实施例三
本发明实施例提供一种图像校正方法，利用红外光与点阵式全像立体光栅相结合的技术方案，在红外光束前方放置点阵式全像立体光栅，红外光经过阵式全像立体光栅均匀地投射到投影面上，再用红外可变焦摄像头获取红外光谱的投射图像，红外光谱的投射图像为呈矩阵式排列的衍射光斑。当投影幕布完全平整时，经过点阵式全像立体光栅投射至投影幕布上的衍射光斑大小一致；当投影幕布不平整，如投影幕布发生褶皱时，投影幕布褶皱部分的衍射光斑的直径会发生变化。红外摄像头获取红外光投射图像与投影图像的交集区域的图像，交集区域的图像输出到图像处理模块，图像处理模块根据衍射光斑的大小、投影画面尺寸、变焦摄像头的焦距和投影仪的投射比，将投影画面划分成若干单位区域。图像处理模块分析每个点阵单元区域投射光斑像素的大小，将包含衍射光斑像素大小不一致的单位区域设定为目标单位区域，计算目标单位区域相邻衍射光斑像素的大小与距离，就可以得知某光斑相对于临近光斑的角度信息与空间坐标，再由图像处理模块对目标单位区域图像进行扭曲、旋转、插值、增强复原等图像处理，解决投影画面局部发生褶皱或变形的问题。
图3-1是本发明实施例三图像校正装置的组成结构示意图，如图3-1所示，该图像校正装置包括红外光谱发射器100、点阵式全像立体光栅200、红外可变焦摄像头模组300、图像处理模块400和光机500五部分，以下对这五部分进行具体说明：
红外光谱发射器100的主要作用是发射特定功率的红外光谱。为满足投影仪投影距离的要求，红外光谱发射器的特定功率一般为5瓦特(w)-10w，反射范围为0-5米(m)。因为若红外光谱发射器的发射功率选择过小，会导致红外摄像头拍摄红外图像质量欠佳；若红外光谱发射器的功率过大，会有红外光谱发射器功耗大和发热的问题。红外光谱发射器由红外驱动电路进行驱动，因为红外光是人眼不可见光，所以红外光谱发射器投射在投影画面上的衍射光斑人眼无法察觉到，同时红外光对人体伤害也比较小。使用红外光谱发射器发射红外光对图像校正是本实施例选择的方案，原则上也可以采用其他不可见光及可发射对应不可见光的光谱发射器。
点阵式全像立体光栅200，点阵式全像立体光栅也叫阵列立体光栅、圆点光栅或球型光栅。点阵式全像立体光栅是生物仿生学产品，它是通过研究昆虫复眼结构的成像原理设计而成，每个单位光栅类似于一个透镜，有聚焦成像的作用，利用这一特性可将红外光束投射到投影屏幕上，如图3-2所示，红外光经过点阵式全像立体光栅投射在幕布上，呈现出呈矩阵式排列的衍射光斑，图3-2中呈阵列式排列的小黑圆即为衍射光斑，图3-2中仅画出了投影图像中两个区域块上的衍射光斑，其它空白区域也与这两个区域块相同，也是由阵列式衍射光斑覆盖的。
光栅密度一般指一英寸宽度中光栅线的数目，用符号“lpi(lineperinch)”表示，其中光栅密度范围与投影最佳观察距离关系(对于投影距离在1m-3m之间投影)为：光栅密度范围为21lpi～30lpi时投影的最佳观察距离为300cm左右；光栅密度范围为35lpi～40lpi时投影的最佳观察距离为200cm左右；光栅密度范围为50lpi～60lpi时投影的最佳观察距离为100cm左右。一般来说，光栅材料的lpi数值越高，表示光栅线越细。理论上，本实施例的方法采用的光栅密度越高对图像测试精度越好，但光栅密度越高对图像处理模块的要求也越高，因此本实施例采用：30lpi的光栅密度。通过光栅密度、光机的投影画面长度和宽度以及投影距离，即可计算出单位衍射光斑直径，单位衍射光斑直径的计算公式为公式3-1：
示例性的，已知投影距离为3m、光机投影画面长*宽为：2008毫米(mm)*1104mm，计算单位光栅直径，计算过程如公式(3-2)所示：
可变焦红外摄像头模组300，红外摄像头在红外(ir，infrared)镜头过滤片上添加红外波长的功能后，红外可变焦摄像头不仅能拍摄人眼可见光图像，也能拍照红外光图像。在本实施例中，红外可变焦摄像头模组300的作用是获取经过图像处理模块400获取的交集区域的图像(光栅投射图像与投影画面重合的区域)和采集红外发射器发射出的红外光经由阵列立体光栅的投射至投影面的光传播路径的图像。
红外可变焦摄像头模组的红外摄像头的镜头视角与投影视角进行匹配，通常情况下，在选取红外可变焦摄像头模组的视角时选择红外可变焦摄像头模组的视角范围覆盖投影仪画面。红外可变焦摄像头模组的作用是可以根据可变焦摄像头的变焦马达的步进位数，计算出投影图像与摄像头之间的物距为d。根据成像原理计算物距的公式为：
在公式(3-3)中，物距为d，像距为v，焦距为f；像距v可以根据变焦马达停留的位置得出(马达停留位置即为马达步进步数)，红外摄像头模组光学中心位置与光机500光学中心位置位于以图3-1中的坐标系为基准的y轴坐标相同的水平面上。
图像处理模块400，图像处理模块主要有三个作用：1、对红外摄像头获取的红外衍射光斑图像进行分析，计算每个光斑的像素大小，根据某衍射光斑的大小，得知此衍射光斑距红外光谱发射器的距离以及相临衍射光斑之间的倾角。2、对投影画面进行区域划分，划分目的是将投影画面的褶皱部分单独进行图像校正，其他无褶皱部分不校正。3、被检测图像褶皱部分图像进行扭曲、旋转、图像复原等图像处理。
光机500，这里光机为将图像投影至屏幕上的设备，通常为投影仪。
具体的，投影图像的校正过程如下：
步骤s301、计算投影距离。
投影距离根据公式3-3计算。
例如，光机的焦距f为2mm，光机的像距v＝马达步数*步数幅度＝20*0.3mm＝6mm，投影距离的计算如公式3-4：
步骤s302、计算标准光栅直径φ标。
具体的，投影仪投射比ratio等于投影距离除以投影画面宽度的值；其中投射比是光机的故有属性，可以从光机的说明书中获取。所以，投影画面的宽度的计算公式如下：
投影画面宽度、标准衍射光斑直径φ标和投影画面的水平方向所重叠的衍射光斑的数量s的关系如公式(3-6)所示：
投影画面宽度＝φ标×s(3-6)；
因为s的数量可由图像信息获得，故可根据公式3-6计算出φ标。
步骤303、将投影画面分成m×n阵列。
根据步骤301投影距离与光机长宽比例将投影画面分成m×n的阵列。具体划分过程如下：
图像处理模块从投影图像中获取多组连续的目标衍射光斑，计算每一组中连续的目标衍射光斑的数目；根据数目最多的一组连续的目标衍射光斑，将投影画面分成m×n的阵列。
示例性的，当可变焦摄像头获取投影距离为3m，光机画面的长宽比例为4:3(本实施例以长宽比4:3举例，光机画面的长宽比也有16:9或者其它规格的)时，光机的ratio为1.5；可以得出投影距离3m时，根据公式3-6可以计算出投影画面宽度为：3/1.5＝2m，当得知画面宽度时，也可以根据公式3-6计算投影画面的水平方向的衍射光斑的数量，
投影画面宽度＝φ标×s(3-7)；
公式(3-7)中，s为投影画面的水平方向的衍射光斑的数量；根据公式3-7，可计算出投影画面中水平方向衍射光斑的数量s。根据上述已知信息，可知，本实施例中投影画面的水平方向的衍射光斑的数量s为761个。
示例性的，图像处理模块获得投影画面中的多组连续的目标衍射光斑中连续数目最多的一组，该组目标衍射光斑的坐标为水平方向由左至右从第9个光栅开始变化，直到18为止，记录目标衍射光斑的数目为：10个；那么
公式(3-8)中，ceil()为向上取整函数，t为一组连续的目标衍射光斑的数目，m与n的比值等于投影画面的长和宽的比值(本实施例中是4:3)，所以n＝57。因此将投影画面分成76*57的阵列。其中76*57的阵列中包含目标衍射光斑的阵列块为投影图像中的褶皱区域。
步骤304、校正投影图像的褶皱区域。
获取相邻两两衍射光斑的直径。
如图3-3所示，l1与l2是位于褶皱面上的两个相邻光斑，d1是红外可变焦摄像头至衍射光斑l1的距离，d2是红外可变焦摄像头至衍射光斑l2的距离，d1和d2可根据公式3-9和公式3-10得出；其中，l1衍射光斑的投射比为ratio1；l2衍射光斑的投射比为ratio2；
在公式(3-9)和公式(3-10)中，s为投影画面的水平方向的衍射光斑的数量，t为投影屏幕局部突起时一组连续的目标衍射光斑的数目，其中投射比、t、φ标均为已知或可测量的数据。图中b点是l2的圆心点c至l1所在平面的投影的距离，所以三角形abc为角b为90°的直角三角形。图像处理模块可得l1、l2直径，即可得出直角三角形abc直角边ab＝(l1+l2)/2，l1和l2分别代表衍射光斑l1的直径和衍射光斑l2的直径；求出两个相邻衍射光斑所在平面的夹角α，图3-4中的直角三角形abc即为图3-3中的直角三角形abc，根据公式(3-11)计算l1与l2的相对角度α：
得到两个相邻衍射光斑相对角度α后，同理得出l2与下一个相邻衍射光斑的相对角度α1，依次类推计算两两相邻的衍射光斑的相对角度。
以四个相邻光斑为例说明，图3-5为本发明实施例三四个相邻衍射光斑的空间位置关系示意图，如图3-5所示，图中l1、l2、l3、l4是四个相邻衍射光斑。据上述计算，可以得到l1衍射光斑与l2衍射光斑所在平面的夹角α，l2衍射光斑与l3衍射光斑所在平面的相对角度为夹角α1，l3衍射光斑与l4衍射光斑所在平面的夹角α2。然后绘制l1、l2、l3、l4衍射光斑的空间曲线，在绘制曲线时将每个衍射光斑看作一个点。图3-6为本发明实施例三四个相邻衍射光斑在空间中的连线的示意图，如图3-6所示，线段1为l1衍射光斑与l2衍射光斑的中心点连接线，l1衍射光斑与l2衍射光斑的所在平面的夹角α，线段1的斜率为k1；线段2为l2衍射光斑与l3衍射光斑的中心点连接线，l2衍射光斑与l3衍射光斑所在平面的夹角为α1，线段2的斜率为k2；线段3为l3衍射光斑与l4衍射光斑的中心点连接线，l3衍射光斑与l4衍射光斑所在平面的夹角为α2，线段3的斜率为k3。图3-6为l1、l2、l3、l4衍射光斑的空间曲线示意图。
根据上述得到的相邻衍射光斑的相对角度，对图像进行校正。图3-7为本发明实施例三正常平面与褶皱面的关系示意图，d1线段是平面的投影长度，当投影平面发生褶皱后，褶皱面与平面产生夹角α，但由于光机原始的投影图像信息是没有变化的，而投影平面的长度发送了变化。例如：投影图像长度为100pixels(100像素)，投影平面长度为5mm，而褶皱面长度为6mm，也就说现在将100pixels的投影图像投影到了6mm的长度上，相较于100pixels投影到5mm平面长度来说，单位长度的投影信息变少了，所以图像产生了失真。
由图3-7可以看出，点b是褶皱面上的点c至正常投影平面的投影点，根据公式(3-12)，可以计算出褶皱投影的长度，褶皱投影的长度单位为pixel：
公式(3-12)中，length1为第一投影长度，即投影面为平面时的投影长度，在图3-7中为线段ab；length2为第二投影长度，即投影面出现褶皱时的投影长度，在图3-7中为线段ac。褶皱面与投影平面的相对角度α的正负定义为：从标准光栅起，方向为水平方向从左到右，如果两个相邻的衍射光斑的投影距离d左＞d左+1，那么α角度为正；如果两个相邻的衍射光斑的投影距离d左<d左+1，那么α角度为负。
本实施例的具体实施流程步骤如下，如图3-8所示：
步骤s401、红外光谱发射器100发射红外光；
步骤s402、红外光经过阵列式全像立体光栅200投射到投影幕布上；
步骤s403、可变焦红外摄像头300获取红外光栅投射图像与投影画面的交集区域的图像；
步骤s404、图像处理模块400分析交集区域的图像；
步骤s405、图像处理模块400将交集区域的图像划分m×n的阵列；
步骤s406、图像处理模块400提取某阵列区域的相邻衍射光斑计算；
步骤s407、计算相邻衍射光斑的空间相对角度值(或计算斜率)、衍射光斑到可变焦红外摄像头的距离d；
步骤s408、计算褶皱投影长度，并根据褶皱投影长度校正投影画面。
示例性的，图3-7是正常平面与褶皱面的关系示意图，d1线段是正常平面投影长度，当投影平面发生褶皱后，褶皱面与正常平面产生夹角α，但光机的原始投影图像信息是没有变化的，而投影画面的长度则变化了，比如投影图像长度为100pixels，正常投影平面长度：5mm，但褶皱面长度为6mm，也就说把100pixels投影图像投影到6mm的长度上，单位长度的投影信息发生了变化，由图3-8可以看出，褶皱面距离投影机更近，此时α为正角度。
例如，l1衍射光斑与l2衍射光斑所在平面的夹角α为60°时，褶皱面长度为正常投影长度的2倍。此时将根据衍射光斑对应的位置坐标，比如是横坐标：25光栅(水平方向从左到右)纵坐标：20光栅(垂直方向从上到下)；其中，投影平面的原点为投影平面的左下边界角的点。图像处理模块将投影画面发生褶皱的位置锁定，同时图像处理模块将获取褶皱光栅对应光机中的数字微镜器件(dmd，digitalmicro-mirrordevice)芯片的感光像素对锁定区域放大2倍投影。
本发明提供了一种本发明实施例提供一种图像校正方法，通过将检测光通过光栅产生的衍射光斑投射至投影画面，定位出投影画面中需要校正的区域，并根据校正区域中的衍射光斑的位置信息，校正投影画面。
实施例四
本发明实施例提供了一种图像校正装置，其中，所述投影设备至少包括光栅和光发生部件。图4-1为本发明实施例四图像校正装置的组成结构示意图一，如图4-1所示，所述装置410包括：第一确定模块411、第二确定模块412、第三确定模块413和第四确定模块414，其中：
所述第一确定模块411，用于在所述投影设备投影出的投影图像与由所述投影设备输出检测光通过光栅投射出的投射图像之间的重合区域中，将直径不等于预设值的衍射光斑确定为目标衍射光斑；
所述第二确定模块412，用于将沿横向或纵向连续排列的目标衍射光斑组、和分别位于所述目标衍射光斑组两侧且直径等于预设值的衍射光斑确定为待校正区域；
所述第三确定模块413，用于确定所述待校正区域中在横向或纵向上相邻的第i个衍射光斑所在平面和第i+1个衍射光斑在平面之间的夹角αi；其中i＝1，2，…，n，n为所述校正区域中光斑的总数；
这里，所述第三确定模块413进一步包括：
第一确定单元，用于将以第一圆心与第二圆心为端点的线段确定为第一线段，其中第一圆心为所述第i个衍射光斑的圆心，所述第二圆心为所述第i+1个衍射光斑的圆心；
第二确定单元，用于将以第一圆心与第一投影点为端点的线段确定为第三线段，其中第一投影点为第二圆心在所述第i个衍射光斑所在平面的投影点；
第三确定单元，用于将第一线段与第三线段之间的夹角确定为夹角αi；
第四确定单元，用于将以所述第一投影点与所述第二圆心为端点的线段确定为第二线段；
第五确定单元，用于分别确定所述第三线段的长度和所述第二线段的长度；
这里，在本发明其他实施例中，所述第五确定单元进一步包括：
第一计算子单元，用于根据所述第i个衍射光斑的直径和所述第i+1个衍射光斑的直径确定所述第三线段的长度；
在实现过程中，可以按照公式(4-1)确定所述第三线段的长度：
在公式(4-1)中，l1为所述第i个衍射光斑的直径，l2为所述第i+1个衍射光斑的直径，d1为所述第三线段的长度。
第二计算子单元，用于根据所述i个衍射光斑的投影距离和所述第i+1个衍射光斑的投影距离确定所述第二线段的长度。
在实现过程中，可以按照公式(4-2)确定所述第二线段的长度：
d2＝d1-d2(4-2)；
在公式(4-2)中，d1为所述第i个衍射光斑的投影距离，d2为所述第i+1个衍射光斑的投影距离，d2为所述第二线段的长度。
第六确定单元，用于根据所述第三线段和所述第二线段的长度，确定所述夹角αi的角度。
这里，在本发明其他实施例中，所述第六确定单元进一步用于按照公式(4-3)确定所述夹角αi的角度。
在公式(4-3)中，arctan()为反正切函数。
所述第四确定模块414，用于根据所述预设值和所述夹角α1至αi确定所述第i+1个衍射光斑的校正后投影长度。
这里，在本发明其他实施例中，所述第四确定模块414进一步用于按照公式(4-4)确定所述第i+1个衍射光斑的校正后投影长度，
在公式(4-4)中，len为所述预设值，cosαi为夹角αi的余弦值，leni+1为所述第i+1个衍射光斑的校正后投影长度。
在本发明其他实施例中，如图4-2所示，该装置还包括：
第五确定模块415，用于确定所述第i个衍射光斑的位置信息；
第六确定模块416，用于根据所述第i个衍射光斑的位置信息，确定所述第i个衍射光斑覆盖的投影图面上的第i区域；
校正模块417，用于按照所述第i个衍射光斑的校正后投影长度校正所述投影图面上的第i区域。
这里需要指出的是：以上图像校正装置实施例的描述，与上述方法实施例的描述是类似的，具有同方法实施例相似的有益效果，因此不做赘述。对于本发明图像校正装置实施例中未披露的技术细节，请参照本发明方法实施例的描述而理解，为节约篇幅，因此不再赘述。
对应地，本发明实施例提供一种计算机存储介质，所述计算机存储介质中存储有计算机可执行指令，该计算机可执行指令配置为执行上述权利要求1至5任一项提供的图像校正方法。
对应地，本发明实施例再提供一种投影设备，所述投影设备至少包括光栅、光发生部、处理器和配置为存储可执行指令的存储介质，其中：
处理器配置为执行存储的可执行指令，所述可执行指令包括：
在所述投影设备投影出的投影图像与由所述投影设备输出检测光通过光栅投射出的投射图像之间的重合区域中，将直径不等于预设值的衍射光斑确定为目标衍射光斑；
将沿横向或纵向连续排列的目标衍射光斑组和分别位于所述目标衍射光斑组两侧且直径等于预设值的衍射光斑确定为待校正区域；
确定所述待校正区域中在横向或纵向上相邻的第i个衍射光斑所在平面和第i+1个衍射光斑所在平面之间的夹角αi；其中i＝1，2，…，n，n为所述校正区域中光斑的总数；
根据所述预设值和所述夹角α1至αi确定所述第i+1个衍射光斑的校正后投影长度。
本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用硬件实施例、软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器和光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。