基于摄像机的拼接墙颜色均匀性和一致性控制方法与流程

本发明属于投影显示控制技术，具体涉及一种基于摄像机的拼接墙颜色均匀性和一致性控制方法。

背景技术：

随着社会信息化的高速发展，专业的监控中心应用和各行业海量的信息显示的需求，大屏幕拼接显示系统在各个领域中起着日益重要的作用。大屏幕拼接墙在电力，金融，交通等行业获得广泛应用，并逐渐向平安智慧城市，大众监控市场发展。大屏幕拼接显示系统已经成为信息可视化不可或缺的核心基础系统。新型LED光源的DLP拼接墙以其特有的优势，继续领跑拼接市场。 在应用领域对拼接单元的颜色均匀性以及整墙的一致性有着较高的要求，色彩显示均匀性和一致性问题是拼墙显示系统的关键问题和评判优劣的重要指标。由于LED光源发光不均匀，导致的图像上表现的亮度不均匀，存在暗边暗角效应，以及光源特性差异和衰减速度差异导致的长时间运行过程中单元内和单元间颜色不一致的问题的存在。LED光源DLP拼接系统色彩显示均匀性和一致性问题是尚待研究和解决的技术难题 。

技术实现要素：

为解决现有技术存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种基于摄像机的拼接墙颜色均匀性和一致性控制方法，通过颜色自动调整装置，对单个投影显示单元进行逐点补偿，实现单元内的颜色均匀性，通过嵌入式软件颜色一致性调度任务对各个显示单元内置的光学传感器反馈的信息定期收集，并将信息通过网络广播，获取到整个系统的颜色数据，并自动对各个单元亮度及色彩参数做出最佳调整，实现显示系统中各个显示单元之间，长时间的画面色彩和亮度的一致性和稳定性。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案：一种基于摄像机的拼接墙颜色均匀性和一致性控制方法，其特征在于：具有测量系统，包括有多台投影机、CCD摄像机、计算机、投影屏幕，其中摄像机的图像器件：2/3英寸220万像素3CCD，每帧图像有效像素：1920(水平)×1080(垂直) ；测量系统的工作流程为:然后由计算机控制CCD摄像机分时采集投影屏幕上的三色亮度信息，并根据这些采集到的三色亮度信息，计算出屏幕上合成色的色坐标分布;通过得到的色坐标分布，可以分析屏幕上的合成色的颜色是否均匀，

根据色彩显示调整技术，制定均匀性和一致性的调整流程，当测量开始后，投影机分时输出红、绿、蓝、三色全屏的图像投到投影屏幕上，通过CCD高速摄像机作为亮度检测反馈仪器，对投影拼接图像进行拍照，然后，将照片通过USB传入控制计算机，测量屏前的色坐标和亮度，并进行多投影机拼接系统的颜色均匀性和一致性分析处理，最后，将处理得到的调整结果通过主控软件写到投影机的flash中进行存储；

其中，投影机色彩显示的调整技术，对于系统拼接进行拼接的各个单元，从R、G、B的占空比调整，固态光源电流调整，逐点亮度补偿，六基色调整几方面调节来提高色彩显示的均匀性，使得各个单元在色亮度的均匀性等各方面达到一致，调整步骤如下：1、通过调整固态光源电流、RGB的占空比，调整色温和白色坐标，大屏幕拼接墙切换为白色，通过调整电源电流值、RGB占空比，用摄像机反馈的坐标值进行比较并不断调整，使得结果和目标相近；电流调整、占空比调整的目的是使得各个单元间的色温色坐标接近一致，光源的组合亮度达到最优化；通过改变固态光源的电流值，测量系统反馈回的坐标值与目标值进行比较并不断调整，使得结果和目标相近。电流调整的目的是使得各个单元间的色温色坐标接近一致；选择与目标色温色坐标最接近一个占空比作为调整的结果，完成占空比的选择；2、调整六基色（RGBCMY）的色调、亮度、饱和度，使各单元的色坐标一致；通过投影机处理器内部集成的测试图案发生器生成红、绿、蓝、黄、品、青、白七幅纯色测试图，经过投影机信号处理电路和光学系统，投影产生七幅纯色测试图，并采用摄像机采集进入电脑，并经过图像处理，得到测试图的CIE XYZ，经过颜色空间转换变成CIE Yxy色度值，然后将所有屏幕求出的公共最大六边形色域作为目标色度值，对DLP大屏幕拼接墙中所有的屏幕颜色进行一致性调节；

3、逐点亮度补偿，调整屏幕的均匀性；用高清摄像机CCD拍照，对照片进行数据分析处理，获取显示屏中M*N个像素点的亮度值。然后找出所有这些像素点中亮度最小的像素点，以该像素点为基准对整个屏幕的亮度进行校正，得到每个像素点的亮度系数K，所有点的系数组成一张MASK表(称为掩膜系数表)，然后存入补偿文件中；对逐点亮度补偿文件，通过嵌入式软件的在线升级模块将此文件写入FLASH中保存起来，在每次开机时，嵌入式软件将此表复制到与DDR2存储器中，主控软件实时读取此系数表并与输入图像数据相乘后再输出，即可实现对每个像素RGB分量的分别修正，从而实现逐点颜色亮度补偿；

4、进行以上步骤后，多个投影机在色温，色域，单元的均匀性和一致性上会比较接近，最后，需要把获得的相关的调整结果写入到投影机存储介质中。

采用上述技术方案的有益效果：该基于摄像机的拼接墙颜色均匀性和一致性控制方法，通过由多台投影机、CCD摄像机、计算机、投影屏幕构成的测量系统，然后由计算机控制CCD摄像机分时采集投影屏幕上的三色亮度信息，并根据这些采集到的三色亮度信息，计算出屏幕上合成色的色坐标分布;通过得到的色坐标分布，可以分析屏幕上的合成色的颜色是否均匀。主要解决色彩管理中均匀性和一致性的问题。通过颜色自动调整装置，对单个投影显示单元进行逐点补偿，实现单元内的颜色均匀性，通过嵌入式软件颜色一致性调度任务对各个显示单元内置的光学传感器反馈的信息定期收集，并将信息通过网络广播，获取到整个系统的颜色数据，并自动对各个单元亮度及色彩参数做出最佳调整，实现显示系统中各个显示单元之间，长时间的画面色彩和亮度的一致性和稳定性。在一致性保持流程的基础上，本文还设计了实现了智能亮度模式调整的方案，便于系统在不同的亮度模式下运行。可以一键调整到任意所需的亮度比例，进行不同亮度级别的一致性控制。

附图说明

下面结合附图对本发明的具体实施例作进一步详细的说明。

图1为测量系统原理图；

图2为颜色参数调整步骤流程图；

图3为色域一致性调整流程框图；

图4为投影显示单元色域三角形图；

图5为逐点补偿的流程图。

具体实施方式

如图1-5所示的基于摄像机的拼接墙颜色均匀性和一致性控制方法，其特征在于：具有测量系统，包括有多台投影机、CCD摄像机、计算机、投影屏幕，其中摄像机的图像器件：2/3英寸220万像素3CCD，每帧图像有效像素：1920(水平)×1080(垂直) ；测量系统的工作流程为:然后由计算机控制CCD摄像机分时采集投影屏幕上的三色亮度信息，并根据这些采集到的三色亮度信息，计算出屏幕上合成色的色坐标分布;通过得到的色坐标分布，可以分析屏幕上的合成色的颜色是否均匀，

根据色彩显示调整技术，制定均匀性和一致性的调整流程，当测量开始后，投影机分时输出红、绿、蓝、三色全屏的图像投到投影屏幕上，通过CCD高速摄像机作为亮度检测反馈仪器，对投影拼接图像进行拍照，然后，将照片通过USB传入控制计算机，测量屏前的色坐标和亮度，并进行多投影机拼接系统的颜色均匀性和一致性分析处理，最后，将处理得到的调整结果通过主控软件写到投影机的flash中进行存储；

其中，投影机色彩显示的调整技术，对于系统拼接进行拼接的各个单元，从R、G、B的占空比调整，固态光源电流调整，逐点亮度补偿，六基色调整几方面调节来提高色彩显示的均匀性，使得各个单元在色亮度的均匀性等各方面达到一致，调整步骤如下：

1、通过调整固态光源电流、RGB的占空比，调整色温和白色坐标，大屏幕拼接墙切换为白色，通过调整电源电流值、RGB占空比，用摄像机反馈的坐标值进行比较并不断调整，使得结果和目标相近；电流调整、占空比调整的目的是使得各个单元间的色温色坐标接近一致，光源的组合亮度达到最优化；通过改变固态光源的电流值，测量系统反馈回的坐标值与目标值进行比较并不断调整，使得结果和目标相近。电流调整的目的是使得各个单元间的色温色坐标接近一致；选择与目标色温色坐标最接近一个占空比作为调整的结果，完成占空比的选择；

2、调整六基色（RGBCMY）的色调、亮度、饱和度，使各单元的色坐标一致；通过投影机处理器内部集成的测试图案发生器生成红、绿、蓝、黄、品、青、白七幅纯色测试图，经过投影机信号处理电路和光学系统，投影产生七幅纯色测试图，并采用摄像机采集进入电脑，并经过图像处理，得到测试图的CIE XYZ，经过颜色空间转换变成CIE Yxy色度值，然后将所有屏幕求出的公共最大六边形色域作为目标色度值，对DLP大屏幕拼接墙中所有的屏幕颜色进行一致性调节；

3、逐点亮度补偿，调整屏幕的均匀性；用高清摄像机CCD拍照，对照片进行数据分析处理，获取显示屏中M*N个像素点的亮度值。然后找出所有这些像素点中亮度最小的像素点，以该像素点为基准对整个屏幕的亮度进行校正，得到每个像素点的亮度系数K，所有点的系数组成一张MASK表(称为掩膜系数表)，然后存入补偿文件中；对逐点亮度补偿文件，通过嵌入式软件的在线升级模块将此文件写入FLASH中保存起来，在每次开机时，嵌入式软件将此表复制到与DDR2存储器中，主控软件实时读取此系数表并与输入图像数据相乘后再输出，即可实现对每个像素RGB分量的分别修正，从而实现逐点颜色亮度补偿；

4、进行以上步骤后，多个投影机在色温，色域，单元的均匀性和一致性上会比较接近，最后，需要把获得的相关的调整结果写入到投影机存储介质中。