无感梯形校正方法、投影设备及存储介质与流程

本发明涉及投影设备画面校正领域，尤其涉及一种无感梯形校正方法、投影设备及存储介质。

背景技术：

1、投影设备正对墙面投影时，投到墙面的画面是矩形的；但在实际应用场景中，投影设备无法设置在正对墙面的位置，使用者在使用过程中也有随时调整投影设备位置的需求，此时，投影设备相对墙面发生偏转倾斜，投影至墙面的画面将不再是矩形，而是梯形，影响用户观感，因此需要将梯形画面校正回矩形画面。当下的投影画面梯形校正技术主要是先通过投射二维码等特征图，然后通过摄像头拍摄该特征图，随后基于拍摄图像中的特征图与系统内的特征图建立单应性矩阵，进而根据该单应性矩阵以调节后续待投影画面的范围，从而实现梯形校正。但这种校正方法由于需要先投射二维码，且一般需要用户等待数秒以让用户进行对焦、拍摄、识别特征图及运算，会降低用户体验感。

2、另外还有少数无需投射特征图的无感梯形校正技术，但需要通过测距传感器采集数个方向的投影距离以测算出投影设备相对墙面的倾斜角，再依据这些参数与预置的倾斜角与校正图像的关系，对待投影画面进行调整。这样虽能做到无感梯形校正，但却需要在投影设备出厂前对多个倾斜角度对应的待投影画面进行测试，操作繁琐，不够智能，而且只能对特定角度的情况进行校正，无法灵活应对各种侧投情况，且需要借助深度传感器来探测投影设备相对幕布的倾斜角度。

技术实现思路

1、针对现有技术中存在的不足之处，本发明提出一种无感梯形校正方法、投影设备及存储介质，解决了当前投影画面校正技术用户体验差、操作繁琐和不够智能的问题，实现无感、快速、智能的投影画面校正。

2、为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

3、一种无感梯形校正方法，包括以下步骤：

4、获取投影设备的姿态角；

5、基于预设的旋转变换关系、所述姿态角及第一空间坐标系中的原矩形投影区域，得到第一矩形参考区域；

6、基于投影变换关系，将所述第一矩形参考区域映射至第一平面以得到第二梯形参考区域，所述第一平面由所述第一矩形参考区域确定；

7、在所述第二梯形参考区域中获取预设长宽比例的第二矩形参考区域；

8、将第二矩形参考区域按照所述投影变换关系的逆变换关系映射至所述第一矩形参考区域，得到第三梯形参考区域；

9、将所述第三梯形参考区域按照所述旋转变换关系的逆变换关系，得到第四梯形参考区域；

10、基于所述第四梯形参考区域调整投影区域。

11、在一些实施例中，本发明还包括以下技术特征：

12、所述基于投影变换关系，将所述第一矩形参考区域映射至第一平面以得到第二梯形参考区域，包括以下步骤：

13、基于所述第一矩形参考区域在所述第一空间坐标系中构建映射长方体，所述映射长方体的长、宽、高分别平行于三个坐标轴，且所述映射长方体值最小的平面为所述第一平面；

14、根据所述第一矩形参考区域的各顶点至所述第一空间坐标系原点的连线在所述第一平面上的交点，得到所述第二梯形参考区域。

15、所述投影变换关系包括透视投影变换矩阵m22，所述透视投影变换矩阵m22用于对所述第一矩形参考区域进行变换以得到所述第二梯形参考区域，

16、

17、其中，n为所述映射长方体在z轴方向上绝对值最小的坐标值，f为所述映射长方体在z轴方向上绝对值最大的坐标值。

18、所述在所述第二梯形参考区域中获取预设长宽比例的第二矩形参考区域，包括以下步骤：

19、根据压缩投影变换关系，将所述第二梯形参考区域缩小至预设单位空间内，得到第一过渡区域；

20、基于预设分辨率，根据视窗变换关系，放大所述第一过渡区域以得到第二过渡区域；

21、在所述第二过渡区域中获得预设长宽比例的第二过渡矩形参考区域；

22、将所述第二过渡矩形参考区域，按照所述压缩投影变换关系和所述视窗变换关系的逆变换关系进行变换，得到所述第二梯形参考区域中的所述第二矩形参考区域。

23、所述压缩投影变换关系包括压缩投影变换矩阵m21，所述压缩投影变换矩阵m21用于将所述第二梯形参考区域缩小至预设单位空间内；

24、

25、其中，n为所述映射长方体在z轴方向上绝对值最小的坐标值，f为所述映射长方体在z轴方向上绝对值最大的坐标值，r为所述映射长方体在x轴方向上的坐标最大值，l为所述映射长方体在x轴方向上的坐标最小值，t为所述映射长方体在y轴方向上的坐标最大值，b为所述映射长方体在y轴方向上的坐标最小值。

26、所述视窗变换关系包括视窗变换矩阵m23，所述视窗变换矩阵m23用于放大所述第一过渡区域以得到第二过渡区域，即将所述预设单位空间放大为具有所述预设分辨率的窗口；

27、

28、其中，w为所述预设分辨率中水平方向上的分辨率，h为所述预设分辨率中垂直方向上的分辨率。

29、所述在所述将第二矩形参考区域按照所述投影变换关系的逆变换关系映射至所述第一矩形参考区域，得到第三梯形参考区域的步骤，包括：

30、基于所述第一矩形参考区域中任意三个不同位置的坐标，确定出所述第一矩形参考区域在所述第一空间坐标系中的平面方程ax+by+cz+d＝0；

31、将所述第二矩形参考区域的各顶点的x坐标和y坐标分别代入所述平面方程以得到对应的z值，并将各所述z值作为所述第二矩形参考区域中所述各顶点对应的z坐标；

32、将所述第二矩形参考区域按照所述投影变换关系的逆变换关系映射至所述第一矩形参考区域，得到第三梯形参考区域。

33、所述第一平面平行于所述原矩形投影区域，且位于所述原矩形投影区域与所述第一空间坐标系的原点之间。

34、本发明还提供一种投影设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述无感梯形校正方法的步骤。

35、本发明还提供一种存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现上述无感梯形校正方法的步骤。

36、本发明提供的无感梯形校正方法，无需投射特征图，仅需要在获取姿态角后，基于预设的旋转变换关系及原矩形投影区域，得到第一矩形参考区域，并基于投影变换关系，将第一矩形参考区域映射至第一平面以得到第二梯形参考区域，在所述第二梯形参考区域中获取预设长宽比例的第二矩形参考区域，再将将第二矩形参考区域按照所述投影变换关系的逆变换关系映射至所述第一矩形参考区域，得到第三梯形参考区域，然后将所述第三梯形参考区域按照所述旋转变换关系的逆变换关系，得到第四梯形参考区域，最后基于所述第四梯形参考区域调整投影区域。上述步骤都是自动完成，且能够适应不同姿态角，不需要依附提前标定的有限个姿态角的对应变换关系，使用户在没有感受到校正操作的情况下就完成梯形校正，提高用户体验感，且本发明的方法考虑了更多计算因素，从而其智能化及校正准确度也较高。