一种基于投影面积的投影图像矫正方法

本发明涉及投影图像矫正，具体为一种基于投影面积的投影图像矫正方法。

背景技术：

1、在投影机的日常使用中，投影机的位置尽可能要与投影屏幕成直角才能保证投影效果，如果无法保证二者的垂直，画面就会产生梯形。而梯形校正是指通过调整镜头的物理位置来达到调整梯形的目的，目前自动梯形矫正大多采用摄像头摄像来进行水平梯形校正，以及在投影仪机身上装设距离传感器，通过距离传感器测量幕布和机身相对距离以及夹角后，通过软件插值算法显示前的图像进行形状调整和补偿，实现投影图像水平梯形校正与垂直梯形校正。

2、现有技术中有一申请公开号为cn113055664a的一种投影图像自动梯形矫正系统以及方法，该系统包括投影模块、接收模块、处理模块以及矫正模块；所述投影模块用于将投射光线投射至屏幕上形成投影图像；所述接收模块包括多个光敏传感器，通过光敏传感器对投影有效区域精确地框定，通过矫正模块对投影图像进行自动梯形矫正，在完成投影图像梯形矫正后，可以实现最大化且有效地对待投影图像进行展示，在进行图像矫正过程中，在保证投影仪机身与投射屏幕两者的位置相对垂直的同时，还保证投射光线位于投影区域内，对投影图像进行投射范围和投射角度两者的反复矫正，实现投影图像精确快速地矫正。

3、但是还存在如下不知：由上述的陈述可知，该装置通过矫正投射范围和投射角度，以实现投影图像矫正，而投影图像的矫正不仅和投射角度有关，还跟投影距离、墙面水平度以及屏幕垂直度有关，仅仅通过投射角度的调整，没有将投影距离、墙面水平度以及屏幕垂直度纳入其中，来综合分析投射角度、投影距离、墙面水平度以及屏幕垂直度对投影图像的影响，会导致投影图像的矫正精度和效果下降，无法解决上述参数变化导致的图像偏差问题。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明的目的在于提出一种基于投影面积的投影图像矫正方法，以解决上述提出的问题。

2、基于上述目的，本发明提供了一种基于投影面积的投影图像矫正方法，包括：

3、s1.采集投影仪的内部设备参数和外部环境参数，所述内部设备参数包括投影距离jl和投影角度jd，所述外部环境参数包括墙面水平度sp和屏幕垂直度cz，所述投影距离jl和所述投影角度jd的变化会影响投影面积的变化，较远的投影距离jl和较小的投影角度jd会产生较小的投影面积，而较近的投影距离jl和较大的投影角度jd会产生较大的投影面积；

4、s2.将所述的投影仪的投影距离jl和投影角度jd计算处理，生成投影仪的内部影响系数xsnb，将所述的投影仪的墙面水平度sp和屏幕垂直度cz计算处理，生成投影仪的外部环境系数xswh；

5、s3.将所述投影仪的内部影响系数xsnb和所述投影仪的外部环境系数xswh进行相关性分析，生成投影仪的投影矫正系数xsjz，并将所述投影仪的投影矫正系数xscz和投影矫正阈值yzjz比较，生成不同的矫正信号等级；

6、s4.根据所述不同的矫正信号等级选择不同的矫正策略。

7、进一步地，所述投影距离jl采用激光测距仪测量，所述投影角度jd采用激光水平仪测量，所述投影仪的墙面水平度sp采用数字水平仪测量，所述屏幕垂直度cz采用激光垂直仪测量。

8、进一步地，测量n组的投影距离jl、投影角度jd、墙面水平度sp以及屏幕垂直度cz，n为大于1的整数，所述的n组投影距离jl、投影角度jd、墙面水平度sp以及屏幕垂直度cz的数组分别如下：

9、jl＝[jl1、jl2...jli...jln]

10、jd＝[jd1、jd2...jdi...jdn]

11、sp＝[sp1、sp2...spi...spn]

12、cz＝[cz1、cz2...czi...czn]

13、其中，jli为第i组的投影距离，jdi为第i组的投影角度，spi为第i组的墙面水平度，czi为第i组的屏幕垂直度。

14、进一步地，计算连续n组的平均投影距离jl和平均投影角度jd的数值，并分别标记为pjjl和pjjd，依据的公式如下：

15、

16、

17、进一步地，将所述的投影仪平均投影距离pjjl和平均投影角度pjjd，进行无量纲化处理，将各参数相关联，生成投影仪的内部影响系数xsnb，依据的公式为：

18、xsnb＝α*pjjl+β*pjjd+c1

19、其中，参数意义为：α为投影仪的平均投影距离的权重因子系数，0.2≤α≤0.4，β为投影仪的平均投影角度的权重因子系数，0.1≤β≤0.4，c1为常数修正系数。

20、进一步地，计算连续n组的平均墙面水平度sp和平均屏幕垂直度cz的数值，并分别标记为pjsp和pjcz，依据的公式如下：

21、

22、

23、进一步地，将所述的投影仪的平均墙面水平度sp和平均屏幕垂直度cz计算处理，生成投影仪的外部环境系数xswh，依据的公式为：

24、xswh＝δ*pjsp+γ*pjcz+c2

25、其中，参数意义为：δ为投影仪的平均墙面水平度的权重因子系数，0.1≤δ≤0.3，γ为投影仪的平均屏幕垂直度，0.2≤γ≤0.5，c2为常数修正系数。

26、进一步地，将所述的投影仪的内部影响系数xsnb和投影仪的外部环境系数xswh进行相关性分析，生成投影仪的投影矫正系数xsjz，依据的公式为：

27、

28、其中，参数意义为：θ为投影仪的焦距的权重因子系数，0.3≤θ≤0.5，μ为投影仪的投影角度的权重因子系数，0.2≤μ≤0.4，c3为常数修正系数。

29、进一步地，将生成所述的投影仪的投影矫正系数xsjz和投影矫正阈值yzjz比较，生成不同的矫正信号等级，具体如下：

30、当0.95yzjz<xsjz≤1.05yzjz，发出正常报警信号，表明投影图像与墙面垂直，不需要进行调整和校正；

31、当1.05yzjz<xsjz≤1.1yzjz或0.9yzjz<xsjz≤0.95yzjz，发出警告报警信号，表明投影图像与墙面的垂直关系有轻微的倾斜或偏差，进行小范围的调整和校正；

32、当1.1yzjz<xsjz或xsjz≤0.9yzjz，发出错误报警信号，表明投影图像与墙面的垂直关系存在明显的偏差或倾斜，进行大范围的调整和校正。

33、本发明的有益效果：

34、通过采集投影仪的投影距离jl、投影角度jd、墙面水平度sp以及屏幕垂直度cz，生成投影仪的内部影响系数xsnb和投影仪的外部环境系数xswh，并对投影仪的内部影响系数xsnb和投影仪的外部环境系数xswh相关性分析，生成投影仪的投影矫正系数xsjz，并将投影仪的投影矫正系数xscz和投影矫正阈值yzjz比较，生成不同的矫正信号等级，根据不同的矫正信号等级选择不同的矫正策略。因此综合分析了投射角度、投影距离、墙面水平度以及屏幕垂直度对投影图像的影响，提高了投影图像的矫正精度和效果，解决了因投射角度、投影距离、墙面水平度以及屏幕垂直度变化导致的图像出现偏差的问题。