一种基于细分梯度的投影融合区域色彩校准系统及方法与流程

本发明涉及投影拼接融合，具体的说是一种基于细分梯度的投影融合区域色彩校准系统及方法。

背景技术：

1、大尺寸的投影屏幕需要多个投影拼接显示，这就需要对多个投影的叠加区域做融合处理。利用纯硬件或软件对投影的叠加区域色彩做处理，拼接后形成一个更大的画面。

2、当前对投影融合区的处理通常在调试时色彩平滑度较好，但使用时会发现在不同的色彩、亮度情况下，融合带会有明显的明暗带。这是由于人眼对不同颜色通道不同亮度的敏感度不同，色彩连续性也不一样，使用统一算法，统一的参数调试出来，没考虑到分通道与不同色阶的色彩表现不同，就会出现融合区效果就有些不尽如人意的情况，而随着投影机的使用投影机灯源会逐渐衰减，衰减后融合区域的上述缺陷就变得越来越明显。

技术实现思路

1、本发明的目的在于：为了解决对投影融合区的处理调试，使用统一算法，统一的参数调试出来，没考虑到分通道与不同色阶的色彩表现不同，使得在调试时色彩平滑度较好，但投影使用时会发现在不同的色彩、亮度情况下，融合带会有明显的明暗带，且随着投影机的使用投影机灯源会逐渐衰减，衰减后融合区域的上述缺陷就变得越来越明显的问题，而提供一种基于细分梯度的投影融合区域色彩校准系统及方法。

2、为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种基于细分梯度的投影融合区域色彩校准系统，包括：

3、运算主机，包括图像分割模块、图像融合模块、用于图像处理的并行gpu计算模块以及存储模块，图像分割模块用于待投影图像的分块切割，图像融合模块用于图像投影时重叠区域的色彩校准；

4、若干个投影设备，设置有拼接定位模块，可进行投影朝向位置调节；

5、若干个相互拼接的投影显示设备，投影表面边缘由内至外设置有多层光敏模块，光敏模块用于感应投影图像的亮度，投影显示设备还设置有用于各自投影面上图像投影重叠信息记录传输的位置标记模块和重叠反馈模块；

6、图像融合模块包括融合区域模块和颜色梯度矫正模块，颜色梯度矫正模块包括ycbcr模型和调试模块。

7、作为上述技术方案的进一步描述：

8、图像重叠区域图像数据通过ycbcr模型分成若干个色阶梯度、通道数据。

9、作为上述技术方案的进一步描述：

10、调试模块对不同色阶梯度、通道计算gamma曲线并进行曲线矫正和矫正后图像数据输出。

11、作为上述技术方案的进一步描述：

12、ycbcr模型形成的通道数据包括y通道数据、cb通道数据以及cr通道数据。

13、一种基于细分梯度的投影融合区域色彩校准方法，包括以下步骤：

14、s1、图像切分分配：基于投影设备个数、分布，图像切割模块将待投影的图像数据进行等分切割，将切割后图像数据存储在存储模块，并分配给相应位置的投影设备；

15、s2、预投影：投影显示设备将图像投影至投影显示设备上，通过拼接定位模块进行图像位置调节，使得图像边缘位于投影显示设备内；

16、s3、图像重叠区域确定：通过投影显示设备和运算主机，进行各投影显示设备上投影图像重叠形成的图像融合区确定；

17、s4、图像校准融合：颜色梯度矫正模块接收图像融合区以及整体的图像数据，基于ycbcr模型，通过调试模块分通道、颜色梯度计算gamma曲线，并进行曲线矫正；

18、s5、投影使用：输出不同色彩梯度融合矫正后的矫正图像数据，并存储在存储模块，即可通过投影设备进行矫正图像投影使用。

19、作为上述技术方案的进一步描述：

20、步骤s3具体包括以下步骤：

21、s3.1、投影显示设备上多层光敏模块对投影图像亮度进行感应，并对亮度突变处的光敏模块进行标记；

22、s3.2、位置标记模块基于标记的光敏模块位置，确定相邻投影显示设备与本投影显示设备上投影图像的重叠区域；

23、s3.3、通过重叠反馈模块将投影显示设备投影面与在其上投影的重叠区域位置通过图像数据传输至图像融合模块；

24、s3.4、融合区域模块对各重叠反馈模块发出的图像数据进行汇总，确定各投影设备投影的图像数据的重叠区域，并标记为图像融合区。

25、作为上述技术方案的进一步描述：

26、步骤s3.4中，融合区域模块对各重叠反馈模块发出的图像数据进行汇总拼接，相邻的图像数据上的重叠区域与投影显示设备投影面的图像数据拼合成各自的投影图像，并与存储模块中存储的切分图像数据进行比例换算，进而形成切分图像数据上的图像融合区。

27、综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明相较于现有技术具备以下有益效果：

28、1、针对融合区域中的各颜色通道的色彩连续性不一致的问题，本系统考虑到人眼对亮度与色彩的敏感度不同，采用ycbcr颜色模型，分通道、色阶计算gamma曲线并进行调试，保证各色阶、通道都有很好的颜色连续性，并将其运用于图像投影前的初校准调节和图像投影时的实时二次渲染，这保证了图像在不同的颜色亮度范围内的色彩连续性。

29、2、融合区域识别确定，通过光敏模块进行亮度突变处识别标记，位置标记模块基于标记的光敏模块位置，确定相邻投影显示设备与本投影显示设备上投影图像的重叠区域；通过重叠反馈模块将投影显示设备投影面与在其上投影的重叠区域位置通过图像数据传输至图像融合模块；融合区域模块对各重叠反馈模块发出的图像数据进行汇总，确定各投影设备投影的图像数据的重叠区域，并标记为图像融合区，使得图像拼接重叠区域确定更加精确、快速、方便，使得后续图像融合更加合理，投影图像呈现更加完整。

30、3、为了把算法开放应用于不同的融合系统，本系统对于所有的计算，都基于gpu内部，避免了大尺寸图像在内存与现存之间的频繁数据拷贝，提高运算效率，减少资源占用。这即提高了本系统的通用性又能保证整个系统的实时运算。

技术特征：

1.一种基于细分梯度的投影融合区域色彩校准系统，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的一种基于细分梯度的投影融合区域色彩校准系统，其特征在于，所述图像重叠区域图像数据通过ycbcr模型分成若干个色阶梯度、通道数据。

3.根据权利要求2所述的一种基于细分梯度的投影融合区域色彩校准系统，其特征在于，所述调试模块对不同色阶梯度、通道计算gamma曲线并进行曲线矫正和矫正后图像数据输出。

4.根据权利要求2所述的一种基于细分梯度的投影融合区域色彩校准系统，其特征在于，所述ycbcr模型形成的通道数据包括y通道数据、cb通道数据以及cr通道数据。

5.根据权利要求1所述的一种基于细分梯度的投影融合区域色彩校准方法，其特征在于，包括以下步骤：

6.根据权利要求5所述的一种基于细分梯度的投影融合区域色彩校准方法，其特征在于，所述步骤s3具体包括以下步骤：

7.根据权利要求6所述的一种基于细分梯度的投影融合区域色彩校准方法，其特征在于，所述步骤s3.4中，所述融合区域模块对各所述重叠反馈模块发出的图像数据进行汇总拼接，相邻的图像数据上的重叠区域与所述投影显示设备投影面的图像数据拼合成各自的投影图像，并与所述存储模块中存储的所述切分图像数据进行比例换算，进而形成切分图像数据上的所述图像融合区。

技术总结
本发明公开了一种基于细分梯度的投影融合区域色彩校准系统及方法，本发明采用YCbCr颜色模型，分通道、色阶计算Gamma曲线并进行调试，保证各通道、色阶都有很好的颜色连续性，并将其运用于图像投影前的初校准调节和图像投影时的实时二次渲染，这保证了图像在不同的颜色亮度范围内的色彩连续性，避免投影时在不同的色彩、亮度情况下，融合带会有明显的明暗带的情况。相较现有技术，图像拼接重叠区域确定更加精确、快速、方便，使得后续图像融合更加合理，投影图像呈现更加完整，本系统所有的计算都基于GPU内部，避免了大尺寸图像在内存与现存之间的频繁数据拷贝，提高实时运算效率，减少资源占用，提高了本系统的通用性。

技术研发人员：孟庆涛,张银根,崇光耀,丁皞,靳灿博
受保护的技术使用者：苏州金螳螂文化发展股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/4/17