CN101697056A - 具有画面自适应功能的智能摄像投影系统及其投影方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种具有画面自适应功能的智能摄像投影系统及其投影方法，该系统包括摄像模块；投影显示模块；影像信号处理模块，其输出端连接至所述投影显示模块，摄像模块的输出端连接至影像信号处理模块的输入端；一透明或半透明的显示屏幕。投影时，先投影测试图像；再用摄像模块采集测试图像并传输给图像处理模块；所述图像处理模块进行处理，生成遮罩图形，并与输入的视频图像相结合，经投影显示模块投影出遮罩图形形状的视频图像，使投影出去的图像与显示屏幕的轮廓完全匹配。本发明可以实现以往只能在电脑或电视里看到的特效显示，投影机能自动投影出与投影膜形状完全匹配的投影区域。

Description

具有画面自适应功能的智能摄像投影系统及其投影方法

技术领域

本发明涉及一种特效投影显示技术，特别涉及一种使被投影区域形状与投影机投影完全匹配的智能型投影机及其投影方法。

背景技术

随着多媒体与数字化技术的高速发展，市场上的显示产品也越来越多元化，有CRT、LCD、LED、还有投影显示等。随着展示手段的多样化以及现代设计技术的发展，当今的广告媒体、橱窗展示等场合，需要使用不同轮廓形状的图像显示。例如，在咖啡厅里，人们希望在咖啡厅的橱窗上投影出咖啡杯的形状，里面播放着咖啡的宣传广告片，静态的形状区域显示和动态的视频广告可以给品牌宣传添加一份想象和创意。

投影机在现代社会中的应用非常广泛，商务、教育、工程，甚至连家庭都可以享用到投影带来的令人赞叹的图像品质。然而，传统的投影机只能在方形(或长方形)区域显示，使用范围受到局限。而如果采用灯箱广告方式去进行展示，则难以显示动态的视频广告，同样无法实现上述创意。

发明内容

本发明目的是提供一种新型的投影机及其投影方法，实现任何轮廓形状的投影显示，从而提供特效投影效果。

为达到上述目的，本发明采用了下列技术方案：

一种具有画面自适应功能的智能摄像投影系统，

a)包括摄像模块，可以实时拍摄静态或是动态(视频)的图像，用于采集显示屏幕上的测试图像；

b)包括一个投影显示模块，可以投射实时输入的或是预先存储的静态或动态图像到安装在一定距离上的显示屏幕上；

c)包括一个影像信号处理模块，其输出端连接至所述投影显示模块，所述摄像模块的输出端连接至所述影像信号处理模块的输入端；可以将摄像模块拍摄的或是预先存储的或是外界输入的图像信息进行处理然后输出到投影显示模块上；

d)包括一透明或半透明的显示屏幕，所述投影显示模块的输出图像投射于所述显示屏幕上。

上文中，投影系统可采用现有技术中普通投影机的投影系统，与现有技术主要的区别特征是增加了摄像模块和图像处理模块，由此，除了拥有一般投影机的功能，还具有智能特效投影功能。可以由摄像模块采集显示屏幕的轮廓信号，确定显示屏幕的轮廓形状，不管是何种直线或曲线边界形状的显示屏幕，均可以通过图像处理模块与输入的视频加载在一起，将采集进来的轮廓作为一种对输入视频的屏蔽，从而获得与显示屏幕轮廓形状一致的投影图像，实现特定效果的投影显示。

上述技术方案中，所述显示屏幕粘贴于一个面积大于显示屏幕的基板上；也可以粘贴于各类墙体上。显示屏幕的形状可以是各种非矩形的形状。

所述基板为透明的玻璃板，或者由透明的高分子材料制备的板材。

进一步的技术方案，所述摄像模块为单个或多个多波段照相或摄像模块，其中至少一个工作在可见光波段。

优先地，有至少一个所述照相或摄像模块工作于红外波段。

上述技术方案中，所述图像处理模块内设有测试图像，所述测试图像是动态图像或静态图像，可以是单色图像或坐标尺寸图像。

一种具有画面自适应功能的投影方法，包括下列步骤：

(1)由图像处理模块将测试图像通过投影显示模块投射到显示屏幕上；

(2)用摄像模块采集显示屏幕上的测试图像，并传输给图像处理模块；

(3)所述图像处理模块对采集的测试图像进行处理，生成遮罩图形，并与输入的视频图像相结合，经投影显示模块投影出遮罩图形形状的视频图像，使投影出去的图像与显示屏幕的轮廓完全匹配，实现投影显示。

上述技术方案中，所述步骤(3)中的处理为，对拍摄到的测试图像进行分析解算，去除不属于显示屏幕的背景，获得屏幕的轮廓形状，以该形状作为遮罩图形。

所述的遮罩图形与输入的视频图像相结合是对输入视频图像进行处理，遮蔽输入视频中位于遮罩图形形状之外的部分；同时对图像进行畸变改正处理。

由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：

1.本发明通过增加摄像模块和图像处理模块，可以实现以往只能在电脑或电视里看到的一些特效显示，它使单调的方形投影显示变为任意边框形状的投影显示，增添了绚丽的色彩。例如，在咖啡厅里，可以在咖啡厅的橱窗上投影出咖啡杯的形状，里面播放着咖啡的宣传广告片，静态的形状区域显示和动态的视频广告给品牌宣传添加了一份想象和创意。如果想换一个形状的显示，只要将橱窗上的投影膜形状进行更换，投影机通过采集轮廓处理自动地投影出与投影膜形状完全匹配的投影区域。

2.本发明的投影机是一款智能特效投影机，能根据不同投影环境，投影出不同的投影形状区域。适合背投和正投，可以在玻璃橱窗及在特定幕布区域上投影使用。在玻璃橱窗上使用时，在透明的玻璃上贴有投影膜，所贴的投影膜可以是常规的方形也可以是特殊的形状，如圆形，苹果形等。当投影机固定好位置后，能自动采集到将要投影的显示区域，并且投影出来的图像完全与橱窗上的投影膜匹配。如果要更换投影膜的形状时，不需要去调整投影机的位置，投影机会自动采集到投影区域的变换，使投影出来的图像区域与投影膜完全吻合。如果是要在特定的幕布上投影，经常会调动幕布的大小或者形状时，也不需要调动投影机的位置，投影机会自动搜索到投影区域，然后正确地将图像完全投影到幕布上。

附图说明

图1是本发明实施例一的投影机的投影示意图；

图2是本发明实施例一投影机的投影区域轮廓示意图；

图3是本发明实施例一的投影机的系统框图；

图4是本发明实施例一投影机的测试图；

图5是本发明实施例二的投影机的示意图；

图6是本发明实施例二的系统图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，详细说明本发明的技术方案：

实施例一：

结合参考图1、图2、图3和图4，本发明提供一种投影机。

如图1所示，投影机101投影在贴有椭圆形投影膜103的透明橱窗玻璃102上。投影机101的投影区域为椭圆形，投影机101的椭圆形投影区域与投影膜的椭圆形完全吻合。

投影机101可以使用在透明橱窗上的背投，也可以使用在室内的正投。所述的椭圆形投影膜103可以是其它任意的形状，如图2所示汽车形状104、苹果形状105等。投影膜的种类可以是正投膜、背投膜、全息投影膜、液晶调光膜、自发光膜以及其它可以投影的成像膜等。这些膜可以配合投影机101在任何环境和场所进行使用，它们可以贴在透明的玻璃上也可以悬空挂在室内，应用范围广泛，包括汽车展示场、婚纱摄影、银行业、体育馆、百货量贩业、餐饮业、饭店业、连锁店、展览场、机场、电影歌剧院、车站、地铁、售票处、广告业、设计公司、灯光音响业、及任何有店面、橱窗、看板之营业场所、大楼玻璃外墙等很多场所，配合投影机101打造从没有过的视觉盛宴，让欣赏橱窗也成为一种享受。

如图1、图3所示，本实施例的投影机101主要有三个系统组成，分别是摄像模块、图像处理系统、投影系统。当投影机101固定安装在投影膜103的前方时，椭圆形投影膜103贴在透明橱窗玻璃102上，投影机101内的图像处理系统存放的测试图像数据通过投影系统投放出测试图像107。所述的图像处理系统存放的测试图像数据有测试图像106、各种单独颜色的静态图像、带方格数字标记的坐标图、带方格数字标记的尺寸图等。该测试图由投影系统投影出去的投影区域为方形并且投影出的图像完全的投影在投影膜103上，这样在椭圆形投影膜103上就会显示出投影机101投影出的测试图像，测试图像只在椭圆形投影膜103上显示，而其它多余的显示部分则投影在透明橱窗玻璃102上，由于透明所以反射的光很少，在玻璃上看不到很清晰的测试图像，在投影机101内的摄像模块将测试图像进行采集，采集到的图像包括椭圆形的显示区域和椭圆型投影膜103周边的测试图像，将摄像模块采集到的图像传送到图像处理系统，图像处理系统通过处理将椭圆形的轮廓清晰精确的提取出来作为输入图像的一个屏蔽，然后通过投影系统将图像投影出去，输入的图像被椭圆形的轮廓所屏蔽以后，投影出的图像只显示椭圆形轮廓内的图像，而椭圆形以外的图像为不投影，并且投影的椭圆形图像到椭圆形投影膜103上完全匹配。

如图2和图4所示，所述的图像处理系统内有多种测试图像，并且分为单色的测试图像和坐标尺寸的测试图像，单色的测试图像和坐标尺寸的测试图像分别都有多张。图像处理器先将单色的测试图像通过投影系统投影出去，接着有摄像模块采集进来并存放在图像处理器内，然后图像处理器又将下一张单色的测试图像通过投影系统投影出去，接着有摄像模块采集进来存放在图像处理器内，以此循环，直到图像处理器内单色的测试图像依次都通过投影系统投影出去后，然后有摄像模块采集到图像处理系统内。在图像处理系统里将摄像模块采集进来的每一幅单色的测试图像进行分析处理，通过对采集进来的每一幅测试图像进行分析及对比计算，最后分析处理出来一个只在椭圆形投影膜103投影显示的椭圆形形状图形，该椭圆型形状与椭圆形投影膜103的形状、大小完全相同。图像处理器内所有单色的测试图像全部投影完以后，计算分析出投影机101前面的将要投影显示区域的形状同时存放在图像处理器内。紧接着图像处理器内的坐标尺寸测试图像又通过投影系统投影到椭圆形投影膜103上，在椭圆形投影膜103上显示的是坐标尺寸测试图像，然后由投影机101内的摄像模块采集带有坐标尺寸测试图像的椭圆形显示区域图像，最后把该图像传送到图像处理系统。在图像处理系统内把坐标尺寸图像、摄像模块所采集到的椭圆形带坐标尺寸图像及之前图像处理系统经过数张单色测试图像分析出来的椭圆形图像进行计算分析，最后由图像处理系统整合出一个与椭圆形投影膜103一模一样的椭圆形，并经过投影系统投影出去的图像恰好与椭圆形投影膜103完全匹配。

所述的单色测试图像可以为静态图像也可以是动态图像，图像的分辨率可以为800×600，1024×768，1152×864，1280×600，1280×720，1280×768，1280×960，1280×1024，1400×1050，1440×900。单色测试图像的数量为多张并且都存放图像处理系统内，每一张单色测试图像通过投影系统投影出去有摄像模块采集返回后并保存才开始传输下一张单色测试图像到投影系统投影出去。单色测试图像的目的是为了摄像模块能够更好的通过各种颜色的反光效果精确地采集到投影机101前方投影膜的形状，通过多次投影和多次采集在图像处理系统内更精确的分析出投影机101前方投影膜的形状。

所述的坐标尺寸图像可以为静态图像也可以是动态图像，图像的分辨率可以为800×600，1024×768，1152×864，1280×600，1280×720，1280×768，1280×960，1280×1024，1400×1050，1440×900。坐标尺寸图像可以为单张和多张并且都存放在图像处理系统内。坐标尺寸图像是继单色测试图像全部采集完并由图像处理系统计算分析出投影机101前方投影膜的形状保存后才由投影系统投影出去。坐标尺寸图像可以是单张投影开始计算分析也可以是多张投影完计算分析，计算分析的是结合之前单色测试图像分析出来的图像和坐标尺寸图像进行分析处理出一个投影到椭圆形投影膜完全匹配的图像，然后图像处理系统把该图像作为一个图形屏蔽。坐标尺寸图像的目的是为了不管摄像模块在任何角度采集进来的图像通过图像处理系统处理后投影出去的图像区域与投影膜的形状比例大小都完全匹配。

所述的投影机101，当视频信号输入通过图像处理时，图像处理器就会把最终处理出来的图形屏蔽与该视频信号结合，经过投影系统投影出去。投影系统投影出去视频正好投影在椭圆形投影膜103上，视频通过图形屏蔽后投影出来的显示区域为屏蔽图形的椭圆形状并且正好与椭圆形投影膜103完全匹配。

所述的图形屏蔽，是在图像处理内生成的并且与摄像模块采集进来的单色测试图像和坐标尺寸图像联系在一起的。如果摄像模块采集进来的单色测试图像和坐标尺寸发生了变化，所述的图像屏蔽也就跟随着发生变化。

所述的投影机101是一款智能特效投影机，可以根据将要投影不同形状的区域自动地改变投影出来图像的投影显示区域形状并且完全匹配。

实施例二：

结合图5和图6，投影机110结合交互式投影。投影机110通过人在玻璃上画出任意形状图形，投影机110能自动的将图像投影到玻璃上的该形状图形内，并且完全匹配。

如图5、图6所示，在透明的玻璃上贴上触摸膜，接着贴着成像膜，投影机110在成像膜面向透明玻璃面背投。触摸膜在投影机110的交互系统内有一个相对坐标，当人开始在玻璃面上用手在玻璃上画了圆形109，在触摸膜上就会感应出一个圆形109的相对坐标轨迹，将圆形109相对坐标轨迹传输到投影机110的交互系统内，在交互系统内对圆形109相对坐标轨迹做分析处理并以圆形109做成一个屏蔽，最后将该屏蔽传送到图像处理系统，在图像处理系统内输入的视频与该屏蔽结合，然后由投影系统投影出去，投影出去的图像为圆形109内，圆形109以外的图像都被显示为黑色，在投影系统黑色为不投影，所以在玻璃上只会呈现出圆形109形状的显示区域，并且与用手在玻璃上画的圆形109的区域完全匹配。

所述的屏蔽，为任意形状。是人在玻璃上画的任意一个形状传到投影机110的交互系统内，经过分析处理形成一个在触摸膜上的形状，用该形状来作为屏蔽，该屏蔽是形状以外为黑色用遮挡视频的输出，而形状内为空心，做视频的显示。黑色在投影系统内为不投影，所以由投影系统投影出去的图像只在屏蔽形状内显示，而现实的区域形状也正好是人在玻璃上画的一个形状并且与之完全匹配。

上述发明实施例所描述的投影机，适用于任何商业场合的玻璃橱窗上，可以单独投影显示也可以交互投影适用，可以配合产品、品牌的形式在玻璃上以一种不一样的显示区域形状显示，更形象地突出视频及图像的宣传效果。

以上所述的仅是本发明的优选实施方式举例。应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干变型和改进，这些也应视为属于本发明的保护笵围。

Claims (9)

1.一种具有画面自适应功能的智能摄像投影系统，其特征在于：

a)包括摄像模块，用于采集显示屏幕上的测试图像；

b)包括一个投影显示模块；

c)包括一个影像信号处理模块，其输出端连接至所述投影显示模块，所述摄像模块的输出端连接至所述影像信号处理模块的输入端；

d)包括一透明或半透明的显示屏幕，所述投影显示模块的输出图像投射于所述显示屏幕上。

2.如权利要求1所述的具有画面自适应功能的智能摄像投影系统，其特征在于：所述显示屏幕粘贴于一个面积大于显示屏幕的基板上。

3.如权利要求2所述的具有画面自适应功能的智能摄像投影系统，其特征在于：所述基板为透明的玻璃板，或者由透明的高分子材料制备的板材。

4.如权利要求1所述的具有画面自适应功能的智能摄像投影系统，其特征在于：所述摄像模块为单个或多个多波段照相或摄像模块，其中至少一个工作在可见光波段。

5.如权利要求5所述的具有画面自适应功能的智能摄像投影系统，其特征在于：有至少一个所述照相或摄像模块工作于红外波段。

6.如权利要求1所述的具有画面自适应功能的智能摄像投影系统，其特征在于：所述图像处理模块内设有测试图像，所述测试图像是动态图像或静态图像，可以是单色图像或坐标尺寸图像。

7.一种具有画面自适应功能的投影方法，其特征在于：包括下列步骤：

(1)由图像处理模块将测试图像通过投影显示模块投射到显示屏幕上；

(2)用摄像模块采集显示屏幕上的测试图像，并传输给图像处理模块；

(3)所述图像处理模块对采集的测试图像进行处理，生成遮罩图形，并与输入的视频图像相结合，经投影显示模块投影出遮罩图形形状的视频图像，使投影出去的图像与显示屏幕的轮廓完全匹配，实现投影显示。

8.根据权利要求7所述的具有画面自适应功能的投影方法，其特征在于：所述步骤(3)中的处理为，对拍摄到的测试图像进行分析解算，去除不属于显示屏幕的背景，获得屏幕的轮廓形状，以该形状作为遮罩图形。

9.根据权利要求7所述的具有画面自适应功能的投影方法，其特征在于：所述的遮罩图形与输入的视频图像相结合是对输入视频图像进行处理，遮蔽输入视频中位于遮罩图形形状之外的部分；同时对图像进行畸变改正处理。

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