投影显示优化方法、光谱成像设备和终端设备与流程

本申请涉及光学处理，更为具体地说，涉及一种投影显示优化方法、光谱成像设备和终端设备。

背景技术：

1、投影设备，又称投影仪或投影机，是一种可以将图像内容投影到目标区域(例如，投影幕布区域、墙壁空白区域等)上的电子设备。目前，在通过投影设备将图像内容投影到目标区域之前，需要对投影设备进行调光，以保证准确的显示。

2、目前影响投影设备的投影效果的主要两大外界因素：环境光以及投射到的目标区域的投射面的情况，因此，如果能够针对环境光和投射面的情况来对投影显示进行优化，将可以显著提高投影设备的投影效果。

3、因此，期望提供一种投影显示优化方案。

技术实现思路

1、本申请实施例提供了一种获取投影显示优化方法、光谱成像设备和终端设备，其能够基于由多个不同亮度的任意颜色的色块组成的基本校准图像的马赛克重复图像获得投射面的小区域的反射光谱来计算投射面的小区域的反射参数，从而优化投影设备的投影效果。

2、根据本申请的一方面，提供了一种投影显示优化方法，包括：通过无照射情况下和均匀光照射情况下的投射面图像确定投射面的类型；响应于所述投射面的类型是非均匀投射面，确定设定图像的基底光光谱，所述设定图像包括由多个不同亮度的任意颜色的色块组成的基本校准图像的马赛克重复图像；向投射面的目标区域投射所述设定图像，并获取从所述投射面的目标区域反射的所述设定图像的反射谱；基于所述设定图像的所述多个色块对应的反射谱计算环境光光谱和投射面的反射谱；以及，基于所述环境光光谱和所述投射面的反射谱对所述投射面的反射图像进行线性采样和平滑，以得到所述投射面的优化的反射图像。

3、在上述投影显示优化方法中，确定设定图像的基底光色包括：将已知光谱的rgb颜色为(0，0，0)颜色的基底光投射到投射面的目标区域；以及，获取所述基底光在所述投射面的目标区域的反射谱以作为所述基底光光谱。

4、在上述投影显示优化方法中，所述设定图像的反射谱包括所述基底光的反射谱，所述设定图像中的多个色块的反射谱和环境光的反射谱。

5、在上述投影显示优化方法中，基于所述设定图像的所述多个色块对应的反射谱计算环境光光谱和投射面的反射谱包括：基于所述设定图像的反射谱，定义与所述多个色块中的各个色块对应的各个区域的反射谱。

6、在上述投影显示优化方法中，所述每个色块的反射谱通过光谱成像传感器获取，或者为预设光谱。

7、在上述投影显示优化方法中，基于所述设定图像的所述多个色块对应的反射谱计算环境光光谱和投射面的反射谱包括：确定每个色块对应的区域的反射谱关系为：

8、反射谱n＝(基底光光谱+环境光光谱)*反射率；

9、反射谱1＝(区域1光谱+环境光光谱)*反射率；

10、反射谱2＝(区域2光谱+环境光光谱)*反射率；

11、……

12、反射谱n-1＝(区域n-1光谱+环境光光谱)*反射率。

13、在上述投影显示优化方法中，基于所述设定图像的所述多个色块对应的反射谱计算环境光光谱和投射面的反射谱进一步包括：

14、定义损失函数loss为：

15、loss＝||反射谱1-(区域2光谱+环境光光谱)*反射率||+||反射谱2-(区域2光谱+环境光光谱)*反射率||+……+||反射谱n-1-(区域n-1光谱+环境光光谱)*反射率||+||反射谱n-(基底光光谱+环境光光谱)*反射率||，其中||·||表示向量或者矩阵的范数；

16、通过以最小二乘法求损失函数loss最小，以计算出所述环境光光谱和所述投射面的目标区域的反射率的最佳估计值。

17、在上述投影显示优化方法中，通过神经网络建模法从所述关系求解所述环境光光谱和所述投射面的目标区域的反射率。

18、在上述投影显示优化方法中，进一步包括：响应于所述投射面的类型是均匀投射面，确定设定图像的基底光光谱，所述设定图像包括由多个不同亮度的任意颜色的色块组成的基本校准图像。

19、在上述投影显示优化方法中，进一步包括：响应于所述投射面包括均匀投射面的第一区域和非均匀投射面的第二区域，确定设定图像的基底光光谱，所述设定图像包括与所述第一区域对应的由多个不同亮度的任意颜色的色块组成的第一基本校准图像和与所述第二区域对应的由多个不同亮度的任意颜色的色块组成的第二基本校准图像的马赛克重复图像。

20、在上述投影显示优化方法中，进一步包括：响应于所述投射面包括均匀投射面的第一区域和非均匀投射面的第二区域，确定设定图像的基底光光谱，所述设定图像包括由多个不同亮度的任意颜色的色块组成的基本校准图像的马赛克重复图像。

21、根据本申请的另一方面，提供了一种光谱成像设备，应用于如上所述的投影显示优化方法，用于获取设定图像的基底光光谱和/或所述设定图像的反射谱。

22、在上述光谱成像设备中，获取设定图像的基底光光谱和/或所述设定图像的反射谱包括：

23、确定关系式：

24、ck＝∫s(λ)ρ(λ)τ(λ)fk(λ)α(λ)dλ；

25、其中：ck表示所述光谱成像设备的第k个通道的像素值；s(λ)表示环境光光谱；ρ(λ)表示投射面的目标区域的反射率；τ(λ)表示所述光谱成像设备镜头的透射率；fk(λ)表示所述光谱成像设备的光谱成像传感器的第k个结构的透射率；α(λ)表示光谱成像设备的光谱成像传感器本身的光谱灵敏度；

26、上述参数满足关系式：

27、s(λ)ρ(λ)＝x；

28、τ(λ)fk(λ)α(λ)＝t；

29、ck＝y；

30、其中，xk是输入光谱在第k个结构处的光谱图像值，y是输出的对应该结构处的响应，得到：

31、y＝tx。

32、在上述光谱成像设备中，预先对所述设定图像的已知的多个色块进行标定，以通过已知的光谱成像设备的t及获得输出的响应y，来计算出输入光光谱x，所述输入光为所述基底光和/或所述反射光。

33、根据本申请的又一方面，提供了一种终端设备，包括如上所述的光谱成像设备。

34、本申请实施例提供的投影显示优化方法、光谱成像设备和终端设备，可以基于由多个不同亮度的任意颜色的色块组成的基本校准图像的马赛克重复图像获得投射面的小区域的反射光谱来计算投射面的小区域的反射参数，从而优化投影设备的投影效果。

技术特征：

1.一种投影显示优化方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其中，确定设定图像的基底光色包括：

3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述设定图像的反射谱包括所述基底光的反射谱，所述设定图像中的多个色块的反射谱和环境光的反射谱。

4.根据权利要求1所述的方法，其中，基于所述设定图像的所述多个色块对应的反射谱计算环境光光谱和投射面的反射谱包括：

5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述每个色块的反射谱通过光谱成像传感器获取，或者为预设光谱。

6.根据权利要求4所述的方法，其中，基于所述设定图像的所述多个色块对应的反射谱计算环境光光谱和投射面的反射谱包括：

7.根据权利要求6所述的方法，其中，基于所述设定图像的所述多个色块对应的反射谱计算环境光光谱和投射面的反射谱进一步包括：

8.根据权利要求7所述的方法，其中，通过神经网络建模法从所述关系求解所述环境光光谱和所述投射面的目标区域的反射率。

9.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：

10.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：

11.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：

12.一种光谱成像设备，应用于如权利要求1到11中任意一项所述的投影显示优化方法，用于获取设定图像的基底光光谱和/或所述设定图像的反射谱。

13.根据权利要求12所述的方法，其中，获取设定图像的基底光光谱和/或所述设定图像的反射谱包括：

14.根据权利要求13所述的方法，其中，预先对所述设定图像的已知的多个色块进行标定，以通过已知的光谱成像设备的t及获得输出的响应y，来计算出输入光光谱x，所述输入光为所述基底光和/或所述反射光。

15.一种终端设备，包括如权利要求12到14中任意一项所述的光谱成像设备。

技术总结
本申请涉及一种投影显示优化方法、光谱成像设备和终端设备。所述投影显示优化方法包括：通过无照射情况下和均匀光照射情况下的投射面图像确定投射面的类型；响应于所述投射面的类型是非均匀投射面，确定设定图像的基底光光谱，所述设定图像包括由多个不同亮度的任意颜色的色块组成的基本校准图像的马赛克重复图像；向投射面的目标区域投射所述设定图像，并获取从所述投射面的目标区域反射的所述设定图像的反射谱；基于所述设定图像的所述多个色块对应的反射谱计算环境光光谱和投射面的反射谱；以及，基于所述环境光光谱和所述投射面的反射谱对所述投射面的反射图像进行线性采样和平滑，以得到所述投射面的优化的反射图像。这样，能够优化投影设备的投影效果。

技术研发人员：方勇,黄志雷
受保护的技术使用者：北京与光科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/12/30