本发明涉及图像处理技术领域，特别涉及一种投影设备的校准方法、装置、投影设备、终端设备及计算机可读存储介质。
背景技术：
当前可人机交互的投影设备(例如智能投影灯)受到越来越多用户的青睐，该种投影设备一般主要由投影模组(用于投射操作系统)+景深模组组成。由于景深模组的投射面积大于投影模组的投射面积，所以用户在使用投影设备进行触控交互之前需要先进行校准操作，找到景深模组的投射面积和投影模组的投射面积的对应关系。
目前，投影设备采用的校准方式都为将校准图标投影到投影面上，用户需要手动点击投影出的校准图标来进行校准，并且当用户想要实现校准效果理想，对应需要点击的校准图标就会很多，导致用户的操作较多，降低用户使用体验。而且如果用户点击校准图标的位置不是很准确，还会造成校准的偏差，并最终导致后续交互效果差，进一步降低用户体验。因此如何能够实现投影设备自动校准就非常重要，从而可以减少用户操作，提高用户体验。
技术实现要素：
本发明的目的是提供一种投影设备的校准方法、装置、投影设备、终端设备及计算机可读存储介质，能够让投影设备实现自动校准功能，避免用户过多的校准操作或由于用户操作导致校准不准确问题。
为解决上述技术问题，本发明提供一种投影设备的校准方法，包括：
获取景深模组采集的图像信息；其中，所述图像信息包含投影模组投射的校准图像；
对所述图像信息进行图像处理，得到所述校准图像中各预设位置的像素信息；
利用所述像素信息，确定各所述预设位置在景深投影中的坐标信息；
根据所述坐标信息以及所述投影模组的投射面大小参数信息，确定所述景深模组与所述投影模组的坐标变换关系。
可选的，所述获取景深模组采集的图像信息，包括：
获取景深模组采集的图像信息；其中，所述图像信息包含投影模组投射的全屏为预设颜色的校准图像。
可选的，对所述图像信息进行图像处理，得到所述校准图像中各预设位置的像素信息，包括：
对所述图像信息进行二值化处理，得到灰度图像；
对所述灰度图像进行像素扫描，得到所述校准图像中各预设位置的像素信息。
可选的，对所述灰度图像进行像素扫描，得到所述校准图像中各预设位置的像素信息，包括：
对所述灰度图像进行像素扫描，得到所述校准图像中第一顶点和第二顶点的像素信息；其中，所述第一顶点和第二顶点为对角顶点。
可选的，根据所述坐标信息以及所述投影模组的投射面大小参数信息，确定所述景深模组与所述投影模组的坐标变换关系，包括：
根据所述第一顶点的坐标信息(px0，py0)、所述第二顶点的坐标信息(px1，py1)以及所述投影模组的投射面大小参数信息(screenx，screeny)，得到所述景深模组与所述投影模组的坐标变换关系：
其中，(touchx,touchy)为投影模组对应投影面中交互位置坐标信息，(x,y)为景深模组对应投影面中交互位置坐标信息，screenx为投影模组的投射面长度信息，screeny为投影模组的投射面宽度信息，px0，px1分别为投影模组的投射面长度最小值，最大值；py0，py1分别为投影模组的投射面宽度最小值，最大值。
本发明还提供一种投影设备的校准装置，包括：
图像获取模块，用于获取景深模组采集的图像信息；其中，所述图像信息包含投影模组投射的校准图像；
图像处理模块，用于对所述图像信息进行图像处理，得到所述校准图像中各预设位置的像素信息；
坐标信息获取模块，用于利用所述像素信息，确定各所述预设位置在景深投影中的坐标信息；
坐标变换关系确定模块，用于根据所述坐标信息以及所述投影模组的投射面大小参数信息，确定所述景深模组与所述投影模组的坐标变换关系。
可选的，所述图像处理模块，包括：
二值化单元，用于对所述图像信息进行二值化处理，得到灰度图像；其中，所述图像信息包含投影模组投射的全屏为预设颜色的校准图像；
像素扫描单元，用于对所述灰度图像进行像素扫描，得到所述校准图像中各预设位置的像素信息。
可选的，所述像素扫描单元具体为对所述灰度图像进行像素扫描，得到所述校准图像中第一顶点和第二顶点的像素信息的单元；其中，所述第一顶点和第二顶点为对角顶点。
可选的，所述坐标变换关系确定模块具体为根据所述第一顶点的坐标信息(px0，py0)、所述第二顶点的坐标信息(px1，py1)以及所述投影模组的投射面大小参数信息(screenx，screeny)，得到所述景深模组与所述投影模组的坐标变换关系的模块；其中，所述坐标变换关系具体为：
其中，(touchx,touchy)为投影模组对应投影面中交互位置坐标信息，(x,y)为景深模组对应投影面中交互位置坐标信息，screenx为投影模组的投射面长度信息，screeny为投影模组的投射面宽度信息，px0，px1分别为投影模组的投射面长度最小值，最大值；py0，py1分别为投影模组的投射面宽度最小值，最大值。
本发明还提供一种投影设备，包括：景深模组，投影模组，存储器以及处理器；其中，
所述存储器，用于存储计算机程序；
所述处理器，用于执行所述计算机程序时实现如上述任一项所述的投影设备的校准方法的步骤。
本发明还提供一种终端设备，包括如上述所述的投影设备。
本发明还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上述任一项所述的投影设备的校准方法的步骤。
本发明所提供的一种投影设备的校准方法，包括：获取景深模组采集的图像信息；其中，图像信息包含投影模组投射的校准图像；对图像信息进行图像处理，得到校准图像中各预设位置的像素信息；利用像素信息，确定各预设位置在景深投影中的坐标信息；根据坐标信息以及投影模组的投射面大小参数信息，确定景深模组与投影模组的坐标变换关系。
可见，该方法通过对景深模组采集的包含投影模组投射的校准图像的图像信息进行图像处理即可得到校准图像中各预设位置在景深投影中的坐标信息，进而确定景深模组与投影模组的坐标变换关系，从而实现对投影设备的校准；该方法在校准过程中无需人工操作，即实现自动校准功能，提高了用户体验；进一步由于该方法避免了人工操作，因此可以避免现有技术中由于用户操作导致校准不准确问题，即避免了由于人为因素导致的校准不准确的问题。本发明还提供了一种投影设备的校准装置、投影设备、终端设备及计算机可读存储介质，具有上述有益效果，在此不再赘述。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例所提供的投影设备的校准方法的流程图；
图2为本发明实施例所提供的投影模组投影图像的区域以及景深模组采集的图像区域范围示意图；
图3为本发明实施例所提供的投影模组投影图像的区域以及景深模组采集的图像区域范围平面示意图；
图4～图7为本发明实施例所提供的校准图像的示意图；
图8为本发明实施例所提供的坐标变换关系示意图；
图9为本发明实施例所提供的投影设备的校准装置的结构框图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参考图1，图1为本发明实施例所提供的投影设备的校准方法的流程图；该方法可以包括：
s100、获取景深模组采集的图像信息；其中，图像信息包含投影模组投射的校准图像。
目前投影设备包含景深模组和投影模组；其中，投影模组用来将操作系统输出的图像进行投影，景深模组用来获取交互位置信息。具体的，景深模组由测距装置(例如红外发射接收器)和相机(例如rgb相机)组成，其中，相机可以进行图像采集(例如rgb相机可以采集彩色图像)。因此本实施例中的景深模组采集的图像信息由景深模组中的相机完成。本实施例并不对相机进行具体限定，例如可以是由景深模组中的rgb相机采集的图像信息。
投影模组投影图像的区域和景深模组采集到的图像区域大小不同，投影模组投影图像的区域包含在景深模组采集的图像区域范围内，如图2、图3所示。其中，图3为从平面上展示的景深模组采集图像范围与投影满足的投影范围之间的关系。因此景深模组采集的图像信息中可以包含全部的投影模组的投影信息。而本实施例主要是通过对景深模组采集的图像信息进行图像识别进行完成校准功能，因此需要通过图像识别确定景深模组与投影模组的坐标变换关系。进而需要在对景深模组采集的图像信息进行图像处理的过程中确定投影模组的投影位置信息。
本实施例通过在对景深模组采集的图像信息中识别出投影模组投影的校准图像，进而根据识别出来的校准图像确定校准图像中各预设位置在景深投影中的坐标信息(可以表征出投影模组的整个投影区域的位置信息)，进而结合投影模组的投射面大小参数信息即可以确定景深模组与投影模组的坐标变换关系。
本实施例并不对校准图像进行限定，用户可以根据实际需求进行设定或修改。只要校准图像可以表征出投影模组的整个投影区域(即投影面)的位置信息即可。例如可以根据识别出的校准图像中的各预设位置在景深投影中的坐标信息能够确定投影模组的投影区域在景深模组中的长度最小坐标值和最大坐标值，以及宽度最小坐标值和最大坐标值。
例如可以是全屏为预设颜色的校准图像(如图4所示，其中黑色区域可以是红色等饱和度高的颜色)，也可以是投影模组的投影的四个顶角位置处的四个有颜色的点的校准图像(如图5所示，其中黑色区域可以是红色等饱和度高的颜色)，也可以是投影模组的投影的两个对角的顶角位置处的两个红色圆点的校准图像(如图6所示，其中黑色区域可以是红色等饱和度高的颜色，当然也可以是其他位置处存在能够确定投影模组的投影区域的位置的有颜色的点，进一步这里的点可以是圆形或者是矩形等本实施例对此并不进行限定)，也可以是投影模组的投影范围的边框为预设颜色而内部没有颜色的矩形(如图7所示，其中黑色边框可以是红色等饱和度高的颜色)。
s110、对图像信息进行图像处理，得到校准图像中各预设位置的像素信息。
s120、利用像素信息，确定各预设位置在景深投影中的坐标信息。
具体的，本实施例并不对图像处理的具体过程进行限定，只要其可以识别出校准图像中的各个预设位置即可。用户可以根据其实际设置的校准图像的特点进行相应算法的选择。例如当校准图像为图4～图6所示，可以采用边缘检测的方式确定各个预设位置的轮廓，并根据该轮廓确定各预设位置的像素信息。进一步，本实施例也不对边缘检测的具体方式进行限定。例如可以通过二值化方式进行边缘检测。
本实施例并不限定具体的校准图像中各预设位置的像素信息的获取方式。例如在对图像信息进行图像处理确定校准图像中各预设位置后，可以通过逐行扫描的方式确定各预设位置的像素信息。当然也可以采用逐列扫描的方式确定各预设位置的像素信息。
在确定各预设位置的像素信息后，根据各预设位置的像素信息(位于第几行第几列)可以确定对应位置在景深投影中的坐标信息。
进一步，为了提高对景深模组采集的图像信息的处理效率，优选的，对图像信息进行图像处理，得到校准图像中各预设位置的像素信息可以包括：
对图像信息进行二值化处理，得到灰度图像；
对灰度图像进行像素扫描，得到校准图像中各预设位置的像素信息。
具体的，将景深模组采集的图像信息进行二值化处理得到灰度图像，对灰度图像进行像素扫描，确定校准图像中各预设位置对应的点(例如通过像素扫描确定第几行第几列为一个预设位置对应的点)，根据该点对应的像素扫描信息(如第几行第几列)确定各预设位置的像素信息。
本实施例并不对各预设位置的具体设置形式进行限定，只要其可以表征出投影模组的整个投影区域的位置信息即可。例如将图4中投影区域的四个顶点作为预设位置；也可以是将图4中投影区域的两个对角顶点作为预设位置(至于选取哪一种对角顶点可以由用户自行确定，一般情况下可以根据实际投影坐标系选择)；也可以是将图4中投影区域的两个对角顶点，以及投影范围长边的中心点和宽边的中心点作为预设位置。
进一步，为了在不降低校准准确性的基础上，减少数据处理复杂性。优选的，对灰度图像进行像素扫描，得到校准图像中第一顶点和第二顶点的像素信息；其中，第一顶点和第二顶点为对角顶点。
s130、根据坐标信息以及投影模组的投射面大小参数信息，确定景深模组与投影模组的坐标变换关系。
具体的，根据各预设位置的坐标信息就可以确定投影模组的投射面长度最小值在景深投影中的坐标值，投影模组的投射面长度最大值在景深投影中的坐标值；投影模组的投射面宽度最小值在景深投影中的坐标值，投影模组的投射面宽度最大值在景深投影中的坐标值。投影模组的投射面大小参数信息可以根据实际投影模组硬件参数确定，例如720p，1080p等对应的长度信息和宽度信息。在获取这些数据后可以根据景深模组采集图像的区域与投影模组的投影面的比例确定景深模组与投影模组的坐标变换关系。
进一步，当预设位置为对角顶点，即第一顶点和第二顶点时，且左上角为系统屏幕坐标原点)时，根据第一顶点的坐标信息(px0，py0)、第二顶点的坐标信息(px1，py1)以及投影模组的投射面大小参数信息(screenx，screeny)，得到景深模组与投影模组的坐标变换关系：
其中，(touchx,touchy)为投影模组对应投影面中交互位置坐标信息，(x,y)为景深模组对应投影面中交互位置坐标信息，screenx为投影模组的投射面长度信息，screeny为投影模组的投射面宽度信息，px0，px1分别为投影模组的投射面长度最小值，最大值；py0，py1分别为投影模组的投射面宽度最小值，最大值。
本实施例并不对具体的坐标变换关系进行限定，其可以根据用户实际选择的坐标系等发生相适应的改变，也可以按照预先设定的已知比例进行相适应的改变(例如按照投影模组的投影面的最大范围的一半来确定该坐标变换关系，此时仅仅是数学公式形式上的变换，其仍属于本实施例的保护范围内，这种情况仍可以理解为其根据比例可以表征投影模组的整个投影区域的位置信息)。
基于上述技术方案，本发明实施例提供的投影设备的校准方法，该方法通过对景深模组采集的包含投影模组投射的校准图像的图像信息进行图像处理即可得到校准图像中各预设位置在景深投影中的坐标信息，进而确定景深模组与投影模组的坐标变换关系，从而实现对投影设备的校准；该方法在不需要增加硬件的情况下通过图像处理(例如图像识别处理)完成校准功能，节约成本；其在校准过程中无需人工操作，即实现自动校准功能，提高了用户体验；进一步由于该方法避免了人工操作，因此可以避免现有技术中由于用户操作导致校准不准确问题，即避免了由于人为因素导致的校准不准确的问题，提高校准准确性。
基于上述实施例，本实施例中为了减小图像处理难度，提高图像处理效率以及图像识别准确性，优选的，获取景深模组采集的图像信息可以包括：
获取景深模组采集的图像信息；其中，图像信息包含投影模组投射的全屏为预设颜色的校准图像。
本实施例中的校准图像可以参考图4中黑色区域。本实施例并不对预设颜色进行限定。用户可以选取与周围区域颜色形成鲜明对比的颜色从而提高后续图像处理的效果，通过两个区域颜色的巨大反差提高对投影模组的投影区域的边缘进行检测的可靠性。例如周围区域为白色时，预设颜色可以选取红色。当用户启动校准后，投影模组投影出全屏的红色图像，红色图像与图像信息中的其他区域(白色)形成强烈对比。
进一步，当景深模组采集的图像信息中包含投影模组投射的全屏为预设颜色的校准图像时，相应的对景深模组采集的图像信息进行图像处理的过程可以是：将景深模组采集的图像信息进行二值化处理得到灰度图像，此时投影模组的投影区域轮廓为白色像素点，其余为黑色像素点。然后再对灰度图像进行像素扫描(本实施例并不限定具体像素的扫描方式，例如可以是逐行扫描或者逐列扫描)，找到像素为白色的点即为红色矩形区域(校准图像)的轮廓点，再根据其对应的像素扫描信息(如第几行第几列)确定各预设位置的像素信息。具体算法可以参考opencv图像处理框架，可以直接集成opencv算法库获取到校准图像的轮廓数据。
下面请参考图8，以4个预设位置为例说明上述坐标变换关系推导过程。投影范围即校准图像在景深投影中四个角的顶点坐标左下、左上、右下、右上分别为(px0，py0)、(px0，py1)、(px1，py0)、(px1，py1)，景深模组采集的图像范围四个角的顶点坐标左下、左上、右下、右上分别为(0，0)、(0，h)、(w，0)、(w，h)，由于景深模组返回的交互位置(例如用户点击位置)所在的坐标点位置是基于景深模组采集的图像范围，即得到的交互位置坐标点的值在(0，0)到(w，h)坐标范围内，在从景深模组得到交互位置坐标点后，通过投影区域轮廓范围和景深模组采集图像范围的比例计算，得到实际在投影图像中点击的坐标位置。实际系统输出的图像大小为(screenx，screeny)(该大小为已知值，比如720p，1080p等，由系统定义)，定义在输出图像上实际点击的位置为(touchx，touchy)，这样计算touchx和touchy的计算公式为：
通过以上两个公式即可得到在投影图像上实际交互位置的坐标信息。此时如果从景深模组得到交互位置坐标不在投影区域范围内，则该点忽略不做处理，认为其不为交互操作点。
基于上述技术方案，本发明实施例提供的投影设备的校准方法，该方法在不需要增加硬件的情况下通过图像处理(例如图像识别处理)完成校准功能，节约成本；其在校准过程中无需人工操作，即实现自动校准功能，提高了用户体验；进一步由于该方法避免了人工操作，因此可以避免现有技术中由于用户操作导致校准不准确问题，即避免了由于人为因素导致的校准不准确的问题；进一步校准图像为全屏预设颜色区域可以提高图像处理效率和准确性，进而提高校准准确性。
下面对本发明实施例提供的投影设备的校准装置、投影设备、终端设备及计算机可读存储介质进行介绍，下文描述的投影设备的校准装置、投影设备、终端设备及计算机可读存储介质与上文描述的投影设备的校准方法可相互对应参照。
请参考图9，图9为本发明实施例所提供的投影设备的校准装置的结构框图；该装置可以包括：
图像获取模块100，用于获取景深模组采集的图像信息；其中，图像信息包含投影模组投射的校准图像；
图像处理模块200，用于对图像信息进行图像处理，得到校准图像中各预设位置的像素信息；
坐标信息获取模块300，用于利用像素信息，确定各预设位置在景深投影中的坐标信息；
坐标变换关系确定模块400，用于根据坐标信息以及投影模组的投射面大小参数信息，确定景深模组与投影模组的坐标变换关系。
基于上述实施例，图像处理模块200可以包括：
二值化单元，用于对图像信息进行二值化处理，得到灰度图像；其中，图像信息包含投影模组投射的全屏为预设颜色的校准图像；
像素扫描单元，用于对灰度图像进行像素扫描，得到校准图像中各预设位置的像素信息。
基于上述实施例，像素扫描单元具体为对灰度图像进行像素扫描，得到校准图像中第一顶点和第二顶点的像素信息的单元；其中，第一顶点和第二顶点为对角顶点。
基于上述实施例，坐标变换关系确定模块400具体为根据第一顶点的坐标信息(px0，py0)、第二顶点的坐标信息(px1，py1)以及投影模组的投射面大小参数信息(screenx，screeny)，得到景深模组与投影模组的坐标变换关系的模块；其中，坐标变换关系具体为：
其中，(touchx,touchy)为投影模组对应投影面中交互位置坐标信息，(x,y)为景深模组对应投影面中交互位置坐标信息，screenx为投影模组的投射面长度信息，screeny为投影模组的投射面宽度信息，px0，px1分别为投影模组的投射面长度最小值，最大值；py0，py1分别为投影模组的投射面宽度最小值，最大值。
需要说明的是，基于上述任意实施例，所述装置可以是基于可编程逻辑器件实现的，可编程逻辑器件包括fpga，cpld，单片机等。
本发明实施例还一种投影设备，包括：景深模组，投影模组，存储器以及处理器；其中，
存储器，用于存储计算机程序；
处理器，用于执行计算机程序时实现如上述任意实施例所述的投影设备的校准方法的步骤。如处理器当获取景深模组采集的图像信息；其中，图像信息包含投影模组投射的校准图像；对图像信息进行图像处理，得到校准图像中各预设位置的像素信息；利用像素信息，确定各预设位置在景深投影中的坐标信息；根据坐标信息以及投影模组的投射面大小参数信息，确定景深模组与投影模组的坐标变换关系。
本发明实施例还一种终端设备，包括上述实施例所述的投影设备。具体的，本实施例并不对终端设备进行限定，其可以是手机或者是投影机。
本发明实施例还一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现如上述任意实施例所述的投影设备的校准方法的步骤。如计算机程序被处理器执行时实现获取景深模组采集的图像信息；其中，图像信息包含投影模组投射的校准图像；对图像信息进行图像处理，得到校准图像中各预设位置的像素信息；利用像素信息，确定各预设位置在景深投影中的坐标信息；根据坐标信息以及投影模组的投射面大小参数信息，确定景深模组与投影模组的坐标变换关系。
该计算机可读存储介质可以包括：u盘、移动硬盘、只读存储器(read-onlymemory，rom)、随机存取存储器(randomaccessmemory，ram)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以直接用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(ram)、内存、只读存储器(rom)、电可编程rom、电可擦除可编程rom、寄存器、硬盘、可移动磁盘、cd-rom、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。
以上对本发明所提供的一种投影设备的校准方法、装置、投影设备、终端设备及计算机可读存储介质进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。