本發(fā)明涉及激光投影技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種激光投影儀及其投影方法。

背景技術(shù)：

激光投影儀，是以激光作為投影光源，并將投影光源準直平行，利用偏轉(zhuǎn)鏡進行激光投影角度的偏轉(zhuǎn)，可以在不同的距離內(nèi)掃描投影出圖像的裝置，具有廣闊的應(yīng)用前景。

然而，目前的激光投影技術(shù)中，激光投影儀投影出來的激光光斑是作為所需投影的一個像素點使用的，但是實際投影過程中，由于內(nèi)部光學(xué)器件，例如分色棱鏡、減弱散斑裝置等的影響，投影出的激光光斑會出現(xiàn)擴散，導(dǎo)致投影的激光光斑比實際所需的像素點大，這種情況會造成投影模糊。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

鑒于現(xiàn)有技術(shù)激光投影過程中激光光斑擴散導(dǎo)致投影模糊的問題，提出了本發(fā)明的一種激光投影儀及其投影方法，以便克服上述問題或者至少部分地解決上述問題。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了如下技術(shù)方案：

依據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種激光投影儀的投影方法，該方法包括：

步驟1：獲取所述激光投影儀的點擴散函數(shù)h；

步驟2：根據(jù)目標投影圖像b和所述點擴散函數(shù)h，利用公式：

a＝f^-1(f(b)/f(h))，

計算獲得實際用于投影的圖像a，其中，f表示傅里葉變換，f^-1表示傅立葉變換的逆變換；

步驟3：將上述獲得的實際用于投影的圖像a進行投影。

可選地，所述步驟1中：獲取投影儀的點擴散函數(shù)h，包括：

獲取所述激光投影儀投影的激光光斑；

計算出所述激光光斑的質(zhì)心，以所述質(zhì)心為中心，將所述激光光斑置于像素網(wǎng)格中，根據(jù)所述激光光斑在所述像素網(wǎng)格中的亮度分布，對所述激光光斑進行離散化和歸一化處理，獲得所述激光投影儀的點擴散函數(shù)h。

可選地，所述像素網(wǎng)格的網(wǎng)格大小隨所述激光投影儀要投影的像素點大小調(diào)整。

可選地，所述激光投影儀設(shè)置有紅綠藍三色激光器；

所述步驟1中，具體包括：獲取所述激光投影儀各個顏色的激光器的點擴散函數(shù)h。

可選地，該方法還包括：

將所述獲得的點擴散函數(shù)h存入所述激光投影儀的存儲器中，以在每次投影前調(diào)用，計算所述實際用于投影的圖像a。

依據(jù)本發(fā)明的另外一個方面，提供了一種激光投影儀，該激光投影儀包括：點擴散函數(shù)獲取單元、實際投影圖像計算單元和投影單元；

所述點擴散函數(shù)獲取單元，用于獲取所述激光投影儀的點擴散函數(shù)h；

所述實際投影圖像計算單元，用于根據(jù)目標投影圖像b和所述點擴散函數(shù)h，利用公式：

a＝f^-1(f(b)/f(h))，

計算獲得實際用于投影的圖像a，并發(fā)送給所述投影單元，其中，f表示傅里葉變換，f^-1表示傅立葉變換的逆變換；

所述投影單元，用于接收上述獲得的實際用于投影的圖像a并進行投影。

可選地，所述點擴散函數(shù)獲取單元，包括光斑獲取單元和處理單元；

所述光斑獲取單元，用于獲取所述激光投影儀投影的激光光斑；

所述處理單元，用于計算出所述激光光斑的質(zhì)心，以所述質(zhì)心為中心，將所述激光光斑置于像素網(wǎng)格中，根據(jù)所述激光光斑在所述像素網(wǎng)格中的亮度分布，對所述激光光斑進行離散化和歸一化處理，獲得所述激光投影儀的點擴散函數(shù)h。

可選地，所述處理單元，還用于根據(jù)所述激光投影儀要投影的像素點大小，調(diào)整所述像素網(wǎng)格的網(wǎng)格大小。

可選地，所述投影單元設(shè)置有紅綠藍三色激光器；

所述點擴散函數(shù)獲取單元，具體用于獲取所述投影單元各個顏色的激光器的點擴散函數(shù)h。

可選地，該激光投影儀還包括存儲單元；

所述存儲單元，用于存儲所述點擴散函數(shù)獲取單元獲取的點擴散函數(shù)h；

所述實際投影圖像計算單元，進一步用于在每次投影前調(diào)用所述存儲單元中的點擴散函數(shù)h，結(jié)合所述目標投影圖像b，計算出實際用于投影的圖像a，并發(fā)送給所述投影單元。

綜上所述，本發(fā)明的有益效果是：

在投影之前，獲取激光投影儀的點擴散函數(shù)h，根據(jù)該點擴散函數(shù)h和目標投影圖像b，計算得到實際用于投影的圖像a，并將該實際用于投影圖形a進行投影，從而消除了投影過程激光光斑擴散的影響，可以投影出與目標投影圖像b一致的清晰圖像。

附圖說明

圖1為本發(fā)明一個實施例提供的一種激光投影儀的投影方法流程示意圖；

圖2為本發(fā)明一個實施例提供的一種激光投影儀的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明另一個實施例提供的一種激光投影儀的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為將激光光斑置于像素表格中的示意圖；

圖5為根據(jù)圖4所示的像素表格對激光光斑進行離散化和歸一化得到的量化矩陣。

具體實施方式

為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明實施方式作進一步地詳細描述。

實施例1

圖1為本發(fā)明一個實施例提供的一種激光投影儀的投影方法流程示意圖，如圖1所示，該激光投影儀的投影方法包括：

步驟1：s110，獲取激光投影儀的點擴散函數(shù)h。

點擴散函數(shù)(pointspreadfunction)，對光學(xué)系統(tǒng)來講，輸入物為一點光源時，其輸出像的光場分布，稱為點擴散函數(shù)。對于激光投影儀來說，激光器發(fā)出的激光光斑的亮度分布情況，即為其點擴散函數(shù)，獲取點擴散函數(shù)h，也就獲得了激光投影儀投影出的激光光斑的擴散情況。

步驟2：s120，根據(jù)目標投影圖像b和點擴散函數(shù)h，利用公式：

a＝f^-1(f(b)/f(h))，

計算獲得實際用于投影的圖像a，其中，f表示傅里葉變換，f^-1表示傅立葉變換的逆變換。

根據(jù)激光投影原理，激光投影儀以圖像b進行投影時，實際投影得到的圖像c為

c＝b*h，

其中，“*”表示卷積運算，為了獲得與要投影的目標投影圖像b清晰一致的投影圖像，這里將圖像b直接設(shè)定為實際投影得到的圖像，并設(shè)定圖像a為實際用于輸入給投影儀進行投影的圖像，則可得到

b＝a*h，

對上式兩側(cè)進行傅里葉變換，得

f(b)＝f(a*h)，

其中，f表示傅里葉變換，根據(jù)卷積定理：函數(shù)卷積的傅里葉變換是函數(shù)傅里葉變換的乘積，則上式變?yōu)?/p>

f(b)＝f(a)f(h)，

對上式移項，并進行傅里葉變換的逆變換，可得

a＝f^-1(f(b)/f(h))，

因此，根據(jù)目標投影圖像b和激光投影儀的點擴散函數(shù)h，通過上式的傅里葉變換公式，就可得到實際輸入給激光投影儀用于投影的圖像a。

步驟3：s130，將上述獲得的實際用于投影的圖像a進行投影，通過上述設(shè)定可知，此時實際獲得的投影圖像，與目標投影圖像b清晰一致。

這樣，通過獲取激光投影儀的點擴散函數(shù)h，根據(jù)點擴散函數(shù)h和目標投影圖像b計算實際用于投影的圖像a，并使用圖像a進行投影，可以消除投影過程中激光光斑擴散導(dǎo)致的投影圖像模糊的問題，提高投影質(zhì)量，獲得與要投影的投影圖像b清晰一致的投影圖像。

優(yōu)選地，步驟1中：獲取投影儀的點擴散函數(shù)h，包括：

步驟s111，獲取激光投影儀投影的激光光斑。

步驟s112，計算出激光光斑的質(zhì)心，以質(zhì)心為中心，將激光光斑置于像素網(wǎng)格中，根據(jù)激光光斑在像素網(wǎng)格中的亮度分布，對激光光斑進行離散化和歸一化處理，獲得激光投影儀的點擴散函數(shù)h。

圖4-圖5示出了本實施例中通過對激光光斑進行處理，獲得激光投影儀的點擴散函數(shù)h的過程，如圖4所示，將激光光斑420置于像素網(wǎng)格410中，激光光斑420的質(zhì)心即為激光光斑420的亮度分布中心，像素網(wǎng)格410的中心與激光光斑420的質(zhì)心重合。其中，圖4所示的像素網(wǎng)格410為3x3的像素網(wǎng)格，需要說明的是，該像素網(wǎng)格410并不限于3x3的樣式，也可使用分辨能力更高的像素網(wǎng)格，如4x4樣式的像素網(wǎng)格等，這里僅作為一種示意，并不代表對本發(fā)明的限制。

對于像素網(wǎng)格410中的每個網(wǎng)格，其上的激光光斑420亮度分布不同，以該像素網(wǎng)格410對激光光斑420進行離散化，同時進行歸一化，可得到如圖5所示的量化矩陣510，量化矩陣510中的各個數(shù)字代表激光光斑420在對應(yīng)網(wǎng)格中的亮度分布，所有數(shù)字的加和為1，代表一個激光光斑，該量化矩陣510即為激光投影儀的點擴散函數(shù)h。

優(yōu)選地，上述所使用的像素網(wǎng)格410的網(wǎng)格大小隨激光投影儀要投影的像素點大小調(diào)整，網(wǎng)格大小與像素點大小保持一致，以保證準確計算實際用于投影的圖像a。

優(yōu)選地，該激光投影儀設(shè)置有紅綠藍三色激光器；步驟1中，具體包括：獲取激光投影儀各個顏色的激光器的點擴散函數(shù)h，對每種顏色的激光光斑都進行處理，獲取點擴散函數(shù)h，可以實現(xiàn)投影儀的彩色投影，同時對彩色投影中每一種顏色的激光，都能消除其激光光斑擴散導(dǎo)致的圖像模糊，提高投影質(zhì)量。

優(yōu)選地，該激光投影儀的投影方法還包括：

步驟4：s140，將獲得的點擴散函數(shù)h存入激光投影儀的存儲器中，以在每次投影前調(diào)用，計算實際用于投影的圖像a。將已經(jīng)測定好的點擴散函數(shù)h存入激光投影儀的存儲器中，每次調(diào)用使用，可以減少投影的工作量，更優(yōu)選地，還可以對存入的點擴散函數(shù)h進行定期的更新，以保證點擴散函數(shù)h的準確性。

實施例2

本發(fā)明還公開了一種激光投影儀，圖2示出了該激光投影儀一個實施例的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖2所示，該激光投影儀包括：點擴散函數(shù)獲取單元210、實際投影圖像計算單元220和投影單元230。

點擴散函數(shù)獲取單元210，用于獲取激光投影儀的點擴散函數(shù)h。

實際投影圖像計算單元220，用于根據(jù)目標投影圖像b和點擴散函數(shù)h，利用公式：

a＝f^-1(f(b)/f(h))，

計算獲得實際用于投影的圖像a，并發(fā)送給投影單元230，其中，f表示傅里葉變換，f^-1表示傅立葉變換的逆變換。

投影單元230，用于接收上述獲得的實際用于投影的圖像a并進行投影。

優(yōu)選地，點擴散函數(shù)獲取單元210，包括光斑獲取單元211和處理單元212。

光斑獲取單元211，用于獲取激光投影儀投影的激光光斑。例如，該光斑獲取單元211可以是感光板等。

處理單元212，用于計算出激光光斑的質(zhì)心，以該質(zhì)心為中心，將激光光斑置于像素網(wǎng)格中，根據(jù)激光光斑在像素網(wǎng)格中的亮度分布，對激光光斑進行離散化和歸一化處理，獲得激光投影儀的點擴散函數(shù)h。具體的處理過程請參考實施例1中的描述與圖4-5，在此不再贅述。

優(yōu)選地，處理單元212，還用于根據(jù)激光投影儀要投影的像素點大小，調(diào)整像素網(wǎng)格的網(wǎng)格大小。

優(yōu)選地，本激光投影儀的投影單元230設(shè)置有紅綠藍三色激光器；點擴散函數(shù)獲取單元210，具體用于獲取投影單元230各個顏色的激光器的點擴散函數(shù)h。

實施例3

圖3示出了本發(fā)明激光投影儀的另一個實施例的結(jié)構(gòu)示意圖，與圖2所示實施例不同的是，該激光投影儀還包括存儲單元240。

存儲單元240，用于存儲點擴散函數(shù)獲取單元210獲取的點擴散函數(shù)h。進而，實際投影圖像計算單元240，進一步用于在每次投影前調(diào)用存儲單元240中的點擴散函數(shù)h，結(jié)合目標投影圖像b，計算出實際用于投影的圖像a，并發(fā)送給投影單元230。

本發(fā)明實施例2和實施例3所示的激光投影儀的有益效果同實施例1所示的投影方法相同，在此不再贅述。

以上所述，僅為本發(fā)明的具體實施方式，在本發(fā)明的上述教導(dǎo)下，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在上述實施例的基礎(chǔ)上進行其他的改進或變形。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明白，上述的具體描述只是更好的解釋本發(fā)明的目的，本發(fā)明的保護范圍應(yīng)以權(quán)利要求的保護范圍為準。