專利名稱：投影顯示圖像顏色失真校正方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種投影顯示領(lǐng)域的數(shù)字圖像顏色校正方法，尤其涉及一種在日常生 活中常見的帶有紋理或圖案的表面上進(jìn)行投影顯示時的圖像顏色失真校正方法。
背景技術(shù)：
隨著投影顯示技術(shù)的發(fā)展和便攜式設(shè)備普遍的需求，投影顯示設(shè)備逐漸向便攜式 甚至縮微化的方向發(fā)展。由此，投影圖像將不再只是在暗室環(huán)境下及白色屏幕上顯示，而需 要在通常照明環(huán)境下的帶有紋理或者圖案的彩色表面上進(jìn)行顯示。此時，投影顯示圖像將 會受到環(huán)境照明的影響和表面上顏色的干擾而出現(xiàn)人眼視覺感知圖像的失真。為了保真地再現(xiàn)投影圖像，通常需要采用如圖1所示由投影儀、相機和微處理及 存儲系統(tǒng)三個部分組成的新型投影顯示系統(tǒng)(簡稱投影儀相機系統(tǒng))，設(shè)系統(tǒng)的顏色通道 為η。此時，如圖2所示，由于輸入原始圖像每個像素的顏色值向量Iin將經(jīng)過投影儀顯示、 屏幕反射和相機成像三個過程而獲得輸出圖像對應(yīng)像素的顏色值向量I。ut，其中顏色向量 記為I = W1, d2，…，dn]T，《表示顏色值的第η個通道分量。Lp和Lc表示投影顯示和經(jīng) 過顯示表面反射后的輻射度值向量，記為L = [I1, I2,..., 1η]τ，In表示輻射度值的第η個 通道分量。從Iin到Lp的映射關(guān)系和從Lp到Iin的逆映射關(guān)系分別記為fP和fp—1。從Lp到 Lc的映射關(guān)系和從L。到Lp的逆映射關(guān)系分別記為fs和fV1。從L。到I。ut的映射關(guān)系和從 Iout到L。的逆映射關(guān)系分別記為f。和U1?；谝陨闲滦屯队帮@示系統(tǒng)，已有的投影圖像校正方法主要分為兩類，其中一類 是空間獨立校正方法，如美國哥倫比亞大學(xué)Shree K. Nayar和Michael D. Grossberg等人 分別在忽略環(huán)境光和考慮環(huán)境光影響的前提下建立了帶紋理表面投影顯示的輻射度模型 并提出了以原始圖像作為目標(biāo)圖像的校正方法；德國魏瑪大學(xué)Oliver Bimber等人則忽略 了投影儀和相機顏色通道之間的耦合效應(yīng)，抽象出一種更簡化的模型，并建立了一種適合 多投影儀的校正算法。該類算法對圖像中每個像素點的顏色單獨進(jìn)行校正，而且不考慮該 點投影顯示再現(xiàn)的可行范圍，具有簡單高效的特點，但魯棒性較差，適應(yīng)范圍小。另一類是 空間相關(guān)的校正方法，如日本東京大學(xué)工業(yè)科學(xué)研究院Mark Ashdown等人將輸入圖像轉(zhuǎn) 換到設(shè)備無關(guān)的顏色空間并以其在暗室環(huán)境中純白屏幕上的投影顯示圖像作為理想目標(biāo) 圖像，并根據(jù)顯示表面每點色域的簡單描述以及人眼亮度視覺閾值特性建立補償模型與算 法。該類算法能彌補第一類算法魯棒性差的缺點，但是由于校正時需要綜合考慮顯示表面 的色度特性和人眼觀察圖像時的復(fù)雜視覺特性，效率往往很低，運算成本很高。針對投影儀 縮微化的發(fā)展趨勢，投影顯示圖像校正方法需要綜合考慮上述方法的優(yōu)缺點，從而在成本、 性能和功能等多個方面都能達(dá)到最優(yōu)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種投影顯示圖像顏色失真校正方法。
本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的一種投影顯示圖像顏色失真校正方 法，包括以下步驟(1)幾何映射建立輸入圖像每個像素點的坐標(biāo)到輸出圖像對應(yīng)像素點坐標(biāo)之間 的幾何對應(yīng)關(guān)系。(2)輻射度定標(biāo)建立fP、f/1、fs、ff1、fc和fj1六種映射關(guān)系并確定投影儀輸出 輻射度Lp的動態(tài)范圍； 其中，Cliin表示輸入圖像像素的顏色值第i個通道分量，LUTp和invLUTp分別為投影
儀階調(diào)響應(yīng)曲線的正向和逆向查找表，M為3X3的耦合矩陣，LJj=P,/gp,ZftpT，為輸入圖
像像素的顏色值第i個通道分量df經(jīng)過投影儀階調(diào)響應(yīng)之后的輻射度值分量；K為3X3 的對角反射系數(shù)矩陣，“為環(huán)境照明光及背光調(diào)制向量；LUT。和irwLUT。分為相機響應(yīng)曲線 的正向及逆向查找表，(Vut表示輸出圖像像素的顏色值第i個通道分量，V為輸出圖像像 素的顏色值第i個通道分量(Vut所對應(yīng)的由顯示表面反射到達(dá)相機的輻射度值。(3)顏色失真校正輸入圖像計算對輸入的圖像進(jìn)行處理得到校正輸入圖像來對 表面的缺陷以及環(huán)境照明的影響帶來的顯示圖像的顏色失真進(jìn)行校正。本發(fā)明的有益效果是，本發(fā)明投影顯示圖像顏色失真校正方法將圖像顏色失真的 校正分為三個簡單地步驟，保證了校正過程的運算復(fù)雜度低，適應(yīng)于低端的微處理器，從而 降低運算成本。有兩種校正意圖供選擇，拓展了方法的適應(yīng)范圍，增加了投影顯示的功能。 同時，通過越界步驟的處理，校正圖像在有效補償屏幕顏色失真的同時確保方法的魯棒性。 而且，由于越界處理過程中會根據(jù)圖像內(nèi)容以及表面整體特征進(jìn)行適應(yīng)性地調(diào)整，保證了 校正輸出圖像的質(zhì)量，從而達(dá)到產(chǎn)品開發(fā)中兼顧成本、功能和性能的目的，有利于促進(jìn)投影 顯示從高端應(yīng)用向低端消費電子應(yīng)用方向拓展。


圖1是基于投影儀相機系統(tǒng)的投影顯示示意圖；圖2是新型投影顯示流程圖；圖3是投影顯示圖像顏色失真校正流程圖；圖4是S變換函數(shù)隨參數(shù)m變化的效果圖；圖5是測試表面("Flower")和測試圖像("No. 1”和"No. 2” )；圖6是投影儀通道響應(yīng)曲線的正向和逆向查找表；圖7是相機通道響應(yīng)曲線的正向和逆向查找表；圖8是“No. 1”測試圖像在“Flower”測試表面上的測試結(jié)果圖9是“No. 2”測試圖像在“Flower”測試表面上的測試結(jié)果圖。
具體實施例方式針對本發(fā)明中方法的實施，采用了型號為VGA NEC LT 30+的投影儀和型號為 HITACHI HV-D30的相機來組成投影儀相機系統(tǒng)，顏色通道數(shù)η為3，分別記為r、g、b通道， 通道的量化位數(shù)為8位。調(diào)整相機的視場使其包含整個投影顯示區(qū)域，并調(diào)整投影儀的輸 出亮度范圍在相機的動態(tài)范圍之內(nèi)。在本實例中，環(huán)境照明為一般辦公室內(nèi)的熒光燈照明。整個實施過程分為幾何映射、輻射度標(biāo)定和顏色失真校正輸入圖像計算三個部 分，按順序完成。(1)幾何映射幾何映射部分是用來建立輸入圖像每個像素點的坐標(biāo)到輸出圖像對應(yīng)像素點坐 標(biāo)之間的幾何對應(yīng)關(guān)系，已有的技術(shù)方法有很多，如專利文獻(xiàn)“投影圖像校正方法與裝置” 中的技術(shù)方法，采用5幅包括900個色塊的編碼圖。(2)輻射度定標(biāo)輻射度定標(biāo)部分是用來建立fP、f/1、fs、fs_\ 和fj1六種映射關(guān)系并確定投 影儀輸出輻射度Lp的動態(tài)范圍。根據(jù)文獻(xiàn)“A Projection System withRadiometric Compensation for Screen Imperfections”所述投影儀相機系統(tǒng)顯示圖像的數(shù)據(jù)流程，上 述六種映射關(guān)系可以采用公式(6)，(7)，(8)，(9)，(10)，(11)所示的數(shù)學(xué)方程來描述 其中，df表示輸入圖像像素的顏色值第i個通道分量，LUTp和irwLUTp分別為投 影儀階調(diào)響應(yīng)曲線的正向和逆向查找表』為3\3的耦合矩陣，14=[/。/丨,/^]",1/為輸入
圖像像素的顏色值第i個通道分量elf經(jīng)過投影儀階調(diào)響應(yīng)之后的輻射度值分量。
其中，K為3X3的對角反射系數(shù)矩陣，Le為環(huán)境照明光及背光調(diào)制向量。
其中，LUTc和irwLUTc分為相機響應(yīng)曲線的正向及逆向查找表，(Vut表示輸出圖像 像素的顏色值第i個通道分量，Ii0為輸出圖像像素的顏色值第i個通道分量(Vut所對應(yīng)的 由顯示表面反射到達(dá)相機的輻射度值。具體實施步驟如下，第一步，獲取相機噪聲圖像。將相機鏡頭的蓋子蓋上，抓取一張暗電流噪聲圖。第二步，建立投影儀階調(diào)響應(yīng)查找表LUTp和逆向查找表invLUTp。用實驗系統(tǒng)中的投影儀在暗室環(huán)境下及均勻漫反射屏幕中央投影一組灰色色塊， 色塊灰階值在
范圍內(nèi)均勻等間隔選取，色塊數(shù)目在8個以上，本實例中取(0，0，0)，(16，16，16)，(32,32,32), (48,48,48), (64,64,64), (80,80,80), (96,96,96), (112,112， 112)，(128，128，128)，(144，144，144)，(160，160，160)，(176，176，176)，(192，192，192)， (208，208，208)，(224，224，224)，(240，240，240)，(255，255，255)總共 17 個顏色值，投影的 同時在屏幕的正前方用分光光度計PR650測量得到各個色塊的亮度并用相機采集得到一 組色塊圖，將各個色塊的亮度值除去(0，0，0)背光輸出值并進(jìn)行歸一化，并采用三次樣條 差值的方法建立LUTp和invLUTp，如圖6所示。第三步，建立相機階調(diào)響應(yīng)查找表LUTe和逆向查找表invLUTc將相機采集得到的該組色塊輸出值減去噪聲輸出值，并以顏色值(255，255，255) 為參考白點對相機進(jìn)行白平衡校正，校正計算過程如數(shù)學(xué)公式 其中，d/_°ut是校正后的第j個色塊輸出的顏色值分量。然后，取色塊中間區(qū)域的 平均值作為相機的響應(yīng)值，將各個色塊的亮度值直接進(jìn)行歸一化，采用三次樣條插值的方 法建立LUTc和invLUTc，如圖7所示。第四步，建立耦合矩陣M及^1在屏幕上投影一組彩色色塊，顏色值分別為(255,0,0), (0,255,0), (0,0,255), (255，0，255)，(255，255，0)，(0，255，255)，并用相機采集得到一組色塊，同樣去除噪聲值并 進(jìn)行白平衡校正后去中間區(qū)域的平均值作為各個色塊的相機響應(yīng)輸出值。將漫反射屏幕的 對角反射系數(shù)矩陣取定為diag(l，l，l)，并由顏色值為(0，0，0)的輸出圖像去除噪聲并利 用相機通道響應(yīng)曲線的逆向查找表計算色塊內(nèi)的背光強度LE°，然后分別通過投影儀通道響 應(yīng)曲線的正向查找表求得各個彩色色塊對應(yīng)的Lp和Lp'，再通過最小二乘擬合的方法求得 第五步，獲得測試表面各個像素的反射系數(shù)矩陣K在測試表面上投影顯示m(大于2)幅充滿整個顯示區(qū)域的均勻灰色圖，例如m為 6，它們的顏色值分別為(0,0,0), (64，64，64)，(112，112，112)，(160，160，160)，(208，208， 208)，(255，255，255)，并用相機采集得到一組圖像，由顏色值為(0,0,0)的輸出圖像計算 顯示區(qū)域內(nèi)每個像素對應(yīng)的Le，然后由其他的輸出圖像計算得到每個像素對應(yīng)的一組Lp' 和L。，采用最小二乘方法擬合得到每個像素的K。第六步，確定投影儀輸出輻射度的動態(tài)范圍由投影儀的階調(diào)響應(yīng)查找表LUTp求得顏色值為(0，0，0)和(255，255，255)的輸
出輻射度，分別記為LP°和LP255，分別由LP°和Lp255向量中的元素的最大值(記為和最 小值(記為Ifflin255)即可求得投影儀輸出輻射度的動態(tài)范圍[S，β ]為[Ifflax0, Ifflin255]。(3)顏色失真校正輸入圖像計算顏色失真校正輸入圖像計算部分是用來對輸入的圖像進(jìn)行處理得到校正輸入圖 像來對表面的缺陷以及環(huán)境照明的影響帶來的顯示圖像的顏色失真進(jìn)行校正。如圖3所 示，該部分包括以下四個步驟第一步、確定校正意圖和計算目標(biāo)輻射度圖像。
將輸入的原始圖像投影到顯示表面之前，一方面，人們總是理想地期望校正輸出 輻射度圖像能在顯示表面上準(zhǔn)確地再現(xiàn)輸入的原始圖像，記為意圖一；另一方面，由于人們 已經(jīng)習(xí)慣于傳統(tǒng)的投影顯示，容易將顯示表面與純白色屏幕相比較，期望校正輸出輻射度 圖像能達(dá)到在純白色屏幕上且理想暗室環(huán)境下觀察時的顯示輸出結(jié)果，記為意圖二。若是 意圖一，目標(biāo)輻射度圖像各個像素的輻射度值可以由公式(13)來確定
(13)若是意圖二，目標(biāo)輻射度圖像各個像素的輻射度值可以由公式(14)來確定
(14)其中，Iing是表示輸入圖像經(jīng)幾何映射后的輸出圖像像素的顏色值，Lobj是表示目 標(biāo)輻射度圖像像素的輻射度值。具體實施步驟如下將兩種校正意圖分別對應(yīng)于投影顯示系統(tǒng)的兩種不同的工作模式，意圖一模式為 投影顯示系統(tǒng)的默認(rèn)模式，而意圖二模式為備選模式。當(dāng)工作在意圖一模式時，輸入圖像每 個像素的顏色值分別由上述實施過程建立的幾何映射并按照鄰近插值的方法賦給輸出圖 像對應(yīng)像素，然后按照公式(13)并由相機的階調(diào)響應(yīng)逆向查找表得到目標(biāo)輻射度圖像。類 似地，當(dāng)工作在意圖二模式時，輸入圖像每個像素的顏色值分別由上述實施過程建立的幾 何映射并按照鄰近插值的方法賦給輸出圖像對應(yīng)像素，然后按照公式(14)并由相機的階 調(diào)響應(yīng)逆向查找表得到目標(biāo)輻射度圖像。第二步、計算預(yù)校正輸出輻射度圖像。為了補償照明調(diào)制和顯示表面缺陷，需要計算預(yù)校正輸出輻射度圖像。具體實施步驟如下將步驟一得到的目標(biāo)輻射度圖像的每個像素的輻射度值按照公式(9)即可計算 得到預(yù)校正輸出輻射度圖像對應(yīng)像素的輻射度值第三步、越界處理。在投影儀的輸出范圍有限的前提下，預(yù)期校正輸出輻射圖像將會超出投影儀輸出 范圍的邊界，需要對預(yù)校正輸出輻射度圖像進(jìn)行越界處理。具體實施步驟如下首先，對預(yù)校正輻射度圖像中所有通道所有像素點的輻射度值進(jìn)行統(tǒng)計，忽略最 亮和最暗的h (如，0. 1%)個像素，求得所有輻射度值的最大值、最小值和平均值，分別記為 Max, Min 禾口 Mean ；然后，將預(yù)校正輻射度圖像中各個像素的輻射度值分別線性壓縮或拉伸到第二部 分步驟六確定的范圍[S，β]內(nèi)，得到向量X，如公式X= (β - δ ) · (Lp-Min) · (Max-Min)“1+ δ(3)最后，所有像素對應(yīng)的向量X再經(jīng)過一個S型函數(shù)進(jìn)行映射變換，如公式
(4)
其中，m 的計算公式為 m= (β-δ) · (Mean-Min) · (Max-Min) “1+ δ 0 取 η 等于 2， S型函數(shù)的形式隨參數(shù)m的變化的情況，如圖4所示。
第四步、計算校正需要的投影儀輸入圖像。由越界處理過后的預(yù)校正輸出輻射度圖像計算校正需要的投影儀輸入圖像。
具體實施步驟如下將越界處理過后的預(yù)校正輻射度圖像的輻射度值由耦合矩陣M和投影儀階調(diào)響 應(yīng)的逆向查找表且按照公式(6)計算得到校正需要的輸入圖像像素顏色值，然后由部分一 建立的幾何映射并按照臨近值插值的方法將該顏色值映射為投影儀輸入圖像對應(yīng)像素的 顏色值。采用如圖5所示的帶有一幅彩色圖案的測試表面和圖像處理算法中常采用的測試 圖像進(jìn)行實驗，兩幅測試圖像的兩種校正圖像如圖8，圖9所示，為了補償該測試表面的紅 色區(qū)域，在校正圖像對應(yīng)區(qū)域會偏綠色。采用15個色覺正常的觀察者直接對每組顯示圖 像，包括未校正顯示圖像(UD)和兩種校正顯示圖像(CD1和⑶2)，進(jìn)行喜好比較排序，結(jié)果 如下表所示，觀察者普遍喜歡校正的顯示圖像，而且更喜歡意圖一工作模式下的校正結(jié)果。
權(quán)利要求
一種投影顯示圖像顏色失真校正方法，其特征在于，包括以下步驟(1)幾何映射建立輸入圖像每個像素點的坐標(biāo)到輸出圖像對應(yīng)像素點坐標(biāo)之間的幾何對應(yīng)關(guān)系。(2)輻射度定標(biāo)建立fP、fP-1、fS、fS-1、fC和fC-1六種映射關(guān)系并確定投影儀輸出輻射度LP的動態(tài)范圍；fP∶LP＝MLP′，LP′＝M-1LPfS∶LC＝K(LP+LE) <mrow><msubsup> <mi>f</mi> <mi>S</mi> <mrow><mo>-</mo><mn>1</mn> </mrow></msubsup><mo>:</mo><msub> <mi>L</mi> <mi>P</mi></msub><mo>=</mo><msup> <mi>K</mi> <mrow><mo>-</mo><mn>1</mn> </mrow></msup><mrow> <mo>(</mo> <msub><mi>L</mi><mi>C</mi> </msub> <mo>-</mo> <msub><mi>KL</mi><mi>E</mi> </msub> <mo>)</mo></mrow> </mrow> <mrow><msub> <mi>f</mi> <mi>C</mi></msub><mo>:</mo><msubsup> <mi>d</mi> <mi>i</mi> <mi>out</mi></msubsup><mo>=</mo><msub> <mi>LUT</mi> <mi>C</mi></msub><mrow> <mo>(</mo> <msubsup><mi>l</mi><mi>i</mi><mi>C</mi> </msubsup> <mo>)</mo></mrow><mo>,</mo><mi>i</mi><mo>=</mo><mi>r</mi><mo>,</mo><mi>g</mi><mo>,</mo><mi>b</mi> </mrow> <mrow><msubsup> <mi>f</mi> <mi>C</mi> <mrow><mo>-</mo><mn>1</mn> </mrow></msubsup><mo>:</mo><msubsup> <mi>l</mi> <mi>i</mi> <mi>C</mi></msubsup><mo>=</mo><mi>inv</mi><msub> <mi>LUT</mi> <mi>C</mi></msub><mrow> <mo>(</mo> <msubsup><mi>d</mi><mi>i</mi><mi>out</mi> </msubsup> <mo>)</mo></mrow><mo>,</mo><mi>i</mi><mo>=</mo><mi>r</mi><mo>,</mo><mi>g</mi><mo>,</mo><mi>b</mi> </mrow>其中，diin表示輸入圖像像素的顏色值第i個通道分量，LUTP和invLUTP分別為投影儀階調(diào)響應(yīng)曲線的正向和逆向查找表，M為3×3的耦合矩陣，liP為輸入圖像像素的顏色值第i個通道分量diin經(jīng)過投影儀階調(diào)響應(yīng)之后的輻射度值分量；K為3×3的對角反射系數(shù)矩陣，LE為環(huán)境照明光及背光調(diào)制向量；LUTC和invLUTC分為相機響應(yīng)曲線的正向及逆向查找表，diout表示輸出圖像像素的顏色值第i個通道分量，liC為輸出圖像像素的顏色值第i個通道分量diout所對應(yīng)的由顯示表面反射到達(dá)相機的輻射度值。(3)顏色失真校正輸入圖像計算對輸入的圖像進(jìn)行處理得到校正輸入圖像來對表面的缺陷以及環(huán)境照明的影響帶來的顯示圖像的顏色失真進(jìn)行校正。FSA00000090341900011.tif,FSA00000090341900012.tif,FSA00000090341900016.tif
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述投影顯示圖像顏色失真校正方法，其特征在于，所述步驟(2)具 體如下(A)獲取相機噪聲圖像將相機鏡頭的蓋子蓋上，抓取一張暗電流噪聲圖。(B)建立投影儀階調(diào)響應(yīng)查找表LUTP和逆向查找表invLUTp用投影儀在暗室環(huán)境下及 均勻漫反射屏幕中央投影一組灰色色塊，色塊灰階值在W，255]范圍內(nèi)均勻等間隔選取， 色塊數(shù)目在8個以上，投影的同時在屏幕的正前方用分光光度計PR650測量得到各個色塊 的亮度并用相機采集得到一組色塊圖，將各個色塊的亮度值除去(0，0，0)背光輸出值并進(jìn) 行歸一化，并采用三次樣條差值的方法建立LUTP和invLUTp。(C)建立相機階調(diào)響應(yīng)查找表LUTe和逆向查找表invLUTe將相機采集得到的該組色塊 輸出值減去噪聲輸出值，并以顏色值(255，255，255)為參考白點對相機進(jìn)行白平衡校正， 校正過程如下 其中，d/_°ut是校正后的第j個色塊輸出的顏色值分量。然后，取色塊中間區(qū)域的平均 值作為相機的響應(yīng)值，將各個色塊的亮度值直接進(jìn)行歸一化，采用三次樣條插值的方法建 立 LUTC 和 invLUTc。(D)建立耦合矩陣M及在屏幕上投影一組彩色色塊，顏色值分別為(255，0，0)，(0， 255,0), (0,0,255), (255，0，255)，(255，255，0)，(0，255，255)，并用相機采集得到一組色塊，同樣去除噪聲值并進(jìn)行白平衡校正后去中間區(qū)域的平均值作為各個色塊的相機響應(yīng)輸 出值。將漫反射屏幕的對角反射系數(shù)矩陣取定為diag(l，l，l)，并由顏色值為(0，0，0)的輸 出圖像去除噪聲并利用相機通道響應(yīng)曲線的逆向查找表計算色塊內(nèi)的背光強度“°，然后分 別通過投影儀通道響應(yīng)曲線的正向查找表求得各個彩色色塊對應(yīng)的LP和L/，再通過最小 二乘擬合的方法求得 (E)獲得測試表面各個像素的反射系數(shù)矩陣K在測試表面上投影顯示m幅充滿整個顯 示區(qū)域的均勻灰色圖，m大于2，并用相機采集得到一組圖像，由顏色值為(0，0，0)的輸出圖 像計算顯示區(qū)域內(nèi)每個像素對應(yīng)的LE，然后由其他的輸出圖像計算得到每個像素對應(yīng)的一 組LP'和Le，采用最小二乘方法擬合得到每個像素的K。(F)確定投影儀輸出輻射度的動態(tài)范圍由投影儀的階調(diào)響應(yīng)查找表LUTP求得顏色值 為(0，0，0)和(255，255，255)的輸出輻射度，分別記為LP°和LP255，分別由LP°和LP255向量中 的元素的最大值(記為和最小值(記為lmin255)，即可求得投影儀輸出輻射度的動態(tài)范 圍[S，3 ]為[lmax°，lfflin255]。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述投影顯示圖像顏色失真校正方法，其特征在于，所述步驟(3)具 體如下(a)確定校正意圖和計算目標(biāo)輻射度圖像將輸入的原始圖像投影到顯示表面之前， 一方面，人們總是理想地期望校正輸出輻射度圖像能在顯示表面上準(zhǔn)確地再現(xiàn)輸入的原始 圖像，記為意圖一；另一方面，由于人們已經(jīng)習(xí)慣于傳統(tǒng)的投影顯示，容易將顯示表面與純 白色屏幕相比較，期望校正輸出輻射度圖像能達(dá)到在純白色屏幕上且理想暗室環(huán)境下觀察 時的顯示輸出結(jié)果，記為意圖二。若是意圖一，目標(biāo)輻射度圖像各個像素的輻射度值可以由下式來確定 若是意圖二，目標(biāo)輻射度圖像各個像素的輻射度值可以由下式來確定 其中，Iing是表示輸入圖像經(jīng)幾何映射后的輸出圖像像素的顏色值，L。bj是表示目標(biāo)輻 射度圖像像素的輻射度值。(b)計算預(yù)校正輸出輻射度圖像。將步驟(a)得到的目標(biāo)輻射度圖像的每個像素的輻 射度值按照了s、Lp=K ILc-KJ^)得到預(yù)校正輸出輻射度圖像對應(yīng)像素的輻射度值。(c)越界處理首先，對預(yù)校正輻射度圖像中所有通道所有像素點的輻射度值進(jìn)行統(tǒng) 計，忽略最亮和最暗的h個像素，h為百分?jǐn)?shù)，求得所有輻射度值的最大值、最小值和平均 值，分別記為MaX，Min和Mean ；然后，將預(yù)校正輻射度圖像中各個像素的輻射度值分別線性 壓縮或拉伸到步驟(F)確定的范圍[6，日]內(nèi)，得到向量X:X = - 8 ) (Lp-Min) (Max-Min)8 ；最后，所有像素對應(yīng)的向量X再經(jīng)過一個S型函數(shù)進(jìn)行映射變換 (d)計算校正需要的投影儀輸入圖像將越界處理過后的預(yù)校正輻射度圖像 的輻射度值由耦合矩陣M和投影儀階調(diào)響應(yīng)的逆向查找表且按照fP:LP = MLP'， /,P=LUTP(<") / = 6得到校正需要的輸入圖像像素顏色值，然后由步驟(1)建立的幾 何映射并按照臨近值插值的方法將該顏色值映射為投影儀輸入圖像對應(yīng)像素的顏色值。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種投影顯示圖像顏色失真校正方法，將圖像顏色失真的校正分為幾何映射、輻射度定標(biāo)和顏色失真校正輸入圖像計算這三個簡單地步驟，保證了校正過程的運算復(fù)雜度低，適應(yīng)于低端的微處理器，從而降低運算成本。有兩種校正意圖供選擇，拓展了方法的適應(yīng)范圍，增加了投影顯示的功能。同時，通過越界步驟的處理，校正圖像在有效補償屏幕顏色失真的同時確保方法的魯棒性。而且，由于越界處理過程中會根據(jù)圖像內(nèi)容以及表面整體特征進(jìn)行適應(yīng)性地調(diào)整，保證了校正輸出圖像的質(zhì)量，從而達(dá)到產(chǎn)品開發(fā)中兼顧成本、功能和性能的目的，有利于促進(jìn)投影顯示從高端應(yīng)用向低端消費電子應(yīng)用方向拓展。
文檔編號H04N9/31GK101860761SQ20101014851
公開日2010年10月13日 申請日期2010年4月16日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月16日
發(fā)明者徐海松, 鄒文海 申請人:浙江大學(xué)