本發(fā)明涉及投影設(shè)備領(lǐng)域，具體為投影機畫面高動態(tài)范圍處理系統(tǒng)及其處理方法。

背景技術(shù)：

在投影機領(lǐng)域，動態(tài)范圍直接影響畫面的細(xì)節(jié)的表現(xiàn)程度。目前，投影機的動態(tài)范圍一般只有0-255級，可展現(xiàn)的細(xì)節(jié)不夠多，導(dǎo)致部分畫面的細(xì)節(jié)丟失，甚至顏色失真。直接限制了投影機的很多領(lǐng)域的深入使用。近年來HDR技術(shù)的出現(xiàn)，可以在圖像的采集端把原物的細(xì)節(jié)更多的捕捉下來，但是在投影機的顯示端，卻無法把這個采集到的細(xì)節(jié)都展示出來。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種投影機畫面高動態(tài)范圍處理系統(tǒng)及其處理方法，在投影機的圖像處理系統(tǒng)中，增加了HDR技術(shù)處理的圖片及視頻的解碼能力，并且，將使用圖像分析算法、動態(tài)gamma、光源動態(tài)功率調(diào)整等手段，提高畫面的動態(tài)范圍，使投影機的畫面展現(xiàn)出更多的細(xì)節(jié)，提升投影機對原始畫面的還原能力，展現(xiàn)出更多原物本來的細(xì)節(jié)。

具體的技術(shù)方案為：

投影機畫面高動態(tài)范圍處理系統(tǒng)及其處理方法，包括信號識別模塊、高級圖像分析模塊、光源驅(qū)動控制模塊、Gamma動態(tài)適配模塊、光源、投影成像模塊；

所述的信號識別模塊與高級圖像分析模塊連接，高級圖像分析模塊連接分別與光源驅(qū)動控制模塊、Gamma動態(tài)適配模塊連接，所述的光源驅(qū)動控制模塊與光源連接；Gamma動態(tài)適配模塊與投影成像模塊連接；

外部輸入的圖像信號，首先經(jīng)過信號識別模塊，進(jìn)行HDR信號的甄別及處理；然后，在高級圖像分析模塊中，對圖像進(jìn)行分析，把圖像分成若干個圖像小塊，并得出兩種信息，一是光源的驅(qū)動控制信息，一是gamma的需求信息，分別傳遞到下一級；光源驅(qū)動控制模塊，根據(jù)上級高級圖像分析模塊傳遞過來的信息，解析成每個光源的驅(qū)動信息，進(jìn)而控制圖像不同圖像小塊的亮度，最終提升圖像的動態(tài)范圍；Gamma動態(tài)適配模塊實現(xiàn)圖像小分塊內(nèi)部細(xì)節(jié)的動態(tài)范圍調(diào)整，不同的圖像小分塊使用不同的Gamma；最終處理過的圖像通過投影成像模塊投影到成像介質(zhì)上。

具體的，所述的信號識別模塊，對HDR信號進(jìn)行甄別及處理；外部輸入的信號，先進(jìn)行判斷是否HDR信號，如果不是HDR信號，就直接通過此模塊，不作處理；如果是HDR信號，先把HDR信號的多個圖片信息進(jìn)行整合，變成一張圖片信息；所述的HDR信號是每一幀的畫面由三張圖片組成，分別是欠曝光下拍的圖片f(x)、正常曝光下拍的圖片f(y)、過曝光下拍的圖片f(z)；在圖像整合時，輸出的圖像f(o)，f(o)是分段函數(shù)；對f(y)進(jìn)行遍歷，當(dāng)f(y)<100時，f(o)=f(z)；當(dāng)100<=f(y)<=200時，f(o)=f(y)；當(dāng)f(y)>200時，f(o)=f(x)；其中，f(x)、f(y)、f(z)、f(o)的取值范圍是0-255。

所述的高級圖像分析模塊，經(jīng)過信號識別模塊處理后的圖像信號，每一幀都在高級圖像分析模塊進(jìn)行分析；分析的流程包括：圖像元素邊緣識別、圖像元素內(nèi)部灰度分析、圖像分塊、計算出每個分塊的亮度統(tǒng)計信息、計算出每個分塊的gamma特性；圖像信息首先進(jìn)行圖像元素的識別處理，通過圖像元素邊緣查找算法，找出每個元素的邊緣像素點；高級圖像分析模塊根據(jù)元素邊緣像素的信息，查找光源發(fā)光矩陣?yán)锩總€發(fā)光點的光影響范圍，最后把發(fā)光點影響范圍與元素邊緣比較一致的這些發(fā)光點，作為一個板塊，進(jìn)行統(tǒng)一控制處理；把分塊后的圖像，進(jìn)行灰度分析、直方圖分析，通過計算可以得到每個圖像小塊的亮度信息；

對亮度信息與光源的電流與亮度對應(yīng)關(guān)系表，查出電流的等級，并把這些光源的控制信息傳送到光源驅(qū)動控制模塊；把直方圖的信息，傳送到gamma動態(tài)識別模塊。

光源驅(qū)動控制模塊根據(jù)高級圖像分析模塊模塊傳送過來的光源點分塊信息，控制相應(yīng)的光源點的驅(qū)動模塊，達(dá)到一定的電流值。而這個電流值，也是由高級圖像分析模塊模塊傳送過來的。

Gamma動態(tài)適配模塊中，根據(jù)經(jīng)驗，先在模塊中內(nèi)建32個gamma曲線，每個Gamma曲線包括255個系數(shù)；當(dāng)選擇了某個gamma曲線后，根據(jù)輸入的圖像信息的灰度值A(chǔ)，查找相應(yīng)的gamma曲線的系數(shù)值F，二者相乘得到輸出的圖像的灰度信息O，即O=A*F；如果O>255，則O=255；查找的函數(shù)是N = f(x)；其中N是gamma的編號，x 是直方圖內(nèi)像素最多的等級編號，f(x)是關(guān)于直方圖內(nèi)像素最多的等線編號的選擇函數(shù)。

本發(fā)明提供的投影機畫面高動態(tài)范圍處理系統(tǒng)及其處理方法具有的技術(shù)效果為：

（1）本發(fā)明可以使投影機能處理HDR技術(shù)處理過的圖片或者視頻。

（2）本發(fā)明可以明顯提高投影機的畫面動態(tài)范圍。

（3）本發(fā)明結(jié)合了光源控制及Gamma調(diào)整的方式組合使用，更精確的還原物體來來的細(xì)節(jié)。

（4）本發(fā)明使用了智能分塊算法。光源的分塊不是固定的，而是根據(jù)圖像信息的不同，分塊的大小，分塊的數(shù)量也是會變化的。

（5）本發(fā)明光源的分塊不是傳統(tǒng)的矩形，而是，采用與圖像內(nèi)元素相近似的形狀分塊。

（6）本發(fā)明改變了傳統(tǒng)的一個畫面只使用一個gamma的方法，采用圖像每個分塊，對應(yīng)一個gamma的方法。而且，因為分塊不是確定的，gamma的使用也是不確定的。會根據(jù)輸入的圖像信息來智能選擇。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明的信號識別模塊的流程圖；

圖3是本發(fā)明的高級圖像分析模塊的流程圖。

具體實施方式

結(jié)合附圖說明本發(fā)明的具體實施方式。

投影機畫面高動態(tài)范圍處理系統(tǒng)由信號識別模塊，高級圖像分析模塊，光源驅(qū)動控制模塊，Gamma動態(tài)適配模塊，光源，投影成像模塊組成。外部輸入的圖像信號，首先經(jīng)過信號識別模塊，進(jìn)行HDR信號的甄別及處理；然后，在高級圖像分析模塊中，對圖像進(jìn)行分析，把圖像分成若干個圖像小塊，并得出兩種信息，一是光源的驅(qū)動控制信息，一是gamma的需求信息，分別傳遞到下一級。光源驅(qū)動控制模塊，根據(jù)上級圖像分析模塊傳遞過來的信息，解析成每個光源的驅(qū)動信息，進(jìn)而控制圖像不同圖像小塊的亮度，最終提升圖像的動態(tài)范圍。但是，光源驅(qū)動亮度控制只能進(jìn)行整個分塊的控制，對于圖像小塊內(nèi)的細(xì)節(jié)的動態(tài)范圍提升的精確度有限，而Gamma動態(tài)適配模塊就可以實現(xiàn)圖像小分塊內(nèi)部細(xì)節(jié)的動態(tài)范圍調(diào)整，不同的圖像小分塊使用不同的Gamma。

信號識別模塊主要是對HDR信號進(jìn)行甄別及處理。外部輸入的信號，先進(jìn)行判斷是否HDR信號。如果不是HDR信號，就直接通過此模塊，不作處理。如果是HDR信號，就需要先把HDR信號的多個圖片信息進(jìn)行整合，變成一張圖片信息。HDR信號是每一幀的畫面由三張圖片組成，分別是欠曝光下拍的圖片f(x)，正常曝光下拍的圖片f(y)，過曝光下拍的圖片f(z)；在圖像整合時，輸出的圖像f(o)，f(o)是分段函數(shù)。對f(y)進(jìn)行遍歷，當(dāng)f(y)<100時，f(o)=f(z)；當(dāng)100<=f(y)<=200時，f(o)=f(y)；當(dāng)f(y)>200時，f(o)=f(x)；其中，f(x)、f(y)、f(z)、f(o)的取值范圍是0-255；信號識別模塊的流程框圖如圖2所示。

經(jīng)過信號識別模塊處理后的圖像信號，每一幀都必須在高級圖像分析模塊進(jìn)行分析。高級圖像分析模塊分析的流程包括：圖像元素邊緣識別、圖像元素內(nèi)部灰度分析、圖像分塊、計算出每個分塊的亮度統(tǒng)計信息、計算出每個分塊的gamma特性等。圖像信息首先進(jìn)行圖像元素的識別處理，通過圖像元素邊緣查找算法，找出每個元素的邊緣像素點。高級圖像分析模塊根據(jù)元素邊緣像素的信息，查找光源發(fā)光矩陣?yán)锩總€發(fā)光點的光影響范圍，最后把發(fā)光點影響范圍與元素邊緣比較一致的這些發(fā)光點，作為一個板塊，進(jìn)行統(tǒng)一控制處理。把分塊后的圖像，進(jìn)行灰度分析、直方圖分析等，通過計算可以得到每個圖像小塊的亮度信息。對亮度信息與光源的電流與亮度對應(yīng)關(guān)系表，查出電流的等級，并把這些光源的控制信息（包括分塊信息，電流等級信息等）傳送到后面的光源驅(qū)動控制模塊。到這一步，就可以實現(xiàn)圖像元素的動態(tài)亮度調(diào)整。但是，這種調(diào)整還有一些缺陷，因為圖像內(nèi)部的明暗變化仍然可能比較大，要展現(xiàn)更多的細(xì)節(jié)，就必須對這些圖像內(nèi)部的細(xì)節(jié)，使用不同的gamma曲線，對圖像細(xì)節(jié)信息進(jìn)行增強。因此，還需要把直方圖的信息，傳送到后面的gamma動態(tài)識別模塊。高級圖像分析模塊的內(nèi)部流程框圖如圖3所示。

光源驅(qū)動控制模塊處理流程是，根據(jù)高級圖像分析模塊模塊傳送過來的光源點分塊信息，控制相應(yīng)的光源點的驅(qū)動模塊，達(dá)到一定的電流值。而這個電流值，也是由高級圖像分析模塊模塊傳送過來的。

Gamma動態(tài)適配模塊中，最關(guān)鍵的在于根據(jù)經(jīng)驗，先在模塊中內(nèi)建32個gamma曲線。每個Gamma曲線包括255個系數(shù)。當(dāng)選擇了某個gamma曲線后，根據(jù)輸入的圖像信息的灰度值A(chǔ)，查找相應(yīng)的gamma曲線的系數(shù)值F，二者相乘就可以得到輸出的圖像的灰度信息O，即O=A*F；如果O>255，則O=255。直方圖信息是選擇gamma曲線的關(guān)鍵。查找的函數(shù)是N = f(x).其中N是gamma的編號。x是直方圖內(nèi)像素最多的等級編號。f(x)是關(guān)于直方圖內(nèi)像素最多的等線編號的選擇函數(shù)。