CN109040728B - 一种带有双摄像头梯形校正的超短焦投影设备及其方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种带有双摄像头梯形校正的超短焦投影设备，其特征在于，包括MCU模块、摄像头模块、图像处理单元模块、超短焦投影仪和投影屏幕，所述MCU模块分别与所述摄像头模块和所述图像处理单元模块电性连接，所述摄像头模块设置有两组，两组所述摄像头模块均固定安装在所述投影仪上。本发明还提供了一种带有双摄像头梯形校正的超短焦投影方法。本发明主要解决了目前超短焦投影设备大多支持垂直梯形，而且需要手动调节，不可以自动完成校正的功能，本发明使用户在使用超短焦投影设备过程中，当用户不小心移动了超短焦投影仪，画面出现梯形失真时，超短焦投影机可以自动调整水平和垂直方向梯形失真。

Description

一种带有双摄像头梯形校正的超短焦投影设备及其方法

技术领域

本发明涉及投影行业技术领域，具体为一种带有双摄像头梯形校正的超短焦投影设备。同时本发明还涉及一种带有双摄像头梯形校正的超短焦投影方法

背景技术

在投影机的日常使用中，投影机的位置尽可能要与投影屏幕成直角才能保证投影效果，如果无法保证二者的垂直，画面就会产生梯形。在这种情况下，用户需要使用“梯形校正功能”来校正梯形，保证画面成标准的矩形。

梯形校正通常有二种方法：光学梯形校正和数码梯形校正，光学梯形校正是指通过调整镜头的物理位置来达到调整梯形的目的，另一种数码梯形校正是通过软件的方法来实现梯形校正。

目前几乎所有的投影机厂商都采用了数码梯形校正技术，而且采用数码梯形校正的绝大多数投影机都支持垂直梯形校正功能，极少数投影机支持水平梯形校正功能。但在实际应用中，除了需要垂直梯形校正之外，还常常碰到因投影机水平位置的偏置而产生的梯形。

水平梯形校正与垂直梯形校正都属于数码梯形校正，都是通过软件插值算法进行形状调整和补偿。水平梯形校正解决了由于投影机镜头与屏幕无法垂直而产生的水平方向的图像梯形失真，从而使投影机可以在屏幕的侧面也可以同样实现标准矩形投影图像。

由于投影机镜头焦距不同，同时具备双向梯形校正技术的投影机常见于长短焦投影机，即远距离投射，而超短焦投影机几乎只有垂直梯形校正。

发明内容

本发明的目的在于提供一种带有双摄像头梯形校正的超短焦投影设备及其方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种带有双摄像头梯形校正的超短焦投影设备，包括MCU模块、摄像头模块、图像处理单元模块、超短焦投影仪和投影屏幕，所述MCU模块分别与所述摄像头模块和所述图像处理单元模块电性连接，所述摄像头模块设置有两组，两组所述摄像头模块均固定安装在所述投影仪上；

所述摄像头模块用于采集所述超短焦投影仪投影到所述投影屏幕的图像；

所述图像处理单元模块用于对输入信号图像进行拉伸和缩放处理，同时输出处理后的图像数据；

所述MCU模块用于接收两组所述摄像头模块所采集所述超短焦投影仪投影到所述投影屏幕的图像，还用于存储左边长和右边长的对比像素数据库以及上边长和下边长的对比像素数据库，同时用于发送信号给所述图像处理单元模块。

优选的，两组所述摄像头模块均对准于所述投影屏幕，且两组所述摄像头模块分别安装于所述投影仪相对的两侧面上，所述摄像头模块与所述投影屏幕的距离小于50㎝。

优选的，所述摄像头模块为广角摄像头模组。

一种带有双摄像头梯形校正的超短焦投影方法，包括以下步骤：

S1、利用两组摄像头模块分别监测超短焦投影仪左边长和右边长以及上边长和下边长的变化与图像像素点数之间的变化规律，从而得出对比像素数据库，再将对比像素数据库存储到MCU模块中；

S2、MCU通电后，MCU模块控制两组摄像头模块采集超短焦投影仪投影到投影屏幕的图像，并将采集的图像发送给MCU模块；

S3、MCU模块通过查找对比像素数据库，由S2中测得的图像得到水平方向或者垂直方向需要校正的图像四个边角像素点数量；

S4、MCU模块将需要调整的值发送给图像处理单元模块，图像处理单元模块对输入信号图像进行拉伸、缩放处理，同时输出处理后的图像数据，将突出的边角收缩对应的像素点数，达到图像矩形效果，从而实现自动双向梯形校正；

S5、当用户在使用过程中，因为其它因素导致超短焦投影仪和投影屏幕的位置发生变化而导致出现梯形时，依照以上步骤可以快速自动完成校正。

优选的，所述S1和S2中采集左边长和右边长时采用两组摄像头模块，采集上边长和下边长时采用一组摄像头模块。

优选的，所述S4中自动校正完成后，图像处理单元模块和两组摄像头模块均停止工作。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明主要解决了目前超短焦投影设备大多支持垂直梯形，而且需要手动调节，不具备自动完成校正的功能，本发明使用户在使用超短焦投影设备过程中，当用户不小心移动了超短焦投影仪，画面出现梯形失真时，超短焦投影设备可以自动调整水平和垂直方向梯形失真。

附图说明

图1为本发明的逻辑框图；

图2为本发明的摄像头模块与投影屏幕的位置关系图；

图3为本发明的图像处理单元模块的工作原理图；

图4为本发明的两组摄像头模块和投影屏幕的关系示意图；

图5为本发明的1号摄像头与投影屏幕的关系示意图；

图6为本发明的2号摄像头与投影屏幕的关系示意图；

图7为本发明的投影屏幕出现水平梯形的示意图；

图8为本发明的投影屏幕出现水平梯形时1号摄像头与投影屏幕的关系示意图；

图9为本发明的投影屏幕出现水平梯形时2号摄像头与投影屏幕的关系示意图；

图10为本发明关闭2号摄像头时1号摄像头与投影屏幕的关系示意图；

图11为本发明的投影屏幕出现垂直梯形的示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合具体实施例和附图，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例

本发明提供了如图1-3所示的一种带有双摄像头梯形校正的超短焦投影设备，包括MCU模块、摄像头模块、图像处理单元模块、超短焦投影仪和投影屏幕，所述MCU模块分别与所述摄像头模块和所述图像处理单元模块电性连接，所述摄像头模块设置有两组，两组所述摄像头模块均固定安装在所述投影仪上；

所述摄像头模块用于采集所述超短焦投影仪投影到所述投影屏幕的图像；

所述图像处理单元模块用于对输入信号图像进行拉伸和缩放处理，同时输出处理后的图像数据；

所述MCU模块用于接收两组所述摄像头模块所采集所述超短焦投影仪投影到所述投影屏幕的图像，还用于存储左边长和右边长的对比像素数据库以及上边长和下边长的对比像素数据库，同时用于发送信号给所述图像处理单元模块。

具体的，两组所述摄像头模块均对准于所述投影屏幕，且两组所述摄像头模块分别安装于所述投影仪相对的两侧面上，所述摄像头模块与所述投影屏幕的距离小于50㎝。

具体的，所述摄像头模块为广角摄像头模组。

一种带有双摄像头梯形校正的超短焦投影方法，包括以下步骤：

S1、利用摄像头1和摄像头2分别监测超短焦投影仪左边长L和右边长R以及上边长和下边长的变化与图像像素点数之间的变化规律，从而得出对比像素数据库，再将对比像素数据库存储到MCU模块中；

两组摄像头模块，分别安装在超短焦投影仪的两侧，分别拍摄投影屏幕的左右视图，如图4所示，L和R分别标记左边长和右边长；

由于摄像头模块安装不居中，导致摄像头1所拍摄屏幕和摄像头2所拍摄屏幕不同，对摄像头1而言，边角c和边角d到摄像头的距离将小于边角a和边角b，根据物距成像原理，右边长R在摄像头成像将小于左边长L，如图5所示，同理，摄像头2所拍摄画面如图6所示，即超短焦投影仪正常摆放时，摄像头1认定左边长L，右边长R-ΔR是标定值，摄像头2认定左边长L-ΔL，右边长R是标定值；

S2、MCU通电后，MCU模块控制两组摄像头模块采集超短焦投影仪投影到投影屏幕的图像，并将采集的图像发送给MCU模块；

S3、如图7所示，超短焦投影仪左侧离屏幕距离大于右侧离屏幕的距离，人眼观看，即L>R，投影画面将出现图中的左宽右窄的水平梯形现象，这个情况下，摄像头1和摄像头2所拍摄图像将如图8和9所示，摄像头1得到的数据分析，得出左边长L+ΔL比标准长度L多出ΔL，而右边长不变。摄像头2得到的数据分析，得出左边长L比标准长度L-ΔL多出ΔL，而右边长不变。所以MCU模块计算判定图像发生上下梯形，并且左边图像需要调整像素，根据计算长度变化ΔL对比像素数据库，边角a需要向下调整像素数量Na，边角b需要向上调整像素数量Nb，MCU将Na和Nb发送给图像处理单元模块；

同样的原理，应用在垂直梯形校正中，此时，可启动摄像头1，关闭摄像头2。超短焦投影机正常摆放时，如图10所示，由摄像头1计算后得出上边长Lu-ΔLu，下边长Ld，此时为标准数据；

超短焦投影仪靠近投影屏幕的一侧翘起，高于远离投影屏幕的一侧，从图11中可以看出，此时上边长大于下边长，由摄像头拍摄所得到的数据，上边长为Lu，下边长为Ld，MCU模块分析比对像素数据库，得出上边长多了ΔLu，而下边长不变，图像发生了垂直梯形，根据计算长度变化ΔLu对比像素数据库，得到边角a和边角c需要收缩的像素点数Na和Nc，将Na和Nc发送给图像处理单元模块；

S4、MCU模块将需要调整的值发送给图像处理单元模块，图像处理单元模块对输入信号图像进行拉伸、缩放处理，同时输出处理后的图像数据，将突出的边角收缩对应的像素点数，达到图像矩形效果，从而实现自动双向梯形校正；

S5、当用户在使用过程中，因为其它因素导致超短焦投影仪和投影屏幕的位置发生变化而导致出现梯形时，依照以上步骤可以快速自动完成校正。

具体的，所述S1和S2中采集左边长和右边长时采用两组摄像头模块，采集上边长和下边长时采用一组摄像头模块。

具体的，所述S4中自动校正完成后，图像处理单元模块和两组摄像头模块均停止工作。

综上所述：本发明主要解决了目前超短焦投影设备大多支持垂直梯形，而且需要手动调节，不可以自动完成校正的功能，本发明使用户在使用超短焦投影设备过程中，当用户不小心移动了超短焦投影仪，画面出现梯形失真时，超短焦投影机可以自动调整水平和垂直方向梯形失真。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种带有双摄像头梯形校正的超短焦投影设备，其特征在于，包括MCU模块、摄像头模块、图像处理单元模块、超短焦投影仪和投影屏幕，所述MCU模块分别与所述摄像头模块和所述图像处理单元模块电性连接，所述摄像头模块设置有两组，两组所述摄像头模块均固定安装在所述投影仪上；

所述摄像头模块用于采集所述超短焦投影仪投影到所述投影屏幕的图像，并分别监测超短焦投影仪左边长和右边长以及上边长和下边长的变化与图像的像素点数之间的变化规律，从而得出对比像素数据库；

所述图像处理单元模块用于对输入信号图像进行拉伸和缩放处理，同时输出处理后的图像数据；

所述MCU模块用于接收两组所述摄像头模块所采集所述超短焦投影仪投影到所述投影屏幕的图像，还用于存储左边长和右边长的对比像素数据库以及上边长和下边长的对比像素数据库，查找对比像素数据库，由摄像头模块采集的图像得到水平方向或者垂直方向需要校正的图像的四个边角像素点数量，同时用于发送信号给所述图像处理单元模块。

2.根据权利要求1所述的一种带有双摄像头梯形校正的超短焦投影设备，其特征在于：两组所述摄像头模块均对准于所述投影屏幕，且两组所述摄像头模块分别安装于所述投影仪相对的两侧面上，所述摄像头模块与所述投影屏幕的距离小于50㎝。

3.根据权利要求1所述的一种带有双摄像头梯形校正的超短焦投影设备，其特征在于：所述摄像头模块为广角摄像头模组。

4.一种根据权利要求1所述的带有双摄像头梯形校正的超短焦投影设备实现超短焦投影方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、摄像头模块用于采集所述超短焦投影仪投影到所述投影屏幕的图像，利用两组摄像头模块分别监测超短焦投影仪左边长和右边长以及上边长和下边长的变化与图像像素点数之间的变化规律，从而得出对比像素数据库，再将对比像素数据库存储到MCU模块中；

S2、MCU通电后，MCU模块控制两组摄像头模块采集超短焦投影仪投影到投影屏幕的图像，并将采集的图像发送给MCU模块，MCU模块用于接收两组所述摄像头模块所采集所述超短焦投影仪投影到所述投影屏幕的图像，还用于存储左边长和右边长的对比像素数据库以及上边长和下边长的对比像素数据库；

S3、MCU模块通过查找对比像素数据库，由S2中测得的图像得到水平方向或者垂直方向需要校正的图像的四个边角像素点数量；

S4、MCU模块将水平方向或者垂直方向需要校正的图像的四个边角像素点数量发送给图像处理单元模块，图像处理单元模块对输入信号图像进行拉伸、缩放处理，同时输出处理后的图像数据，将突出的边角收缩对应的像素点数，达到图像矩形效果，从而实现自动双向梯形校正；

S5、当用户在使用过程中，超短焦投影仪和投影屏幕的位置发生变化而导致出现梯形时，依照以上步骤可以快速自动完成校正。

5.根据权利要求4所述的带有双摄像头梯形校正的超短焦投影设备实现超短焦投影方法，其特征在于：所述S1和S2中采集左边长和右边长时采用两组摄像头模块，采集上边长和下边长时采用一组摄像头模块。

6.根据权利要求4所述的带有双摄像头梯形校正的超短焦投影设备实现超短焦投影方法，其特征在于：所述S4中自动校正完成后，图像处理单元模块和两组摄像头模块均停止工作。

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