[发明专利]一种实现大屏幕多投影无缝拼接的方法及其拼接融合器

说明书

技术领域

本发明涉及大屏幕投影显示领域，尤其涉及一种实现大屏幕多投影无缝拼接的方法及其拼接融合器。

背景技术

大屏幕显示系统广泛的应用在交通运输调度指挥、大型会议实施、飞行模拟训练、作战指挥等领域中。为了达到更好的视觉沉浸感，显示屏幕不仅仅在面积上变得越来越大，而且还产生了弧幕、球幕等非平面屏幕。

在这种情况下，多投影无缝拼接的方法得到了越来越广泛的应用，它将高分辨率的视频信号分割为多个子图像，并利用多台投影仪联合投影在任意形状的大屏幕上，通过几何校正和颜色校正实现无缝拼接，保证屏幕上整幅画面内容的连续性及视觉的一致性。

大屏幕多投影无缝拼接显示系统主要由三部分组成：投影仪阵列、拼接系统、大屏幕。其中拼接系统是核心，主要分为三种类型：软件拼接系统、硬件拼接系统、软硬件结合的拼接系统。

目前基于软件或者软硬件结合的拼接系统应用得比较广泛，具有功能丰富、操作灵活的优点，但是在实时拼接显示中均无法摆脱对计算机的严重依赖，不仅容易发生系统崩溃，而且往往需要多台计算机同时工作，设备体积和功耗都非常大，同时由于系统复杂，其成本也很高昂。

现有技术中，基于硬件的拼接系统种类也比较多，摆脱了对计算机的依赖，但是也存在诸多不足：

1、因为单个硬件功能单一而需要多个硬件联合使用才能达到联合投影的目的，如多屏分割器与多个融合器联合使用等；

2、因采用FPGA阵列实现而导致硬件结构复杂。

上述不足都导致了过高的功耗和成本。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种结构简单、功能丰富、低成本、低功耗的大屏幕多投影无缝拼接方法以及拼接融合器。

一种实现大屏幕多投影无缝拼接的方法，包括如下步骤：

1)将测量图像通过多台投影仪在大屏幕上投影，收集大屏幕上的投影图像信息，并分析得到各像素点的几何校正参数和颜色校正参数；

2)将几何校正参数和颜色校正参数生成参数文件并储存在移动存储器中；

3)读取所述移动存储器中的参数文件得到参数数据，并输入至参数存储器进行存储；

4)将源视频数据采用乒乓存储方法按帧缓存，通过所述参数存储器中的参数数据对按帧缓存得到的帧图像进行逐像素处理，得到多路子视频像素数据；

5)对所述多路子视频像素数据进行处理得到多路子视频信号，输出至多台投影仪并在大屏幕上联合投影。

利用多台投影仪将特殊标定画面在大屏幕上投影，并通过摄像头对投影区域进行摄像并实时传输至计算机，分析几个特定的考查点在投影仪输入的视频画面和投影在屏幕上的画面经捕获后的图像中的坐标，用Bezier曲面函数来表示投影仪输入的视频画面和投影在屏幕上的画面经捕获后的图像之间的对应关系，并确定整个系统要投影的源视频画面和摄像机捕获的屏幕目标投影区域的对应关系，即可确定各像素点的几何校正参数。

通过摄像头来分别捕获每台投影仪在不同单色视频信号输入时的投影变化，得到每台投影仪投影亮度与所接收视频信号RGB颜色数据的关系，处理得到每台投影仪的颜色曲线，并赋予投影区域内各像素点相应的亮度权值，根据颜色曲线和亮度权值可计算得到颜色校正参数。

将几何校正参数和颜色校正参数生成参数文件并储存。将几何校正参数和颜色校正参数处理生成一个参数查找表，写入一个文本文件中，即参数文件。在投影仪和屏幕的几何、颜色数据不发生变化时，可直接提取上述参数文件中的几何校正参数和颜色校正参数。

本发明还提供了一种实现大屏幕多投影无缝拼接的拼接融合器，包括：

视频信号接收模块，用于接收外部输入的源视频信号并将其转换为RGB视频数据；

数字视频处理模块，用于将RGB视频数据进行处理，并得到多路经过几何校正和颜色校正的子视频信号；

视频信号输出模块，用于对所述的子视频信号分别进行编码或数模转换，并通过相应的视频接口输出。

本发明的拼接融合器的视频接口均采用HDMI(High DefinitionMultimedia Interface高清晰度多媒体接口)，包括一个HDMI输入接口和多个HDMI输出接口。

所述视频信号接收模块由HDMI输入接口以及与其相连的HDMI接收芯片ADV7611组成。

所述视频信号输出模块由多个HDMI输出接口以及与其相连的多个HDMI发送芯片AD9889B组成，每个HDMI发送芯片分别与一个HDMI输出接口相连接。