[发明专利]一种彩色表面投影显示颜色再现方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种投影显示领域的颜色再现方法，尤其涉及一种在日常生活中常见的带有随机纹理或图案的彩色表面上进行投影显示时的色度颜色再现方法。

背景技术

投影显示是人们日常工作生活中常用的数字图像再现方式之一。与其他显示方式相比，投影显示是一种将图像投射在辅助表面上的显示方式，具有显示表面与自身设备分离的显著特点，从而使得投影显示画面尺寸不受自身设备尺寸约束。为了使得投影仪的使用更加灵活方便，投影仪的设备尺寸随着现代工艺技术的深入发展逐渐呈现体积小、便携式移动化的发展趋势。于是，投影显示屏幕也与此同时经历了从固定安装屏幕到移动挂立式屏幕再到折叠式黏贴幕布的演化过程。特别地，自从德州仪器公司于2007年3月举行的“2007CTIAWireless Convention”展中推出采用DLP技术的大小如同指尖的移动投影组件以来，手持移动投影仪受到工业界的普遍关注，有望在不久将来就能进入消费电子市场。为了满足移动投影仪随时随地在线实时显示的要求，在日常生活周围的带有随机纹理和图案的彩色表面被认为是移动投影显示屏最有效的解决途径之一。

由于现有的投影显示技术都以漫反射白色屏幕作为应用前提，目前市场上的投影仪都需要将图像投影在特制的白屏上才能观察到预期的图像显示效果，而当移动投影显示要求将图像投影在日常生活周围的带有随机纹理和图案的彩色表面上时，上述前提条件将无法得到满足，此时投影显示图像的质量将会受到彩色表面图案或纹理的影响而下降。于是，为了提高投影显示图像的质量，近年来发展起来了一种新型的集颜色输入输出功能于一体的投影显示系统(简称投影仪相机系统)，它在现有投影仪配置基础上集成具有视觉感知功能的相机以在线智能地分析彩色表面的特性，并配备具有自主运算能力的微存储处理器以实时地进行颜色分析和计算。

如图1所示为投影仪相机系统工作时的数据流程，微存储处理系统将输入图像映射到投影仪的投影像面，再由投影仪光学系统激励成光辐射投影到显示表面；然后，投影图像经显示表面反射形成现实物理空间中投影显示图像；投影显示图像又由相机光学系统捕获到成像像面并输出图像到微存储处理系统，整个过程构成一个闭环的回路。由此，基于投影仪相机系统的投影显示技术是以相机替代人眼，将投影显示图像采集反馈给投影仪，并通过对输入图像进行处理后再投影来达到提高投影显示图像质量的目的。

投影显示图像由按规则排列的像素组成，单个像素的颜色再现质量是投影显示图像质量决定性的基础因素之一。然而，由于现有的投影显示技术都以漫反射均匀白屏作为实现色度颜色再现的前提条件，现有投影仪在彩色表面上进行投影显示时的色度颜色再现质量不高，从而无法适应于投影显示向移动应用方向发展。

发明内容

本发明的目的在于针对现有投影显示色度颜色再现技术的不足，提供一种彩色表面投影显示颜色再现方法。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种彩色表面投影显示颜色再现方法，它包括以下步骤：

(1)投影仪相机系统及显示表面颜色特征化，获得反射比ρ_c、阶调响应的查找表LUT、阶调响应的逆向查找表iLUT、耦合响应矩阵M_spc和零点颜色值D₀。

(2)确定色度颜色再现目标值，根据投影显示颜色特征化参数结果确定投影显示颜色再现的范围，并由输入原始图像颜色值D_ori-in确定其色度颜色再现目标值D_obj-out。

(3)颜色再现计算及实现，由色度颜色再现目标值D_obj-out获得颜色再现所需的颜色值D_exp-in，输出到投影仪，并再现为颜色刺激。

本发明的有益效果是，本发明色度颜色再现方法不局限于白色屏幕的投影显示，可以适应性地拓展应用到日常生活周围带有各种图案或纹理的彩色表面投影显示，适应范围广泛。本发明的投影显示色度颜色再现方法分为投影仪相机系统及显示表面颜色特征化、确定色度颜色再现目标值和颜色再现计算及实现三个部分。投影仪相机系统及显示表面颜色特征化用来表征投影仪相机系统输入输出颜色的转换关系和显示表面的颜色；确定色度颜色再现目标值是用来根据输入颜色值以及系统在彩色表面上的颜色再现范围设定一个合适的色度再现目标；颜色再现计算及实现是用来根据系统输入输出颜色转换关系、显示表面颜色以及颜色再现目标值对原始输入图像的颜色值进行校正，求得输入颜色值。整个色度颜色再现过程不需要借助其他测量设备或者定标色卡，仅靠系统本身即可自动完成，再现过程简单，易于硬件集成实现。