[发明专利]亮度函数获取方法以及相关装置

说明书

技术领域

本发明涉及图像处理领域，尤其涉及一种亮度函数获取方法以及相关装置。

背景技术

显示屏幕是用于显示图像的光辐射表面，具体可以包括平面或曲面的投影显示屏幕和平板显示器，其中投影显示幕包括正投和背投显示幕，光辐射方式是反射、透射和自发光方式之一或其组合。

现有的技术水平条件下，单个投影仪构成的投影显示系统可能无法满足大分辨率的显示需求，因此可使用多个投影仪组合，共同显示一个图像，突破分辨率的限制。单个投影仪还有可能无法或者难以在曲面上实现较好的显示效果，而有研究者在利用多投影仪融合显示的方式，在曲面如弧面或者球面上实现了组合显示的方式，本文把这种多投影仪组合显示的方式统一称为多投影仪融合显示系统。

在多投影仪无缝融合显示系统中，几何校正和色域融合技术是关键技术。几何校正实现的是场景中对象空间位置的连贯性，而色域融合则实现多投影仪色域的过渡的连贯性。几何对齐和色域融合效果不好，直接导致融合显示画面在融合带的割裂感。

色域融合的目标是将投影仪幕上色域的不连贯性控制在人眼的感知的生理极限以外。通常采用色域融合算法对图像进行颜色校正之后再输出给投影仪。研究表明，简单的颜色混叠算法简单地对图像红绿蓝(RGB，Red Green Blue)值进行衰减，在过渡带容易呈现彩色条纹。色域融合算法需要用到投影显示屏幕的空间亮度分布函数。其中，这些投影显示屏幕的空间亮度分布函数可能和投影显示屏幕的各向同异性与投影机的空间亮度衰减函数有关。

单个平板显示器显示系统存在分辨率，显示面积和视角等方面的局限性，有人使用多平板显示器组合显示的方式突破了这种局限性。

在使用多个平板显示器的视频会议应用场景中，平板显示器之间的亮度可能存在较大差异，这导致画面的割裂感，影响显示品质。这种情况下，可以使用软件或者电路对亮度差异进行自动校正，而校正这些亮度差异需要使用空间亮度分布函数。

“亮度函数的获取”，是指对亮度的空间分布信息的获取。“获取”的操作中包含了传感和数据计算的过程，而不仅限于传感，当需要获取的数据无法直接获取的时候，则需要用数据计算的方法处理能够获取的传感数据从而间接得到需要获取的数据。“亮度函数(luminance function)”是亮度关于空间坐标的函数，可能被描述为“亮度变化(luminance variations)”、“亮度分布(luminance distribution)”、“光度变化(photometric variations)”、“亮度响应(luminance response)”或者“亮度表面(luminance surface)”，与本文中“亮度函数”是同一个对象的不同描述方法。本文中的“亮度函数”描述的是不同空间值亮度差异，并非一定要获取绝对的流明值，允许所获得的亮度函数的函数值在每个空间位置上与其流明值的比值是一个未知但是相等常数。在很多应用中，标准的流明值的获取是没有必要的。也就是说，亮度可以指相对值。

在已知的效果较好的显示屏幕颜色校正或者亮度校正方案中，空间亮度分布函数的获取是一个关键的技术。目前，业界通常采用摄像机拍摄亮度图像，然后进行坐标转换的方法实现显示屏幕空间亮度函数的获取。

但是，在现有技术中，摄像机获取显示屏幕的亮度图像的角度一般是进行摄像机标定的角度，而由于进行摄像机标定的角度一般在侧面，从侧面观测显示屏幕时，整个屏幕各个部分的亮度都不一致(非朗伯表面)，导致根据该摄像机获取的亮度图像无法准确的进行显示屏幕的颜色校正或亮度校正。

发明内容

本发明实施例提供了一种亮度函数获取方法以及相关装置，用于在任意角度下获取显示屏幕的亮度函数。

本发明提供的亮度函数获取方法，包括：

获取从第一角度拍摄的显示屏幕的第一图像，所述第一角度为用于摄像机标定的拍摄角度；获取从第二角度拍摄的显示屏幕的第二图像以及亮度图像，所述第二角度为用户指定的任意拍摄角度；根据所述第一图像计算摄像机参数；根据所述摄像机参数和所述显示屏幕的位置参数建立从所述显示屏幕的坐标到从所述第一角度拍摄的图像坐标的第一坐标映射关系；根据所述第一图像和所述第二图像建立从所述第一角度拍摄到的图像坐标到所述第二角度的拍摄到的图像坐标的第二坐标映射关系；根据所述第一坐标映射关系和第二坐标映射关系计算得到从所述显示屏幕的坐标到从所述第二角度拍摄的图像坐标的第三坐标映射关系；根据所述第三坐标映射关系和所述亮度图像计算得到所述显示屏幕的线性化亮度函数。