[发明专利]一种灰度图像投影方法、装置、设备及存储介质

说明书

本申请公开了一种灰度图像投影方法、装置、设备及存储介质。该方法包括：通过照明DMD根据时序信号依次加载不同灰度等级的模板图像数据，并基于模板图像数据利用空间灰度调制法，生成不同等级位平面的输出光；其中，不同等级位平面的输出光的强度不同；通过成像DMD根据时序信号同步依次加载目标图像的不同等级位平面的原始图像数据，并接收输出光，然后基于原始图像数据利用帧灰度调制法，选择性组合不同等级位平面的输出光以生成不同灰度的像素点，得到目标图像的灰度投影；其中，同一个显示周期内照明DMD生成的输出光对应的位平面等级，与成像DMD加载的原始图像数据的位平面等级相同。通过两个DMD协同调制，能够实现高动态、高帧频的灰度图像投影。

技术领域

本发明涉及图像处理领域，特别涉及一种灰度图像投影方法、装置、设备及存储介质。

背景技术

DMD(Digital Micro-mirror Device，数字微镜器件)芯片组是美国德州仪器公司研发的一种反射式空间光调制器，通过对光源(LD/LED/氙灯/激光)进行强度调制生成动态视频，是商用数字光处理(Digital Light Processing，DLP)投影系统的核心器件。其中，图像帧频和动态范围(即灰度等级)是DMD的两个主要技术参数。DMD由安装在CMOS(Complementary Metal-Oxide-Semiconductor)存储单元上的微镜阵列组成，每一个微镜代表一个像素，当存储单元中的值为“1”，该存储器所对应的微镜转向+12°，微镜处于打开状态，反射光线将通过镜头投射出去；当存储单元中的值为“0”，则该存储器所对应的微镜转向-12°，微镜处于关闭状态；当DMD不工作的时候，微镜置于水平位置，处于释放状态。通过控制每个微镜的“开”和“关”的状态来表现每个像素点的亮暗，从而展现出一幅位宽为1位的图像。

由于DMD的两种工作状态“开”和“关”只代表像素“1”和“0”，因此投影得到的是一幅二值图像，为实现更高的动态范围，需要进行灰度调制。通用技术中，采用脉宽灰度调制(Pulse Width Modulation，PWM)，即占空比调制，由PWM调制原理可知，位平面0的显示时间是PWM调制的“基本时间单元”，应不低于器件的最小显示时间，即DMD的稳定时间和数据加载时间之和，因此，PWM调制可以实现的最高帧频也将受到这个“基本时间单元”的约束，当模拟更高动态范围的图像时，可实现的帧频就会降低。因此，如何提高灰度图像投影的帧频和动态范围是目前亟需解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种灰度图像投影方法、装置、设备及介质，能够实现高动态、高帧频的灰度图像投影。其具体方案如下：

第一方面，本申请公开了一种灰度图像投影方法，包括：

通过照明DMD根据时序信号依次加载不同灰度等级的模板图像数据，并基于所述模板图像数据利用空间灰度调制法，生成不同等级位平面的输出光；其中，所述不同等级位平面的输出光的强度不同；

通过成像DMD根据所述时序信号同步依次加载目标图像的不同等级位平面的原始图像数据，并接收所述输出光，然后基于所述原始图像数据利用帧灰度调制法，选择性组合不同等级位平面的输出光以生成不同灰度的像素点，得到所述目标图像的灰度投影；

其中，同一个显示周期内所述照明DMD生成的输出光对应的位平面等级，与所述成像DMD加载的原始图像数据的位平面等级相同。

可选的，所述通过照明DMD根据时序信号依次加载不同灰度等级的模板图像数据之前，还包括：

通过同步控制电路利用边沿触发方式，同步向所述照明DMD和所述成像DMD发送所述时序信号。

可选的，所述接收所述输出光之前，还包括：

通过同步照明组镜接收并均匀化所述照明DMD生成的输出光，并将均匀化后的输出光照射到所述成像DMD。