[发明专利]一种在日常照明环境下的投影显示颜色再现方法

说明书

技术领域

本发明公开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有环境照明且带有纹理的物理表面上进行投影显示时的等价颜色再现方法。

背景技术

投影显示是一种将图像投射在辅助表面上的显示方式，大画面以及显示屏幕与自身设备分离是其两大显著特点，而且通常以漫反射白色屏幕以及暗室观察环境为应用前提。随着投影显示应用的普遍深入，传统的CRT投影显示技术逐渐被LCD、DLP、LCOS等多种现代投影显示技术所替代，其应用场合也逐渐从教育多媒体、商务会议、数字影院等高端场合拓展至展厅演示、家庭娱乐等低端场合。如今，投影仪已经进入了消费型电子产品行列，在市场上出现了各种体积小且携带方便的娱乐型投影仪。同时，为了满足现代社会消费者多样化的需求，单方向的演示在很多场合也已经不能满足要求，而需要给投影仪增加交互式的功能，以增加信息传播的生动性和趣味性。于是，在投影显示领域发展起来了基于投影仪相机系统的大屏幕拼接以及交互式投影显示技术，如文献“Introduction to building projection-based tiled display systems”所述。投影仪相机系统通常由投影仪、相机和计算机三个部分组成，相机充当人眼完成智能传感的功能，计算机则是整个系统的控制中心，完成信号显示、收集、处理及分析等功能。如图1所示为投影仪相机系统在日常生活中常见的有照明环境下物理表面上进行投影显示的示意图，输入图像首先由计算机系统输出到投影像面，再经过投影光学系统投影到显示表面；然后，投影图像经显示表面反射及环境照明的调制形成现实物理空间中的投影显示图像；投影显示图像又可以由相机光学系统捕获到成像像面并产生图像输出到计算机系统，从而构成了一个闭环的控制回路。另一方面，随着投影显示应用的普遍深入，固定地以漫反射白色屏幕以及暗室观察环境为应用前提在很多情况下将无法满足，而需要将画面投影显示在生活环境周围的物理表面上，以沉浸自然的形式来丰富交流的方式。此时，由于投影显示图像将会受到显示表面图案和环境照明调制的影响而颜色失真，依靠现有投影显示的颜色再现技术方法在日常生活中常见的有照明环境的且带有图案的物理表面上将无法得到高质量的投影显示图像。于是，以投影仪相机系统的应用为基础，发展投影显示颜色再现新技术将进一步拓展投影显示的应用范围，促进投影显示向更灵活且更高质量的现代化方向发展。

发明内容

本发明的目的在于针对现有投影显示颜色再现技术的局限性，提供一种在日常照明环境下的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：一种在日常照明环境下的投影显示颜色再现方法，该方法包括以下步骤：

(1)投影显示颜色再现特征化：获得投影仪的阶调响应查找表P-LUT_i、投影仪的阶调响应逆向查找表P-iLUT_i、耦合矩阵M_pc、反射调制系数ρ_c、环境照明光亮度L_ec和相机输出的零点颜色值D₀。

(2)确定等价再现目标颜色值：根据步骤(1)获得的参数确定投影显示颜色再现的亮度范围，并由输入图像的颜色值获得目标输出图像的颜色值。

(3)颜色等价再现：根据目标输出图像的颜色值计算其等价再现所需的输入颜色值，将输入颜色值由计算机或者微处理器控制输出到投影仪，并驱动投影仪的颜色信号发生器，再由投影仪的照明光学系统在显示表面上形成颜色刺激，并由扫描系统产生近似于白色屏幕上显示效果的再现图像。

本发明的有益效果是，本发明的常见物理表面投影显示等价颜色再现技术方法不限于漫反射白色屏幕以及暗室观察环境，可以应用在日常生活中常见的有环境照明的带有纹理的物体表面上进行投影显示，并达到再现图像颜色与原始图像颜色亮度比较接近而色度一致的等价再现目标。该再现方法包括投影显示颜色再现特征化、确定等价再现目标颜色值以及颜色等价再现三个部分。投影显示颜色再现特征化用来分析描述投影仪相机系统、显示表面以及环境照明的颜色特征；确定等价再现目标颜色值用来分析确定整个系统在当前显示环境下的再现能力，并借此计算在再现能力范围内并与输入原始图像颜色等价的目标颜色值；颜色等价再现用来对目标颜色值进行处理，并根据输入输出的颜色转换关系，计算再现目标颜色值所需的输入颜色值。不依赖于其他物理设备的测量，运算成本低，有利于投影显示向便携式灵活的移动应用方向发展。

附图说明

图1是基于投影仪相机系统的投影显示图像再现示意图；