一种置换打折式融边拼接技术

摘要

一种置换打折式融边拼接技术，属电子技术领域。目前的融边技术使用的是函数推演法，不可避免复杂的函数表达及数学推演，导致极高的处理难度。本技术实际上是一种反演技术，使用了打折变换法及置换取代法。硬件技术核心部分使用了CPU或MCU及存储器，使相邻的2块投影视频图像的重叠区获得融合拼接效果，当相邻的2块投影视频图像拼接完成同一画面时，而看不出拼接痕迹。具有成本低，性能稳定，效果良好等优点，可广泛应用于拼接类场所。

权利要求

1.一种置换打折式融边拼接方法，执行该置换打折式融边拼接方法的装置的硬件部分包括多通道图像边缘重合区域生成模块，RAM存储器模块，CPU或MCU模块，EPROM模块，信号输入输出接口模块，以及控制接口模块；该多通道图像边缘重合区域生成模块用于多个投影机的融边拼接，每个投影机算1个通道，该信号输入输出接口模块包括数据及网络接口；该方法包括：视频信号经信号输入输出接口模块进行模数转换变换成数字信号；

用置换取代法对该数字信号进行处理，置换取代法是指：以该数字信号的电平数值或等效数值为地址，在RAM存储器模块中寻址并提取所存数据，并用所提取得数据置换原数字信号的电平数值或等效数值，获得改变了的视频信号：其中，在EPROM模块及RAM存储器模块中所存数据是采取打折变换法获得，打折变换法用于获得视频信号的各像素点的输入信号电平对应的打折电平；打折变换法是指将视频信号的电平分成多级，按投影机的对应亮度，输出投影机的输入信号电平--输出亮度值的响应曲线，电平作为该响应曲线的横轴，亮度作为该响应曲线的纵轴，在横轴上选取一个电平数值，就对应一个亮度输出值，给该亮度输出值乘上一个打折系数后获得一个新的亮度值，该亮度值也对应一个相应的输入信号电平值，该相应的输入信号电平值为原输入信号电平的打折电平，用置换取代法对该数字信号进行处理时是用该打折电平置换输入数字信号电平，并在置换中对打折电平进行精细校正。

2.如权利要求1所述的置换打折式融边拼接方法；其特征在于，所述对打折电平进行精细校正是指：当打折电平实际对应点是该投影机的输入信号电平----输出亮度值的响应曲线横轴 上，横坐标中的2级电平数值之间的某值时，确定该实际对应点的相对位置并用插值法算出补偿数据，补偿数据参与运算，以对打折电平作精细校正。

说明书

一种置换打折式融边拼接技术

一、技术领域

[0001] 本创造发明属电子技术领域。确切的讲是使用了打折变换法及置换取代法结合现代数字电子技术，使相邻的2块投影视频图像的重叠区获得融合拼接效果。 [0002] 二、背景技术

[0003] 目前的融边技术使用的都是函数推演法，不可避免复杂的函数表达及数学推演，导致极高的处理难度。本技术实际上是一种反演技术，使用了打折变换法及置换取代法来回避难度。

[0004] 三、发明目的

[0005] 克服现有技术的不足之处，采用数据反演技术，也就是使用了打折变换法及置换取代法。硬件技术核心部分使用了CPU或MCU及存储器，使相邻的2块投影视频图像的重叠区获得融合拼接效果，当相邻的2块投影视频图像拼接完成同一画面时，而看不出拼接痕迹，。具有成本低，性能稳定，效果良好等优点，可广泛应用于拼接类场所。 [0006] 四、技术方案

[0007] 该融边拼接技术，硬件部分包括存储器(RAM)模块，CPU(或MCU)模块，EPROM模块，信号输入输出接口(包括数据及网络传输接口)模块，控制接口模块等；基本工作原理为：视频信号经输入接口模块进行模数转换(A/D)变换成数字信号；再以该数字信号的数值或等效数值为地址，在存储器(RAM)模块中寻址并提取数据，并用所提取的数据置换原数字信号的数值或等效数值(该方法为置换取代法)，从而获得改变了的视频信号，在EPROM模块及存储器(RAM)模块中所存的数据是采用打折变换法来获得，其技术关键就在于，在本技术中使用了打折变换法及置换取代法，使用打折变换法，获得了(各像素 点的)输入信号电平对应的打折电平，置换取代法是将上述打折电平置换成输入信号电平，形成新的视频信号；硬件技术核心部分使用了CPU或MCU及存储器。

[0008] 打折变换法是指，将视频信号的电平分成多份，然后按实际投影机的对应亮度输出绘出响应曲线(该曲线就是投影机的输入信号电平——输出亮度值的响应曲线)。打折变换法如下：首先，绘出输入信号电平——输出亮度响应曲线，电平作横轴，亮度作纵轴，在横轴上选取一个电平数值，就对应一个亮度输出值，然后给这个亮度输出值乘上一个系数后获得一个新亮度值，该值也对应一个新的输入信号电平值，获得的新的输入信号电平值就称作原输入信号电平的打折电平。需要指出的是打折电平对于融合区域的打折系数为0—1之间(本技术是多投影机同时使用，融合区域各叠加图像对应像素点的打折系数之和为1)，对于非融合区(没有图像的叠加)为恒定数值1。

[0009] 置换取代法是指，以该数字信号的数值或等效数值为地址，在存储器(RAM)模块中寻址并提取数据；并用所提取的数据置换原数字信号的数值或等效数值(该方法为置换取代法)。

[0010] 为获得更良好的拼接效果，须对置换取代法的8bit或16bit的置换数据进行精细校正；因为按投影机的输入信号电平——输出亮度响应曲线所获得的打折电平分立数据与实际电平值还有一定的偏差，实际上是在坐标中找到最接近的数值。因而，需测得实际电平值与坐标中找相邻的最接近的2个数值，确定其相对位置，对输出电平作精细校正(换言之，确定其相对位置，推算出补偿数据，依然置换取代法对输出电平作精细校正)。 [0011] 如果将上述方法结合数字电路将能生产出置换打折式融边拼接器，包括信号输入输出电路，存储器电路(含可擦写存储器)，计算机电路部分等；本拼接器中使用了置换打折式融边拼接技术，即：打折变换法及置换取代法的联合使用，硬件技术核心部分使用了CPU或MCU及存储器。

[0012] 使用该技术不仅可制造出融边拼接器及也可制造出置换打折式屏幕亮度均匀性补偿器；大多数投影系统都有一定的亮度不均匀性，屏幕中心的亮度最高，边角最低，此时所不同的是打折变换法中的打折系数可有所不同(可以大于1)；包括信号输入输出电路，存储器电路(含可擦写存储器)，计算机电路部分等；即：打折变换法及置换取代法的联合使用，硬件技术核心部分使用了CPU或MCU及存储器。

[0013] 置换打折式屏幕亮度均匀性补偿器，对于屏幕亮度均匀性补偿器来说所不同的是打折变换法中的打折系数可有所不同，如果对RGB三色独立的置换打折式亮度均匀性补偿，由此可构成颜色均匀性补偿

[0014] 以下结合附图就本创造发明的方法及实施例，对本创造发明作进一步说明： [0015] 图1打折变换法折算示图

[0016] 图2置换取代法流程示图

[0017] 图3一种实用置换打折式融边拼接器电路原理框图

[0018] 图4精细修正插值计算示意图

[0019] 如图1所示：

[0020] 打折变换法的基本操作为：绘制(按实际投影机的对应亮度响应绘出)输入信号电平——输出亮度值的响应曲线，电平V作横轴；亮度I作纵轴(I1，I2，I3.....Ii.....，I255分别是V上的各采样点的对应电平)，将视频信号的电平分成多份(例如：V1、V2、V3、...Vi、...V255；8Bit的A/D转换情况下分为256个数据，10bit下则是512个数据)。 [0021] 打折变换法如下：在横轴上任选取一个电平数值如：V253，就对应一个亮度输出值I，然后将这个亮度输出值乘上一个系数(0-1之间)后获得一个新亮度值(2)，从曲线能看出(3)点刚好对应该亮度值，由曲线该也得到一个新的输入信号电平值(4)；选取1个与(4)点最为接近的电平值Vi，新的输入信号电平值Vi就称作原输入信号电平V253的打折电平数值，该方法就是打折变换法的近似计算法，需要指出的是打折电平对于融合区或的打折系数为0-1之间，对于非融合区为恒定数值1，打折电平 数值与原电平相同，打折电平数值的精确计算还需通过插值计算法(图4说明)。

[0022] 如图2所示：

[0023] 置换取代法的基本操作为：以输入数字信号的电平数值(例input(old)8bit)或等效数值为地址(old8ADD)，寻址并在raml中提取数据(new8bit data)，并用所提取的数据置换原数字信号的数值或等效数值并取而代之(因而该方法称为置换取代法)。存储器(eprom)可用于预存及改写数据。

[0024] 如图3所示：

[0025] 一下是一个实用电路框图：框图的流程表征着置换取代法的基本操作：硬件部分包括存储器(RAM)模块，CPU(或MCU)模块，EPROM模块，门电路及信号输入输出接口(包括数据及网络传输接口)模块，控制接口模块等。

[0026] 模拟(DATA SIGNAL INPUT)及数字(A SIGNAL INPUT)信号都可以输入，经RAM等电路完成置换取代，打折数据可预先存入EPROM中，开机的瞬间EPROM中的数据在MCU的指令下转入RAM中，RS232为串口。

[0027] 基本流程为：视频信号经输入接口模块进行模数转换(A/D)变换成数字信号，再以该数字信号的数值或等效数值为地址，在存储器(RAM)模块中寻址并提取数据，并用所提取的数据置换原数字信号的数值或等效数值，从而可获得改变了的视频信号。 [0028] 在EPROM模块及存储器(RAM)模块中所存的数据采取打折变换法来获得。因而，本技术中同时使用了打折变换法及置换取代法，用打折变换法来获得了(各像素点的)输入信号电平对应的打折电平，以置换取代法是将上述打折电平置换成输入信号电平，形成新的视频信号。

[0029] 如图4所示：

[0030] 精细修正插值计算的基本操作为：按所绘的输入信号电平—一输出亮度值的响应曲线，电平v作横轴；亮度I作纵轴，将某一电平数值Vk所对应的亮度输出值Ik乘上一个系数(0—1之间)后获得一个新亮度值Ik1(小于原有数值Ik，因而称之为打折)，该亮度值又对应一个新的输入信号电平值Vk1，该电平可能正好落入两个预先标好的2个电平数据Vi与Vi+1之间，如果作近似处理，就可就近找一个点的电平数据(比如说Vi)，这样会产生一定偏差，确切的讲，真实的数据介于两个最临近的点所对应的电平数据Vi与Vi+1之间；因而有必要进行插值计算：其方法可以是绘图法(按Vk1到Vi及Vi+1的距离M及N的数值及Vi，Vi+1的数值进行插值运算修正量，暗场时更为重要，因为修正量的数值在明暗场时差别不大，暗场时的相对误差就较大，如果不加以修正，暗场下将出现比较明显的彩色失衡！)也可以是任意阶次的数值计算法。

[0031] 综上所述：16Bit以上的绘图所得的打折电平已不再需要精细修正的插值计算。8Bit的就近点所取得的打折电平还需要精细修正的插值计算，考虑到运算速度的牵制因素，可将精细修正部分也作为打折电平的修正部分预先存储在eprom及ram中，可采取并行或串行运算方式，按流程修正。

[0032] 需要指出的是；该处理方法可以针对亮度通道处理；也可以针对分立的R，G，B通道来处理，此时需要3个独立通道。