一种投影图像处理方法、装置及投影显示系统

摘要

本发明公开了一种投影图像处理方法、装置及投影显示系统。本发明中，对待投影的第一分辨率的第一图像进行分辨率调整，得到第二分辨率的第二图像，第二分辨率在第一方向上的像素数为光阀的分辨率在第一方向上的像素数的N倍，第二分辨率在第二方向上的像素数不超过所述光阀的分辨率在第二方向上的像素数，且所述第二图像和所述第一图像的信息量级别相同；将第二图像分割为分辨率不大于该光阀的N帧图像，分时显示所述N帧图像。本发明能够不损失高分辨率图像原有像素信息量。

权利要求

1.一种投影图像处理方法，其特征在于，该方法包括：

获取待投影的第一图像，所述第一图像的分辨率为第一分辨率；

对所述第一图像的分辨率进行重排得到第二图像，所述第二图像的分辨率为第二分辨率；其中，所述第二分辨率在第一方向上的像素数为光阀的分辨率在第一方向上的像素数的N倍，所述第二分辨率在第二方向上的像素数不超过所述光阀的分辨率在第二方向上的像素数，且所述第二图像和所述第一图像的信息量级别相同，N为正整数；

将所述第二图像分割为N帧图像，所述N帧图像中的每帧图像的分辨率不大于所述光阀的分辨率；

分时显示所述N帧图像。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将所述第二图像分割为N帧图像，包括：将所述第二图像进行像素块划分，每个像素块中包含第一方向上相邻的N个像素点，一个像素块对应于分割后的每帧图像中一个坐标位置上的像素点；

第二图像在第二方向上的坐标值与分割后的每帧图像中对应的像素点在第二方向上的坐标值相同；

针对第二图像中的每个像素块，从该像素块中取一个像素点作为所述N帧图像中一帧图像相应坐标位置上的像素点，且该N帧图像中相同坐标位置的像素点来自于所述第二图像中相应像素块中的不同像素点。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，针对每个像素块，按照相同顺序取第一到第N像素，得到第一至第N帧中相应坐标位置上的像素点。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，分时显示所述N帧图像，包括：确定所述N帧图像中的每帧图像对应的偏移角；

根据每帧图像对应的偏移角调整相应帧图像的偏移角度。

5.如权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，所述第一方向为行方向，所述第二方向为列方向；或者，所述第一方向为列方向，所述第二方向为行方向。

6.如权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，第一分辨率大于所述光阀的分辨率，所述第二分辨率大于所述第一分辨率。

7.一种投影图像处理装置，其特征在于，包括：

获取模块，用于获取待投影的第一图像，所述第一图像的分辨率为第一分辨率；

调整模块，用于对所述第一图像的分辨率进行调整，得到第二图像，所述第二图像的分辨率为第二分辨率；其中，所述第二分辨率在第一方向上的像素数为光阀的分辨率在第一方向上的像素数的N倍，所述第二分辨率在第二方向上的像素数不超过所述光阀的分辨率在第二方向上的像素数，且所述第二图像和所述第一图像的信息量级别相同，N为正整数；

分割模块，用于将所述第二图像分割为N帧图像，所述N帧图像中的每帧图像的分辨率不大于所述光阀的分辨率；

投影模块，用于分时显示所述N帧图像。

8.如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述分割模块具体用于：将所述第二图像进行像素块划分，每个像素块中包含第一方向上相邻的N个像素点，一个像素块对应于分割后的每帧图像中一个坐标位置上的像素点；

针对第二图像中的每个像素块，从该像素块中取一个像素点作为所述N帧图像中一帧图像相应坐标位置上的像素点，且该N帧图像中相同坐标位置的像素点来自于所述第二图像中相应像素块中的不同像素点。

9.如权利要求8所述的装置，其特征在于，所述分割模块具体用于：针对每个像素块，按照相同顺序取第一到第N像素，得到第一至第N帧中相应坐标位置上的像素点。

10.如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述投影模块具体用于：确定所述N帧图像中的每帧图像对应的偏移角；

根据每帧图像对应的偏移角调整相应帧图像的投影角度。

11.如权利要求7至10中任一项所述的装置，其特征在于，所述第一方向为行方向，所述第二方向为列方向；或者，所述第一方向为列方向，所述第二方向为行方向。

12.如权利要求7至10中任一项所述的装置，其特征在于，第一分辨率大于所述光阀的分辨率，所述第二分辨率大于所述第一分辨率。

13.一种投影显示系统，其特征在于，该系统中包括：光源、光阀、如权利要求7至12中任一项所述的投影图像处理装置、光束角度改变装置以及镜头；

所述光束角度改变装置设置在所述光阀与所述镜头之间，用于在所述投影图像处理装置的控制下进行偏移；

所述光源为所述光阀提供照明，所述光阀进行投影，经所述光束角度改变装置输出至所述镜头进行成像，投射至投影介质形成投影画面。

说明书

一种投影图像处理方法、装置及投影显示系统

技术领域

[0001] 本发明涉及投影领域，尤其涉及一种投影图像处理方法、装置及投影显示系统。

背景技术

[0002] 图像的分辨率代表了图像中存储的信息量，通常使用图像在行方向上的像素数量和列方向上的像素数量的乘积，也就是总的像素的个数来表示。图像的分辨率越高，图像所包含的像素就越多，图像也就越清晰。比如，分辨率为1920×1080的图像，表示含有2M个像素的信息量，分辨率为3840×2160的图像，表示含有8M个像素的信息量。

[0003] 在投影显示装置中，光机中的光调制元件光阀的分辨率很大程度上决定了整个投影设备显示装置的分辨率。因此光阀的分辨率是用于衡量光阀的性能的一个重要指标，光阀的分辨率越高，能够投影显示到屏幕上的图像的精密程度越高，显示的信息越多，投影显示的画面越精细。但是作为硬件设备，光阀的分辨率的提高受到硬件加工工艺的限制，因此相较图像分辨率的提升速度而言，往往要慢很多。以应用了数字微镜器件(Digital Micromirror Device，DMD)来做关键元件以实现数字光学处理过程的数字光处理(Digital Light Procession，DLP)投影机为例，DLP投影机的分辨率主要由DMD的分辨率决定，通常一个DLP投影机中包括一个DMD芯片，而目前DMD的分辨率主要包括有800×600、1024×768、1280×720和1920×1080等，普遍要低于现在的高分辨率图像，比如较常见的分辨率为3840×2160的图像。因此现有技术在对高分辨率图像进行投影显示的时候，往往只能通过损失像素信息的方式进行显示，造成了投影图像在画质上的损失。

[0004] 因此，如何克服现有技术投影显示高分辨率图像时损失像素信息的缺陷，实现一种能够不损失高分辨率图像原有像素信息量的投影显示技术方案，是业界所亟待研究和解决的问题。

发明内容

[0005] 本发明实施例提供一种投影图像处理方法、装置及投影显示系统，用以克服现有技术在投影显示高分辨率图像时损失像素信息的缺陷，实现一种能够不损失高分辨率图像原有像素信息量的投影显示技术方案。

[0006] 本发明实施例提供的投影图像处理方法包括：

[0007] 获取待投影的第一图像，所述第一图像的分辨率为第一分辨率；

[0008] 对所述第一图像的分辨率进行重排得到第二图像，所述第二图形的分辨率为第二分辨率；其中，所述第二分辨率在第一方向上的像素数为光阀的分辨率在第一方向上的像素数的N倍，所述第二分辨率在第二方向上的像素数不超过所述光阀的分辨率在第二方向上的像素数，且所述第二图像和所述第一图像的信息量级别相同，N为正整数；

[0009] 将所述第二图像分割为N帧图像，所述N帧图像中的每帧图像的分辨率不大于所述光阀的分辨率；

[0010] 分时显示所述N帧图像。

[0011] 可选地，所述将所述第二图像分割为N帧图像，包括：

[0012] 将所述第二图像进行像素块划分，每个像素块中包含第一方向上相邻的N个像素点，一个像素块对应于分割后的每帧图像中一个坐标位置上的像素点；

[0013] 第二图像在第二方向上的坐标值与分割后的每帧图像中对应的像素点在第二方向上的坐标值相同；

[0014] 针对第二图像中的每个像素块，从该像素块中取一个像素点作为所述N帧图像中一帧图像相应坐标位置上的像素点，且该N帧图像中相同坐标位置的像素点来自于所述第二图像中相应像素块中的不同像素点。

[0015] 可选地，针对每个像素块，按照相同顺序取第一到第N像素，得到第一至第N帧中相应坐标位置上的像素点。

[0016] 可选地，分时显示所述N帧图像，包括：

[0017] 确定所述N帧图像中的每帧图像对应的偏移角；

[0018] 根据每帧图像对应的偏移角调整相应帧图像的偏移角度。

[0019] 可选地，所述第一方向为行方向，所述第二方向为列方向；或者，所述第一方向为列方向，所述第二方向为行方向。

[0020] 可选地，第一分辨率大于所述光阀的分辨率，所述第二分辨率大于所述第一分辨率。

[0021] 本发明实施例提供的投影图像处理装置包括：

[0022] 获取模块，用于获取待投影的第一图像，所述第一图像的分辨率为第一分辨率；

[0023] 调整模块，用于对所述第一图像的分辨率进行调整，得到第二图像，所述第二图形的分辨率为第二分辨率；其中，所述第二分辨率在第一方向上的像素数为光阀的分辨率在第一方向上的像素数的N倍，所述第二分辨率在第二方向上的像素数不超过所述光阀的分辨率在第二方向上的像素数，且所述第二图像和所述第一图像的信息量级别相同，N为正整数；

[0024] 分割模块，用于将所述第二图像分割为N帧图像，所述N帧图像中的每帧图像的分辨率不大于所述光阀的分辨率；

[0025] 投影模块，用于分时显示所述N帧图像。

[0026] 可选地，所述分割模块具体用于：

[0027] 将所述第二图像进行像素块划分，每个像素块中包含第一方向上相邻的N个像素点，一个像素块对应于分割后的每帧图像中一个坐标位置上的像素点；

[0028] 针对第二图像中的每个像素块，从该像素块中取一个像素点作为所述N帧图像中一帧图像相应坐标位置上的像素点，且该N帧图像中相同坐标位置的像素点来自于所述第二图像中相应像素块中的不同像素点。

[0029] 可选地，所述分割模块具体用于：针对每个像素块，按照相同顺序取第一到第N像素，得到第一至第N帧中相应坐标位置上的像素点。

[0030] 可选地，所述投影模块具体用于：

[0031] 确定所述N帧图像中的每帧图像对应的偏移角；

[0032] 根据每帧图像对应的偏移角调整相应帧图像的投影角度。

[0033] 可选地，所述第一方向为行方向，所述第二方向为列方向；或者，所述第一方向为列方向，所述第二方向为行方向。

[0034] 可选地，第一分辨率大于所述光阀的分辨率，所述第二分辨率大于所述第一分辨率。

[0035] 本发明实施例提供的投影显示系统，该系统中包括：光源、光阀、所述的投影图像处理装置、光束角度改变装置以及镜头；

[0036] 所述光束角度改变装置设置在所述光阀与所述镜头之间，用于在所述投影图像处理装置的控制下进行偏移；

[0037] 所述光源为所述光阀提供照明，所述光阀进行投影，经所述光束角度改变装置输出至所述镜头进行成像，投射至投影介质形成投影画面。

[0038] 本发明的上述实施例中，首先根据光阀的分辨率，对待投影的第一图像的分辨率进行调整，得到在第一方向上的像素数为光阀的分辨率在该方向上的像素数的整数倍的第二图像，再对第二图像进行分割，得到第一方向上分辨率小于或等于光阀的分辨率的N帧图像，进而将该N帧图像分时进行投影。可以看到，对于待投影图像具有较高分辨率的情况，本发明的实施例所提供的技术方案通过将高分辨率的待投影图像调整为分辨率为光阀的分辨率的整数倍的图像，再通过图像分割得到分辨率小于或等于光阀的分辨率的N帧图像，从而能够将这N帧图像错位叠加进行投影，进而能够实现了不损失高分辨率的待投影图像原有像素信息量的投影显示，克服了现有技术在投影显示高分辨率图像时像素信息损失的缺陷，能够在投影显示高分辨率图像时保留高分辨率图像所携带的像素信息量。

附图说明

[0039] 为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简要介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

[0040] 图1为现有技术中DMD上微镜偏移和投影的示意图；

[0041] 图2为本发明的实施例提供的投影图像处理方法的流程示意图；

[0042] 图3A和图3B分别为本发明的图像分割示意图；

[0043] 图4A和图4B分别为本发明实施例中通过振镜装置调整图像帧偏移角度的示意图；

[0044] 图5为本发明实施例场景一中将待投影图像进行分辨率转换的示意图；

[0045] 图6为本发明实施例场景一中将第二图像分割为图像帧A和图像帧B的示意图；

[0046] 图7为本发明实施例场景一中两个图像帧投影偏移的示意图；

[0047] 图8至图11为本发明实施例中基于场景一的一个投影图像处理流程的实例示意图；

[0048] 图12为本发明实施例场景二中将待投影图像进行分辨率转换的示意图；

[0049] 图13和图14分别为本发明实施例场景二中将第二图像分割为图像帧C和图像帧D的示意图；

[0050] 图15为本发明实施例场景二中两个图像帧投影偏移的示意图；

[0051] 图16至图19为本发明实施例中基于场景二的一个投影图像处理流程的实例示意图；

[0052] 图20为本发明实施例提供的投影图像处理装置的结构示意图；

[0053] 图21为本发明实施例提供的投影显示系统的结构示意图；

具体实施方式

[0054] 为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部份实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

[0055] 对于现有的光阀而言，以DLP投影机为例，DLP投影机主要是先将影像信号经过数字处理后再进行投影。DLP投影机中，光源通过一个有色彩三原色的色环(Color Wheel)，在激光光源中，该色环通常对应于荧光轮和滤色轮两个色轮，光束按照R、G、B三基色时序性的输出，再照射至DMD上，以同步信号的方法将连续光转为灰阶，配合R、G、B三种颜色将色彩表现出来，经镜头投影成像，其核心是基于DMD来完成显示数字可视信息的最终环节，DLP投影机的分辨率主要由DMD的分辨率决定。

[0056] 其中，DMD是由千上万个微镜(精密、微型的反射镜)组成的一种双稳态空间光调制器，通过在互补金属氧化物半导体(Complementary Metal Oxide Semiconductor，CMOS)的标准半导体制程上，加上一个可以调变反射面的旋转机构形成。通过把数据装入位于微镜下方的存储单元，数据以二进制的方式对微镜的偏移状态进行静电控制，对每个微镜独立地控制其偏移的角度和时长，从而引导反射光及调制灰阶，DMD中单个微镜反射单位面积的图像，形成投影图像中的一个像素，合成后即为完整的图像。微镜的数量代表了DMD的分辨率，与投影图像的分辨率相符，决定了能够投影显示图像的清晰程度。

[0057] 比如，一个分辨率为1024×768的DMD表示在该DMD上有1024×768个微镜。每个微镜均具有两种稳定的微镜状态+X°/-X°(On/Off)。就目前的器件而言，微镜在正负12°进行偏转，正12°时反射的光线会进入镜头，负12°时反射的光线不进入镜头。每个微镜都具有独立控制光线的开关能力，通过每个镜片偏转的角度和时长来决定进入镜头的光量。比如，微镜反射光线的角度受视频信号控制，视频信号受数字光处理器DLP调制，把视频信号调制成等幅的脉宽调制信号，用脉冲宽度大小来控制小反射镜开、关光路的时间，最终进入镜头在屏幕上产生不同亮度的灰度等级图像，进而实现图像的实时显示。

[0058] 图1示出了现有技术中DMD上的微镜两种偏转情形对应的光线传输示意。如图1所示，微镜101与微镜102偏转角度不同，微镜101通过其偏转的角度将光源103发出的光反射到光吸收单元104上，而微镜102通过其偏转的角度将光源103发出的光反射到镜头105上。

[0059] 作为硬件设备，DMD的分辨率受到加工工艺的限制，因此往往不能满足显示高分辨率图像的需求，比如，目前使用的光机中DMD的分辨率是2716×1528，而实际需要显示的分辨率却通常是3840×2160的图像，高于DMD所支持的分辨率。

[0060] 如果仅依靠改变加工工艺来提高光阀的分辨率，一般需要等待较长的时间，而随着用户对投影图像画质的要求越来越高，如何在目前光阀所支持的分辨率的基础上，实现一种不损失高分辨率图像原有像素信息量的投影显示技术方案，是亟待解决的问题。

[0061] 为了克服现有技术在投影显示高分辨率图像时像素信息损失的缺陷，本发明实施例提供了一种投影图像处理的技术方案，通过将待投影的第一图像调整为分辨率在某一方向(比如行方向或列方向)上的像素数量为光阀在同一方向上的像素数量的正整数倍，而在另一方向上的像素数量可以与光阀在该方向上的像素数量基本一致，并保持图像中的信息量(即像素总数)基本不变，即，相当于对待投影的图像进行拉长或压扁；再将第一图像分割为N帧图像，且每帧图像的分辨率与光阀的分辨率相同，并在投影时，对该N帧图像错位叠加显示，基于人眼的视觉暂留效应，这N帧图像的错位叠加投影相当于投影为具有原先待投影的第一图像所携带的像素信息量的投影图像，从而对于光阀分辨率小于待投影图像的分辨率的情况，能够在进行投影显示时保留待投影图像所携带的像素信息量，避免了像素信息的损失。

[0062] 下面结合附图对本发明实施例进行详细描述。

[0063] 为了更清楚地理解本发明实施例，下面首先对本发明实施例中的一些术语做如下约定：

[0064] 分辨率在第一方向上的像素数量以及该分辨率在第二方向上的像素数量，是指：分辨率在行方向(即水平方向)上的取值(该取值也可称为水平分辨率)，以及该分辨率在列方向(即垂直方向)上的取值(该取值也可称为垂直分辨率)；或者是指：分辨率在列方向(即垂直方向)上的取值，以及该分辨率在行方向(即垂直方向)上的取值。也就是说，第一方向为行方向时，第二方向为列方向；或者，第一方向为列方向时，第二方向为行方向。以分辨率表示为A×B为例(A和B均为正整数)，该分辨率在行方向上的像素数量(水平分辨率)为A，在列方向上的像素数量(垂直分辨率)为B。

[0065] 图2示出了本发明的一些实施例提供的投影图像处理方法的流程示意图，该流程可由软件编程实现或者软硬件的结合实现，该流程包括如下步骤：

[0066] 步骤201：获取待投影的第一图像，第一图像的分辨率为第一分辨率。

[0067] 可选地，在一些实施例中，待投影的第一图像具体可以图像信号处理系统对接收到的视频信号进行解码所得到的图像，其分辨率可以由图像信号处理系统通过相应的图像软件算法来获取。

[0068] 步骤202：对第一图像的分辨率进行调整，得到第二图像，第二图形的分辨率为第二分辨率。其中，第二分辨率在第一方向上的像素数为光阀的分辨率在第一方向上的像素数的N倍，第二分辨率在第二方向上的像素数不超过光阀的分辨率在第二方向上的像素数，且第二图像和第一图像的信息量级别相同，N为正整数。

[0069] 如前所述，图像的信息量可用图像中的像素数量来表示。本发明实施例中，将像素数量差别不大的图像认为是相同信息量级别的图像。比如，像素数量为3840*2160和2716*3054的图像，可认为是相同信息量图像。

[0070] 该步骤中，若第一方向为行方向、第二方向为列方向，则可基于第一图像的信息量级别不变的原则，根据光阀的分辨率，对第一图像的分辨率进行调整，得到第二图像，使第二图像在行方向上的像素数量是光阀的分辨率在行方向上的像素数量的正整数倍，在列方向上的像素数量与该光阀的分辨率在列方向上的像素数量基本相同。可以理解为上述过程相当于对第一图像在行方向上进行拉伸，在列方向上进行压缩，通过对第一图像进行缩放处理从而得到第二图像。

[0071] 若第一方向为列方向、第二方向为行方向，则可基于第一图像的信息量(像素总数)基本不变的原则，根据光阀的分辨率，对第一图像的分辨率进行调整，得到第二图像，使第二图像在列方向上的像素数量是光阀的分辨率在列方向上的像素数量的正整数倍，在行方向上的像素数量与该光阀的分辨率在行方向上的像素数量基本相同。可以理解为上述过程相当于对第一图像在列方向上进行拉伸，在行方向上进行压缩，通过对第一图像进行缩放处理从而得到第二图像。

[0072] 上述将第一分辨率的第一图像转换为第二分辨率的第二图像的具体实现方法可以有多种，本发明对此不作限制。比如，可通过下采样(subsampled)或降采样(downsampled)方法对图像进行压缩，可通过上采样(upsampling)或图像插值(interpolating)方法对图像进行放大。其中，光阀的分辨率可以预先写入系统存储的文件中，图像信号处理系统可以对其进行获取，从而确定出适合的采样频率，以及按照确定出的采样频率对第一图像进行重采样，从而得到第二图像。进一步地，图像信号处理系统通常具有缓存，重新采样得到的第二图像可以进行缓存，使得在后续过程中通过读取缓存便可以得到第二图像。

[0073] 在对第一图像进行分辨率转换得到第二图像时，在保证第二图像的第二分辨率在第一方向上的像素数为光阀的分辨率在第一方向上的像素数的N倍的情况下，严格保证第一图像的信息量(像素总数)不变，则可能出现第二图像的分辨率在第二方向上的像素数量不是整数的情况。为此，本发明实施例中，对于第二图像的分辨率，只要不超过光阀的分辨率在该方向上的像素数量即可，较佳地，越逼近光阀的分辨率在该方向上的像素数量越好。相应地，变换前后的图像的信息量不变。

[0074] 步骤203：将第二图像分割为N帧图像，该N帧图像中的每帧图像的分辨率不大于光阀的分辨率，较佳地，每帧图像的分辨率与光阀的分辨率相同。

[0075] 在一些实施例中，步骤203的一种具体实现方式可以是：将第二图像进行像素块划分，每个像素块中包含第一方向上相邻的N个像素点，一个像素块对应于分割后的每帧图像中一个坐标位置上的像素点。针对第二图像中的每个像素块，从该像素块中取一个像素点作为N帧图像中一帧图像相应坐标位置上的像素点，且该N帧图像中相同坐标位置上的像素点来自于第二图像中相应像素块中的不同像素点。进一步地，针对每个像素块，可按照相同顺序取第一到第N像素，得到第一至第N帧中相应坐标位置上的像素点。

[0076] 比如，以N＝2为例，在一种实现方式中，如图3A所示，可将第二图像中行方向上每相邻的2个像素点划分为一个像素块，其中，像素块0中包含坐标为(0,0)和(0,1)的像素点，像素块1中包含坐标为(0,2)和(0,3)的像素点。对于像素块0，取像素块0中的坐标为(0,0)的像素点作为分割后的第一帧图像中坐标为(0,0)的像素点，取像素块0中的坐标为(0,1)的像素点作为分割后的第二帧图像中坐标为(0,0)的像素点；对于像素块1，取像素块1中的坐标为(0,2)的像素点作为分割后的第一帧图像中坐标为(1,0)的像素点，取像素块1中的坐标为(0,3)的像素点作为分割后的第二帧图像中坐标为(1,0)的像素点；以此类推，从而将第二图像分割为两帧图像。

[0077] 再比如，仍以N＝2为例，在另一种实现方式中，如图3B所示，可将第二图像中行方向上每相邻的2个像素点划分为一个像素块，其中，像素块0中包含坐标为(0,0)和(0,1)的像素点，像素块1中包含坐标为(1,0)和(1,1)的像素点。对于像素块0，取像素块0中的坐标为(0,0)的像素点作为分割后的第一帧图像中坐标为(0,0)的像素点，取像素块0中的坐标为(0,1)的像素点作为分割后的第二帧图像中坐标为(0,0)的像素点；对于像素块1，取像素块1中的坐标为(1,0)的像素点作为分割后的第二帧图像中坐标为(0,1)的像素点，取像素块1中的坐标为(1,1)的像素点作为分割后的第一帧图像中坐标为(0,1)的像素点；以此类推，从而将第二图像分割为两帧图像。

[0078] 通过这种方式分割得到的N帧图像，在进行分时显示时可以获得较好的显示效果。

[0079] 应当理解的是，上述图像帧分割方式是能够利用人眼视觉暂留效应以获得较好的显示效果以及节约系统处理资源的划分方式之一，本发明并不限定上述图像帧的划分方式。

[0080] 步骤204：分时显示所述N帧图像。

[0081] 通过步骤203得到N帧分辨率与投影显示设备的分辨率相同的图像后，可通过光阀对该N帧图像分时进行投影的过程。

[0082] 通过步骤204中将N帧图像分时进行投影的过程，每帧图像对应的光信号顺序到达镜头，利用人眼视觉暂留效应，在视觉上形成该N帧图像的合成，而每帧图像均能够各自携带了原先待投影图像所包含的N分之一信息量，因此能够达到了不损失原先待投影图像像素信息量的投影显示效果。比如，原先待投影图像的分辨率3840×2160，即包含由3840×2160个像素的信息量，通过本发明的实施例所提供的技术方案，使得原先待投影的第一图像先扩展为分辨率为5432×1527的第二图像，再通过图像分割得到各自携带有2716×1528个像素的信息量的图像帧A和图像帧B，整个过程不会造成原先待投影图像像素信息的损失。

[0083] 如前所述的，现有的投影显示技术中DLP投影机普遍采用DMD芯片作为核心元件实现图像的投影显示，由于DMD芯片既是光机械器件，也是电子机械器件，因此在电气方面可以通过控制驱动芯片输出的驱动信号驱动DMD芯片进行投影。

[0084] 以使用DMD芯片作为光阀为例，DMD芯片通常具有P个驱动芯片，P为正整数。每个驱动芯片的驱动能力则可以在每个芯片的驱动能力上限范围内进行设置与调整。基于此，本发明实施例中，可以按照预设的时间间隔将在步骤203中所得到的N帧图像依次错位叠加地输出至光阀进行投影显示。其中，对于N帧图像输出至光阀进行投影显示的过程，具体可以是根据DMD芯片所具有的驱动芯片的驱动能力，将待投影显示的一帧图像拆分为P个部分，分别发送至DMD芯片所具有的P个驱动芯片，由P个驱动芯片根据各自接收到的图像信息，输出相应的驱动信号驱动DMD芯片进行投影显示。其中，预设的时间间隔，也可以表示为光阀的刷新频率，基于人眼视觉暂留效应确定，可以设置在在60HZ到120HZ之间。

[0085] 其中，对该N帧图像进行分时显示时，其显示顺序可基于利用人眼视觉暂留能够获得较好的视觉舒适度的原则来设置。比如，以N＝3为例，通过以下方式得到图像帧A、图像帧B和图像帧C，则可按照图像帧A、图像帧B和图像帧C的顺序分时投影显示：

[0086] 将第二图像中行方向上每相邻的3个像素点划分为一个像素块，其中，像素块0中包含坐标为(0,0)、(0,1)、(0,2)的像素点，像素块1中包含坐标为(0,3)、(0,4)、(0,5)的像素点。对于像素块0，取像素块0中的坐标为(0,0)的像素点作为分割后的图像帧A中坐标为(0,0)的像素点，取像素块0中的坐标为(0,1)的像素点作为分割后的图像帧B中坐标为(0,0)的像素点，取像素块0中的坐标为(0,3)的像素点作为分割后的图像帧C中坐标为(0,0)的像素点；对于像素块1，取像素块1中的坐标为(0,3)的像素点作为分割后的图像帧A中坐标为(1,0)的像素点，取像素块1中的坐标为(0,4)的像素点作为分割后的图像帧B中坐标为(1,0)的像素点，取像素块1中的坐标为(0,5)的像素点作为分割后的图像帧C中坐标为(1,
0)的像素点；以此类推，从而将第二图像分割为图像帧A、图像帧B和图像帧C。

[0087] 进一步地，考虑到分割得到的N帧图像之间会产生相应的偏移量，在本发明的一些实施例中，为了使得对N帧图像分时进行投影显示时，不出现投影图像花屏的现象，应能够使得一帧图像帧的投影方向与另一帧图像的投影方向之间形成与这两帧图像之间的偏移量相应的偏移。具体地，在对N帧图像进行分时投影时，可以确定每一帧图像对应的偏移角度，根据每一帧图像对应的偏移角度调整相应帧图像的投影角度。

[0088] 进一步地，在本发明的一些实施例中，根据每帧图像对应的偏移角调整相应帧图像的投影角度时，可通过控制设置在光阀与镜头之间的光束角度改变装置分别按不同的偏移角度进行偏移来实现。具体地，可以是在将一帧图像输出至光阀进行投影之前或同时，调整光束角度改变装置至第一偏移角度，从而使得光阀投影该帧图像的投影角度经过该光束角度改变装置得到调整，再输出至镜头进行成像，投射至投影介质形成投影画面。

[0089] 其中，光束角度改变装置也可以表示为成像位移装置，具体可以是一个振镜装置。振镜装置具体地可以是透射型镜片，通过角度偏移的不同，使得光阀的投影光束方向发生改变；或者也可以是反射型镜片，同样通过角度偏移的不同，改变对反射光线的反射角度。
可以设置振镜装置的初始位置为第一图像帧的投影角度对应的位置，即第一偏移角度为0度，再根据第一图像帧和第二图像帧的位置之间的错位关系，得到第二偏移角度，以此类推，从而简化对振镜装置的控制过程。

[0090] 比如，图4A示出了两个图像帧进行投影的光路示意图，其中，由振镜装置401作为光束角度改变装置来形成这两个图像帧的投影光路。图4B相应地示出了基于图4A示出的光路所得到的这两帧图像经镜头成像后在投影介质上的投影画面的示意。其中，振镜装置401在第一偏移角度α情况下(初始位置α＝0度)形成图像帧A的投影光路，图像帧A对应的光信号通过后偏移第一偏移角度α的振镜装置401后到达镜头进行成像得到投影画面402；振镜装置401在第二偏移角度β情况下形成图像帧B的投影光路，图像帧B对应的光信号通过后偏移第二偏移角度β的振镜装置401后到达镜头进行成像得到投影画面403，从而使得图像帧A和图像帧B在成像时具有对应的错位关系，进而基于人眼视觉暂留效应，图像帧A和图像帧B各自对应的投影图像402与投影图像403将合成显示原先的待投影图像的内容，而不会出现花屏的现象。

[0091] 应当理解的是，本发明的一些实施例所提供的技术方案不需要对现有的投影显示设备及系统中原有的光学元件及原先所形成的光路架构做出改变。比如，以采用DMD芯片的DLP投影机为例，光源根据N帧图像中包括的像素所需要显示的颜色信息，时序性输出三基色，DMD通过对光源光束的反射，体现待显示图像帧中像素携带的信息，这个过程同现有的DLP投影机中通过DMD显示图像相同。

[0092] 考虑到现有投影技术主要是在待投影图像分辨率大于光阀分辨率的情况下存在损失图像原有像素信息量的缺陷，本发明的一些实施例应用在待投影图像的分辨率大于光阀的分辨率的情形中，将能够更好的体现本发明实施例所能取得的技术效果。可选地，在本发明的一些实施例中，第一分辨率大于光阀的分辨率，第二分辨率大于第一分辨率。当然，本发明实施例不排除其他情形，比如待投影的图像分辨率小于或等于光阀分辨率的情形。

[0093] 通过以上描述可以看出，在本发明实施例中提供的投影图像处理方法中，首先根据光阀的分辨率，对待投影的第一图像的分辨率进行调整，得到在第一方向上的像素数为光阀的分辨率在该方向上的像素数的整数倍的第二图像，再对第二图像进行分割，得到分辨率小于或等于光阀的分辨率的N帧图像，进而将该N帧图像分时进行投影。可以看到，对于待投影图像具有较高分辨率的情况，本发明的实施例所提供的技术方案通过将高分辨率的待投影图像调整为分辨率为光阀的分辨率的整数倍的图像，再通过图像分割得到分辨率小于或等于光阀的分辨率的N帧图像，从而能够将这N帧图像错位叠加进行投影，进而能够实现了不损失高分辨率的待投影图像原有像素信息量的投影显示，克服了现有技术在投影显示高分辨率图像时像素信息损失的缺陷，能够在投影显示高分辨率图像时保留高分辨率图像所携带的像素信息量。

[0094] 为了更清楚地理解本发明的上述实施例，下面以具体应用场景为例进行说明。

[0095] 场景一

[0096] 激光投影显示系统中所使用的DMD的分辨率为2716×1528，待投影的第一图像的分辨率为3840×2160(第一分辨率)，携带有8M的像素信息量，在这种场景下，基于本发明的上述实施例进行投影显示的过程如下所述。

[0097] 在步骤201中，获取第一图像的分辨率，该分辨率为3840×2160。

[0098] 在步骤202中，对第一图像进行重新采样，进行行方向上的重新排列，得到高分辨率的第二图像，如图5所示。第二图像的分辨率为5432×1527(第二分辨率)。第二图像的水平分辨率5432等于DMD的水平分辨率的两倍(即2716×2)，第二图像的垂直分辨率1527接近于DMD的垂直分辨率1528。分辨率转换前，第一图像的信息量为3840×2160＝8294400，分辨率转换后，第二图像的信息量为5432×1527＝8294664，可以看出，分辨率转换前后的信息量级别不变，均为4K。

[0099] 在步骤203中，将第二图像中行方向上每相邻的2个像素点划分为一个像素块，其中，像素块0中包含坐标为(0,0)和(0,1)的像素点，像素块1中包含坐标为(0,2)和(0,3)的像素点。如图3A所示，对于像素块0，取像素块0中的坐标为(0,0)的像素点作为分割后的第一帧图像中坐标为(0,0)的像素点，取像素块0中的坐标为(0,1)的像素点作为分割后的第二帧图像中坐标为(0,0)的像素点；对于像素块1，取像素块1中的坐标为(0,2)的像素点作为分割后的第一帧图像中坐标为(1,0)的像素点，取像素块1中的坐标为(0,3)的像素点作为分割后的第二帧图像中坐标为(1,0)的像素点；以此类推，从而将第二图像分割为图像帧A和图像帧B，如图6所示。可以看出，图像帧A由第二图像中的奇数列组成，图像帧B由第二图像中的偶数列组成。第二图像的垂直分辨率为1527，可在分割前或分割后，将垂直分辨率调整为1528。这样，图像帧A和图像帧B的分辨率均与DMD的分辨率相同。

[0100] 在步骤204中，使用DMD对图像帧A和图像帧B进行分时投影显示。此过程中，可通过设置振镜装置的角度将图像帧A和图像帧B进行偏移。如图7所示，可通过设置振镜装置的角度使图像帧B相较于图像帧A斜向下错开半个像素，即振镜装置向斜下振动。

[0101] 以如图8所示的的分辨率为10×10的像素组为例，通过步骤202的分辨率转换过程，该像素组重新排列成DMD可以支持的分辨率14×7，如图9所示。通过步骤203，可将图9所示的像素组分割为如图10所示的两帧，分辨率均为7×7。在步骤204中，图10所示的两帧进行分时投影显示，且利用振镜装置设置该两帧按照如图11的方式进行偏移。

[0102] 场景二

[0103] 激光投影显示系统中所使用的DMD的分辨率为2716×1528，待投影的第一图像的分辨率为3840×2160(第一分辨率)，携带有8M的像素信息量，在这种场景下，基于本发明的上述实施例进行投影显示的过程如下所述。

[0104] 在步骤201中，获取第一图像的分辨率，该分辨率为3840×2160。

[0105] 在步骤202中，对第一图像进行重新采样，进行列方向上的重新排列，得到高分辨率的第二图像，如图12所示。第二图像的分辨率为2716×3054(第二分辨率)。第二图像的水平分辨率2176等于DMD的水平分辨率，第二图像的垂直分辨率1527接近于DMD的垂直分辨率1528的两倍。分辨率转换前，第一图像的信息量为3840×2160＝8294400，分辨率转换后，第二图像的信息量为2716×3054＝8294664，可以看出，分辨率转换前后的信息量级别不变，均为4K。

[0106] 在步骤203中，将第二图像中列方向上每相邻的2个像素点划分为一个像素块，针对第二图像中的每个像素块，从该像素块中取一个像素点作为图像帧C相应坐标位置上的像素点，取另一个像素点作为图像帧D相应坐标位置上的像素点，如图13所示，可以看出，图像帧C中的像素来自于第二图像中奇数行像素，图像帧D的像素来自于第二图像中偶数行的像素，图像帧C和图像帧D的分辨率均与DMD的分辨率相同。

[0107] 在步骤204中，使用DMD对图14中的图像帧C和图像帧D进行分时投影显示。此过程中，可通过设置振镜装置的角度将图像帧C和图像帧D进行偏移。如图15所示，可通过设置振镜装置的角度使图像帧D相较于图像帧C斜向下错开半个像素，即振镜装置向斜下振动。

[0108] 以如图16所示的的分辨率为10×10的像素组为例，通过步骤202的分辨率转换过程，该像素组重新排列成DMD可以支持的分辨率7×14，如图17所示。通过步骤203，可将图17所示的像素组分割为如图18所示的两帧，分辨率均为7×7。在步骤204中，图18所示的两帧进行分时投影显示，且利用振镜装置设置该两帧按照如图19的方式进行偏移。

[0109] 基于相同的技术构思，本发明实施例还提供一种投影图像处理装置，该装置可以是通过软件编程实现的图像软件算法，或者也可以是软件编程集合硬件实现，该装置可用于执行上述投影图像处理方法实施例。图20示出了本发明的一些实施例提供的投影图像处理装置的结构示意图。

[0110] 如图20所示，本发明的实施例提供的投影图像处理装置包括：

[0111] 获取模块2001，用于获取待投影的第一图像，所述第一图像的分辨率为第一分辨率；

[0112] 调整模块2002，用于对所述第一图像的分辨率进行调整，得到第二图像，所述第二图形的分辨率为第二分辨率；其中，所述第二分辨率在第一方向上的像素数为光阀的分辨率在第一方向上的像素数的N倍，所述第二分辨率在第二方向上的像素数不超过所述光阀的分辨率在第二方向上的像素数，且所述第二图像和所述第一图像的信息量级别相同，N为正整数；

[0113] 分割模块2003，用于将所述第二图像分割为N帧图像，所述N帧图像中的每帧图像的分辨率不大于所述光阀的分辨率；

[0114] 投影模块2004，用于分时显示所述N帧图像。

[0115] 可选地，分割模块2003具体用于：将所述第二图像进行像素块划分，每个像素块中包含第一方向上相邻的N个像素点，一个像素块对应于分割后的每帧图像中一个坐标位置上的像素点；针对第二图像中的每个像素块，从该像素块中取一个像素点作为所述N帧图像中一帧图像相应坐标位置上的像素点，且该N帧图像中相同坐标位置的像素点来自于所述第二图像中相应像素块中的不同像素点。

[0116] 进一步地，分割模块2003可针对每个像素块，按照相同顺序取第一到第N像素，得到第一至第N帧中相应坐标位置上的像素点。

[0117] 可选地，投影模块2004具体用于：确定所述N帧图像中的每帧图像对应的偏移角，根据每帧图像对应的偏移角调整相应帧图像的投影角度。

[0118] 可选地，第一方向为行方向，第二方向为列方向；或者，第一方向为列方向，第二方向为行方向。

[0119] 可选地，第一分辨率大于所述光阀的分辨率，所述第二分辨率大于所述第一分辨率。

[0120] 基于相同的技术构思，本发明的一个实施例还提供了一种投影显示系统，该系统可实现前述实施例描述的投影图像处理方法的流程，以及可以基于前述实施例描述的投影图像处理方法的流程实现投影显示。图21示出了本发明的一些实施例所提供的投影显示系统的结构示意图。

[0121] 如图21所示，本发明的一些实施例所提供的投影显示系统中包括：光源1001、光阀1002、投影图像处理装置1003、光束角度改变装置1004以及镜头1005。其中，光束角度改变装置1004可以设置在光阀1002与镜头1005之间。其中，投影图象处理装置1003具体可参见前文所述实施例。

[0122] 具体地，光束角度改变装置1004用于在投影图像处理装置1003的控制下进行偏移。光源1001为光阀1002提供照明，光阀1002进行投影，经光束角度改变投影图像处理装置1003输出至镜头1005进行成像，投射至投影介质形成投影画面，其中，光束的传输光路具体可以图10中的箭头所示。

[0123] 应当理解的是，本发明的一些实施例所提供的投影显示系统可以基于现有的投影显示设备或系统来实现，图10仅示例性地表示了本发明的一些实施例所提供的投影显示系统，对于辅助形成光路和投影显示的其它光学元件及具体光学架构，可参考现有投影显示设备及系统，本发明对此不作详述。比如，光阀1002可以采用现有投影显示系统中所采用的光阀，比如DLP投影机中的DMD芯片；镜头1005、光源1001以及用于实现投影显示的形成光路的其它光学元件及具体光学架构，可参考现有投影显示设备及系统。

[0124] 可选地，在本发明的一些实施例中，光阀1002可以是DMD芯片，其中，DMD芯片具有P个驱动芯片，P为正整数。每个驱动芯片的驱动能力则可以在每个芯片的驱动能力上限范围内进行设置与调整。

[0125] 进一步地，在光阀为DMD芯片的基础上，在本发明的一些实施例中，投影图像处理装置1003可以按照预设的时间间隔将在步骤203中所得到的N帧图像，依次错位叠加地输出至光阀1002进行投影显示。其中，对于每帧图像输出至光阀进行投影显示的过程，具体可以是根据DMD芯片所具有的驱动芯片的驱动能力，将待投影显示的图像帧拆分为P个部分，分别发送至DMD芯片所具有的P个驱动芯片，由P个驱动芯片根据各自接收到的图像信息，输出相应的驱动信号驱动DMD芯片进行投影显示。

[0126] 进一步地，投影图像处理装置1003，还可以具体可以用于：确定每帧图像对应的偏转角，根据每帧图像对应的偏转角控制光束角度改变投影图像处理装置1003进行偏转，从而实现对每帧图像投影角度的调整。

[0127] 对于软件实施，这些技术可以用实现这里描述的功能的模块(例如程序、功能等等)实现。软件代码可以储存在存储器单元中，并且由处理器执行。存储器单元可以在处理器内或者在处理器外实现。

[0128] 本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

[0129] 这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

[0130] 这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

[0131] 尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。

[0132] 显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。