專利名稱：利用光學函數發生器的無縫平鋪顯示器的電子校準的制作方法
技術領域：
本發明涉及光學顯示器，特別涉及利用多投影儀校準平鋪顯示器儀產生大的和/或分辨率較高的圖像。
背景技術：
多投影顯示器多年來已經被提出和使用。在二十世紀五十年代，已經開發了用于電影工業的“CINERAMA”系統。CINERAMA系統使用三個膠片以利用三個獨立的投影儀投射三個圖像，接著將三個圖像結合以形成單個全景圖像。迪斯尼樂園繼續使用類似的多投影儀系統，其中一圈投影儀在環繞圓形房間的墻壁的屏幕上投影。
在視頻領域，多投影儀系統在多種專業應用中已經被提出和使用。Herndon的美國專利US 4,103,435和Taylor的美國專利US 3,833,764提出了用于飛行模擬裝置的多投影儀系統，多個視屏相互靠近地設置以形成大的平鋪圖像顯示器。
基于多投影儀顯示器系統的許多視頻的困難是多個圖像通常不以單個連續圖像的形式出現在顯示屏上。當多個圖像并排地和/或從上到下地投射到單個屏幕上時，通常在圖像之間存在接縫或者重疊區域，例如一種M×N投影儀陣列，其中M和N用正整數表示，但是在使用顯示器的重疊和部分時，可設定分數。根據個人優化標準，個人優化標準可包括可靠性、故障容差、費用和性能，M×N投影儀陣列也可被布置成具有恒定和相同的重疊的形式或者可被布置成具有變化的重疊度的形式。最終的顯示圖像將表現為并排布置的多個圖像并且圖像之間存在縫隙，或者如果使圖像重疊在單個屏幕上，那么在圖像之間存在明線或者帶。在重疊區域中，來自于每一個投影儀的光將加到其它的投影儀的輸出光上。這也適用于黑輸出電平。理想地，當顯示黑圖像時，該重疊區域應該在整個顯示圖像上是非常均勻的黑。但實際上人們通常觀察黑圖像在重疊區域中變亮。當兩個投影儀的圖像重疊時，在圖像的重疊區域中的光量約為僅存在一個投影儀圖像的區域中在屏幕上觀察的光量的兩倍；在四個投影圖像重疊的區域中，光量約為單個投影圖像的四倍等。這樣，屏幕的觀察者通常將看到包含不良產物的輸出圖像。對于白圖像以及對于在黑和白之間的所有圖像會出現相同的效果。通常，黑和白圖像可被概念化為用于構成任何含量橫跨這兩個極限的圖像的上和下參考電平。
現有技術，例如在全景平鋪顯示器中，為了解決重疊問題，需要顯示裝置具有漫射光很低的黑參考電平。這需要CRTs，這是因為CRTs具有自然的反差比并且黑度較深，比諸如LCD投影儀和DMD投影儀的其它常用顯示媒體暗幾倍。盡管深黑顯示器或者僅CRT結構在許多應用中能夠很好地工作，但是不能滿足電影、醫療和其它需要高圖像質量和性能的工業中的要求。在這些高性能應用中，反差比要求通常超過1000∶1。電影工業通常要求1500∶1，醫療工業通常要求用于數字射線照相術的顯示器具有范圍在2000∶1至4000∶1的范圍內的反差比。在CRTs的反差比處于這樣的范圍或者較低的范圍，如在僅CRT結構中所用的任何重疊策略都是無效的。它是反差比除以所用CRTs的數量。這樣，對于要求反差比為1500∶1的電影應用，CRTs的任何重疊將使重疊區域中的反差比減小至750∶1。任何具有以2×2矩陣形式重疊的四個CRTs的區域將表現出四倍的亮度，這樣反差比減小至375∶1。在該工業中，這是可觀察到的并且通常是不良的。
為了隱藏這樣的產物，人們已經作出了一些努力，一個這樣的示例是將非重疊區域提升到與重疊區域相同的亮度。通常利用調節輸入視頻視頻信號電平以消除重疊區域的可見度來實施這樣的方案。但是，該方法降低整個顯示器的反差比，即使在僅單個投影儀投射其圖像內容的區域。并且在多個CRTs或者其它成像裝置重疊它們的圖像的情況下，會對整個顯示器的反差比產生不良影響。
人們希望黑和白電平的強度下降以使重疊圖像產生從中心到邊緣的均勻亮度，包括投射圖像的重疊區域。實際上，這樣一種理想的亮度分布是難以實現的，顯示器通常會表現為，強度從顯示圖像的中心到邊緣是下降的。為了獲得一種均勻的、從中心到邊緣的亮度分布，需要將在顯示器中心和其它區域的自然強度限制為與邊緣處相同的數值。遺憾的是，這將降低顯示器自然亮度并且大大降低系統的圖像亮度轉換效率的功率。另一種基于人視覺對低空間頻率變化的不敏感性的方法是使平鋪圖像的邊緣附近的亮度分布降低。在理論上，可通過調節輸入到每一個顯示器的視頻以電子的方式實現這樣的分布。可利用圖像內容使校正功能倍增并且在提供的多個灰度級上產生均勻的輸出。但是利用該方法，輸入圖像越接近黑態，實際與理想狀態的偏差越大。這是由于控制顯示器上的黑態的輸入視頻實際上不能達到真正的黑態。如上所述，這是由于即使當顯示黑色時顯示技術通常傳送或者發光。
為了克服上述限制，Chen等人的未審訂的被共同受讓的專利申請提出，利用光學函數發生器產生空間梯度分布，接著將空間梯度分布用于空間濾波器并接著將空間濾波器設置在每一個顯示器的成像路徑中任何位置以產生無縫平鋪顯示圖像。
通常，平鋪顯示器需要周期性重新校準，這是由于它們的投影儀和/或其它硬件的性能會隨著時間而改變。為了解決這個問題，Chen等人的未審訂的被共同受讓的專利申請提出，一種校準不包括在它們的投影儀中的空間濾波器的平鋪顯示器的方法和設備。但是，在該未審訂的專利申請中披露的方法和設備本身不能提供對包括在它們的投影儀中的空間濾波器的平鋪顯示器的校準，這是由于空間濾波器通常會改變顯示器邊緣周圍的亮度特性。這可影響用于校準方法的模板顯示。因此，在該領域中，需要一種校準包括在它們的投影儀中的空間濾波器的平鋪顯示器的方法和設備。
另外，該未審定的專利申請披露了一種需要多個存儲器和硬件以校準平鋪顯示器的方法和設備。因此，在該領域中，還需要一種需要較少的存儲器和硬件并且具有較高的處理速度以產生高分辨率平鋪圖像的方法和設備。
發明內容
根據本發明的一個方面，提供一種對具有由多個顯示器產生的多個重疊的不連續圖像的無縫平鋪顯示圖像進行校準的方法，對于在平鋪顯示器中所用的每一個投影儀，該方法產生一種從顯示器到屏幕的空間變換函數，以減少一個或者多個不需要的幾何投影儀特性。對于每一個用于捕捉顯示圖像的攝像機，該方法產生一種從屏幕到攝像機的空間變換函數，以減少一個或者多個不需要的幾何投影儀特性。該方法需要產生一種能夠對平鋪顯示器中的每一個顯示圖像進行有效的色彩校準的空間亮度變換函數。該方法還需要將高分辨率的圖像輸入到平鋪顯示器處理器中以形成平鋪顯示器的平鋪圖像，并且對輸入的高分辨率圖像進行分割以形成基于平鋪顯示器中所用的圖像陣列的平鋪圖像。該方法需要利用從顯示器到屏幕的空間變換函數對分割的平鋪圖像進行預扭曲，以減少一個或者多個不需要的幾何投影儀特性。該方法需要對每一個預扭曲的圖像應用空間亮度變換函數的逆函數，以有效地調配平鋪顯示圖像中的色彩。
從下面結合附圖對本發明的詳細描述中可以明顯地看出本發明的其它方面，附圖構成了說明書的一部分。
圖1是表示本發明所涉及的用于校準和產生一個2×2圖像陣列的平鋪顯示器的示意圖。
圖2是表示本發明所涉及的用于無縫平鋪顯示器系統的電子校準方法的流程圖。
圖3是根據本發明產生一種從屏幕到攝像機的空間變換函數的流程圖。
圖4是根據本發明產生一種從顯示器到屏幕的空間變換函數的流程圖。
圖5是根據本發明產生一種空間亮度變換函數的流程圖。
圖6示出了用于幾何失真校準的9×9點陣圖形。
圖7示出了當使用在顯示器的成像路徑中的空間濾波器時所得到的點陣圖形。
圖8示出了用于圖1中所示系統中的平鋪顯示器處理器的框圖的一個實施例。
圖9是表示本發明所涉及的校準方法的框圖。
具體實施例方式
在下列參考附圖的詳細描述中，其中附圖是說明書的一部分，僅用于說明本發明的特定實施例。這些實施例在這里已經被充分描述，足以使本領域普通技術人員能夠實施本發明，應該理解的是，這些實施例是可組合的，或者可使用其它的實施例，并且在不脫離本發明的實質和范圍的基礎上可以進行結構上、邏輯上和電子方面的變型。因此，下面的詳細描述表示對本發明的限定，本發明的保護范圍是由附屬的權利要求及其等同形式限定的。
特別是，該文獻描述一種在平鋪顯示器系統上進行電子校準以減小屏幕到攝像機與投影儀到屏幕之間的幾何失真和色彩失真，從而能夠有效地調配平鋪顯示器的顯示圖像中的色彩的方法和設備。
圖1是表示本發明所涉及的平鋪顯示器系統100的一個實施例的示意圖，該圖僅是示例性的，不是對本發明的限定。系統100包括能夠將圖像投射到顯示屏110上的2×2投影儀陣列120。2×2投影儀陣列120中的每一個投影儀包括能夠在屏幕110上產生無縫平鋪顯示圖像的空間濾波器160。空間濾波器160包括能夠產生無縫平鋪顯示圖像的空間梯度分布。空間濾波器160可設置在2×2投影儀陣列120中的每一個投影儀和屏幕110之間的成像路徑中的任何位置處。攝像機130與平鋪顯示器處理器140相連。在一個實施例中，攝像機130可是一個或者多個攝像機。
在圖1中所示的系統100中，投影儀120是這樣布置的，即，使顯示在屏幕上的圖像具有基本類似的尺寸、重疊150和微小的空間失真。通常，該手動粗調是快速的和容易的。為了實現無縫的平鋪顯示圖像，在圖像被送至2×2投影儀陣列120之前，每一個圖像必須被進一步校準。該校準是對投影儀120和攝像機130的細調。通常是通過對投影儀120、屏幕110和攝像機130進行電子校準來實現的。電子校準的目的是使屏幕110上的平鋪圖像對準，從一個平鋪圖像到另一個平鋪圖像使平鋪圖像無縫地混合并且減少在手動粗調后必然留下的任何亮度和色度偏差。盡管可通過改變每一個投影儀120中的光學部件對平鋪顯示器系統100進行局部校準，但是通常會受到時間、溫度和其它因素變化的影響，使手動粗調方法不能實際應用。圖1中所示的平鋪顯示器系統100利用下面描述的圖像處理技術能夠自動地校準、控制和提供無縫平鋪顯示器。
圖2是表示在平鋪顯示器系統上進行電子校準以產生無縫平鋪顯示圖像的方法200的流程圖。方法200包括確定屏幕到攝像機的空間變換函數210。圖3示出了一種確定屏幕到攝像機的空間變換函數的方法210。方法210包括在屏幕310上顯示預定的模板。顯示預定的模板可包括將實際的預定模板設置在屏幕上。或者，通過由平鋪顯示器處理器產生預定的模板和顯示在屏幕上來實現顯示預定的模板。在該實施例中，預定模板是諸如在圖6中所示的9×9點陣圖形600的點陣圖形。接下來的步驟320和330包括利用攝像機捕捉顯示的預定模板的圖像和確定捕捉的圖像是否具有一個或者多個不需要的攝像機特性。確定捕捉的圖像是否具有一個或者多個不需要的攝像機特性的步驟包括將捕捉圖像與預定的期望模板比較以確定捕捉的圖像是否具有一個或者多個不需要的攝像機特性。接下來的步驟340可包括將預定的模板從屏幕移除。接下來的步驟350包括產生可用于捕捉的平鋪顯示圖像的屏幕到攝像機的空間變換函數以減少一個或者多個不需要的攝像機特性。
方法200中的步驟220利用先前確定的屏幕到攝像機的空間變換函數210確定顯示器到屏幕的空間變換函數。圖4示出了一種確定顯示器到屏幕的空間變換函數的方法220。方法220包括將空間濾波器設置在投影儀和屏幕之間的圖像路徑中的任何位置以調制光，產生無縫平鋪顯示器410。接下來的步驟420包括利用投影儀將第一預定圖像子集顯示在屏幕上。投影儀可是一個或者多個投影儀，而攝像機可是一個或者多個攝像機。在該示例中，第一預定圖像是諸如在圖6中所示的9×9點陣圖形600的預定點陣圖形。第一預定圖像子集可是諸如在圖7中所示的7×7點陣圖形700。這是由于在空間濾波器上應用空間亮度分布以產生無縫平鋪顯示器而導致的。接下來的步驟可包括應用屏幕到攝像機的空間變換函數以在屏幕到攝像機的幾何性質方面對捕捉圖像進行校正。接下來的步驟430包括利用攝像機捕捉部分顯示的第一預定圖像。接下來的步驟440包括產生由于空間濾波器包含在投影儀和屏幕之間而沒有被顯示在屏幕上的第一預定圖像的剩余部分。產生第一預定圖像的剩余部分可包括利用外推函數產生9×9點陣中由于在投影儀和屏幕之間的圖像路徑中的空間濾波器而沒有被顯示的邊緣點。外推函數可是多項式函數的最小二乘擬合。用于產生邊緣點的外推函數可基于諸如二次或者多次多項式函數或者三次樣條函數。接著，使捕捉的第一預定圖像子集與所產生的第一預定圖像的剩余部分結合以形成第一預定圖像的合成形式450。接下來的步驟460包括通過將所形成的第一預定圖像與預定的期望比較來確定所形成的第一預定圖像的合成形式是否具有一個或者多個不需要的投影儀特性。接下來的步驟470包括產生可用于投影儀的輸入視頻信號的顯示器到屏幕的空間變換函數以減少不需要的投影儀特性。利用顯示器到屏幕的空間變換函數處理輸入視頻信號以提供第一變換的輸入視頻信號，從而減少一個或者多個不需要的投影儀特性。可周期性地重復捕捉、確定和處理的步驟。
在方法200中的下一個步驟230是確定用于提供有效的色彩校準的空間亮度變換函數。圖5示出了一種確定空間亮度變換函數的方法230。該方法230包括利用在平鋪顯示器系統中所用的每一個投影儀順序地顯示強度可變的平面場圖像的步驟510。順序地顯示平面場圖像包括利用不同的灰度以紅綠藍三原色顯示平面場圖像。在另一個實施例中，順序地顯示強度可變的平面場圖像還限定強度可變的平面場圖像的灰度級，和輸入對應于所限定的強度可變的平面場圖像的灰度級的信號。在確定空間亮度變換函數中的接下來的步驟520和530包括利用在平鋪顯示器系統中所用的攝像機捕捉所顯示的強度可變的平面場圖像，以及相對于最高和最低的平面場圖像使捕捉的平面場圖像正常化。利用屏幕到攝像機的空間變換函數在屏幕到攝像機失真方面對捕捉的強度可變的平面場圖像進行校正。使捕捉的平面場圖像正常化可進一步包括利用顯示器到屏幕的空間變換函數使平面場圖像在直角坐標系中幾何地扭曲，在像素位置x和y處的攝像機測量亮度為L(x，y)。相對于最高值和最低值使灰度級和攝像機亮度正常化。在一個實施例中，最高的和最低的灰度值分別為255和0。利用下列等式使攝像機亮度正常化L‾(x,y)=L(x,y)-Lmin(x,y)Lmax(x,y)-Lmin(x,y)]]>其中Lmax(x，y)和Lmin(x，y)為在Dref＝255和0處捕捉的亮度。正常化方法簡化了算法并且可適用于諸如24或者30比特的不同色深度的較簡單的硬件設計。正常化還可使變化較快的部件(諸如光源、光學積分器或者聚光器)與變化較慢的部件(諸如非均勻光閥傳輸和投影儀光學系統)分離。
接下來的步驟540和550包括在所顯示的強度可變的平面場圖像中心處確定伽馬校正線性化亮度，以及通過利用Lref，center＝Scenter(Dref)＝Dref′計算參考灰度級，從而利用在所顯示的強度可變的平面場圖像中心處的伽馬校正線性化亮度使平面場圖像正常化，其中D′ref是在伽馬校正空間中的參考灰度級，并且Scenter-1(D‾ref′)=D‾ref]]>是用于將圖像從伽馬校正空間變換到原始空間的反函數。反伽馬函數通常用不連續的數值表示，例如，對于紅綠藍每一種顏色，色深度為8或者10比特。輸入D′ref和相應的輸出D′ref的數值以不連續的形式在諸如伽馬校正函數查閱表的硬件中實現以簡化硬件實現。通常，難以利用硬件計算諸如上述類型的數學函數的逆。利用表能夠簡化硬件設計和實現。輸入和輸出的不連續的數值可被存儲在存儲器中。盡管L(x，y)相對于D′ref在中心位置處被線性化，但是在平鋪顯示的中心位置Scenter處的相同的伽馬變換函數不對其它位置線性化，即，L‾ref(x,y)=Sx,y(D‾ref)=Sx,y(Sc-1(D‾ref′))=tx,y(D‾ref′).]]>換言之，Sx,ySc-1=tx,y≠1,]]>其中Sx，y是關于像素位置(x，y)的伽馬變換函數。
接下來的步驟560產生可用于模擬每一個經過正常化的平面場圖像和確定用于提供有效的色彩校準的空間亮度變換函數。在偏離中心的位置處的伽馬變換函數的偏差，tx，y通常是慢變函數并且可利用空間函數的線性組合L‾(x,y)=tx,y(D‾′)=Σi=0mβi(D‾′)fi(x,y)]]>使其近似，其中βi(D′)是相應函數fi(x，y)的空間系數。這些空間函數可是全局函數或者局部函數，這取決于投影系統的性能。在該實施例中，空間函數被表示為局部雙線性函數L‾(x,y)=tx,y(D‾′)=Σi=0mβi(D‾′)fi(x,y)=β0(D‾′)x+β1(D‾′)y+β2(D‾′)xy+β3(D‾′),,]]>其中f0(x，y)＝x，f1(x，y)＝y，f2(x，y)＝xy，f3(x，y)＝1以及m＝3。另外，空間系數βi(D′)可被表示為亮度函數的線性組合。接下來的步驟570包括通過將亮度表示為像素位置(x，y)和圖像數值D′來確定空間亮度變換函數。可利用二次函數以解析的方式將空間亮度變換函數表示為L‾(x,y)=tx,y(D‾′)=Σj=0n(Σi=0mcijfj(x,y))(D‾′)j,]]>其中cij是空間亮度系數。接著，可使在任何像素位置(x，y)處的圖像數值D′被推導為亮度L的標準二次函數。在利用查閱表進行伽馬校正后，準備在投影儀處使用數值D(x，y)。其它除了二次函數以外的數學分布，諸如較高階的多項式函數也可用于表示空間亮度變換函數。
確定空間亮度變換函數還可包括將空間函數應用于每一個平面場圖像的預定部分，并且確定每一個平面場圖像的每一個預定部分的空間函數的第一組系數(空間系數βi(D′))和確定將有效地調配平鋪顯示器中的色彩的用于第一組系數的第二組系數(亮度系數cij)。
可變強度的平面場圖像可包括灰度可變的紅綠藍單色平面場圖像。可變強度被選擇以使兩個相鄰取樣強度之間的亮度差足夠小以可線性插入在可變強度之間。另外，在該實施例中，最高和最低平面場圖像指的是灰度光強分別為255和0的平面場圖像。
在方法200中的接下來的步驟240包括將高分辨率的原始圖像輸入到平鋪顯示器系統中。步驟250包括對輸入的原始圖像進行調整。調整根據平鋪顯示器中的圖像陣列分割高分辨率圖像以形成平鋪圖像并且還可包括在每一個被分割的圖像上加入預定的重疊區域。接下來的步驟可包括將斜坡函數應用于每一個被分割的圖像的重疊區域以確保在重疊區域中色彩亮度混合的適當比例。在一個代表性的系統中，高分辨率的原始圖像的分辨率為2560×2048像素并且四個分割的圖像的每一個的分辨率為1280×1024像素。
在方法200中的接下來的步驟260包括使每一個分割的平鋪圖像預扭曲，包括利用顯示器到屏幕的空間變換函數處理每一個分割的平鋪圖像以向每一個投影儀提供第一變換輸入視頻信號，從而減少不需要的投影儀特性。
在方法200中的接下來的步驟270包括將空間亮度變換函數的逆函數應用于每一個預扭曲的圖像以有效地調配平鋪顯示圖像中的色彩。這可通過取消所提供的每一個預扭曲的圖像的正常化并且將查閱表用于每一個被取消正常化的圖像以向每一個投影儀提供第二變換輸入視頻信號。
圖8示出了平鋪顯示器處理器140的框圖，包括主要部件和與投影儀120和攝像機130的互連部分。處理器140包括分析器810、比較器820和存儲器830。分析器810包括圖像合成器840、圖像扭曲裝置850和圖像調配裝置860。如圖8中所示，投影儀120和攝像機130與平鋪顯示器處理器140相連。
圖9示出了分割原始輸入視頻信號的一個實施例。在該實施例中，原始輸入視頻信號具有2560×2048像素的高分辨率。在該實施例中，平鋪顯示器系統100具有2×2平鋪顯示陣列。在該實施例中，在將分割的圖像送至各個投影儀120以進一步處理之前，包括圖像合成器840的分析器810將所接收的高分辨率原始圖像分割成四個預定尺寸的圖像。每一個分割的圖像包含如圖1中所示的特定的重疊區域150(重疊區域150取決于投影儀的設置和所需的高寬比布置)。在圖9中所示的該實施例中，四個分割的圖像的每一個都具有由四個投影儀910中的每一個投射的1280×1024像素的分辨率。在分割后，圖像合成器840將斜坡函數應用于重疊區域150以確保每一個分割圖像的色彩亮度混合的適當比例。
圖像扭曲裝置850接收來自于圖像合成器840的分割圖像并且在將分割圖像送至如圖9中所示的圖像調配裝置860之前對每一個分割圖像進行預扭曲。進行預扭曲以排列在相鄰投影儀120中的像素并且校正投影儀120、攝像機130和屏幕110中的光學或者機械失真。在一個實施例中，圖像扭曲裝置850利用顯示器到屏幕的空間變換函數提供第一變換的輸入視頻信號以如步驟240、250、260和270中所述的減少一個或者多個不需要的投影儀性能，從而使所接收的分割圖像預扭曲。如下面所述的，利用屏幕到攝像機的空間變換函數計算顯示器到屏幕的空間變換函數。
每一個投影儀120將預定模板顯示在屏幕110上。在一個實施例中，預定的模板是設置在屏幕110上的實際模板。在另一個實施例中，預定的模板是由平鋪顯示器處理器140產生的并且被每一個投影儀120投射。接著，攝像機130捕捉顯示的預定模板的圖像。在一個實施例中，預定的模板是預定的點陣圖形。在圖4中所示的實施例中，預定的點陣圖形是9×9點陣圖形。接著，分析器810確定被捕捉的圖像是否具有一個或者多個不需要的攝像機特性。在一個實施例中，平鋪顯示器處理器包括比較器820。在該實施例中，比較器820將捕捉的圖像與預定的期望模板進行比較以確定被捕捉的圖像是否具有一個或者多個不需要的攝像機特性，諸如梯形畸變、枕形失真和桶形失真。接著，分析器810識別可用于每一個投影儀120的輸入視頻信號的屏幕到攝像機的空間變換函數以減少不需要的攝像機特性。
每一個包括空間濾波器160的投影儀120在屏幕110上顯示第一預定圖像的子集。每一個攝像機130用于捕捉顯示在屏幕110上的第一預定圖像的子集。接著，分析器810通過應用如在步驟210中所述的屏幕到攝像機的空間變換函數對捕捉的圖像在屏幕到攝像機的幾何失真方面進行分析和校正。接著，分析器810產生可用于每一個投影儀120的輸入視頻信號的顯示器到屏幕的空間變換函數以如步驟220中所述的減少不需要的投影儀特性。接著，圖像扭曲裝置850利用所產生的顯示器到屏幕的空間變換函數提供第一變換輸入視頻信號以減少一個或者多個不需要的投影儀特性，從而對輸入視頻信號進行預扭曲。接著，利用空間亮度變換函數使分割的和預扭曲的圖像被濾波通過圖像調配裝置860以在每一個投影儀120的每一個像素位置處通過搜索進行適當的色彩混合。利用如在步驟230中所述的色彩失真校準方法計算空間亮度變換函數。按照下列階段進行圖像調配1.將空間亮度變換函數的反函數D‾′(x,y)=tx,y-1(Iinput(x,y)255)]]>用于預扭曲的第一變換輸入視頻信號。慢變函數t-1x，y允許局部雙線性函數以較低的分辨率取樣，諸如具有相應的局部雙線性函數組的8×8、16×16或者32×32塊。其中Iinput是紅綠藍色的輸入圖像。
2.相對于最大亮度D′max和最小亮度D′min取消數值D′的正常化。D′max和D′min是快變函數并且通過利用D′(x，y)＝D′(x，y)×(D′max(x，y)-Dmin′(x，y))+Dmin′(x，y)從而需要比t-1x，y很細小的取樣分辨率。
根據顯示器特性，可使用不同的取樣分辨率。調配通常需要全分辨率或者接近全分辨率以確保無縫圖像。在空間濾波器160設置在每一個投影儀120中時，接近全分辨率的要求降低并且可使用較大的取樣周期。
3.在將圖像供給到投影儀120之前應用查閱表以利用Ioutput(x,y)=255×Scenter-1(D′(x,y))]]>有效地在平鋪圖像中調配色彩，其中Ioutput是紅綠藍色的輸出圖像。
查閱表可用于LCD投影儀，這是由于急劇升降的傳輸電壓的特性而導致的。
在重疊區域150中，在色彩調配過程中亮度從一個圖像到另一個圖像平滑地和單色調地下降。在一個實施例中，在水平和垂直方向上使用約80個重疊像素。通常，當使用較多的重疊像素時容易進行色彩調配。但是，較多的重疊像素會降低有效分辨率。
平鋪顯示器處理器140還包括存儲器830。存儲器830與分析器810和比較器820相連。在一個實施例中，存儲器830存儲顯示器到屏幕和屏幕到攝像機的變換系數、空間亮度變換系數和在所顯示的可變強度的平面場圖像的中心處的伽馬校正線性化亮度。
結論上述平鋪顯示器系統特別提供一種校準包括在它們的投影儀中的空間濾波器的平鋪顯示器的方法和設備。另外，該平鋪顯示器系統簡化硬件和提高處理速度。
上述內容是說明性的，非限定性的。其它許多實施例對于本領域普通技術人員是顯而易見的。因此本發明的保護范圍是由附屬的權利要求及其等同形式限定的。
權利要求
1.一種校準無縫平鋪顯示器的方法，其包括將空間濾波器設置在圖像路徑中；利用投影儀將第一預定圖像子集顯示在屏幕上；利用攝像機捕捉所顯示的第一預定圖像的子集；利用所捕捉的第一預定圖像的子集產生由于所述圖像路徑中空間濾波器的包含在而沒有被顯示在屏幕上的第一預定圖像的剩余部分；使被捕捉的第一預定圖像的子集與所產生的第一預定圖像的剩余部分結合，以形成第一預定圖像的合成形式；確定所形成的第一預定圖像的合成形式是否具有一個或者多個不需要的投影儀特性；以及產生可用于投影儀的輸入視頻信號的從顯示器到屏幕的空間變換函數，以減少不需要的投影儀特性。
2.如權利要求1所述的方法，其特征在于，還包括利用從顯示器到屏幕的空間變換函數處理輸入視頻信號以提供第一變換的輸入視頻信號，從而減少一個或者多個不需要的投影儀特性。
3.如權利要求2所述的方法，其特征在于，還包括通過將所形成的第一預定圖像與預定的期望比較來確定所形成的第一預定圖像是否具有一個或者多個不需要的投影儀特性。
4.如權利要求2所述的方法，其特征在于，還包括在屏幕上顯示圖像；以及手動調節投影儀，以使在顯示的圖像中具有最小的空間失真。
5.如權利要求4所述的方法，其特征在于，手動調節投影儀包括分別手動調節一個或者多個投影儀，以粗略地獲得類似的尺寸、重疊和最小空間失真的顯示圖像。
6.如權利要求4所述的方法，其特征在于，可周期性地重復捕捉、確定和處理的步驟。
7.如權利要求1所述的方法，其特征在于，第一預定圖像是預定點陣圖形。
8.如權利要求7所述的方法，其特征在于，產生第一預定圖像的沒有被顯示的剩余部分包括利用外推函數產生由于空間濾波器設置在圖像路徑中而沒有被顯示的邊緣點。
9.如權利要求8所述的方法，其特征在于，外推函數包括多項式函數的最小二乘擬合。
10.如權利要求9所述的方法，其特征在于，從包括二次或者多次多項式函數和三次樣條函數的一組中選擇外推函數。
11.如權利要求1所述的方法，其還包括利用在平鋪顯示器系統中所用的多個投影儀中的每一個順序地顯示強度可變的平面場圖像；利用攝像機捕捉所顯示的強度可變的平面場圖像；相對于多個投影儀中的每一個的最高和最低的平面場圖像使捕捉的平面場圖像正常化；對于每一個投影儀所顯示的強度可變的平面場圖像的中心處確定伽馬校正線性化亮度；利用所確定的在每一個投影儀所顯示的強度可變的平面場圖像中心處的伽馬校正線性化亮度使平面場圖像正常化；產生可用于模擬多個投影儀中的每一個的每一個經過正常化的平面場圖像的空間函數；和利用空間函數確定用于為多個投影儀中的每一個提供有效的色彩校準的空間亮度變換函數。
12.如權利要求11所述的方法，其特征在于，利用每一個投影儀順序地顯示強度可變的平面場圖像還包括限定強度可變的平面場圖像的灰度級；以及輸入對應于所限定的強度可變的平面場圖像的灰度級的信號。
13.如權利要求11所述的方法，其特征在于，確定空間亮度變換函數還包括將空間函數應用于每一個平面場圖像的預定部分；確定對于每一個平面場圖像的每一個預定部分的空間函數的第一組系數；產生可模擬每一個經過正常化的平面場圖像的每一個預定部分的所確定的第一組系數的空間亮度變換函數；以及確定將有效地調配平鋪顯示器中的色彩的用于第一組系數的第二組系數。
14.如權利要求11所述的方法，其特征在于，所述空間亮度變換函數是二次函數或者較高階的多項式函數。
15.如權利要求11所述的方法，其特征在于，可變強度的平面場圖像包括可變灰度的紅、綠、藍、和單色平面場圖像。
16.如權利要求11所述的方法，還包括將預定模板顯示在屏幕上；利用攝像機捕捉被顯示的預定模板的圖像；確定被捕捉的圖像是否具有一個或者多個不需要的攝像機特性；從屏幕去除預定模板；以及產生可用于被攝像機捕捉的圖像的從屏幕到攝像機的空間變換函數，以校正一個或者多個不需要的攝像機特性。
17.如權利要求16所述的方法，其特征在于，還包括將從屏幕到攝像機的空間變換函數應用于被捕捉的所顯示的第一預定圖像子集，以減少一個或者多個不需要的攝像機特性。
18.如權利要求16所述的方法，其特征在于，還包括將捕捉圖像與預定的期望模板比較，以確定捕捉的圖像是否具有一個或者多個不需要的攝像機特性。
19.如權利要求16所述的方法，其特征在于，將預定模板顯示在屏幕上包括在屏幕上設置實際的預定模板。
20.如權利要求19所述的方法，其特征在于，所述預定模板是點陣圖形。
21.如權利要求16所述的方法，還包括根據平鋪顯示器系統中的圖像陣列來分割高分辨率圖像，以形成平鋪圖像；對每一個分割的平鋪圖像進行預扭曲；以及將空間亮度變換函數應用于每一個預扭曲的平鋪圖像，以在平鋪顯示圖像中調配色彩。
22.如權利要求21所述的方法，分割高分辨率圖像還包括輸入高分辨率的圖像；根據平鋪顯示器中的圖像陣列來分割高分辨率圖像，以形成平鋪圖像；在每一個被分割的圖像上加入預定的重疊區域；以及將斜坡函數應用于每一個被分割的圖像的重疊區域，以確保在重疊區域中色彩亮度混合的正確比例。
23.如權利要求21所述的方法，其特征在于，對每一個分割的平鋪圖像進行預扭曲還包括利用從顯示器到屏幕的空間變換函數處理每一個分割的平鋪圖像，以便向每一個投影儀提供第一變換輸入視頻信號，以減少不需要的投影儀特性。
24.如權利要求21所述的方法，其特征在于，將空間亮度變換函數的逆函數應用于每一個預扭曲的圖像以有效地調配平鋪顯示圖像中的色彩還包括將空間亮度變換函數的逆函數應用于每一個預扭曲的圖像；取消所提供的每一個預扭曲的圖像的正常化；以及將查閱表用于每一個被取消正常化的圖像，以分別為一個或者多個投影儀提供第二變換輸入視頻信號。
25.一種用于在平鋪顯示器系統中減少一個或者多個不需要特性的方法，其包括利用行發生器產生預定點陣圖形的圖像；利用包括空間濾波器的投影儀將所產生的預定點陣圖形顯示在屏幕上以調制光，從而產生無縫平鋪顯示器；利用攝像機捕捉顯示的預定點陣圖形；將捕捉的預定點陣圖形與預定的期望點陣圖形進行比較，以確定所形成的預定點陣圖形是否具有一個或者多個不需要的投影儀特性；產生可用于投影儀的輸入視頻信號的從顯示器到屏幕的空間變換函數，以減少不需要的投影儀特性；以及利用從顯示器到屏幕的空間變換函數處理輸入視頻信號，以提供第一變換的輸入視頻信號，以便減少一個或者多個不需要的投影儀特性。
26.如權利要求25所述的方法，其特征在于，將捕捉的預定點陣圖形與預定的期望點陣圖形進行比較還包括通過從捕捉的圖像中減去黑的被捕捉圖像來計算點位置；以及利用預定的期望點陣圖形的已知的點位置選取計算的點位置。
27.如權利要求26所述的方法，其特征在于，產生從顯示器到屏幕的空間變換函數包括根據利用已知的點位置選取計算的點位置的結果來產生顯示器到屏幕的空間變換函數。
28.一種無縫平鋪顯示器系統，其包括包括空間梯度分布的空間濾波器，所述空間濾波器分別設置在多個投影儀的每一個與屏幕之間的圖像路徑中，以產生無縫圖像顯示器；用于捕捉由多個投影儀的每一個所顯示的第一預定圖像的子集的攝像機；與多個投影儀的每一個和攝像機相連的無縫顯示器處理器，其中，所述無縫顯示器處理器還包括分析器，所述分析器能夠產生由于空間濾波器設置在投影儀和攝像機之間的所述圖像路徑中而沒有被顯示的第一預定圖像的剩余部分，所述分析器將所產生的第一預定圖像的剩余部分與捕捉的第一預定圖像子集結合以形成第一預定圖像的合成形式，所述分析器確定所形成的第一預定圖像的合成形式是否具有一個或者多個不需要的投影儀特性，以及所述分析器還能夠識別可用于投影儀的輸入視頻信號的從顯示器到屏幕的空間變換函數以減少不需要的投影儀特性；以及利用從顯示器到屏幕的空間變換函數處理輸入視頻信號以提供第一變換的輸入視頻信號，從而減少一個或者多個不需要的投影儀特性。
29.如權利要求28所述的系統，其特征在于，所述處理器還包括與所述分析器相連的比較器，所述比較器用于接收來自于分析器的所形成的第一預定圖像的合成形式并且將所接收的形成的第一預定圖像的合成形式與預定的期望圖像進行比較以確定所形成的第一預定圖像的合成形式是否具有一個或者多個不需要的投影儀特性。
30.如權利要求28所述的系統，其特征在于，第一預定圖像是預定點陣圖形。
31.如權利要求28所述的系統，其特征在于，所述分析器利用外推函數產生第一預定圖像的剩余部分。
32.如權利要求31所述的系統，其特征在于，外推函數包括多項式函數的最小二乘擬合。
33.如權利要求32所述的系統，其特征在于，從包括二次或者多次多項式函數和三次樣條函數的組中選擇外推函數。
34.如權利要求28所述的系統，其特征在于，所述分析器還利用投影儀來顯示強度可變的平面場圖像，并且攝像機捕捉所顯示的強度可變的平面場圖像；相對于灰度最高和最低的平面場圖像使捕捉的平面場圖像正常化并且在所顯示的強度可變的平面場圖像中心處確定伽馬校正線性化亮度，以及還利用所確定的在所顯示的強度可變的平面場圖像中心處的伽馬校正線性化亮度使平面場圖像正常化；以及識別可用于模擬每一個經過正常化的平面場圖像的空間函數，和利用空間函數確定用于提供有效的色彩校準的空間亮度變換函數。
35.如權利要求34所述的系統，其特征在于，所述分析器通過將空間函數應用于每一個平面場圖像的預定部分來確定空間亮度變換函數確定每一個平面場圖像的空間函數的第一組系數；并且還識別可模擬每一個經過正常化的平面場圖像的每一個預定部分的所確定的第一組系數的空間亮度變換函數；以及確定將有效地調配平鋪顯示器中的色彩的用于第一組系數的第二組系數。
36.如權利要求35所述的系統，其特征在于，所述空間函數是局部雙線性函數。
37.如權利要求36所述的系統，其特征在于，所述空間亮度變換函數是二次函數或者較高階的多項式函數。
38.如權利要求36所述的系統，其特征在于，可變強度的平面場圖像包括可變灰度的紅、綠、藍、單色平面場圖像。
39.如權利要求36所述的系統，其特征在于，所述平鋪顯示器處理器還包括與分析器和比較器相連的存儲器，所述存儲器用于存儲在所顯示的可變強度的平面場圖像的中心處存儲伽馬校正線性化亮度和用于空間亮度變換函數的查閱表。
40.如權利要求36所述的系統，其特征在于，所述投影儀還將預定模板顯示在屏幕上，攝像機還捕捉顯示的預定模板的圖像，以及分析器還確定被捕捉的圖像是否具有一個或者多個不需要的攝像機特性；并且產生從屏幕到攝像機的空間變換函數，以減少一個或者多個不需要的攝像機特性。
41.如權利要求40所述的系統，其特征在于，分析器將從屏幕到攝像機的空間變換函數應用于被捕捉的第一預定圖像子集，以減少一個或者多個不需要的攝像機特性。
42.如權利要求40所述的系統，其特征在于，所述預定模板是點陣圖形。
43.如權利要求40所述的系統，其特征在于，分析器根據平鋪顯示器系統中的顯示圖像陣列和在平鋪顯示器系統中的顯示圖像陣列之間的重疊區域將高分辨率圖像分割成平鋪圖像；對每一個分割的平鋪圖像進行預扭曲；以及將空間亮度變換函數應用于每一個預扭曲的平鋪圖像，以在平鋪顯示圖像中調配色彩。
44.如權利要求43所述的系統，其特征在于，所述分析器還通過在每一個被分割的圖像上加入預定的重疊區域，將高分辨率圖像分割成平鋪圖像；以及將斜坡函數應用于每一個被分割的圖像的重疊區域以確保在重疊區域中色彩亮度混合的適當比例。
45.如權利要求43所述的系統，其特征在于，所述分析器還以這樣的方式對每一個分割的平鋪圖像進行預扭曲，即，利用顯示器到屏幕的空間變換函數處理每一個分割的平鋪圖像以向每一個投影儀提供第一變換輸入視頻信號，以減少不需要的投影儀特性。
46.如權利要求45所述的系統，其特征在于，所述分析器還將空間亮度變換函數的逆函數應用于每一個預扭曲的圖像；取消所提供的每一個預扭曲的圖像的正常化；以及在將每一個圖像輸入到一個或者多個投影儀中之前將查閱表用于每一個被取消正常化的圖像以在平鋪顯示器系統中調配色彩。
47.一種校準無縫平鋪顯示器(100)的方法，其包括將空間濾波器(160)設置在圖像路徑中；利用投影儀(120)將第一預定圖像子集顯示在屏幕(110)上；利用攝像機(130)捕捉所顯示的第一預定圖像的子集；利用所捕捉的第一預定圖像的子集產生由于在所述圖像路徑中包含空間濾波器(160)而沒有被顯示在屏幕上的第一已知圖像的剩余部分；使捕捉的第一預定圖像子集與所產生的第一已知圖像的剩余部分結合，以形成第一預定圖像的合成形式；確定所形成的第一預定圖像的合成形式是否具有一個或者多個不需要的投影儀特性；以及產生可用于投影儀的輸入視頻信號的顯示器到屏幕的空間變換函數，以減少不需要的投影儀特性。
48.如權利要求1所述的方法，其特征在于，還包括利用顯示器到屏幕的空間變換函數處理輸入視頻信號以提供第一變換的輸入視頻信號，從而減少一個或者多個不需要的投影儀特性。
49.如權利要求48所述的方法，其特征在于，還包括通過將所形成的第一預定圖像與預定的期望比較來確定所形成的第一預定圖像是否具有一個或者多個不需要的投影儀特性。
50.如權利要求48所述的方法，其特征在于，還包括在屏幕(110)上顯示圖像；以及手動調節投影儀(120)以在顯示的圖像中具有最小的空間失真。
51.如權利要求50所述的方法，其特征在于，手動調節投影儀包括分別手動調節一個或者多個投影儀(120)以粗略地獲得類似的尺寸、重疊和最小空間失真的顯示圖像。
52.如權利要求50所述的方法，其特征在于，可周期性地重復捕捉、確定和處理的步驟。
53.如權利要求47所述的方法，其特征在于，第一預定圖像是預定點陣圖形。
54.如權利要求47所述的方法，其特征在于，產生第一預定圖像的沒有被顯示的剩余部分包括利用外推函數產生由于空間濾波器(160)設置在圖像路徑中而沒有被顯示的邊緣點。
55.如權利要求54所述的方法，其特征在于，外推函數包括多項式函數的最小二乘擬合。
56.如權利要求55所述的方法，其特征在于，從包括二次或者多次多項式函數和三次樣條函數的組中選擇外推函數。
57.如權利要求46所述的方法，其特征在于，還包括利用在平鋪顯示器系統(100)中所用的多個投影儀中的每一個順序地顯示強度可變的平面場圖像；利用攝像機(130)捕捉所顯示的強度可變的平面場圖像；相對于多個投影儀(120)中的每一個的最高和最低的平面場圖像使捕捉的平面場圖像正常化；在每一個投影儀(120)所顯示的強度可變的平面場圖像中心處確定伽馬校正線性化亮度；利用所確定的在每一個投影儀(120)所顯示的強度可變的平面場圖像中心處的伽馬校正線性化亮度使平面場圖像正常化；產生可用于模擬多個投影儀(120)中的每一個的每一個經過正常化的平面場圖像的空間函數；和利用空間函數確定用于為多個投影儀(120)中的每一個提供有效的色彩校準的空間亮度變換函數。
58.如權利要求57所述的方法，其特征在于，利用每一個投影儀順序地顯示強度可變的平面場圖像包括限定強度可變的平面場圖像的灰度級；以及輸入對應于所限定的強度可變的平面場圖像的灰度級的信號。
59.如權利要求57所述的方法，其特征在于，確定空間亮度變換函數還包括將空間函數應用于每一個平面場圖像的預定部分；確定每一個平面場圖像的每一個預定部分的空間函數的第一組系數；產生可模擬每一個經過正常化的平面場圖像的每一個預定部分的所確定的第一組系數的空間亮度變換函數；以及確定將有效地調配平鋪顯示器中的色彩的用于第一組系數的第二組系數。
60.如權利要求57所述的方法，其特征在于，所述空間亮度變換函數是二次函數或者較高階的多項式函數。
61.如權利要求57所述的方法，其特征在于，可變強度的平面場圖像包括可變灰度的紅綠藍單色平面場圖像。
62.如權利要求57所述的方法，其特征在于，還包括將預定模板顯示在屏幕(110)上；利用攝像機(130)捕捉顯示的預定模板的圖像；確定被捕捉的圖像是否具有一個或者多個不需要的攝像機特性；從屏幕(110)去除預定模板；以及產生可用于被攝像機捕捉的圖像的屏幕到攝像機的空間變換函數以校正一個或者多個不需要的攝像機特性。
63.如權利要求62所述的方法，其特征在于，還包括將屏幕到攝像機的空間變換函數應用于被捕捉的所顯示的第一預定圖像子集以減少一個或者多個不需要的攝像機特性。
64.如權利要求62所述的方法，其特征在于，還包括將捕捉圖像與預定的期望模板比較以確定捕捉的圖像是否具有一個或者多個不需要的攝像機特性。
65.如權利要求62所述的方法，其特征在于，將預定模板顯示在屏幕(110)上包括在屏幕上設置實際預定模板。
66.如權利要求65所述的方法，其特征在于，所述預定模板是點陣圖形。
67.如權利要求62所述的方法，其特征在于，還包括根據平鋪顯示器系統(100)中的圖像陣列分割高分辨率圖像以形成平鋪圖像；對每一個分割的平鋪圖像進行預扭曲；以及將空間亮度變換函數應用于每一個預扭曲的平鋪圖像以在平鋪顯示圖像中調配色彩。
68.如權利要求67所述的方法，其特征在于，還包括輸入高分辨率的圖像；根據平鋪顯示器中的圖像陣列分割高分辨率圖像以形成平鋪圖像；在每一個被分割的圖像上加入預定的重疊區域；以及將斜坡函數應用于每一個被分割的圖像的重疊區域，以確保在重疊區域中色彩亮度混合的正確比例。
69.如權利要求67所述的方法，其特征在于，對每一個分割的平鋪圖像進行預扭曲還包括利用顯示器到屏幕的空間變換函數處理每一個分割的平鋪圖像，以向每一個投影儀提供第一變換輸入視頻信號，從而減少不需要的投影儀特性。
70.如權利要求67所述的方法，其特征在于，將空間亮度變換函數的逆函數應用于每一個預扭曲的圖像以有效地調配平鋪顯示圖像中的色彩還包括將空間亮度變換函數的逆函數應用于每一個預扭曲的圖像；取消所提供的每一個預扭曲的圖像的正常化；以及將查閱表用于每一個被取消正常化的圖像以分別為一個或者多個投影儀(120)提供第二變換輸入視頻信號。
71.一種用于在平鋪顯示器系統(100)中減少一個或者多個不需要特性的方法，其包括利用行發生器產生預定點陣圖形的圖像；利用包括空間濾波器(160)的投影儀(120)將所產生的預定點陣圖形顯示在屏幕(110)上以調制光，從而產生無縫平鋪顯示器；利用攝像機捕捉顯示的預定點陣圖形；將捕捉的預定點陣圖形與預定的期望點陣圖形進行比較以確定所形成的預定點陣圖形是否具有一個或者多個不需要的投影儀特性；產生可用于投影儀的輸入視頻信號的顯示器到屏幕的空間變換函數，以減少不需要的投影儀特性；以及利用顯示器到屏幕的空間變換函數處理輸入視頻信號，以提供第一變換的輸入視頻信號，從而減少一個或者多個不需要的投影儀特性。
72.如權利要求71所述的方法，其特征在于，將捕捉的預定點陣圖形與預定的期望點陣圖形進行比較還包括通過從捕捉的圖像中減去黑的被捕捉圖像來計算點位置；以及利用預定的期望點陣圖形的已知的點位置選取計算的點位置。
73.如權利要求71所述的方法，其特征在于，產生顯示器到屏幕的空間變換函數包括根據利用已知的點位置選取計算的點位置的結果產生顯示器到屏幕的空間變換函數。
74.一種無縫平鋪顯示器系統(100)，其包括包括空間梯度分布的空間濾波器(160)，所述空間濾波器分別設置在多個投影儀(120)的每一個與屏幕(110)之間的圖像路徑中以產生無縫圖像顯示器(100)；用于捕捉由多個投影儀(120)的每一個所顯示的第一預定圖像的子集的攝像機(130)；與多個投影儀(120)的每一個和攝像機(130)相連的無縫顯示器處理器(140)，其中，所述無縫顯示器處理器(140)還包括分析器(810)，所述分析器能夠產生由于空間濾波器(160)設置在投影儀和攝像機之間的所述圖像路徑中而沒有被顯示的第一預定圖像的剩余部分，所述分析器將所產生的第一預定圖像的剩余部分與捕捉的第一預定圖像子集結合以形成第一預定圖像的合成形式，所述分析器(810)確定所形成的第一預定圖像的合成形式是否具有一個或者多個不需要的投影儀特性，以及所述分析器(810)還能夠識別可用于投影儀的輸入視頻信號的顯示器到屏幕的空間變換函數以減少不需要的投影儀特性；以及利用顯示器到屏幕的空間變換函數處理輸入視頻信號以提供第一變換的輸入視頻信號，從而減少一個或者多個不需要的投影儀特性。
75.如權利要求74所述的系統，其特征在于，所述處理器(140)還包括與所述分析器(810)相連的比較器(820)，所述比較器用于接收來自于分析器(810)的所形成的第一預定圖像的合成形式并且將所接收的形成的第一預定圖像的合成形式與預定的期望圖像進行比較以確定所形成的第一預定圖像的合成形式是否具有一個或者多個不需要的投影儀特性。
76.如權利要求74所述的系統，其特征在于，第一預定圖像是預定點陣圖形。
77.如權利要求74所述的系統，其特征在于，所述分析器(810)利用外推函數產生第一預定圖像的剩余部分。
78.如權利要求77所述的系統，其特征在于，外推函數包括多項式函數的最小二乘擬合。
79.如權利要求78所述的系統，其特征在于，從包括二次或者多次多項式函數和三次樣條函數的組中選擇外推函數。
80.如權利要求74所述的系統，其特征在于，所述分析器(810)還利用投影儀(120)來顯示強度可變的平面場圖像，以及攝像機(130)捕捉所顯示的強度可變的平面場圖像；相對于灰度最高和最低的平面場圖像使捕捉的平面場圖像正常化并且在所顯示的強度可變的平面場圖像中心處確定伽馬校正線性化亮度，以及還利用所確定的在所顯示的強度可變的平面場圖像中心處的伽馬校正線性化亮度使平面場圖像正常化；和識別可用于模擬每一個經過正常化的平面場圖像的空間函數；和利用空間函數確定用于提供有效的色彩校準的空間亮度變換函數。
81.如權利要求80所述的系統，其特征在于，所述分析器(810)通過將空間函數應用于每一個平面場圖像的預定部分來確定空間亮度變換函數確定每一個平面場圖像的空間函數的第一組系數；并且還識別可模擬每一個經過正常化的平面場圖像的每一個預定部分的所確定的第一組系數的空間亮度變換函數；以及確定將有效地調配平鋪顯示器中的色彩的用于第一組系數的第二組系數。
82.如權利要求81所述的系統，其特征在于，所述空間函數是局部雙線性函數。
83.如權利要求82所述的系統，其特征在于，所述空間亮度變換函數是二次函數或者較高階的多項式函數。
84.如權利要求82所述的系統，其特征在于，可變強度的平面場圖像包括可變灰度的紅綠藍單色平面場圖像。
85.如權利要求82所述的系統，其特征在于，所述平鋪顯示器處理器(140)還包括與分析器(810)和比較器(820)相連的存儲器(830)，所述存儲器用于存儲在所顯示的可變強度的平面場圖像的中心處存儲伽馬校正線性化亮度和用于空間亮度變換函數的查閱表。
86.如權利要求82所述的系統，其特征在于，所述投影儀(120)還將預定模板顯示在屏幕(110)上，攝像機(130)還捕捉顯示的預定模板的圖像，以及分析器(810)還確定被捕捉的圖像是否具有一個或者多個不需要的攝像機特性；并且產生屏幕到攝像機的空間變換函數以減少一個或者多個不需要的攝像機特性。
87.如權利要求86所述的系統，其特征在于，分析器(810)將屏幕到攝像機的空間變換函數應用于被捕捉的第一預定圖像子集以減少一個或者多個不需要的攝像機特性。
88.如權利要求86所述的系統，其特征在于，所述預定模板是點陣圖形。
89.如權利要求40所述的系統，其特征在于，分析器(810)根據平鋪顯示器系統中的顯示圖像陣列和在平鋪顯示器系統(100)中的顯示圖像陣列之間的重疊區域將高分辨率圖像分割成平鋪圖像；對每一個分割的平鋪圖像進行預扭曲；以及將空間亮度變換函數應用于每一個預扭曲的平鋪圖像以在平鋪顯示圖像中調配色彩。
90.如權利要求89所述的系統，其特征在于，所述分析器(810)還通過在每一個被分割的圖像上加入預定的重疊區域將高分辨率圖像分割成平鋪圖像；以及將斜坡函數應用于每一個被分割的圖像的重疊區域以確保在重疊區域中色彩亮度混合的適當比例。
91.如權利要求89所述的系統，其特征在于，所述分析器(810)還以這樣的方式對每一個分割的平鋪圖像進行預扭曲，即，利用顯示器到屏幕的空間變換函數處理每一個分割的平鋪圖像以向每一個投影儀提供第一變換輸入視頻信號，從而減少不需要的投影儀特性。
92.如權利要求91所述的系統，其特征在于，所述分析器(810)還將空間亮度變換函數的逆函數應用于每一個預扭曲的圖像；取消所提供的每一個預扭曲的圖像的正常化；以及在將每一個圖像輸入到一個或者多個投影儀(120)中之前將查閱表用于每一個被取消正常化的圖像以在平鋪顯示器系統中調配色彩。
全文摘要
一種對具有由多個投影儀產生的多個重疊的不連續圖像的無縫顯示圖像進行校準的方法，該方法包括對于在平鋪顯示器中所用的每一個投影儀產生一種從顯示器到屏幕的空間變換函數，以減少一個或者多個不需要的幾何投影儀特性。該方法包括對于每一個用于捕捉顯示圖像的攝像機產生一種從屏幕到攝像機的空間變換函數，以減少一個或者多個不需要的幾何投影儀特性。該方法需要產生一種能夠對平鋪顯示器中的每一個顯示圖像進行有效的色彩校準的空間亮度變換函數。該方法還需要將高分辨率的圖像輸入到平鋪顯示器處理器中，以形成平鋪顯示器的平鋪圖像，并且對輸入的高分辨率圖像進行分割，以形成基于平鋪顯示器中所用的圖像陣列的平鋪圖像。該方法需要利用從顯示器到屏幕的空間變換函數對分割的平鋪圖像進行預扭曲以減少一個或者多個不需要的幾何投影儀特性。該方法需要對每一個預扭曲的圖像應用空間亮度變換函數的逆函數，以有效地調配平鋪顯示圖像中的色彩。
文檔編號G06T3/00GK1471792SQ01818124
公開日2004年1月28日 申請日期2001年8月30日 優先權日2000年8月30日
發明者C·J·陳, C J 陳 申請人:霍尼韋爾國際公司