專利名稱:對(duì)顯示圖像的投影系統(tǒng)中非對(duì)稱圖像的預(yù)補(bǔ)償方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及一種高保真預(yù)補(bǔ)償非對(duì)稱圖像的方法,以便在一個(gè)顯示圖像的投影系統(tǒng)中,高保真地再現(xiàn)正常圖像,而不必考慮投影透鏡對(duì)于屏幕之間的角度。本發(fā)明是美國(guó)專利申請(qǐng)NO.08/686,100的改進(jìn),該專利申請(qǐng)?jiān)诿绹?guó)專利和商標(biāo)局的提交日期為1996年7月24日并正在審理中。美國(guó)專利申請(qǐng)NO.08/686,100在此引入作為對(duì)本發(fā)明申請(qǐng)的參考。
一般來說,用于顯示一幅彩色圖像的圖像顯示系統(tǒng)被廣泛地分成以CRTs(陰極射線管)為代表的直觀式圖像顯示系統(tǒng),和以LCDs(液晶顯示)為代表的用于顯示圖像的投影系統(tǒng)(此后稱為“投影器”)。CRTs由于其固有結(jié)構(gòu)的原因限制了其尺寸,它們不能提供大彩色屏幕。另外,LCDs可以提供具有小(slim)和輕結(jié)構(gòu)的大彩色屏幕,但卻會(huì)造成光損失。
因此,廣泛使用了投影器。投影器根據(jù)輸入RGB光信號(hào)的色彩分解彩色圖像信號(hào),并且根據(jù)在彩色信號(hào)分量基礎(chǔ)上的色彩,用光學(xué)調(diào)整分解的RGB信號(hào)。被光學(xué)調(diào)整的圖像信號(hào)通過一個(gè)投影透鏡放大,并顯示在一個(gè)相對(duì)大的屏幕上。
圖1和圖2分別表示當(dāng)圖像正常投影到屏幕時(shí),投影透鏡對(duì)應(yīng)屏幕的排列以及投影到屏幕上的投影器中圖像的形狀。如圖1和圖2所示,在屏幕20上,中心軸30為連接第一橫軸22上一點(diǎn)的線,該軸與第一縱軸21的中心點(diǎn)21A相交成直角,這樣投影器10的投影透鏡11具有一個(gè)中心點(diǎn)11A。當(dāng)中心軸30與屏幕20表面形成大約為一直角時(shí),第一投影距離41是由投影透鏡11的中心點(diǎn)11A到圖像即,屏幕20下端的距離,變成等于第二投影距離42它是由投影透鏡11的中心點(diǎn)11A到圖像即,屏幕20下端的距離。同樣,第三投影距離23是由中心軸30到圖像即,屏幕20上端的距離,變成等于第四投影距離24,它是由中心軸30到圖像即屏幕20下端的距離,因此圖像上端寬度25變成大約等于圖像下端寬度26。其結(jié)果是,作為一個(gè)整體,圖像以矩形形狀投影到屏幕20上而不產(chǎn)生梯形失真或梯形畸變。
圖3和圖4分別表示當(dāng)投影透鏡與屏幕具有一個(gè)向上投影角度時(shí),投影透鏡對(duì)應(yīng)屏幕的排列以及投影到屏幕上的投影器中圖像的形狀。如圖3和圖4所示,當(dāng)投影器10的投影透鏡11被放置在第一面(沒有表示)之下,該面與參考屏幕20表面的第一縱軸21垂直相交,參考第一面,中心軸30A具有一個(gè)向上的投影角度。此時(shí),第一投影距離41A與第二投影距離42A不同,并且投影到屏幕20的圖像具有倒置梯形的形狀,梯形的上端寬度25A大于下端寬度26A。
圖5和圖6分別表示當(dāng)投影透鏡與屏幕具有一個(gè)向下投影角度時(shí),投影透鏡對(duì)應(yīng)屏幕的排列以及投影到屏幕上的投影器中圖像的形狀。如圖5和圖6所示,當(dāng)投影器10的投影透鏡11被放置在第一面(沒有表示)之上,該面與參考屏幕20表面的第一縱軸21垂直相交,參考第一面,中心軸30A具有一個(gè)向下的投影角度。此時(shí),第一投影距離41B與第二投影距離42B不同,與圖4中的圖像相反,投影到屏幕20的圖像具有梯形的形狀,梯形的上端寬度25B小于下端寬度26B。
如上所述,當(dāng)投影器的投影透鏡對(duì)應(yīng)屏幕有一向上或向下投影角度安排時(shí),投影到屏幕20的放大圖像由于梯形失真或梯形誤差而變形。最后,變形圖像將不可避免地給用戶帶來不愉快,因此需要預(yù)補(bǔ)償因梯形失真造成的投影到屏幕上的非對(duì)稱圖像或變形圖像。
例如,美國(guó)專利5,355,188公開了用于補(bǔ)償或校正投影器屏幕上的梯形誤差的裝置和方法。在公開的裝置和方法中,通過保持投影透鏡光學(xué)軸的場(chǎng)透鏡的光學(xué)中心而消除梯形誤差。
在另一個(gè)例子中,美國(guó)專利5,283,602公開了用于補(bǔ)償投影器屏幕上的梯形誤差的裝置。在公開的裝置中,一個(gè)光路發(fā)散鏡以與光的光程成傾斜角45度的方式排列,并還排列成使其能以平行于光程的方向朝向或背離投影器移動(dòng),因此圖像被向上或向下投影,而不會(huì)在屏幕上產(chǎn)生梯形畸變。
可是,為了解決屏幕上的梯形畸變,上述提到的構(gòu)造采用了光學(xué)或機(jī)械方法,因此其性能或硬件結(jié)構(gòu)的靈活性受到了限制。
顯示圖像的投影器中預(yù)補(bǔ)償非對(duì)稱圖像的方法在美國(guó)專利申請(qǐng)NO.08/686,100中公開,當(dāng)預(yù)補(bǔ)償?shù)膱D像根據(jù)投影器中投影透鏡對(duì)屏幕的投影角度變成非對(duì)稱時(shí),非對(duì)稱圖像的像元在補(bǔ)償方向由掃描行被刪除處理然后并將消隱數(shù)據(jù)加到非對(duì)稱圖像的像元?jiǎng)h除的部分,即像元?jiǎng)h除的位置。該方法以相等間隔計(jì)算將被由掃描行刪除的圖像中的像元(此后,定義為“刪除像元”)位置坐標(biāo)。結(jié)果是,當(dāng)預(yù)補(bǔ)償圖像塊中(此后,定義為“補(bǔ)償塊”)圖像特定部分中的像元?jiǎng)h除率增加并彼此相鄰時(shí),原始圖像用高保真再現(xiàn)就困難。
因此,本發(fā)明的第一個(gè)目的是提供一種對(duì)非對(duì)稱圖像進(jìn)行預(yù)補(bǔ)償?shù)姆椒ǎ渲?,投影到屏幕上的非?duì)稱圖像的梯形誤差即,梯形畸變,用計(jì)算機(jī)軟件進(jìn)行預(yù)補(bǔ)償,計(jì)算機(jī)軟件響應(yīng)于投影角設(shè)置部分提供的投影角設(shè)置信號(hào),即,關(guān)鍵碼數(shù)據(jù)而與投影透鏡相對(duì)于顯示圖像的投影系統(tǒng)中屏幕的排列無關(guān)。
本發(fā)明的第二個(gè)目的是提供一種對(duì)非對(duì)秒圖像進(jìn)行預(yù)補(bǔ)償?shù)姆椒?,其中在相鄰的非?duì)稱圖像補(bǔ)償塊中,通過預(yù)定位置轉(zhuǎn)換函數(shù)確定不同的刪除像元位置坐標(biāo)。
為實(shí)現(xiàn)上述第一和第二目的,本發(fā)明提供一種對(duì)顯示圖像的投影系統(tǒng)中非對(duì)稱圖像預(yù)補(bǔ)償?shù)姆椒?,它包括下列步驟(i)當(dāng)安裝于投影器中向屏幕上投影放大圖像的投影透鏡的中心軸布置成相對(duì)于顯示屏幕有向上的投影角或向下的投影角時(shí),輸入對(duì)應(yīng)于投影角設(shè)置信號(hào)的關(guān)鍵碼(key)數(shù)據(jù);(ii)根據(jù)(i)步輸入的關(guān)鍵碼(key)數(shù)據(jù)計(jì)算有關(guān)對(duì)將要被投影到屏幕的非對(duì)稱圖像進(jìn)行預(yù)補(bǔ)償操作的參數(shù);(iii)根據(jù)像元?jiǎng)h除位置變換區(qū)(mapping area)和第(ii)步?jīng)Q定的刪除像元位置坐標(biāo),產(chǎn)生一個(gè)切換的寫時(shí)鐘信號(hào),該信號(hào)具有與主時(shí)鐘信號(hào)同步的一個(gè)像元?jiǎng)h除時(shí)間間隔;(iv)根據(jù)在步驟(ii)確定的刪除像元位置坐標(biāo)和補(bǔ)償方向,響應(yīng)于步驟(iii)中產(chǎn)生的切換寫時(shí)鐘信號(hào),記錄具有由掃描行刪除像元的圖像信號(hào)數(shù)據(jù),以產(chǎn)生一個(gè)與將要被投影到屏幕上的圖像形狀反轉(zhuǎn)的圖像;(v)為了有一個(gè)基于步驟(ii)中算出的一個(gè)參數(shù)的時(shí)間延遲,產(chǎn)生一個(gè)與主時(shí)鐘信號(hào)同步的切換數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換輸出信號(hào);(vi)在由第(ii)步中確定的補(bǔ)償方向上響應(yīng)于第二切換控制信號(hào)在讀圖像信號(hào)數(shù)據(jù)的像元?jiǎng)h除部分加入消隱數(shù)據(jù),以形成由掃描行補(bǔ)償?shù)膱D像信號(hào)數(shù)據(jù);和(vii)響應(yīng)第(v)步中產(chǎn)生的切換數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換輸出信號(hào),將具有在(vi)步中形成的、加入消隱數(shù)據(jù)的圖像信號(hào)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào),并輸出轉(zhuǎn)換的圖像信號(hào)數(shù)據(jù)。
在預(yù)補(bǔ)償顯示圖像的投影系統(tǒng)中非對(duì)稱圖像的方法中,當(dāng)投影器的投影透鏡以一向上投影角或向下投影角布置時(shí),不管投影角如何,投影到屏幕上的圖像的梯形誤差響應(yīng)于投影角設(shè)置部分的投影角設(shè)置信號(hào)被預(yù)補(bǔ)償,以使圖像正常被投影到屏幕上。然后,在非對(duì)稱圖像的相鄰補(bǔ)償塊中,刪除像元的位置坐標(biāo)由預(yù)定的位置變換函數(shù)區(qū)別地決定,由此該原始圖像被高保真再現(xiàn)。再有,因?yàn)樘菪握`差利用了數(shù)字電路和計(jì)算機(jī)軟件解決,投影器的性能或結(jié)構(gòu)的靈活性得以加強(qiáng)。
本發(fā)明的上述目的及其它優(yōu)點(diǎn)將通過下列結(jié)合實(shí)施例參考附圖的詳細(xì)描述變得更為清晰。
圖1和圖2分別是投影透鏡相對(duì)于屏幕的布置以及當(dāng)投影到屏幕上的圖像正常時(shí)在屏幕上的投影器中圖像的形狀;圖3和圖4分別是投影透鏡相對(duì)于屏幕的布置以及當(dāng)投影透鏡相對(duì)于屏幕有一向上的投角時(shí),投影到屏幕上的投影器中的圖像的形狀;圖5和圖6分別是投影透鏡相對(duì)于屏幕的布置以及當(dāng)投影透鏡相對(duì)于屏幕有一向下的投角時(shí),投影到屏幕上的投影器中圖像的形狀;圖7是采用本發(fā)明實(shí)施例的方法中的對(duì)投影器中非對(duì)稱圖像進(jìn)行預(yù)補(bǔ)償?shù)难b置的電路框圖;圖8是按照本發(fā)明實(shí)施例實(shí)踐的該方法,操作圖7中所示的預(yù)補(bǔ)償非對(duì)稱圖像裝置的計(jì)時(shí)圖;圖9和圖10是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的方法流程圖,本發(fā)明實(shí)施例為采用圖7中所示的對(duì)非對(duì)稱圖像預(yù)補(bǔ)償?shù)难b置對(duì)非對(duì)稱圖像進(jìn)行預(yù)補(bǔ)償;圖11是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的方法中的像元?jiǎng)h除變換區(qū)的示意圖,它以行變換(line mapping)的方式變換刪除像元在XY坐標(biāo)平面上的原始位置,以變換被掃描行刪除的像元的坐標(biāo)位置,使得在補(bǔ)償方向的坐標(biāo)位置互不相同。
圖12為當(dāng)投影透鏡如圖3所示布置時(shí)的預(yù)補(bǔ)償圖像信號(hào)示意圖;和圖13為當(dāng)投影透鏡如圖5所示布置時(shí)的預(yù)補(bǔ)償圖像信號(hào)示意圖。
下面參考附圖,將本發(fā)明實(shí)施例中對(duì)顯示圖像的投影系統(tǒng)中的對(duì)非對(duì)稱圖像進(jìn)行預(yù)補(bǔ)償?shù)慕Y(jié)構(gòu)和操作方法給出詳細(xì)描述。
圖7是用于表示預(yù)補(bǔ)償投影器中非對(duì)稱圖像的電路框圖,它采用根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的方法。如圖7所示,根據(jù)本發(fā)明用于顯示圖像的投影系統(tǒng)中預(yù)補(bǔ)償非對(duì)稱圖像的裝置,包括投影角度設(shè)置部分100,控制部分200,控制時(shí)鐘產(chǎn)生部分300,第一切換部分400,存儲(chǔ)部分500,第二切換部分600,第三切換部分700,以及數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換部分800。
當(dāng)用于在屏幕20上投影放大圖像、并安裝在投影器10中的投影透鏡11的中心軸11A,被設(shè)置在與屏幕20成向上的投影角或向下的投影角時(shí),投影角設(shè)置部分100提供了一個(gè)投影角設(shè)置信號(hào)101。
控制部分200提供一個(gè)控制信號(hào),以便對(duì)基于投影角設(shè)置部分100的投影角設(shè)置信號(hào)101投影到屏幕20的非對(duì)稱圖像的預(yù)補(bǔ)償操作進(jìn)行控制。
當(dāng)接收到主時(shí)鐘信號(hào)M.CLK和數(shù)字信號(hào)處理時(shí)鐘信號(hào)DSP.CLK時(shí),根據(jù)來自控制部分200的控制信號(hào),控制時(shí)鐘產(chǎn)生部分300提供了一個(gè)寫/讀時(shí)鐘信號(hào)301和302以及數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換輸出信號(hào)303。寫時(shí)鐘信號(hào)301涉及圖像信號(hào)數(shù)據(jù)PSD的刪除像元處理。
當(dāng)接收到數(shù)字信號(hào)處理時(shí)鐘信號(hào)DSP.CLK時(shí),根據(jù)來自控制部分200的控制信號(hào),來自控制時(shí)鐘產(chǎn)生部分300的第一切換部分400對(duì)寫/讀時(shí)鐘信號(hào)301和302進(jìn)行切換,并提供切換寫時(shí)鐘信號(hào)401或切換讀時(shí)鐘信號(hào)402。切換寫時(shí)鐘信號(hào)401涉及圖象信號(hào)數(shù)據(jù)PSD的刪除像元處理。
當(dāng)接收來自第一切換部分400的切換寫時(shí)鐘信號(hào)401或切換讀時(shí)鐘信號(hào)402時(shí),存儲(chǔ)部分500記錄有像元?jiǎng)h除的圖像信號(hào)數(shù)據(jù)PSD,并提供對(duì)水平同步信號(hào)H.SYNC的響應(yīng)和輸出記錄圖像信號(hào)數(shù)據(jù)。
第二切換部分600根據(jù)來自控制部分200的控制信號(hào)在圖像信號(hào)數(shù)據(jù)PSD和消隱數(shù)據(jù)BD(見圖12和13)之間切換,并且提供一個(gè)切換的圖像信號(hào)數(shù)據(jù)601或切換的消隱數(shù)據(jù)602,其中圖像信號(hào)數(shù)據(jù)PSD響應(yīng)于來自第一切換部分400的切換讀時(shí)鐘信號(hào)402,從存儲(chǔ)部分500輸出,而消隱數(shù)據(jù)BD填充設(shè)置在先于和后于有像元?jiǎng)h除的圖像信號(hào)數(shù)據(jù)PSD的消隱區(qū)。
當(dāng)接收到數(shù)字信號(hào)處理時(shí)鐘信號(hào)DSP.CLK時(shí),第三切換部分700切換來自控制時(shí)鐘產(chǎn)生部分300的切換數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換輸出信號(hào)303,并根據(jù)來自控制部分200的第三切換控制信號(hào)203提供切換數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換輸出信號(hào)701。
數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換部分800輸入來自第二切換部分600的切換圖像信號(hào)數(shù)據(jù)601或切換消隱數(shù)據(jù)602,以便形成具有消隱數(shù)據(jù)BD的圖像信號(hào)數(shù)據(jù)PSD,并在預(yù)定時(shí)間延遲之后,響應(yīng)于來自第三切換部分700的切換數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換輸出信號(hào)701,將具有消隱數(shù)據(jù)BD加入的圖像信號(hào)數(shù)據(jù)PSD轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào),以便提供一個(gè)轉(zhuǎn)換圖像信號(hào)數(shù)據(jù)801。
為了對(duì)投影到屏幕20上的非對(duì)稱圖像的預(yù)補(bǔ)償處理進(jìn)行控制,當(dāng)投影透鏡對(duì)應(yīng)屏幕以向上的或向下的投影角設(shè)置時(shí)控制部分200響應(yīng)于投影角設(shè)置部分100的投影角設(shè)置信號(hào)以及圖像信號(hào)的垂直同步信號(hào)V.SYNC和水平同步信號(hào)H.SYNC,施加寫/讀控制信號(hào)301和302給控制時(shí)鐘產(chǎn)生部分300。即,控制部分200通過圖像的掃描行計(jì)算補(bǔ)償量,在預(yù)補(bǔ)償處理中確定圖像的補(bǔ)償方向并控制寫時(shí)鐘信號(hào)301從控制時(shí)鐘產(chǎn)生部分300中的產(chǎn)生。
控制部分200根據(jù)掃描行的補(bǔ)償量向第二切換部分600施加第二切換控制信號(hào)202,以將消隱數(shù)據(jù)BD(見圖12和圖13)加到掃描行刪除像元的圖像數(shù)據(jù)部分上。
當(dāng)在存儲(chǔ)部分500中記錄圖像數(shù)據(jù)信號(hào)的同時(shí),控制部分200根據(jù)補(bǔ)償方向的補(bǔ)償量,調(diào)節(jié)來自控制時(shí)鐘產(chǎn)生部分300的寫時(shí)鐘信號(hào)的波形并且控制圖像信號(hào)數(shù)據(jù)的像元被掃描行刪除的處理。
另外,控制部分200控制第一切換部分400,以通過掃描行讀出圖像數(shù)據(jù)信號(hào),而同時(shí),響應(yīng)于來自控制時(shí)鐘產(chǎn)生部分300的讀時(shí)鐘信號(hào)302,記錄的圖像信號(hào)數(shù)據(jù)從存儲(chǔ)部分500中讀出。
控制部分200調(diào)節(jié)其產(chǎn)生的第二切換控制信號(hào)202,以便通過第二切換部分600的切換操作,在圖像信號(hào)數(shù)據(jù)PSD之前和之后,在補(bǔ)償方向加入消隱數(shù)據(jù)BD,同時(shí)讀出由掃描行記錄的圖像信號(hào)數(shù)據(jù)??刂撇糠?00的控制信號(hào)包括第一切換控制信號(hào)201,第二切換控制信號(hào)202,第三切換控制信號(hào)203,和記錄/讀出控制信號(hào)204和205。
控制時(shí)鐘產(chǎn)生部分300根據(jù)補(bǔ)償方向的補(bǔ)償量,為了控制在存儲(chǔ)部分500中記錄有掃描行刪除像元的圖像數(shù)據(jù)信號(hào)PSD(見圖11和圖12)提供寫時(shí)鐘信號(hào)301??刂茣r(shí)鐘產(chǎn)生部分300也為讀出響應(yīng)于寫時(shí)鐘信號(hào)301記錄的圖像信號(hào)數(shù)據(jù)提供讀出鐘信號(hào),并當(dāng)預(yù)補(bǔ)償圖像信號(hào)數(shù)據(jù)由數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換部分800轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)時(shí),對(duì)時(shí)間的確定提供數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換輸出信號(hào)303。讀時(shí)鐘信號(hào)302有一個(gè)正常時(shí)鐘的頻率。數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換輸出信號(hào)303有一個(gè)從正常水平數(shù)字信號(hào)處理時(shí)鐘信號(hào)上升邊的時(shí)間點(diǎn)起的預(yù)定的時(shí)間延遲。
存儲(chǔ)部分500有一個(gè)其中記錄著根據(jù)補(bǔ)償方向上的補(bǔ)償量,響應(yīng)于第一切換部分400輸出的切換寫時(shí)鐘信號(hào)由掃描行刪除的像元圖像信號(hào)數(shù)據(jù)PSD,并且,具有響應(yīng)于第一切換部分400的切換讀時(shí)鐘信號(hào)402,在消隱期之后從其輸出記錄的圖像數(shù)據(jù)信號(hào)。存儲(chǔ)部分500在先進(jìn)一先出系統(tǒng)中具有通過掃描行記錄的圖像信號(hào)數(shù)據(jù)。
以下將利用示于圖7中的裝置,根據(jù)圖9和圖10的流程,同時(shí)針對(duì)圖8的計(jì)時(shí)圖對(duì)預(yù)補(bǔ)償非對(duì)稱圖像的方法的實(shí)施例做進(jìn)一步的描述。實(shí)施例1圖8是按照本發(fā)明實(shí)施例實(shí)踐的方法,操作圖7中所示的預(yù)補(bǔ)償非對(duì)稱圖像裝置的計(jì)時(shí)圖。圖9和圖10為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的方法流程圖,本發(fā)明實(shí)施例為采用圖7中所示的對(duì)非對(duì)稱圖像預(yù)補(bǔ)償裝置對(duì)非對(duì)稱圖像進(jìn)行預(yù)補(bǔ)償;在圖8中,1HDSP和A分別表示圖像信號(hào)數(shù)據(jù)的水平掃描時(shí)間間隔和像元?jiǎng)h除時(shí)間間隔而TD1和TD2分別表示對(duì)應(yīng)于第一補(bǔ)償量一半的時(shí)間間隔和對(duì)應(yīng)于第二補(bǔ)償量一半的時(shí)間間隔。
首先,在步驟S1中,當(dāng)安裝在投影器10中用于在屏幕20上投影放大圖像的投影透鏡11的中心軸相對(duì)于屏幕20(見圖3或圖5)以向上的投影角或向下的投影布置時(shí),控制部分200輸入一個(gè)對(duì)應(yīng)于投影角設(shè)置信號(hào)10的關(guān)鍵碼數(shù)據(jù)。在步驟S2中,控制部分200根據(jù)在S1步驟中輸入的關(guān)鍵碼數(shù)據(jù)確定補(bǔ)償方向并計(jì)算第一補(bǔ)償值。在步驟S2中,控制部分200根據(jù)在S1步驟中輸入的關(guān)鍵碼數(shù)據(jù)確定補(bǔ)償方向并計(jì)算第一補(bǔ)償量即最大補(bǔ)償量和第二補(bǔ)償量即塊(block)補(bǔ)償量。在步驟S3中,控制部分200通過圖像的掃描行計(jì)算出圖像的像元數(shù)。在步驟S4中,控制部分200根據(jù)塊補(bǔ)償量和步驟S2及步驟S3中通過掃描行分別計(jì)算的像元數(shù)來確定一個(gè)位置變換函數(shù)。在步驟S5中,控制部分200根據(jù)S4步中確定的位置變換函數(shù)和一個(gè)預(yù)定位置函數(shù)確定一個(gè)像元的刪除位置變換區(qū)(mapping area)。在步驟S6中,控制部分200根據(jù)分別在S4和S5步驟中分別確定的位置變換函數(shù)和像元?jiǎng)h除位置變換區(qū),通過掃描行刪除的像元數(shù)計(jì)算掃描行刪除像元的坐標(biāo)位置。
即,在步驟S2至S6中,控制部分200根據(jù)在S1步驟中輸入的關(guān)鍵碼數(shù)據(jù)計(jì)算涉及對(duì)將被投影到屏幕20上的圖像進(jìn)行預(yù)補(bǔ)償操作的參數(shù)。在此,補(bǔ)償方向是向上或向下的方向(見圖12或圖13)。圖11是在根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的方法中像元?jiǎng)h除變換區(qū)的示意圖,它以行變換(line mapping)的方式變換刪除像元在XY坐標(biāo)平面上的原始位置,以變換被掃描行刪除的像元的坐標(biāo)位置,使得在補(bǔ)償方向互不相同。如圖11中所示,當(dāng)被刪除像元的原始位置,被刪除像元的變換位置,塊補(bǔ)償量和掃描行的像元數(shù)分別是X,Y,B和C時(shí),表示在XY坐標(biāo)平面的位置變換函數(shù)如等式1所示Y=((C-B)/C)*X+B→ 等式1如圖11所示,預(yù)定位置函數(shù)在XY坐標(biāo)平面的實(shí)例如等式2所示Y=X→ 等式2該像元?jiǎng)h除位置變換區(qū)是由斜線標(biāo)注的區(qū)域,通常位置變換函數(shù)和預(yù)定位置函數(shù)由曲線所包圍。在等式1中行變換表示的刪除像元的原始位置P1通過位置變換函數(shù)被變換補(bǔ)償為位置P2。即像元?jiǎng)h除位置變換區(qū)域指定被掃描行在補(bǔ)償方向刪除像元的位置坐標(biāo)。
在S7步驟中,根據(jù)在步驟S5中確定的像元?jiǎng)h除位置變換區(qū)域和在步驟S6中計(jì)算出的被刪除像元的位置坐標(biāo),通過從控制時(shí)鐘產(chǎn)生部分300輸入寫時(shí)鐘信號(hào)301的第一切換部分400產(chǎn)生與主時(shí)鐘信號(hào)M.CLK同步的具有像元?jiǎng)h除時(shí)間間隔A的切換寫時(shí)鐘信號(hào)401。像元?jiǎng)h除位置變換區(qū)域指定了A和像元?jiǎng)h除時(shí)間中的一個(gè)點(diǎn)。在步驟S8中,為產(chǎn)生一個(gè)投影到屏幕上的反轉(zhuǎn)形狀的圖像,響應(yīng)于在步驟S7中產(chǎn)生的切換寫時(shí)鐘信號(hào)401,根據(jù)在步驟S6中計(jì)算的被刪除像元的位置坐標(biāo)和在步驟S2中確定的補(bǔ)償方向,由掃描行刪除像元的圖像信號(hào)數(shù)據(jù)PSD被記錄在存儲(chǔ)部分500中。在步驟S9中,為了有一個(gè)從水平數(shù)字信號(hào)處理時(shí)鐘信號(hào)DSP.CLK的上升邊的時(shí)間點(diǎn)算起的時(shí)間延遲TD1,通過從控制時(shí)鐘產(chǎn)生部分300輸入數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換信號(hào)303的第三切換部分700,產(chǎn)生與主時(shí)鐘信號(hào)M.CLK同步的切換數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換輸出信號(hào)701,其中時(shí)間延遲TD1相應(yīng)于在S2步驟中計(jì)算出的最大補(bǔ)償量的一半。
在S10步驟中,在讀出具有像元被掃描行刪除的圖像信號(hào)數(shù)據(jù)PSD之前,數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換部分800通過第二切換部分600在相應(yīng)于塊補(bǔ)償量一半的時(shí)間間隔TD2的切換操作,由掃描行接受消隱數(shù)據(jù)BD。在S11步驟中,為了有一個(gè)相應(yīng)于在S2步驟中算出的最大補(bǔ)償量及塊補(bǔ)償量之和的一半的時(shí)間延遲(TD1+TD2),通過從控制時(shí)鐘產(chǎn)生部分300輸入讀時(shí)鐘信號(hào)302的第一切換部分400,產(chǎn)生與主時(shí)鐘信號(hào)M.CLK同步的、為讀出在S8步驟中記錄的圖像信號(hào)數(shù)據(jù)PSD的切換讀時(shí)鐘信號(hào)402。切換讀時(shí)鐘信號(hào)402有一個(gè)從水平數(shù)字信號(hào)處理時(shí)鐘信號(hào)DSP.CLK的上升邊的時(shí)間點(diǎn)算起的、相應(yīng)于最大補(bǔ)償量及塊補(bǔ)償量之和一半的時(shí)間延遲(TD1+TD2)。在S12步驟中,響應(yīng)于S11步驟中產(chǎn)生的切換讀時(shí)鐘信號(hào)402,記錄的圖像信號(hào)數(shù)據(jù)PSD被由掃描行讀出。在S13步驟中,從在S12步驟中由掃描行讀出記錄的圖像信號(hào)數(shù)據(jù)PSD終止之時(shí)間點(diǎn)起,數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換部分800通過第二切換部分在600相應(yīng)于塊補(bǔ)償量一半的時(shí)間間隔TD2的切換操作,接收消隱數(shù)據(jù)BD。即在S10至S13步驟中,為了形成具有相應(yīng)于掃描行最大補(bǔ)償量一半的時(shí)間延遲的補(bǔ)償圖像信號(hào)數(shù)據(jù),響應(yīng)于第二切換控制信號(hào)202的高電平脈沖部分,消隱數(shù)據(jù)602在由S2步驟中確定的補(bǔ)償方向上以時(shí)間間隔TD2加到讀圖像信號(hào)數(shù)據(jù)601的像元?jiǎng)h除部分,其中時(shí)間間隔TD2相應(yīng)于塊補(bǔ)償量的一半。
在S14步驟中,在S10至S14步驟中產(chǎn)生的具有切換消隱數(shù)據(jù)602被相加于其中的切換圖像信號(hào)數(shù)據(jù)601,響應(yīng)于S9步驟(見圖8)中產(chǎn)生的切換數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換輸出信號(hào)701被轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào),并且產(chǎn)生轉(zhuǎn)換的圖像信號(hào)數(shù)據(jù)801。轉(zhuǎn)換的圖像信號(hào)數(shù)據(jù)801被提供給投影器10。
以下將提供對(duì)本發(fā)明具有上述結(jié)構(gòu)的裝置的操作方法的描述,該裝置采用了對(duì)顯示圖像的投影系統(tǒng)中非對(duì)稱圖像的預(yù)補(bǔ)償方法。
圖12是當(dāng)投影透鏡如圖3所示布置時(shí),預(yù)補(bǔ)償圖像信號(hào)的示意圖。如圖3所示,當(dāng)投影器10的投影透鏡11相對(duì)于屏幕20以向上的投影角布置時(shí),投影角設(shè)置部分100的投影角設(shè)置信號(hào)101被加到控制部分200。為了在屏幕20上投影一個(gè)正常圖像(見圖2),響應(yīng)于投影角設(shè)置信號(hào)101,控制部分200控制圖像信號(hào)數(shù)據(jù)PSD的預(yù)補(bǔ)償處理。如圖4所示,投影到屏幕20上的圖像有一個(gè)倒梯形的形狀,其上端寬度25A大于下端寬度26A。因此,為了形成投射到屏幕20上的梯形形狀的圖像(見圖12),控制部分200對(duì)圖像信號(hào)數(shù)據(jù)PSD的預(yù)補(bǔ)償處理進(jìn)行控制。即,控制部分200向控制時(shí)鐘產(chǎn)生部分300提供記錄控制信號(hào)204,以響應(yīng)主時(shí)鐘信號(hào)M.CLK,控制時(shí)鐘產(chǎn)生部分300能夠輸出寫時(shí)鐘信號(hào)301。寫時(shí)鐘信號(hào)301的頻率在有關(guān)向上的投影角的補(bǔ)償方向(如圖12的箭頭所示)上被調(diào)節(jié)。
響應(yīng)于記錄控制信號(hào)204,當(dāng)圖像信號(hào)數(shù)據(jù)PSD響應(yīng)于水平同步信號(hào)H.SYNC由掃描行提供給存儲(chǔ)部分500時(shí),控制時(shí)鐘產(chǎn)生部分300輸出寫時(shí)鐘信號(hào)301,該信號(hào)用于執(zhí)行圖像信號(hào)數(shù)據(jù)PSD的像元在補(bǔ)償方向被刪除的處理。即,在主時(shí)鐘信號(hào)M.CLK的上升邊,控制時(shí)鐘產(chǎn)生輸出寫時(shí)鐘信號(hào)301以記錄圖像信號(hào)數(shù)據(jù)。當(dāng)來自控制部分200的第一切換控制信號(hào)201被施加于第一切換部分400時(shí),寫時(shí)鐘信號(hào)301通過第一切換部分400施加給存儲(chǔ)部分500。寫時(shí)鐘信號(hào)301或切換的寫時(shí)鐘信號(hào)401有一個(gè)按照?qǐng)D11斜線標(biāo)注的像元?jiǎng)h除位置變換區(qū)的刪除時(shí)鐘部分。因而有像元?jiǎng)h除時(shí)間間隔A。
響應(yīng)于第一切換部分400的切換寫時(shí)鐘信號(hào)401,存儲(chǔ)部分500記錄刪除處理的圖像信號(hào)數(shù)據(jù)PSD,同時(shí)由掃描行刪除圖像信號(hào)數(shù)據(jù)PDS的像元,以產(chǎn)生一個(gè)與投影到屏幕20上的圖像形狀相反的圖像(見圖4)。當(dāng)一個(gè)與主時(shí)鐘信號(hào)M.CLK同步產(chǎn)生的讀時(shí)鐘信號(hào)302的正常頻率以一預(yù)定的時(shí)間延遲(TD1+TD2)在控制部分的控制操作下施加給存儲(chǔ)部分500時(shí),記錄在存儲(chǔ)部分500中的圖像信號(hào)數(shù)據(jù)PSD以預(yù)定的時(shí)間延遲(TD1+TD2)讀出??刂撇糠?00將第二切換控制信號(hào)202施加給第二切換部分600。然后以預(yù)定時(shí)間間隔TD2將從外部提供給第二切換部分600的消隱數(shù)據(jù)BD從第二切換部分600中輸出,以產(chǎn)生預(yù)補(bǔ)償圖像(參見圖12)。另一方面,控制部分200在有效圖像信號(hào)期間控制存儲(chǔ)部分500輸出讀圖像信號(hào)數(shù)據(jù)501。當(dāng)有效圖像信號(hào)存在的時(shí)間間隔結(jié)束時(shí),控制部分200控制第二切換部分600和在預(yù)定的時(shí)間間隔TD2第二切換部分600的切換操作提供消隱數(shù)據(jù)BD。
于是,切換的圖像信號(hào)數(shù)據(jù)601和切換的消隱數(shù)據(jù)602均從第二切換部600提供給數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換部分800。當(dāng)控制部分200向第三切換部分700施加第三切換控制信號(hào)203時(shí),具有預(yù)定時(shí)間間隔TD1的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換輸出信號(hào)303通過第三切換部分700從控制時(shí)鐘產(chǎn)生部分300提供給數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換部分800。接著,數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換部分800轉(zhuǎn)換有切換消隱數(shù)據(jù)602相加其中的切換圖像信號(hào)數(shù)據(jù)601,即具有消隱數(shù)據(jù)BD相加其中的圖像信號(hào)數(shù)據(jù)PSD,并且向投影器10施加轉(zhuǎn)換的圖像信號(hào)數(shù)據(jù)801,即預(yù)補(bǔ)償圖像信號(hào)。因此,即使當(dāng)投影器10的投影透鏡11相對(duì)于屏幕20以向上的投影角布置(見圖3)時(shí),預(yù)補(bǔ)償圖像信號(hào)(見圖12)通過投影透鏡11投影到屏幕20上,使一個(gè)正常圖像(見圖2)形成在屏幕20上。即與圖像沒被預(yù)補(bǔ)償時(shí)產(chǎn)生的非對(duì)稱圖像(見圖4)相比,在屏幕20上投影的是一個(gè)正常的圖像。
圖13為當(dāng)投影透鏡如圖5所示布置時(shí)的預(yù)補(bǔ)償圖像信號(hào)示意圖。如圖5所示,當(dāng)在一個(gè)顯示圖像的投影系統(tǒng)中投影透鏡11相對(duì)于屏幕20以向下的投影角布置時(shí),預(yù)補(bǔ)償處理利用與投影透鏡相對(duì)屏幕20以向上的投影角布置時(shí)的情形一樣的原理進(jìn)行預(yù)補(bǔ)償處理。
在預(yù)補(bǔ)償投影器中非對(duì)稱圖像的處理中,當(dāng)投影器的投影透鏡相對(duì)于屏幕以一向上的或向下的投影角布置時(shí),無論投影角如何,響應(yīng)于投影角設(shè)置部分的投影角設(shè)置信號(hào)投影到屏幕上的圖像的梯形誤差被預(yù)補(bǔ)償。即圖像被正常的投影到屏幕上。然后,在臨近非對(duì)稱圖像的補(bǔ)償塊中,被刪除像元的位置坐標(biāo)由預(yù)定的位置變換函數(shù)不同的確定,并因而高保真地再現(xiàn)原始圖像。
結(jié)果是,第一,投影到屏幕上的圖像永遠(yuǎn)不會(huì)因發(fā)生梯形失真而煩擾用戶。第二,投影器相對(duì)于屏幕的布置可以非常靈活。第三,在預(yù)補(bǔ)償非對(duì)稱圖像的梯形誤差時(shí),投影器中硬件的性能和結(jié)構(gòu)靈活性因利用數(shù)字電路和電腦軟件而增強(qiáng),不需要更換投影器傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和/或操作。
當(dāng)參考具體地實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行描述和展示時(shí),對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言,各種可能有效的形式和細(xì)節(jié)的變化,都不脫離由本發(fā)明權(quán)利要求限定的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種對(duì)顯示圖像的投影系統(tǒng)中非對(duì)稱圖像預(yù)補(bǔ)償?shù)姆椒?,其包括步驟(i)當(dāng)安裝在投影器中用于在屏幕上投影放大圖像的投影透鏡的中心軸相對(duì)于屏幕以向上的或向下的投影角布置時(shí),輸入一個(gè)相應(yīng)于投影角設(shè)置信號(hào)的關(guān)鍵碼數(shù)據(jù);(ii)根據(jù)步驟(i)中輸入的關(guān)鍵碼數(shù)據(jù)計(jì)算參數(shù),該參數(shù)關(guān)系到對(duì)將被投影到屏幕上的圖像的非對(duì)稱進(jìn)行預(yù)補(bǔ)償?shù)牟僮鳎?iii)根據(jù)像元?jiǎng)h除位置變換區(qū)域和在步驟(ii)中確定的刪除像元的位置坐標(biāo),產(chǎn)生一個(gè)與主時(shí)鐘信號(hào)同步的、具有像元?jiǎng)h除時(shí)間間隔的切換的寫時(shí)鐘信號(hào);(iv)根據(jù)在步驟(ii)中確定的刪除像元位置坐標(biāo)和補(bǔ)償方向,響應(yīng)于根據(jù)步驟(iii)中產(chǎn)生的切換的寫時(shí)鐘信號(hào)記錄像元由掃描行從中刪除的圖像信號(hào)數(shù)據(jù),以便產(chǎn)生一個(gè)與將要投影到屏幕上的圖像形狀反向的圖像;(v)為了有一個(gè)基于步驟(ii)中算出的一參數(shù)的時(shí)間延遲,產(chǎn)生一個(gè)與主時(shí)鐘信號(hào)同步的、切換數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換輸出信號(hào);(vi)響應(yīng)于第二切換控制信號(hào),在步驟(ii)確定的補(bǔ)償方向上向讀圖像信號(hào)數(shù)據(jù)加消隱數(shù)據(jù)以形成由掃描行補(bǔ)償?shù)膱D像信號(hào)數(shù)據(jù);和(vii)響應(yīng)于步驟(v)中產(chǎn)生的切換數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換輸出信號(hào),將在步驟(vi)中的具有消隱數(shù)據(jù)相加其中的圖像信號(hào)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào),并輸出一個(gè)轉(zhuǎn)換的圖像信號(hào)數(shù)據(jù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種對(duì)顯示圖像的投影系統(tǒng)中非對(duì)稱圖像預(yù)補(bǔ)償?shù)姆椒?,其中,所述切換的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換輸出信號(hào)有一個(gè)從水平數(shù)字信號(hào)處理時(shí)鐘信號(hào)上升邊的時(shí)間點(diǎn)相應(yīng)于最大補(bǔ)償量一半的時(shí)間延遲。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種對(duì)顯示圖像的投影系統(tǒng)中非對(duì)稱圖像預(yù)補(bǔ)償?shù)姆椒?,其中,所述切換的讀時(shí)鐘信號(hào)有主時(shí)鐘信號(hào)的頻率。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種對(duì)顯示圖像的投影系統(tǒng)中非對(duì)稱圖像預(yù)補(bǔ)償?shù)姆椒ǎ渲?,所述步驟(ii)包括分步驟(a)根據(jù)在步驟(i)中輸入的關(guān)鍵碼數(shù)據(jù)確定補(bǔ)償方向并計(jì)算最大補(bǔ)償量和塊補(bǔ)償量;(b)計(jì)算圖像掃描行的像元數(shù);(c)根據(jù)塊補(bǔ)償量和在步驟(a)及(b)中分別計(jì)算的掃描行像元數(shù)確定位置變換函數(shù);(d)根據(jù)步驟(c)中確定的位置變換函數(shù)及預(yù)定的位置函數(shù)確定一個(gè)像元?jiǎng)h除位置變換區(qū)域;和(e)根據(jù)步驟(c)和(d)中分別確定的位置變換函數(shù)和像元?jiǎng)h除位置變換區(qū)域計(jì)算由掃描行刪除像元的位置坐標(biāo)和被掃描行刪除像元的個(gè)數(shù)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種對(duì)顯示圖像的投影系統(tǒng)中非對(duì)稱圖像預(yù)補(bǔ)償?shù)姆椒?,其中,所述補(bǔ)償方向是向上或向下的方向,和所述XY坐標(biāo)平面上的位置變換函數(shù)是Y=((C-B)/C)*X+B,此處被刪除像元的原始位置,被刪除像元的變換位置,塊補(bǔ)償量及掃描行的像元個(gè)數(shù)分別是X,Y,B和C。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種對(duì)顯示圖像的投影系統(tǒng)中非對(duì)稱圖像預(yù)補(bǔ)償?shù)姆椒ǎ渲?,所述XY坐標(biāo)平面上的預(yù)定的位置函數(shù)是Y=X。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種對(duì)顯示圖像的投影系統(tǒng)中非對(duì)稱圖像預(yù)補(bǔ)償?shù)姆椒ǎ渲?,所述像元?jiǎng)h除位置變換區(qū)域是由位置變換函數(shù)曲線和預(yù)定的位置函數(shù)曲線所包含。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種對(duì)顯示圖像的投影系統(tǒng)中非對(duì)稱圖像預(yù)補(bǔ)償?shù)姆椒ǎ渲?,所述像元?jiǎng)h除位置變換區(qū)域不同的指定了在補(bǔ)償方向掃描行刪除的像元位置坐標(biāo)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種對(duì)顯示圖像的投影系統(tǒng)中非對(duì)稱圖像預(yù)補(bǔ)償?shù)姆椒?,其中,步驟(iv)由以下分步驟組成(k)在讀出具有掃描行像元?jiǎng)h除的圖像數(shù)據(jù)之前,通過切換操作相應(yīng)于一半塊補(bǔ)償量的時(shí)間間隔,接收掃描行消隱數(shù)據(jù);(l)與主時(shí)鐘信號(hào)同步產(chǎn)生切換讀時(shí)鐘信號(hào)以便具有基于最大補(bǔ)償量和通過在步驟(ii)中計(jì)算的塊補(bǔ)償量的時(shí)間延遲;(m)響應(yīng)于在步驟(i)中產(chǎn)生的切換讀時(shí)鐘信號(hào),由掃描行讀出記錄在步驟(iv)中的圖像信號(hào)數(shù)據(jù);和(n)當(dāng)從步驟(m)讀出掃描行記錄的圖像信號(hào)數(shù)據(jù)終止的時(shí)間點(diǎn)起通過切換操作相應(yīng)于塊補(bǔ)償量一半的時(shí)間間隔,接收消隱數(shù)據(jù)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種對(duì)顯示圖像的投影系統(tǒng)中非對(duì)稱圖像預(yù)補(bǔ)償?shù)姆椒?,其中,所述切換讀時(shí)鐘信號(hào)具有從水平數(shù)字信號(hào)處理時(shí)鐘信號(hào)上升邊時(shí)間點(diǎn)起相應(yīng)于最大補(bǔ)償量和塊補(bǔ)償量的時(shí)間延遲。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種對(duì)顯示圖像的投影系統(tǒng)中非對(duì)稱圖像預(yù)補(bǔ)償?shù)姆椒?,其中,所述切換寫時(shí)鐘信號(hào)具有像元?jiǎng)h除時(shí)間間隔A和所述像元?jiǎng)h除位置變換區(qū)指定A和像元?jiǎng)h除時(shí)間點(diǎn)。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種對(duì)顯示圖像的投影系統(tǒng)中非對(duì)稱圖像預(yù)補(bǔ)償?shù)姆椒?,其中,在高電平期間所述第二切換控制信號(hào)把消隱數(shù)據(jù)加到讀圖像信號(hào)的像元?jiǎng)h除部分。
全文摘要
一種在投影器中對(duì)非對(duì)稱的圖像預(yù)補(bǔ)償?shù)姆椒?,其中?dāng)投影器的投影透鏡以向上或向下的投影角設(shè)置時(shí),無論投影角如何,響應(yīng)于投影角設(shè)置部分的投影角設(shè)置信號(hào),投影在屏幕上的圖像的梯形誤差被預(yù)補(bǔ)償,因此圖像被正常投影在屏幕上,在非對(duì)稱圖像補(bǔ)償塊的相鄰處,通過預(yù)定的位置轉(zhuǎn)換函數(shù)確定不同的刪除像元位置坐標(biāo),高保真再現(xiàn)原始的圖像,當(dāng)預(yù)補(bǔ)償圖像的梯形誤差時(shí),投影器中硬件的性能或結(jié)構(gòu)靈活性通過數(shù)字電路和計(jì)算機(jī)軟件加強(qiáng),而不需改變投影器的傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)和/或操作。
文檔編號(hào)G09G3/36GK1158536SQ96121368
公開日1997年9月3日 申請(qǐng)日期1996年11月13日 優(yōu)先權(quán)日1995年11月13日
發(fā)明者禹性在 申請(qǐng)人:大宇電子株式會(huì)社