專利名稱：投影顯示裝置及投影控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及投影技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及投影顯示裝置及投影控制方法。
背景技術(shù)：
當(dāng)前投影機(jī)用在會議或演示等場合時，演講者通常會站在屏幕前進(jìn)行講解，這種情況下，不論前投影機(jī)采用哪種安裝方式，都會有部分投射光線照到演講者的身上，形成投影色塊，不僅令觀看者感到不適影響演示效果，更嚴(yán)重的是當(dāng)演講者面對投影機(jī)時可能造成視力損害。 為了解決投影機(jī)直射光線傷眼的問題，業(yè)界提出了一種采用超聲波探測人物并實時關(guān)閉投影光束的方案，該方案中超聲波裝置探測到人站在屏幕前時，直接關(guān)閉投影光束，雖然可以避免人眼受到傷害，但投影顯示畫面會突然消失，造成演示短暫中斷，使得演講者無法根據(jù)投影圖像進(jìn)行后續(xù)的演講。 因此，提供一種既可以保護(hù)演講者視力，又不影響投影顯示效果，可以實時更新保護(hù)范圍，成本低的投影顯示控制裝置與方法實有必要。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明解決的第一技術(shù)問題是提供一種投影顯示裝置，使其所投射的光線不會照
射到進(jìn)入投影機(jī)投射區(qū)域的演講者的眼睛，而同時又不會中斷投影機(jī)的投影顯示。 本發(fā)明解決的第二技術(shù)問題是提供一種投影控制方法，使得投影機(jī)的投射光線不
會照射到進(jìn)入投影機(jī)投射區(qū)域的演講者的眼睛，而同時又不會中斷投影機(jī)的投影顯示。 為解決第一技術(shù)問題，本發(fā)明采用第一的技術(shù)方案如下 —種投影顯示裝置，包括信號源、投影機(jī)，此外，該裝置包括用于照射投影區(qū)域的
不可見光源、用于拍攝投影區(qū)域的不可見光攝像頭、待投影圖像暫存模塊、拍攝圖像處理模
塊和投影圖像處理模塊，其中該待投影圖像暫存模塊用于讀取并存儲信號源中的待投影
圖像；該拍攝圖像處理模塊用于存儲不可見光攝像頭拍攝沒有包含人物的初始不可見光圖
像，同時還用于接收不可見光攝像頭拍攝的實時不可見光圖像，并通過將該實時不可見光
圖像與該初始不可見光圖像比較，計算得出人物在投影區(qū)域的位置、形狀和大小信息，并將
該信息傳送至投影圖像處理模塊；該投影圖像處理模塊根據(jù)接收自拍攝圖像處理模塊的所
述信息對存儲在待投影圖像暫存模塊中的待投影圖像進(jìn)行圖像修改，生成具有局部變暗區(qū)
域的實際投影圖像，該實際投影圖像經(jīng)投影機(jī)投影后其局部變暗區(qū)域至少可覆蓋人體進(jìn)入
投影區(qū)域內(nèi)的頭部；該投影圖像處理模塊將該實際投影圖像輸出至投影機(jī)。 作為第一技術(shù)方案的改進(jìn)之一 所述不可見光源為紅外光源，所述不可見光攝像
頭為紅外攝像頭。
作為第一技術(shù)方案的改進(jìn)之二 所述局部變暗區(qū)域的形狀為矩形或圓形。 作為第一技術(shù)方案的改進(jìn)之三所述圖像修改是指將待投影圖像與所述信息對應(yīng)
區(qū)域的圖像亮度降低，或?qū)⒃搶?yīng)區(qū)域原來的顯示圖像替換成暗色圖像，其他圖像區(qū)域保
4留為原來圖像。
作為第一技術(shù)方案的改進(jìn)之四所述拍攝處理模塊用于根據(jù)其計算所得的人物在
投影區(qū)域的位置、形狀和大小信息，生成包含該信息的疊加圖層，并將該疊加圖層傳送投影
圖像處理模塊，該疊加圖層只對人物位置所在的區(qū)域做顏色或亮度處理，其余區(qū)域為透明；
所述圖像處理是指將疊加圖層和待投影圖像進(jìn)行疊加運算。 為解決第二技術(shù)問題，本發(fā)明采用的第二技術(shù)方案如下 —種投影顯示裝置的投影控制方法，其特征在于包括以下步驟 (1)用不可見光源照射投影區(qū)域； (2)用不可見光攝像頭拍攝投影區(qū)域的不可見光源圖像，并將其所拍攝的一幅沒
有包含人物的圖像傳送到拍攝圖像處理模塊作為初始不可見光圖像存儲起來； (3)用拍攝圖像處理模塊接收來自不可見光攝像頭拍攝的實時不可見光圖像，并
將該實時不可見光圖像與步驟(2)中的初始不可見光圖像比較，得出人物在投影區(qū)域的位
置、形狀和大小信息，并將該信息傳送至投影圖像處理模塊； (4)在執(zhí)行步驟(1)至(3)的同時還執(zhí)行從信號源讀取一幀待投影圖像并暫存至待投影圖像暫存模塊； (5)用投影圖像處理模塊根據(jù)步驟(3)中得到的信息對步驟(4)中的待投影模塊進(jìn)行修改，得到生成具有局部變暗區(qū)域的實際投影圖像，該實際投影圖像經(jīng)投影機(jī)投影后其局部變暗區(qū)域至少可以覆蓋人體進(jìn)入投影區(qū)域內(nèi)的頭部；
(6)將步驟(5)中的到的實際投影圖像輸出至投影機(jī)；
(7)重復(fù)上述步驟(3)至(6)，實現(xiàn)實時控制。 作為第二技術(shù)方案的改進(jìn)之一 所述步驟(1)中的不可見光源為紅外光源，所述步驟(2)中的不可見光攝像頭為紅外攝像頭。
作為第二技術(shù)方案的改進(jìn)之二 所述局部變暗區(qū)域的形狀為矩形或圓形。
作為第二技術(shù)方案的改進(jìn)之三所述步驟(5)中的修改是指投影圖像處理模塊根據(jù)步驟(3)中得到的信息，將步驟(4)中的待投影圖像對應(yīng)區(qū)域的圖像亮度降低，或?qū)⒃搶?yīng)區(qū)域原來的顯示圖像替換成暗色圖像，其他圖像區(qū)域保留為原來圖像。 作為第二技術(shù)方案的改進(jìn)之四在所述步驟(3)中拍攝處理模塊還需要先將人物在投影區(qū)域的位置、形狀和大小信息，生成包含相應(yīng)信息的疊加圖層后，再將該疊加圖層傳送投影圖像處理模塊；所述步驟(5)中的修改是投影圖像處理模塊將步驟(3)中得到的疊加圖層和步驟(4)中的待投影圖像進(jìn)行疊加運算。 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明第一技術(shù)方案的有益效果是本發(fā)明第一技術(shù)方案的投影機(jī)的投射光線照射到進(jìn)入投影機(jī)投射區(qū)域的演講者身上，同時不中斷投影機(jī)的投影顯示。此外還具有以下有益效果 1、通過局部修改投影圖像，不會出現(xiàn)投影光線直接照射演講者，保護(hù)了演講者視力的同時消除演講者身上的投影色塊。 2、采用獨立紅外圖像拍攝，運算速度快，可以實時追蹤到人物的位置與形狀，同步更新人物在投影區(qū)域的位置和形狀大小信息，即使在演講者走動以及做出伸手轉(zhuǎn)頭等動作時也能及時轉(zhuǎn)換成正確的投影圖像修改信息，實現(xiàn)更好的顯示效果。 3、紅外攝像頭拍攝投影區(qū)域紅外圖像，不處理 際投影的可見光圖像，大大降低圖像處理難度，更易實現(xiàn)穩(wěn)定的投影顯示控制效果。 4、不需要對投影圖像進(jìn)行像素比對等復(fù)雜圖像處理方式，降低軟件處理難度，有效提高處理速度。 此外，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明第二技術(shù)方案的有益效果與第一技術(shù)方案的有益效果類似。


圖1為本發(fā)明的實施方式一的原理示意圖。 其中，101為紅外攝像頭，102為投影機(jī)，103為投影區(qū)域，104為紅外光源。
具體實施方式
實施方式一 本實施方式是本發(fā)明第一技術(shù)方案的第一個具體實施方式
。 如圖1所示，本具體實施方式
包括信號源、投影機(jī)102、用于照射投影區(qū)域103的紅外光源104、用于拍攝投影區(qū)域103紅的紅外攝像頭101、待投影圖像暫存模塊、拍攝圖像處理模塊和投影圖像處理模塊。其中攝像圖像處理模塊，待投影圖像暫存模塊以及投影圖像綜合處理模塊可以是一個獨立的部件也可以做成能放入普通計算機(jī)的接插件。
本實施方式的工作過程和原理如下 (1)初始化投影機(jī)102將圖像投射到屏幕上的同時或之后，啟動本投影顯示裝置。紅外光源104照射整個投影顯示區(qū)域，為紅外攝像頭101拍攝提供背景光源，紅外攝像頭101拍攝整個投影顯示區(qū)域的紅外圖像。當(dāng)沒有人物在投影區(qū)域102時，紅外攝像頭101拍到的圖像是空的背景紅外圖像，即初始紅外圖像，存儲起來待用；而當(dāng)人進(jìn)到投影顯示區(qū)域時，所拍到的圖像時包含人物的紅外圖像。
(2)生成人物信息拍攝圖像處理模塊接收來自紅外攝像頭101的實時紅外圖像，
并通過將其與存儲在拍攝圖像處理模塊中的初始紅外圖像進(jìn)行比較，從而計算生成人物信
息。該人物信息至少包括人體進(jìn)入投影區(qū)域102范圍內(nèi)的形狀(演講者的姿勢與手勢)、大
小(演講者的形體大小)和位置(演講者站立的位置)信息。該人物信息被傳送至投影圖
像處理模塊。(3)修改待投影圖像在修改投影圖像之前，需要先從信號源讀取一幀待投影
圖像并暫存至待投影圖像暫存模塊。然后投影圖像處理模塊根據(jù)接收自拍攝圖像處理模塊
的人物信息，將存儲在待投影圖像暫存模塊中的待投影圖像與該人物信息對應(yīng)區(qū)域的圖像
亮度降低，或?qū)⒃搶?yīng)區(qū)域原來的顯示圖像替換成暗色圖像，其他圖像區(qū)域保留為原來圖
像。即該實際投影圖像具有與進(jìn)入投影區(qū)域的人物位置、大小和形狀對應(yīng)的局部變暗區(qū)域，
該實際投影圖像經(jīng)投影機(jī)投影后其局部變暗區(qū)域可覆蓋人體進(jìn)入投影區(qū)域內(nèi)的身體。 (4)投影最后投影圖像處理模塊將該實際投影圖像輸出至投影機(jī)102。 在上述的過程中，紅外攝像頭101的拍攝與所述投影圖像處理模塊輸出實際投影
圖像同步進(jìn)行的。 由于采用攝像頭獨立拍攝人物畫面，并獨立處理，經(jīng)過簡單的同步控制就可以保證拍攝畫面與投影畫面的同步，這樣即使人物在投影區(qū)域內(nèi)走動，保護(hù)區(qū)域也能隨之移動，而且區(qū)域的大小與形狀可以保持與人物一致，既可以有效保護(hù)人眼，又可以最大限度減少對投影效果的影響。另外，拍攝圖像時并不需要很精確獲取人物外形尺寸，只需獲得輪廓形狀大小，因此對硬件的要求不需要太高，采用普通的攝像頭即可以滿足要求，可以實現(xiàn)低成本方案。 此外，在正常工作之前需要建立拍攝圖像與投影圖像的區(qū)域映射關(guān)系，即標(biāo)明拍攝范圍與實際投影范圍的對應(yīng)關(guān)系，這種映射關(guān)系的建立，可以通過在投影區(qū)域邊界設(shè)置標(biāo)志物等方法很容易實現(xiàn)。為實現(xiàn)同步更新的投影控制效果，通過采用同步信號控制的方法使得紅外拍攝與投影顯示同步。 此外，為了獲得較快的處理速度，可以將待投影圖像的人物修改區(qū)域可以采用簡
單規(guī)則的方形或圓形等形狀代替實際人物的形狀。
實施方式二 本實施方式是本發(fā)明第一技術(shù)方案的第二個具體實施方式
。本實施方式與實施方式一的不同之處在于所述投影圖形處理模塊采用圖形疊加的方式對待投影圖像進(jìn)行處理，即 拍攝處理模塊還根據(jù)其計算所得的人物在投影區(qū)域的位置、形狀和大小信息，生成包含相應(yīng)信息的疊加圖層，并將該疊加圖層傳送至投影圖像處理模塊，該疊加圖層只對人物位置所在的區(qū)域做顏色或亮度處理，其余區(qū)域為透明。 然后投影圖像處理處理模塊將疊加圖層和待投影圖像進(jìn)行疊加運算，得到生成具有局部變暗區(qū)域的實際投影圖像，該實際投影圖像經(jīng)投影機(jī)投影后其局部變暗區(qū)域可以覆蓋人體進(jìn)入投影區(qū)域內(nèi)的頭部。當(dāng)然該局部變暗區(qū)域也可以覆蓋進(jìn)入投影區(qū)域內(nèi)的人身體包括頭部在內(nèi)的全部。
實施方式三 本實施方式是本發(fā)明第二技術(shù)方案的第一個具體實施方式
。
本實施方式包括以下步驟
(1)用紅外光源照射投影區(qū)域； (2)用紅外攝像頭拍攝投影區(qū)域的紅外圖像，并將其所拍攝的一幅沒有包含人物的圖像傳送到拍攝圖像處理模塊作為初始紅外圖像存儲起來； (3)用拍攝圖像處理模塊接收來自紅外攝像頭拍攝的實時紅外圖像，并將該實時紅外圖像與步驟(2)中的初始紅外圖像比較，得出人物在投影區(qū)域的位置、形狀和大小信息，并將該信息傳送至投影圖像處理模塊； (4)在執(zhí)行步驟(1)至(3)的同時還執(zhí)行從信號源讀取一幀待投影圖像并暫存至待投影圖像暫存模塊； (5)用投影圖像處理模塊根據(jù)步驟(3)中得到的信息對步驟(4)中的待投影圖像
進(jìn)行修改，生成具有局部變暗區(qū)域的實際投影圖像，該實際投影圖像經(jīng)投影機(jī)投影后其局
部變暗區(qū)域至少可以覆蓋人體進(jìn)入投影區(qū)域內(nèi)的頭部； (6)將步驟(3)至(6)中的到的實際投影圖像輸出至投影機(jī)； (7)重復(fù)上述步驟，實現(xiàn)實時控制。 其中，投影圖像處理模塊可以通過圖形要素修改的方式生成實際投影圖像，g卩所述步驟(5)中的修改是指投影圖像處理模塊根據(jù)步驟(3)中得到的信息，將步驟(4)中的待投影圖像對應(yīng)區(qū)域的圖像亮度降低，或?qū)⒃搶?yīng)區(qū)域原來的顯示圖像替換成暗色圖像，其他圖像區(qū)域保留為原來圖像。 此外，投影圖像處理模塊也可以通過圖形疊加的方式生成實際投影圖像，即在所 述步驟(3)中拍攝處理模塊還需要先將人物在投影區(qū)域的位置、形狀和大小信息，生成包 含相應(yīng)信息的疊加圖層后，再將該疊加圖層傳送至投影圖像處理模塊，該疊加圖層只對人 物位置所在的區(qū)域做顏色或亮度處理，其余區(qū)域為透明；所述步驟(5)中的修改是投影圖 像處理模塊將步驟(3)中得到的疊加圖層和步驟(4)中的待投影圖像進(jìn)行疊加運算。
此外，在正常工作之前需要建立拍攝圖像與投影圖像的區(qū)域映射關(guān)系，即標(biāo)明拍 攝范圍與實際投影范圍的對應(yīng)關(guān)系，這種映射關(guān)系的建立，可以通過在投影區(qū)域邊界設(shè)置 標(biāo)志物等方法很容易實現(xiàn)。為實現(xiàn)同步更新的投影控制效果，通過采用同步信號控制的方 法使得紅外拍攝與投影顯示同步。
權(quán)利要求
一種投影顯示裝置，包括信號源、投影機(jī)，其特征在于，該裝置還包括用于照射投影區(qū)域的不可見光源、用于拍攝投影區(qū)域的不可見光攝像頭、待投影圖像暫存模塊、拍攝圖像處理模塊和投影圖像處理模塊，其中該待投影圖像暫存模塊用于讀取并存儲信號源中的待投影圖像；該拍攝圖像處理模塊用于存儲不可見光攝像頭拍攝的沒有包含人物的初始不可見光圖像，同時還用于接收不可見光攝像頭拍攝的實時不可見光圖像，并通過將該實時不可見光圖像與該初始不可見光圖像比較，計算得出人物在投影區(qū)域的位置、形狀和大小信息，并將該信息傳送至投影圖像處理模塊；該投影圖像處理模塊根據(jù)接收自拍攝圖像處理模塊的所述信息對存儲在待投影圖像暫存模塊中的待投影圖像進(jìn)行圖像修改，生成具有局部變暗區(qū)域的實際投影圖像，該實際投影圖像經(jīng)投影機(jī)投影后其局部變暗區(qū)域至少可覆蓋人體進(jìn)入投影區(qū)域內(nèi)的頭部；該投影圖像處理模塊將該實際投影圖像輸出至投影機(jī)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的投影顯示裝置，其特征在于所述不可見光源為紅外光源，所 述不可見光攝像頭為紅外攝像頭。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的投影顯示裝置，其特征在于所述局部變暗區(qū)域的形狀為矩 形或圓形。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的投影顯示裝置，其特征在于所述圖像修改是指將待投影圖 像與所述信息對應(yīng)區(qū)域的圖像亮度降低，或?qū)⒃搶?yīng)區(qū)域原來的顯示圖像替換成黑色或暗 色圖像，其他圖像區(qū)域保留為原來圖像。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的投影顯示裝置，其特征在于所述拍攝處理模塊用于根據(jù)其 計算所得的人物在投影區(qū)域的位置、形狀和大小信息，生成包含該信息的疊加圖層，并將該 疊加圖層傳送至投影圖像處理模塊，該疊加圖層只對人物位置所在的區(qū)域做顏色或亮度處 理，其余區(qū)域為透明；所述圖像處理是指將疊加圖層和待投影圖像進(jìn)行疊加運算。
6. —種投影顯示裝置的投影控制方法，其特征在于包括以下步驟(1) 用不可見光源照射投影區(qū)域；(2) 用不可見光攝像頭拍攝投影區(qū)域的不可見光圖像，并將其所拍攝的一幅沒有包含 人物的圖像傳送到拍攝圖像處理模塊作為初始不可見光圖像存儲起來；(3) 用拍攝圖像處理模塊接收來自不可見光攝像頭拍攝的實時不可見光圖像，并將該 實時不可見光圖像與步驟(2)中的初始不可見光圖像比較，得出人物在投影區(qū)域的位置、 形狀和大小信息，并將該信息傳送至投影圖像處理模塊；(4) 在執(zhí)行步驟(1)至(3)的同時還執(zhí)行從信號源讀取一幀待投影圖像并暫存至待 投影圖像暫存模塊；(5) 用投影圖像處理模塊根據(jù)步驟(3)中得到的信息對步驟(4)中的待投影圖像進(jìn)行 修改，生成具有局部變暗區(qū)域的實際投影圖像，該實際投影圖像經(jīng)投影機(jī)投影后其局部變 暗區(qū)域至少可以覆蓋人體進(jìn)入投影區(qū)域內(nèi)的頭部；(6) 將步驟(5)中的到的實際投影圖像輸出至投影機(jī)；(7) 重復(fù)上述步驟(3)至(6)，實現(xiàn)實時控制。
7. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的投影控制方法，其特征在于所述步驟(1)中的不可見光源 為紅外光源，所述步驟(2)中的不可見光攝像頭為紅外攝像頭。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的投影顯示裝置，其特征在于所述步驟(5)中的局部變暗區(qū) 域的形狀為矩形或圓形。
9. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的投影控制方法，其特征在于所述步驟(5)中的修改是指投 影圖像處理模塊根據(jù)步驟(3)中得到的信息，將步驟(4)中的待投影圖像對應(yīng)區(qū)域的圖像 亮度降低，或?qū)⒃搶?yīng)區(qū)域原來的顯示圖像替換成暗色圖像，其他圖像區(qū)域保留為原來圖 像。
10. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的投影控制方法，其特征在于在所述步驟(3)中拍攝處理模塊還需要先將人物在投影區(qū)域的位置、形狀和大小信息，生成包含相應(yīng)信息的疊加圖層后， 再將該疊加圖層傳送至投影圖像處理模塊，該疊加圖層只對人物位置所在的區(qū)域做顏色或亮度處理，其余區(qū)域為透明；所述步驟(5)中的修改是投影圖像處理模塊將步驟(3)中得到 的疊加圖層和步驟(4)中的待投影圖像進(jìn)行疊加運算。
全文摘要
本發(fā)明涉及投影技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種投影顯示裝置。該裝置包括信號源、投影機(jī)、用于照射投影區(qū)域的不可見光源、用于拍攝投影區(qū)域的不可見光攝像頭、待投影圖像暫存模塊、拍攝圖像處理模塊和投影圖像處理模塊，其中，該投影圖像處理模塊根據(jù)紅外攝像頭拍攝并經(jīng)拍攝圖像處理模塊處理得到的信息對存儲在待投影圖像暫存模塊中的待投影圖像進(jìn)行圖像修改，生成具有局部變暗區(qū)域的實際投影圖像，該實際投影圖像經(jīng)投影機(jī)投影后其局部變暗區(qū)域至少可覆蓋人體進(jìn)入投影區(qū)域內(nèi)的頭部。本發(fā)明第一技術(shù)方案的投影機(jī)的投射光線照射到進(jìn)入投影機(jī)投射區(qū)域的演講者身上，同時不中斷投影機(jī)的投影顯示。此外，本發(fā)明還公開了一種投影顯示控制裝置。
文檔編號H04N5/74GK101795375SQ200910312719
公開日2010年8月4日 申請日期2009年12月30日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月30日
發(fā)明者盧如西, 李軍明 申請人:廣東威創(chuàng)視訊科技股份有限公司