本發(fā)明涉及投影顯示領(lǐng)域，尤其涉及一種基于模式匹配的自動調(diào)焦的方法和系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

當(dāng)前投影的自動調(diào)焦技術(shù)中,存在一種利用攝像頭的方法。其原理是應(yīng)用攝像頭實時拍攝投影的畫面,然后計算投影圖像的對比度,根據(jù)計算的結(jié)果來判斷當(dāng)前的投影圖像是否清晰,從而判斷調(diào)焦是否完成.這種方法有如下幾個問題:

1，這個方法對攝像頭的分辨率要求比較高,拍攝的圖像一定要清晰.

2，由于投影畫面在攝像頭畫面中的位置未知, 無法準(zhǔn)確選取投影畫面,只能選取固定的區(qū)域進行計算。如果選取的區(qū)域過大，不可避免會引入噪聲，尤其是在接近對焦的情況下，對比度的變化比較小，噪聲的引入會導(dǎo)致很難實現(xiàn)高精度的對焦。如果選取的區(qū)域過小，很難實現(xiàn)投影畫面整體的調(diào)焦最優(yōu)，降低圖像質(zhì)量。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明提出了一種方法，不是用傳統(tǒng)的對比度計算來判斷投影是否對焦。而是利用模式匹配的結(jié)果來判斷。

一種基于模式匹配的自動調(diào)焦的方法包含如下步驟：

S1, 投影模塊投射具有特征圖形的圖像；

S2, 圖像采集模塊采集投影圖像；

S3, 通過模式匹配，判斷特征圖形在采集圖像中的位置；

S4, 根據(jù)S3確定的位置，統(tǒng)計相應(yīng)區(qū)域的匹配度值；

S5, 驅(qū)動調(diào)焦電機，重復(fù)S2,S3,S4步驟；

S6, 根據(jù)不同焦距下相應(yīng)區(qū)域的匹配度來判斷最佳的調(diào)焦位置。

上述S1步驟，特征圖形的距離不能太近，否則當(dāng)圖像模糊時，無法區(qū)分圖像對比度的變化。特征圖形的距離不能太遠，否則投影畫面的對比度不夠，容易受噪聲的影響。

上述S3、S4步驟，圖像采集處理模塊對整幅畫面做模式匹配，如果找到特征圖形，選取投影畫面在攝像頭畫面的區(qū)域進行統(tǒng)計匹配信息。如果未找到特征圖形，則統(tǒng)計整幅畫面的匹配信息。

上述S5步驟，驅(qū)動調(diào)焦電機，變換投影模塊焦距。

圖像采集處理模塊抓取投影畫面的圖像，對整幅攝像頭畫面做模式匹配。如果上一次計算時，識別了特征圖形，根據(jù)抓取圖像的區(qū)域統(tǒng)計匹配信息，否則對整幅畫面進行統(tǒng)計。然后與上一步的結(jié)果進行比較，從而判斷投影調(diào)焦是變得清晰還是模糊了。如果圖像變清晰了，則繼續(xù)調(diào)焦。如果圖像變模糊了，則反方向進行調(diào)焦。

根據(jù)計算的結(jié)果，如果圖像逐漸變清晰，但是某次電機的步進，圖像變模糊了，我們可以認為上一步電機的位置應(yīng)該是投影調(diào)焦最理想的位置，然后我們回退到上次電機的位置。即完成了投影的調(diào)焦。

一種基于模式匹配的自動調(diào)焦的系統(tǒng)包括：

投影模塊，投影顯示具有特征圖形的圖像；

圖像采集處理模塊，進行圖像采集，并進行算法處理；

調(diào)焦電機驅(qū)動模塊，調(diào)焦電機的驅(qū)動電路；

調(diào)焦電機，用于驅(qū)動投影鏡頭的調(diào)焦裝置；

控制模塊，用于這個系統(tǒng)的控制。

所述的調(diào)焦電機通過連接結(jié)構(gòu)對投影模塊焦距進行。

所述的圖像采集處理模塊使用聚焦在無窮遠處的廣角攝像頭進行采集。投影畫面應(yīng)完全包括在采集圖像中。

圖像采集處理模塊對投影圖像進行實時采集。

本發(fā)明的優(yōu)點是可以在判斷投影是否聚焦的同時，能識別投影畫面特征圖形的位置。并根據(jù)投影畫面在攝像頭畫面的位置，準(zhǔn)確的選取圖像計算的區(qū)域，從而可以簡化系統(tǒng)要求，提高系統(tǒng)的調(diào)焦精度，并且有利于調(diào)焦算法的硬件實現(xiàn)。

附圖說明：

附圖1，利用模式匹配實現(xiàn)調(diào)焦的方法包含步驟；

附圖2，利用模式匹配實現(xiàn)調(diào)焦的系統(tǒng)框圖；

附圖3，投影投射的具有特征圖形的圖像；

附圖4，攝像頭與投影模塊示意圖。

具體實施方式：

為了對本發(fā)明的技術(shù)特征和效果有更加清楚的理解，現(xiàn)對照附圖詳細說明本發(fā)明的具體方式。

如圖3，本發(fā)明一個實施例中的一種固定標(biāo)記實現(xiàn)雙畫面自動匹配的方法，包括以下步驟：

S1, 投影模塊投射具有特征圖形的圖像；

S2, 圖像采集模塊采集投影圖像；

S3, 通過模式匹配，判斷特征圖形在采集圖像中的位置；

S4, 根據(jù)S3確定的位置，統(tǒng)計相應(yīng)區(qū)域的匹配度值；

S5, 驅(qū)動調(diào)焦電機，重復(fù)S2,S3,S4步驟；

S6, 根據(jù)不同焦距下相應(yīng)區(qū)域的匹配度來判斷最佳的調(diào)焦位置。

上述S1步驟，特征圖形的距離不能太近，否則當(dāng)圖像模糊時，無法區(qū)分圖像對比度的變化。特征圖形的距離不能太遠，否則投影畫面的對比度不夠，容易受噪聲的影響。

上述S1步驟，特征圖形的一個示例如圖2。

上述S3、S4步驟，圖像采集處理模塊對整幅畫面做模式匹配，如果找到特征圖形，選取投影畫面在攝像頭畫面的區(qū)域進行統(tǒng)計匹配信息.如果未找到特征圖形，則統(tǒng)計整幅畫面的匹配信息。

上述S5步驟，驅(qū)動調(diào)焦電機，變換投影模塊焦距。

圖像采集處理模塊抓取投影畫面的圖像，對整幅攝像頭畫面做模式匹配。如果上一次計算時，識別了特征圖形，根據(jù)抓取圖像的區(qū)域統(tǒng)計匹配信息，否則對整幅畫面進行統(tǒng)計。然后與上一步的結(jié)果進行比較，從而判斷投影調(diào)焦是變得清晰還是模糊了。如果圖像變清晰了，則繼續(xù)調(diào)焦。如果圖像變模糊了，則反方向進行調(diào)焦。

根據(jù)計算的結(jié)果，如果圖像逐漸變清晰，但是某次電機的步進，圖像變模糊了，我們可以認為上一步電機的位置應(yīng)該是投影調(diào)焦最理想的位置，然后我們回退到上次電機的位置。即完成了投影的調(diào)焦。

一種基于模式匹配的自動調(diào)焦的系統(tǒng)包括：

投影模塊，投影顯示具有特征圖形的圖像；

圖像采集處理模塊，進行圖像采集，并進行算法處理；

調(diào)焦電機驅(qū)動模塊，調(diào)焦電機的驅(qū)動電路；

調(diào)焦電機，用于驅(qū)動投影鏡頭的調(diào)焦裝置；

控制模塊，用于這個系統(tǒng)的控制。

所述的調(diào)焦電機通過連接結(jié)構(gòu)對投影模塊焦距進行。

所述的圖像采集處理模塊使用聚焦在無窮遠處的廣角攝像頭進行采集。投影畫面應(yīng)完全包括在采集圖像中。

圖像采集處理模塊對投影圖像進行實時采集。

可以理解地，上述各技術(shù)特征可以任意組合使用而不受限制。以上所述僅為本發(fā)明的實施例，凡是利用本發(fā)明說明書及附圖內(nèi)容所做的等效裝置或方法，均同理包括在本發(fā)明的專利保護范圍內(nèi)。