投影设备伽马曲线调整方法及设备与流程

1.本发明涉及投影技术领域，尤其涉及一种投影设备伽马曲线调整方法及设备。


背景技术：

2.投影设备是一种可将图像或视频投射到幕布上进行显示的设备，广泛应用于家庭、办公室、学校或电影院等场所。
3.现有技术中，投影设备的伽马(gamma)设置选项，只是简单的为用户提供的可以手动调节的选项，或者与图像模式绑定，根据不同片源或使用场景进行手动切换，操作复杂，缺少一体化的便捷自适应方案。


技术实现要素：

4.本发明所要解决的技术问题是针对现有技术存在的问题，提供一种投影设备伽马曲线调整方法及设备。
5.为解决上述技术问题，本发明实施例提供一种投影设备伽马曲线调整方法，包括：获取当前投影场景的环境光数据，根据所述环境光数据确定第一补偿值α；获取当前投影幕布的反射面数据，根据所述反射面数据确定第二补偿值β；根据所述环境光数据和所述反射面数据确定第三补偿值t；根据输入信号识别当前投影的图像内容类型，根据所述图像内容类型确定伽马值γ；根据所述第一补偿值α、第二补偿值β、第三补偿值t和伽马值γ，得到目标伽马曲线。
6.为解决上述技术问题，本发明实施例还提供一种投影设备，包括：第一感器、第二传感器和控制装置；所述第一感器用于获取当前投影场景的环境光数据，所述第二传感器用于获取当前投影幕布的反射面数据，所述控制装置用于根据所述环境光数据确定第一补偿值α，根据所述反射面数据确定第二补偿值β，根据所述环境光数据和所述反射面数据确定第三补偿值t；所述控制装置还用于根据输入信号识别当前投影的图像内容类型，根据所述图像内容类型确定伽马值γ；以及根据所述第一补偿值α、第二补偿值β、第三补偿值t和伽马值γ，得到目标伽马曲线。
7.本发明的有益效果是：本发明提供的投影设备伽马曲线调整方法及投影设备，为用户提供了一种系统化、场景化的智能适配伽马曲线的方案，可实现自动匹配不同环境光、不同类型的反射面以及不同图像内容类型，尤其可以根据环境光的色温不同，进行色温补偿，保证最终显示的色温稳定；在不需繁杂的操作和掌握专业背景知识的情况下，实现在不同环境下、不同投影幕以及投影不同图像类型时，均能达到最优的显示效果，提升用户的整体视觉观赏体验。
8.本发明附加的方面及其优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明实践了解到。
附图说明
9.图1为本发明实施例提供的投影设备伽马曲线调整方法流程图；
10.图2为本发明实施例提供的投影设备框图。
具体实施方式
11.以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
12.gamma值的广义定义就是输入值和输出值的gamma幂指数关系，用来补偿人眼对自然亮度的非线性感知。
13.与lcd、oled等显示设备一样，投影类设备也存在通用的伽马补偿，但由于显像方式的差异(前者是自发光直射式显像，后者是反射式显像)，投影类设备对于投射到的反射面材质、环境光照的大小更为敏感，也更容易受到这两者的影响，会让显像效果大打折扣。另外，不同的场景模式需要不同的伽马值，手动设置伽马选项的方式操作繁琐，用户体验度差。
14.针对投影显示类设备投射屏幕多样，投影环境光线复杂，投影内容种类多样，且投影类产品相对于lcd、oled等显像产品，投影产品成像效果更容易受到使用条件和环境等因素的影响，本发明实施例提供一种能够根据投影反射材料(屏幕、幕布等)、环境光线的强弱，以及图像内容等，进行动态调整投影设备的伽马曲线，显著提高投影设备观赏效果的实现方案，为使用者提供更佳的观影体验。
15.图1为本发明实施例提供的投影设备伽马曲线调整方法流程图。如图1所示，该方法包括：
16.s110，获取当前投影场景的环境光数据，根据所述环境光数据确定第一补偿值α。
17.具体地，环境光数据可以包括环境光照度或亮度等，可以利用投影设备自带的光传感器获取当前投影场景的环境光数据。本发明实施例中，获取当前投影场景的环境光照度，在第一对应关系中查找与所述环境光照度匹配的第一补偿值α。第一对应关系中，可将环境光照度划分为多个光照度区间，每个光照度区间对应一个光照度等级，每个光照度等级赋予一个第一补偿值α。如光照度等级可以包括：极暗环境、较暗环境、正常环境、较亮环境和极亮环境。
18.根据人眼的视觉特性，在暗环境中人眼对于暗细节的分辨率增强，此时适当的压缩图像暗部区域的数据，扩展亮部的数据，在保证暗细节辨析力的同时，又能得到一个更好的亮部对比度，使得整体画面的视觉对比度得到了一定的增强。反之，在较亮的环境中，由于黑电位随着环境光的提高，暗细节画面的识别度被压缩，适当拓展暗部区域的对比度，增强暗细节的辨析力。
19.不同光照度等级的光照度取值范围以及对应的第一补偿值α的取值可以如下：
20.极暗环境：光照度取值范围为0-1lux，对应α＝1.0；
21.较暗环境：光照度取值范围为1-10lux，对应α＝1.0-1.1；
22.正常环境：光照度取值范围为10-100lux，对应α＝1.1-1.2；
23.较亮环境：光照度取值范围为100-300lux，对应α＝1.2-1.3；
24.极亮环境：光照度取值范围为大于300lux，对应α＝1.3-1.4。
25.上述针对不同光照度等级的光照度取值范围以及对应的第一补偿值α的取值进行了示例性说明，可以理解的是，光照度等级划分的数量、每个光照度等级的取值范围、每个光照度等级对应的第一补偿值α的取值均可以根据实际情况设置，此处不做具体的限定。
26.s120，获取当前投影幕布的反射面数据，根据所述反射面数据确定第二补偿值β。可以利用tof传感器、ccd图像传感器、超声波传感器或其他传感器对投影幕布进行识别分析。在本发明实施例中，利用投影设备自带的tof传感器对投影幕布的反射面类型和反射面增益值进行判断识别，并根据不同分级赋予不同的第二补偿值β。
27.具体地，获取当前投影幕布的反射面数据，根据所述反射面数据确定第二补偿值β，包括：
28.s121，获取当前投影幕布的反射面数据，根据所述反射面数据确定幕布类型和反射面增益；
29.s122，在第二对应关系中查找与幕布类型匹配的幕布类型补偿值β1，在第三对应关系中查找与所述反射面增益匹配的反射面增益补偿值β2；其中，所述第二对应关系包括多种幕布类型，每种幕布类型对应一个幕布类型补偿值β1；所述第三对应关系包括多个增益区间，每个增益区间对应一个反射面增益补偿值β2。
30.具体地，在第二对应关系中，根据幕布类型将投影反射面进行分类，为不同幕布类型的投影反射面赋予不同的幕布类型补偿值β1。如普通漫反射幕布标记为1类幕布，抗光类型幕布(黑珊、菲涅尔等)标记为2类幕布。
31.1类幕布类型没有黑色涂层，补偿系数取值范围为β1＝0；
32.2类型幕布因为有黑色涂层，从视觉角度黑色涂层对与投影低亮度信号光线的影响较大，因此需要适当扩展暗部区域的对比度，补偿系数取值范围为β1＝0-0.4。
33.由tof传感器返回数据判断反射面是普通漫反射幕布，还是抗光幕类型反射幕布。在第二对应关系中查找与幕布类型匹配的幕布类型补偿值β1。
34.在第三对应关系中，将反射面增益划分为多个增益区间，为不同增益区间的反射面增益赋予不同的反射面增益补偿值β2。如可以划分为三个增益区间，第一区间增益值0-0.8，第二区间增益值0.8-1.0，第三区间增益值大于1。根据增益高的幕布，可以适当扩展亮部，压低暗部提升画面视觉对比度效果；根据增益低的幕布，可以适当不予处理或者适当减小伽马值，达到提升整体画面平均亮度的显示效果。
35.由tof传感器返回的反射面数据判断反射面处于的增益值区间，当增益值位于第一区间时，反射面增益补偿值的取值范围为β2＝-0.5-0；当增益值位于第二区间时，反射面增益补偿值的取值范围为β2＝0；当增益值位于第三区间时，反射面增益补偿值的取值范围为β2＝0-0.5。
36.s123，将所述幕布类型补偿值β1和反射面增益补偿值β2的总和作为所述第二补偿值β。第二补偿值β的计算公式为：β＝β1 β2。
37.s130，根据所述环境光数据和所述反射面数据确定第三补偿值t；
38.s131，当所述环境光数据满足预设光照度条件，且根据所述反射面数据确定幕布类型为预设类型时，确定色温补偿生效；否则，色温补偿不生效，当色温补偿不生效时默认第三补偿值t＝1。
39.色温补偿生效条件如下：
40.a.根据反射面数据确定幕布类型为1类幕布。1类幕布类型为没有黑色涂层的普通漫反射幕布；
41.b.环境光照度处于正常环境光级别以上，即大于10lux时。
42.也就是说，当幕布类型为普通漫反射幕布(1类幕布)且环境光照度处于正常环境光级别以上时，确定色温补偿生效。当幕布类型为非普通漫反射幕布(1类幕布)和/或环境光照度处于正常环境光级别以下时，确定色温补偿不生效。如幕布类型为抗光类型幕布(2类幕布)，则色温补偿不生效，或环境光照度处于正常环境光级别以下时，即小于10lux时，色温补偿也不生效。
43.s132，当色温补偿生效时，对所述环境光数据进行处理得到相关色温值cct，在第四对应关系中查找与所述相关色温值匹配的色温补偿增益系数c，其中，所述第四对应关系包括多个相关色温值区间，每个相关色温值区间对应一个色温补偿增益系数c。
44.对所述环境光数据进行处理得到相关色温值cct，包括：
45.s1321，对所述环境光数据进行统计分析，得到环境光的红、绿、蓝占比值x、y和z；
46.s1322，根据所述环境光的红、绿、蓝占比值x、y和z确定当前环境的色温坐标x、y值；
[0047][0048]
s1323，根据所述当前环境的色温坐标x、y值利用色温转换公式得到相关色温值cct。
[0049]
n＝(x-0.3320)/(y-0.1858)；
[0050]
cct＝437*n3 3601*n
2-6831*n 5517；
[0051]
其中，(x,y)为cie色坐标，cct为相关色温。
[0052]
色温补偿增益系数c取值范围对应如下：
[0053]
cct≤5000k，c＝1.3；
[0054]
5000《cct≤5500k，c＝1.2；
[0055]
5500《cct≤6000k，c＝1.1；
[0056]
6000《cct≤6500k，c＝1；
[0057]
6500《cct≤7000k，c＝0.9；
[0058]
7000《cct≤8000k，c＝-0.8；
[0059]
cct》8000k，c＝-0.7。
[0060]
s133，根据所述环境光数据确定的第一补偿值α和所述色温补偿增益系数c确定第三补偿值t，t＝α*c。
[0061]
该实施例中，根据环境光在投射幕布上的反射光进行检测，进行相应的色温补偿，让投影画面色温保持在一个较稳定舒适的范围。
[0062]
s140，根据输入信号识别当前投影的图像内容类型，根据所述图像内容类型确定伽马值γ；
[0063]
对输入信号的图像内容进行判断，根据图像内容分类划分为电视类、电影类、显示器类、动画游戏类等内容类型，为这些内容分别预设不同伽马值γ，伽马值的取值范围为2.0-2.6，根据图像内容类型选择不同的伽马值。内容类型识别可以通过采用服务器视频数
据分类识别及本地hdmi输入设备信息进行识别。
[0064]
各图像内容类型的伽马取值及逻辑如下：
[0065]
电视类：γ＝2.4，针对电视剧、综艺节目等电视制作内容。增强略微过亮的场景中的细节，提供增强的对比度，增强可视效果。
[0066]
电影类：γ＝2.6，针对数值电影制作标准，采用dci p3的标准伽马值。
[0067]
显示器类：γ＝2.2，针对windows和mac等系统的投影输出画面，手机、pad等带系统的投屏设备，确保准确还原显示效果。
[0068]
游戏动画类：γ＝2.0，增加了整体色调亮度，使暗部区域色彩饱和度得到适当提升，增加了整体效果的明艳效果。
[0069]
s150，根据所述第一补偿值α、第二补偿值β、第三补偿值t和伽马值γ，得到目标伽马曲线，目标伽马曲线公式如下；
[0070]
yr＝α*x
rγ
(1-α-β)*x
r2*γ
β*x
r3*γ
；
[0071]
yg＝α*x
gγ
(1-α-β)*x
g2*γ
β*x
g3*γ
；
[0072]
yb＝t*α*x
bγ
(1-t*α-β)*x
b2*γ
β*x
b3*γ
；
[0073]
其中，xr、xg、xb分别为r、g、b输入信号，yr、yg、yb分别为分别为r、g、b的输出信号。
[0074]
目标伽马曲线中，伽马值γ控制着整条伽马曲线的非线性变化曲率，定义整条伽马曲线的明暗基调；第一补偿值α主要用于控制伽马曲线的整体增益值，以整体增益的形式控制着整体函数曲线，当第一补偿值α增大时函数曲线值整体得到抬升，当第一补偿值α减小时函数曲线值整体降低，其对亮部区域和暗部区域的影响随第一补偿值α数值的大小而不同；第二补偿值β主要用于控制亮部曲线的斜率值和增益，对暗部影响较小。当β为正值时，随着β增大，函数曲线亮部数据被压制，亮部区域的输出信号y会降低；当β为负值时，随着β不断减小，函数曲线亮部数据得到增强，亮部区域的输出信号y数值增大。投影设备根据目标伽马曲线对输入信号进行显示。第三补偿值t控制着整条伽马曲线的色温补偿，当t值变化时，yb曲线值会整体变化，信号对应的三刺激值z占比也随着变化。由色温转换公式可知，当z减小时色温t值会减小，当z增大时色温t会增大，从而实现色温的调节。
[0075]
本发明实施例中，投影设备通过自带的传感器识别当前投影幕布的反射面材质和投影场景的环境光条件，并通过识别当前的图像内容类型，进行全自动的软件运算，自适应出目标伽马曲线。如，通过光传感器获取的当前投影场景的环境光照度为60lux，则当前投影场景属于正常环境，对应的第一补偿值α取值1.1；通过tof传感器获取的当前投影幕布的投影反射面材质为普通漫反射幕布，则β1取值0，根据tof传感器返回的数据判断反射面的增益值为0.6，则β2取值-0.5，则第二补偿值β取值为-0.5；通过rgb传感器检测幕布上的反射光数据，计算得出反射光的色温为5800k,则c的取值1.1，从而由公式得出t的取值为1.21；根据服务器视频数据分类识别及本地hdmi输入设备信息识别获取当前投影的图像内容为电视类，伽马值γ取值2.4。可以确定目标伽马曲线为：
[0076]
yr＝1.1*x
rγ
0.4*x
r2*γ-0.5*x
r3*γ
；
[0077]
yg＝1.1*x
gγ
0.4*x
g2*γ-0.5*x
g3*γ
；
[0078]
yb＝1.331x
bγ
0.169x
b2*γ-0.5x
b3*γ
；
[0079]
其中，xr、xg、xb分别为r、g、b输入信号，yr、yg、yb分别为分别为r、g、b的输出信号。投影设备可根据该目标伽马曲线对输入信号进行显示。
[0080]
本发明实施例提供的投影设备伽马曲线调整方法，为用户提供了一种系统化、场景化的智能适配伽马曲线的方案，可实现自动匹配不同环境光、不同类型的反射面以及不同图像内容类型，尤其可以根据环境光的色温不同，进行色温补偿，保证最终显示的色温稳定；在不需繁杂的操作和掌握专业背景知识的情况下，实现在不同环境下、不同投影幕以及投影不同图像类型时，均能达到最优的显示效果，提升用户的整体视觉观赏体验。
[0081]
上文结合图1，详细描述了根据本发明实施例提供的投影设备伽马曲线调整方法。下面结合图2，详细描述本发明实施例提供的投影设备。
[0082]
如图2所示，本发明实施例还提供一种投影设备200，包括第一传感器210、第二传感器220和控制装置230；所述第一传感器210用于获取当前投影场景的环境光数据，所述第一传感器210可以为光传感器；所述第二传感器220用于获取当前投影幕布的反射面数据，第二传感器220可以为tof传感器、ccd图像传感器、超声波传感器或其他传感器；所述控制装置230用于根据所述环境光数据确定第一补偿值α，根据所述反射面数据确定第二补偿值β，根据所述环境光数据和所述反射面数据确定第三补偿值t；所述控制装置还用于根据输入信号识别当前投影的图像内容类型，以及根据所述图像内容类型确定伽马值γ；根据所述第一补偿值α、第二补偿值β、第三补偿值t和伽马值γ，得到目标伽马曲线。
[0083]
可选地，所述环境光数据包括环境光照度；所述第一传感器用于获取当前投影场景的环境光照度；所述控制装置230用于在第一对应关系中查找与所述环境光照度匹配的第一补偿值α，其中，所述第一对应关系包括多个光照度区间，每个光照度区间对应一个第一补偿值α。
[0084]
可选地，所述控制装置230用于根据所述反射面数据确定幕布类型和反射面增益；在第二对应关系中查找与所述幕布类型匹配的幕布类型补偿值β1，在第三对应关系中查找与所述反射面增益匹配的反射面增益补偿值β2；其中，所述第二对应关系包括多种幕布类型，每种幕布类型对应一个幕布类型补偿值β1；所述第三对应关系包括多个增益区间，每个增益区间对应一个反射面增益补偿值β2；将所述幕布类型补偿值β1和反射面增益补偿值β2的总和作为所述第二补偿值β。
[0085]
可选地，所述控制装置用于当所述环境光数据满足预设光照度条件，且根据所述反射面数据确定幕布类型为预设类型时，确定色温补偿生效；否则，色温补偿不生效，当色温补偿不生效时默认第三补偿值t＝1。
[0086]
当色温补偿生效时，对所述环境光数据进行处理得到相关色温值cct。
[0087]
具体地，所述控制装置用于对所述环境光数据进行统计分析，得到环境光的红、绿、蓝占比值x、y和z；根据所述环境光的红、绿、蓝占比值x、y和z确定当前环境的色温坐标x、y值；根据所述当前环境的色温坐标x、y值利用色温转换公式得到相关色温值cct。
[0088]
在第四对应关系中查找与所述相关色温值匹配的色温补偿增益系数c，其中，所述第四对应关系包括多个相关色温值区间，每个相关色温值区间对应一个色温补偿增益系数c；根据所述环境光数据确定的第一补偿值α和所述色温补偿增益系数c确定第三补偿值t。
[0089]
可选地，所述控制装置230用于根据输入信号识别当前投影的图像内容类型，在第五对应关系中查找与所述图像内容类型匹配的伽马值，其中，所述第五对应关系包括多种图像内容类型，每种图像内容类型对应一个伽马值γ。
[0090]
可选地，所述目标伽马曲线为：
[0091]
yr＝α*x
rγ
(1-α-β)*x
r2*γ
β*x
r3*γ
；
[0092]
yg＝α*x
gγ
(1-α-β)*x
g2*γ
β*x
g3*γ
；
[0093]
yb＝t*α*x
bγ
(1-t*α-β)*x
b2*γ
β*x
b3*γ
；
[0094]
其中，xr、xg、xb分别为r、g、b输入信号，yr、yg、yb分别为分别为r、g、b的输出信号。
[0095]
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，上述描述的系统和模块的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
[0096]
在本技术所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。
[0097]
作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本发明实施例方案的目的。
[0098]
另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以是两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
[0099]
集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分，或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、移动硬盘、只读存储器(rom，read-only memory)、随机存取存储器(ram，random access memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
[0100]
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。