一种灰度图像投影方法、装置、设备及存储介质制造方法及图纸

本申请公开了一种灰度图像投影方法、装置、设备及存储介质。该方法包括：通过照明DMD根据时序信号依次加载不同灰度等级的模板图像数据，并基于模板图像数据利用空间灰度调制法，生成不同等级位平面的输出光；其中，不同等级位平面的输出光的强度不同；通过成像DMD根据时序信号同步依次加载目标图像的不同等级位平面的原始图像数据，并接收输出光，然后基于原始图像数据利用帧灰度调制法，选择性组合不同等级位平面的输出光以生成不同灰度的像素点，得到目标图像的灰度投影；其中，同一个显示周期内照明DMD生成的输出光对应的位平面等级，与成像DMD加载的原始图像数据的位平面等级相同。通过两个DMD协同调制，能够实现高动态、高帧频的灰度图像投影。

【技术实现步骤摘要】
一种灰度图像投影方法、装置、设备及存储介质
本专利技术涉及图像处理领域，特别涉及一种灰度图像投影方法、装置、设备及存储介质。
技术介绍
DMD(DigitalMicro-mirrorDevice，数字微镜器件)芯片组是美国德州仪器公司研发的一种反射式空间光调制器，通过对光源(LD/LED/氙灯/激光)进行强度调制生成动态视频，是商用数字光处理(DigitalLightProcessing，DLP)投影系统的核心器件。其中，图像帧频和动态范围(即灰度等级)是DMD的两个主要技术参数。DMD由安装在CMOS(ComplementaryMetal-Oxide-Semiconductor)存储单元上的微镜阵列组成，每一个微镜代表一个像素，当存储单元中的值为“1”，该存储器所对应的微镜转向+12°，微镜处于打开状态，反射光线将通过镜头投射出去；当存储单元中的值为“0”，则该存储器所对应的微镜转向-12°，微镜处于关闭状态；当DMD不工作的时候，微镜置于水平位置，处于释放状态。通过控制每个微镜的“开”和“关”的状态来表现每个像素点的亮暗，从而展现出一幅位宽为1位的图像。由于DMD的两种工作状态“开”和“关”只代表像素“1”和“0”，因此投影得到的是一幅二值图像，为实现更高的动态范围，需要进行灰度调制。通用技术中，采用脉宽灰度调制(PulseWidthModulation，PWM)，即占空比调制，由PWM调制原理可知，位平面0的显示时间是PWM调制的“基本时间单元”，应不低于器件的最小显示时间，即DMD的稳定时间和数据加载时间之和，因此，PWM调制可以实现的最高帧频也将受到这个“基本时间单元”的约束，当模拟更高动态范围的图像时，可实现的帧频就会降低。因此，如何提高灰度图像投影的帧频和动态范围是目前亟需解决的问题。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种灰度图像投影方法、装置、设备及介质，能够实现高动态、高帧频的灰度图像投影。其具体方案如下：第一方面，本申请公开了一种灰度图像投影方法，包括：通过照明DMD根据时序信号依次加载不同灰度等级的模板图像数据，并基于所述模板图像数据利用空间灰度调制法，生成不同等级位平面的输出光；其中，所述不同等级位平面的输出光的强度不同；通过成像DMD根据所述时序信号同步依次加载目标图像的不同等级位平面的原始图像数据，并接收所述输出光，然后基于所述原始图像数据利用帧灰度调制法，选择性组合不同等级位平面的输出光以生成不同灰度的像素点，得到所述目标图像的灰度投影；其中，同一个显示周期内所述照明DMD生成的输出光对应的位平面等级，与所述成像DMD加载的原始图像数据的位平面等级相同。可选的，所述通过照明DMD根据时序信号依次加载不同灰度等级的模板图像数据之前，还包括：通过同步控制电路利用边沿触发方式，同步向所述照明DMD和所述成像DMD发送所述时序信号。可选的，所述接收所述输出光之前，还包括：通过同步照明组镜接收并均匀化所述照明DMD生成的输出光，并将均匀化后的输出光照射到所述成像DMD。可选的，所述基于所述模板图像数据利用空间灰度调制法，生成不同等级位平面的输出光，包括：根据所述不同灰度等级的模板图像数据，按照所述显示周期调整所述照明DMD内部微镜的开关状态，得到不同等级位平面；分别利用每个等级的位平面接收并反射照明光源及准直均化光学系统发射的均匀光照，生成不同等级位平面的输出光。可选的，所述依次加载不同灰度等级的模板图像数据之前，还包括：根据所述目标图像的位宽数值，构建对应数量的不同灰度等级的模板图像数据；将所述模板图像数据存储在所述照明DMD的内存中，以便照明DMD根据所述模板图像数据形成不同等级位平面的目标微镜状态；其中，所述不同等级位平面的目标微镜状态下的微镜开态比例，为倒序排列的2的n次幂数列，且首个位平面的微镜全部处于开态。可选的，所述基于所述原始图像数据利用帧灰度调制法，选择性组合不同等级位平面的输出光以生成不同灰度的像素点，得到所述目标图像的灰度投影，包括：根据所述原始图像数据，按照所述显示周期调整所述成像DMD内部微镜的开关状态，以便所述成像DMD内部的每个微镜选择性的反射所述不同等级位平面的输出光，以生成不同灰度的像素点，得到所述目标图像的灰度投影。可选的，所述同步依次加载目标图像的不同等级位平面的原始图像数据之前，还包括：根据所述目标图像的位宽数值，按照灰度级将所述目标图像拆分为对应数量的1位灰度图像；将所述1位灰度图像存储在所述成像DMD的内存中，以得到所述目标图像的不同等级位平面的原始图像数据。第二方面，本申请公开了一种灰度图像投影装置，包括：照明DMD，用于根据时序信号依次加载不同灰度等级的模板图像数据，并基于所述模板图像数据利用空间灰度调制法，生成不同等级位平面的输出光；其中，所述不同等级位平面的输出光的强度不同；成像DMD，用于根据所述时序信号同步依次加载目标图像的不同等级位平面的原始图像数据，并接收所述输出光，然后基于所述原始图像数据利用帧灰度调制法，选择性组合不同等级位平面的输出光以生成不同灰度的像素点，得到所述目标图像的灰度投影；其中，同一个显示周期内所述照明DMD输出光的位平面等级，与所述成像DMD加载的原始图像数据的位平面等级相同。第三方面，本申请公开了一种电子设备，包括：存储器，用于保存计算机程序；处理器，用于执行所述计算机程序，以实现前述的灰度图像投影方法。第四方面，本申请公开了一种计算机可读存储介质，用于存储计算机程序；其中计算机程序被处理器执行时实现前述的灰度图像投影方法。本申请中，通过照明DMD根据时序信号依次加载不同灰度等级的模板图像数据，并基于所述模板图像数据利用空间灰度调制法，生成不同等级位平面的输出光；其中，所述不同等级位平面的输出光的强度不同；通过成像DMD根据所述时序信号同步依次加载目标图像的不同等级位平面的原始图像数据，并接收所述输出光，然后基于所述原始图像数据利用帧灰度调制法，选择性组合不同等级位平面的输出光以生成不同灰度的像素点，得到所述目标图像的灰度投影；其中，同一个显示周期内所述照明DMD生成的输出光对应的位平面等级，与所述成像DMD加载的原始图像数据的位平面等级相同。可见，通过时序信号控制照明DMD加载不同灰度等级的模板图像数据，生成不同等级位平面的输出光，并通过该时序信号同时控制成像DMD加载目标图像的不同等级位平面的原始图像数据，以便成像DMD中的每个微镜选择性的组合不同光强的输出光，生成不同灰度的像素点，最后得到目标图像的灰度投影。即通过时序信号进行双DMD的协同调制，可以实现更高帧频、更高动态范围的灰度图像投影。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的实施例，对于本本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种灰度图像投影方法，其特征在于，包括：/n通过照明DMD根据时序信号依次加载不同灰度等级的模板图像数据，并基于所述模板图像数据利用空间灰度调制法，生成不同等级位平面的输出光；其中，所述不同等级位平面的输出光的强度不同；/n通过成像DMD根据所述时序信号同步依次加载目标图像的不同等级位平面的原始图像数据，并接收所述输出光，然后基于所述原始图像数据利用帧灰度调制法，选择性组合不同等级位平面的输出光以生成不同灰度的像素点，得到所述目标图像的灰度投影；/n其中，同一个显示周期内所述照明DMD生成的输出光对应的位平面等级，与所述成像DMD加载的原始图像数据的位平面等级相同。/n

【技术特征摘要】
1.一种灰度图像投影方法，其特征在于，包括：
通过照明DMD根据时序信号依次加载不同灰度等级的模板图像数据，并基于所述模板图像数据利用空间灰度调制法，生成不同等级位平面的输出光；其中，所述不同等级位平面的输出光的强度不同；
通过成像DMD根据所述时序信号同步依次加载目标图像的不同等级位平面的原始图像数据，并接收所述输出光，然后基于所述原始图像数据利用帧灰度调制法，选择性组合不同等级位平面的输出光以生成不同灰度的像素点，得到所述目标图像的灰度投影；
其中，同一个显示周期内所述照明DMD生成的输出光对应的位平面等级，与所述成像DMD加载的原始图像数据的位平面等级相同。


2.根据权利要求1所述的灰度图像投影方法，其特征在于，所述通过照明DMD根据时序信号依次加载不同灰度等级的模板图像数据之前，还包括：
通过同步控制电路利用边沿触发方式，同步向所述照明DMD和所述成像DMD发送所述时序信号。


3.根据权利要求1所述的灰度图像投影方法，其特征在于，所述接收所述输出光之前，还包括：
通过同步照明组镜接收并均匀化所述照明DMD生成的输出光，并将均匀化后的输出光照射到所述成像DMD。


4.根据权利要求1所述的灰度图像投影方法，其特征在于，所述基于所述模板图像数据利用空间灰度调制法，生成不同等级位平面的输出光，包括：
根据所述不同灰度等级的模板图像数据，按照所述显示周期调整所述照明DMD内部微镜的开关状态，得到不同等级位平面；
分别利用每个等级的位平面接收并反射照明光源及准直均化光学系统发射的均匀光照，生成不同等级位平面的输出光。


5.根据权利要求1所述的灰度图像投影方法，其特征在于，所述依次加载不同灰度等级的模板图像数据之前，还包括：
根据所述目标图像的位宽数值，构建对应数量的不同灰度等级的模板图像数据；
将所述模板图像数据存储在所述照明DMD的内存中，以便照明DMD根据所述模板图像数据形成不同等级位平面的目标微镜状态；其中，所述不同等级位平面的目标微镜状态下的微镜...

【专利技术属性】
技术研发人员：周朗，
申请(专利权)人：山东云海国创云计算装备产业创新中心有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37