本发明涉及显示系统领域，具体而言，涉及一种和输入设备联动的显示系统。
背景技术：
1、随着科技的发展，沉浸式体验逐渐进入人们的生活，人们对视觉、听觉等感官体验的要求越来越高。目前的ktv派对房中，显示系统是基于传统的视频播放机顶盒，只能单一地播放机顶盒自身存储的固定视频，或者进入唱歌模式后，将点歌机画面叠加到播放自身所存储的视频画面上，通过led屏幕或者lcd 屏幕显示出来，难以给用户带来较好的沉浸式体验。
2、目前ktv派对房中的led显示系统主要包含led屏幕显示系统（包含led接收卡、led发送卡或led视频处理器）或者lcd屏幕、视频播放机顶盒和输入设备（如点歌机或电脑）。其中led屏幕显示系统一般分为主屏幕、侧面屏、顶屏和地砖屏。主屏幕一般用于显示点歌机画面，侧面屏、顶屏主要用来显示视频播放机顶盒内的视频素材。
3、传统的ktv派对房方案，视频播放机顶盒只是将输入信号，如点歌机或者电脑视频信号和本地的视频播放进行简单图像叠加，输入视频和本地视频相对独立，没有进行视频场景联动，用户的体验比较单一，体验感不高。
4、因此我们对此做出改进，提出一种和输入设备联动的显示系统。
技术实现思路
1、本发明的目的在于：针对目前存在的传统的ktv派对房方案，视频播放机顶盒只是将输入信号，如点歌机或者电脑视频信号和本地的视频播放进行简单图像叠加，输入视频和本地视频相对独立，没有进行视频场景联动，用户的体验比较单一，体验感不高。
2、为了实现上述发明目的，本发明提供了和输入设备联动的显示系统，以改善上述问题。
3、本技术具体是这样的：
4、包括以下模块：
5、输入模块：包括机顶盒、点歌机和电脑，用于接收hdmi信号源输入的信号；
6、输入图像主题色提取模块：采用高斯模糊法和八叉树法对从输入模块接收的信号中的每一帧图像进行分区域主题色提取，并将提取的主题色与输入视频进行叠加，从而形成输入模块的主题色场景输出；
7、输出图像渲染变色模块：根据输入图像主题色提取模块提取的主题色，对输出图像进行渲染和变色处理，以保持与输入模块视频的主题色一致；
8、输出显示模块：包括多个led和lcd屏幕，用于显示经过输出图像渲染变色模块处理后的图像；
9、输入图像主题色提取模块包括以下步骤：
10、s1、接收并处理输入信号：输入图像主题色提取模块会接收到来自输入模块的视频信号，信号包含了连续的视频帧，每一帧都是一幅图像；
11、s2、应用高斯模糊法进行预处理：对每一帧图像应用高斯模糊法进行预处理，预处理步骤包括：
12、定义高斯函数：高斯函数具体公式为，其中代表图像中的像素坐标，为该坐标点的权重值，代表标准差，控制高斯函数的宽度，为自然对数，为圆周率，在二维图像处理中，高斯函数表示为一个二维矩阵；
13、卷积操作：对每个像素及其周围像素的加权平均，权重由高斯函数决定；
14、结果输出：经过卷积操作后，图像会变得模糊，细节和噪点减少。
15、s3、分区域主题色提取：预处理后，使用八叉树法进行分区域的主题色提取，包括以下步骤：
16、图像分割：将图像分割成若干个区域；
17、rgb值二进制转换：每个区域中的每个像素，将其rgb值分别转换成二进制形式；
18、数据黏合与子节点编号生成：取每组二进制数据的前四位，将rgb三组四位二进制数据逐列黏合，形成一个新的二进制数并转化为十进制数，该十进制数为当前层级下该像素对应的子节点编号；
19、构建八叉树：将三组二进制数据的前四列逐列黏合，黏合之后得出对应的十进制的值，该值就是其在这一层节点的子节点编号，每次得到一个新的十进制的值时直接搜索该层子节点，如果该子节点不存在，就创建一个子节点；
20、节点合并与颜色平均：颜色八叉树中叶子节点超过8个时进行归约合并，得到该区域的主题颜色，各个区域的颜色拼接起来后得到当前图像的主题色图片；
21、s4、主题色与原始视频的叠加：提取出各个区域的主题色后，将各个区域的主题色与原始视频帧进行叠加。
22、作为本技术优选的技术方案，所述s3中归并的原则包括：
23、优先选择深度最大的子树进行归并：在颜色八叉树中，深度为8的叶子节点代表了色彩空间中的一个准确颜色，非叶子节点则代表色彩空间的子空间，其深度与所代表的颜色准确度成正比，与代表的颜色区间大小成反比；
24、深度相同时，频度最小的节点优先归约：存在多个深度相同的可归约节点时，优先选择代表色素数目最少的节点进行归并；
25、取被归并子树的均值作为代表色：在进行归并时，将所有被归并节点的色彩与频度求和，然后取均值作为新的代表色。
26、作为本技术优选的技术方案，所述s3中图像分割包括以下步骤：
27、滤波处理：通过高斯滤波器对原始图像进行滤波处理，用于减少图像中的噪声；
28、图像分块与局部统计：将图像分割成若干个区域，对于每个图像块，计算内部的像素值均值和像素值方差，用于统计每个区域的阈值；
29、阈值公式：局部阈值通过以下公式计算：局部阈值=局部均值+ k*局部方差，其中k为经验系数；
30、图像分割：遍历图像的每个像素，将其灰度值与所在区域的阈值进行比较，大于以及等于阈值的像素被划分为目标区域，小于局部阈值的像素被划分为背景区域，将图像二值化，目标区域的像素值设为最大值，背景区域的像素值设为最小值；
31、后处理与优化：应用形态学操作来去除噪声、平滑边缘以及填充孔洞，通过边缘跟踪算法提取目标的精确轮廓；
32、结果输出与评估：将分割后的图像进行可视化展示，采用像素准确率和交并比指标对分割结果进行定量评估。
33、作为本技术优选的技术方案，所述阈值公式中k的数值通过以下步骤确定：
34、图像分析：对待分割的图像进行分析，提取其对比度和亮度；
35、设定k值：根据图像的对比度和亮度，分别设定两个初始k值，k1和k2，对于对比度大于300:1的图像，初始k1值设定在0.25，小于300:1的图像，初始k1值设定在0.1，亮度值大于128的图像，初始k2值设定在0.1，亮度值小于128的图像，初始k2值设定在0.05，最终k值为k1和k2的平均值。
36、作为本技术优选的技术方案，通过边缘跟踪算法提取目标的精确轮廓包括以下步骤：
37、确定起始搜索点：选择图像的最左下方的像素点作为起始点；
38、开始跟踪：从起始点开始，沿着初始跟踪方向，初始跟踪方向为左上角45度，检测该方向是否有边界点，如果是，保存该点，并将其作为新的起始点，同时更新跟踪方向，如果不是边界点，则沿顺时针旋转45度，并继续检测新的方向，直到找到边界点，然后更新跟踪方向并继续搜索下一个边界点；
39、处理非闭合线：若跟踪的线条是非闭合的，那么在跟踪完一侧后，需要从起始点开始朝相反方向跟踪到另一尾点；
40、理多个后续点：如果不止一个后续点，选择距离最近的点，选择后续点，并将次近的后续点作为新的边缘跟踪起点；
41、继续跟踪：一条线跟踪完后，接着扫描到下一个未跟踪点，直到所有边缘都跟踪完毕。
42、作为本技术优选的技术方案，所述步骤s4中，还包括质量检查与修正：对每一帧进行质量检查，自动识别和修正出现的叠加错误和不自然过渡，叠加错误包括颜色溢出和色彩失真，不自然过渡表现为颜色突变和边界不清晰；
43、自动检查算法：利用计算机视觉算法，对每一帧图像进行分析，包括色彩分析、边缘检测和对比度检测，通过比较相邻帧之间的差异，检测是否有突兀的变化和不连续的过渡；
44、计算机视觉算法：对于识别出的叠加错误，使用图像处理技术，包括色彩校正和边界调整，进行自动修正，对于不自然过渡，采用平滑算法对过渡区域进行处理。
45、作为本技术优选的技术方案，自动检查算法包括以下步骤：
46、初始化：选择视频序列中的第一帧作为基准帧；
47、逐帧分析：将当前帧从rgb色彩空间转换到hsv颜色空间，计算当前帧的颜色直方图，并与基准帧和前一帧的颜色直方图进行对比，检测颜色分布变化，识别当前帧中出现的异常颜色和颜色突变区域，使用sobel计算图像灰度的一阶导数，提取边缘信息，比较当前帧与前一帧的边缘信息，检测边缘的变化和不连续，计算当前帧中各区域的对比度，并与基准帧和前一帧进行对比，检测对比度的变化，识别对比度异常的区域；
48、帧间差异分析：计算当前帧与基准帧和前一帧之间的差异，包括色彩差异、边缘差异和对比度差异，设定差异阈值，差异阈值，其中是图像宽度，是图像高度，是调整灵敏度的参数，具体为127，当差异超过差异阈值时，判定存在突兀的变化和不连续的过渡，根据差异分析结果，定位到具体存在问题的区域；
49、决策与输出：根据帧间差异分析的结果，判断当前帧是否存在突兀的变化和不连续的过渡。
50、作为本技术优选的技术方案，计算机视觉算法包括以下步骤：
51、色彩校正：通过色彩平衡算法调整图像中的红、绿、蓝三原色的比例，来纠正图像的色彩偏差；
52、平滑算法处理不自然过渡：取高斯滤波器内像素的平均值来替代中心像素的值，平滑图像。
53、作为本技术优选的技术方案，输出图像渲染变色模块还包括以下模块：
54、动态色彩映射子模块：根据输入视频的主题色，动态调整输出图像的色彩映射，突出主题色，在主题色发生变化时，平滑色彩过渡效果；
55、环境感知渲染子模块：利用环境光传感器实时检测当前环境的光线强度和色温，根据检测到的环境光线信息，自动调整输出图像的亮度和色温。
56、作为本技术优选的技术方案，动态色彩映射子模块包括以下步骤：
57、主题色识别与跟踪，动态色彩映射子模块从输入图像主题色提取模块接收主题色信息，主题色信息包括rgb值；
58、色彩映射表的建立，动态生成一个色彩映射表，将原始图像中的每个颜色映射到一个新的颜色值，新的颜色值会根据当前主题色进行调整；
59、输出图像的色彩调整，利用上一步建立的色彩映射表，对输出图像的每一像素进行色彩调整；
60、平滑色彩过渡的实现，在检测到主题色发生变化时，不立即进行大幅度的色彩调整，而是逐渐过渡，设定过渡时间为1-2秒，在这个时间段内，逐渐将色彩映射从旧的主题色调整到新的主题色，在过渡期间，每一帧都会根据过渡的进度来计算一个中间色彩映射表，这个中间色彩映射表是旧色彩映射表和新色彩映射表的混合，使用中间色彩映射表来调整输出图像的色彩，直到完全过渡到新的主题色为止。
61、与现有技术相比，本发明的有益效果：
62、在本技术的方案中：
63、1.通过提取视频的主题色，使得播放的视频与输入的视频形成联动的沉浸式现场，大幅增加了用户的沉浸式体验，系统能够实时地从输入信号中提取每一帧图像的主题色，并将这些信息应用到输出图像的渲染上。这种实时处理能力使得显示内容能够紧密跟随输入信号的变化，从而提供更加动态和吸引人的视觉体验；
64、2.通过动态色彩映射，系统能够根据输入视频的主题色动态调整输出图像的色彩，突出主题色并增强整体视觉效果。这种个性化的色彩处理方式使得观众能够更深入地沉浸在媒体内容中，通过高斯模糊法和八叉树法等高级图像处理技术，系统能够准确地提取图像的主题色，并进行高质量的图像渲染和变色处理，确保了输出图像的清晰度和色彩准确性。
1.一种和输入设备联动的显示系统，其特征在于，包括以下模块：
2.根据权利要求1所述的一种和输入设备联动的显示系统，其特征在于，所述s3中归并的原则包括：
3.根据权利要求2所述的一种和输入设备联动的显示系统，其特征在于，所述s3中图像分割包括以下步骤：
4.根据权利要求3所述的一种和输入设备联动的显示系统，其特征在于，所述阈值公式中k的数值通过以下步骤确定：
5.根据权利要求3所述的一种和输入设备联动的显示系统，其特征在于，通过边缘跟踪算法提取目标的精确轮廓包括以下步骤：
6.根据权利要求1所述的一种和输入设备联动的显示系统，其特征在于，所述步骤s4中，包括以下步骤：
7.根据权利要求1所述的一种和输入设备联动的显示系统，其特征在于，所述步骤s4中，包括以下步骤：
8.根据权利要求7所述的一种和输入设备联动的显示系统，其特征在于，自动检查算法包括以下步骤：
9.根据权利要求8所述的一种和输入设备联动的显示系统，其特征在于，计算机视觉算法包括以下步骤：
10.根据权利要求1所述的一种和输入设备联动的显示系统，其特征在于，输出图像渲染变色模块还包括以下模块：
