CN101321230A - 图像校正装置和校正方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种图像校正装置和校正方法。本发明的图像校正装置包括场级参数计算模块，用于根据图像的大小和设定的全局校正参数，计算场级校正参数；行级参数计算模块，用于根据所述场级校正参数和全局与局部校正参数计算每行的行级校正参数；像素级参数计算模块，用于根据像素所在的区域及位置和所述行级校正参数，计算得到每一个像素的像素级校正参数，并得到输出图像的输出点在输入图像中输入点所对应的位置和相位；多相滤波器，用于根据所述位置和相位进行多相滤波，得到输出位置处的像素值。本发明还涉及提供一种图像校正方法。本发明的图像校正装置和方法可以利用全局校正参数和局部校正参数对图像进行全局和局部校正，因此校正效果好。

Description

图像校正装置和校正方法
技术领域
本发明涉及一种图像校正装置和校正方法，尤其是一种利用全局和局部校正的图像校正装置和校正方法。
背景技术
随着时代的发展，图像/视频的显示设备的使用也越来越多，但是因为现有的图像显示设备由于技术和设计的原因，显示出的图像通常会出现很严重的图形失真，例如CRT显像管的枕形失真及水平方向上的非线性S失真，投影仪的梯形失真等。为了消除显示图像的失真，可以在显示之前对需要显示的图像进行预失真处理，从而弥补由于显示设备造成的失真，实现客观而真实的显示。
为了克服图像失真，我们采用全局校正和局部校正的方法，全局校正的目的是为了消除图像边界的失真，局部校正是为了消除图像内部所存在的非线性失真。为了便于采用自动校正设备来校正图像失真，在局部校正中的每个校正控制点都可以独立调整，对邻近校正控制点的影响程度也可以通过设置参数来调节。
发明内容
本发明的目的是针对现有图像校正方法和校正装置的缺陷，提供一种图像校正方法和校正装置，可以对图像进行全局和局部校正，校正效果好。
为实现上述目的，本发明提供了一种图像校正装置，包括：
场级参数计算模块，用于根据图像的大小和设定的全局校正参数，计算场级校正参数；
行级参数计算模块，用于根据所述场级校正参数和全局与局部校正参数计算每行的行级校正参数；
像素级参数计算模块，用于根据像素所在的区域及位置和所述行级校正参数，计算得到每一个像素的像素级校正参数，并得到输出图像的输出点在输入图像中输入点所对应的位置和相位；
多相滤波器，用于根据所述位置和相位进行多相滤波，得到输出位置处的像素值。
本发明还提供了一种图像校正方法，包括：
根据图像的大小和设定的校正参数，计算场级校正参数；
根据所述场级校正参数和校正参数计算每行的行级校正参数；
根据像素所在的区域及位置和所述行级校正参数，计算得到每一个像素的像素级校正参数，并得到输出图像的输出点在输入图像中输入点所对应的位置和相位；
根据所述位置和相位计算得到输出位置处的像素值。
因此，本发明的图像校正装置和校正方法可以利用全局校正参数和局部校正参数对图像进行全局和局部校正，因此校正效果好。
附图说明
图1为本发明图像校正装置的结构示意图；
图2为本发明图像校正方法的流程图；
图3为本发明图像校正方法中局部校正的示意图；
图4为本发明图像校正方法行方向输入点与输出点之间的映射示意图；
图5为本发明图像校正方法行方向输入点与输出点之间的映射示意图的局部放大图。
具体实施方式
下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
因为图像校正包括两种不同类型的校正方法，全局校正方法和局部校正方法。而在全局校正方法中的任意校正项都会影响到整个图像，采用全局校正的方法对图像的失真进行初步校正，而且采用局部校正的方法对图像的失真进行更为细致的单独校正，局部校正的目的是为了在不影响其他区域的前提下对局部区域的失真进行校正。
如图1所示，为本发明图像校正装置的结构示意图，本图像校正装置包括：
场级参数计算模块1，用于根据图像的大小和设定的全局校正参数，计算场级校正参数；行级参数计算模块2，用于根据场级校正参数和全局与局部校正参数计算每行的行级校正参数；像素级参数计算模块3，用于根据像素所在的区域及位置和行级校正参数，计算得到每一个像素的像素级校正参数，并得到输出图像的输出点在输入图像中输入点所对应的位置和相位；多相滤波器4，用于根据位置和相位进行多相滤波，得到输出位置处的像素值。
并且，再如图1所示，为了保证显示图像的亮度均匀，需要根据校正参数的大小对图像的亮度进行补偿，因此在多相滤波之后，需要亮度补偿模块5根据校正参数的大小对图像的亮度进行补偿。
因此本发明的图像校正装置可以对图像进行全局和局部校正，校正效果好。
如图2所示，为本发明图像校正方法的流程图，本图像校正方法具体包括突下步骤：
步骤101，根据图像的大小和设定的校正参数，计算场级校正参数；
本步骤的具体化即为根据输入图像宽度和输出图像宽度，对全局校正参数进行归一化处理，计算得到场级校正参数，归一化的目的是为了保证校正参数的相对大小与输入输出图像的大小无关，并且还可以将场级校正参数统一处理，为之后的处理提供初始化参数；
步骤102，根据场级校正参数和校正参数计算每行的行级校正参数；
即根据场级校正参数和全局与局部校正参数计算每行校正的起始位置、初始相位、平均步进量、每个区域的步进增量，具体为：
步骤201，根据设定的全局校正参数计算输出图像每行内有效图像的起始位置、起始相位、平均步进量；
步骤202，根据设定的局部校正参数，当前行的位置及分割区域的大小，计算行内各区域的平均步进增量，用于调节行内每个位置处的步进量。
上述的区域为根据校正控制点划分的区域，而校正控制点为在输入图像中，水平方向和垂直方向分割线的交点所对应的像素点，对于任意的校正控制点可以将其在水平方向上偏移，偏移过程中对邻近校正控制点的影响程度可以通过参数来调节。
如图3所示，为本发明图像校正方法中局部校正的示意图，图中区域A为图像大小，区域B为显示图像大小，并且使用水平线和垂直线来得到区域分割的网格线，线的宽度可调节，线的位置可调节，水平线和垂直线的数目可设定；每条线可单独显示。网格中的交叉点作为校正控制点，对于所选中的校正控制点采用标识将其加以强调，如采用方框或圆将表示当前选中的校正控制点。其中标识的大小、颜色可调节。对选中的校正控制点可进行左右移动；垂直相邻的两个校正控制点之间线段的弯曲程度可调节。
步骤101和102是全局校正，在全局校正中的任意校正项都会影响到整个图像，如图像的大小校正、梯形校正、枕形校正、顶角校正、底角校正、内枕校正、行线性校正、行S校正等。在具体实施中，设定好各种校正参数，根据设定的全局校正参数计算输入的每行图像在输出图像中的映射范围，起始步进量及步进量的增量
步骤103，根据像素所在的区域及位置和行级校正参数，计算得到每一个像素的像素级校正参数，并得到输出图像的输出点在输入图像中输入点所对应的位置和相位；
即根据像素所在的区域及位置，对步进量进行滤波得到每一个像素的步进量，具体为：
步骤301，根据平均步进量和每个区域的步进增量，使用滤波的方法得到不同位置处的步进量；通过调节滤波器的参数可以控制各校正控制点间的相互影响程度
步骤302，根据步进量计算出输入图像中的每个象素在输出图像中对应的位置；
步骤303，进行反向映射，计算出输出图像中待处理象素在输入图像中对应的位置及相位。
步骤104，根据位置和相位计算得到输出位置处的像素值。
本步骤可以通过根据位置和相位进行多相滤波，得到输出位置处的像素值来实现。
为了弥补输入图像与输出图像的非线性映射导致的能量不一致，再如图2所示，还可以包括步骤105，根据校正参数的大小对输出图像的每个象素进行亮度补偿；同时为了弥补屏幕四周与屏幕中学存在的亮度差，根据待处理象素的空间位置进行自适应的亮度补偿，具体为：
步骤401，根据映射过程中的步进量进行自适应的亮度补偿；该补偿的目的是保持输出图像与输入图像在能量上的一致性
步骤402，根据当前待输出象素所处的位置进行空间自适应的亮度补偿，其目的是为了增强图像四个角的亮度。
另外还包括将有效输出范围以外的区域置为消隐期或黑色。
因此，本发明的图像校正方法可以利用全局校正参数和局部校正参数对图像进行全局和局部校正，因此校正效果好。
举例如下：
根据图像的大小及全局和局部校正参数的设定计算场级参数，其目的在于计算出一些初始值和对参数进行归一化处理。
根据校正参数的大小计算出第n行输入图像在输出图像中映射的范围[Pns，Pne]，如图4和图5所示，分别为本发明图像校正方法行方向输入点与输出点之间的映射示意图，和局部放大图，图中第一行为输入图像，每一个实心像素点位输入像素点，第二行为输出图像，每一个实心像素点为输出像素点，空心像素点表示零填充，假设输入图像的宽度为W个象素，则输入像素在输出像素中对应的平均步进量avg_dn为：(Pns-Pne)/(W-1)；对于每行内部的每个区域，经过局部调整(用于校正图像内部的局部失真)之后，控制点在输出图像中并不是均匀分布的，因此每个区域的平均步进量取决于各个区域的局部校正两，将第n行的第k个区域的步进量记为ravg_dn，k，其中k＝0，1，…，K-1；K为行内部区域的个数。
ravg_dn，k＝(Pk，ns-Pk，ne)/R
其中Pk，ns和Pk，ne分别表示第n行的k个区域在输出图像中对应的起始位置和结束位置，R表示输入图像中区域的大小.
为了保证行内步进量变化的平滑性，对ravg_dn，k进行滤波得到输入图像的第n行的第m个象素位置处对应于输出图像的步进量dn，m，如图4所示。
根据步进量计算出输入图像中的每个象素在输出图像中对应的位置，然后进行反向映射，计算出输出图像中待处理象素在输入图像中对应的精确位置，并计算出整像素位置和相位信息，根据位置信息和相位信息分别选取相应的输入数据和滤波器参数进行滤波，得到滤波之后的象素值pm，n。
在亮度补偿模块对pm，n进行加权以保证显示图像的亮度均匀性，加权过程中使用的权重系数取决于图像校正中的每个像素对应的步进量和当前像素在图像中的位置。
最后所应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围。

Claims (15)

1、一种图像校正装置，其特征在于包括：
场级参数计算模块，用于根据图像的大小和设定的全局校正参数，计算场级校正参数；
行级参数计算模块，用于根据所述场级校正参数和全局与局部校正参数计算每行的行级校正参数；
像素级参数计算模块，用于根据像素所在的区域及位置和所述行级校正参数，计算得到每一个像素的像素级校正参数，并得到输出图像的输出点在输入图像中输入点所对应的位置和相位；
多相滤波器，用于根据所述位置和相位进行多相滤波，得到输出位置处的像素值。
2、根据权利要求1所述的图像校正装置，其特征在于还包括亮度补偿模块，用于根据校正参数的大小对图像的亮度进行补偿。
3、一种图像校正方法，其特征在于包括：
根据图像的大小和设定的校正参数，计算场级校正参数；
根据所述场级校正参数和校正参数计算每行的行级校正参数；
根据像素所在的区域及位置和所述行级校正参数，计算得到每一个像素的像素级校正参数，并得到输出图像的输出点在输入图像中输入点所对应的位置和相位；
根据所述位置和相位计算得到输出位置处的像素值。
4、根据权利要求3所述的图像校正方法，其特征在于所述根据图像的大小和设定校正参数，计算场级校正参数具体为：根据输入图像宽度和输出图像宽度，对全局校正参数进行归一化处理，计算得到场级校正参数。
5、根据权利要求3所述的图像校正方法，其特征在于所述根据所述场级校正参数和校正参数计算每行的行级校正参数具体为：根据所述场级校正参数和全局与局部校正参数计算每行校正的起始位置、初始相位、平均步进量、每个区域的步进增量。
6、根据权利要求5所述的图像校正方法，其特征在于所述区域为根据校正控制点划分的区域。
7、根据权利要求6所述的图像校正方法，其特征在于所述校正控制点为在输入图像中，水平方向和垂直方向分割线的交点所对应的像素点。
8、根据权利要求7所述的图像校正方法，其特征在于根据所述场级校正参数和全局与局部校正参数计算每行校正的起始位置、初始相位、平均步进量、每个区域的步进增量，具体为：
根据设定的全局校正参数计算输出图像每行内有效图像的起始位置、起始相位、平均步进量；
根据设定的局部校正参数，当前行的位置及分割区域的大小，计算行内各区域的平均步进增量，用于调节行内每个位置处的步进量。
9、根据权利要求8所述的图像校正方法，其特征在于所述根据像素所在的区域及位置和行级校正参数，计算得到每一个像素的像素级校正参数具体为：根据像素所在的区域及位置，对步进量进行滤波得到每一个像素的步进量。
10、根据权利要求9所述的图像校正方法，其特征在于所述根据像素所在的区域及位置，对步进量进行滤波得到每一个像素的步进量具体为：
根据平均步进量和每个区域的步进增量，使用滤波的方法得到不同位置处的步进量；
根据所述步进量计算出输入图像中的每个象素在输出图像中对应的位置；
进行反向映射，计算出输出图像中待处理象素在输入图像中对应的位置及相位。
11、根据权利要求3所述的图像校正方法，其特征在于所述根据所述位置和相位计算得到输出位置处的像素值具体为：根据所述位置和相位进行多相滤波，得到输出位置处的像素值。
12、根据权利要求3所述的图像校正方法，其特征在于所述计算得到输出位置处的像素值之后还包括：根据校正参数的大小对图像的亮度进行补偿。
13、根据权利要求12所述的图像校正方法，其特征在于所述根据校正参数的大小对图像的亮度进行补偿具体为：根据每个象素的步进量计算出相应的亮度补偿增益。
14、根据权利要求12和13所述的图像校正方法，其特征在于还包括：
根据映射过程中的步进量进行自适应的亮度补偿；
根据当前待输出象素所处的位置进行空间自适应的亮度补偿。
15、根据权利要求3所述的图像校正方法，其特征在于还包括将有效输出范围以外的区域置为消隐期或黑色。
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