CN104702928A - 修正图像交叠区的方法、记录介质以及执行装置 - Google Patents

Abstract

修正图像交叠区的方法、记录介质以及执行装置。在此公开了一种用于修正图像交叠区的方法。更具体地说，该方法包括以下步骤：识别由多个投影仪所投影的图像之间的交叠区，确定图像的该交叠区与非交叠区之间的亮度和颜色中的至少一方中的差异，分析所投影图像的RGB信息，以及响应于该RGB信息，控制投影在该交叠区或该非交叠区上的图像的亮度或颜色。

Description

修正图像交叠区的方法、记录介质以及执行装置

技术领域

本发明涉及图像处理方法，并且更具体地说，涉及用于通过修正属于通过多个投影仪投影的图像并且图像交叠的区域来提供通常具有整体感的图像的图像修正方法。

背景技术

在相关技术中，为了在电影院播放诸如电影和广告的图像，将二维(2D)图像投影在电影院前方设置的单个屏幕上。在这种系统中，观众不可避免地仅感受到2D图像。

近期已经开发出能够向观众提供立体图像的3D图像相关技术。该3D图像技术基于这样的原理，即，当不同的图像进入人的左眼和右眼并且在大脑中合并时，该人甚至能够在2D图像中感受到三维效果。在这种3D图像技术中，使用安装了不同的偏振滤镜的两个摄像机来拍摄图像，并且使用安装了偏振滤镜的眼镜，以在人观看图像时使不同图像进入该人的左眼和右眼。

然而，这种3D技术可以向用户提供立体图像，但所存在的问题在于，因用户仅观看在单个屏幕中播放的图像，针对图像本身的沉浸程度较低。而且，存在的问题在于，观众所感受的三维效果的方向受限于单个屏幕设置的方向。而且，常规3D技术的问题在于，其可能因观看图像的观众必须佩戴安装有偏振滤镜的眼镜而造成观众不方便，并且敏感观众可能因强制不同图像进入用户的左眼和右眼而感到晕眩或恶心。

因此，提出了能够解决基于单个屏幕的常规电影放映系统的问题的所谓“多投影系统”(本申请的在前申请)。在这种情况下，“多投影系统”意指这样的系统，即，在支架附近设置多个投影面(例如，屏幕和墙壁表面)并且在所述这些多个投影面上播放具有整体感的图像，以使观众可以具有三维效果和身临其境的体验。而且，“多投影电影院”意指已经构建了这种多投影系统的电影院。图1例示了这种多投影系统的示例。

为了有效地管理该多投影系统，需要能够有效修正投影在多个投影面上的图像的技术。针对此的理由在于，在多投影系统中，图像修正处理非常复杂，并且极可能的是，因投影在多个投影面上而非单个投影面上的多个图像需要结合并修正而可能出现错误，而且修正多个图像的方法需要根据电影院结构变化来改变。因此，需要可以帮助这种多投影系统的图像修正处理的技术。

除了这种多投影系统以外，可以利用多个投影仪将图像投影在单个投影面上。例如，如果投影面的宽度较宽或者如果投影面的长宽比不能通过单个投影仪处理，则可以利用多个投影仪将图像投影在单个投影面上。

如果图像要利用多个投影仪来投影，则提供具有整体感的图像是非常重要的，。具体来说，需要修正图像，以使通过相应投影仪投影的图像的边界或图像的交叠区和非交叠区不明显。

发明内容

因此，制成了本发明有以解决在现有技术中出现的上述问题，并且本发明的目的是，当通过多个投影仪投影图像时，总体上按整体感来播放通过所述多个相应投影仪投影的图像。

本发明的另一目的是，通过控制投影在图像交叠区上的图像的不同因素来降低交叠区与非交叠区之间的差异感。

在本发明的一个方面，提供了一种修正图像交叠区的方法，该方法包括以下步骤：识别由多个投影仪所投影的图像之间的交叠区，确定图像的所述交叠区与非交叠区之间的亮度和颜色中的至少一方中的差异，分析所投影图像的RGB信息，以及响应于所述RGB信息，控制投影在所述交叠区或所述非交叠区上的图像的亮度或颜色。

在这种情况下，识别所述交叠区的步骤可以包括以下步骤：利用已经存储在用于控制所述投影仪的主装置中的或者已经计算的、针对所述多个投影仪中的每个的图像投影区信息，来计算在投影面上图像交叠的区域。而且，识别所述交叠区的步骤可以包括以下步骤：计算图像交叠的区域的坐标中的一个或更多个和所述交叠的程度。

确定所述差异的步骤可以包括以下步骤：确定所述交叠区与所述非交叠区之间的所述亮度中的差异，并且控制所述亮度或颜色的步骤可以包括以下步骤：基于最亮交叠区来控制所述交叠区的亮度或所述非交叠区的亮度。

在本发明的实施方式中，其中，确定所述差异的步骤包括以下步骤：针对图像的每个帧或者针对图像的每个像素确定差异。

分析所述RGB信息的步骤可以在所述图像被投影之前执行，并且可以响应于分析的所述RGB信息来计划对所述图像的所述亮度和颜色的控制。在另一实施方式中，分析所述RGB信息的步骤可以在所述图像被投影的同时执行，并且所述控制所述亮度或颜色的步骤可以通过将所分析的所述RGB信息实时地并入到所述亮度或颜色中来执行。

在本发明的实施方式中，可以将模糊过滤应用至控制所述交叠区和所述非交叠区的边界处的所述亮度或颜色的步骤。控制所述亮度或颜色的步骤可以包括以下步骤：将透明度变量并入到通过所述多个投影仪中的每个投影在所述交叠区上的所述图像中。还可以将色差参数并入到所述透明度变量中。

根据本发明的实施方式的用于修正图像交叠区的方法包括其上记录有用于执行所述方法的程序的计算机可读记录介质，和用于执行该程序的装置。

附图说明

图1是例示多投影系统的结构的示例；

图2是例示本发明的实施方式的流程图；

图3是例示通过多个投影仪投影图像的示例的图；

图4是例示交叠区的亮度与非交叠区的亮度之间的差异的图；以及

图5是在应用本发明的实施方式之前显示在投影面上的图像与在应用本发明该实施方式之后显示在投影面上的图像相比较的图。

具体实施方式

参照附图对本发明的一些示例性实施方式进行详细描述。

图2是例示本发明的实施方式的流程图。根据本发明的实施方式的修正图像交叠区的方法可以包括以下步骤：识别由多个投影仪所投影的图像之间的交叠区，确定图像的交叠区与非交叠区之间的亮度和颜色中的至少一方中的差异，分析投影在该交叠区上的图像的RGB信息，以及响应于该RGB信息，控制投影在交叠区或非交叠区上的图像的亮度或颜色。

为了检查图像之间的交叠区，首先，必须检查通过相应投影仪投影的图像被投影在投影面的哪些点上。为此，在本发明的实施方式中，由每个投影仪投影具有特定图案(例如，格子图案)的基准图像，并且确定该基准图像被投影在投影面上的哪些点上。此后，在获取通过相应投影仪投影的基准图像之间所交叠的点的坐标之后，可以检查投影面上的位置对应于交叠区还是非交叠区，并且还可以检查交叠区对应于该图像内的哪部分。为了使检查交叠区容易，通过连续设置的投影仪投影的基准图像可以具有相同形状，但可以具有不同色调。

在另一实施方式中，可以利用已经存储在被构造成控制所述多个投影仪的主装置中或者已经计算的根据每个投影仪的图像投影区信息来计算在投影面上图像交叠的区域。在该主装置(即，用于执行根据本发明的实施方式的用于修正图像交叠区的方法的装置)中，图像投影区信息(即，有关每一条投影仪在投影面的哪个区域上投影图像的信息)可以通过各个处理器来计算，或者先前计算投影区信息可以存储在存储装置中。因此，通过多个投影仪投影的图像之间的交叠区的位置、坐标等可以根据这种信息获得，并且还可以计算出特定交叠区的交叠是因多少个投影仪而生成的(即，交叠程度)。

图4是例示交叠区的亮度与非交叠区的亮度之间的差异的图。图4的(a)例示了其中两个投影仪1和2投影图像的示例，其中，“a”对应于非交叠区而且“b”对应于交叠区。可以利用前述方法或稍后要描述的方法，基于交叠区的投影面和非交叠区的投影面来获取坐标，或者可以基于投影在对应位置上的图像来获取坐标。

图4的(b)例示了其中四个投影仪1至4投影图像的示例，其中，“a”对应于非交叠区，“b”对应于通过这四个投影仪中的两个投影的图像交叠的区域，而“c”对应于通过这四个投影仪投影的图像交叠的区域。重要的是区分非交叠区与交叠区，反之亦然，但还重要的是，检查交叠区的交叠是因多少个投影仪生成的，以具体实践本发明的实施方式，针对此的理由在于，修正的程度根据图像交叠的程度而不同。参照图4，交叠区比非交叠区相对更亮地指示。交叠区因交叠图像的颜色交叠或者交叠图像的光的量增加而变亮。稍后，对并入这种因素的本发明的实施方式进行描述。

在识别了交叠区和非交叠区并且获取了每个区域的投影面上的坐标、每个投影仪上的坐标等之后，确定出现在图像的交叠区与非交叠区之间的亮度、色差等的差异。

在本发明的实施方式中，为了确定亮度差，针对每个像素提取在播放图像的同时在特定时间点投影的图像的光量。该光量可以通过图像分析来提取，或者可以通过检查与投影在投影面上的所有图像的每个区域(即，交叠区和非交叠区)相对应的光量来提取

在本发明的实施方式中，在针对图像的每个帧确定了每个像素的亮度和颜色中的差异之后，分析投影在交叠区上的图像的RGB信息。针对此的理由在于，所投影图像可以根据该图像的亮度和颜色而最佳地控制。

本发明的主要目的是，当将暗图像至黑图像投影在交叠区上时，修正亮度和颜色中的差异。为了表示图像内的黑色，不需要通过投影仪投影任何颜色(即，R、G、B值为0)，并且不需要通过投影仪投影任何光。然而，因为投影仪必须投影与每个像素相对应的不断改变的颜色和光，所以尽管表示黑色，但因光和颜色未被完全阻止而输出了极少量的光。

尽管向投影面输出的光量在表示黑色时很微小，但人的瞳孔放大，即，瞳孔能够感测亮度的微小差异，因为投影仪投影图像的环境周围很暗(例如，电影院)。如果交叠区的光亮度增加，则人可以识别交叠区与非交叠区之间的亮度差。

如上所述，当投影暗(黑)图像时，通过投影仪生成的光不可避免，而不能减小光量。因此，在本发明的实施方式中，交叠区或非交叠区的亮度基于最亮交叠区来控制。即，剩余区域的亮度根据最亮区升高。这可以用下面的算式1来表达。

R(x,y)＝R₀(x,y)+Offset(x,y)

G(x,y)＝G₀(x,y)+Offset(x,y)

B(x,y)＝B₀(x,y)+Offset(x,y)        (1)

在算式1中，(x,y)指示通过投影仪投影的图像的特定位置和坐标。R₀(x,y)、G₀(x,y)，以及B₀(x,y)是修正之前的(x,y)中的相应R、G，以及B值。Offset(x,y)指示(x,y)中的颜色、亮度修正值。R(x,y)、G(x,y)，以及B(x,y)指示已经在(x,y)中修正了颜色和亮度之后的相应R、G，以及B值。可以通过向投影至投影面的暗区域的图像增加与Offset(x,y)相对应的颜色和亮度修正值来提供总体上整体化的图像。

本发明的第二目的是，除了仅提升暗图像中的亮度以外，还响应于所投影图像的RGB信息，针对具有任何颜色/亮度的图像，使图像的交叠区和非交叠区被不明显地识别。

如果亮度基于暗图像(例如，具有低亮度的图像或者具有皆接近0的RGB值的图像)来控制，则在增加图像的亮度和RGB值时，交叠区与非交叠区之间的差异感可能出现。因此，必须响应于图像的不同状态，在播放这些图像的同时继续修正并投影图像。为此，在本发明的实施方式中，分析所投影图像的RGB信息。因为数字播放图像通过RGB值的和来表示颜色，所以图像播放装置(例如，主装置)可以获取与被播放的图像的每个帧或像素相对应的RGB值。换句话说，所投影图像按特定颜色实现，并且被人眼看到。与此相反，该图像播放装置按特定RGB值的形式识别、存储，以及处理对应颜色，并由此可以获取针对每个帧或每个像素的RGB值。

在本发明的实施方式中，如果获取的每条R、G、B信息或者所获取R、G、B信息的和是预定值或更低(例如，R、G、B值中的每个都接近0)，则通过分析与该图像内的每个帧或像素相对应的R、G、B值来识别图像内的暗区域，并且因为在投影面上表示黑色，所以基于最亮区域来控制投影在暗区域上的图像的亮度/颜色。与此相反，如果R、G、B值非常高(例如，接近256)，则图像的亮度根据所投影图像的规格来控制，因为如果颜色/亮度如在暗区域中控制，则颜色可能因控制程度上的差异而失真。

在本发明的实施方式中，被播放的图像可以分类成亮图像、暗图像，以及通过分析图像的RGB信息而使特定颜色显著的图像，并且可以通过响应于所分析RGB信息而控制图像的亮度和颜色，根据每时每刻改变的图像的特征来修正。

在本发明的实施方式中，下面，对响应于RGB信息来控制图像的亮度和颜色的步骤的示例进行详细描述。本实施方式这可以如下面的算式2来表达。

R(x,y)＝R₀(x,y)+Offset(x,y)*[(255-R₀(x,y))/255]ⁿ

G(x,y)＝G₀(x,y)+Offset(x,y)*[(255-G₀(x,y))/255]ⁿ

B(x,y)＝B₀(x,y)+Offset(x,y)*[(255-B₀(x,y))/255]ⁿ        (2)

在算式2中，(x,y)指示通过投影仪投影的图像的特定位置和坐标。R₀(x,y)、G₀(x,y)，以及B₀(x,y)指示修正之前的(x,y)中的相应R、G，以及B值。Offset(x,y)指示(x,y)中的颜色、亮度修正值。R(x,y)、G(x,y)，以及B(x,y)指示已经在(x,y)中修正了颜色和亮度的相应R、G，以及B值。

RGB颜色指示在0与255之间确定，并且接近红/绿/蓝色的颜色随着RGB颜色指示接近255而变亮。根据算式2，随着颜色变亮(换句话说，随着RGB值增加)，[(255-R0(x,y))/255]n的值减小。结果，Offset(x,y)的值减小，并且还减小点(x,y)处的修正程度。即，图像被修正的程度根据图像的RGB值而不同。

在算式2中，“n”为整数，而且可以在需要时选择。已经发现，作为实验的结果，当“n”为20时，图像被适当地修正。然而，要注意的是，该实验仅仅是例示性的，并且本发明的实施方式不限于算式2和该“n”值。

在本发明的实施方式中，分析图像的RGB信息的步骤可以在通过所述多个投影仪投影该图像之前执行，并且可以响应于所分析RGB信息来计划对图像的亮度和颜色的控制。此后，在控制图像的亮度或颜色的步骤中，可以利用已经根据播放图像的时间点进行了计划的亮度的控制的结果来控制投影在交叠区或非交叠区上的图像的亮度和颜色。

在本实施方式中，通过在投影图像之前获取该图像的交叠区和非交叠区中的每个帧/像素的RGB值，和先前计划基于所获取RGB值控制该图像的程度，可以减小由播放/投影图像并且同时分析和修正该图像而产生的数据处理负担。

在本发明另一实施方式中，分析图像的RGB信息的步骤可以在投影该图像的同时执行，并且控制该图像的亮度或颜色的步骤可以通过将所分析RGB信息实时地并入到该亮度或颜色中来执行。在本实施方式中，数据处理速度需要变快，因为图像必须被实时分析，而且必须基于分析结果来修正。然而，优点在于可以在播放图像的时刻精确地修正图像。

在本发明的实施方式中，在控制亮度/颜色时应用模糊过滤，以使亮度/颜色在交叠区和非交叠区的边界处连续改变。结果，可以减小边界处的差异感，并且可以播放总体上整体化的图像。

在本发明的实施方式中，在控制图像的亮度或颜色的步骤中，将透明度变量α并入通过每个投影仪投影在交叠区上的图像中。这是用于修正图像的、可归因于交叠的亮度和颜色失真。例如，如果交叠区内的特定像素因通过三个投影仪投影的图像而被交叠三次并投影，则该图像因增加了投影仪的颜色而以原始亮度的三倍亮的亮度来播放。为了防止这种问题，通过相应投影仪投影的每个图像都可以通过按原始亮度的1/3投影该图像，而以原始亮度显示。在这种情况下，1/3可以被称作透明度变量α。在上述示例中，该透明度变量例如已经被例示为1/3，并且该透明度变量可以根据下面的算式3来设置和应用。

C＝Σα_ⅰ*C,α_ⅰ＝1           (3)

在算式3中，C是每个像素中最终表示的颜色，而α是每个像素中的透明度变量。

算式3根据另一示例来描述。假定第i投影仪和第j投影仪交叠左右一半，左侧的投影仪i的值α_ⅰ可以在交叠区中从1减小至0，而右侧的投影仪j的值α_j可以在交叠区中从0增加至1。即，投影仪的每个像素的值“α”可以随着该像素变得接近交叠区的边界而变为0。如果在交叠区中满足α_ⅰ+α_j＝1，则可以修正归因于交叠的颜色失真。

除了根据本发明的实施方式以外，还可以将色差(chromatic eberration)参数并入到透明度变量中。该色差参数是用于修正出现归因于透明度变量的色差。

作为根据前述实施方式在交叠区中修正图像的失真的实验的结果，已经发现，该图像在大多数区域中被精确修正，但随着透明度变量α变得接近0而产生了色差。

在本实施方式中，为了解决这种问题，通过进一步将色差参数并入到透明度变量α中来修正图像。可以设置“1-α”，以使色差参数与透明度变量具有负相关。这仅仅是示例，而且可以将用于修正在透明度变量较小时出现的色差失真的各种因素设置为该色差参数。

图3是例示通过多个投影仪投影图像的示例的图。

图3例示了其中两个投影仪在单个投影面上投影图像的示例。投影仪1的图像显示在该投影面的左侧上，投影仪2的图像显示在该投影面的右侧上。投影面的交叠虚线的中部区域对应于交叠区，而剩余区域对应于非交叠区。在图3的示例中，在其中应用了前述根据本发明的实施方式的修正图像交叠区的方法的状态下，在交叠区和非交叠区中播放具有整体感的图像。

图5是在应用本发明的实施方式之前显示在投影面上的图像与在应用本发明该实施方式之后显示投影面上的图像相比较的图。

图5的(a)例示了在修正之前显示在投影面上的图像。根据图5(a)，可以看出，中部的交叠区比左侧和右侧的非交叠区亮。如果通过多个投影仪来投影图像，则用户可以感受到图像中的差异感(如图5的(a)中)。如果应用前述本发明的实施方式，则可以播放整体化的图像，如图5的(b)的那些图像。

本发明可以采用用于执行根据前述实施方式的修正图像交叠区的方法的程序形式来实现，并且包括其上已经记录了这种程序的计算机可读记录介质。在这种情况下，该记录介质应被视为具有宽泛含义(包括具有存储空间的服务器、计算机等)，和被视为狭窄含义的记录介质(如HDD、CD，或磁盘)。

而且，本发明包括用于执行这种程序的装置，并且该执行装置(即，主装置)例如可以包括投影仪控制器、计算机、服务器等。在这种情况下，在根据本发明的实施方式的修正图像交叠区的方法中，用于执行该方法(例如，确定和操作)的部件可以通过中央处理单元(CPU)来执行，信息的存储可以通过该装置内的存储部件(例如，数据库)来执行，并且可以通过显示装置向用户提供用户接口，而且可以通过输入装置接收用户命令。

根据本发明的实施方式，如果图像利用多个投影仪来投影，则可以播放总体上具有整体感的图像。具体来说，可以通过控制投影在交叠区或非交叠区上的图像的不同因素来减小交叠区与非交叠区之间的差异感。

本发明的实施方式已经出于例示性目的进行了公开，并且本领域技术人员应当清楚，在不脱离如所附权利要求书中公开的本发明的范围和精神的情况下，各种修改、添加以及替换都是可以的。

相关申请的交叉引用

本申请要求2013年12月9日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请No.10-2013-0152593的优先权，其全部内容通过引用并入于此。

Claims (13)

1.一种用于修正图像交叠区的方法，该方法包括以下步骤：

识别由多个投影仪所投影的图像之间的交叠区；

确定图像的所述交叠区与非交叠区之间的亮度和颜色中的至少一方中的差异；

分析所投影图像的RGB信息；以及

响应于所述RGB信息，控制投影在所述交叠区或所述非交叠区上的图像的亮度或颜色。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，识别所述交叠区的步骤包括以下步骤：利用已经存储在用于控制所述投影仪的主装置中的或者已经计算的、针对所述多个投影仪中的每个的图像投影区信息，来计算在投影面上图像交叠的区域。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，识别所述交叠区的步骤包括以下步骤：计算图像交叠的区域的坐标中的一个或更多个和所述交叠的程度。

4.根据权利要求1所述的方法，其中：

确定所述差异的步骤包括以下步骤：确定所述交叠区与所述非交叠区之间的亮度中的差异，并且

控制所述亮度或颜色的步骤包括以下步骤：基于最亮交叠区来控制所述交叠区的亮度或所述非交叠区的亮度。

5.根据权利要求1所述的方法，其中，确定所述差异的步骤包括以下步骤：针对图像的每个帧确定所述差异。

6.根据权利要求1所述的方法，其中，确定所述差异的步骤包括以下步骤：针对图像的每个像素确定所述差异。

7.根据权利要求1所述的方法，其中：

分析所述RGB信息的步骤在所述图像被投影之前执行，并且

响应于分析的所述RGB信息来计划对所述图像的所述亮度和颜色的控制。

8.根据权利要求1所述的方法，其中：

分析所述RGB信息的步骤在所述图像被投影的同时执行，并且

控制所述亮度或颜色的步骤通过将所分析的所述RGB信息实时地并入到所述亮度或颜色中来执行。

9.根据权利要求1所述的方法，其中，将模糊过滤应用至控制所述交叠区和所述非交叠区的边界处的所述亮度或颜色的步骤。

10.根据权利要求1所述的方法，其中，控制所述亮度或颜色的步骤包括以下步骤：将透明度变量并入到通过所述多个投影仪中的每个投影在所述交叠区上的所述图像中。

11.根据权利要求10所述的方法，其中，还将色差参数并入到所述透明度变量中。

12.一种计算机可读记录介质，在该计算机可读记录介质上记录有用于执行根据权利要求1所述的用于修正图像交叠区的方法的程序。

13.一种用于执行根据权利要求1所述的用于修正图像交叠区的方法的程序的装置。