CN104702929B - 修正图像交叠区的失真的方法、记录介质和执行装置 - Google Patents

Abstract

修正图像交叠区的失真的方法、记录介质和执行装置。此处公开了一种修正图像交叠区的失真的方法。该方法包括识别多台投影仪所投影的图像之间的交叠区，获得关于投影在交叠区的图像的亮度的信息，并且控制投影在交叠区的图像的亮度。控制图像的亮度的步骤包括在图像中并入透明度变量α，并且在交叠区与非交叠区的边界由特定投影仪所投影的图像的透明度变量朝着交叠区内的剩余边界减小。

Description

修正图像交叠区的失真的方法、记录介质和执行装置

技术领域

本发明涉及图像处理方法，具体而言，涉及通过修正包括在由多台投影仪所投影的图像中并且交叠的区域从而提供总体上具有整体感的图像的修正图像的失真的方法。

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，需要修正通过相应投影仪投影的图像，使得图像的边界或图像的交叠区和非交叠区不明显。

发明内容

本发明正是针对现有技术中所存在的前述问题而提出的，本发明的目的是播放由多台投影仪所投影的图像，使多台投影仪所投影的图像总体上产生整体感。

本发明的另一个目的是通过控制投影到图像交叠区部分的图像的各种因素，降低交叠区与非交叠区之间及在交叠区与非交叠区的边界的差异感。

本发明的又一个目的是防止投影面独有的颜色混入图像中，导致显示图像独有的颜色。

在本发明的一个方面中，一种修正图像交叠区的失真的方法，该方法包括以下步骤：识别由多台投影仪所投影的图像之间的交叠区；获得关于投影在交叠区的图像的亮度的信息，并且控制投影在交叠区的图像的亮度，其中，控制所述图像的亮度的步骤包括：在所述图像中并入透明度变量α，并且在交叠区与非交叠区的边界由特定投影仪所投影的图像的透明度变量朝着交叠区内的剩余边界减小。

在此情况中，在控制所述图像的亮度的步骤中，在所述图像的交叠区中由各台投影仪投影的图像的所述透明度变量的总和可以为1。

在本发明的另一个实施方式中，所述方法可以还包括以下步骤：在控制所述图像的亮度的步骤之后，进一步控制投影在所述交叠区中的各个图像的颜色及伽玛值中的至少一方。

进一步控制颜色及伽玛值中的至少一方的步骤可以包括：控制颜色使得投影在所述交叠区的图像的颜色失真被衰减。在此情况中，当图像投影面独有的颜色被显示并且与所述图像混合时可以产生所述颜色失真。

此外，进一步控制颜色及伽玛值中的至少一方的步骤可以包括：控制所述伽玛值使得所述伽玛值与亮度信息具有负相关。

根据本发明的另一个实施方式，进一步控制颜色及伽玛值中的至少一方的步骤可以包括以下步骤：为用户提供用户接口，通过该用户接口来控制颜色、饱和度及伽玛值中的至少一方；通过所述用户接口从所述用户接收颜色、饱和度或伽玛值控制命令；响应于所述控制命令来进一步控制所述颜色、饱和度或伽玛值；并且基于控制值修正所述图像。

在此情况中，控制颜色的步骤可以包括：在从所述用户接收的所述饱和度控制命令中，并入与所述透明度变量负相关的变量，并将所述饱和度控制命令和颜色控制命令转换为RGB。可以设置所述用户接口以根据贝塞尔曲线来控制所述颜色。

本发明的实施方式采取在计算机可读记录介质上记录程序的形式，所述程序用于执行所述用语修正图像交叠区的失真的方法，也可能通过执行所述程序的装置实现。

附图说明

图1是例示多投影系统的结构的示例的图；

图2是例示在本发明的实施方式中的失真修正方法的流程图；

图3是例示由多台投影仪投影图像的示例的图；

图4是例示交叠区与非交叠区中的图像交叠程度的示例的图；

图5是例示交叠区中的亮度与非交叠区的亮度对比的示例的图；

图6和图7是例示本发明另一个实施方式中的失真修正方法的流程图；以及

图8是例示在本发明的实施方式中的失真修正方法的用户接口的示例的画面。

具体实施方式

配合以上附图，详细描述本发明的一些示例性实施方式。

图2是在本发明的实施方式中的失真修正方法的流程图。在本发明的实施方式中，修正图像交叠区的失真的方法包括以下步骤：识别由多台投影仪所投影的图像之间的交叠区；获得关于投影在交叠区的图像的亮度的信息；以及控制投影在交叠区的图像的亮度。控制图像的亮度的步骤包括：在所述图像中并入透明度变量α，并且在所述交叠区与所述非交叠区的边界由特定投影仪所投影的图像的所述透明度变量朝着所述交叠区内的剩余边界减小。

要检查图像之间的交叠区，首先需要检查由相应投影仪所投影的对应图像投影在投影面上的哪些点。为此，在本发明的实施方式中，用各投影仪投影出具有特定图案 (例如，网格图案)的基准图象，然后确定所投影的基准图象投影在投影面上的哪些点。然后，在获得由所述各投影仪所投影的基准图象之间的交叠点的坐标之后，检查投影面上的位置对应于交叠区还是非交叠区，同时还能够检查交叠区对应图像中哪部分。为了便于检查交叠区，由连续设置的各投影仪所投影的基准图象可以具有相同的形状，但是可以具有不同的颜色。

在另一实施方式中，可以利用已经存储在用于控制多个投影仪的主装置中或者计算的关于针对每个投影仪的图像投影区的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失真的方法的装置)中，关于图像投影区的信息(即，关于每个投影仪在投影面的哪个区域上投影图像的信息)可以通过各个类型的处理器来计算，或者先前计算的关于投影区的信息可以存储在存储装置中。因此，可以基于这种信息获得通过多个投影仪投影的图像之间的交叠区的位置、坐标等，并且还可以计算出特定交叠区被多少个投影仪交叠 (即，交叠程度)。

图3是例示由多台投影仪投影图像的示例的图。图3例示两台投影仪将图像投影到单个投影面上的示例。投影仪1所投影的图像显示在投影面的左侧，投影仪2所投影的图像显示在投影面的右侧。投影面的中间虚线相交叠的区域对应于交叠区，其余区域对应于非交叠区。在附图3的示例中，在应用了根据本发明的实施方式的修正图像交叠区的失真的方法的状态下，播放出了在交叠区和非交叠区之间具有整体感的图像。

图4是例示交叠区与非交叠区的图像交叠程度的示例的图。图4的(a)例示两台投影仪1和2投影图像的示例，其中a对应于非交叠区，b对应于交叠区。利用前述或下面描述的方法，可以基于交叠区和非交叠区的投影面得到相关坐标，或基于投影在对应位置上的图像获得坐标。

图4的(b)例示四台投影仪1到4投影图像的示例，其中a对应于非交叠区，b 对应于这四台投影仪的两台所投影的图像的交叠区，c对应于这四台投影仪所投影的图像全部的交叠区。将非交叠区从交叠区中区分出来(或反之)是很重要的，但检查出交叠区是由几台投影仪所产生的以实施本发明的实施方式也很重要。其原因在于，依赖于不同的图像交叠程度，修正程度是不同的。

在检查交叠区和非交叠区并得到各区在投影面上的坐标、每个投影仪上的坐标之后，获得关于投影在交叠区上的图像的亮度的信息。

在本发明的实施方式中，为了获得亮度信息，在图像被播放的同时，提取在特定时间点(即，特定帧)所投影的图像的各像素点的光量。要提取光量，可以对图像进行分析，或者可以检查投影面上全部图像上各区域(即，交叠区与非交叠区)所对应的光量。如果要检查投影面上播放的图像的光量，则需要有单独的设备或系统来计算光量，但其优点在于，能够精确检查由观众眼睛所感受的实际亮度。与此相反，前述对投影仪所投影的图像本身进行分析的方法的优点则在于：即使不用光量分析设备，也能获得关于图像的亮度的信息。

在通过前述处理获得关于图像的亮度的信息之后，控制投影在交叠区上的图像的亮度。

如果由相应投影仪所投影的图像之间有交叠，则交叠区中的图像会比非交叠区的图像更亮，因为各图像的亮度相加。因此，需要由各投影仪控制投影在交叠区的图像的总亮度，使其与非交叠区的亮度相匹配。如果交叠区与非交叠区的图像的亮度不同，观众就会感到多台投影仪投影到单个投影面上的效果有差异感，因为他们能够发现交叠区与非交叠区。也就是说，无法实现本发明及多投影系统的提供具有整体感的图象的目的。

在图像的亮度被控制的本发明的实施方式中，在各投影仪投影在交叠区上的每个图像中并入了透明度变量α。该透明度变量用于控制投影仪所投影的图像的亮度，并且可以具有在0到1之间的值。如果该透明度变量为0.5，则代表图像具有等于其对应原始图像的亮度的一半亮度。

在本发明的实施方式中，在通过在图像中并入透明度变量来投影图像时，在交叠区与非交叠区的边界由特定投影仪所投影的图像的透明度变量朝着交叠区内的剩余边界减小。这将参照图5详细描述。

图5是例示交叠区中的亮度与非交叠区中的亮度的对比的示例的图。图5为沿着图4的(a)的投影面的X-Y线的表示图像的亮度的曲线图。其中，非交叠区1和交叠区表示图像由投影仪1投影的区域，非交叠区2和交叠区表示图像由投影仪2投影的区域。在该曲线图中，①指示的线是投影仪1所投影的图像的亮度的指示，②指示的线是投影仪2所投影的图像的亮度的指示，并且③指示的线是投影仪1和2在所有非交叠区以及交叠区上所投影的图像的亮度的指示。

如果交叠区是按图5所示由两台投影仪所生成的，则可以使两台投影仪投影在交叠区上的图像的总亮度等于非交叠区的亮度，使得投影在交叠区上的图像的亮度成为投影在非交叠区上的图像的亮度的一半，即，将在整个交叠区中的透明度变量设定为0.5。

在本发明的实施方式中，然而，图像的亮度被控制使得在交叠区与非交叠区的边界透明度变量朝着交叠区的剩余边界减小。如果采用了前一种方法，在交叠区与非交叠区的边界会产生差异感。也就是说，在非交叠区1的情况下，如果由投影仪1投影的图像被播放，并且具有一半亮度的图像被两台投影仪1和2分别投影并且在非交叠区1与交叠区的边界合并和播放，则虽然亮度的总和相同，但由于其他一些因素，还是会产生差异感。也就是说，虽然交叠区不应与非交叠区区分，但存在边界明显的问题。

为此，在本发明的实施方式中，如附图5所例示，来自投影非交叠区1上的图像的投影仪1的图像主要被投影在非交叠区1和交叠区的边界，并且由投影仪1投影的图像的亮度朝着对边的边界(即，非交叠区2与交叠区的边界)减小，而由投影仪2 所投影的图像的亮度增大。通过控制在图像中并入的透明度变量来控制图像的亮度。如前所述，透明度变量是用于控制投影仪所投影的图像的亮度的变量，并且可以通过所述投影仪或用于控制所述投影仪的主装置来控制。

本实施方式可以表示为如下算式1。

(算式1)

在算式1中，Ф＝{左；右；上下边界}。也就是说，Ф表示所述交叠区左右上下的边界。d_k表示从交叠区内的特定位置到边界的垂直/水平距离。根据算式1，交叠区与非交叠区的边界的间距变得越近，d_k变得越接近于0，但α会变得接近于1。也就是说，由特定投影仪在交叠区与非交叠区的边界所投影的图像的透明度变量变得接近于1。

根据本实施方式，可以在交叠区与非交叠区中播放出具有整体感的图像。具体而言，即便在交叠区与非交叠区的边界，图像也具有整体感并且被播放。也就是说，用户无法感知边界的存在。

在本发明的实施方式中，在控制图像的透明度变量时，各投影仪所投影的图像的透明度变量在不同图像的交叠区内的和等于1。本实施方式的描述对应于图5。使投影仪1所投影的图像的亮度①和投影仪2所投影的图像的亮度②的总和③总是常数。

例如，如果由于图像被三个投影仪投影，交叠区内的特定像素被交叠三次并且被投影，则实际播放出的图像的亮度将具有三倍于原始亮度的亮度，因为投影仪的颜色被相加。为防止出现这种问题，将由投影仪投影的每个图像可以被以原始亮度的仅 1/3的亮度来显示，使得在交叠区和非交叠区中显示具有相同亮度的图像。这可以表示为如下算式2。

C＝Σα_ⅰ*C,α_ⅰ＝1 (2)

在算式2中，C为各像素最终呈现的颜色，并且α为各像素的透明度变量。

将用算式1得到的透明度变量应用到由各个投影仪投影在交叠区上的图像(即，α_ⅰ*C)。在此情况下，各点中的透明度变量的总和为1(即，Σα_ⅰ＝1)，使得交叠区内各处的图像的亮度变为常量(即，C)。

在本发明的实施方式中，修正图像交叠区的失真的方法还包括：在控制图像的透明度变量之后，进一步控制投影在交叠区上的图像的颜色及伽玛值中的至少一方。根据本实施方式，修正图像交叠区的失真的方法可以根据图6的流程图实施。

虽然在前述实施方式中控制各投影仪所投影的图像的透明度变量使得在整个交叠区内的总和为1，但投影在实际交叠区上的图像的亮度未必相同。也就是说，尽管由投影仪1所投影的图像的透明度变量在交叠区的特定点的值为0.8，并且投影仪2 所投影的图像的透明度变量在交叠区的该特定点的值为0.2，但是可能播放出与其他区域内所播放出来的图像存在差异感的图像。当投影仪具有不同的伽玛值或者图像的颜色与图像的亮度不直接成比例时，可能出现这样的问题。

为此，本发明的实施方式进一步包括修正投影在交叠区上的图像的RGB或控制图像的伽玛值，使得通过控制RGB和伽玛值以及亮度来修正图像在交叠区内的失真。

在本发明的实施方式中，进一步控制颜色及伽玛值中至少一方的步骤可以包括控制投影在交叠区的图像的颜色使得图像的颜色失真减小。

在本实施方式中，根据亮度控制来修正颜色失真。随着透明度变量变得接近于0，投影的图像的亮度变弱，导致该图像所独有的颜色失真。其原因在于与随着图像的亮度的降低，图像的亮度和投影面的颜色被混合的情况相比，图像的颜色被大幅度减弱。

在本发明的实施方式中，具体地，控制图像的颜色，随着图像的亮度降低，图像投影面独有的颜色被显示并且与图像混合而产生的颜色失真被防止。例如，如果投影面的颜色为蓝灰色，则当图像变暗时(即，随着透明度变量变为接近于0)，蓝色会更明显。在此情况下，在本发明的实施方式中，进一步控制图像的颜色使得蓝色减弱。

在进一步控制颜色及伽玛值中至少一方时，向图像中并入与透明度变量负相关的颜色控制变量，使得图像较暗处所发生的颜色失真被修正。例如，可以将与透明度变量α负相关的值(1-α)设为颜色控制变量。

在本发明的实施方式中，进一步控制图像的颜色及伽玛值中至少一方的步骤包括控制所述伽玛值使其具有与亮度信息的负相关。伽玛值是为了线性地改变人对刺激变化的非线性的视觉感测力(具体是人对亮度的检测力)而并入的变量。也就是说，伽玛值是为了修正0.5倍亮度不被感知为原始1倍亮度的一半而是会被非线性感知而并入的变量。这样的伽玛值应用在投影器、图像播放机等图像投影仪上。如果将来自多台投影仪的图像投影到交叠区上，则图像被线性地叠加，但图像的亮度会出现失真，因为伽玛值具有非线性特性。为此，在本实施方式中，通过修正图像交叠后的伽玛值，修正了归因于图像交叠的图像失真。

参照图7描述本发明的另一个实施方式。

根据本发明的实施方式进一步控制图像的颜色及伽玛值中至少一方可以包括：为用户提供用户接口，通过该用户接口来控制颜色、饱和度及伽玛值中的至少一方；通过所述用户接口从所述用户接收颜色、饱和度或伽玛值控制命令；响应于所述控制命令来进一步控制所述颜色、饱和度或伽玛值；并且基于控制值修正所述图像。

在本实施方式中，基于来自用户的命令来执行颜色修正或伽玛值修正。与前述实施方式中基于透明度变量或颜色控制变量来修正图像不同，直接基于人类视觉来修正图像的失真。

根据本实施方式，向用户提供用户接口，通过该用户接口能够控制多个变量。当用户控制已经实现本发明实施方式的主装置或投影仪使得通过控制用户接口图像失真遵循用户的视觉(也就是说，使得用户不能够视觉上感觉交叠区和非交叠区之间的差异)时，主装置或投影仪接收对应命令因而进一步控制颜色、饱和度或伽玛值。本实施方式有利在于能够遵循人类视觉来修正图像失真，尽管不是基于数值来修正，因为本实施方式是基于人类视觉的。

图8是例示根据本实施方式的用户接口的画面。用户可以使用图8所例示的用户接口来控制颜色、饱和度和伽玛值。

在此情况中，修正图像步骤包括：在从用户接收的饱和度控制命令中并入具有与透明度变量的负相关的变量，通过将饱和度控制命令和颜色控制命令转换为RGB来控制颜色。通过将来自用户的色调、饱和度、亮度(HSV)值转换为RGB所获得的值并入到图像中来修正图像。在此情况中，饱和度可以乘以具有与透明度变量的负相关的变量(例如，1-α)，并且执行HSV到RGB的转换。因此，通过在图像中并入透明度变量的变化(也就是说，根据亮度的变化的饱和度的变化)能够修正图像。

在本实施方式中，用户接口还可以进一步被提供以根据贝塞尔曲线来控制颜色。在图8中，当颜色控制命令被输入时，可以根据贝塞尔曲线来改变颜色输入使得图像失真被平滑地修正。

本发明的实施方式可能是用于执行用于修正图像交叠区的失真的方法的程序，并包括记录有所述程序的计算机可读记录介质。在此情况中，所述记录介质应作广义的理解，除包括存储空间及硬盘、光盘或磁盘等狭义理解之外，还应包括服务器、计算机等。

此外，本发明包括用于执行所述程序的单元，所述执行单元(如前述主装置)中可能包含如投影仪控制器、计算机、服务器等。此时，在根据本发明实施方式修正图像交叠区失真的方法中，用于方法执行的技术方案(如相关判定即操作)由中央处理器(CPU)执行，所述信息存储由所述执行装置中的存储要素(如数据库)执行，用户接口通过显示设备向用户提供，并能够通过输入设备接收用户命令。

根据本发明实施方式，用多台投影仪投影图像时，能够让图像在播放时总体上产生整体感。具体而言，通过对图像投影到图像交叠区或非交叠区的图像的各种因素进行控制，降低交叠区与非交叠区之间的差异感。

在此公开的本发明实施方式仅为示例性的，本领域技术人员应能发现，在本发明权利要求的范围和精神的限定之内，能够允许更多可能的修改、增添和替换方案。

相关专利申请的交叉引用

本申请要求2013年12月9日提交至韩国知识产权局的韩国专利申请No. 10-2013-0152598的优先权，该申请在此已被全文引用。

Claims (7)

1.一种用于修正图像交叠区的失真的方法，该方法包括以下步骤：

识别由多台投影仪所投影的图像之间的交叠区；

获得关于投影在所述交叠区的图像的亮度的信息；以及

控制投影在所述交叠区的图像的亮度；

其中，控制所述图像的亮度的步骤包括：在所述图像中并入透明度变量α，并且

在所述交叠区与非交叠区的边界由特定投影仪所投影的图像的所述透明度变量朝着所述交叠区内的剩余边界减小，

所述方法还包括以下步骤：在控制所述图像的亮度的步骤之后，进一步控制投影在所述交叠区中的各个图像的颜色及伽玛值中的至少一方，

其中，进一步控制颜色及伽玛值中的至少一方的步骤包括：基于所述图像的亮度控制来控制颜色使得投影在所述交叠区的图像的颜色失真被衰减，其中，所述颜色失真是当图像投影面独有的颜色被显示并且与所述图像混合时产生的颜色失真。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，在控制所述图像的亮度的步骤中，在所述图像的交叠区中由各台投影仪投影的图像的所述透明度变量的总和为1。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，进一步控制颜色及伽玛值中的至少一方的步骤包括：通过在所述颜色中并入与透明度变量具有负相关的颜色控制变量来控制颜色。

4.根据权利要求1所述的方法，其中，进一步控制颜色及伽玛值中的至少一方的步骤包括：控制所述伽玛值使得所述伽玛值与亮度信息具有负相关。

5.一种用于修正图像交叠区的失真的方法，该方法包括以下步骤：

识别由多台投影仪所投影的图像之间的交叠区；

获得关于投影在所述交叠区的图像的亮度的信息；以及

控制投影在所述交叠区的图像的亮度；

其中，控制所述图像的亮度的步骤包括：在所述图像中并入透明度变量α，并且

在所述交叠区与非交叠区的边界由特定投影仪所投影的图像的所述透明度变量朝着所述交叠区内的剩余边界减小，

所述方法还包括以下步骤：在控制所述图像的亮度的步骤之后，进一步控制投影在所述交叠区中的各个图像的颜色及伽玛值中的至少一方，其中，进一步控制颜色及伽玛值中的至少一方的步骤包括以下步骤：

基于所述图像的亮度控制来控制颜色使得投影在所述交叠区的图像的颜色失真被衰减，其中，所述颜色失真是当图像投影面独有的颜色被显示并且与所述图像混合时产生的颜色失真；

为用户提供用户接口，通过该用户接口来进一步控制颜色、饱和度及伽玛值中的至少一方；

通过所述用户接口从所述用户接收颜色控制命令、饱和度控制命令或伽玛值控制命令；

响应于所述控制命令来进一步控制所述颜色、饱和度或所述伽玛值；并且

基于所控制的值修正所述图像。

6.根据权利要求5所述的方法，其中，控制颜色的步骤包括：在从所述用户接收的所述饱和度控制命令中，并入与所述透明度变量负相关的变量，并将所述饱和度控制命令和颜色控制命令转换为RGB来控制所述颜色。

7.根据权利要求5所述的方法，其中，设置所述用户接口以根据贝塞尔曲线来控制所述颜色。