CN105657306B - 梯形校正方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种梯形校正方法及系统，其中，方法包括以下步骤：输入原始图像的数据；判断当前输入的原始图像的数据是否为新的一行或一列的开始；若判断为是，则根据预设的对称相位算法，计算原始图像的当前输入行或输入列的图像起始点的相位；根据计算出的输入行或输入列的图像起始点的相位，对该行或该列进行scaling运算，得到图像起始点的相位与图像结束点的相位完全对称的目标图像，并进行目标图像输出。采用本发明的梯形校正方法及系统，可完全消除传统的梯形校正所带来的图像不对称显示的瑕疵，即使是分辨率相对较小的投影仪或大尺寸的屏幕，也能够实现相对完美的图像对称显示。

Description

梯形校正方法及系统

技术领域

本发明涉及数字图像处理与显示技术应用领域，特别是涉及一种梯形校正方法及系统。

背景技术

在数字图像处理领域，由于原始采集的图像或视频一般都为矩形区域，出于人眼视觉观感习惯或美学的目的，在对单个或多个矩形图像与视频进行二次合成的过程中，往往需要对原始的矩形图像或视频进行梯形变换，这样以达满足不同纹理合成的需求。在常用的显示设备中，例如显示器，投影仪等，由于显示屏幕与投影光源的相对位置差别，往往也需要进行相应的梯形校正来达成视觉的最佳。

在实际的应用实现系统中，基于运算的时间复杂度和空间复杂度的运算成本的考虑，梯形校正通常分解成包括X轴方向的校正和Y轴方向的校正来达成。X轴方向和Y轴方向的校正具有完全的实现一致性。

参见图1，以Y轴方向的校正为例，为了达成图1所示的Y轴方向的梯形校正，则需要对于Y轴上每一行进行scaling运算(亦称作line scaling，行缩放)。由于是要达成在Y轴上的梯形变换，则每一行的scaling比例都不一样。传统的做法是：在进行line scaling运算的时候，对于初始相位设定一个固定值，例如，设定初始相位为zero(0)，然后对于每一行都采取相同的策略。这种做法较为通俗简单，对于一般的图像也基本能够满足要求。但是对于边沿有相同的属性的图像，采用该做法校正后会造成图像不对称显示，如图1所示。尤其是对于投影仪或大尺寸的屏幕显示的时候，由于其分辨率相对较小，图像不对称显示更为明显。

发明内容

基于此，有必要针对现有技术的缺陷和不足，提供一种梯形校正方法及系统，以实现图像的对称显示。

为实现本发明目的而提供的梯形校正方法，包括以下步骤：

输入原始图像的数据；

判断当前输入的所述原始图像的数据是否为新的一行或一列的开始；

若判断为是，则根据预设的对称相位算法，计算所述原始图像的当前输入行或输入列的图像起始点的相位；

根据计算出的所述输入行或输入列的图像起始点的相位，对该行或该列进行scaling运算，得到图像起始点的相位与图像结束点的相位完全对称的目标图像，并进行目标图像输出。

其中，所述预设的对称相位算法为：

以零相位作为初始相位，对所述原始图像的当前输入行或输入列的每一个像素点进行scaling运算，得到对应的输出行或输出列的每一个像素点的相位值；取得到的所述输出行或输出列的最后一个像素点的相位值的绝对值的一半，即为对应的所述原始图像的当前输入行或输入列的图像起始点的相位。

在其中一个实施例中，本发明的梯形校正方法，还包括以下步骤：

若判断当前输入的所述原始图像的数据不是新的一行或新的一列的开始，则进行相位累加。

在其中一个实施例中，本发明的梯形校正方法，还包括以下步骤：

对输入的所述原始图像的数据进行缓存。

在其中一个实施例中，本发明的梯形校正方法，还包括以下步骤：

对输出的所述目标图像的数据进行缓存。

相应的，为实现本发明目的还提供一种梯形校正系统，包括输入模块、判断模块、初始相位计算模块以及滤波模块；

所述输入模块，用于输入原始图像的数据；

所述判断模块，用于判断当前输入的所述原始图像的数据是否为新的一行或一列的开始；

所述初始相位计算模块，用于在所述判断模块判断当前输入的所述原始图像的数据为新的一行或一列的开始时，根据预设的对称相位算法，计算所述原始图像的当前输入行或输入列的图像起始点的相位；

所述滤波模块，用于根据计算出的所述输入行或输入列的图像起始点的相位，对该行或该列进行scaling运算，得到图像起始点的相位与图像结束点的相位完全对称的目标图像，并进行目标图像输出。

其中，所述预设的对称相位算法为：

以零相位作为初始相位，对所述原始图像的当前输入行或输入列的每一个像素点进行scaling运算，得到对应的输出行或输出列的每一个像素点的相位值；取得到的所述输出行或输出列的最后一个像素点的相位值的绝对值的一半，即为对应的所述原始图像的当前输入行或输入列的图像起始点的相位。

在其中一个实施例中，本发明的梯形校正系统还包括相位累加模块；

所述相位累加模块，用于在所述判断模块判断当前输入的所述原始图像的数据不是新的一行或一列的开始时，进行相位累加。

在其中一个实施例中，本发明的梯形校正系统还包括输入缓存模块；

所述输入缓存模块，用于对输入的所述原始图像的数据进行缓存。

在其中一个实施例中，本发明的梯形校正系统还包括输出缓存模块；

所述输出缓存模块，用于对输出的所述目标图像的数据进行缓存。

本发明的有益效果：本发明提供的梯形校正方法及系统，通过采用对称相位算法计算原始图像的每一行和/或每一列的图像起始点的相位，作为scaling运算的初始相位，对该原始图像的对应行或列进行scaling运算，可以得到图像起始点的相位与图像结束点的相位完全对称的目标图像。对于边沿有相同的属性的图像，采用本发明的梯形校正方法及系统校正后会可完全消除传统的梯形校正所带来的图像不对称显示的瑕疵，即使是分辨率相对较小的投影仪或大尺寸的屏幕，也能够实现相对完美的图像对称显示。

附图说明

为了使本发明的梯形校正方法及系统的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合具体附图及具体实施例，对本发明的梯形校正方法及系统进行进一步详细说明。

图1为传统的梯形校正方法的处理过程参照示意图；

图2为本发明梯形校正方法的一实施例的流程图；

图3为图2所示的本发明的梯形校正方法的处理过程参照示意图；

图4为图2所示的本发明的梯形校正方法的实现装置示意图；

图5为本发明的梯形校正系统的一实施例的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

如图2所示，本发明提供的一实施例的梯形校正方法，包括以下步骤：

S100，输入原始图像的数据。

由于梯形校正通常分解成包括X轴方向的校正和Y轴方向的校正来达成，所以原始图像的数据输入时可以逐行或逐列进行输入。

S200，判断当前输入的原始图像的数据是否为新的一行或一列的开始。

S300，若判断为是，则根据预设的对称相位算法，计算原始图像的当前输入行或输入列的图像起始点的相位。

相反，若判断当前输入的原始图像的数据不是新的一行或新的一列的开始，则进行相位累加。

步骤S300中计算出的原始图像的当前输入行或输入列的图像起始点的相位满足以下条件：以计算出的输入行或输入列的图像起始点的相位为初始相位，经scaling运算后得到的目标图像的目标行或目标列的图像起始点的相位与结束点的相位对称。

S400，根据计算出的输入行或输入列的图像起始点的相位，对该行或该列进行scaling运算，得到图像起始点的相位与图像结束点的相位完全对称的目标图像，并进行目标图像输出。

由于X轴方向和Y轴方向的校正具有完全的实现一致性，所以接下来以Y轴方向的校正过程为例对本发明进行说明，X轴方向的校正可参照Y轴方向的校正同理实现。

在一个完整的图像中，Y方向上存在n行，即从第1行至第n行，Y轴上的梯形变换过程则是n次数的line scaling运算，每一次line scaling是一次完整的滤波运算过程。本发明为保证滤波后(即梯形校正后)得到的目标图像行或列的起始点的相位与结束点的相位相对完美对称，对于输入的原始图像数据在进行滤波运算之前进行判断，并且在每一新行开始时都重新计算该行起始点的相位，保证输出的目标图像每一行都有相对完美对称的相位属性。

为了计算满足条件的原始图像的当前输入行或输入列的图像起始点的相位，本发明提出了一种对称相位算法的可实施方式，说明如下：

首先，以零相位作为初始相位，对原始图像的当前输入行或输入列的每一个像素点进行scaling运算，得到对应的输出行或输出列的每一个像素点的相位值。即输出行或输出列的第一个像素点的起始运算位置落在对应的原始图像的输入行或输入列的零相位处；

然后，取得到的输出行或输出列的最后一个像素点的相位值的绝对值的一半，即为对应的原始图像的当前输入行或输入列的图像起始点的相位。

例如，原始图像的输入行(简称输入行orgImg)，像素点数目为n，目标图像的输出行(简称输出行tgtImg)，像素点为m。输出行tgtImg的每一个新的像素点从第1点至第m点均由输入行orgImg的像素点(第1至n点)参考运算出来。

先假定输出行tgtImg的第1个点的起始运算位置落在输入行orgImg的起始点处(零相位处)，那么经过m次运算后，也就是第m次的运算相位值rPhase就可以得出，取rPhase绝对值的一半，即得到了本发明所要计算的输入行orgImg的起始点的相位zeroPhase的值。

采用上述对称相位算法计算得到的原始图像的每一行和/或每一列的图像起始点的相位，作为scaling运算的初始相位，对该原始图像的对应行或列进行scaling运算，即可得到图像起始点的相位与图像结束点的相位完全对称的目标图像，如图3所示。

上述实施例中的对称相位算法也可以通过以下方式实现：

举例说明：原始图像的输入行图像每两个点之间存在32个相位(phase)，如果起始点的相位为10，那么则要保证对应的目标图像的输出行图像结束点的相位落在32-10＝22的相位点上。为了达成该方法，每一行的运算方法都保持一致，如下所示：

zeroPhase＝((orgImgWidth<<16)-((((orgImgWidth<<32)/tgtImgWidth16x)*(orgImgWidth<<16))>>16))/2；//virtual original line width

int orihalfPhase16x＝0x8000；

int tgthalfPhase16x＝(orgImgWidth<<32)/(2*tgtImgWidth16x)；

zeroPhase＝zeroPhase+tgthalfPhase16x-orihalfPhase16x；

为了保证二进制系统中的运算精度，以上部分运算变量进行了32bit或16bit的左移位处理。

通过上述的计算方法处理过后的图像，以附图1的输入参考图为例作为原始图像输入，可得到如附图3所示的对称图像。

进一步地，本发明提供的一实施例的梯形校正方法，还包括在上述步骤S100之后对输入的原始图像的数据进行缓存，和/或在上述步骤S400之后对输出的目标图像的数据进行缓存的步骤，以降低本方法对于数据实时性的依赖。

参见图4，本发明提供的梯形校正方法可通过以下装置实现：

外部存储器01可以为外部frame buffer(帧缓冲区)或上一级图形处理设备的缓冲单元，存储原始图像的数据。输入行缓存02为本装置内部数据处理前的缓冲单元。输出行缓存03为本装置内部数据处理后的缓冲单元。显示控制器04可以为LCD或TV的硬件驱动设备，用于显示输出的目标图像。相位运算器05负责进行每一个运算点的相位计算(包括起始点的相位)。滤波器06为通用数字滤波器。

增加输入与输出缓存单元的目的皆是为了降低该装置对于数据实时性的依赖。输入图像特征信息，指原始图像的宽度与高度；输出图像特征信息，包括输出图像首行宽度值和隔行间的行宽度递增(减)值。

外部存储器01中储存的原始图像的数据，通过输入行缓存02进入滤波器06，滤波器06首先会输入行的数据进行判断。

如果判断为新的一行开始，滤波器06将输入图像特征信息以及输出图像特征信息传送至相位运算器05，控制相位运算器05则按照预设的对称相位算法计算该行图像的起始点的相位，并将计算出的该行图像的起始点的相位发送至滤波器06作为该行的初始相位，进行滤波系数查找表计算、通用滤波乘法运算等一系列滤波运算，得到对称的目标行图像，然后通过输出行缓存03进行输出，进一步还可以经过显示控制器04显示。

如果判断不是新的一行开始，滤波器06将输入图像特征信息及上一次的输出图像特征信息传送至相位运算器05，控制相位运算器05以上一次输出的数据为基础进行相位累加，然后将相位累加后的数据传送至滤波器06，在上一次滤波基础上，以同样的尺度进行滤波系数查找表计算、通用滤波乘法运算等一系列滤波运算，得到对称的目标行图像，然后通过输出行缓存03进行输出，进一步还可以经过显示控制器04显示。

基于同一发明构思，相应地本发明实施例还提供一种梯形校正系统，由于此系统解决问题的原理与前述梯形校正方法的实现原理相似，此系统的实施可以通过前述方法的具体过程实现，因此重复之处不再赘述。

参加图5，本发明一实施例提供的梯形校正系统，包括输入模块100、判断模块200、初始相位计算模块300以及滤波模块400。

其中，输入模块100用于输入原始图像的数据。

判断模块200用于判断当前输入的原始图像的数据是否为新的一行或一列的开始。

初始相位计算模块300用于在判断模块判断当前输入的原始图像的数据为新的一行或一列的开始时，根据预设的对称相位算法，计算原始图像的当前输入行或输入列的图像起始点的相位。

滤波模块400用于根据计算出的输入行或输入列的图像起始点的相位，对该行或该列进行scaling运算，得到图像起始点的相位与图像结束点的相位完全对称的目标图像，并进行目标图像输出。

其中，预设的对称相位算法为：

以零相位作为初始相位，对原始图像的当前输入行或输入列的每一个像素点进行scaling运算，得到对应的输出行或输出列的每一个像素点的相位值；取得到的输出行或输出列的最后一个像素点的相位值的绝对值的一半，即为对应的原始图像的当前输入行或输入列的图像起始点的相位。

本发明另一实施例提供的梯形校正系统还包括相位累加模块。相位累加模块用于在判断模块判断当前输入的原始图像的数据不是新的一行或一列的开始时，进行相位累加。

进一步地，本发明另一实施例提供的梯形校正系统还包括输入缓存模块。输入缓存模块用于对输入的原始图像的数据进行缓存。

进一步地，本发明另一实施例提供的梯形校正系统还包括输出缓存模块。输出缓存模块用于对输出的目标图像的数据进行缓存。

本发明的梯形校正方法及系统，通过采用对称相位算法计算原始图像的每一行和/或每一列的图像起始点的相位，作为scaling运算的初始相位，对该原始图像的对应行或列进行scaling运算，可以得到图像起始点的相位与图像结束点的相位完全对称的目标图像。对于边沿有相同的属性的图像，采用本发明的梯形校正方法及系统校正后会可完全消除传统的梯形校正所带来的图像不对称显示的瑕疵；即使是分辨率相对较小的投影仪或大尺寸的屏幕，采用本发明的梯形校正方法及系统也能够实现相对完美的图像对称显示。

以上实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (8)

1.一种梯形校正方法，其特征在于，包括以下步骤：

输入原始图像的数据；

判断当前输入的所述原始图像的数据是否为新的一行或一列的开始；

若判断为是，则根据预设的对称相位算法，计算所述原始图像的当前输入行或输入列的图像起始点的相位；所述预设的对称相位算法为：以零相位作为初始相位，对所述原始图像的当前输入行或输入列的每一个像素点进行缩放运算，得到对应的输出行或输出列的每一个像素点的相位值；取得到的所述输出行或输出列的最后一个像素点的相位值的绝对值的一半，即为对应的所述原始图像的当前输入行或输入列的图像起始点的相位，最终呈现以该行像素中心对称的相位分布；

根据计算出的所述输入行或输入列的图像起始点的相位，对该行或该列进行缩放运算，得到图像起始点的相位与图像结束点的相位完全对称的目标图像，并进行目标图像输出。

2.根据权利要求1所述的梯形校正方法，其特征在于，还包括以下步骤：若判断当前输入的所述原始图像的数据不是新的一行或新的一列的开始，则进行相位累加。

3.根据权利要求1至2任一项所述的梯形校正方法，其特征在于，还包括以下步骤：

对输入的所述原始图像的数据进行缓存。

4.根据权利要求1至2任一项所述的梯形校正方法，其特征在于，还包括以下步骤：

对输出的所述目标图像的数据进行缓存。

5.一种梯形校正系统，其特征在于，包括输入模块、判断模块、初始相位计算模块以及滤波模块；

所述输入模块，用于输入原始图像的数据；

所述判断模块，用于判断当前输入的所述原始图像的数据是否为新的一行或一列的开始；

所述初始相位计算模块，用于在所述判断模块判断当前输入的所述原始图像的数据为新的一行或一列的开始时，根据预设的对称相位算法，计算所述原始图像的当前输入行或输入列的图像起始点的相位；所述预设的对称相位算法为：以零相位作为初始相位，对所述原始图像的当前输入行或输入列的每一个像素点进行缩放运算，得到对应的输出行或输出列的每一个像素点的相位值；取得到的所述输出行或输出列的最后一个像素点的相位值的绝对值的一半，即为对应的所述原始图像的当前输入行或输入列的图像起始点的相位，最终呈现以该行像素中心对称的相位分布；

所述滤波模块，用于根据计算出的所述输入行或输入列的图像起始点的相位，对该行或该列进行缩放运算，得到图像起始点的相位与图像结束点的相位完全对称的目标图像，并进行目标图像输出。

6.根据权利要求5所述的梯形校正系统，其特征在于，还包括相位累加模块；

所述相位累加模块，用于在所述判断模块判断当前输入的所述原始图像的数据不是新的一行或一列的开始时，进行相位累加。

7.根据权利要求5至6任一项所述的梯形校正系统，其特征在于，还包括输入缓存模块；

所述输入缓存模块，用于对输入的所述原始图像的数据进行缓存。

8.根据权利要求5至6任一项所述的梯形校正系统，其特征在于，还包括输出缓存模块；

所述输出缓存模块，用于对输出的所述目标图像的数据进行缓存。