CN107437235A - 扭曲画面校正装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提出一种扭曲画面校正装置，用以校正一扭曲画面以产生一校正后画面，包含：一缓冲存储器，包含多个存储器区块，分别用以储存该扭曲画面的多个区块数据中之一；一配置单元，根据一存储器组态于该缓冲存储器中配置该多个存储器区块，其中该多个存储器区块具有不同的存储器容量；一存储器控制器，自一存储器撷取该扭曲画面的该多个区块数据，并根据该存储器组态将该多个区块数据储存至该缓冲存储器；以及一校正电路，根据该存储器组态自该缓冲存储器的一存储器区块撷取一区块数据，并根据该区块数据产生该校正后画面的一部分。
Description
技术领域
本发明是关于影像处理，尤有关于扭曲画面校正装置及方法。
背景技术
在经由成像镜头摄影成像时，由于光学失真，会使得其成像影像有所弯曲，例如呈现圆弧形或椭圆形；因此需对原始成像的扭曲画面进行校正以得到校正后画面。
请参阅图1，其为已知技术于校正一扭曲画面中的一扭曲线条所需缓冲存储器容量的示意图。在已知技术中，对一扭曲画面104的一扭曲曲线108进行校正时，是先将包覆整条扭曲曲线108的画面数据106由动态随机存取存储器载入缓冲存储器(如静态随机存取存储器)中，再进行后续的校正处理以得到校正后画面102最上方的水平线110。
发明内容
本发明的一目的在于提供一扭曲画面校正装置及方法，其可在不影响校正能力的情况下，降低缓冲存储器的使用量，以提高缓冲存储器的使用效率，亦可降低系统资源使用量与耗电量。
本发明提出一种扭曲画面校正装置，用以校正一扭曲画面以产生一校正后画面，包含：一缓冲存储器，包含多个存储器区块，分别用以储存该扭曲画面的多个区块数据中之一；一配置单元，根据一存储器组态于该缓冲存储器中配置这些存储器区块，其中这些存储器区块具有不同的存储器容量；一存储器控制器，自一存储器撷取该扭曲画面的这些区块数据，并根据该存储器组态将这些区块数据储存至该缓冲存储器；以及一校正电路，根据该存储器组态自该缓冲存储器的一存储器区块撷取一区块数据，并根据该区块数据产生该校正后画面的一部分。
本发明另提出一种扭曲画面校正方法，用以校正一扭曲画面以产生一校正后画面，包含：根据一存储器组态于一缓冲存储器中配置多个存储器区块，其中这些存储器区块具有不同的存储器容量；自一存储器撷取该扭曲画面的多个区块数据；根据该存储器组态将这些区块数据储存至该缓冲存储器，其中该缓冲存储器包含对应于这些区块数据的多个存储器区块，分别储存这些区块数据中之一；以及根据该存储器组态自该缓冲存储器的一存储器区块撷取一区块数据，并根据该区块数据产生该校正后画面的一部分。
附图说明
为让本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，以下结合附图对本发明的具体实施方式作详细说明，其中：
图1为已知技术于撷取处理一扭曲画面外围扭曲线条所需缓冲存储器容量的示意图；
图2为本发明的扭曲画面校正装置的一范例的功能方块图；
图3为扭曲地图的部分示意图；
图4为产生画面中每一校正后水平线的各区段所需的区块数据的估计数据大小的示意图；
图5为本发明产生一校正后水平线的各区段所需的区块数据于扭曲画面中的一范例的示意图；以及
图6为本发明的扭曲画面校正方法的一范例的流程图。
图中元件标号说明：
102 校正后画面
104 扭曲画面
106 画面数据
108、312 扭曲曲线
110 水平线
200 扭曲画面校正装置
202 存储器
204 存储器控制器
206 缓冲存储器
208 配置单元
210 校正电路
302 校正后画面
304 水平线
306-1、306-2、306-5、306-10 区块数据
310 扭曲画面
312-1～312-10 扭曲线段
S610～S640 步骤
具体实施方式
本发明的披露内容包含扭曲画面校正装置与方法。这些装置与系统的部分元件单独而言可能为已知元件，在不影响发明的充分披露及可实施性的前提下，以下说明对于个别已知元件的细节将予以节略；另外，该方法可以是软件及/或固件的形式，可借由本发明的装置或其等效装置来执行。
请参阅图2，图2为本发明的扭曲画面校正装置的一范例的功能方块图。如图2所示，本范例的扭曲画面校正装置200，用以校正一扭曲画面以产生一校正后画面，扭曲画面校正装置200包含：一存储器控制器204、一缓冲存储器206、一配置单元208以及一校正电路210，其彼此间的耦接关系可由图2得知，不再赘述。
缓冲存储器206例如可为一静态随机存取存储器，但不以此为限。缓冲存储器206包含多个存储器区块，分别用以储存扭曲画面的一区块数据。举例来说，假设画面的解析度为1280x720，换句话说，画面包含720条水平线，每一水平线上包含了1280个像素，且每一水平线在水平方向上被划分为10个区段(即每个区段包含128个像素)，则缓冲存储器206对应包含10个存储器区块。因为每一区段在扭曲画面中的扭曲程度不同，扭曲程度愈大需要愈大的区块数据来进行校正，因此可以依据扭曲程度来个别设定每个存储器区块的存储器容量，以更有效地使用存储器。扭曲画面的扭曲程度可以由成像镜头的扭曲地图(distortion map)得知，扭曲地图是记载某一像素于校正后画面的一位置与扭曲后于扭曲画面的一位置的对应关系。因此，参考扭曲地图即可找出校正每一区段时所需的数据内容在画面的垂直及/或水平方向上的分布范围。以下说明如何根据扭曲地图来决定缓冲存储器206的存储器区块的存储器大小。
图3是扭曲地图的部分示意图。此扭曲地图在水平方向及垂直方向上的解析度皆为32个像素，也就是说在交叉点A0、A1、A2、…、B0、B1、B2、…等位置上的像素有准确的校正后画面的像素位置与扭曲画面的像素位置的对应关系，而不位在这些交叉点上的像素则必须以内插法(interpolation)找出像素位置的对应关系。假设对应于校正后画面的第3条水平线的第2区段的交叉点A1、B1、C1、D1、E1的座标分别为(128,2)、(160,2)、(192,2)、(224,2)、(256,2)(此处定义第1条水平线的y座标为0)，且其所对应的扭曲后的像素位置分别为(128,80)、(160,78)、(192,75)、(224,70)、(256,64)(此处以处理垂直方向上的扭曲为例，本技术领域具有通常知识者可依据以下的说明将本发明推广至其他维度的扭曲)。然而，严格说来，第2区段的像素范围为128～255，假设根据内插法所求得的座标(255,2)所对应的扭曲后的像素位置为(255,65)，则该第2区段的原始像素在扭曲画面中的垂直方向上的数据分布范围为65～80。假设每个像素的RGB各以8位呈现，总数据量为24位，当要对第2区段进行校正时，所需的区块数据的估计数据大小至少应为：128x(80-65+1)x24/1024/8＝6KB。重复上述的方法，将可得到如图4所示的校正每一水平线的各区段所需的区块数据的估计数据大小。
在一范例中，缓冲存储器206的10个存储器区块的大小可以根据该区段所需的最大估计数据大小来决定；举例来说，缓冲存储器206的存储器区块1(对应区段1)的存储器容量将依据产生每一校正后水平线的区段1所需的区块数据中的最大的估计数据大小来决定。更详细地说，如图4所示，产生校正后水平线1至校正后水平线720的区段1所需的区块数据的估计数据大小中最大者为8KB，因此可决定存储器区块1的存储器容量为8KB；依此类推，区段1～10所对应的存储器区块1～10的存储器容量将分别被决定为8KB、7KB、7KB、6KB、5KB、5KB、6KB、7KB、7KB、8KB，此些被决定的存储器容量称为一存储器组态(memory configuration)。
此外，由该存储器组态可知，对应于一边缘区块数据的一存储器区块的存储器容量，大于对应于一中央区块数据的一存储器区块的存储器容量，其中该中央区块数据相较该边缘区块数据靠近该扭曲画面的中心。举例来说，区段1所对应的存储器区块1的存储器容量8KB大于区段2所对应的存储器区块2的存储器容量7KB；另举例来说，区段2所对应的存储器区块2的存储器容量7KB大于区段4所对应的存储器区块4的存储器容量6KB。
此外，水平线1或水平线720一般而言为扭曲程度最大的两条水平线，因此，在其他范例中可以根据此特性来更快速地决定存储器组态。更详细地说，可以只取这两条水平线的任一者(必要时可以参考扭曲地图以决两者的其中之一)来计算各区段所需的估计数据大小。而缓冲存储器206的10个存储器区块的大小依据该水平线1或水平线720的10个估计数据大小来配置即可。在一范例中，缓冲存储器206的存储器区块的大小可与估计数据大小相同，然而并不以此为限，在另一范例中，缓冲存储器206的存储器区块的大小亦可稍大于估计数据大小。
配置单元208根据上述的存储器组态于缓冲存储器206中配置这些存储器区块，其中这些存储器区块具有不同的存储器容量。更详细地说，上述的存储器组态在配置单元208中以存储器的起始地址及存储器的结束地址的方式呈现，因此对应该10个存储器区块，该存储器组态的记录方式例如为：(起始地址1,结束地址1)、(起始地址2,结束地址2)、…、(起始地址10,结束地址10)。也就是说，配置单元208于缓冲存储器206中配置这些存储器区块的动作，事实上是将上述的存储器组态传送给存储器控制器204，使存储器控制器204能依据存储器组态存取缓冲存储器206。
存储器控制器204用以自存储器202撷取扭曲画面的多个区块数据，并根据配置单元208所提供的存储器组态将这些区块数据储存至缓冲存储器206。存储器202例如可为一动态随机存取存储器，但不以此为限。如图2所示，存储器202例如可设置于校正装置200外部；在另一范例中，存储器202亦可设置于校正装置200内部。请参阅图5，其是本发明的扭曲画面校正装置的扭曲画面与对应的区块数据的一范例的示意图。在本范例中，扭曲画面310(虚线所包含的范围)的一扭曲曲线312被划分为10个区段，例如包含扭曲线段312-1～312-10，然而此并非为本发明的限制，扭曲线条曲线312可视需求被划分为N个扭曲数据，其中N为大于一的正整数。如图5所示的例子，存储器控制器204依序将包含扭曲线段312-1的区块数据306-1、包含扭曲线段312-2的区块数据306-2、…、包含扭曲线段312-10的区块数据306-10从存储器202复制或搬移至缓冲存储器206，将这些区块数据写入缓冲存储器206时，存储器控制器204是参考存储器组态以将这些区块数据写入对应的存储器地址。如图5所示，因为扭曲曲线312在靠近画面边缘处的扭曲程度比靠近画面中央处来得严重(例如扭曲线段312-1及312-10比扭曲线段312-5及312-6来得弯曲)，因此校正靠近画面边缘处的线段所需的区块数据的数据量，比校正靠近画面中央处的线段所需的区块数据的数据量来得大(例如区块数据306-1及306-10的数据量比区块数据306-5的数据量来得大)。
校正电路210用以根据该存储器组态自缓冲存储器206的一存储器区块撷取一区块数据，并根据该区块数据产生该校正后画面的一部分。承上例，当存储器控制器204将校正某一条水平线所需的10个区块数据写入缓冲存储器206中对应的10个存储器区块后，校正电路210根据存储器组态所记录的存储器地址，自缓冲存储器206中读取这些区块数据，然后根据扭曲地图进行校正程序。更详细地说，校正电路210是根据扭曲地图将扭曲画面中的像素重新排列(data re-ordering)，以将这些像素还原至校正后画面中的对应位置。同样的，重新排列像素的过程中在必要时必须对扭曲地图进行内插运算。经过校正电路210对图5所示的10个区段分别进行校后，理想上即可将扭曲曲线312校正为水平线304。
在一范例中，存储器控制器204、缓冲存储器206、配置单元208以及校正电路210是位于同一集成电路之内，存储器202则设置于该集成电路外；在另一范例中，存储器202、存储器控制器204、缓冲存储器206、配置单元208以及校正电路210可均位于同一集成电路之内。其中，配置单元208可由一或多个处理器配合软件来实作，且存储器组态可储存于一快闪存储器(flashmemory)中。
相较于图1，对应图3的校正方法于校正扭曲曲线312的10个扭曲线段所需的10个区块数据的数据大小总和，小于已知技术中用以校正扭曲曲线108所需的画面数据106的数据大小，因此本发明可使用容量较小的缓冲存储器来校正扭曲曲线312。换句话说，本发明的扭曲画面校正装置200可在不影响校正能力的情况下，降低缓冲存储器的使用量，以提高缓冲存储器的使用效率，亦可降低系统资源使用量与耗电量。
在上述范例中，存储器组态是事先储存于快闪存储器中，值得注意的是，不同规格的光学镜头其扭曲地图也会有所不同，例如在具有前后镜头或可更换镜头的系统中，可事先储存多组存储器组态，分别对应于不同规格的光学镜头，以达到降低系统资源与省电的功效。在另一范例中，存储器组态亦可由配置单元208根据光学镜头的扭曲地图动态产生。
图6为本发明的扭曲画面校正方法的一范例的流程图，其中该扭曲画面校正方法用以自一外部存储器撷取一扭曲画面的多个区块数据进行校正处理，以得到一校正后画面。该影像校正方法包含：
步骤S610：根据一存储器组态于一缓冲存储器中配置多个存储器区块，其中这些存储器区块具有不同的存储器容量。更详细地说，根据区段大小、扭曲地图及每个像素的比特数即可得到如图4所示的估计数据大小，再根据该估计数据大小即可决定存储器组态。根据该存储器组态，缓冲存储器可被配置出多个存储器容量不完全相同的存储器区块；
步骤S620：自一存储器撷取该扭曲画面的多个区块数据。校正前该扭曲画面是暂存于该存储器中，校正时根据区段及扭曲地图，自该存储器中撷取对应该区段所需的区块数据。每一区块数据的数据量小于等于其所对应的存储器区块的存储器容量。再者，因为每个区段的扭曲程度不同，因此校正每个区段时所需的区块数据的大小也不相同；
步骤S630：根据该存储器组态，将步骤S620所读取的区块数据储存至该缓冲存储器，其中该缓冲存储器包含对应于这些区块数据的多个存储器区块，分别储存这些区块数据中之一。在一范例中，存储器组态是记录每个存储器区块的起始地址及结束地址，因此此步骤即可根据这些起始地址及结束地址将区块数据存入缓冲存储器中的适当位置；以及
步骤S640：根据该存储器组态自该缓冲存储器的一存储器区块撷取一区块数据，并根据该区块数据产生该校正后画面的一部分。自该缓冲存储器取得区块数据后，即可根据扭曲地图将区块数据中的像素重新排列，以校正扭曲画面的一部分，从而得到对应该区块数据的校正后画面的一部分。因应扭曲地图有其解析度的限制，重新排列像素的过程中在必要时将对扭曲地图进行内插运算。
由于本领域具有通常知识者能够借由前述装置与方法范例的披露来推知本方法范例的细节与变化，更明确地说，前述装置与方法范例的技术特征均可合理应用于本方法范例中，因此，在不影响本方法范例的披露要求与可实施性的前提下，重复及冗余的说明在此予以节略。
综上所述，本发明借由将缓冲存储器划分为多个存储器区块来个别对应储存所需的扭曲画面区块数据，再根据扭曲地图配置个别存储器区块所需存储器容量，其能降低缓冲存储器的所需容量以降低成本、降低系统资源与电力的使用。
虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然其并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的修改和完善，因此本发明的保护范围当以权利要求书所界定的为准。
Claims (14)
1.一种扭曲画面校正装置，用以校正一扭曲画面以产生一校正后画面，包含：
一缓冲存储器，包含多个存储器区块，分别用以储存该扭曲画面的多个区块数据中之一；
一配置单元，根据一存储器组态(memory configuration)于该缓冲存储器中配置该多个存储器区块，其中该多个存储器区块具有不同的存储器容量；
一存储器控制器，自一存储器撷取该扭曲画面的该多个区块数据，并根据该存储器组态将该多个区块数据储存至该缓冲存储器；以及
一校正电路，根据该存储器组态自该缓冲存储器的一存储器区块撷取一区块数据，并根据该区块数据产生该校正后画面的一部分。
2.如权利要求1所述的扭曲画面校正装置，其特征在于，该多个区块数据包含一边缘区块数据以及一中央区块数据，该中央区块数据相较该边缘区块数据靠近该扭曲画面的中心，对应于该边缘区块数据的一存储器区块的存储器容量，大于对应于该中央区块数据的一存储器区块的存储器容量。
3.如权利要求1所述的扭曲画面校正装置，其特征在于，该存储器组态包含该多个存储器区块中一存储器区块于该缓冲存储器中的一起始地址与一结束地址，该存储器区块的该起始地址与该结束地址是根据该存储器区块的一对应区块数据的一估计数据大小来产生。
4.如权利要求3所述的扭曲画面校正装置，其特征在于，对应于该存储器区块的该起始地址与该结束地址的存储器容量，等于该存储器区块的该对应区块数据的该估计数据大小。
5.如权利要求3所述的扭曲画面校正装置，其特征在于，该存储器区块的该起始地址与该结束地址，是根据该存储器区块的多个对应区块数据的多个估计数据大小来产生。
6.如权利要求5所述的扭曲画面校正装置，其特征在于，对应于该存储器区块的该起始地址与该结束地址的存储器容量，等于该存储器区块的该多个对应区块数据的该多个估计数据大小中的一最大值。
7.如权利要求3所述的扭曲画面校正装置，其特征在于，该对应区块数据的该估计数据大小是根据该对应区块数据所对应的一扭曲地图来计算，该扭曲地图包含该扭曲画面与该校正后画面间的一位置对应关系。
8.一种扭曲画面校正方法，用以校正一扭曲画面以产生一校正后画面，包含：
根据一存储器组态(memory configuration)于一缓冲存储器中配置多个存储器区块，其中该多个存储器区块具有不同的存储器容量；
自一存储器撷取该扭曲画面的多个区块数据；
根据该存储器组态将该多个区块数据储存至该缓冲存储器，其中该缓冲存储器包含对应于该多个区块数据的多个存储器区块，分别储存该多个区块数据中之一；以及
根据该存储器组态自该缓冲存储器的一存储器区块撷取一区块数据，并根据该区块数据产生该校正后画面的一部分。
9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，该多个区块数据包含一边缘区块数据以及一中央区块数据，该中央区块数据相较该边缘区块数据靠近该扭曲画面的中心，对应于该边缘区块数据的一存储器区块的存储器容量，大于对应于该中央区块数据的一存储器区块的存储器容量。
10.如权利要求8所述的方法，其特征在于，该存储器组态包含该多个存储器区块中一存储器区块于该缓冲存储器中的一起始地址与一结束地址，该存储器区块的该起始地址与该结束地址是根据该存储器区块的一对应区块数据的一估计数据大小来产生。
11.如权利要求10所述的方法，其特征在于，对应于该存储器区块的该起始地址与该结束地址的存储器容量，等于该存储器区块的该对应区块数据的该估计数据大小。
12.如权利要求10所述的方法，其特征在于，该存储器区块的该起始地址与该结束地址，是根据该存储器区块的多个对应区块数据的多个估计数据大小来产生。
13.如权利要求12所述的方法，其特征在于，对应于该存储器区块的该起始地址与该结束地址的存储器容量，等于该存储器区块的该多个对应区块数据的该多个估计数据大小中的一最大值。
14.如权利要求10所述的方法，其特征在于，该对应区块数据的该估计数据大小是根据该对应区块数据所对应的一扭曲地图来计算，该扭曲地图包含该扭曲画面与该校正后画面间的一位置对应关系。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| TA01 | Transfer of patent application right | ||
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Effective date of registration: 20200407 Address after: No.1, Duhang 1st Road, Hsinchu City, Hsinchu Science Park, Taiwan, China Applicant after: MEDIATEK Inc. Address before: Taiwan Hsinchu County Tai Yuan Street China jhubei City, No. 26 4 floor 1 Applicant before: MStar Semiconductor, Inc. |
|
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication | ||
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Application publication date: 20171205 |