CN109598682A - 图像处理方法、装置和设备 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例提供图像处理方法、装置和存储介质，该方法包括：获取待处理图像；所述待处理图像包含待校正曲边；确定所述待校正曲边对应的目标直线；根据所述目标直线，调整所述待校正曲边的显示坐标。通过上述技术方案，基于同一坐标系确定待校正曲边和目标直线中各像素点坐标后，根据坐标差值依次调整各行或列中像素点对应的显示坐标，简单、有效的实现对激光投射图像的校正。
Description
技术领域
本发明涉及计算机技术领域，尤其涉及图像处理方法、装置和设备。
背景技术
目前投影技术的应用很广泛，较为常见的投影方式包括DLP(Digital LightProcessing)投影、LCOS(Liquid Crystal on Silicon)投影和LBS(Laser Bean Scanning)投影等。其中，LBS投影技术具有触控交互、不需对焦、体积小等优点。在呈现清晰投影的前提下，LBS技术可实现无限聚焦、广阔的色域及静/动态图像投放的亮泽显示；基于相同的分辨率，LBS技术对比度高、功耗低、更轻薄，嵌入性能极佳。重要的是，LBS技术无需增加景深摄像模组即可实现精确定位触摸，有助于降低成本。
在现有技术中，由于投影仪与光幕之间存在夹角，并且投影仪所呈现的图像各个边沿到投影仪之间的光路距离不同，导致投射到光幕上的图像发生畸变。现有技术中，通常通过增加曲面镜或调整投影仪与光幕之间的距离、夹角，从而实现减弱投射到光幕上的图像的畸变程度。但是畸变问题无法消除，仍然会影响对LBS产品质量的检测。
基于此，需要一种简单、有效的对投影图像的畸变进行校正的方案。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例提供图像处理方法、装置和设备，本发明需要一种简单、有效的对投影图像的畸变进行校正的方案。
第一方面，本发明实施例提供一种图像处理方法，包括：
获取待处理图像；所述待处理图像包含待校正曲边；
确定所述待校正曲边对应的目标直线；
根据所述目标直线，调整所述待校正曲边的显示坐标。
进一步地，获取待处理图像之后，还包括：
基于所述待处理图像，建立坐标系；
根据所述坐标系，标定所述待校正曲边中各待校正像素点的待校正坐标值；
根据所述待校正坐标值，确定所述各待校正像素点的行列号。
进一步地，所述确定所述待校正曲边对应的目标直线，包括：
基于所述待校正曲边包含的两个端点，确定对应的所述目标直线。
进一步地，确定对应的所述目标直线之后，还包括：
根据所述坐标系，标定所述目标直线中各目标像素点的目标坐标值；
根据所述目标坐标值，确定所述各目标像素点的行列号。
进一步地，所述根据所述目标直线，调整所述待校正曲边中各像素点的显示坐标，包括：
确定对应于同一所述行列号的所述待校正坐标值与所述目标坐标值之间的校正差值；
根据所述校正差值包含的像素数，调整对应所述各待校正像素点的显示坐标。
第二方面，本发明实施例提供一种图像处理设备，包括：所述设备包括：光幕、工业相机、激光投影仪和校正装置；
所述光幕设置在所述激光投影仪和所述工业相机之间，其中，所述工业相机与所述激光投影仪的视场角中心对齐；
所述工业相机，用于获取待处理图像，发送给所述校正装置；其中，所述待处理图像由所述激光投影仪投射到所述光幕上包含待校正曲边的图像；
所述校正装置，用于确定所述待校正曲边对应的目标直线；根据所述目标直线，调整所述待校正曲边的显示坐标。
第三方面，一种激光束扫描投影装置，其特征在于，所述装置包括：
获取模块，用于获取待处理图像；所述待处理图像包含待校正曲边；
确定模块，用于确定所述待校正曲边对应的目标直线；
调整模块，用于根据所述目标直线，调整所述待校正曲边的显示坐标。
第四方面，本发明实施例提供了一种计算机存储介质，用于储存计算机程序，所述计算机程序使计算机执行时实现上述第一方面中的图像处理方法。
本发明实施例提供的图像处理方法，在进行激光投射时，获取到待投射像素行或像素列的行列索引号，和对应的激光投射角；根据激光投射角，确定该行列索引号对应的目标行列扫描周期；进一步地，根据各个像素行或像素列的目标行列扫描周期，按照指定的顺序显示各个行列索引号对应的像素行或像素列中的像素点。通过上述技术方案，基于同一坐标系确定待校正曲边和目标直线中各像素点坐标后，根据坐标差值依次调整各行或列中像素点对应的显示坐标，简单、有效的实现对激光投射图像的校正。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的一种激光束扫描投影仪(LBS)的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的获取待处理图像装置的结构示意图；
图3为本发明实施例提供的图像处理方法的流程示意图；
图4为本发明实施例提供的坐标系中待处理图像的示意图；
图5为本发明实施例提供的一种图像处理装置的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本发明。在本发明实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义，“多种”一般包含至少两种，但是不排除包含至少一种的情况。
应当理解，本文中使用的术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
取决于语境，如在此所使用的词语“如果”、“若”可以被解释成为“在……时”或“当……时”或“响应于确定”或“响应于检测”。类似地，取决于语境，短语“如果确定”或“如果检测(陈述的条件或事件)”可以被解释成为“当确定时”或“响应于确定”或“当检测(陈述的条件或事件)时”或“响应于检测(陈述的条件或事件)”。
还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的商品或者系统不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种商品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的商品或者系统中还存在另外的相同要素。
另外，下述各方法实施例中的步骤时序仅为一种举例，而非严格限定。
本发明技术方案可以应用在激光束扫描投影仪(LBS)、平视显示器(Head UpDisplay，HUD)等技术领域中。为了便于理解，下面以LBS为例进行说明。
如图1所示，在LBS中主要包含：影像输入接口，用于接收PC机、机顶盒等输出的图像数据，并进行图像数据处理。
激光器控制器，用于控制RGB(red、green、blue)三色激光的亮度，将从影像输入接口接收到的图像的像素数据，用RGB三色激光同时点亮并合成为一个像素色彩。
RGB三色激光，在激光器控制器的控制下，三色激光依次按照图像信息合成图像像素点。
扫描控制系统，扫描控制系统用于输出驱动信号控制MEMS(微机电系统)同时在水平方向和垂直方向旋转。
MEMS(微机电系统)，控制反射镜会围绕水平方向和垂直方向两个轴摆动。
通过该激光投影仪获得的投影图像如图2所示，由于激光投影仪与光幕之间存在夹角，导致光路长度不同，投射得到的图像发生畸变。这里的光幕是具有一定透光率的光幕，以便在光幕另一侧的工业相机能够拍摄到投影到光幕上的图像，根据拍摄到的图像对待处理图像进行校正。具体来说，可以采用本发明的技术方案，对图像行畸变进行调整，图像处理方法如下：
图3为本发明实施例提供的图像处理方法的流程示意图，在本实施例中图像处理方法可以工业相机或者与工业相机连接的计算机来执行。该方法包括以下步骤：
301：获取待处理图像；所述待处理图像包含待校正曲边。
这里所说的待处理图像是激光投影仪投射到光幕上后，通过工业相机拍摄光幕得到的。例如，假设激光投影仪沿着水平方向进行扫描，扫描轨迹如图1中所示水平方向首尾相连逐行依次进行扫描，如果奇数行是从左向右扫描，与之相邻的偶数行是从右向左扫描，生成的待处理图像可以如图4所示，在该待处理图像中的左右两侧边沿发生畸变，形成两条待校正曲边。因此，若要对待校正曲边进行校正，需要调整激光投影仪投影的起始位置，因为在校正过程中，图像的分辨率不变，换言之，同一行或列中所具有的像素点数量不会因为校正而发生改变，各个像素点的显示周期不会发生改变，因此，通过对各个行列号对应的起始像素点坐标进行调整，即可实现对待处理图像的校正。
302：确定所述待校正曲边对应的目标直线。
在实际应用中，激光投影仪的投影范围是有限的，在确定目标直线时，需要根据可投影范围确定，若超出投影范围将无法实现所需的校正效果。例如，由图4可以看出，阴影部分曲线AGC和BFD是两条待校正曲边，相对应的，可以将经过E点的虚线AC和经过H点的虚线BD作为两条目标直线。当然，也可以将经过G点的竖线和经过F点的竖线作为两条目标直线。这里仅作为举例说明，在实际应用中，可以根据需求进行目标直线的确定。
303：根据所述目标直线，调整所述待校正曲边的显示坐标。
在确定好目标直线后，通过调整激光投影仪的起始位置，从而实现对待校正曲边中各个像素点坐标的调整。例如，在图4中，将待校正曲边AGC调整为在其左侧的经过E点的目标直线AC，将待校正曲边BFD调整为在其左侧的经过H点的目标直线BD，因此，将各个行的激光投射起始坐标向左移。容易理解，由于AGD或BFD所在曲线上的各个像素点的坐标值各不相同，因此，在进行校正时，需要针对各行依次进行校正，换言之，以及行列号，逐行或逐列对各个像素点(激光投射起始位置)依次进行校正。
在本发明的一个或者多个实施例中，获取待处理图像之后，还可以包括：基于所述待处理图像，建立坐标系；根据所述坐标系，标定所述待校正曲边中各待校正像素点的待校正坐标值；根据所述待校正坐标值，确定所述各待校正像素点的行列号。
在建立坐标系时，为了便于准确标定以及后续对各像素点坐标的准确调整，可以基于待处理图像的分辨率建立坐标。如果该坐标系不是根据待处理图像分辨率建立的坐标，则需要确定当前坐标系与分辨率之间的对应关系，换言之，坐标系中单位距离对应多少个像素点。
在建立坐标系后，依次标定待校正曲边上各待校正像素点的待校正坐标值；进一步地，将待校正像素点的横坐标或者纵坐标作为列号或者行号。需要说明的是，这里所说的行列号包括行号或列号，根据实际需要确定通过行号标记还是通过列号标记。例如，如果需要对如图4所示的待处理图像进行校正，则需要根据待校正坐标值，确定待校正像素点所在行的行号。
在本发明的一个或者多个实施例中，所述确定所述待校正曲边对应的目标直线，具体可以包括：基于所述待校正曲边包含的两个端点，确定对应的所述目标直线。
在实际应用中，通常会出现如图4所示的待处理图像。在确定目标直线时，根据待校正曲边AGC的两个端点A和C确定经过E点的目标直线AC，根据待校正曲边BFD的两个端点B和D确定经过F点的目标直线BD。
在本发明的一个或者多个实施例中，确定对应的所述目标直线之后，还可以包括：根据所述坐标系，标定所述目标直线中各目标像素点的目标坐标值；根据所述目标坐标值，确定所述各目标像素点的行列号。
在确定各待校正曲边所对应的目标直线后，基于同一个坐标系，对目标直线进行标定，从而可以确定在目标直线上的各个目标像素点所对应的目标坐标值；根据各目标像素点的横坐标或纵坐标确定对应的列号或行号。
在本发明的一个或者多个实施例中，所述根据所述目标直线，调整所述待校正曲边中各像素点的显示坐标，具体可以包括：确定对应于同一所述行列号的所述待校正坐标值与所述目标坐标值之间的校正差值；根据所述校正差值包含的像素数，调整对应所述各待校正像素点的显示坐标。
例如，以图4所示待处理图像为例，假设对行列号为K-1的第K行进行校正，假设投影图像的分辨率为m×n(m表示列数、n表示行数)，分别将直线AC、BD等分为n-1份，并分别将AC与BD相应的等分点连接，例如连接的E与F点建立直线EF并分别与曲线AC与BD相交与G、H两点。并将线段GF等分为m-1份。
则对于直线EF所在的行中，需要左移的像素个数计算公式为：
在上述公式中，LGF为线段GF的长度，m为一行图像中像素个数，LEG为线段EG的长度，x1为此行中需要向左移动的像素个数，得到对应的显示坐标。
在上述公式中，LGF为线段GF的长度，m为一行图像中像素个数，LHF为线段EG的长度，x2为此行中需要向右移动的像素个数，得到对应的显示坐标，从而校正图像畸变。
基于同样的思路，本发明实施例还提供一种图像处理设备，如图2所示，该设备包括：光幕22、工业相机23、激光投影仪21和校正装置24；
所述光幕22设置在所述激光投影仪21和所述工业相机23之间，其中，所述工业相机23与所述激光投影仪21的视场角中心对齐；
所述工业相机23，用于获取待处理图像，发送给所述校正装置24；其中，所述待处理图像由所述激光投影仪21投射到所述光幕22上包含待校正曲边的图像；
所述校正装置24，用于确定所述待校正曲边对应的目标直线；根据所述目标直线，调整所述待校正曲边的显示坐标。
需要说明的是，通过借助工业相机23对激光投影仪21进行校正时，需要将激光投影仪21与工业相机23的视场角中心对齐。为了使得工业相机23能获取到清晰的图像，光幕22需要具有一定的透光度。在实际应用中，所述校正装置24，可以是一种与工业相机23连接的计算机，接收工业相机23拍摄得到的待处理图像后进行图像分析、计算。当然，也可以将校正装置24集成到工业相机23中。
在本发明的一个或者多个实施例中，所述校正装置24，用于基于同一坐标系，确定所述待校正曲边中各待校正像素点的待校正坐标值，和所述目标直线中各目标像素点的坐标值；
确定对应于同一所述行列号的所述待校正坐标值与所述目标坐标值之间的校正差值；
根据所述校正差值包含的像素数，调整对应所述各待校正像素点的显示坐标。
基于待校正像素点坐标值与目标像素点坐标值之间的位置关系进行校正的方法在前文所述实施例中有具体记载，在这里就不再进行重复叙述。
在本发明的一个或者多个实施例中，所述激光投影仪包括：MEMS激光单元211；
根据所述校正差值包含的像素数，调整各行列号对应的MEMS激光单元211起始投射坐标，以便调整对应所述各待校正像素点的显示坐标。
需要说明的是，本发明所说的激光投影仪通过MEMS激光单元实现激光投影成像，在对图像中各个像素点的坐标进行校正时，需要调整MEMS激光单元投射各个像素点的坐标值。
基于同样的思路，本发明实施例还提供一种图像处理装置，如图5所示，所述装置包括：
获取模块51，用于获取待处理图像；所述待处理图像包含待校正曲边；
确定模块52，用于确定所述待校正曲边对应的目标直线；
调整模块53，用于根据所述目标直线，调整所述待校正曲边的显示坐标。
进一步地，在获取模块51获取到待处理图像之后，通过确定模块52基于所述待处理图像，建立坐标系；根据所述坐标系，标定所述待校正曲边中各待校正像素点的待校正坐标值；根据所述待校正坐标值，确定所述各待校正像素点的行列号。
进一步地，确定模块52基于所述待校正曲边包含的两个端点，确定对应的所述目标直线。
进一步地，确定模块52根据所述坐标系，标定所述目标直线中各目标像素点的目标坐标值；根据所述目标坐标值，确定所述各目标像素点的行列号。
进一步地，调整模块53用于确定对应于同一所述行列号的所述待校正坐标值与所述目标坐标值之间的校正差值；
根据所述校正差值包含的像素数，调整对应所述各待校正像素点的显示坐标。
基于同样的思路，本发明实施例还提供一种计算机存储介质，用于储存计算机程序，所述计算机程序使计算机执行时实现如上述实施例中所述的图像处理方法。
以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件和软件结合的方式来实现。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以计算机产品的形式体现出来，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程坐标确定设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程坐标确定设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程坐标确定设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程坐标确定设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
在一个典型的配置中，计算设备包括一个或多个处理器(CPU)、输入/输出接口、网络接口和内存。
内存可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器，随机存取存储器(RAM)和/或非易失性内存等形式，如只读存储器(ROM)或闪存(flash RAM)。内存是计算机可读介质的示例。
计算机可读介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括，但不限于相变内存(PRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、其他类型的随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能光盘(DVD)或其他光学存储、磁盒式磁带，磁带磁磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质，可用于存储可以被计算设备访问的信息。按照本文中的界定，计算机可读介质不包括暂存电脑可读媒体(transitory media)，如调制的数据信号和载波。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (10)
1.一种图像处理方法，其特征在于，所述方法包括：
获取待处理图像；所述待处理图像包含待校正曲边；
确定所述待校正曲边对应的目标直线；
根据所述目标直线，调整所述待校正曲边的显示坐标。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，获取待处理图像之后，还包括：
基于所述待处理图像，建立坐标系；
根据所述坐标系，标定所述待校正曲边中各待校正像素点的待校正坐标值；
根据所述待校正坐标值，确定所述各待校正像素点的行列号。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述确定所述待校正曲边对应的目标直线，包括：
基于所述待校正曲边包含的两个端点，确定对应的所述目标直线。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，确定对应的所述目标直线之后，还包括：
根据所述坐标系，标定所述目标直线中各目标像素点的目标坐标值；
根据所述目标坐标值，确定所述各目标像素点的行列号。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述根据所述目标直线，调整所述待校正曲边中各像素点的显示坐标，包括：
确定对应于同一所述行列号的所述待校正坐标值与所述目标坐标值之间的校正差值；
根据所述校正差值包含的像素数，调整对应所述各待校正像素点的显示坐标。
6.一种图像处理设备，其特征在于，所述设备包括：光幕、工业相机、激光投影仪和校正装置；
所述光幕设置在所述激光投影仪和所述工业相机之间，其中，所述工业相机与所述激光投影仪的视场角中心对齐；
所述工业相机，用于获取待处理图像，发送给所述校正装置；其中，所述待处理图像由所述激光投影仪投射到所述光幕上包含待校正曲边的图像；
所述校正装置，用于确定所述待校正曲边对应的目标直线；根据所述目标直线，调整所述待校正曲边的显示坐标。
7.根据权利要求6所述的设备，其特征在于，所述校正装置，用于基于同一坐标系，确定所述待校正曲边中各待校正像素点的待校正坐标值，和所述目标直线中各目标像素点的坐标值；
确定对应于同一所述行列号的所述待校正坐标值与所述目标坐标值之间的校正差值；
根据所述校正差值包含的像素数，调整对应所述各待校正像素点的显示坐标。
8.根据权利要求6所述的设备，其特征在于，所述激光投影仪包括：MEMS激光单元；
根据所述校正差值包含的像素数，调整各行列号对应的MEMS激光单元起始投射坐标，以便调整对应所述各待校正像素点的显示坐标。
9.一种图像处理装置，其特征在于，所述装置包括：
获取模块，用于获取待处理图像；所述待处理图像包含待校正曲边；
确定模块，用于确定所述待校正曲边对应的目标直线；
调整模块，用于根据所述目标直线，调整所述待校正曲边的显示坐标。
10.一种计算机存储介质，用于储存计算机程序，所述计算机程序使计算机执行时实现如权利要求1至5中任一项所述的图像处理方法。
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