CN110753213B - 一种梯形校正方法、系统、投影设备及存储介质 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种梯形校正方法、系统、投影设备及存储介质，其中，所述梯形校正方法首先获取拍摄图像的边界作为待处理图形，并获取待处理图形的计算参数，然后根据该计算参数中的对角线夹角，查询第一预设数据库，以获得多个候选角度组合，最后从多个候选角度组合中，计算标准计算参数与所述候选角度组合对应的计算参数的偏差值，并将偏差值最小的一组候选角度组合作为实际角度组合，实现获取实际角度组合的目的，由于所述实际角度组合中包含代表水平偏差的水平角度和垂直偏差的垂直角度，因此根据所述实际角度组合进行梯形校正可以实现同时对上下梯形及左右梯形进行校正的目的。
Description
技术领域
本申请涉及图形处理技术领域，更具体地说，涉及一种梯形校正方法、系统、投影设备及存储介质。
背景技术
投影机的投影图像会根据投影机相对于投影平面偏转角度的变化而呈现不同程度的变形。当投影机投影镜头的光轴垂直于投影平面时，投影图像呈标准矩形；当投影机投影镜头的光轴不垂直于投影平面时，光轴与投影平面上下方向、或左右方向、或上下左右方向的夹角不是直角，此时，投影图像呈上下梯形如图1所示、或左右梯形如图2所示、或不规则的四边形，在图1和图2中，Q1表示投影设备的投影图像，B1表示背景幕布。此时需要手动调整投影机的摆放状态，使投影机投影镜头的光轴尽可能垂直于投影屏幕，才能改善投影图像的变形，得到令人满意的图像。然而，手动调整投影机摆放状态的方式在某些应用场景下并不便利，且调整费时，而调整效果有时也无法达到最理想的状态。
为了改善用户体验，目前的投影机多采用重力传感器来实现图像变形的校正，然而该方法仅适用于进行上下梯形的校正，而无法应用于左右梯形。
发明内容
为解决上述技术问题，本申请提供了一种梯形校正方法、系统、投影设备及存储介质，以实现同时适用于对上下梯形及左右梯形的校正的目的。
为实现上述技术目的，本申请实施例提供了如下技术方案：
一种梯形校正方法，应用于投影设备，包括：
获取拍摄图像，所述拍摄图像中包含有所述投影设备的投影画面；
对所述拍摄图像进行处理，以获得仅包含所述投影画面所在区域的待处理图像；
以所述待处理图像的边界为待处理图形，获取所述待处理图形的计算参数，所述计算参数包括对角线夹角以及所述待处理图形的四条边的长度；
根据所述待处理图形的对角线夹角，查询第一预设数据库，获取与所述待处理图形的对角线夹角相匹配的多个候选角度组合，所述候选角度组合包括候选水平角度和候选垂直角度；所述第一预设数据库中存储有候选角度组合与对角线夹角的对应关系；
计算标准计算参数与所述候选角度组合对应的计算参数的偏差值，并将偏差值最小的一组候选角度组合作为实际角度组合；所述标准计算参数为所述投影设备在正投状态下对应的标准图形的计算参数，所述标准图形为所述投影设备在正投状态下仅包含投影设备的投影画面所在区域的图像的边界；
根据所述实际角度组合，对所述投影设备进行梯形校正。
可选的，所述对所述拍摄图像进行处理，以获得仅包含所述投影画面所在区域的待处理图像包括：
计算所述拍摄图像的预设区域内的平均灰度值；
根据所述平均灰度值，判断所述拍摄图像中的像素点是否为拍摄画面的背景像素点；
提取所有所述背景像素点，以获得背景图像，并对所述背景图像进行取反处理，以获得仅包含所述投影画面所在区域的待处理图像。
可选的，所述根据所述平均灰度值，判断所述拍摄图像中的像素点是否为拍摄画面的背景像素点包括：
利用四连通域技术遍历所述拍摄图像中的像素点，并获取遍历到的像素点的灰度值；
判断遍历到的像素点的灰度值与所述平均灰度值的差值是否满足第一预设公式，如果是，则判定遍历到的像素点为拍摄画面的像素点，如果否，则判定遍历到的像素点为背景像素点；
所述第一预设公式为：|Qi-S|＜T，其中，Qi表示遍历到的像素点的灰度值，S表示所述平均灰度值，T表示第一阈值。
可选的，所述以所述待处理图像的边界为待处理图形，获取所述待处理图形的计算参数包括：
利用角点检测算法获取所述待处理图像的四个角点，所述四个角点包括顺时针排列的第一角点、第二角点、第三角点和第四角点；
顺次连接所述四个角点，以获得表示所述待处理图像的边界的待处理图形；
连接所述第一角点和第三角点，以获得第一对角线；
连接所述第二角点和第四角点，以获得第二对角线；
获取所述第一对角线和第二对角线的夹角，以获得所述待处理图形的对角线夹角；
获取所述待处理图形的边长，作为所述待处理图形的四条边的长度，所述待处理图形的四条边的长度包括第一边长、第二边长、第三边长和第四边长，所述第一边长为第一角点和第二角点的距离，所述第二边长为第二角点和第三角点的距离，所述第三边长为第三角点和第四角点的距离，所述第四边长为第四角点和第一角点的距离。
可选的，所述计算标准计算参数与所述候选角度组合对应的计算参数的偏差值包括：
根据所述候选角度组合，查询第二预设数据库，以获取与所述候选角度组合对应的计算参数；
根据第一预设公式，计算每个所述候选角度组合对应的计算参数与标准计算参数的偏差值；
所述第二预设数据库中存储有所述候选角度组合与计算参数的对应关系；
所述第一预设公式为：
D＝a×(|l10-l1|+|l20-l2|+|l30-l3|+|l40-l4|)+b×(|α10-α1|+|α20-α2|)，其中，D表示所述偏差值，l10、l20、l30和l40分别表示所述标准计算参数中的四条边的长度；l1、l2、l3和l4分别表示所述候选角度组合对应的计算参数中的四条边的长度；α1和α2分别表示所述候选角度组合对应的计算参数中的对角线夹角；α10和α20分别表示所述标准计算参数中的对角线夹角。
可选的，所述获取拍摄图像包括：
获取包含所述投影设备的投影画面的初始图像；
对所述初始图像进行高斯处理，以去除所述初始图像中的高斯噪声，获得所述拍摄图像。
一种梯形校正系统，包括：
图像获取模块，用于获取拍摄图像，所述拍摄图像中包含有所述投影设备的投影画面；
图像处理模块，用于对所述拍摄图像进行处理，以获得仅包含所述投影画面所在区域的待处理图像；
参数获取模块，用于以所述待处理图像的边界为待处理图形，获取所述待处理图形的计算参数，所述计算参数包括对角线夹角以及所述待处理图形的四条边的长度；
候选角度模块，用于根据所述待处理图形的对角线夹角，查询第一预设数据库，获取与所述待处理图形的对角线夹角相匹配的多个候选角度组合，所述候选角度组合包括候选水平角度和候选垂直角度；所述第一预设数据库中存储有候选角度组合与对角线夹角的对应关系；
偏差计算模块，用于计算标准计算参数与所述候选角度组合对应的计算参数的偏差值，并将偏差值最小的一组候选角度组合作为实际角度组合；所述标准计算参数为所述投影设备在正投状态下对应的标准图形的计算参数，所述标准图形为所述投影设备在正投状态下仅包含投影设备的投影画面所在区域的图像的边界；
梯形校正模块，用于根据所述实际角度组合，对所述投影设备进行梯形校正。
可选的，所述图像处理模块包括：
灰度计算单元，用于计算所述拍摄图像的预设区域内的平均灰度值；
背景判断单元，用于根据所述平均灰度值，判断所述拍摄图像中的像素点是否为拍摄画面的背景像素点；
背景提取单元，用于提取所有所述背景像素点，以获得背景图像，并对所述背景图像进行取反处理，以获得仅包含所述投影画面所在区域的待处理图像。
可选的，所述背景判断单元具体用于，利用四连通域技术遍历所述拍摄图像中的像素点，并获取遍历到的像素点的灰度值；
判断遍历到的像素点的灰度值与所述平均灰度值的差值是否满足第一预设公式，如果是，则判定遍历到的像素点为拍摄画面的像素点，如果否，则判定遍历到的像素点为背景像素点；
所述第一预设公式为：|Qi-S|＜T，其中，Qi表示遍历到的像素点的灰度值，S表示所述平均灰度值，T表示第一阈值。
可选的，所述参数获取模块包括：
角点检测单元，用于利用角点检测算法获取所述待处理图像的四个角点，所述四个角点包括顺时针排列的第一角点、第二角点、第三角点和第四角点；
图形连接单元，用于顺次连接所述四个角点，以获得表示所述待处理图像的边界的待处理图形；
夹角获取单元，用于连接所述第一角点和第三角点，以获得第一对角线；
连接所述第二角点和第四角点，以获得第二对角线；
获取所述第一对角线和第二对角线的夹角，以获得所述待处理图形的对角线夹角；
边长获取单元，用于获取所述待处理图形的边长，作为所述待处理图形的四条边的长度，所述待处理图形的四条边的长度包括第一边长、第二边长、第三边长和第四边长，所述第一边长为第一角点和第二角点的距离，所述第二边长为第二角点和第三角点的距离，所述第三边长为第三角点和第四角点的距离，所述第四边长为第四角点和第一角点的距离。
可选的，所述偏差计算模块包括：
查询单元，用于根据所述候选角度组合，查询第二预设数据库，以获取与所述候选角度组合对应的计算参数；
第一计算单元，用于根据第一预设公式，计算每个所述候选角度组合对应的计算参数与标准计算参数的偏差值；
所述第二预设数据库中存储有所述候选角度组合与计算参数的对应关系；
组合选取单元，用于将偏差值最小的一组候选角度组合作为实际角度组合；
所述第一预设公式为：
D＝a×(|l10-l1|+|l20-l2|+|l30-l3|+|l40-l4|)+b×(|α10-α1|+|α20-α2|)，其中，D表示所述偏差值，l10、l20、l30和l40分别表示所述标准计算参数中的四条边的长度；l1、l2、l3和l4分别表示所述候选角度组合对应的计算参数中的四条边的长度；α1和α2分别表示所述候选角度组合对应的计算参数中的对角线夹角；α10和α20分别表示所述标准计算参数中的对角线夹角。
可选的，所述图像获取模块包括：
初始图像获取单元，用于获取包含所述投影设备的投影画面的初始图像；
噪声处理单元，用于对所述初始图像进行高斯处理，以去除所述初始图像中的高斯噪声，获得所述拍摄图像。
一种投影设备，包括：如上述任一项所述的梯形校正系统。
一种存储介质，所述存储介质上存储有程序代码，所述程序代码被执行时实现上述任一项所述的梯形校正方法。
从上述技术方案可以看出，本申请实施例提供了一种梯形校正方法、系统、投影设备及存储介质，其中，所述梯形校正方法首先获取拍摄图像的边界作为待处理图形，并获取待处理图形的计算参数，然后根据该计算参数中的对角线夹角，查询第一预设数据库，以获得多个候选角度组合，最后从多个候选角度组合中，计算标准计算参数与所述候选角度组合对应的计算参数的偏差值，并将偏差值最小的一组候选角度组合作为实际角度组合，实现获取实际角度组合的目的，由于所述实际角度组合中包含代表水平偏差的水平角度和垂直偏差的垂直角度，因此根据所述实际角度组合进行梯形校正可以实现同时对上下梯形及左右梯形进行校正的目的。
附图说明
为了更清楚地说明本申请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简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的实施例，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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为投影设备的投影图像存在上下梯形的示意图；
图2为投影设备的投影图像存在左右梯形的示意图；
图3为本申请的一个实施例提供的一种梯形校正方法的流程示意图；
图4为本申请的另一个实施例提供的一种梯形校正方法的流程示意图；
图5为本申请的又一个实施例提供的一种梯形校正方法的流程示意图；
图6为本申请的一个实施例提供的一种待处理图形的示意图；
图7为本申请的再一个实施例提供的一种梯形校正方法的流程示意图；
图8为本申请的另一个实施例提供的一种待处理图形的示意图；
图9为本申请的一个可选实施例提供的一种梯形校正方法的流程示意图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
本申请实施例提供了一种梯形校正方法，如图3所示，应用于投影设备，所述梯形校正方法包括：
S101：获取拍摄图像，所述拍摄图像中包含有所述投影设备的投影画面；
S102：对所述拍摄图像进行处理，以获得仅包含所述投影画面所在区域的待处理图像；
S103：以所述待处理图像的边界为待处理图形，获取所述待处理图形的计算参数，所述计算参数包括对角线夹角以及所述待处理图形的四条边的长度；
S104：根据所述待处理图形的对角线夹角，查询第一预设数据库，获取与所述待处理图形的对角线夹角相匹配的多个候选角度组合，所述候选角度组合包括候选水平角度和候选垂直角度；所述第一预设数据库中存储有候选角度组合与对角线夹角的对应关系；
S105：计算标准计算参数与所述候选角度组合对应的计算参数的偏差值，并将偏差值最小的一组候选角度组合作为实际角度组合；所述标准计算参数为所述投影设备在正投状态下对应的标准图形的计算参数，所述标准图形为所述投影设备在正投状态下仅包含投影设备的投影画面所在区域的图像的边界；
S106：根据所述实际角度组合，对所述投影设备进行梯形校正。
所述梯形校正方法首先获取拍摄图像的边界作为待处理图形，并获取待处理图形的计算参数，然后根据该计算参数中的对角线夹角，查询第一预设数据库，以获得多个候选角度组合，最后从多个候选角度组合中，计算标准计算参数与所述候选角度组合对应的计算参数的偏差值，并将偏差值最小的一组候选角度组合作为实际角度组合，实现获取实际角度组合的目的，由于所述实际角度组合中包含代表水平偏差的水平角度和垂直偏差的垂直角度，因此根据所述实际角度组合进行梯形校正可以实现同时对上下梯形及左右梯形进行校正的目的。
在上述实施例的基础上，在本申请的一个实施例中，如图4所示，所述对所述拍摄图像进行处理，以获得仅包含所述投影画面所在区域的待处理图像包括：
S1021：计算所述拍摄图像的预设区域内的平均灰度值；
S1022：根据所述平均灰度值，判断所述拍摄图像中的像素点是否为拍摄画面的背景像素点；
S1023：提取所有所述背景像素点，以获得背景图像，并对所述背景图像进行取反处理，以获得仅包含所述投影画面所在区域的待处理图像。
可选的，所述根据所述平均灰度值，判断所述拍摄图像中的像素点是否为拍摄画面的背景像素点包括：
S10221：利用四连通域技术遍历所述拍摄图像中的像素点，并获取遍历到的像素点的灰度值；
S10222：判断遍历到的像素点的灰度值与所述平均灰度值的差值是否满足第一预设公式，如果是，则判定遍历到的像素点为拍摄画面的像素点，如果否，则判定遍历到的像素点为背景像素点；
所述第一预设公式为：|Qi-S|＜T，其中，Qi表示遍历到的像素点的灰度值，S表示所述平均灰度值，T表示第一阈值。
其中，所谓四连通区域或四邻域，是指对应像素位置的上、下、左、右，是紧邻的位置。共4个方向，所以称之为四连通区域，又叫四邻域。那么四连通域技术即是通过对像素点的上下左右的像素点进行依次遍历的过程。
在上述实施例的基础上，在本申请的另一个实施例中，如图5所示，所述以所述待处理图像的边界为待处理图形，获取所述待处理图形的计算参数包括：
S1031：利用角点检测算法获取所述待处理图像的四个角点，所述四个角点包括顺时针排列的第一角点、第二角点、第三角点和第四角点；
S1032：顺次连接所述四个角点，以获得表示所述待处理图像的边界的待处理图形；
S1033：连接所述第一角点和第三角点，以获得第一对角线；
S1034：连接所述第二角点和第四角点，以获得第二对角线；
S1035：获取所述第一对角线和第二对角线的夹角，以获得所述待处理图形的对角线夹角；
S1036：获取所述待处理图形的边长，作为所述待处理图形的四条边的长度，所述待处理图形的四条边的长度包括第一边长、第二边长、第三边长和第四边长，所述第一边长为第一角点和第二角点的距离，所述第二边长为第二角点和第三角点的距离，所述第三边长为第三角点和第四角点的距离，所述第四边长为第四角点和第一角点的距离。
参考图6，图6为所述待处理图形的示意图。图6中，P1表示所述第一角点、P2表示所述第二角点、P3表示所述第三角点、P4表示所述第四角点。
在上述实施例的基础上，在本申请的又一个实施例中，如图7所示，所述计算标准计算参数与所述候选角度组合对应的计算参数的偏差值包括：
S1051：根据所述候选角度组合，查询第二预设数据库，以获取与所述候选角度组合对应的计算参数；
S1052：根据第一预设公式，计算每个所述候选角度组合对应的计算参数与标准计算参数的偏差值；
所述第二预设数据库中存储有所述候选角度组合与计算参数的对应关系；
所述第一预设公式为：
D＝a×(|l10-l1|+|l20-l2|+|l30-l3|+|l40-l4|)+b×(|α10-α1|+|α20-α2|)，其中，D表示所述偏差值，l10、l20、l30和l40分别表示所述标准计算参数中的四条边的长度；l1、l2、l3和l4分别表示所述候选角度组合对应的计算参数中的四条边的长度；α1和α2分别表示所述候选角度组合对应的计算参数中的对角线夹角；α10和α20分别表示所述标准计算参数中的对角线夹角。
需要说明的是，所述投影设备的正投状态是指在投影画面不存在上下梯形和左右梯形的理想状态，此时投影设备的投影画面所在区域的图像的边界即为所述标准图形。
另外，参考图6，l10和l1、l20和l2、l30和l3、l40和l4需要一一对应，即在图6中，当l1表示所述待处理图形的第一角点和第二角点的距离时，l10需要表示所述标准图形的第一角点和第二角点的距离；相应的，当l2表示所述待处理图形的第二角点和第三角点的距离时，l20需要表示所述标准图形的第二角点和第三角点的距离；以此类推；相应的，α1和α10以及α20和α2也需要一一对应，即参考图8，图8为待处理图形的示意图，D1表示所述第一对角线，D2表示所述第二对角线，当α10表示所述标准图形的第一对角线经过顺时针旋转与第二对角线重合所需旋转的角度时，α1也需要表示所述待处理图形的第一对角线经过顺时针旋转与第二对角线重合所需旋转的角度；相应的，α20表示所述标准图形的第一对角线经过逆时针旋转与第二对角线重合所需旋转的角度，α2表示所述待处理图形的第一对角线经过逆时针旋转与第二对角线重合所需旋转的角度。
在上述实施例的基础上，在本申请的一个可选实施例中，如图9所示，所述获取拍摄图像包括：
S1011：获取包含所述投影设备的投影画面的初始图像；
S1012：对所述初始图像进行高斯处理，以去除所述初始图像中的高斯噪声，获得所述拍摄图像。
由于获取的初始图像中包含高斯噪声，因此，在步骤S1012中对所述初始图像进行高斯处理，以去除所述初始图像中的高斯噪声，使得后续的处理免受高斯噪声的影响。
下面对本申请实施例提供的梯形校正系统进行说明，下文说明的梯形校正系统可与上文描述的梯形校正方法相互对应参照。
相应的，本申请实施例还提供了一种梯形校正系统，应用于投影设备，包括：
图像获取模块，用于获取拍摄图像，所述拍摄图像中包含有所述投影设备的投影画面；
图像处理模块，用于对所述拍摄图像进行处理，以获得仅包含所述投影画面所在区域的待处理图像；
参数获取模块，用于以所述待处理图像的边界为待处理图形，获取所述待处理图形的计算参数，所述计算参数包括对角线夹角以及所述待处理图形的四条边的长度；
候选角度模块，用于根据所述待处理图形的对角线夹角，查询第一预设数据库，获取与所述待处理图形的对角线夹角相匹配的多个候选角度组合，所述候选角度组合包括候选水平角度和候选垂直角度；所述第一预设数据库中存储有候选角度组合与对角线夹角的对应关系；
偏差计算模块，用于计算标准计算参数与所述候选角度组合对应的计算参数的偏差值，并将偏差值最小的一组候选角度组合作为实际角度组合；所述标准计算参数为所述投影设备在正投状态下对应的标准图形的计算参数，所述标准图形为所述投影设备在正投状态下仅包含投影设备的投影画面所在区域的图像的边界；
梯形校正模块，用于根据所述实际角度组合，对所述投影设备进行梯形校正。
可选的，所述图像处理模块包括：
灰度计算单元，用于计算所述拍摄图像的预设区域内的平均灰度值；
背景判断单元，用于根据所述平均灰度值，判断所述拍摄图像中的像素点是否为拍摄画面的背景像素点；
背景提取单元，用于提取所有所述背景像素点，以获得背景图像，并对所述背景图像进行取反处理，以获得仅包含所述投影画面所在区域的待处理图像。
可选的，所述背景判断单元具体用于，利用四连通域技术遍历所述拍摄图像中的像素点，并获取遍历到的像素点的灰度值；
判断遍历到的像素点的灰度值与所述平均灰度值的差值是否满足第一预设公式，如果是，则判定遍历到的像素点为拍摄画面的像素点，如果否，则判定遍历到的像素点为背景像素点；
所述第一预设公式为：|Qi-S|＜T，其中，Qi表示遍历到的像素点的灰度值，S表示所述平均灰度值，T表示第一阈值。
可选的，所述参数获取模块包括：
角点检测单元，用于利用角点检测算法获取所述待处理图像的四个角点，所述四个角点包括顺时针排列的第一角点、第二角点、第三角点和第四角点；
图形连接单元，用于顺次连接所述四个角点，以获得表示所述待处理图像的边界的待处理图形；
夹角获取单元，用于连接所述第一角点和第三角点，以获得第一对角线；
连接所述第二角点和第四角点，以获得第二对角线；
获取所述第一对角线和第二对角线的夹角，以获得所述待处理图形的对角线夹角；
边长获取单元，用于获取所述待处理图形的边长，作为所述待处理图形的四条边的长度，所述待处理图形的四条边的长度包括第一边长、第二边长、第三边长和第四边长，所述第一边长为第一角点和第二角点的距离，所述第二边长为第二角点和第三角点的距离，所述第三边长为第三角点和第四角点的距离，所述第四边长为第四角点和第一角点的距离。
可选的，所述偏差计算模块包括：
查询单元，用于根据所述候选角度组合，查询第二预设数据库，以获取与所述候选角度组合对应的计算参数；
第一计算单元，用于根据第一预设公式，计算每个所述候选角度组合对应的计算参数与标准计算参数的偏差值；
所述第二预设数据库中存储有所述候选角度组合与计算参数的对应关系；
组合选取单元，用于将偏差值最小的一组候选角度组合作为实际角度组合；
所述第一预设公式为：
D＝a×(|l10-l1|+|l20-l2|+|l30-l3|+|l40-l4|)+b×(|α10-α1|+|α20-α2|)，其中，D表示所述偏差值，l10、l20、l30和l40分别表示所述标准计算参数中的四条边的长度；l1、l2、l3和l4分别表示所述候选角度组合对应的计算参数中的四条边的长度；α1和α2分别表示所述候选角度组合对应的计算参数中的对角线夹角；α10和α20分别表示所述标准计算参数中的对角线夹角。
可选的，所述图像获取模块包括：
初始图像获取单元，用于获取包含所述投影设备的投影画面的初始图像；
噪声处理单元，用于对所述初始图像进行高斯处理，以去除所述初始图像中的高斯噪声，获得所述拍摄图像。
相应的，本申请实施例还提供了一种投影设备，包括如上述任一实施例所述的梯形校正系统。
相应的，本申请实施例还提供了一种存储介质，所述存储介质上存储有程序代码，所述程序代码被执行时实现上述任一实施例所述的梯形校正方法。
综上所述，本申请实施例提供了一种梯形校正方法、系统、投影设备及存储介质，其中，所述梯形校正方法首先获取拍摄图像的边界作为待处理图形，并获取待处理图形的计算参数，然后根据该计算参数中的对角线夹角，查询第一预设数据库，以获得多个候选角度组合，最后从多个候选角度组合中，计算标准计算参数与所述候选角度组合对应的计算参数的偏差值，并将偏差值最小的一组候选角度组合作为实际角度组合，实现获取实际角度组合的目的，由于所述实际角度组合中包含代表水平偏差的水平角度和垂直偏差的垂直角度，因此根据所述实际角度组合进行梯形校正可以实现同时对上下梯形及左右梯形进行校正的目的。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (12)
1.一种梯形校正方法，其特征在于，应用于投影设备，包括：
获取拍摄图像，所述拍摄图像中包含有所述投影设备的投影画面；
对所述拍摄图像进行处理，以获得仅包含所述投影画面所在区域的待处理图像；
以所述待处理图像的边界为待处理图形，获取所述待处理图形的计算参数，所述计算参数包括对角线夹角以及所述待处理图形的四条边的长度；
根据所述待处理图形的对角线夹角，查询第一预设数据库，获取与所述待处理图形的对角线夹角相匹配的多个候选角度组合，所述候选角度组合包括候选水平角度和候选垂直角度；所述第一预设数据库中存储有候选角度组合与对角线夹角的对应关系；
计算标准计算参数与所述候选角度组合对应的计算参数的偏差值，并将偏差值最小的一组候选角度组合作为实际角度组合；所述标准计算参数为所述投影设备在正投状态下对应的标准图形的计算参数，所述投影设备的正投状态为投影画面不存在上下梯形和左右梯形的理想状态，所述标准图形为所述投影设备在正投状态下仅包含投影设备的投影画面所在区域的图像的边界；
根据所述实际角度组合，对所述投影设备进行梯形校正；
所述计算标准计算参数与所述候选角度组合对应的计算参数的偏差值包括：根据所述候选角度组合，查询第二预设数据库，以获取与所述候选角度组合对应的计算参数；根据第一预设公式，计算每个所述候选角度组合对应的计算参数与标准计算参数的偏差值；所述第二预设数据库中存储有所述候选角度组合与计算参数的对应关系；
所述第一预设公式为：
D＝a×(|l10-l1|+|l20-l2|+|l30-l3|+|l40-l4|)+b×(|α10-α1|+|α20-α2|)，其中，D表示所述偏差值，l10、l20、l30和l40分别表示所述标准计算参数中的四条边的长度；l1、l2、l3和l4分别表示所述候选角度组合对应的计算参数中的四条边的长度；α1和α2分别表示所述候选角度组合对应的计算参数中的对角线夹角；α10和α20分别表示所述标准计算参数中的对角线夹角。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对所述拍摄图像进行处理，以获得仅包含所述投影画面所在区域的待处理图像包括：
计算所述拍摄图像的预设区域内的平均灰度值；
根据所述平均灰度值，判断所述拍摄图像中的像素点是否为拍摄画面的背景像素点；
提取所有所述背景像素点，以获得背景图像，并对所述背景图像进行取反处理，以获得仅包含所述投影画面所在区域的待处理图像。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述平均灰度值，判断所述拍摄图像中的像素点是否为拍摄画面的背景像素点包括：
利用四连通域技术遍历所述拍摄图像中的像素点，并获取遍历到的像素点的灰度值；
判断遍历到的像素点的灰度值与所述平均灰度值的差值是否满足第一预设公式，如果是，则判定遍历到的像素点为拍摄画面的像素点，如果否，则判定遍历到的像素点为背景像素点；
所述第一预设公式为：|Qi-S|＜T，其中，Qi表示遍历到的像素点的灰度值，S表示所述平均灰度值，T表示第一阈值。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述以所述待处理图像的边界为待处理图形，获取所述待处理图形的计算参数包括：
利用角点检测算法获取所述待处理图像的四个角点，所述四个角点包括顺时针排列的第一角点、第二角点、第三角点和第四角点；
顺次连接所述四个角点，以获得表示所述待处理图像的边界的待处理图形；
连接所述第一角点和第三角点，以获得第一对角线；
连接所述第二角点和第四角点，以获得第二对角线；
获取所述第一对角线和第二对角线的夹角，以获得所述待处理图形的对角线夹角；
获取所述待处理图形的边长，作为所述待处理图形的四条边的长度，所述待处理图形的四条边的长度包括第一边长、第二边长、第三边长和第四边长，所述第一边长为第一角点和第二角点的距离，所述第二边长为第二角点和第三角点的距离，所述第三边长为第三角点和第四角点的距离，所述第四边长为第四角点和第一角点的距离。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取拍摄图像包括：
获取包含所述投影设备的投影画面的初始图像；
对所述初始图像进行高斯处理，以去除所述初始图像中的高斯噪声，获得所述拍摄图像。
6.一种梯形校正系统，其特征在于，应用于投影设备，包括：
图像获取模块，用于获取拍摄图像，所述拍摄图像中包含有所述投影设备的投影画面；
图像处理模块，用于对所述拍摄图像进行处理，以获得仅包含所述投影画面所在区域的待处理图像；
参数获取模块，用于以所述待处理图像的边界为待处理图形，获取所述待处理图形的计算参数，所述计算参数包括对角线夹角以及所述待处理图形的四条边的长度；
候选角度模块，用于根据所述待处理图形的对角线夹角，查询第一预设数据库，获取与所述待处理图形的对角线夹角相匹配的多个候选角度组合，所述候选角度组合包括候选水平角度和候选垂直角度；所述第一预设数据库中存储有候选角度组合与对角线夹角的对应关系；
偏差计算模块，用于计算标准计算参数与所述候选角度组合对应的计算参数的偏差值，并将偏差值最小的一组候选角度组合作为实际角度组合；所述标准计算参数为所述投影设备在正投状态下对应的标准图形的计算参数，所述投影设备的正投状态为投影画面不存在上下梯形和左右梯形的理想状态，所述标准图形为所述投影设备在正投状态下仅包含投影设备的投影画面所在区域的图像的边界；
梯形校正模块，用于根据所述实际角度组合，对所述投影设备进行梯形校正；
所述偏差计算模块包括：查询单元，用于根据所述候选角度组合，查询第二预设数据库，以获取与所述候选角度组合对应的计算参数；第一计算单元，用于根据第一预设公式，计算每个所述候选角度组合对应的计算参数与标准计算参数的偏差值；所述第二预设数据库中存储有所述候选角度组合与计算参数的对应关系；组合选取单元，用于将偏差值最小的一组候选角度组合作为实际角度组合；
所述第一预设公式为：
D＝a×(|l10-l1|+|l20-l2|+|l30-l3|+|l40-l4|)+b×(|α10-α1|+|α20-α2|)，其中，D表示所述偏差值，l10、l20、l30和l40分别表示所述标准计算参数中的四条边的长度；l1、l2、l3和l4分别表示所述候选角度组合对应的计算参数中的四条边的长度；α1和α2分别表示所述候选角度组合对应的计算参数中的对角线夹角；α10和α20分别表示所述标准计算参数中的对角线夹角。
7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述图像处理模块包括：
灰度计算单元，用于计算所述拍摄图像的预设区域内的平均灰度值；
背景判断单元，用于根据所述平均灰度值，判断所述拍摄图像中的像素点是否为拍摄画面的背景像素点；
背景提取单元，用于提取所有所述背景像素点，以获得背景图像，并对所述背景图像进行取反处理，以获得仅包含所述投影画面所在区域的待处理图像。
8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述背景判断单元具体用于，利用四连通域技术遍历所述拍摄图像中的像素点，并获取遍历到的像素点的灰度值；
判断遍历到的像素点的灰度值与所述平均灰度值的差值是否满足第一预设公式，如果是，则判定遍历到的像素点为拍摄画面的像素点，如果否，则判定遍历到的像素点为背景像素点；
所述第一预设公式为：|Qi-S|＜T，其中，Qi表示遍历到的像素点的灰度值，S表示所述平均灰度值，T表示第一阈值。
9.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述参数获取模块包括：
角点检测单元，用于利用角点检测算法获取所述待处理图像的四个角点，所述四个角点包括顺时针排列的第一角点、第二角点、第三角点和第四角点；
图形连接单元，用于顺次连接所述四个角点，以获得表示所述待处理图像的边界的待处理图形；
夹角获取单元，用于连接所述第一角点和第三角点，以获得第一对角线；
连接所述第二角点和第四角点，以获得第二对角线；
获取所述第一对角线和第二对角线的夹角，以获得所述待处理图形的对角线夹角；
边长获取单元，用于获取所述待处理图形的边长，作为所述待处理图形的四条边的长度，所述待处理图形的四条边的长度包括第一边长、第二边长、第三边长和第四边长，所述第一边长为第一角点和第二角点的距离，所述第二边长为第二角点和第三角点的距离，所述第三边长为第三角点和第四角点的距离，所述第四边长为第四角点和第一角点的距离。
10.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述图像获取模块包括：
初始图像获取单元，用于获取包含所述投影设备的投影画面的初始图像；
噪声处理单元，用于对所述初始图像进行高斯处理，以去除所述初始图像中的高斯噪声，获得所述拍摄图像。
11.一种投影设备，其特征在于，包括：如权利要求6-10任一项所述的梯形校正系统。
12.一种存储介质，其特征在于，所述存储介质上存储有程序代码，所述程序代码被执行时实现权利要求1-5任一项所述的梯形校正方法。
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| CN102158673A (zh) * | 2010-02-11 | 2011-08-17 | 财团法人工业技术研究院 | 投影校正系统及方法 |
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