CN114449236A - 投影装置与其投影画面校正方法 - Google Patents
投影装置与其投影画面校正方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN114449236A CN114449236A CN202011191038.3A CN202011191038A CN114449236A CN 114449236 A CN114449236 A CN 114449236A CN 202011191038 A CN202011191038 A CN 202011191038A CN 114449236 A CN114449236 A CN 114449236A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- image
- target
- projection
- trapezoid
- generate
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 76
- 238000012937 correction Methods 0.000 title claims abstract description 8
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims abstract description 83
- 230000008569 process Effects 0.000 claims abstract description 59
- 238000005192 partition Methods 0.000 claims description 9
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 13
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 6
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 5
- 102100031437 Cell cycle checkpoint protein RAD1 Human genes 0.000 description 3
- 102100033934 DNA repair protein RAD51 homolog 2 Human genes 0.000 description 3
- 101001130384 Homo sapiens Cell cycle checkpoint protein RAD1 Proteins 0.000 description 3
- 101001132307 Homo sapiens DNA repair protein RAD51 homolog 2 Proteins 0.000 description 3
- 230000006870 function Effects 0.000 description 3
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 3
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 238000005286 illumination Methods 0.000 description 2
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 2
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 description 2
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 2
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 239000003086 colorant Substances 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000002452 interceptive effect Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N9/00—Details of colour television systems
- H04N9/12—Picture reproducers
- H04N9/31—Projection devices for colour picture display, e.g. using electronic spatial light modulators [ESLM]
- H04N9/3179—Video signal processing therefor
- H04N9/3188—Scale or resolution adjustment
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N9/00—Details of colour television systems
- H04N9/12—Picture reproducers
- H04N9/31—Projection devices for colour picture display, e.g. using electronic spatial light modulators [ESLM]
- H04N9/3179—Video signal processing therefor
- H04N9/3185—Geometric adjustment, e.g. keystone or convergence
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N9/00—Details of colour television systems
- H04N9/12—Picture reproducers
- H04N9/31—Projection devices for colour picture display, e.g. using electronic spatial light modulators [ESLM]
- H04N9/3179—Video signal processing therefor
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
- G06T3/00—Geometric image transformations in the plane of the image
- G06T3/08—Projecting images onto non-planar surfaces, e.g. geodetic screens
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
- G06T3/00—Geometric image transformations in the plane of the image
- G06T3/18—Image warping, e.g. rearranging pixels individually
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
- G06T3/00—Geometric image transformations in the plane of the image
- G06T3/40—Scaling of whole images or parts thereof, e.g. expanding or contracting
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
- G06T5/00—Image enhancement or restoration
- G06T5/80—Geometric correction
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
- G06T7/00—Image analysis
- G06T7/10—Segmentation; Edge detection
- G06T7/13—Edge detection
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N9/00—Details of colour television systems
- H04N9/64—Circuits for processing colour signals
- H04N9/646—Circuits for processing colour signals for image enhancement, e.g. vertical detail restoration, cross-colour elimination, contour correction, chrominance trapping filters
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
- G06T2207/00—Indexing scheme for image analysis or image enhancement
- G06T2207/20—Special algorithmic details
- G06T2207/20112—Image segmentation details
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Multimedia (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Geometry (AREA)
- Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
- Transforming Electric Information Into Light Information (AREA)
- Projection Apparatus (AREA)
Abstract
本发明提出一种投影装置与其投影画面校正方法。当投影装置朝投影表面进行投影时，基于投影表面的多个平面获取多个目标顶点的多个目标坐标。前述多个平面彼此不共面，且前述多个目标顶点形成目标多边形。分别对原始矩形图像的多个第一图像部份进行第一方向缩放处理，而产生梯形图像区块。分别对前述梯形图像区块的多个第二图像部份进行第二方向缩放处理，而产生贴齐前述目标多边形的目标图像区块。投影包括前述目标图像区块的输出图像至投影表面上。
Description
技术领域
本发明是有关于一种投影技术，且特别是有关于一种投影装置与其投影画面校正方法。
背景技术
随着科技的进步，各式各样的投影装置已广泛的被应用于各种场合，如简报、演讲、戏院、视听教学、互动式教学与家庭剧院组等等。投影装置为一种用以产生投影画面的显示装置。投影装置的成像原理是将照明系统所产生的照明光束通过成像器件转换成图像光束，再将图像光束通过投影镜头投射到投影表面或墙面上，以形成投影画面。
需说明的是，当投影装置的镜头光轴不与投影表面或墙面垂直(perpendicular)时，投影表面或墙面上的投影画面将具有梯形失真(keystone distortion)的现象，这会降低投影质量。也就是说，投影装置的摆设必须使其镜头光轴垂直于投影表面，则所投放出来的投影画面才不会有扭曲现象。用户可自行手动调整投影装置的摆放位置与摆放方式，但可能受到环境限制而无法将投影画面调整至理想状态。为了解决上述问题，在投影装置进行投影之前，可利用投影装置内部的图像处理芯片执行图像预变形处理来实现梯形校正。然而，当遭遇投影表面并非平面、或者投影表面是由非共面的多个平面组成时，传统的梯形校正还是无法改善投影画面出现失真或变形的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种投影装置与其投影画面校正方法，其可改善非平面投影表面上投影画面出现内容失真的问题，从而提升投影质量。
本发明实施例提供一种投影画面校正方法，适用于投影装置。所述方法包括下列步骤。当投影装置朝投影表面进行投影时，基于投影表面的多个平面获取多个目标顶点的多个目标坐标。于此，前述多个平面彼此不共面，且前述多个目标顶点形成目标多边形。分别对原始矩形图像的多个第一图像部份进行第一方向缩放处理，而产生梯形图像区块。分别对前述梯形图像区块的多个第二图像部份进行第二方向缩放处理，而产生贴齐前述目标多边形的目标图像区块。投影包括前述目标图像区块的输出图像至投影表面上。
本发明实施例提供一种投影装置，其包括图像处理电路与投影模块。图像处理电路经配置以执行下列步骤。当投影装置朝投影表面进行投影时，基于投影表面的多个平面获取多个目标顶点的多个目标坐标。于此，前述多个平面彼此不共面，且前述多个目标顶点形成目标多边形。分别对原始矩形图像的多个第一图像部份进行第一方向缩放处理，而产生梯形图像区块。分别对前述梯形图像区块的多个第二图像部份进行第二方向缩放处理，而产生贴齐前述目标多边形的目标图像区块。投影包括前述目标图像区块的输出图像至投影表面上。
基于上述，于本发明的实施例中，当投影装置朝具有棱线或谷线的投影表面进行投影时，可反应于投影表面的几何结构执行水平方向与垂直方向的图像缩放处理，并将图像缩放处理所产生的目标图像区块投影至投影表面上。借此，可避免非平面投影表面上的投影画面出现失真或变形，从而提升投影画面质量。
为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举具体实施方式，并配合附图作详细说明如下。
附图说明
包含附图以便进一步理解本发明，且附图并入本说明书中并构成本说明书的一部分。附图说明本发明的实施例，并与描述一起用于解释本发明的原理。
图1A是依照本发明一实施例所绘示的投影装置进行投影的示意图；
图1B是依照本发明一实施例所绘示的投影装置的示意图；
图1C是依照本发明一实施例所绘示的投影装置进行投影的示意图；
图2是依照本发明一实施例所绘示的图像处理电路执行图像预变形处理的示意图；
图3是依据本发明一实施例所绘示的投影画面校正方法的流程图；
图4A为依据本发明一实施例所绘示的水平缩放处理的示意图；
图4B为依据本发明一实施例所绘示的垂直缩放处理的示意图；
图5A为依据本发明一实施例所绘示的当相交线为非沿垂直方向与水平方向时进行水平缩放处理的示意图；
图5B为依据本发明一实施例所绘示的当相交线为非沿垂直方向与水平方向时进行垂直缩放处理的示意图。
附图标号说明
100:投影装置；
110:图像处理电路；
120:投影模块；
111:第一缩放模块；
112:第二缩放模块；
S1:投影表面；
S1_1、S1_2:投影表面；
L1_1:谷线；
L1_2:棱线；
Img_ori:原始图像；
Img_F:输出图像；
R1～R6:定位点；
KF1:投影画面；
SF1:矩形投影画面；
Img_int:中间图像；
V1～V6:目标顶点；
T1、T3:梯形图像区块；
T2、T4:目标图像区块；
LB1、RB1:第一图像部份；
LB2、RB2:第二图像部份；
REC1、REC2:目标四边形；
L2:相交线；
L3、L4:参考线段；
41、42、43、44:边缘；
LB3、RB3:子目标图像区块；
S301～S304:步骤。
具体实施方式
现将详细地参考本发明的示范性实施例，示范性实施例的实例说明于附图中。只要有可能，相同组件符号在图式和描述中用来表示相同或相似部分。
图1A是依照本发明一实施例所绘示的投影装置进行投影的示意图。图1B是依照本发明一实施例所绘示的投影装置的示意图。请参照图1A与图1B，投影装置100可将图像投影于投影表面S1上，其可以为液晶投影机(Liquid Crystal Projector，LCP)、数字光学处理(Digital Light Processing，DLP)投影机，或反射式液晶(Liquid Crystal On Silicon，LCOS)投影显示设备等等。在本实施例中，投影装置100可包括图像处理电路110以及投影模块120。投影模块120可包括光源模块、光机模块、镜头模块以及相关光学及电路控制组件等等。投影装置100可经由数据传输接口接收原始矩形图像Img_ori，图像处理电路110用以对原始矩形图像Img_ori进行图像预变形处理，投影模块120再将经图像预变形处理而产生的输出图像Img_F投影至投影表面S1上。
于一实施例中，投影表面S1包括多个平面S1_1、S1_2，且多个平面S1_1、S1_2彼此不共面。于图1A的范例中，平面S1_1、S1_2是相接于投影表面S1上的谷线L1_1。图1C是依照本发明一实施例所绘示的投影装置进行投影的示意图。如图1C所示，于一实施例中，平面S1_1、S1_2可相接于投影表面S1上的棱线L1_2。当投影装置100进行投影时，一部分的投影画面会显示于平面S1_1上，而另一部份的投影画面会显示于另一平面S1_2上。举例而言，当投影装置100朝墙角进行投影时，平面S1_1、S1_2分别为不同墙壁面，且以谷线L1_1为分界的平面S1_1、S1_2之间可具有小于180度的夹角。于一般的室内空间，前述夹角可例如为90度。需说明的是，图1A与后续说明系以两个平面S1_1、S1_2为例进行说明，但本发明并不限制于此。更进一步而言，本发明对于投影表面的多个表面的数量与相邻表面之间的夹角并不加以限制。
可知的，若投影装置100未进行任何图像预变形处理，由于投影装置100的镜头光轴不与平面S1_1、S1_2垂直，因此投影表面S1上的投影画面KF1将具有画面内容失真的现象。基此，于本发明的实施例中，为了改善画面内容失真的现象，图像处理电路110可对原始矩形图像Img_ori进行图像预变形处理，致使投影装置100可于投影表面S1的平面S1_1、S1_2上投影出具有不失真内容的投影画面SF1。图像处理电路110是透过进行水平缩放处理与垂直缩放处理来实现图像预变形处理。更详细而言，图像处理电路110可依据定位点R1～R6的坐标信息来对原始矩形图像Img_ori进行图像缩放处理而产生输出图像Img_F。因此，当投影模块120投影经过图像缩放处理而产生的输出图像Img_F时，可于投影表面S1上显示出经过校正的投影画面SF1。
于一实施例中，投影表面S1上的定位点R1～R6可由使用者标定。更具体而言，投影装置100可在未进行图像预变形处理的条件下进行投影，接着使用者可透过输入设备(例如遥控器或投影装置100上的按键)于投影画面KF1的画面范围内标定出定位点R1～R6。又或者，于一实施例中，投影表面S1上的定位点R1～R6可基于投影装置100自身的距离传感器或图像传感器的感测数据而决定。基于投影表面S1上的定位点R1～R6，投影装置100可以依据透视变换关系获取原始矩形图像Img_ori经过预变形处理后的目标图像，以基于此目标图像对原始矩形图像Img_ori进行图像缩放处理。
图2是依照本发明一实施例所绘示的图像处理电路执行图像预变形处理的示意图。请参照图2，于一实施例中，在确定投影表面S1上的定位点R1～R6之后，图像处理电路110可获取对应于定位点R1～R6的多个目标顶点V1～V6的多个目标坐标。更详细而言，图像处理电路110可依据定位点R1～R6的坐标信息与透视变换关系而获取投影图像坐标系统中多个目标顶点V1～V6的多个目标坐标。前述多个目标顶点V1～V6形成一目标多边形。如此一来，通过先将原始矩形图像Img_ori缩小为贴齐目标多边形的目标图像区块，投影装置100后续可投影出内容不失真的投影画面SF1。
如图2所示，图像处理电路110可包括第一缩放模块111以及第二缩放模块112。于本实施例中，第一缩放模块111可对原始矩形图像Img_ori进行关联于第一方向的第一缩放处理而产生包括梯形图像区块T1的中间图像Img_int。第二缩放模块111可对中间图像Img_int进行关联于第二方向的第二缩放处理而产生包括目标图像区块T2的输出图像Img_F。第一方向垂直于第二方向。亦即，若第一方向为垂直方向，则第二方向为水平方向。若第一方向为水平方向，则第二方向为垂直方向。于图2的实施范例中，第一缩放模块111执行水平缩放处理，而第二缩放模块112进行垂直缩放处理。然而，本发明对于水平缩放处理与垂直缩放处理的顺序并不加以限制，于其他实施例中，可由第一缩放模块111先进行垂直缩放处理，再由第二缩放模块112进行水平缩放处理。需说明的是，于一实施例中，对应于不同像素行或像素列的水平缩小倍率与垂直缩小倍率并非为固定值。
于图2的实施范例中，第一缩放模块111分别对原始矩形图像Img_ori的多个第一图像部份LB1、RB1进行第一方向缩放处理(即水平缩放处理)，而产生中间图像Img_int的梯形图像区块T1。具体而言，第一缩放模块111将第一图像部份LB1中的像素作为输入像素，并在进行水平缩放处理之后产生输出像素而获取第二图像部份LB2。同理，第一缩放模块111将第一图像部份RB1中的像素作为输入像素，并在进行水平缩放处理之后产生输出像素而获取第二图像部份RB2。
接着，第二缩放模块112分别对梯形图像区块T1的多个第二图像部份LB2、RB2进行第二方向缩放处理(即垂直缩放处理)，而产生贴齐目标多边形的目标图像区块T2。如此一来，相较于直接对原始矩形图像Img_ori进行透视变换来产生输出图像，本发明实施例可通过图像缩放处理实现图像预变形处理以大幅降低运算复杂度。并且，图像缩放处理还有适于由硬件逻辑电路实现的优点。
需说明的是，于一实施例中，所述目标顶点形成的目标多边形可包括至少两个目标四边形，所述两个目标四边形会相交于一相交线。当投影装置100投影输出图像时，此相交线重迭于投影表面上的棱线或谷线。
举例而言，于图2的实施例中，目标顶点V1～V6形成的目标多边形包括至少两个目标四边形REC1、REC2，此两个目标四边形REC1、REC2相交于一相交线L2。当投影装置100投影输出图像Img_F时，相交线L2重迭于投影表面S1上的谷线L1_1上。同理，于投影表面具有棱线的其他实施例中，当投影装置100投影输出图像时，目标多边形的两个目标四边形之间的相交线重迭于投影表面上的棱线上。亦即，目标顶点其中之二(例如图2的目标顶点V2、V5)的位置是依据投影表面上的棱线或谷线而决定，而投影表面S1上的棱线或谷线(图1A是以谷线L1_1为范例)将投影表面S1分割为不共面的多个平面S1_1、S1_2。
需说明的是，于一实施例中，每当进行完垂直缩放处理或水平缩放处理后，第一缩放模块111与第二缩放模块112皆填补背景区块于经缩小的图像区块四周，以产生符合预定图像尺寸的图像。如图2范例所示，第一缩放模块111对原始图像Img_ori进行第一缩放处理后，将填补背景区块于梯形图像区块T1的两侧而产生中间图像Img_int。第二缩放模块112对中间图像Img_int进行第二缩放处理后，将填补背景区块于目标图像区块T2四周而产生输出图像Img_F。输出图像Img_F包括目标图像区块T2与围绕目标图像区块T2的背景区块，投影装置100将目标图像区块T2与背景区块投影至投影平面S1上。于一实施例中，上述的背景区块可为一黑色区块，而在其他实施例中，背景区块也可为其他颜色，本发明对此不限制。基此，当投影装置100的投影模块120将输出图像Img_F投影至投影表面S1上，输出图像Img_F的背景区块不会呈现任何画面内容。因此，当投影装置100的投影模块120将输出图像Img_F投影至投影表面S1的平面S1_1、S1_2上时，可于投影表面S1上显示出内容不失真的投影画面SF1。
以下将列举实施例以详细说明图像处理电路110进行图像缩放处理的实施细节。请参照图3，图3是依据本发明一实施例所绘示的投影画面校正方法的流程图，而图3的方法流程可以由图1B的投影装置100实现。为清楚详细解释，以下将继续以图1A所示的投影表面S1为范例继续进行说明，但本发明不限制于此。
首先，于步骤S301，当投影装置100朝投影表面S1进行投影时，图像处理电路110基于投影表面S1的多个平面S1_1、S1_2获取多个目标顶点(例如图2所示的目标顶点V1～V6)的多个目标坐标。于此，多个平面S1_1、S1_2彼此不共面，且多个目标顶点形成目标多边形。
于步骤S302，图像处理电路110分别对原始矩形图像Img_ori的多个第一图像部份进行第一方向缩放处理，而产生梯形图像区块。接着，于步骤S303，图像处理电路110分别对梯形图像区块的多个第二图像部份进行第二方向缩放处理，而产生贴齐目标多边形的目标图像区块。具体而言，图像缩放处理中每一行或每一列输出像素所对应的缩小倍率与输入像素是基于目标顶点而决定。换言之，梯形图像区块与目标图像区块的尺寸、形状与图像内容是基于各个目标坐标而决定。
于此以第一方向缩放处理为水平缩放处理，且第二方向缩放处理为垂直缩放处理为范例进行说明，但本发明不限制于此。图4A为依据本发明一实施例所绘示的水平缩放处理的示意图。图4B为依据本发明一实施例所绘示的垂直缩放处理的示意图。
于一实施例中，于水平缩放处理的过程中，图像处理电路110先依据目标坐标决定多个梯形边界，再依据前述梯形边界对原始矩形图像进行水平缩放处理，从而产生由多个子图像区块组成的梯形图像区块。请参照图4A，图像处理电路110可依据预定图像边界A’E’F’C’以及多个目标坐标A、B、C、D、E、F其中每一者的第一坐标分量(即X分量)获取分别对应于多个第一图像部份LB1、RB1的多个第一梯形边界A1B’D’C1以及B’E1F1D’。于此，图像处理电路110可依据目标坐标A、B、C、D、E、F的X分量而于预定图像边界A’E’F’C’的长边缘上找到坐标A1、B’、C1、D’、E1、F1，其中目标坐标A、B、C、D、E、F的X分量分别相同于坐标A1、B’、C1、D’、E1、F1的X分量。
接着，图像处理电路110分别依据多个第一梯形边界A1B’D’C1以B’E1F1D’对原始矩形图像Img_ori的多个第一图像部份LB1、RB1进行水平缩放处理(即第一方向缩放处理)，以产生多个第二图像部份LB2、RB2。像是，图像处理电路110依据第一梯形边界A1B’D’C1对第一图像部份LB1进行水平缩放处理，以产生第二图像部份LB2。图像处理电路110依据第一梯形边界B’E1F1D’对第一图像部份RB1进行水平缩放处理，以产生第二图像部份RB2。梯形图像区块T1包括多个第二图像部份LB2、RB2。如此一来，图像处理电路110可通过水平缩放处理先产生梯形图像区块T1。
于一实施例中，于垂直缩放处理的过程中，图像处理电路110同样先依据目标坐标决定多个梯形边界，再依据这些梯形边界对包括梯形图像区块的第二图像部份的图像区块进行垂直缩放处理，从而产生由多个子目标图像区块组成的目标图像区块。请参照图4B，图像处理电路110可分别延长目标多边形的两边缘41、42直至相交于两参考线段L3、L4而获取两个第二梯形边界A2CDB、BDFE2，其中梯形图像区块T1的底边垂直于两个第二梯形边界A2CDB、BDFE2的底边。于本实施例中，梯形图像区块T1的底边沿水平方向，而第二梯形边界A2CDB、BDFE2的底边沿垂直方向。于此，图像处理电路110是延长组成目标多边形ABEFDC的不同目标四边形上的两个边缘41、42。于此，参考线段L3、L4是依据目标坐标C、F的X分量而产生的垂直线，参考线段L3、L4与预定图像边界A’E’相交于坐标A3、E3。
接着，图像处理电路110可分别依据两个第二梯形边界A2CDB、BDFE2对多个第二图像部份LB2、RB2进行垂直缩放处理(即第二方向缩放处理)，以产生两个子目标图像区块LB3、RB3。目标图像区块T2包括两个子目标图像区块LB3、RB3。于一实施例中，图像处理电路110可依据两个第二梯形边界A2CDB、BDFE2沿垂直方向缩小包括第二图像部份LB2、RB2的两个图像区块(即边界A3C1D’B’、E3F1D’B’内的像素集合)，以产生目标图像区块T2的子目标图像区块LB3、RB3。如此一来，图像处理电路110可通过垂直缩放处理产生目标图像区块T2。由此可知，原始矩形图像Img_ori将缩小变形为目标图像区块T2，图像处理电路110再填补背景区块于目标图像区块T2的周围而产生输出图像Img_F。
此外，基于图4A与图4B的教示，当投影表面上的棱线或谷线是将投影画面分割为左右多个子画面时，投影装置100可先进行水平缩放处理再进行垂直缩放处理来实现图像预变形处理。同理，当投影表面上的棱线或谷线是将投影画面分割为上下多个子画面时，本领域技术人员可基于前述说明而推知先进行垂直缩放处理再进行水平缩放处理的实施方式。
最后，于步骤S304，投影模块120投影包括目标图像区块的输出图像Img_F至投影表面S1上。亦即，透过垂直缩放处理与水平缩放处理，投影装置100可校正具有棱线或谷线之投影表面上的投影画面，使投影内容不失真。然而，本发明对于水平缩放处理与垂直缩放处理的像素插补算法并不加以限制，其可视实际应用而设置。
值得一提的是，图4A与图4B是以B’D’的连线与BD的连线彼此重迭为较佳范例进行说明，但本发明不限制于此。于其他实施例中，B’D’的连线可不重迭于BD的连线，像是B’D’的连线可位于BD的连线的左侧或右侧。于B’D’的连线与BD的连线不重迭的情况中，后续的垂直缩放处理则需要对应进行调整，以将原始图像变形为符合目标多边形的多边形图像。
需另外说明的是，于图4A与图4B的实施例中，组成目标多边形的两个目标四边形的相交线是沿垂直方向，因而垂直缩放处理是针对两个图像区块而分作两阶段进行。然而，于其他实施例中，当组成目标多边形的两个目标四边形的相交线是倾斜的，则垂直缩放处理是针对三个图像区块而分作三阶段进行。
详细而言，请参照图5A与图5B，图5A为依据本发明一实施例所绘示的当相交线为非沿垂直方向与水平方向时进行水平缩放处理的示意图。图5B为依据本发明一实施例所绘示的当相交线为非沿垂直方向与水平方向时进行垂直缩放处理的示意图。需注意的是，与图4A与图4B的实施例不同的是，图5A与图5B中目标坐标B、D的X分量彼此并不相同。亦即，相对于垂直方向，图5A与图5B中组成目标多边形ABEFCD的两个目标四边形的相交线BD是倾斜的。
在此情况中，相似于前述实施例，图像处理电路110可依据预定图像边界A’E’F’C’与目标坐标B、D的X分量获取坐标B’、D’，并获取多个第一梯形边界A1B’D’C1以及B’E1F1D’，以依据第一梯形边界A1B’D’C1以及B’E1F1D’进行水平缩放处理而获取梯形图像区块T3。
需特别说明的是，当相交线BD不垂直于多个第一梯形边界A1B’D’C1以及B’E1F1D’的底边时，图像处理电路110依据多个目标顶点其中之二(即目标坐标B、D)获取目标多边形的第一边缘43的第一边缘中间段GB以及目标多边形的第二边缘44的第二边缘中间段DH。详细而言，图像处理电路110依据相交线BD上两目标坐标B、D的X分量获取第一边缘43上的坐标G以及第二边缘44上的坐标H，并进而获取第一边缘中间段GB以及第二边缘中间段DH。目标坐标B的X分量相同于坐标H的X分量。同理，目标坐标D的X分量相同于坐标G的X分量。
接着，依据与前述实施例相似的原理，图像处理电路110可通过垂直缩放处理将梯形图像区块T3的一个第二图形部份(即边界A1G1C1D’内的像素集合)缩小为对应于边界AGDC的子目标图像区块。此外，图像处理电路110可通过垂直缩放处理将梯形图像区块T3的另一个第二图形部份(即边界B’E1F1H1内的像素集合)缩小为对应于边界BEFH的子目标图像区块。
需注意的是，图像处理电路110可依据第一边缘中间段GB的坐标位置以及第二边缘中间段DH的坐标位置，对多个第二图像部份其中之另一(即边界G1B’H1D’内的像素集合)进行垂直缩放处理(即第二方向缩放处理)，以产生对应于边界GBHD的另一子目标图像区块。由此可知，于图5B的范例中，目标图像区块T4会包括分别对应于边界GBHD、BEFH、AGDC的三个子目标图像区块。借此，即便投影表面上具有倾斜棱线或倾斜谷线，本发明实施例依然可透过图像缩放处理来实现图像预变形处理，使得投影装置100所产生的投影画面不失真。
值得注意的是，在不同的实施例中，上述图像处理电路110的相关功能可以利用一般的编程语言(programming languages，例如C或C++)、硬件描述语言(hardwaredescription languages，例如Verilog HDL或VHDL)或其他合适的编程语言来实现为软件、韧体或硬件。可执行所述相关功能的软件(或韧体)可以被布置为任何已知的计算器可存取媒体(computer-accessible medias)，例如磁带(magnetic tapes)、半导体(semiconductors)内存、磁盘(magnetic disks)或光盘(compact disks，例如CD-ROM或DVD-ROM)。所述软件(或韧体)可以被存放在计算器的可存取媒体(例如内存)中，以便于由计算器的处理器来存取/执行所述软件(或韧体)的编程码(programming codes)，以执行所述相关功能。
综上所述，于本发明的实施例中，投影装置可透过进行水平缩放处理与垂直缩放处理来实现图像预变形处理，接着再将经过图像缩放处理而产生的结果图像投影至投影表面，以使观看者可从投影表面上观看到不失真的投影画面。在具备目标顶点的情况下，本发明实施例可透过图像缩放处理实现有效率且便于实现的图像预变形处理。并且，相较于依据透视变换关系实现图像预变形处理，本发明实施例可大幅节省运算复杂度。借此，即便投影表面具有一条或多条棱线或谷线，观看者所看到的投影图像即为无失真的校正结果。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各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，或者对其中部分或者全部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范围。
Claims (14)
1.一种投影画面校正方法，适用于投影装置，其特征在于，包括：
当所述投影装置朝投影表面进行投影时，基于所述投影表面的多个平面获取多个目标顶点的多个目标坐标，其中所述多个平面彼此不共面，所述多个目标顶点形成目标多边形；
分别对原始矩形图像的多个第一图像部份进行第一方向缩放处理，而产生梯形图像区块；
分别对所述梯形图像区块的多个第二图像部份进行第二方向缩放处理，而产生贴齐所述目标多边形的目标图像区块；以及
投影包括所述目标图像区块的输出图像至所述投影表面上。
2.根据权利要求1所述的投影画面校正方法，其特征在于，所述目标多边形包括至少两个目标四边形，所述两个目标四边形相交于一相交线，当所述投影装置投影所述输出图像时，所述相交线重迭于所述投影表面上的棱线或谷线。
3.根据权利要求1所述的投影画面校正方法，其特征在于，分别对所述原始矩形图像的所述多个第一图像部份进行所述第一方向缩放处理，而产生所述梯形图像区块的步骤包括：
依据预定图像边界以及所述多个目标坐标其中每一者的第一坐标分量获取分别对应于所述多个第一图像部份的多个第一梯形边界；以及
分别依据所述多个第一梯形边界对所述多个第一图像部份进行所述第一方向缩放处理，以产生所述多个第二图像部份，其中所述梯形图像区块包括所述多个第二图像部份。
4.根据权利要求3所述的投影画面校正方法，其特征在于，在分别对所述梯形图像区块的所述多个第二图像部份进行所述第二方向缩放处理，而产生贴齐所述目标多边形的所述目标图像区块的步骤包括：
分别延长所述目标多边形的两边缘直至相交于两参考线段而获取两个第二梯形边界，其中所述梯形图像区块的底边垂直于所述两个第二梯形边界的底边；以及
分别依据所述两个第二梯形边界对所述多个第二图像部份其中之二进行所述第二方向缩放处理，以产生两个子目标图像区块，其中所述目标图像区块包括所述两个子目标图像区块。
5.根据权利要求4所述的投影画面校正方法，其特征在于，所述目标多边形包括至少两个目标四边形，所述目标四边形相交于一相交线，且分别对所述梯形图像区块的所述多个第二图像部份进行所述第二方向缩放处理，而产生贴齐所述目标多边形的所述目标图像区块的步骤还包括：
当所述相交线不垂直于所述多个第一梯形边界的底边时，依据所述多个目标坐标其中之二获取所述目标多边形的第一边缘的第一边缘中间段以及所述目标多边形的第二边缘的第二边缘中间段；以及
依据所述第一边缘中间段的坐标位置以及所述第二边缘中间段的坐标位置，对所述多个第二图像部份其中之另一进行所述第二方向缩放处理，以产生另一子目标图像区块，其中所述目标图像区块包括所述另一子目标图像区块。
6.根据权利要求1所述的投影画面校正方法，其特征在于，当所述第一方向缩放处理为水平缩放处理时，所述第二方向缩放处理为垂直缩放处理；以及当所述第一方向缩放处理为垂直缩放处理，所述第二方向缩放处理为水平缩放处理。
7.根据权利要求1所述的投影画面校正方法，其特征在于，所述输出图像包括所述目标图像区块与围绕所述目标图像区块的背景区块，所述投影装置将所述目标图像区块与所述背景区块投影至所述投影平面上，且所述背景区块为黑色区块。
8.一种投影装置，其特征在于，包括：
投影模块，
图像处理电路，经配置以：
当所述投影模块朝一投影表面进行投影时，基于所述投影表面的多个平面获取多个目标顶点的多个目标坐标，其中所述多个平面彼此不共面，所述多个目标顶点的形成一目标多边形；
分别对一原始矩形图像的多个第一图像部份进行第一方向缩放处理，而产生一梯形图像区块；以及
分别对所述梯形图像区块的多个第二图像部份进行第二方向缩放处理，而产生贴齐所述目标多边形的目标图像区块，
其中所述投影模块投影包括所述目标图像区块的输出图像至所述投影表面上。
9.根据权利要求8所述的投影装置，其特征在于，所述目标多边形包括至少两个目标四边形，所述两个目标四边形相交于一相交线，当所述投影装置投影所述输出图像时，所述相交线重迭于所述投影表面上的棱线或谷线。
10.根据权利要求8所述的投影装置，其特征在于，图像处理电路还经配置以：
依据预定图像边界以及所述多个目标坐标其中每一者的第一坐标分量获取分别对应于所述多个第一图像部的多个第一梯形边界；以及
分别依据所述多个第一梯形边界对所述多个第一图像部份进行所述第一方向缩放处理，以产生多个子梯形图像区块，其中所述多个子梯形图像区块形成所述梯形图像区块。
11.根据权利要求10所述的投影装置，其特征在于，所述图像处理电路还经配置以：
分别延长所述目标多边形的两边缘直至相交于两参考线段而获取两个第二梯形边界，其中所述梯形图像区块的底边垂直于所述两个第二梯形边界的底边；以及
分别依据所述两个第二梯形边界对所述多个第二图像部份其中之二进行所述第二方向缩放处理，以产生两个子目标图像区块，其中所述目标图像区块包括所述两个子目标图像区块。
12.根据权利要求11所述的投影装置，其特征在于，所述目标多边形包括至少两个目标四边形，所述目标四边形相交于一相交线，所述图像处理电路还经配置以：
当所述相交线不垂直于所述多个第一梯形边界的底边时，依据所述多个目标坐标其中之二获取所述目标多边形的第一边缘的第一边缘中间段以及所述目标多边形的第二边缘的第二边缘中间段；以及
依据所述第一边缘中间段的坐标位置以及所述第二边缘中间段的坐标位置，对所述多个第二图像部份其中之另一进行所述第二方向缩放处理，以产生另一子目标图像区块，其中所述目标图像区块包括所述另一子目标图像区块。
13.根据权利要求8所述的投影装置，其特征在于，当所述第一方向缩放处理为水平缩放处理时，所述第二方向缩放处理为垂直缩放处理；以及当所述第一方向缩放处理为垂直缩放处理，所述第二方向缩放处理为水平缩放处理。
14.根据权利要求8所述的投影装置，其特征在于，所述输出图像包括所述目标图像区块与围绕所述目标图像区块的背景区块，所述投影装置将所述目标图像区块与所述背景区块投影至所述投影平面上，且所述背景区块为黑色区块。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202011191038.3A CN114449236B (zh) | 2020-10-30 | 2020-10-30 | 投影装置与其投影画面校正方法 |
| US17/468,696 US11877103B2 (en) | 2020-10-30 | 2021-09-08 | Projection device and projection picture correction method thereof |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202011191038.3A CN114449236B (zh) | 2020-10-30 | 2020-10-30 | 投影装置与其投影画面校正方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN114449236A true CN114449236A (zh) | 2022-05-06 |
| CN114449236B CN114449236B (zh) | 2024-04-09 |
Family
ID=81356879
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202011191038.3A Active CN114449236B (zh) | 2020-10-30 | 2020-10-30 | 投影装置与其投影画面校正方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US11877103B2 (zh) |
| CN (1) | CN114449236B (zh) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114845091B (zh) * | 2021-02-01 | 2023-11-10 | 扬智科技股份有限公司 | 投影装置与其梯形校正方法 |
| US12008681B2 (en) * | 2022-04-07 | 2024-06-11 | Gm Technology Operations Llc | Systems and methods for testing vehicle systems |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4780616A (en) * | 1986-09-25 | 1988-10-25 | Nippon Kogaku K. K. | Projection optical apparatus for mask to substrate alignment |
| US20080012879A1 (en) * | 2006-07-07 | 2008-01-17 | Clodfelter Robert M | Non-linear image mapping using a plurality of non-coplanar clipping planes |
| US20110164226A1 (en) * | 2010-01-04 | 2011-07-07 | Industrial Technology Research Institute | System and method for projection correction |
| US20140247287A1 (en) * | 2013-03-01 | 2014-09-04 | Seiko Epson Corporation | Image processing device, projector, and image processing method |
| US20140293133A1 (en) * | 2013-03-27 | 2014-10-02 | Seiko Epson Corporation | Projector, image correction method, and program |
| CN108377371A (zh) * | 2018-02-09 | 2018-08-07 | 深圳市火乐科技发展有限公司 | 一种投影图像校正的方法及装置 |
Family Cites Families (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6802614B2 (en) * | 2001-11-28 | 2004-10-12 | Robert C. Haldiman | System, method and apparatus for ambient video projection |
| US6963348B2 (en) * | 2002-05-31 | 2005-11-08 | Nvidia Corporation | Method and apparatus for display image adjustment |
| JP2005326247A (ja) * | 2004-05-14 | 2005-11-24 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 校正装置及び校正方法並びに校正プログラム |
| US7441906B1 (en) * | 2005-07-05 | 2008-10-28 | Pixelworks, Inc. | Keystone correction system and method |
| US20090231551A1 (en) * | 2008-03-11 | 2009-09-17 | Robe Show Lighting S.R.O. | Digital imaging system |
| DE102009046114B4 (de) * | 2009-10-28 | 2011-09-01 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Verfahren und Vorrichtung zum Erzeugen einer kalibrierten Projektion |
| CN104349094B (zh) * | 2013-08-09 | 2019-03-29 | 联想(北京)有限公司 | 投影方法及设备 |
| JP6550688B2 (ja) * | 2014-01-22 | 2019-07-31 | 株式会社リコー | 投影装置 |
| CN106657848A (zh) * | 2015-07-27 | 2017-05-10 | 联想(北京)有限公司 | 一种投影方法及电子设备 |
| JP6749402B2 (ja) * | 2016-09-01 | 2020-09-02 | マクセル株式会社 | 投射型映像表示装置および投射映像の調整方法 |
| JP2020061662A (ja) * | 2018-10-10 | 2020-04-16 | キヤノン株式会社 | 映像処理装置、映像処理方法、及びプログラム |
| JP7258572B2 (ja) * | 2019-01-23 | 2023-04-17 | マクセル株式会社 | 映像表示装置および方法 |
| CN114449233B (zh) * | 2020-10-30 | 2023-12-01 | 扬智科技股份有限公司 | 投影装置与其梯形校正方法 |
| CN114449234B (zh) * | 2020-10-30 | 2024-01-09 | 扬智科技股份有限公司 | 投影装置与其投影画面校正方法 |
| CN114845091B (zh) * | 2021-02-01 | 2023-11-10 | 扬智科技股份有限公司 | 投影装置与其梯形校正方法 |
-
2020
- 2020-10-30 CN CN202011191038.3A patent/CN114449236B/zh active Active
-
2021
- 2021-09-08 US US17/468,696 patent/US11877103B2/en active Active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4780616A (en) * | 1986-09-25 | 1988-10-25 | Nippon Kogaku K. K. | Projection optical apparatus for mask to substrate alignment |
| US20080012879A1 (en) * | 2006-07-07 | 2008-01-17 | Clodfelter Robert M | Non-linear image mapping using a plurality of non-coplanar clipping planes |
| US20110164226A1 (en) * | 2010-01-04 | 2011-07-07 | Industrial Technology Research Institute | System and method for projection correction |
| US20140247287A1 (en) * | 2013-03-01 | 2014-09-04 | Seiko Epson Corporation | Image processing device, projector, and image processing method |
| US20140293133A1 (en) * | 2013-03-27 | 2014-10-02 | Seiko Epson Corporation | Projector, image correction method, and program |
| CN108377371A (zh) * | 2018-02-09 | 2018-08-07 | 深圳市火乐科技发展有限公司 | 一种投影图像校正的方法及装置 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 文小军: "两步投影法校正图像采集中的梯形畸变", 《怀化学院学报(自然科学)》 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US11877103B2 (en) | 2024-01-16 |
| CN114449236B (zh) | 2024-04-09 |
| US20220141435A1 (en) | 2022-05-05 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4425673B2 (ja) | 複数の出力画像を表示面上に投影するシステム | |
| TWI278227B (en) | Image processing system, projector, information storage medium, and image processing method | |
| TWI654874B (zh) | 處理具有至少一非均勻映射生成之投影面之投影訊框之方法及裝置 | |
| JP4425672B2 (ja) | 画像を表示面上に表示する方法 | |
| US8358317B2 (en) | System and method for displaying a planar image on a curved surface | |
| US11652967B2 (en) | Projection device and projection image correction method thereof | |
| JP5348022B2 (ja) | プロジェクターおよび射影変換処理装置 | |
| CN114449236B (zh) | 投影装置与其投影画面校正方法 | |
| JP6217100B2 (ja) | 画像処理装置、プロジェクター、画像処理方法及びプログラム | |
| US12028657B2 (en) | Projection device and keystone correction method thereof | |
| US9082186B2 (en) | Image processing apparatus and image processing method | |
| TWI703869B (zh) | 投影裝置、投影系統及影像校正方法 | |
| JP5348035B2 (ja) | プロジェクター | |
| CN115883805B (zh) | 一种多投影仪画面拼接色彩融合方法、融合器及存储介质 | |
| TW554232B (en) | Projection-type display device having distortion correction function | |
| JPH06161404A (ja) | 画像表示装置 | |
| CN114760451A (zh) | 投影图像校正提示方法、装置、投影设备和存储介质 | |
| JP2019106589A (ja) | プロジェクター、幾何学歪補正方法およびプログラム | |
| CN114845091A (zh) | 投影装置与其梯形校正方法 | |
| JP5915001B2 (ja) | プロジェクター、およびプロジェクターの制御方法 | |
| JP5353772B2 (ja) | プロジェクター | |
| JP2019191443A (ja) | 投影装置 | |
| US20230209026A1 (en) | Projection method and projector | |
| JP2023014563A (ja) | 画像処理方法及びプロジェクター | |
| JP2008311766A (ja) | 画像処理装置および方法、並びにプログラム |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |