TW201917698A - 多維影像投射裝置及其多維影像校正方法 - Google Patents

多維影像投射裝置及其多維影像校正方法 Download PDF

Info

Publication number
TW201917698A
TW201917698A TW106136696A TW106136696A TW201917698A TW 201917698 A TW201917698 A TW 201917698A TW 106136696 A TW106136696 A TW 106136696A TW 106136696 A TW106136696 A TW 106136696A TW 201917698 A TW201917698 A TW 201917698A
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
image
dimensional
generate
projection device
dimensional image
Prior art date
Application number
TW106136696A
Other languages
English (en)
Other versions
TWI682358B (zh
Inventor
王宇光
黃文藝
許焙凱
吳維亞
Original Assignee
宏芯科技股份有限公司
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 宏芯科技股份有限公司 filed Critical 宏芯科技股份有限公司
Priority to TW106136696A priority Critical patent/TWI682358B/zh
Priority to US15/894,800 priority patent/US10616542B2/en
Publication of TW201917698A publication Critical patent/TW201917698A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI682358B publication Critical patent/TWI682358B/zh

Links

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
    • H04N9/3185—Geometric adjustment, e.g. keystone or convergence
    • 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
    • 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]
    • H04N9/3141—Constructional details thereof
    • H04N9/317—Convergence or focusing systems
    • 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
    • H04N9/3182—Colour adjustment, e.g. white balance, shading or gamut
    • 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]
    • H04N9/3191—Testing thereof
    • H04N9/3194—Testing thereof including sensor feedback

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Geometry (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Transforming Electric Information Into Light Information (AREA)
  • Projection Apparatus (AREA)
  • Controls And Circuits For Display Device (AREA)

Abstract

本發明係提供一種多維影像投射裝置，包括：一影像投射器；以及一影像處理電路，用以接收一輸入影像，並依據該多維影像投射裝置相對於一投射平面之一感測資訊對該輸入影像進行一線性轉換處理以及一第一影像反扭曲處理以產生一第一影像，其中該影像處理電路更依據該感測資訊對該第一影像進行一矩陣轉換處理及一第二影像反扭曲處理以產生一第二影像，且依據該第二影像以產生一輸出影像，其中該影像投射器係投射該輸出影像至該投射平面。

Description

多維影像投射裝置及其多維影像校正方法
本發明係有關於影像處理，特別是有關於一種多維影像投影裝置及其多維影像校正方法。
隨著科技發展，智能投影裝置也變得愈來愈普及。舉例來說，智能投影裝置可以是單獨的大型投影儀或是無屏激光電視，也可能是微型投影機、或是整合進行動裝置或可攜式裝置之微型投影裝置。因為上述智能投影裝置大部分都可由使用者隨身攜帶，且在投射影像時，可能無法像使用固定式投影機一樣先進行影像校正，因此，智能投影裝置所投射出至平面上之影像往往會產生偏移、扭曲、旋轉、或是投射出來的影像尺寸過大或過小的情況。然而，目前市面上的各式投影裝置均無法有效地解決上述影像變形的問題。
因此，需要一種多維影像投射裝置及多維影像校正方法以解決上述問題。
本發明係提供一種多維影像投射裝置，包括：一影像投射器；以及一影像處理電路，用以接收一輸入影像，並 依據該多維影像投射裝置相對於一投射平面之一感測資訊對該輸入影像進行一線性轉換處理以及一第一影像反扭曲處理以產生一第一影像，其中該影像處理電路更依據該感測資訊對該第一影像進行一矩陣轉換處理及一第二影像反扭曲處理以產生一第二影像，且依據該第二影像以產生一輸出影像，其中該影像投射器係投射該輸出影像至該投射平面。
本發明更提供一種影像校正方法，用於一多維影像投射裝置，其中該多維影像投射裝置包括：一感測器以及一影像投射器。該方法包括：接收一輸入影像；接收該多維影像投射裝置相對於一投射平面之一感測資訊；依據該感測資訊對該輸入影像進行一線性轉換處理以及一第一影像反扭曲處理以產生一第一影像；依據該感測資訊對該第一影像進行一矩陣轉換處理及一第二影像反扭曲處理以產生一第二影像；依據該第二影像以產生一輸出影像；以及利用該影像投射器以投放該輸出影像。
100‧‧‧多維影像投射裝置
110‧‧‧影像處理電路
111‧‧‧線性轉換電路
112‧‧‧反扭曲電路
113‧‧‧濾波電路
120‧‧‧記憶體單元
130‧‧‧影像緩衝器
140‧‧‧感測器
141‧‧‧陀螺儀
142‧‧‧加速度計
150‧‧‧影像投射器
151‧‧‧顯示單元
152‧‧‧影像投射單元
S302-S312‧‧‧步驟
410‧‧‧短焦投影機
420‧‧‧一般投影機
411、421‧‧‧垂直投射距離
413、423‧‧‧成像寬度
412、422‧‧‧斜邊
415、425‧‧‧投射平面
D、W‧‧‧距離
θ‧‧‧夾角
第1圖係顯示依據本發明一實施例中之多維影像投射裝置的功能方塊圖。
第2A~2C圖係顯示依據本發明一實施例中在濾波電路中進行一維拉普拉斯變換的示意圖。
第3圖係顯示依據本發明一實施例中之影像校正方法的流程圖。
第4A及4B圖係顯示具有不同投射比之投影機進行投放影 像的示意圖。
為使本發明之上述目的、特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉一較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下。
第1圖係顯示依據本發明一實施例中之多維影像投射裝置的功能方塊圖。舉例來說，多維影像投射裝置100係可用於一投影顯示裝置。例如投影顯示裝置可一單獨的微型可攜式投影機，或是可攜式裝置或行動裝置，例如是智慧型手機、平板電腦、智慧手環、智慧手錶、智慧眼鏡、或是筆記型電腦之中，亦或是電視裝置，例如是投影機(projector)、投影式電視(例如陰極射線管(CRT)投影顯示器、液晶投影顯示器、數位光源(DLP)投影顯示器、反射式矽基液晶色彩序列(LCoS CS)投影、反射式矽基液晶色彩濾光(LCoS CF)投影、或雷射電視(Laser TV)等無屏電視)。多維影像投射裝置100係用以投射輸出影像至一平面上，例如是牆壁、布幕等等，但本發明並不限於此。
因為微型投影裝置可由使用者隨身攜帶，且在投射影像時，可能無法像使用固定式投影機一樣先進行影像校正，因此，微型投影裝置所投射出至平面上之影像往往會產生偏移或旋轉、或是投射出來的影像尺寸過大或過小的情況。然而，市面上的微型投影裝置均無法有效地解決上述影像變形的問題。因此，本發明係提出一種多維影像投射裝置100及一多維影像校正方法以解決上述問題。
可如第1圖所示，多維影像投射裝置100係包括一影像處理電路110、一記憶體單元120、一影像緩衝器130、以及一影像投射器150。
影像處理電路110係用以依據一感測資訊或環境資訊(例如可為來自外部的感測資訊或是來自多維影像投射裝置100中之感測器140)以處理一輸入影像或是一待投射影像以產生一輸出投射影像。舉例來說，在一實施例中，影像處理電路110例如可為一特定應用積體電路(Application-Specific Integrated Circuit，ASIC)、或是一晶片系統(System-on-chip，SoC)。需了解的是，影像處理電路110係為多個影像處理電路之總稱，影像處理電路110可包括一或多個子電路，用以執行影像校正之流程中的不同影像處理運算。在一些實施例中，影像處理電路110例如可用一處理器，例如是中央處理器(CPU)、數位信號處理器(DSP)、或影像信號處理器(ISP)所實現，但本發明並不限於此。
記憶體單元120例如可為一靜態隨機存取記憶體(SRAM)，用以儲存影像處理電路110在進行影像處理中之影像暫存資料。
在一些實施例中，多維影像投射裝置100更包括感測器140，其中感測器140例如可包括一陀螺儀141(gyroscope)及一加速度計(accelerometer)142，用以取得有關於多維影像投射裝置100相對於一投射平面之一感測資訊，其中感測資訊例如包括多維影像投射裝置100在三軸(例如X、Y、及Z軸)上之一旋轉角/傾角及其方向之資訊、以及多維影像投射裝置100與投 射平面之夾角等資訊，但本發明並不限於此。在一些實施例中，多維影像投射裝置100係接收來自外部的一感測資訊或環境資訊，例如可由外部感測裝置所量測多維影像投射裝置100相對於投射平面之相關位置、角度等資訊。
影像緩衝器130為一揮發性記憶體(volatile memory)，例如是動態隨機存取記憶體(DRAM)，用以儲存在輸入影像進行影像校正時之暫存/中間影像資料、以及輸出影像。
影像投射器150係用以將輸出影像投射至一投射平面。舉例來說，影像投射器150例如可支援雷射(Laser)掃描投影、數位光線處理(digital lighting process，DLP)投影、穿透式LCD投影、反射式矽基液晶色彩序列(LCoS CS)投影、反射式矽基液晶色彩濾光(LCoS CF)等技術，但本發明並不限於此。更進一步而言，影像投射器150係包括了一顯示單元151及一影像投射單元152。其中，影像處理電路110係將影像校正處理後之輸出影像從影像緩衝器140中讀取至顯示單元151(例如為一LCD或LED螢幕)進行顯示，且在顯示單元151上所播放之影像則可透過影像投射單元152投放至一投射平面。
在一實施例中，影像處理電路110係包括一線性轉換電路111、反扭曲電路112、一濾波電路113。線性轉換電路111係用以處理輸入影像之線性轉換(linearity transformation)及第一影像反扭曲處理(inverse warping)以產生一第一影像。反扭曲電路112係用以對第一影像進行一矩陣轉換處理(例如包括水平映射、垂直映射、旋轉映射、縮放處理)以及第二影像反扭曲處理以產生一第二影像。濾波電路113係針對來自反 扭曲電路112所產生的第二影像進行適應性銳利度濾波處理(adaptive sharpness filtering)及適應性亮度平衡處理(adaptive brightness balancing)以產生一輸出影像。
在一實施例中，影像處理電路110係接收一輸入影像並將輸入影像儲存於影像緩衝器130。線性轉換電路111係讀取儲存於影像緩衝器130中之輸入影像，並對該輸入影像進行線性轉換處理。舉例來說，多維影像投射裝置100會具有一水平轉動角以及一垂直轉動角，若多維影像投射裝置100相對於投射平面是朝左邊的，則投射出的影像之左側部份相對於右側會拉大。換言之，若要在投射平面上看到沒有扭曲變形的影像，在此實施例中，則需要預先對輸入影像進行反線性轉換，例如將輸入影像之左側部份先縮小。水平線性轉換及垂直線性轉換係可分開獨立計算。
水平線性轉換係可用下列數學式表示：
Y'=Y (2)
X為輸入影像，A表示轉換矩陣，X’表示水平變換後之影像。
垂直線性轉換係可用下列數學式表示：X'=X (3)
Y為輸入影像，A表示轉換矩陣，Y’表示水平變換 後之影像。在方程式(1)及(4)中之cols及rows係分別表示在影像中之行數及列數。val則表示進行線性轉換之調整參數本發明領域中具有通常知識者當可了解對影像進行線性轉換之技術，故其細節於此不再贅述。當線性轉換電路111完成水平線性轉換及垂直線性轉換後會產生一線性轉換影像，且線性轉換電路111更對線性轉換影像進行一影像反扭曲處理以產生一第一影像，並將該第一影像儲存於影像緩衝器130。
需注意的是，在原本二維平面的輸入影像經過線性轉換電路111之上述線性轉換處理及影像反扭曲處理後會得到一第一影像，其中第一影像可能會是一個形狀扭曲的影像。因此，第一影像中之像素與原本的輸入影像中之像素並不是一對一的對應關係。更進一步而言，在第一影像中之像素位置是以用整數的座標呈現，也就是在第一影像中之整數座標的每個像素都已經過反扭曲(inverse warping)處理以對應到原本輸入影像中之位置。需注意的是，上述對應至原本輸入影像之位置可能並非整數座標，也就是可能位於多個整數座標的像素之間。因此，可利用線性內插的方法計算位於輸入影像之非整數座標上的第一影像像素，其中線性內插的方法可為最近整數點、雙線性內插(bi-linear interpolation))、雙三次內插(bi-cubic interpolation)、或是sinc函數等方法，但本發明並不限於此。
在一實施例中，影像反扭曲電路112係可依據來自偵測器130之偵測資訊計算一線性轉換矩陣RVS_matrix。舉例來說，線性轉換矩陣RVS_matrix可由下列公式所得到：RVS_matrix=R_matrix * V_matrix * H_matrix (5)
其中R_matrix為旋轉轉換矩陣，V_matrix為垂直轉換矩陣，H_matrix為水平轉換矩陣。在一實施例中，旋轉轉換矩陣R_matrix、垂直轉換矩陣V_matrix、及水平轉換矩陣H_matrix可分別為一固定轉換矩陣，例如：
需注意的是，上述旋轉轉換矩陣R_matrix、垂直轉換矩陣V_matrix、及水平轉換矩陣H_matrix僅為說明之用之標準修正矩陣，本發明並不限定於上述的轉換矩陣。更進一步而言，對於多維影像投射裝置100之不同的水平轉動角、垂直轉動角(傾角)、以及旋轉角度(相對於Z軸)均有相應的一標準修正矩陣，且旋轉轉換矩陣R_matrix、垂直轉換矩陣V_matrix、及水平轉換矩陣H_matrix之不同設定例如儲存於記憶體單元120中的一矩陣查找表(matrix look-up table)中。簡單來說，影像反扭曲電路112可依據來自偵測器130之偵測資訊從矩陣查找表中取得相應的旋轉轉換矩陣R_matrix、垂直轉換矩陣V_matrix、及水平轉換矩陣H_matrix，並計算出線性轉換矩陣 RVS_matrix。
若以輸入影像為1920x1080之解析度，且影像投射器150之解析度亦為1920x1080為例，當計算出線性轉換矩陣後，因為轉換後的影像可能會超出影像投射器150之解析度之範圍，則需要再進行尺寸調整及縮放才能符合影像投射器150之解析度。舉例來說，影像反扭曲電路112會使用線性內插法以計算多維影像投射裝置100之當前的角度及偏移所需的矩陣。接著，影像反扭曲電路112再將一縮放轉換矩陣S_matrix乘以線性轉換矩陣RVS_matrix以得到一目標矩陣M，例如可用下列方程式表示：M=S_matrix * R_matrix * V_matrix * H_matrix (9)
縮放轉換矩陣S_matrix亦儲存於記憶體單元120中的矩陣查找表(matrix look-up table)中。舉例來說，縮放轉換矩陣S_matrix可用一固定轉換矩陣表示：
更進一步而言，影像反扭曲電路112係讀取儲存於影像緩衝器130中之第一影像，並將該第一影像進行一矩陣轉換處理(例如乘以目標矩陣M)以得到一調整影像。接著，影像反扭曲電路112更對該調整影像進行影像反扭曲處理(inverse warping)以得到一第二影像。
需注意的是，在原本二維平面的第一影像經過影像反扭曲電路112之上述線性轉換及縮放轉換處理(例如乘以 目標矩陣M)並進行影像反扭曲處理後會得到一第二影像，其中第二影像可能會是一個形狀扭曲的影像。因此，第二影像中之像素與原本的第一影像中之像素並不是一對一的對應關係。更進一步而言，在調整影像中之像素位置是以用整數的座標呈現，也就是在第二影像中之整數座標的每個像素都已經過反扭曲(inverse warping)處理以對應到原本第一影像中之位置。需注意的是，上述第二影像中之整數座標的每個像素對應至第一影像之位置可能並非整數座標，也就是可能位於第一影像中相鄰的幾個整數座標的像素之間。因此，可利用線性內插的方法計算位於第一影像之非整數座標上的第二影像像素，其中線性內插的方法可為最近整數點、雙線性內插(bi-linear interpolation))、雙三次內插(bi-cubic interpolation)、或是sinc函數等方法，但本發明並不限於此。
第2A~2C圖係顯示依據本發明一實施例中在濾波電路中進行一維拉普拉斯變換的示意圖。舉例來說，影像投射器150在一般情況投射影像至投射平面時，往往在影像的中心點是聚焦清晰，但是影像的頂部及邊緣的的聚焦效果較差，會造成影像邊緣會比影像的中心點較模糊。在一實施例中，濾波電路113可增強第二影像之邊緣銳利度以產生一輸出影像，意即濾波電路113包括一銳利度濾波器(sharpness filter)。此外，濾波電路113更包括一亮度平衡濾波器，用以修正多維影像投射裝置100在投射平面上之影像的亮度不均的問題。
更進一步而言，以銳利度濾波器為例，濾波電路113係可依據來自感測器140之感測資訊以得知影像投射器150 之投影角度，並可調整銳利度濾波器之參數。在一實施例中，濾波電路113之操作方式是對第二影像進行二維拉普拉斯變換(2D Laplace Transform)，例如可用下列方程式表示：
舉例來說，第二影像之原函式例如可用第2A圖表示，即為函式f(x)與x之關係圖。在經過一維拉普拉斯變換之後，可取得其邊緣特徵，例如可經由下列方程式計算：g(x)=f(x)*h h (x) (12)
其中函式g(x)之曲線圖例如第2B圖所示，可看出邊緣特徵已被取出。
接著，濾波電路113係將第2B圖中之函式g(x)乘上一權重值以疊加回原函式f(x)，例如可經由下列方程式計算：f s (x)=f(x)+α．g(x) (13)
其中函式f s (x)的曲線圖例如為第2C圖所示。由第2C圖可看出在原第二影像中之邊緣特徵已被疊加至第二影像上。需注意的是，為了便於說明，在上述實施例中係利用x方向之一維拉普拉斯變換進行說明，濾波電路113對於y方向亦可進行類似的一維拉普拉斯變換處理，藉以得到最後的輸出影像。
因此，相較於第二影像，輸出影像在影像邊緣的銳利度的效果更佳，在經由影像投射器150投放至投射平面 時，使用者會觀看到具有較佳影像品質的輸出影像。
在一些實施例中，濾波電路113係可省略，意即影像投射器150可直接投放第二影像至投射平面。
以亮度平衡濾波器為例，濾波電路113可修正多維影像投射裝置100投射影像至投射平面時的亮度不均之問題。舉例來說，依據照度之公式，在相同光源的情況下，照度與距離平方成反比。對於傳統的投影機而言，因為其擺設位置是固定，且參數已調整過，亮度不均的情況較不明顯。然而，對於可攜式的影像投射裝置來說，例如是短焦投影機，使用者很容易就會觀察到亮度不均的情況。這是因為光源及投射平面之間的距離相當短，且投影的角度更大，因此容易造成光源至投射影像之中心與邊緣之距離差距會比傳統投影機還要大得多，因此投射影像之中心與邊緣之照度差距也愈大。
第4A及4B圖係顯示具有不同投射比之投影機進行投放影像的示意圖。舉例來說，第4A圖中之短焦投影機410即為本案第1圖中之多維影像投射裝置100，其具有投射比(throw ratio)TR1為0.5，第4B圖中之一般投影機420之投射比TR2為1.5。
在第4A圖中，短焦投影機410係以一向上仰角(例如約為45至65度，或可視實際情況調整)投射輸出影像至投射平面415。若在第4A圖中之短焦投影機410之成像寬度412為W，垂直投影距離411為D，則在具有最大亮度的光源直射區域與具有最小亮度的光源斜射區域(即斜邊412之最遠處)之亮度比值R1=(W2+D2)/D2。若代入短焦投影機410之投射比 TR1=0.5，則可得到亮度比值R1=5。需注意的，為了便於說明，在第4A圖中之短焦投影機410例如是一短焦反射式投影機，故可用第4A圖之方式投射輸出影像至投射平面415，但本發明中之多維影像投射裝置100並不限定於第4A圖中之短焦投影機。
在第4B圖中，若成像大小則同樣為W，則一般投影機420之垂直投影距離(即投影機420與投射平面425之垂直距離)需設定為3D，故其具有投射比TR2=(3D/W)=1.5。類似地，若在第4B圖中之一般投影機420之成像寬度423為2W，垂直投影距離421為3D，且為對稱投影，則在具有最大亮度的光源直射區域與具有最小亮度的光源斜射區域(即斜邊422之最遠處)之亮度比值R2=(W2/4+9D2)/9D2。若代入一般投影機410之投射比TR2=1.5，則可得到亮度比值R2=1.11。
從上述例子中可看出短焦投影機與一般投影機在具有最大亮度的光源直射區域與具有最小亮度的光源斜射區域之亮度比值相差數倍。為了讓投放出的輸出影像之亮度平均，濾波電路113中之亮度平衡濾波器係依據下列方程式調整輸出影像之每個像素的亮度，例如調整在不同投射距離的之特定像素的紅色、藍色、綠色子像素之亮度：pixel R =α×(pixel R +mean R ×(tanθ)2) (14)
pixel G =α×(pixel G +mean G ×(tanθ)2) (15)
pixel B =α×(pixel B +mean B ×(tanθ)2) (16)
其中，θ表示多維影像投射裝置100與投射平面之間的垂直投射距離411與斜邊412的夾角，如第4A圖所示；α為 一調整參數，可同時適用於方程式(14)、(15)、及(16)；pixelR、pixelB、pixelG係分別表示輸出影像中欲調整之特定像素的紅色、藍色、綠色子像素的亮度值；meanR、meanB、meanG係分別表示輸出影像之所有的紅色、藍色、綠色子像素之平均值。
更進一步而言，若該特定像素距離投射中心點愈遠，即表示其夾角θ愈大，故tanθ也愈大，意即會在原本的紅色、藍色、綠色子像素的亮度上補償更多的亮度值，使得輸出影像在經過多維影像投射裝置100投放至投射平面時，使用者在投射平面上不會看到影像亮度不均的情況，進而增加使用者體驗。
第3圖係顯示依據本發明一實施例中之多維影像校正方法的流程圖。
在步驟S302，影像處理電路110係接收一輸入影像。舉例來說，輸入影像可以一二維影像，其可從外部裝置接收，或是從多維影像投射裝置100中之記憶體單元120讀取。
在步驟S304，利用一感測器140偵測該多維影像投射裝置100相對於一投射平面之一感測資訊。
在步驟S306，影像處理電路110係依據該感測資訊(來自感測器140)對該輸入影像進行一線性轉換(linearity transformation)處理以及一第一影像反扭曲處理以產生一第一影像。舉例來說，影像處理電路110中之線性轉換電路111係對該輸入影像進行線性轉換處理以得到一線性轉換影像，且線性轉換電路111更對該線性轉換影像進行該第一影像反扭曲處理以得到該第一影像。需注意的是，第一影像反扭曲處理之基準 影像是該輸入影像。
在步驟S308，影像處理電路110係依據該感測資訊對該第一影像進行一矩陣轉換處理及一第二影像反扭曲處理以產生一第二影像。舉例來說，影像處理電路110中之反扭曲電路112係對該第一影像進行矩陣轉換處理以得到一調整影像，且反扭曲電路112更對該調整影像進行該第二影像反扭曲處理以得到該第一影像。需注意的是，第二影像反扭曲處理之基準影像是該第一影像。
在步驟S310，依據該第二影像以產生一輸出影像。舉例來說，影像處理電路110可對該第二影像套用一銳利度濾波器以得到該輸出影像。舉例來說，濾波電路113係可使用二維拉普拉斯濾波器以做為該銳利度濾波器，且在輸出影像中之影像邊緣之銳利度可以加強。在一些實施例中，步驟S306可省略，意即影像處理電路110可將第二影像做為該輸出影像。
在步驟S312，利用影像投射器150以投放該輸出影像。
綜上所述，本發明係提供一種多維影像投射裝置及其多維影像校正方法，其可進行多維度影像轉換(multi-dimensional image transform)，例如在基本三度空間(X軸、Y軸、Z軸之三個維度的水平/垂直轉換、旋轉轉換、及縮放轉換)、線性度轉換處理(即第四維度)、銳利度濾波處理(即第五維度)、以及適應性亮度平衡濾波處理(即第六維度)。需注意的是，本發明並不限於上述維度之影像轉換處理。
此外，因為影像投射器150之投射角度、旋轉角度 及位置之不同，會造成在投射平面上會看到不同的影像效果。本發明中之多維影像投射裝置及其多維影像校正方法可依據感測資訊將輸入影像進行影像校正處理，使得輸出影像在經過影像投射器150投放至投射平面時可以讓使用者看到未扭曲的影像。意即本發明中之多維影像投射裝置可任意擺放，且多維影像投射裝置均會進行自動影像校正。此外，本發明之多維影像投射裝置亦可加強影像邊緣之銳利度並平衡輸出影像之亮度，進而增進使用者體驗。
本發明之方法，或特定型態或其部份，可以以程式碼的型態包含於實體媒體，如軟碟、光碟片、硬碟、或是任何其他機器可讀取(如電腦可讀取)儲存媒體，其中，當程式碼被機器，如電腦載入且執行時，此機器變成用以參與本發明之裝置或系統。本發明之方法、系統與裝置也可以以程式碼型態透過一些傳送媒體，如電線或電纜、光纖、或是任何傳輸型態進行傳送，其中，當程式碼被機器，如電腦接收、載入且執行時，此機器變成用以參與本發明之裝置或系統。當在一般用途處理器實作時，程式碼結合處理器提供一操作類似於應用特定邏輯電路之獨特裝置。
本發明雖以較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明的範圍，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可做些許的更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

Claims (12)

  1. 一種多維影像投射裝置，包括：一影像投射器；以及一影像處理電路，用以接收一輸入影像，並依據該多維影像投射裝置相對於一投射平面之一感測資訊對該輸入影像進行一線性轉換處理以及一第一影像反扭曲處理以產生一第一影像；其中該影像處理電路更依據該感測資訊對該第一影像進行一矩陣轉換處理及一第二影像反扭曲處理以產生一第二影像，且依據該第二影像以產生一輸出影像；其中該影像投射器係投射該輸出影像至該投射平面。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之多維影像投射裝置，其中該影像處理電路對該輸入影像進行該線性轉換處理以產生一線性轉換影像，且該影像處理電路係對該線性轉換影像進行該第一影像反扭曲處理以產生該第一影像，其中該第一影像反扭曲處理之一基準影像為該輸入影像。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之多維影像投射裝置，其中該影像處理電路對該第一影像進行該矩陣轉換處理以產生一調整影像，且該影像處理電路係對該調整影像進行該第二影像反扭曲處理以產生該第二影像，其中該第二影像反扭曲處理之一基準影像為該第一影像。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之多維影像投射裝置，其中該影像處理電路依據該第二影像以產生該輸出影像係指對該第二影像套用一銳利度濾波器以產生該輸出影像。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之多維影像投射裝置，其中該銳利度濾波器為一二維拉普拉斯轉換(2D Laplace Transform)濾波器。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之多維影像投射裝置，其中在對第二影像套用該銳利度濾波器以產生一第三影像之後，該影像處理電路更對該第三影像套用一亮度平衡濾波器以產生該輸出影像。
  7. 一種多維影像校正方法，用於一多維影像投射裝置，其中該多維影像投射裝置包括：一影像投射器，該方法包括：接收一輸入影像；接收該多維影像投射裝置相對於一投射平面之一感測資訊；依據該感測資訊對該輸入影像進行一線性轉換處理以及一第一影像反扭曲處理以產生一第一影像；依據該感測資訊對該第一影像進行一矩陣轉換處理及一第二影像反扭曲處理以產生一第二影像；依據該第二影像以產生一輸出影像；以及利用該影像投射器以投放該輸出影像。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之多維影像校正方法，更包括：對該輸入影像進行該線性轉換處理後以產生一線性轉換影像；以及對該線性轉換影像進行該第一影像反扭曲處理以產生該第一影像，其中該第一影像反扭曲處理之一基準影像為該輸入影像。
  9. 如申請專利範圍第7項所述之多維影像校正方法，更包括：對該第一影像進行該矩陣轉換處理後係產生一調整影像；以及對該調整影像進行該第二影像反扭曲處理以產生該第二影像，其中該第二影像反扭曲處理之一基準影像為該第一影像。
  10. 如申請專利範圍第7項所述之多維影像校正方法，其中依據該第二影像以產生該輸出影像之步驟包括：對該第二影像套用一銳利度濾波器以產生該輸出影像。
  11. 如申請專利範圍第10項所述之多維影像校正方法，其中該銳利度濾波器為一二維拉普拉斯轉換(2D Laplace Transform)濾波器。
  12. 如申請專利範圍第11項所述之多維影像校正方法，更包括：在對第二影像套用該銳利度濾波器以產生一第三影像之後，對該第三影像套用一亮度平衡濾波器以產生該輸出影像。
TW106136696A 2017-10-25 2017-10-25 多維影像投射裝置及其多維影像校正方法 TWI682358B (zh)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
TW106136696A TWI682358B (zh) 2017-10-25 2017-10-25 多維影像投射裝置及其多維影像校正方法
US15/894,800 US10616542B2 (en) 2017-10-25 2018-02-12 Multi-dimensional image projection apparatus and multi-dimensional image calibration method thereof

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
TW106136696A TWI682358B (zh) 2017-10-25 2017-10-25 多維影像投射裝置及其多維影像校正方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW201917698A true TW201917698A (zh) 2019-05-01
TWI682358B TWI682358B (zh) 2020-01-11

Family

ID=66170752

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW106136696A TWI682358B (zh) 2017-10-25 2017-10-25 多維影像投射裝置及其多維影像校正方法

Country Status (2)

Country Link
US (1) US10616542B2 (zh)
TW (1) TWI682358B (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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
CN113920027B (zh) * 2021-10-15 2023-06-13 中国科学院光电技术研究所 一种基于双向投影的序列图像快速增强方法

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7567274B2 (en) * 2002-12-09 2009-07-28 Frank Edughom Ekpar Method and apparatus for creating interactive virtual tours
EP1784978B1 (de) * 2004-08-30 2010-11-10 Bauhaus-Universität Weimar Verfahren und vorrichtung zur darstellung eines digitalen bildes auf einer geometrisch und photometrisch nicht-trivialen oberfläche
KR100882011B1 (ko) 2007-07-29 2009-02-04 주식회사 나노포토닉스 회전 대칭형의 광각 렌즈를 이용하여 전방위 영상을 얻는 방법 및 장치
US8842222B2 (en) * 2010-04-18 2014-09-23 Imax Corporation Double stacked projection
GB2499635B (en) * 2012-02-23 2014-05-14 Canon Kk Image processing for projection on a projection screen
JP2014131257A (ja) * 2012-11-27 2014-07-10 Ricoh Co Ltd 画像補正システム、画像補正方法及びプログラム
US8923650B2 (en) * 2013-01-07 2014-12-30 Wexenergy Innovations Llc System and method of measuring distances related to an object
WO2014186473A1 (en) * 2013-05-14 2014-11-20 Reald Inc. System and method for brightness balancing for cinema presentation
TW201517963A (zh) 2013-11-13 2015-05-16 Univ Southern Taiwan Sci & Tec 環場虛擬射擊遊戲系統
CN108271410B (zh) * 2015-02-27 2021-06-01 布里格姆女子医院有限公司 成像系统以及使用所述成像系统的方法
TWI592020B (zh) * 2016-08-23 2017-07-11 國立臺灣科技大學 投影機的影像校正方法及影像校正系統

Also Published As

Publication number Publication date
US20190124308A1 (en) 2019-04-25
TWI682358B (zh) 2020-01-11
US10616542B2 (en) 2020-04-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9818377B2 (en) Projection system, image processing apparatus, and correction method
JP7372199B2 (ja) 投影システム、投影装置及びその表示画像の校正方法
JP5910157B2 (ja) 画像投射装置
US9348212B2 (en) Image projection system and image projection method
WO2022206527A1 (zh) 投影图像的校正方法及激光投影设备
JP2015097350A (ja) 画像処理装置およびマルチプロジェクションシステム
WO2019167455A1 (ja) 情報処理装置、情報処理装置の演算方法、プログラム
JP6794983B2 (ja) 情報処理装置、情報処理方法、プログラム、及び画像表示装置
JP2013025077A (ja) プロジェクター及びプロジェクターの制御方法
JP6702600B2 (ja) プロジェクター及びフォーカス調整方法
TWI682358B (zh) 多維影像投射裝置及其多維影像校正方法
KR20130043300A (ko) 프로젝터를 통해 투사되는 영상을 보정하기 위한 장치 및 방법
JP6550688B2 (ja) 投影装置
WO2018042582A1 (ja) 投射型映像表示装置および投射映像の調整方法
CN108718404B (zh) 影像校正方法及影像校正系统
JP2013192240A (ja) プロジェクター、プログラム、情報記憶媒体および台形歪み補正方法
US11218662B2 (en) Image processing device, image processing method, and projection system
US20190043162A1 (en) Information processing apparatus, projection apparatus, information processing method and non-transitory computer readable medium
CN108881872B (zh) 多维影像投射装置及其多维影像校正方法
JP2015192177A (ja) 画像処理装置、表示装置、及び、画像処理方法
TW202005363A (zh) 影像校正方法及影像校正系統
KR101580056B1 (ko) 영상 왜곡 보정 장치 및 그 방법
TWI695625B (zh) 畫面校正方法及投影機系統
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
TWM599940U (zh) 用於虛擬觸控之投影裝置