TWI477881B - 投影儀及其梯形失真校正方法 - Google Patents

Description

投影儀及其梯形失真校正方法

本發明涉及一種光學設備及其圖像失真校正方法，尤其係關於一種投影儀及其梯形失真校正方法。

當使用投影儀將圖像畫面投射到投影區域(例如螢幕或牆面)上顯示時，往往由於投影儀與投影區域之相對位置關係使得顯示於投影區域上之圖像畫面產生梯形失真。通常，使用者藉由手動調節投影儀與投影區域之相對位置來校正梯形失真，例如藉由操作投影儀上之按鍵進行梯形失真校正，或者使用遙控器遠端遙控完成梯形失真校正。這種手動操作按鍵校正梯形失真之方式相對不方便，而且不能保證完全消除梯形失真現象，從而無法能獲得最佳之畫面投影效果。

鑒於以上內容，有必要提供一種投影儀及其梯形失真校正方法，能夠對投影儀於畫面投影過程中產生之梯形失真進行自動校正，以便獲得最佳畫面之投影效果。

所述之投影儀包括投射鏡頭、驅動單元、儲存單元、攝像單元及梯形校正單元。該梯形校正單元包括：初始化模組，用於從儲存單元內讀取一幅內白外黑之正方形圖片，及控制投射鏡頭於所述 投射區域內投射該內白外黑之正方形圖片；行校正模組，用於控制投射鏡頭於每一梯形行校正等級下向投射區域投射正方形圖片，藉由攝像單元於每一梯形行校正等級下從投射區域內攝取影像，及藉由比較每一幅影像之每一行白色圖元點之開始位置來對梯形失真進行梯形行校正；列校正模組，用於控制投射鏡頭於每一梯形列校正等級下向投射區域投射正方形圖片，藉由攝像單元於每一梯形列校正等級下從投射區域內攝取影像，及藉由比較每一幅影像之每一列白色圖元點之開始位置來對梯形失真進行梯形列校正。

所述之投影儀的梯形校正方法包括步驟：從儲存單元內讀取一幅內白外黑之正方形圖片，並控制投射鏡頭於使用者選定之投射區域內投射該內白外黑之正方形圖片；控制投射鏡頭於每一梯形行校正等級下向投射區域投射正方形圖片；藉由攝像單元於每一梯形行校正等級下從投射區域內攝取影像；藉由比較每一幅影像之每一行白色圖元點之開始位置來對梯形失真進行梯形行校正；控制投射鏡頭於每一梯形列校正等級下向投射區域投射正方形圖片；藉由攝像單元於每一梯形列校正等級下從投射區域內攝取影像；藉由比較每一幅影像之每一列白色圖元點之開始位置來對梯形失真進行梯形列校正。

相較於習知技術，本發明所述之投影儀及其梯形失真校正方法能夠對投影儀於畫面投影過程中產生之梯形失真進行自動校正，以便獲得最佳畫面之投影效果。

100‧‧‧投影儀

1‧‧‧梯形校正單元

11‧‧‧初始化模組

12‧‧‧行校正模組

13‧‧‧列校正模組

2‧‧‧投射鏡頭

3‧‧‧驅動單元

4‧‧‧攝像單元

5‧‧‧儲存單元

6‧‧‧微處理器

圖1係本發明投影儀較佳實施例之架構圖。

圖2係為投影儀於投影區域上之投射畫面時產生梯形失真之示意圖。

圖3係本發明投影儀的梯形失真校正之梯形行校正方法較佳實施例之流程圖。

圖4係本發明投影儀的梯形失真校正之梯形列校正方法較佳實施例之流程圖。

如圖1所示，係本發明投影儀100較佳實施例之架構圖。於本實施例中，該投影儀100包括梯形校正單元1、投射鏡頭2、驅動單元3、攝像單元4、儲存單元5及微處理器6。當投影儀100藉由投射鏡頭2投射圖像畫面(例如圖2A所示之正方形圖片)到投影區域(例如螢幕或牆面)上時，往往由於投影儀100與投影區域之相對位置關係使得顯示於投影區域上之圖像畫面會產生梯形失真(例如圖2B所示之梯形圖片)。所述之梯形校正單元1用於對投射鏡頭2於畫面投影過程中產生之梯形失真進行自動校正，例如將圖2B所示之梯形圖片校正還原為2A所示之正方形圖片，以便獲得最佳畫面之投影效果。

所述之投射鏡頭2是指一種具有校正梯形失真功能之光學控制鏡頭，能夠對梯形失真圖像(例如圖2B所示之梯形圖片)進行梯形失真校正，其包括梯形行校正及梯形列校正。於本實施例中，投射鏡頭2之梯形行校正及列校正均包括-10至+10共20個校正等級，例如-10至-9為第一等級、-9至-8為第二等級、….、9至10為第二十等級。其中，最小校正等級為第一等級，最大校正等級為第二十等級。

所述之驅動單元3為一種驅動馬達，其用於控制投射鏡頭2於校正梯形等級範圍內移動來調節投射鏡頭2之梯形校正等級，從而自動對投射鏡頭2投射於投影區域內圖像畫面產生之梯形失真進行校正。

所述之攝像單元4為一種具有攝像功能之攝像裝置，例如攝像頭。該攝像單元4用於從投射區域內之投影畫面攝取影像，並將該影像發送給梯形校正單元1進行梯形失真校正。

所述之儲存單元5為一種內部快閃記憶體(Flash Memory)或者為外部儲存卡。該儲存單元5用於儲存所需投射於投影區域內之固定形状图像，其包括但不限於，正方形圖片、矩形圖片、菱形圖片或圆形图片。於本實施例中，以正方形圖片为例进行说明，該正方形圖片係為一幅內白外黑，例如圖2A所示之正方形圖片。

所述之梯形校正單元1包括初始化模組11、行校正模組12及列校正模組13。本發明所稱之模組可為由多個電子元器件構成之硬體電路，也可為由一系列計算指令組成之電腦程式程式段。於本實施例中，所述之模組是一種能夠被微處理器6所執行並且能夠完成固定功能之電腦程式段，其儲存於所述之儲存單元5中。

所述之初始化模組11用於當投影儀100加電開機時，藉由驅動單元3啟動投射鏡頭2將梯形行校正等級移動至最小行校正等級，或者將梯形列校正等級移動至最小列校正等級之位置，例如行校正等級[-10至-9]處，或者列校正等級[-10至-9]處。該初始化模組11還用於從儲存單元5內讀取一幅內白外黑之正方形圖片，及控制投射鏡頭2於使用者選定之投射區域內投射該正方形圖片。

所述之行校正模組12用於控制投射鏡頭2於每一梯形行校正等級下向投射區域內投射正方形圖片，藉由攝像單元4於每一梯形行校正等級下從投射區域內攝取影像，及藉由比較每一幅影像之每一行白色圖元點之開始位置來對梯形失真進行梯形行校正。於本實施例中，所述之影像均是由黑色圖元點和白色圖元點組成之內白外黑影像，其中黑色圖元點之RGB值0-50，白色圖元點之RGB值50-255。於正常室內光線下，當黑色圖元點之RGB值高於50時，人眼就不宜分辨出影像之黑色圖元點，此時圖元點之RGB值就認為是白色圖元點之開始位置，例如圖2B所示之P1、P2、P3、…Pn點。其具體之梯形行校正方法，請參照圖3所示說明。

所述之列校正模組13用於控制投射鏡頭2於每一梯形列校正等級下向投射區域內投射正方形圖片，藉由攝像單元4於每一梯形列校正等級下從投射區域內攝取影像，及藉由比較每一幅影像之每一列白色圖元點之開始位置來對梯形失真進行梯形列校正。其具體之梯形列校正方法，請參照圖4所示說明。

如圖3所示，係本發明投影儀梯形失真之梯形行校正方法較佳實施例之流程圖。於本實施例中，該梯形行校正方法能夠自動對投射鏡頭2於畫面投影過程中產生之梯形失真進行梯形行校正。

步驟S30，初始化模組11從儲存單元5內讀取一幅內白外黑之正方形圖片(例如圖2A所示之正方形圖片)，並藉由投射鏡頭2於使用者選定之投射區域內投射該內白外黑之正方形圖片，此時投射鏡頭2投射出之正方形圖片會產生梯形失真，例如圖2B所示之梯形圖片。

步驟S31，初始化模組11藉由驅動單元3驅動投射鏡頭2將梯形行 校正等級移動至最小行校正等級，例如行校正等級[-10至-9]處。

步驟S32，行校正模組12藉由攝像單元4從投射區域攝取第一影像，並將該第一影像之每一行白色圖元點之開始位置(即，第一影像之每一行首先出現白色圖元點之RGB值，例如圖2B所示之P1、P2、P3、…Pn點之RGB值)放入第一行陣列。

步驟S33，行校正模組12於第一行陣列中找出白色圖元點之開始位置最大值與最小值，並將最大值減去最小值計算出該最大值與最小值之第一差值。

步驟S34，行校正模組12控制驅動單元3驅動投射鏡頭2將梯形行校正等級增加一個行校正等級，例如將梯形行校正等級移動至行校正等級[-9至-8]處。

步驟S35，行校正模組12藉由攝像單元4從投射區域內攝取第二影像(即，第二影像之每一行首先出現白色圖元點之RGB值，例如圖2B所示之P1、P2、P3、…Pn點之RGB值)，並將該第二影像每一行白色圖元點之開始位置放入第二行陣列。

步驟S36，行校正模組12於第二行陣列中找出白色圖元點之開始位置最大值與最小值，並將最大值減去最小值計算出該最大值與最小值之第二差值。

步驟S37，行校正模組12判斷第二差值是否大於第一差值。若第二差值大於第一差值，步驟S38，行校正模組12將第二差值作為第一差值儲存於儲存單元5中，而後執行步驟S34。若第二差值小於第一差值，步驟S39，行校正模組12控制驅動單元3驅動投射鏡 頭2將梯形行校正等級回退一個行校正等級，並將此時之行校正等級作為最佳行校正等級。

如圖4所示，係本發明投影儀梯形失真之梯形列校正方法較佳實施例之流程圖。於本實施例中，該梯形列校正方法能夠自動對投射鏡頭2於畫面投影過程中產生之梯形失真進行梯形列校正。

步驟S40，初始化模組11從儲存單元5內讀取一幅內白外黑之正方形圖片(例如圖2A所示之正方形圖片)，並藉由投射鏡頭2於使用者選定之投射區域內投射該內白外黑之正方形圖片，此時投射鏡頭2投射出之正方形圖片會產生梯形失真，例如圖2B所示之梯形圖片。

步驟S41，初始化模組11藉由驅動單元3驅動投射鏡頭2將梯形列校正等級移動至最小列校正等級，例如列校正等級[-10至-9]處。

步驟S42，列校正模組13藉由攝像單元4從投射區域內攝取第一影像，並將該第一影像之每一列白色圖元點之開始位置(即，第二影像之每一行首先出現白色圖元點之RGB值，例如圖2B所示之L1、L2、L3、…Ln點之RGB值)放入第一列陣列。步驟S43，列校正模組13於第一列陣列中找出白色圖元點之開始位置最大值與最小值，並將最大值減去最小值計算出該最大值與最小值之第一差值。

步驟S44，列校正模組13控制驅動單元3驅動投射鏡頭2將梯形列校正等級增加一個列校正等級，例如將梯形列校正等級移動至列校正等級[-9至-8]處。步驟S45，列校正模組13藉由攝像單元4從 投射區域內攝取第二影像，並將該第二影像每一列白色圖元點之開始位置(即，第二影像之每一行首先出現白色圖元點之RGB值，例如圖2B所示之L1、L2、L3、…Ln點之RGB值)放入第二列陣列。步驟S46，列校正模組13於第二列陣列中找出白色圖元點之開始位置最大值與最小值，並將最大值減去最小值計算出該最大值與最小值之第二差值。

步驟S47，列校正模組13判斷第二差值是否大於第一差值。若第二差值大於第一差值，步驟S48，列校正模組13將第二差值作為第一差值儲存於儲存單元5中，而後執行步驟S44。若第二差值小於第一差值，步驟S49，列校正模組13控制驅動單元3驅動投射鏡頭2將梯形列校正等級回退一個列校正等級，並將此時之列校正等級作為最佳列校正等級。

以上所述僅為本發明之較佳實施例而已，且已達廣泛之使用功效，凡其他未脫離本發明所揭示之精神下所完成之均等變化或修飾，均應包含於下述申請專利範圍內。

100‧‧‧投影儀

1‧‧‧梯形校正單元

11‧‧‧初始化模組

12‧‧‧行校正模組

13‧‧‧列校正模組

2‧‧‧投射鏡頭

3‧‧‧驅動單元

4‧‧‧攝像單元

5‧‧‧儲存單元

6‧‧‧微處理器

Claims (9)

1. 一種具有梯形校正功能之投影儀，該投影儀包括：投射鏡頭、驅動單元及儲存單元；攝像單元，用於從使用者選定之投射區域內攝取影像；梯形校正單元，該梯形校正單元包括：初始化模組，用於從儲存單元內讀取一幅內白外黑之正方形圖片，及控制投射鏡頭於所述投射區域內投射該內白外黑之正方形圖片；行校正模組，用於控制投射鏡頭於每一梯形行校正等級下向投射區域投射所述之正方形圖片，藉由攝像單元於每一梯形行校正等級下從投射區域內攝取影像，及藉由比較每一幅影像之每一行白色圖元點之開始位置來對梯形失真進行梯形行校正；及列校正模組，用於控制投射鏡頭於每一梯形列校正等級下向投射區域投射正方形圖片，藉由攝像單元於每一梯形列校正等級下從投射區域內攝取影像，及藉由比較每一幅影像之每一列白色圖元點之開始位置來對梯形失真進行梯形列校正。
2. 如申請專利範圍第1項所述之投影儀，其中，所述之梯形行校正等級和梯形列校正等級分別包括-10至+10共20個校正等級。
3. 如申請專利範圍第1項所述之投影儀，其中，所述之初始化模組還用於當投影儀加電開機時，藉由驅動單元啟動投射鏡頭將梯形行校正等級移動至最小行校正等級處，或者將梯形列校正等級移動至最小列校正等級處。
4. 如申請專利範圍第3項所述之投影儀，其中，所述之行校正模組對梯形失真進行梯形行校正之步驟包括： (a1)當投射鏡頭之梯形行校正等級處於最小行校正等級時，藉由攝像單元從投射區域內攝取第一影像，並將該第一影像之每一行白色圖元點之開始位置放入第一行陣列；(a2)於第一行陣列中找出白色圖元點之開始位置最大值與最小值，並將最大值減去最小值計算出該最大值與最小值之第一差值；(a3)控制驅動單元驅動投射鏡頭將梯形行校正等級增加一個等級；(a4)藉由攝像單元從投射區域內攝取第二影像，並將該第二影像每一行白色圖元點之開始位置放入第二行陣列；(a5)於第二行陣列中找出白色圖元點之開始位置最大值與最小值，並將最大值減去最小值計算出該最大值與最小值之第二差值；(a6)判斷第二差值是否大於第一差值，若第二差值大於第一差值，將第二差值作為第一差值並執行步驟(a3)，若第二差值小於第一差值，控制驅動單元驅動投射鏡頭將梯形行校正等級回退一個等級，並將此時之行校正等級作為最佳行校正等級。
5. 如申請專利範圍第3項所述之投影儀，其中，所述之列校正模組對梯形失真進行梯形列校正之步驟包括：(b1)當投射鏡頭之梯形列校正等級處於最小列校正等級時，藉由攝像單元從投射區域內攝取第一影像，並將該第一影像之每一列白色圖元點之開始位置放入第一列陣列；(b2)於第一列陣列中找出白色圖元點之開始位置最大值與最小值，並將最大值減去最小值計算出該最大值與最小值之第一差值；(b3)控制驅動單元驅動投射鏡頭將梯形列校正等級增加一個等級；(b4)藉由攝像單元從投射區域內攝取第二影像，並將該第二影像每一列白色圖元點之開始位置放入第二列陣列；(b5)於第二列陣列中找出白色圖元點之開始位置最大值與最小值，並 將最大值減去最小值計算出該最大值與最小值之第二差值；(b6)判斷第二差值是否大於第一差值，若第二差值大於第一差值，將第二差值作為第一差值並執行步驟(b3)，若第二差值小於第一差值，控制驅動單元驅動投射鏡頭將梯形列校正等級回退一個等級，並將此時之列校正等級作為最佳列校正等級。
6. 一種投影儀的梯形校正方法，該投影儀包括投射鏡頭、驅動單元及儲存單元，該方法包括步驟：從儲存單元內讀取一幅內白外黑之正方形圖片，及控制投射鏡頭於使用者選定之投射區域內投射該內白外黑之正方形圖片；控制投射鏡頭於每一梯形行校正等級下向投射區域投射正方形圖片；藉由攝像單元於每一梯形行校正等級下從投射區域內攝取影像；藉由比較每一幅影像之每一行白色圖元點之開始位置來對梯形失真進行梯形行校正；控制投射鏡頭於每一梯形列校正等級下向投射區域投射正方形圖片；藉由攝像單元於每一梯形列校正等級下從投射區域內攝取影像；藉由比較每一幅影像之每一列白色圖元點之開始位置來對梯形失真進行梯形列校正。
7. 如申請專利範圍第6項所述之投影儀的梯形校正方法，其中，所述之梯形行校正等級和梯形列校正等級分別包括-10至+10共20個校正等級。
8. 如申請專利範圍第6項所述之投影儀的梯形校正方法，其中，所述之對梯形失真進行梯形行校正之步驟包括：(a1)當投射鏡頭之梯形行校正等級處於最小行校正等級時，藉由攝像單元從投射區域內攝取第一影像，並將該第一影像之每一行白色圖元點之開始位置放入第一行陣列；(a2)於第一行陣列中找出白色圖元點之開始位置最大值與最小值，並 計算該最大值與最小值之第一差值；(a3)控制驅動單元驅動投射鏡頭將梯形行校正等級增加一個等級；(a4)藉由攝像單元從投射區域內攝取第二影像，並將該第二影像每一行白色圖元點之開始位置放入第二行陣列；(a5)於第二行陣列中找出白色圖元點之開始位置最大值與最小值，並將最大值減去最小值計算出該最大值與最小值之第二差值；(a6)判斷第二差值是否大於第一差值，若第二差值大於第一差值，將第二差值作為第一差值並執行步驟(a3)，若第二差值小於第一差值，控制驅動單元驅動投射鏡頭將梯形行校正等級回退一個等級，並將此時之行校正等級作為最佳行校正等級。
9. 如申請專利範圍第6項所述之投影儀的梯形校正方法，其中，所述之對梯形失真進行梯形列校正之步驟包括：(b1)當投射鏡頭之梯形列校正等級處於最小列校正等級時，藉由攝像單元從投射區域內攝取第一影像，並將該第一影像之每一列白色圖元點之開始位置放入第一列陣列；(b2)於第一列陣列中找出白色圖元點之開始位置最大值與最小值，並計算該最大值與最小值之第一差值；(b3)控制驅動單元驅動投射鏡頭將梯形列校正等級增加一個等級；(b4)藉由攝像單元從投射區域內攝取第二影像，並將該第二影像每一列白色圖元點之開始位置放入第二列陣列；(b5)於第二列陣列中找出白色圖元點之開始位置最大值與最小值，並將最大值減去最小值計算出該最大值與最小值之第二差值；(b6)判斷第二差值是否大於第一差值，若第二差值大於第一差值，將第二差值作為第一差值並執行步驟(b3)，若第二差值小於第一差值，控制驅動單元驅動投射鏡頭將梯形列校正等級回退一個等級，並將此時 之列校正等級作為最佳列校正等級。