TWI611383B - 多影像輸出裝置校正系統及其校正方法 - Google Patents

多影像輸出裝置校正系統及其校正方法 Download PDF

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TWI611383B TW104106694A TW104106694A TWI611383B TW I611383 B TWI611383 B TW I611383B TW 104106694 A TW104106694 A TW 104106694A TW 104106694 A TW104106694 A TW 104106694A TW I611383 B TWI611383 B TW I611383B
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Abstract

本發明提供一種多影像輸出裝置校正系統及其校正方法。利用簡單的硬體設備及簡易的演算法即能對多螢幕拼接裝置的輸出畫面進行自動校正。

Description

多影像輸出裝置校正系統及其校正方法
本發明係有關一種多影像輸出裝置校正系統及其校正方法。具體來說，特別是一種關於多影像輸出裝置拼接的校正系統及其校正方法。
科技日新月異，隨著投影機以及顯示裝置漸漸朝向輕薄、大尺寸及超高解析度(例如4K2K)的方向發展，使得電視牆等應用愈來愈普及化且其架設方式也更多元(例如不規則排列或曲面拼接)。
然而，顯示裝置愈大、愈多以及更多元的架設方式也代表著顯示裝置的融合、去邊框等設定更為繁雜。
有鑑於此，本發明之一實施例在於提供一種多影像拼接校正方法，用於一多影像輸出裝置校正系統，該系統包含一校正系統，一控制裝置，以及耦接於該控制裝置且由複數個影像輸出裝置所產生的顯示區；該方法包含下列步驟：(S1)使該控制裝置將含有位置資訊的一校正圖像分成複數個校正圖像區塊輸出至該複數個影像輸出裝置，使該顯示區顯示一輸出圖像；(S2)該校正系統擷取該顯示區所顯示的輸出圖像；(S3)該校正系統對擷取的該輸出圖像以及該校正圖像進行一比對程序，產生一調整參 數用以對該輸出圖像進行調整；(S4)傳輸該調整參數給該控制裝置；以及(S5)該控制裝置根據該調整參數以對其中至少一校正圖像區塊進行一調整後再輸出給至少一影像輸出裝置。
本發明之另一實施例在於提供一種多影像拼接校正方法，用 於一多影像輸出裝置校正系統，該多影像輸出裝置校正系統包含一校正系統、一控制裝置及耦接於該控制裝置且由複數個影像輸出裝置所產生的一顯示區。該多影像拼接校正方法包含下列步驟：(A1)使該控制裝置將含有位置資訊的一校正圖像分成複數個校正圖像區塊輸出至該複數個影像輸出裝置，使該顯示區顯示一輸出圖像；(A2)該校正系統擷取該顯示區所顯示的輸出圖像；(A3)該校正系統對擷取的該輸出圖像以及該校正圖像進行一比對程序，產生一調整參數用以對該輸出圖像進行調整；(A4)傳輸該調整參數給該控制裝置；(A5)該控制裝置將該調整參數傳輸至其中之至少一影像輸出裝置；以及(A6)接收到調整參數之影像輸出裝置根據該調整參數以對相應的校正圖像區塊進行調整後再輸出。
本發明之另一實施例在於提供一種多影像拼接校正方法，用 於一多影像輸出裝置校正系統，該多影像輸出裝置校正系統包含一校正系統、一控制裝置及耦接於該控制裝置且由複數個影像輸出裝置所產生的一顯示區。該多影像拼接校正方法包含下列步驟：(B1)使該複數個影像輸出裝置分別耦接於一位置調整系統上；(B2)使該控制裝置將含有位置資訊的一校正圖像分成複數個校正圖像區塊輸出至該複數個影像輸出裝置，使該顯示區顯示一輸出圖像；(B3)該校正系統擷取該顯示區所顯示的輸出圖像；(B4)該校正系統對擷取的該輸出圖像以及該校正圖像進行一比對程 序，產生一調整參數用以對該輸出圖像進行調整；(B5)傳輸該調整參數給該位置調整系統；以及(B6)該位置調整系統根據該調整參數調整至少一影像輸出裝置的位置。
本發明之另一實施例在於提供一種多影像輸出裝置校正系 統，包含：複數個影像輸出裝置，用以產生一顯示區；一控制裝置，用以將含有位置資訊的一校正圖像分成複數個校正圖像區塊輸出至該複數個影像輸出裝置，使該顯示區顯示一輸出圖像；以及一校正系統，具有一影像擷取模組以及一處理模組，該影像擷取模組用以擷取該輸出圖像，該處理模組對擷取的該輸出圖像以及該校正圖像進行比對，產生一調整參數用以對該輸出圖像進行調整。
相較於先前技術，本發明之「多影像輸出裝置校正系統及其 校正方法」具有下列優點：(1)利用簡單的硬體設備及簡易的演算法即能自動校正多螢幕拼接裝置的畫面；(2)本發明可應用於包含多投影機及螢幕之顯示技術之場合；(3)本發明亦可同時應用於任意的螢幕排列，包含平面(全畫面設定)及曲面(部分畫面設定)。
1‧‧‧多影像輸出裝置校正系統
11‧‧‧顯示區
12‧‧‧控制裝置
13‧‧‧校正系統
131‧‧‧處理模組
132‧‧‧影像擷取模組
D1~D4‧‧‧影像輸出裝置
P‧‧‧位置資訊
C1‧‧‧校正圖像
C11~C12‧‧‧校正圖像區塊
圖1A係為本發明多影像輸出裝置校正系統之一實施例示意圖。
圖1B係為圖1A之實施例方塊圖。
圖2係為本發明之一實施例流程圖。
圖3A及圖3B係為本發明之一實施例示意圖。
圖3C係為圖3A之另一實施例示意圖。
圖4係為本發明之另一實施例示意圖。
圖5係為本發明之另一實施例示意圖。
圖6係為本發明之另一實施例示意圖。
圖7係為本發明之另一實施例示意圖。
圖8係為本發明之另一實施例流程圖。
圖9係為本發明之另一實施例流程圖。
以下將以圖式配合文字敘述揭露本發明的實施方式，為明確說明起見，許多實務上的細節將在以下敘述中一併說明。然而，應瞭解到，這些實務上的細節不應用以限制本發明。此外，為簡化圖式起見，一些習知的結構與元件在圖式中將以簡單示意的方式繪出。
本發明之一實施例提供一種多影像拼接校正方法，其係適用用於影像輸出系統。如圖1A及圖1B所示，影像輸出系統1包含校正系統13、控制裝置12，以及耦接於控制裝置12的複數個影像輸出裝置D1~D4，且複數個影像輸出裝置D1~D4拼接所呈現之畫面區域用以作為顯示區11。校正系統13內可以設置有處理模組131以及影像擷取模組132。
需說明的是，於本發明之實施例中，影像輸出裝置D1~D4係為顯示螢幕，於其他實施例中也可以是投影機。顯示區11代表由影像輸出裝置D1~D4所拼接而成的電視牆上可以顯示畫面的區域，於其他實施例中，也可以是由多個投影機所投射出來的畫面拼接而成的區域。校正系統13為一種手機，亦不以此為限。
請參閱圖2中的步驟，並請一併參考圖3A、圖3B及圖4之示 意圖。步驟(S1)：使該控制裝置將含有位置資訊的一校正圖像分成複數個校正圖像區塊輸出至該複數個影像輸出裝置，使該顯示區顯示一輸出圖像。 如圖3A所示，控制裝置會產生一種含有位置資訊P的校正圖像C1，於此實施例中，校正圖像C1係由控制裝置自行產生，但是於其他實施例中也可以由校正系統來產生再傳輸給控制裝置。
值得一提的是，所謂的位置資訊，可以視為是一種容易辨別 的圖像特徵。舉例來說，簡單的例子就是以圖樣顏色強度或亮度形成的一種週期波，如圖3A所示，可以是正弦波(頻率向右漸增)，但不以此為限，在其他實施例中也可以是方波、調幅訊號等。如圖3B所示，校正圖像C1是由亮度、顏色強度變化構成不同漸層條紋寬度的圖案特徵，條紋寬度愈往右愈細，即代表頻率愈來愈高。將帶有此位置資訊P的校正圖像C1分成複數個校正圖像區塊C11、C12輸出至複數個影像輸出裝置D1、D2(圖未示)，使得顯示區11顯示由校正圖像區塊C11、C12所組成的輸出圖像，使整個畫面充滿類似於此的圖案特徵。且由於校正圖像的圖案特徵在顯示區的每個地方都不相同，因此能夠易於被判讀。
於本實施例中，為簡單說明，部分圖案僅使用單一方向且單 色系的圖案特徵。然而，於其他實施例中，圖案特徵也可以是不同顏色、不同的相鄰條紋之間隔或相鄰條紋之間隔與條紋寬度之組合等等；其中，顏色可為強度或亮度變化，條紋可為連續波形或非連續波形，但不限於此。 舉例而言，如圖3C所示，校正圖像也可以是由沿X軸及Y軸方向交錯的圖案特徵所形成、也可以是由沿X軸、Y軸以及與X軸、Y軸夾45度角方向交錯的圖案特徵所形成，如此一來可以同時做不同方向的校正，也可提高校正的 精確度。
在此，需說明的是，在進行步驟(S2)之前，由於顯示輸出裝置的排列不一定是以常見的矩陣方式排列，也有可能是其他的排列方式。因此，我們可以先透過校正系統對顯示輸出裝置建立基準座標。例如，利用校正系統的感測器取得關於顯示區的第一位置配置資訊，於此實施例中，可以利用校正系統與顯示區的代表平面切齊，例如在螢幕某角落之平面切齊，此時校正系統內部的感測器，例如重力感測器及電子羅盤，會量測到一個位置資訊或是重力方向訊號。然而在其他實施例中，感測器也可以是加速度感測器、位置感測器、高度感測器或是方位感測器等，據此，所測得之訊號即為加速度訊號、位置訊號、高度訊號或方位訊號等。
步驟(S2)：該校正系統擷取該顯示區所顯示的輸出圖像。亦即，利用控制系統的影像擷取模組(例如利用手機的前鏡頭或後鏡頭)對顯示區的輸出圖像進行拍攝或拍照。於此同時，校正系統在擷取顯示區的輸出圖像當下，其本身會具有一個第二位置配置資訊，例如另一個位置資訊或另一個重力方向訊號。
接者，進行步驟(S3)：該校正系統對擷取的該輸出圖像以及該校正圖像進行一比對程序，產生一調整參數用以對該輸出圖像進行調整。亦即，校正系統根據先前測得的第一位置配置資訊與第二位置配置資訊，對所擷取的輸出圖像以及校正圖像進行比對，具體來說，校正系統可以透過簡單的演算法(例如傅立葉轉換，但不以此為限)來產生用以調整輸出圖像的調整參數(例如補償值)。
步驟(S4)：傳輸該調整參數給該控制裝置；以及步驟(S5)： 該控制裝置根據該調整參數以對其中至少一校正圖像區塊進行一調整後再輸出給對應的影像輸出裝置。舉例來說，如圖4所示，影像輸出裝置D1與D2的位置裝錯時，如此一來，顯示區所呈現的輸出圖像會產生錯誤，因為原始的校正圖像應該是頻率愈往右愈高，但由圖示來看卻剛好相反。此時，透過上述的擷取過程與比對程序，校正系統將產生的調整參數傳輸至控制裝置，控制裝置再根據調整參數對顯示輸出裝置D1及D2所應輸出的校正圖像區塊進行調整(例如對調)，從而可將正確的校正圖像區塊輸出至影像輸出裝置D1、D2。此時，即完成整個自動校正的過程。值得一提的是，本實施例中的控制裝置也可以經由無線基地台與校正系統進行通訊連接，但不以此限制。
在其他實施例中，如圖5所示，是影像輸出裝置D1裝反的情 形，同樣的，也可以透過上述的校正程序對影像輸出裝置D1進行校正而輸出正確的校正圖像區塊(例如旋轉180度)。
在其他實施例中，如圖6所示，是當影像輸出裝置有偏移時 的情形，同樣地，也可以透過上述的校正程序對影像輸出裝置D1或D2進行校正並輸出正確的校正圖像區塊(例如水平移動)。值得一提的是，本發明除了上述提到的調整方式，於其他實施例中，也可以對校正圖像區塊進行旋轉、水平翻轉、放大、縮小、梯形校正(例如用於投影機)或垂直移動。
如前述所提，本發明也可以應用在影像輸出裝置為不規則排 列時的狀況，例如圖7所示之情形，其校正程序如同前面實施例，故不在此贅述。
本發明之另一實施例，如圖8所示，步驟(A1)：使該控制裝 置將含有位置資訊的一校正圖像分成複數個校正圖像區塊輸出至該複數個影像輸出裝置，使該顯示區顯示一輸出圖像；步驟(A2)：該校正系統擷取該顯示區所顯示的輸出圖像；步驟(A3)：該校正系統對擷取的該輸出圖像以及該校正圖像進行一比對程序，產生一調整參數用以對該輸出圖像進行調整；步驟(A4)：傳輸該調整參數給該控制裝置；步驟(A5)：該控制裝置將該調整參數傳輸至其中之至少一影像輸出裝置；以及步驟(A6)：接收到調整參數之影像輸出裝置根據該調整參數以對相應的校正圖像區塊進行調整後再輸出。本實施例與前述實施例之差異在於，本實施例係控制裝置直接將調整參數傳至影像輸出裝置，而校正圖像區塊的調整亦由影像輸出裝置根據調整參數直接進行調整。其餘校正細節如同前述實施例作相對應變化，不另行贅述。
本發明之另一實施例，如圖9所示，步驟(B1)：使該複數個 影像輸出裝置分別耦接於一位置調整系統上；步驟(B2)：使該控制裝置將含有位置資訊的一校正圖像分成複數個校正圖像區塊輸出至該複數個影像輸出裝置，使該顯示區顯示一輸出圖像；步驟(B3)：該校正系統擷取該顯示區所顯示的輸出圖像；步驟(B4)：該校正系統對擷取的該輸出圖像以及該校正圖像進行一比對程序，產生一調整參數用以對該輸出圖像進行調整；步驟(B5)：傳輸該調整參數給該位置調整系統；以及步驟(B6)：該位置調整系統根據該調整參數調整至少一影像輸出裝置的位置。本實施例主要係將影像輸出裝置裝設在位置調整系統上，校正系統產生調整參數後，將調整參數傳輸至位置調整系統，位置調整系統再根據調整參數調整影像輸出裝置的位置，例如將影像輸出裝置對調、位移、旋轉等。其餘校正細節如同前述 實施例作相對應變化，亦不在此贅述。
相較於先前技術，本發明所揭露之「多影像輸出裝置校正系統及其校正方法」具有下列優點：(1)利用簡單的硬體設備及簡易的演算法即能自動校正多螢幕拼接裝置的畫面；(2)本發明可應用於包含多投影機及螢幕之顯示技術之場合；(3)本發明亦可同時應用於任意的螢幕排列，包含平面(全畫面設定)及曲面(部分畫面設定)。
藉由以上具體實施例之詳述，係希望能更加清楚描述本發明之特徵與精神，而並非以上述所揭露的較佳具體實施例來對本發明之範疇加以限制，任何熟知此技藝者，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可做各種更動與潤飾。因此，本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。
1‧‧‧多影像輸出裝置校正系統
11‧‧‧顯示區
12‧‧‧控制裝置
13‧‧‧校正系統
D1~D4‧‧‧影像輸出裝置

Claims (18)

  1. 一種多影像拼接校正方法，用於一多影像輸出裝置校正系統，該多影像輸出裝置校正系統包含一可攜式校正系統、一控制裝置及耦接於該控制裝置且由複數個影像輸出裝置所產生的一顯示區，該可攜式校正系統具有一影像擷取模組、一處理模組及至少一感測器，該多影像拼接校正方法包含下列步驟：使該控制裝置將含有位置資訊的一校正圖像分成複數個校正圖像區塊輸出至該複數個影像輸出裝置，使該顯示區顯示一輸出圖像；該可攜式校正系統先對該複數個影像輸出裝置所產生之該顯示區建立一基準座標並由該至少一感測器取得關於該顯示區之一第一位置配置資訊；當該影像擷取模組擷取該顯示區所顯示的該輸出圖像時，該至少一感測器取得關於該影像擷取模組之一第二位置配置資訊；以及該處理模組根據該第一位置配置資訊與該第二位置配置資訊對擷取的該輸出圖像以及該校正圖像進行一比對程序以產生一調整參數，該可攜式校正系統經由一無線基地台與該控制裝置進行通訊連接並將該調整參數無線傳輸至該控制裝置，以根據該調整參數對該輸出圖像進行調整；其中該校正圖像係由該控制裝置自行產生。
  2. 如請求項1所述之多影像拼接校正方法，其係更包含下列步驟：該控制裝置根據該調整參數以對其中至少一校正圖像區塊進行一調整後再輸出給至少一影像輸出裝置。
  3. 如請求項1所述之多影像拼接校正方法，其中該調整參數係作為旋轉該校正圖像區塊、水平或垂直翻轉該校正圖像區塊、放大或縮小該校正圖像區塊、改變至少一個校正圖像區塊輸出的影像輸出裝置、梯形校正該校正圖像區塊或者是水平或垂直移動該校正圖像區塊。
  4. 如請求項1所述之多影像拼接校正方法，其係更包含下列步驟：該控制裝置將該調整參數傳輸至其中之至少一影像輸出裝置；以及接收到調整參數之影像輸出裝置根據該調整參數以對相應的校正圖像區塊進行調整後再輸出。
  5. 如請求項1所述之多影像拼接校正方法，其係更包含下列步驟：使該複數個影像輸出裝置分別耦接於一位置調整系統上；傳輸該調整參數給該位置調整系統；以及該位置調整系統根據該調整參數調整至少一影像輸出裝置的位置。
  6. 如請求項1所述之多影像拼接校正方法，其中該複數個影像輸出裝置係以矩陣方式排列或不規則排列。
  7. 如請求項1所述之多影像拼接校正方法，其中取得關於該顯示區之該第一位置配置資訊更包含下列步驟：使該可攜式校正系統與該顯示區之代表平面對齊；以及使該至少一感測器量測一位置資訊或者是一重力方向訊號。
  8. 如請求項1所述之多影像拼接校正方法，其中該至少一感測器係為一重力感測器、一加速度感測器、一位置感測器、一高度感測器或者是一方位感測器。
  9. 如請求項1所述之多影像拼接校正方法，其中該校正圖像具有在至少一 方向上隨著位置而改變之一圖案特徵。
  10. 如請求項9所述之多影像拼接校正方法，其中該圖案特徵係為顏色、條紋寬度、相鄰條紋之間隔以及條紋寬度與相鄰條紋之間隔之組合其中之一。
  11. 一種多影像輸出裝置校正系統，包含：複數個影像輸出裝置，用以產生一顯示區；一控制裝置，用以將含有位置資訊的一校正圖像分成複數個校正圖像區塊輸出至該複數個影像輸出裝置，使該顯示區顯示一輸出圖像；以及一可攜式校正系統，具有一影像擷取模組、一處理模組及至少一感測器，該可攜式校正系統係先對該複數個影像輸出裝置所產生之該顯示區建立一基準座標並由該至少一感測器取得關於該顯示區之一第一位置配置資訊，當該影像擷取模組擷取該顯示區所顯示的該輸出圖像時，該至少一感測器取得關於該影像擷取模組之一第二位置配置資訊，該處理模組根據該第一位置配置資訊與該第二位置配置資訊對擷取的該輸出圖像以及該校正圖像進行比對以產生一調整參數，該可攜式校正系統經由一無線基地台與該控制裝置進行通訊連接並將該調整參數無線傳輸至該控制裝置，以根據該調整參數對該輸出圖像進行調整；其中該校正圖像係由該控制裝置自行產生。
  12. 如請求項11所述之多影像輸出裝置校正系統，其中該控制裝置接收該調整參數並且根據該調整參數對其中至少一校正圖像區塊進行旋轉、水平或垂直翻轉、放大或縮小、水平或垂直移動、梯形調整或者是改變 至少一個圖像校正區塊所輸出的影像輸出裝置。
  13. 如請求項11所述之多影像輸出裝置校正系統，其中該控制裝置接收該調整參數並且將該調整參數傳輸給至少一影像輸出裝置，該影像輸出裝置根據該調整參數對相應的校正圖像區塊進行旋轉、水平或垂直翻轉、放大或縮小、水平或垂直移動、或者是梯形調整。
  14. 如請求項11所述之多影像輸出裝置校正系統，其係更包含一位置調整系統與該複數個影像輸出裝置耦接，該位置調整系統根據該調整參數控制至少一影像輸出裝置的位置。
  15. 如請求項11所述之多影像輸出裝置校正系統，其中關於該顯示區之該第一位置配置資訊為該顯示區之一代表平面之至少一方位訊號、位置訊號、高度訊號或者是重力訊號，關於該影像擷取模組之該第二位置配置資訊為至少一方位訊號、位置訊號、高度訊號。
  16. 如請求項11所述之多影像輸出裝置校正系統，其中該至少一感測器係為一重力感測器、一加速度感測器、一位置感測器、一高度感測器或者是一方位感測器。
  17. 如請求項11所述之多影像輸出裝置校正系統，其中該校正圖像具有在至少一方向上隨著位置而改變之一圖案特徵。
  18. 如請求項17所述之多影像輸出裝置校正系統，其中該圖案特徵係為顏色、條紋寬度、相鄰條紋之間隔以及條紋寬度與相鄰條紋之間隔之組合其中之一。
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