TWI637230B

TWI637230B - 投影系統以及顯示影像的校正方法

Info

Publication number: TWI637230B
Application number: TW106121563A
Authority: TW
Inventors: 陳勇志; 鄭喆夫; 于思耘; 許書豪
Original assignee: 中強光電股份有限公司
Priority date: 2017-06-21
Filing date: 2017-06-28
Publication date: 2018-10-01
Also published as: US20180376117A1; US10440338B2; EP3419285A1; CN109104596A; JP2019008286A; EP3419285B1; CN109104596B; TW201905573A

Abstract

投影系統以及顯示影像的校正方法。顯示影像的校正方法包括：設定具有多個識別圖案的校正影像，並建立識別圖案的第一座標資訊；使投影裝置投射校正影像在顯示屏幕上；針對校正影像以及顯示屏幕進行影像擷取動作以獲得擷取影像；計算擷取影像中的識別圖案的第二座標資訊，依據第一座標資訊以及第二座標資訊以計算出座標轉換資訊；依據擷取影像中顯示屏幕的多個邊界座標值以及座標轉換資訊，計算出顯示屏幕的邊界資訊，使投影裝置依據邊界資訊將投射影像的尺寸對應顯示屏幕進行調整。

Description

投影系統以及顯示影像的校正方法

本發明是有關於一種投影系統及其顯示影像的校正方法，且特別是有關於一種投影系統對應顯示屏幕進行顯示影像的校正方法。

在投影系統中，做為顯示屏幕的投影布幕是擁有特殊材質的表面結構，可以使投影出來的畫片可具有較佳的對比度以及飽和度，並提供較佳的顯示品質。以下請參照圖1繪示的習知的投影系統的投影狀態的示意圖。在習知的技術領域中，投影機110投射出來的顯示影像130未必能完整的被顯示在顯示屏幕120上。如圖1的繪示，顯示影像130的尺寸大於顯示屏幕120的尺寸，且顯示影像130的外圍區域有一大部分顯示在顯示屏幕120以外，並使顯示影像130的顯示品質降低。

在習知的技術領域中，如欲使顯示影像130完整的且對應的被顯示在顯示屏幕120上，則需要使用者透過手動的方式來進行投影機110的至少四種方向的調整動作方能達成，分別為調整所投射的顯示影像130的畫面大小；調整顯示影像130的畫面上下平衡性；調整顯示影像130的畫面左右平衡性；以及顯示影像130的畫面水平性的調整。也就是說，習知技術需要花費大量的時間方能使顯示影像130可完整的顯示在顯示屏幕120上且使顯示影像130的尺寸實質上等於顯示屏幕120的尺寸以提供較佳的畫質。

本“先前技術”段落只是用來幫助了解本發明內容，因此在“先前技術”段落所揭露的內容可能包含一些沒有構成所屬技術領域中具有通常知識者所知道的習知技術。在“先前技術”段落所揭露的內容，不代表該內容或者本發明一個或多個實施例所要解決的問題，在本發明申請前已被所屬技術領域中具有通常知識者所知曉或認知。

本發明提供一種投影系統以及其顯示影像的校正方法，可依據顯示屏幕的尺寸進行顯示影像的調整動作。

本發明的其他目的和優點可以從本發明所揭露的技術特徵中得到進一步的了解。

為達上述之一或部份或全部目的或是其他目的，本發明的一實施例提出的顯示影像的校正方法包括：設定具有N個識別圖案的校正影像，並建立識別圖案的一第一座標資訊，其中N為大於3的正整數；使投影裝置投射校正影像在顯示屏幕上；針對校正影像以及顯示屏幕進行影像擷取動作以獲得擷取影像；計算擷取影像中的識別圖案的第二座標資訊，依據第一座標資訊以及第二座標資訊以計算出座標轉換資訊；依據擷取影像中顯示屏幕的多個邊界座標值以及座標轉換資訊，計算出顯示屏幕的邊界資訊，使投影裝置依據邊界資訊將投射影像的尺寸對應顯示屏幕進行調整。

在本發明的一實施例中，上述的建立識別圖案的第一座標資訊的步驟包括：依據校正影像以建立第一座標系統，並計算出識別圖案的幾何中心在第一座標系統的第一座標資訊。

在本發明的一實施例中，上述的計算擷取影像中的識別圖案的第二座標資訊包括：依據擷取影像以建立第二座標系統，並計算出擷取影像中的識別圖案的幾何中心在第二座標系統的第二座標資訊。

在本發明的一實施例中，上述的依據擷取影像中顯示屏幕的邊界座標值以及座標轉換資訊計算出顯示屏幕的邊界資訊的步驟包括：計算擷取影像中，顯示屏幕的多個邊角在第二座標系統的邊界座標值；以及，依據座標轉換資訊轉換邊界座標值以獲得顯示屏幕的邊角在第一座標系統的多個轉換座標值，並獲得對應的邊界資訊。

在本發明的一實施例中，上述的使投影裝置依據邊界資訊對投射影像的尺寸對應顯示屏幕進行調整的步驟包括：依據轉換座標值來對投射影像的影像資料的原始尺寸進行縮小或放大動作，以獲得調整後影像資料；以及，依據調整後影像資料進行投影動作。

在本發明的一實施例中，上述的投射校正影像在該顯示屏幕上的步驟包括：使識別圖案顯示在顯示屏幕內。

在本發明的一實施例中，上述的識別圖案分別依據校正影像的多個角落區域進行設置。

在本發明的一實施例中，上述的設定校正影像的步驟更包括：區分校正影像為多個子校正影像；以及，分別在子校正影像的多個角落區域設置識別圖案。

為達上述之一或部份或全部目的或是其他目的，本發明的一實施例提出投影系統包括：投影裝置、攝像裝置以及控制器。投影裝置投射校正影像在顯示屏幕上。攝像裝置耦接投影裝置，針對校正影像以及顯示屏幕進行影像擷取動作以獲得擷取影像。控制器耦接投影裝置以及該攝像裝置，用以：計算擷取影像中的識別圖案的第二座標資訊，依據第一座標資訊以及第二座標資訊以計算出座標轉換資訊；以及，依據邊界資訊將從投影裝置投射出的投射影像的尺寸對應顯示屏幕進行調整。

基於上述，本發明的實施例至少具有以下其中一個優點或功效，其中，本發明建立具有N個識別圖案的校正影像，並使識別圖案投射至顯示屏幕上。透過擷取顯示屏幕上的識別圖案，再依據識別圖案的原始座標資訊以及擷取影像中的識別圖案的座標資訊，建立出座標轉換資訊。如此一來，透過座標轉換資訊，可依據及擷取影像中的顯示屏幕的邊界的位置，來計算出投射影像與實際顯示屏幕的邊界的位置關係。進而，可針對投射影像的尺寸對應顯示屏幕進行調整，快速且自動的使投射影像與顯示屏幕的邊緣對齊，提供較佳品質的投射影像。

為讓本發明的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。

有關本發明之前述及其他技術內容、特點與功效，在以下配合參考圖式之一較佳實施例的詳細說明中，將可清楚的呈現。以下實施例中所提到的方向用語，例如：上、下、左、右、前或後等，僅是參考附加圖式的方向。因此，使用的方向用語是用來說明並非用來限制本發明。

請參照圖2，圖2繪示本發明一實施例的顯示影像的校正方法的流程圖。圖2的顯示影像的校正方法適用於一投影系統。其中，投影系統可包括投影裝置及顯示屏幕，在後面說明書內容中有詳細的描述。顯示影像的校正方法包括：在步驟S210中，設定一校正影像，此校正影像具有N個以上的識別圖案，其中N大於3，並且，建立識別圖案在第一座標系統中的第一座標資訊。其中，識別圖案可為幾何圖形並可依據校正影像的多個角落區域來進行設置。而第一座標資訊可以是識別圖案的幾何中心在第一座標系統的座標值；另一實施例中識別圖案為可連接成一矩形的四個線條，而第一座標資訊為兩兩相鄰之線條的連接點的座標值。其中，此步驟S210為預先建立識別圖案在第一座標系統的第一座標資訊的步驟，在下面內容中加以詳細描述。

在另一方面，相對於識別圖案，校正影像可另具有背景圖案，且識別圖案相對於背景圖案具有相對高的對比度。

接著，步驟S220使投影裝置將步驟S210中設定的校正影像投射至顯示屏幕上。其中，識別圖案可全部被投射至顯示屏幕上或是識別圖案部分或全部被投射至顯示屏幕之外，即識別圖案可被投射至架設顯示屏幕的屏縣(或牆面)，但本發明不以此為限。並且，步驟S230針對校正影像以及顯示屏幕進行影像擷取動作，並獲得擷取影像，即擷取影像中可包含架設顯示屏幕的平面(或牆面)，用以將全部識別圖案涵蓋至擷取影像中。步驟S240則計算擷取影像中的識別圖案，在第二座標系統中的第二座標資訊，並依據不同座標系統中的第一座標資訊以及第二座標資訊以計算出座標轉換資訊。在此，座標轉換資訊可以是一個轉換函數，此轉換函數以矩陣的方式來表示第一座標系統與第二座標系統之間的關係。

步驟S250則依據擷取影像中顯示屏幕的多個邊界座標值以及步驟S240產生的座標轉換資訊，來計算出顯示屏幕的邊界資訊。其中，可依據擷取影像來計算出擷取影像中顯示屏幕的多個邊角的座標值，並依據座標轉換資訊來產生在第一座標系統中的顯示屏幕的多個邊角的座標值。如此一來，便可獲得顯示屏幕的在第一座標系統中的邊界資訊。

承續步驟S250，在獲知顯示屏幕在第一座標系統中的邊界資訊的條件下，步驟S260可使投影裝置依據步驟S250所獲得的邊界資訊將所要進行投射的一投射影像的尺寸，對應顯示屏幕進行調整，以產生與顯示屏幕的邊界對齊的投射影像。

關於本實施例的各步驟的實施細節，在此請參照圖3A以及圖3B。其中，圖3A以及圖3B繪示本發明實施例的具有不同識別圖案的校正影像的示意圖。如圖3A所示的實施例，關於步驟S210中，校正影像310可以是一個矩形的影像，並具有背景BK以及多個識別圖案IDP1~IDP4。依據校正影像310，投影裝置可對應投射出投射影像301，例如投射影像301是校正影像310。識別圖案IDP1~IDP4相對於背景BK具有高對比度，以使識別圖案IDP1~IDP4容易進行視覺上的辨識。例如，背景BK的顏色可以為灰色或黑色，而識別圖案IDP1~IDP4可以為白色，反之亦可成立。當然，校正影像310也可以是一個非矩形的任意形狀的影像，背景BK與識別圖案IDP1~IDP4的顏色也沒有一定的限制，並可以由設計者進行任意的調整。

在本實施例中，識別圖案IDP1~IDP4以四個為例，並分別被配置在校正影像310中靠近其四個角落的區域。識別圖案IDP1~IDP4的形狀可以為圓形或其他任意的幾何形狀，且識別圖案IDP1~IDP4的形狀也不需要相同。另外，識別圖案IDP1~IDP4不一定要配置於校正影像的四個角落區域，可以對稱於校正影像310的中心點進行配置，也可以不對稱於校正影像310的中心點進行配置，本發明不以此為限。

在建立第一座標系統時，可設定校正影像310的多個邊角的其中之一以做為原點（例如設定圖中的校正影像310的左上方邊角做為原點OP1）。接著，透過影像處理以計算出識別圖案IDP1~IDP4的幾何中心C1~C4的座標值，以建立識別圖案IDP1~IDP4在第一座標系統中的第一座標資訊。

如圖3B所示的實施例，校正影像310’具有多個識別圖案IDP1’~IDP4’，其中識別圖案IDP1’~IDP4’為四個線條，識別圖案IDP1’~IDP4’可形成一個矩形；依據校正影像310’，投影裝置可對應投射出投射影像301’。在建立第一座標系統時，可設定校正影像310’的多個邊角的其中之一做為原點（例如設定圖中的校正影像310’的左上方邊角做為原點OP1）。接著，透過影像處理以計算出兩兩相鄰之識別圖案IDP1’~IDP4’的連接點的座標，以建立識別圖案IDP1’~IDP4’在第一座標系統中的第一座標資訊。

關於步驟S230-S250的實施細節，請參照圖4繪示的本發明實施例的擷取影像的示意圖。本實施例所示例的校正影像是如圖3A所示的校正影像310，經由投影裝置朝向顯示屏幕410投射校正影像310。此外，影像擷取動作可透過投影裝置外的電子裝置來執行，也可透過在投影裝置上設置的影像擷取裝置來執行。所獲得的擷取影像400中包括顯示屏幕410以及識別圖案IDPA1~IDPA4。並且，可透過設定擷取影像400中的任一個邊角以做為原點（例如設定圖中的擷取影像400的左上方邊角做為原點OP2），並藉以建立第二座標系統。

透過影像處理以識別出擷取影像400中的識別圖案IDPA1~IDPA4，並計算出識別圖案IDPA1~IDPA4的幾何中心CA1~CA4在第二座標系統中的座標值，以獲得擷取影像400中的識別圖案IDPA1~IDPA4的第二座標資訊。其中本實施例繪示在擷取影像400中的識別圖案IDPA1~IDPA4全部在顯示屏幕410內，而如此配置所計算出的識別圖案的第二座標資訊較為準確。於其他實施例中，識別圖案可以部份或全部在顯示屏幕的外圍，本發明不以此為限。

如此一來，依據校正影像310的識別圖案IDP1~IDP4在第一座標系統中的第一座標資訊以及擷取影像400中的識別圖案IDPA1~IDPA4的第二座標資訊，可計算出第一座標系統與第二座標系統間的座標轉換資訊，對於座標轉換資訊描述如下。

以圖3A及圖4所繪示的內容舉例來說明，假設識別圖案IDP1~IDP4在第一座標系統中的幾何中心C1~C4的座標值分別為（538, 786）、（2600, 709）、（530, 1779）、（2687, 1683），擷取影像400中的識別圖案IDPA1~IDPA4在第二座標系統中的幾何中心CA1~CA4的座標值分別為（260, 203）、（1674, 203）、（260, 890）、（1674, 890），計算出第一座標系統與第二座標系統間的座標轉換資訊，例如矩陣，如下所示：

透過影像處理識別擷取影像400中顯示屏幕410的四個邊角DPC1-DPC4，並計算出顯示屏幕410的四個邊角DPC1-DPC4在第二座標系統中的邊界座標值。使邊界座標值代入上述的座標轉換資訊以進行運算，便可獲得在第一座標系統中顯示屏幕的四個邊角的邊界資訊，在本實施例中可得知顯示屏幕在第一座標系統中四個邊角的座標值。其中，擷取影像400中的顯示屏幕410的四個邊角DPC1-DPC4的座標值可透過辨識顯示屏幕410兩兩相鄰的邊框連接處來獲得。在另一方面，在其他實施例中，可透過影像處理識別擷取影像400中顯示屏幕410的四個邊框的中心點(未顯示)，並計算出顯示屏幕410的四個邊框的中心點在第二座標系統中的邊界座標值，不以此為限。

舉例來說明，參考圖4所繪示的內容，當擷取影像400中的顯示屏幕410的四個邊角DPC1-DPC4的座標值分別為（300, 561）、（2794, 466）、（346, 1979）、（2862, 1852）時，透過使邊角DPC1-DPC4的座標值分別與座標轉換資訊進行運算（例如乘法運算），可計算出在第一座標系統中顯示屏幕的四個邊角的座標值，分別為（96, 32）、（1826, 27）、（143, 1016）、（1779, 1008）。

在獲知在第一座標系統中顯示屏幕的邊界資訊後，投影裝置可依據邊界資訊針對後續所要投射的投射影像進行預先的影像處理的動作，並藉由影像處理的方式調整投射影像的尺寸（re-scale），來產生調整後的影像資料。上述的影像處理為本技術領域的人員可透過相關軟體或處理影像電路可達到識別或判斷在影像中物件的座標資訊的處理方式以及調整影像顯示的尺寸。

請參照圖5，其中圖5繪示本發明實施例的投射影像的尺寸調整動作示意圖。在圖5中，投射影像510的原始尺寸大於顯示屏幕520，且投射影像510的四個邊與顯示屏幕520相對應的四個邊都非平行。在此，藉由執行步驟S260，可針對投射影像510的影像資料的原始尺寸進行調整（縮小），以獲得一調整後影像資料，並使調整後的投射影像510的四個邊可以與顯示屏幕520相對應的四個邊對齊。如此一來，投射影像510可完整的且最大化的投射在顯示屏幕520上，達到最佳的顯示效果。

當然，關於投射影像510的尺寸調整動作，也可以針對投射影像510的原始尺寸進行放大來完成。且上述的影像尺寸調整動作，並非必要針對投射影像510的每一個邊都進行等比例的縮放調整，而是對應顯示屏幕520的四個邊（四個邊角）來進行尺寸調整動作，並使投射影像510的四個邊可以與顯示屏幕520相對應的四個邊對齊。

請參照圖6A至圖6C，圖6A至圖6C分別繪示本發明實施例的多種不同校正影像的示意圖。其中，校正影像中可包括多個子校正影像。在圖6A中，當投影系統中的顯示屏幕601的橫向延伸方向為曲面的顯示屏幕時，校正影像可區分為多個縱向延伸的子校正影像611~61N。並且，在各個子校正影像611~61N的四個角落區域都分別配置識別圖案IDP，但不限制識別圖案IDP配置的位置，舉例而言也可在子校正影像的四周邊的中心點位置配置識別圖案IDP。透過子校正影像611~61N，可降低曲面的顯示屏幕601的非線性狀態對座標轉換資訊的計算產生影響，提高座標轉換資訊的精準度。識別圖案IDP以圓形為示例，但不以此為限。

值得注意的，上述的各子校正影像611~61N的尺寸可以是不相同的。各子校正影像611~61N的尺寸可以依據顯示屏幕601上相對應的位置的曲率來設定。舉例來說明，各子校正影像611~61N的尺寸可以與顯示屏幕601上相對應的位置的曲率成反比。另外，可藉由影像擷取裝置擷取具有顯示屏幕601的影像，經由影像處理分析擷取的具有顯示屏幕601的影像，獲得顯示屏幕601上相對應的位置的曲率，以改變各子校正影像611~61N的尺寸，此外也可透過使用者獲取顯示屏幕601上相對應的位置的曲率，以手動方式設定各子校正影像611~61N的尺寸，但不以此為限。

在圖6B中，當投影系統中的顯示屏幕602的縱向延伸方向為曲面的顯示屏幕時，校正影像可區分為多個橫向延伸的子校正影像621~62M。並且，在各個子校正影像621~62M的四個角落區域都分別配置識別圖案，並提高座標轉換資訊的精準度。識別圖案以圓形為示例，但不以此為限。

同樣的，上述的各子校正影像621~62M的尺寸也可以是不相同的。各子校正影像621~62M的尺寸可以依據顯示屏幕602上相對應的位置的曲率來設定。舉例來說明，各子校正影像621~62M的尺寸可以與顯示屏幕602上相對應的位置的曲率成反比。

在圖6C中，校正影像可區分為陣列排列方式的多個子校正影像6311~63MN。此類型的校正影像可應用在球面的顯示屏幕上，並可提升座標轉換資訊的精準度。此外，各子校正影像6311~63MN的尺寸也可以是不相同的。各子校正影像6311~63MN的尺寸可以依據顯示屏幕上相對應的位置的曲率來設定。舉例來說明，各子校正影像6311~63MN的尺寸可以與顯示屏幕上相對應的位置的曲率成反比。

請參照圖7，圖7繪示本發明一實施例的投影系統的示意圖。投影系統700包括投影裝置710、攝像裝置720以及控制器730。投影裝置710用以投射具有校正影像的投射影像在顯示屏幕上。攝像裝置720可透過有線或無線的方式耦接投影裝置710，並針對校正影像以及顯示屏幕進行影像擷取動作，並藉以獲得擷取影像。控制器730耦接投影裝置710以及攝像裝置720。控制器730可預先設定成具有3個以上的識別圖案的校正影像，並建立識別圖案的在第一座標系統中的第一座標資訊，並且，計算擷取影像中的識別圖案在第二座標系統的第二座標資訊，並依據第一座標資訊以及第二座標資訊以計算出第一座標系統與第二座標系統間的座標轉換資訊。控制器730另依據擷取影像中顯示屏幕在第二座標系統中的多個邊界座標值以及座標轉換資訊來計算出顯示屏幕的在第一座標系統的邊界資訊，例如是顯示屏幕在第一座標系統中四個邊角的座標值。當投影系統700要進行影像投射動作時，控制器730並依據顯示屏幕的在第一座標系統的邊界資訊將所要投射出的投射影像的尺寸對應顯示屏幕進行調整，並驅動投影裝置710以依據調整後影像資料進行影像投射動作。如此一來，投射至顯示屏幕上的投射影像的多個邊可以與顯示屏幕分別對應的多個邊對齊，提升顯示畫面的品質。此外，控制器730可包括儲存器(memory)，以儲存具有識別圖案的校正影像、相關的座標資訊以及座標轉換資訊等。值得一提的是，在步驟S210中提及的設定校正影像，是在控制器730中所預先設定好的，以及建立識別圖案的第一座標資訊也是預先建立好的，完成步驟S210後可將校正影像與第一座標資訊儲存於投影系統的儲存器中。但不以此為限，例如在圖6A至圖6C分別繪示本發明實施例的多種不同校正影像的示意圖，需確認顯示屏幕的曲率才可判斷校正影像與建立識別圖案的第一座標資訊，因此就使用者需要時，可在每次需校正時，重新設定校正影像與建立識別圖案的第一座標資訊。

在本實施例中，攝像裝置720可以與投影裝置710設置在相同的主機中。或者，攝像裝置720也可以設置在外部的電子裝置上，其中電子裝置例如手持式電子裝置（例如數位相機、智慧型手機、平板電腦、筆記型電腦等）。攝像裝置720可以是手持式電子裝置上內建的攝相裝置、獨立的照相機或是任意本領域具通常知識者所熟知的攝像裝置。另外，投影裝置710可以為獨立的投影機，或是任意電子裝置上內建的投影光機裝置。其中，投影裝置710可應用任意本領域具通常知識者所熟知，可執行影像投射動作的硬體來實施，沒有固定的限制。

另外，控制器730可以為具運算能力的處理器。或者，控制器730可以是透過硬體描述語言（Hardware Description Language, HDL）或是其他任意本領域具通常知識者所熟知的數位電路的設計方式來進行設計，並透過現場可程式邏輯門陣列（Field Programmable Gate Array, FPGA）、複雜可程式邏輯裝置（Complex Programmable Logic Device, CPLD）或是特殊應用積體電路（Application-specific Integrated Circuit, ASIC）的方式來實現的硬體電路。此外，儲存器可為各式隨機存取記憶體（RAM）、唯讀記憶體（ROM）等，但不以此為限。

請參照圖8A以及圖8B，圖8A以及圖8B分別繪示本發明一實施例的投影系統的不同實施方式的示意圖。在圖8A中，投影系統801包括投影裝置810、攝像裝置820以及控制器830。在本實施例中，攝像裝置820與投影裝置810共同配置在相同的投影系統801中，即攝像裝置820、投影裝置810以及控制器830設置於同一個殼體內。透過控制器830進行座標轉換資訊的計算，以使投影裝置810產生的投射影像可以完整的顯示在顯示屏幕上，提供較佳的顯示品質。

關於投影裝置810、攝像裝置820以及控制器830的動作細節，在前述的實施例都有詳細的說明，在此恕不多贅述。

在圖8B中，投影系統802包括投影裝置850、設置於手持式電子裝置870的攝像裝置、控制器831及控制器832。在本實施例中，控制器832設置在投影裝置850中，控制器831則設置在手持式電子裝置870中。投影裝置850透過有線或無線的方式與手持式電子裝置870進行通信，並使控制器831及控制器832間進行資訊交換的動作。投影裝置850與手持式電子裝置870為獨立的兩個裝置。

值得一提的，在本實施方式中，控制器831用以設定校正影像，並建立第一座標系統，以及校正影像上的識別圖案在第一座標系統的第一座標資訊。校正影像上識別圖案在第一座標系統的第一座標資訊可儲存在手持式電子裝置870中控制器831或任意形式的儲存裝置中。並且，手持式電子裝置870透過內建的攝像裝置獲得擷取影像，控制器831另依據擷取影像建立第二座標系統，計算擷取影像中的識別圖案在第二座標系統中的第二座標資訊，並依據第一座標資訊以及第二座標資訊以計算出座標轉換資訊，且依據擷取影像中顯示屏幕在第二座標系統中的邊界座標值以及座標轉換資訊計算出顯示屏幕在第一座標系統的邊界資訊。

手持式電子裝置870的控制器831傳送顯示屏幕在第一座標系統的邊界資訊至投影裝置850的控制器832。控制器832可依據顯示屏幕在第一座標系統的邊界資訊將投射影像的影像資料的一原始尺寸進行縮小或放大動作，以獲得一調整後影像資料，使投影裝置850可產生與顯示屏幕對齊的投射影像。

附帶一提的，校正影像的影像資料亦儲存在投影裝置850中的任意形式的儲存裝置中，並透過投影裝置850以在顯示屏幕上投射校正影像。

另外，顯示校正影像的校正動作可以透過執行手持式電子裝置870中內建的應用程式來啟動。透過開啟應用程式，手持式電子裝置870的控制器831可直接驅動投影裝置850以自動投射已儲存於投影裝置850內的校正影像。並且，在手持式電子裝置870的控制器831計算出顯示屏幕在第一座標系統的邊界資訊後，手持式電子裝置870的控制器831可傳送上述的邊界資訊至投影裝置850的控制器832，應用程式並驅動投影裝置850的控制器832以執行投射影像的尺寸調整動作。

綜上所述，本發明透過投射校正影像在顯示屏幕上，並獲得校正影像以及顯示屏幕的擷取影像。透過建立原始校正影像與擷取影像的不同座標系統間的轉換關係，可計算出顯示屏幕的邊界資訊。並且，依據顯示屏幕的邊界資訊，可針對投射影像的尺寸對應顯示屏幕進行調整，使投射影像可對齊顯示屏幕，有效提升顯示品質。

惟以上所述者，僅為本發明之較佳實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，即大凡依本發明申請專利範圍及發明說明內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。另外本發明的任一實施例或申請專利範圍不須達成本發明所揭露之全部目的或優點或特點。此外，摘要部分和標題僅是用來輔助專利文件搜尋之用，並非用來限制本發明之權利範圍。此外，申請專利範圍中提及的“第一”、“第二”等用語僅用以命名元件(element)的名稱或區別不同實施例或範圍，而並非用來限制元件數量上的上限或下限。

110‧‧‧投影機

120‧‧‧顯示屏幕

130‧‧‧顯示影像

S210~S260‧‧‧顯示影像校正方法的步驟

310、310’‧‧‧校正影像

BK‧‧‧背景

IDP1~IDP4、IDP1’~IDP4’、IDPA1~IDPA4‧‧‧識別圖案

301、301’‧‧‧投射影像

OP1、OP2‧‧‧原點

C1~C4、CA1~CA4‧‧‧幾何中心

400‧‧‧擷取影像

410‧‧‧顯示屏幕

DPC1-DPC4‧‧‧邊角

510‧‧‧投射影像

520、601‧‧‧顯示屏幕

611~61N、621~62M、6311~63MN‧‧‧子校正影像

700、801、802‧‧‧投影系統

710、810‧‧‧投影裝置

720、820‧‧‧攝像裝置

730、830、831、832‧‧‧控制器

870‧‧‧手持式電子裝置

圖1繪示的習知的投影系統的投影狀態的示意圖。圖2繪示本發明一實施例的顯示影像的校正方法的流程圖。圖3A以及圖3B繪示本發明實施例的具有不同識別圖案的校正影像的示意圖。圖4繪示的本發明實施例的擷取影像的示意圖。圖5繪示本發明實施例的投射影像的尺寸調整動作示意圖。圖6A至圖6C分別繪示本發明實施例的多種不同校正影像的示意圖。圖7繪示本發明一實施例的投影系統的示意圖。圖8A以及圖8B分別繪示本發明一實施例的投影系統的不同實施方式的示意圖。

Claims

一種顯示影像的校正方法，適用於一投影系統，其中該投影系統包括一投影裝置及一顯示屏幕，該顯示影像的校正方法包括：使該投影裝置投射一校正影像在該顯示屏幕上，其中該校正影像具有N個識別圖案，其中N為大於3的正整數；針對該校正影像以及該顯示屏幕進行影像擷取動作以獲得一擷取影像；計算該擷取影像中的該些識別圖案的一第二座標資訊，依據該些識別圖案在該校正影像中的一第一座標資訊以及該第二座標資訊以計算出一座標轉換資訊；依據該擷取影像中該顯示屏幕的多個邊界座標值以及該座標轉換資訊，計算出該顯示屏幕的一邊界資訊；以及使該投影裝置依據該邊界資訊將一投射影像的尺寸對應該顯示屏幕進行調整。
如申請專利範圍第1項所述的顯示影像的校正方法，其中該些識別圖案的該第一座標資訊是依據該校正影像而建立一第一座標系統中的該些識別圖案的幾何中心。
如申請專利範圍第2項所述的顯示影像的校正方法，其中計算該擷取影像中的該些識別圖案的該第二座標資訊包括：依據該擷取影像以建立一第二座標系統，並計算出該擷取影像中的該些識別圖案的幾何中心在該第二座標系統的該第二座標資訊。
如申請專利範圍第3項所述的顯示影像的校正方法，其中依據該擷取影像中該顯示屏幕的該些邊界座標值以及該座標轉換資訊計算出該顯示屏幕的該邊界資訊的步驟包括：計算該擷取影像中，該顯示屏幕的多數個邊角在該第二座標系統的該些邊界座標值；以及依據該座標轉換資訊轉換該些邊界座標值以獲得該顯示屏幕的該些邊角在該第一座標系統的多個轉換座標值，並獲得對應的該邊界資訊。
如申請專利範圍第4項所述的顯示影像的校正方法，其中使該投影裝置依據該邊界資訊對該投射影像的尺寸對應該顯示屏幕進行調整的步驟包括：依據該些轉換座標值來對該投射影像的影像資料的一原始尺寸進行縮小或放大動作，以獲得一調整後影像資料；以及依據該調整後影像資料進行投影動作。
如申請專利範圍第1項所述的顯示影像的校正方法，其中投射該校正影像在該顯示屏幕上的步驟包括：使該些識別圖案顯示在該顯示屏幕內。
如申請專利範圍第6項所述的顯示影像的校正方法，其中該些識別圖案分別依據該校正影像的多個角落區域進行設置。
如申請專利範圍第1項所述的顯示影像的校正方法，其中設定該校正影像的步驟更包括：區分該校正影像為多個子校正影像；以及分別在該些子校正影像的多個角落區域設置該些識別圖案。
一種投影系統，包括：一投影裝置，投射一校正影像在一顯示屏幕上；一攝像裝置，耦接該投影裝置，針對該校正影像以及該顯示屏幕進行影像擷取動作以獲得一擷取影像；以及一控制器，耦接該投影裝置以及該攝像裝置，用以：設定該校正影像，該校正影像具有N個識別圖案，並建立該些識別圖案在該校正影像中的一第一座標資訊，其中N為大於3的正整數；計算該擷取影像中的該些識別圖案的一第二座標資訊，依據該第一座標資訊以及該第二座標資訊以計算出一座標轉換資訊；依據該擷取影像中該顯示屏幕的多個邊界座標值以及該座標轉換資訊計算出該顯示屏幕的一邊界資訊；以及依據該邊界資訊將從該投影裝置投射出的一投射影像的尺寸對應該顯示屏幕進行調整。
如申請專利範圍第9項所述的投影系統，其中該攝像裝置設置於一手持式電子裝置中。
如申請專利範圍第10項所述的投影系統，其中該控制器包括：一第一控制器，設置在該手持式電子裝置中，耦接該攝像裝置，用以：設定該校正影像，並建立該些識別圖案的該第一座標資訊；計算該擷取影像中的該些識別圖案的該第二座標資訊，依據該第一座標資訊以及該第二座標資訊以計算出該座標轉換資訊；依據該擷取影像中該顯示屏幕的該些邊界座標值以及該座標轉換資訊計算出該顯示屏幕的該邊界資訊；以及一第二控制器，耦接該手持式電子裝置的該第一控制器及該投影裝置，用以接收來自該手持式電子裝置的該邊界資訊，並依據該邊界資訊將該投射影像的尺寸對應該顯示屏幕進行調整。
如申請專利範圍第9項所述的投影系統，其中該控制器依據該校正影像以建立一第一座標系統，並計算出該些識別圖案的幾何中心在該第一座標系統的該第一座標資訊。
如申請專利範圍第12項所述的投影系統，其中該控制器依據該擷取影像以建立一第二座標系統，並計算出該擷取影像中的該些識別圖案的幾何中心在該第二座標系統的該第二座標資訊。
如申請專利範圍第13項所述的投影系統，其中該控制器計算該擷取影像中，該顯示屏幕的多個邊角在該第二座標系統的該些邊界座標值，並依據該座標轉換資訊轉換該些邊界座標值以獲得該顯示屏幕的該些邊角在該第一座標系統的多個轉換座標值，且獲得該邊界資訊。
如申請專利範圍第14項所述的投影系統，其中該控制器依據該些轉換座標值來對該投射影像的影像資料的該原始尺寸進行縮小或放大動作，以獲得該調整後影像資料。
如申請專利範圍第12項所述的投影系統，其中該投影裝置使該些識別圖案顯示在該顯示屏幕內。
如申請專利範圍第16項所述的投影系統，其中該些識別圖案分別依據該校正影像的多個角落區域進行設置。
如申請專利範圍第9項所述的投影系統，其中該控制器區分該校正影像為多個子校正影像，並分別在該些子校正影像的多個角落區域設置該些識別圖案。
如申請專利範圍第9項所述的投影系統，其中該校正影像儲存在該投影裝置，該些識別圖案的該第一座標資訊儲存於該攝像裝置。
如申請專利範圍第10項所述的投影系統，其中該手持式電子裝置內建一應用程式，透過該應用程式直接驅動該投影裝置投射該校正影像。