数位影像的反扭曲处理方法技术

一种数位影像的反扭曲处理方法，包括将第一影像视窗切分多个第一区块；根据这些第一区块的数量与位置将第二影像视窗的欲反扭曲区域划分多个第二区块；以第一区块的一组第一顶点坐标值与对应位置的第二区块的一组第二顶点坐标值进行坐标转换处理，得到坐标转换参数；根据坐标转换参数对第一区块中的每一个坐标值进行坐标转换处理，产生对应于第二区块的推估坐标值；根据推估坐标值从第二影像视窗中取得像素内容值，并将像素内容值运算后写入第一区块的坐标值的像素；重复所有这些第一区块与这些坐标值，直至完成第一影像的像素输出。

【技术实现步骤摘要】

一种数位影像的处理方法，特別有关于一种数位影像的反扭曲处理方法。
技术介绍
随着监控设备的普及化，越来越多人会装设监控设备来保障自身的财产与人身安全。为能无死角的监控，因此有厂商提出可全景（panorama）拍摄的摄影机。而全景摄影机的实现方式可以由多组镜头所接合而成，也可以利用以单一个鱼眼镜头（fisheye lens）而实现。全景拍摄的优点在于可以全方位且无死角的方式观看所拍摄的数位影像。而透过全景拍摄的数位影像必然会有画面扭曲的情況。因此使用者难以从扭曲的画面中观看特定区域。所以为能提供使用者方便观看，需要将数位影像进行反扭曲（de-warp）的处理。习知的反扭曲处理是将数位影像的每一像素（pixel）依序的进行坐标转换，并且于转换中对非整数坐标进行插补(interpol ation)处理。而反扭曲的处理需要用到大量的计算，因此以嵌入式系统（embed ded system）搭配单芯片(system on a chip，SoC)设计的摄像装置恐难负担反扭曲处理时所需的运算量。若欲即时的对全景拍摄的数位影像进行反扭曲处理，则需要将摄像装置连接于其他具有高效能的计算机装置，如桌上型电脑(PC)等。再由连接的高效能计算机装置对全景拍摄的数位影像进行反扭曲处理。而这些的繁复的影像处理势必会增加监控系统的设置成本，更重要的，会影响系统的可扩充性(scalability)。
技术实现思路
鉴于以上的问题，本专利技术在于提供一种数位影像的反扭曲处理方法。本专利技术所提供的数位影像的反扭曲处理方法包括以下步骤：将第一影像视窗切分为多个第一区块；根据这些第一区块的数量与位置将第二影像视窗的欲反扭曲区域划分多个第二区块；以第一区块的一组第一顶点坐标值与所对应位置的第二区块的一组第二顶点坐标值进行坐标转换处理，用以得到坐标转换参数；根据坐标转换参数对第一区块中的每一个坐标值进行坐标转换处理，并产生对应于第二区块的推估坐标值；根据推估坐标值从第二影像视窗中取得像素内容值(如顏色、亮度等)，并将像素内容值运算后(如interpolation)写入第一区块的坐标值的像素；重复所有这些第一区块与这些坐标值，直至完成第一影像的像素输出。本专利技术另提出一种数位影像的反扭曲处理方法包括以下步骤：将第一影像视窗切分为多个第一区块；根据这些第一区块的数量与位置将第二影像视窗划分多个第二区块；以第一区块的一组第一顶点坐标值与所对应位置的第二区块的一组第二顶点坐标值进行坐标转换处理，用以得到坐标转换参数；重复每一第一区块与所对应第二区块的坐标转换处理，并将每一坐标转换参数依序记录于对应表中；将全景影像载入至第二影像视窗，并将全景影像划分成与这些第二区块相同数量的多个第三区块；将对应表的这些坐标转换参数导入并对相应位置的第一区块与第三区块进行坐标转换处理，用以产生第一区块内每一像素坐标对应于第三区块的推估坐标值；根据推估坐标值从第二影像视窗中取得像素内容值，并将像素内容值运算后(如interpolation)写入第一影像视窗中的坐标值的像素。本专利技术所提出的数位影像的反扭曲处理方法可以应用在以全景拍摄装置拍摄时所产生的已扭曲影像的还原处理。本专利技术的处理方法可以降低反扭曲时的运算量，藉以加快数位影像在还原时的处理速度。有关本专利技术的特征与实施例，兹配合图式作最佳实施例详细说明如下。附图说明图1为本专利技术的架构示意图；图2为本专利技术的反扭曲处理流程示意图；图3A为本专利技术的第一区块的切分示意图；图3B为本专利技术的第二区块的切分示意图；图4A为本专利技术的仿射变换的坐标转换处理流程示意图；图4B为本专利技术的第一三角形与第二三角形的选择示意图；图4C为本专利技术的透视变换的处理流程示意图；图5为本专利技术的推估坐标值的处理流程示意图；图6为本专利技术的另一实施例的流程示意图。其中，附图标记：数位影像处理装置100影像输入单元110处理单元120储存单元130反扭曲程序131对应表132第一三角形318第三三角形319第一影像视窗310第一影像311第一区块312第二影像视窗320第二影像321第二区块322第二三角形328第四三角形329具体实施方式本专利技术除了应用于数位影像处理装置100之中，亦可透过计算机（computer）执行数位影像的反扭曲处理。而本说明书中是以数位影像处理装置100作为说明。本专利技术的数位影像处理装置100包括影像输入单元110、处理单元120与储存单元130。请参考图1所示，其为本专利技术的架构示意图。处理单元120电性连接于影像输入单元110与储存单元130。影像输入单元110用以输入（或拍摄）数位影像。数位影像的种类为静态图像或动态影片。以数位影像处理装置100而言，影像输入单元110可能为感光元件，或其他可以拍摄全景影像的输入介面。本专利技术的数位影像由全景或鱼眼的方式拍摄，所以所拍摄的影像画面中被摄物与背景会有变形的情況。为方便说明本专利技术的实施方式，因此在本专利技术中是以第一影像视窗与第二影像视窗作为显示第一影像与第二影像。但第一视窗与第二视窗不限于一定要显示给使用者观看，也可以拿来另做运算而不显示给使用者观看。而第一影像视窗与第二影像视窗的显示范围大小可以相同，也可以依照固定比例进行缩放。举例来说，第一影像视窗与第二影像视窗的大小可以为640*480的像素阵列大小，在本专利技术中是以第一影像视窗与第二影像视窗为相同解析度作为说明。第一影像视窗用以播放已经过反扭曲处理后的第一影像。第二影像视窗为全景拍摄时所得到的数位影像。所以第二影像的被摄物（或背景）可能会有扭曲变形的情況。储存单元130用以储存反扭曲程序131与对应表132。对应表132记录第一影像与第二影像间的多组坐标转换参数（其转换过程将于后文详述）。处理单元120根据第一影像与第二影像进行本专利技术的反扭曲处理。请参考图2所示，其为本专利技术的反扭曲处理流程示意图。本专利技术的反扭曲程序131包括以下步骤：步骤S210：将第一影像视窗切分为多个第一区块；步骤S220：根据这些第一区块的数量与位置将第二影像视窗的欲反扭曲区域划分多个第二区块；步骤S230：选择第一区块与相应位置的第二区块；步骤S240：以第一区块的一组第一顶点坐标值与所对应位置的第二区块的一组第二顶点坐标值进行坐标转本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种数位影像的反扭曲处理方法，用以将一第一影像输出于一第一影像视窗中，该第一影像根据一第二影像视窗中的一第二影像的部分区域所输出，其特征在于，该反扭曲处理方法步骤包括：将该第一影像视窗切分为多个第一区块；根据该些第一区块的数量与位置将该第二影像视窗划分多个第二区块；以该第一区块的一组第一顶点坐标值与所对应位置的该第二区块的一组第二顶点坐标值进行一坐标转换参数的运算，用以得到一坐标转换参数；根据该坐标转换参数对该第一区块中的每一坐标值进行一坐标转换处理，并产生对应该第二区块的一推估坐标值；根据该推估坐标值从该第二影像视窗中取得一像素内容值，并将该像素内容值写入该第一区块的一坐标值的像素；以及重复所有该些第一区块与该些坐标值，直至完成该第一影像的像素输出。

【技术特征摘要】
2012.10.31 TW 1011404211.一种数位影像的反扭曲处理方法，用以将一第一影像输出于一第一影
像视窗中，该第一影像根据一第二影像视窗中的一第二影像的部分区域所输
出，其特征在于，该反扭曲处理方法步骤包括：
将该第一影像视窗切分为多个第一区块；
根据该些第一区块的数量与位置将该第二影像视窗划分多个第二区块；
以该第一区块的一组第一顶点坐标值与所对应位置的该第二区块的一组
第二顶点坐标值进行一坐标转换参数的运算，用以得到一坐标转换参数；
根据该坐标转换参数对该第一区块中的每一坐标值进行一坐标转换处
理，并产生对应该第二区块的一推估坐标值；
根据该推估坐标值从该第二影像视窗中取得一像素内容值，并将该像素
内容值写入该第一区块的一坐标值的像素；以及
重复所有该些第一区块与该些坐标值，直至完成该第一影像的像素输出。
2.如权利要求1所述的数位影像的反扭曲处理方法，其特征在于，所述
划分该第一区块与该第二区块的步骤后更包括：
将包围该第二区块的范围定义为一第四区块，比较该第四区块的面积是
否超过一门槛值；
若面积未超过该门槛值，则计算该第一区块与该第二区块的该坐标转换
参数；以及
若面积超过该门槛值，则将该第一区块切割成至少两个子区块，且包围
所有的该些子区块范围的面积不超过该门槛值。
3.如权利要求2所述的数位影像的反扭曲处理方法，其特征在于，所述
产生该坐标转换参数的步骤包括：以该些子区块进行该坐标转换参数的运算，
并产生相应的该坐标转换参数。
4.如权利要求1所述的数位影像的反扭曲处理方法，其特征在于，所述
进行该坐标转换参数的运算的步骤包括：
根据该第一区块的该组第一顶点坐标值决定一第一三角形；
根据该第一三角形的位置从该第二区块的该组第二顶点坐标值中决定一
第二三角形；以及
将该第一三角形的各顶点坐标值与相应位置的该第二三角形的各顶点坐
标值进行仿射变换算式，用以进行该坐标转换参数的运算；
其中，根据如下仿射变换算式进行该坐标转换参数的运算
XiYi=a1a2a3b1b2b3XoYo1,]]>（Xi，Yi）为该第二三角形的顶点坐标值，（Xo，Yo）为该第一三角形
的顶点坐标值，（a1，a2，a3，b1，b2，b3）为该坐标转换参数。
5.如权利要求4所述的数位影像的反扭曲处理方法，其特征在于，所述
产生该坐标转换参数的步骤包括：
从该第一区块选择一第三三角形，且该第一三角形不重叠于该第三三角
形；以及
根据该第三三角形的各顶点坐标值与相应位置的一第四三角形的各顶点
坐标值进行仿射变换计算，用以计算该坐标转换参数；
其中，根据如下仿射变换算式计算该坐标转换参数
XiYi=a1a2a3b1b2b3XoYo1,]]>（Xi，Yi）为该第四三角形的顶点坐标，（Xo，Yo）为该第三三角形的
顶点坐标，（a1，a2，a3，b1，b2，b3）为该坐标转换参数。
6.如权利要求1所述的数位影像的反扭曲处理方法，其特征在于，所述
产生该坐标转换参数的步骤包括：
根据该第一区块的各顶点坐标值与相应位置的该第二区块的各顶点坐标
值计算该坐标转换参数；
其中，根据下式计算该坐标转换参数，
Xi=a1Xo+a2Yo+a3c1Xo+c2Yo+1]]>Yi=biXo+b2Yo+b3c1Xo+c2Yo+1,]]>（Xi，Yi）为该第二区块的顶点坐标值，（Xo，Yo）为该第一区块的顶
点坐标值，（a1，a2，b1，b2，c1，c2）为该坐标转换参数。
7.如权利要求1所述的数位影像的反扭曲处理方法，其特征在于，所述
在取得该像素内容值的步骤包括：
判断该推估坐标值是否为整数；
若该推估坐标值不为整数，根据该推估坐标值取得一上限坐标与一下限
坐标；
从该第二影像视窗中取得该上限坐标与该下限坐标的多个像素值；
将该些像素内容值进行加权均值处理，并将该处理后的像素内容值写入
该第一影像视窗的该坐标值的像素；以及
若该推估坐标值为整数，则以该推估坐标值查找该第二影像视窗的该像
素内容值，并将该像素内容值写入该第一影像视窗的该坐标值的像素。
8.一种数位影像的反扭曲处理方法，用以将一第一影像输出于一第一影
像...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴仁智，
申请(专利权)人：晶睿通讯股份有限公司，
类型：发明
国别省市：台湾;71