图案提取设备、图像投影设备和图案提取方法技术

[目标]提供即使存在图像图案的有缺陷的特征点时也能够通过对有缺陷的特征点插值而提取所有特征点的图案提取设备、图案提取方法和程序。[解决问题的手段]本发明专利技术的图案提取设备基于被投影的图像图案的捕捉图像提取要被插值的特征点，并且通过使用位于要被插值的特征点附近的附近特征点对要被插值的特征点插值。此外，本发明专利技术的图案提取设备将附近特征点划分为组，计算组的外推坐标，并且考虑到外推的重要性而计算要被插值的特征点的坐标。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】图案提取设备、图像投影设备、图案提取方法和程序
本专利技术涉及已投影图像的失真校正，更具体地，涉及提取被包括在已投影图像图案中的特征点(特性点)的图案提取设备、图像投影设备、图案提取方法和程序。
技术介绍
传统上，当由诸如投影仪的投影设备将图像投影到屏幕上时，取决于投影设备和屏幕之间的相对位置关系，已投影图像可能失真为梯形形状(梯形失真)。此外，由于屏幕表面的局部凹陷和凸起或者扭曲，已投影图像可能非线性失真。 为了校正这样的失真，已经有已知的技术，其中通过数字相机捕捉屏幕的图像，包括布置的特定图形的图像图案被投影在该屏幕上，基于从实际捕捉的图像提取的特征点的位置与该特征点的相应理想位置之间的差来计算失真，并且通过校正该失真来校正该图像。 作为这样的传统技术的例子，专利文献I公开了一种图像校正设备，其中包括以相等间隔布置的特征点的图案(特征点图案)被投影在屏幕上并且被捕捉，通过使用在所捕捉的图像中包括的特征点的坐标计算由于投影引起的失真量，并且基于所计算的失真量来校正已投影图像。
技术实现思路
本专利技术要解决的问题 但是，在专利文献I公开的图像校正设备中，在捕捉投影在屏幕上的特征点图案的图像的情况下，如果环境条件不满意，则所捕捉的图像的质量可能降低。因此，可能变得难以检测应该存在于所捕捉的图像中的所有特征点。例如，在如图1所示的质量降低的图像中，本应存在于栅格交叉处的相应栅格点中的特征点可能丢失(遗漏或不可检测)。因而，可能变得难以计算在特征点丢失的位置处的失真量，并且可能不能完全校正图像。 考虑到以上传统技术问题做出本专利技术，并且本专利技术可以提供即使在图形图案中的一些特征点遗漏时也可以通过对遗漏的特征点插值而使用所有特征点的图案提取设备、图像投影设备、图案提取方法和程序。 用于解决问题的手段 为了解决上述问题，根据本专利技术的实施例的图案提取设备基于图像图案的捕捉图像提取要被插值的特征点，并且通过使用位于要被插值的特征点附近的特征点对要被插值的特征点插值。 本专利技术的效果 根据本专利技术，通过使用上述配置，可能变得即使在图像图案中的一些特征点遗漏时也能够通过对遗漏的特征点插值而提取所有特征点。 【附图说明】 图1是示出作为传统技术中的问题的遗漏节点的图； 图2是示出根据本专利技术的实施例的图案提取设备的配置的图； 图3例示根据实施例的校正图案； 图4是例示由根据本专利技术的实施例的图案提取设备执行的处理的流程图； 图5是示出要在本专利技术的实施例中使用的状态值的表； 图6是示意性示出在本专利技术的实施例中使用的外推的图； 图7是示意性示出根据本专利技术的实施例的插值处理的图； 图8是示出要在本专利技术的实施例中使用的状态值的表； 图9是示意性示出参考图8所述的根据实施例的插值处理的图； 图10是示出由根据本专利技术的实施例的图案提取设备进行的处理的流程图； 图11是示意性示出参考图10所述的根据实施例的插值处理的图； 图12是示出执行根据本专利技术的实施例的程序的信息处理装置的图； 图13是示意性示出根据本专利技术的另一实施例的插值处理的图； 图14是示出根据本专利技术的实施例的图13的插值处理的流程图； 图15是示意性示出根据实施例使用多个捕捉的图像对校正图案的特征点插值的处理的图； 图16是示意性示出根据另一实施例使用多个捕捉的图像对校正图案的特征点插值的处理的另一个图；以及 图17是示出通过将上限设置为与参考特征点的附近区域对应的距离来指定附近特征点的方法的图。 【具体实施方式】 参考以下描述的实施例描述本专利技术。但是，应该注意，本专利技术不限于以下描述的实施例。图2是示出根据本专利技术的实施例的图案提取设备的配置的图。 图案提取设备200是插值并提取被包括在投影在屏幕等上的校正图案的所捕捉图像中的特征点的设备。在此实施例中，图案提取设备200可以实现为诸如专用集成电路(ASIC)的半导体器件，并且可以并入到诸如投影仪的图像投影设备中。 图案提取设备200使用在所捕捉图像中包括的特征点的坐标，对在所捕捉图像中有缺陷的特征点插值，并且提取所有的特征点。为此，图案提取设备200包括插值控制部分201、插值目标提取部分202、插值部分203、状态更新部分204以及存储部分205。图案提取设备200中所包括的功能部件可以通过使用半导体集成电路而实现。 插值控制部分201是控制插值目标提取部分202、插值部分203、状态更新部分204和存储部分205的功能部件，以便对在校正图案中的特征点插值，该特征点在所捕捉的图像中是有缺陷的，以及以便提取所有特征点。 插值目标提取部分202是提取要作为插值处理的目标的特征点的功能部件。插值部件203是对要插值的特征点的坐标进行插值的功能部件。状态更新部分204是更新要存储在状态缓冲器207中的指示校正图案的特征点的状态的状态信息的功能部件。 存储部分205包括坐标数据缓冲器206和状态缓冲器207。坐标数据缓冲器206存储作为从所捕捉图像获取的校正图案的特征点的坐标信息的坐标。状态缓冲器207存储从所捕捉图像获取的校正图案的特征点的状态信息。此外，被包括在以下描述的校正图案中的图案不限于是诸如黑色圆圈的圆形图案的图案。即，校正图案中的图案可以是任何其他图案(例如图形或图像)，只要可以(成功)提取位于原始图像的坐标处的图案即可(即，只要原始图案中的图案的正确位置已知以便与观察的数据(图像数据)中的相应特征点比较即可)。这样的图案可以是包括例如矩形图形、人的轮廓以及诸如山的自然对象的图形的图像。 图3是示出根据实施例的校正图案的图。校正图案300是要由投影仪投影在屏幕上以便校正已投影图像中的失真的图像图案。在校正图案300中，在M乘N矩阵中的栅格上以相等间隔布置黑色圆圈。 校正图案302是在投影仪投影校正图案300时投影在屏幕上的图像图案。当与校正图案300比较时，校正图案302的形状变形为具有梯形形状并且校正图案302的黑色圆圈的位置可能不规则地偏移。 使用诸如数字相机的图像捕捉设备来捕捉校正图案302的图像，并且从所捕捉的图像中提取作为特征点的黑色圆圈。这样做，获取了特征点的坐标。此外，在以下，处于所捕捉的图像中并且与栅格的第i行第j列(0<i< (M-1)，0 ( j ( (N-1))中的栅格点对应的特征点的坐标被表示为(x[i，j],y[i, j])。而且，作为特征点的状态信息的状态值被表示为 S[i, j] ο 图4是示出有根据实施例的图案提取设备执行的根据实施例的处理的流程图。在图4中，处理开始于步骤S400。在步骤S401中，插值控制部分201初始化分别存储在存储部分205的坐标数据缓冲器206和状态缓冲器207中的坐标数据和状态值。 具体地，插值控制部分201将被包括在所捕捉图像中的校正图案的特征点的坐标与校正图案中的已知特征点的坐标比较，并且确定与已知特征点对应的特征点是否存在于所捕捉图像中。然后，插值控制部分201依据相应特征点是否存在于所捕捉图像中而不同地初始化特征点的坐标和状态值，如公式I所示。 情况1:相应特征点存在。 (x[i, j], y[i, j])=相应特征点的(x坐标，y本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于提取图像图案的图案提取设备，该图案提取设备包括：插值目标提取单元，配置为基于被投影的图像图案的捕捉图像提取要被插值的特征点；以及插值单元，配置为通过使用位于所述要被插值的特征点附近的附近特征点对所述要被插值的特征点插值。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.05.21 JP 2012-115526;2013.03.07 JP 2013-045301.一种用于提取图像图案的图案提取设备，该图案提取设备包括: 插值目标提取单元，配置为基于被投影的图像图案的捕捉图像提取要被插值的特征点；以及 插值单元，配置为通过使用位于所述要被插值的特征点附近的附近特征点对所述要被插值的特征点插值。2.根据权利要求1所述的图案提取设备， 其中该插值单元配置为将所述附近特征点划分为组，计算所述组的外推坐标，并且考虑到所述外推的重要性而计算要所述被插值的特征点的坐标。3.根据权利要求1或2所述的图案提取设备，还包括: 更新单元，配置为更新指示所述特征点的状态的状态信息， 其中所述插值目标提取单元配置为通过使用所述状态信息来提取所述特征点。4.根据权利要求1到3的任意一项所述的图案提取设备，包括: 置信度等级计算单元，配置为计算由所述插值单元执行的插值的置信度等级。5.根据权利要求1到4的任意一项所述的图案提取设备， 其中所述插值单元配置为对所述要被插值的特征点重复地进行插值。6.根据权利要求1所述的图案提取设备， 其中所述插值单元配置为通过使用被包括在要被投影的图像图案中的并且与作为所述要被插值的特征点的有缺陷的特征点对应的特征点的坐标、被包括在所述要被投影的图像图案中的并且位于与所述有缺陷的特征点对应的特征点附近的特征点的坐标、以及位于所述有缺陷的特征点附近的附近特征点的坐标，来计算被包括在所述要被投影的图像图案中的并且要被插值的所述有缺陷的特征点的坐标。7.根据权利要求1到6的任意一项所述的图案提取设备， 其中所述插值目标提取单元配置为通过使用被投影的图像图案的多个捕捉图像来提取所述要被插值的特征点。8.根据权利要求1到6的任意一项所述的图案提取设备， 其中所述插值目标提取单元和所述插值单元配置为对被投影的图像图案的多个捕捉图像的每个进行处理， 其中该图案提取设备还包括校正单元，所述校正单元配置为通过使用被包括在捕捉图像中的特征点的坐标以及由所述插值单元计算的特征点的坐标的至少一个，来校正所述要被插值的特征点的坐标和被包括在捕捉图像中的特征点的坐标的至少一个。9.根据权利要求1到8的任意一项所述的图案提取设备， 其中所述插值单元配置为设置位于离所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：内山幸央，长谷川史裕，
申请(专利权)人：株式会社理光，
类型：发明
国别省市：日本;JP