投影装置、投影系统及影像校正方法制造方法及图纸

一种投影装置包括一处理器电路。处理器电路依据一输入影像及一第二映射表产生一反扭曲影像，并且投影装置将反扭曲影像投影至一投影屏幕，其中第二映射表是依据一第一校正图样及一第二校正图样产生多个被扭曲的特征点，以及依据所述多个被扭曲的特征点将一第一映射表转换而成。另外，一种投影系统及影像校正方法也被提出。本发明专利技术可让观看者从投影屏幕上观看到无扭曲且无失真的影像。

Projection device, projection system and image correction method

【技术实现步骤摘要】
投影装置、投影系统及影像校正方法
本专利技术是有关于一种投影装置、投影系统及其影像校正方法，且特别是有关于一种用于曲面投影屏幕的投影装置、投影系统及其影像校正方法。
技术介绍
投影机常见于家用娱乐与研讨会报告的应用，近年投影机更用于虚拟实境与光雕投影。任意不规则外形的表面都可以成为投影的画布，成为一种新的媒体艺术呈现方式。基本上，投影机的摆设必须使投影机的光轴中心垂直于投影表面，则所投放出来的影像才不会有扭曲现象。然而，如此就限制了投影机可摆放的位置，同时观看者的观看角度也被限制住了。为了改变投影机放置的位置，投影机的内部会添加反射镜片或利用影像处理晶片增加影像预先变形机制，通常这样的预先变形机制只有梯形校正，是假设被投影的表面是平面的。当被投影表面是任意曲面，譬如墙面不平整造成的稍微凹凸不平或是弯曲屏幕时，必须要适应不同几何结构的表面进行影像预先变形，才不致使投影后的影像扭曲失真。“
技术介绍
”段落只是用来帮助了解本
技术实现思路
，因此在“
技术介绍
”段落所揭露的内容可能包含一些没有构成本领域技术人员所知道的习知技术。在“
技术介绍
”段落所揭露的内容，不代表该内容或者本专利技术一个或多个实施例所要解决的问题，在本专利技术申请前已被本领域技术人员所知晓或认知。
技术实现思路
本专利技术提供一种投影装置、投影系统及影像校正方法，其观看者可从曲面投影屏幕上观看到无失真影像。本专利技术的其他目的和优点可以从本专利技术所揭露的技术特征中得到进一步的了解。为达上述的一或部份或全部目的或是其他目的，本专利技术的一实施例提出一种投影装置，包括处理器电路。处理器电路，依据输入影像及第二映射表产生反扭曲影像，并且投影装置将反扭曲影像投影至投影屏幕，其中第二映射表是依据第一校正图样及第二校正图样产生多个被扭曲的特征点以及依据多个被扭曲的特征点将第一映射表转换而成。为达上述的一或部份或全部目的或是其他目的，本专利技术的另一实施例提出一种影像校正方法。影像校正方法用于将反扭曲影像投影至投影屏幕的投影装置。影像校正方法包括：依据第一校正图样及第二校正图样产生多个被扭曲的特征点；依据被扭曲的特征点将第一映射表转换为第二映射表，其中第一校正图样被投影至投影屏幕，第二校正图样是撷取投影至曲面投影屏幕的第一校正图样的影像而取得；以及依据输入影像及第二映射表产生反扭曲影像，并且将反扭曲影像投影至投影屏幕。为达上述的一或部份或全部目的或是其他目的，本专利技术的另一实施例提出一种投影系统，用于投射影像至投影屏幕。投影系统包括投影装置、影像撷取装置及处理器电路。投影装置将第一校正图样投影至投影屏幕。影像撷取装置撷取投影至投影屏幕的第一校正图样的影像，以取得第二校正图样。处理器电路连接投影装置与影像撷取装置，处理器电路依据第一校正图样及第二校正图样产生多个被扭曲的特征点，以及依据多个被扭曲的特征点将第一映射表转换为第二映射表，投影装置依据输入影像及第二映射表产生反扭曲影像，并且将反扭曲影像投影至投影屏幕。基于上述，本专利技术的实施例至少具有以下其中一个优点或功效。投影装置将反扭曲影像投影至投影屏幕以使观看者可从投影屏幕上观看到无失真影像。为让本专利技术的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附图式作详细说明如下。附图说明图1A绘示本专利技术一实施例的投影系统的示意图。图1B绘示本专利技术一实施例的投影系统的概要示意图。图1C绘示本专利技术另一实施例的投影系统的概要示意图。图2A及图2B分别绘示本专利技术一实施例的第一校正图样及从第一校正图样上撷取的第一特征点的概要示意图。图3A及图3B分别绘示本专利技术一实施例的第二校正图样及从第二校正图样上撷取的第二特征点的概要示意图。图4A、图4B及图4C绘示投影装置将反扭曲影像投影到曲面投影屏幕的概要示意图。图5绘示本专利技术一实施例的影像校正方法的概要示意图。具体实施方式有关本专利技术的前述及其他
技术实现思路
、特点与功效，在以下配合参考图式的一较佳实施例的详细说明中，将可清楚的呈现。以下实施例中所提到的方向用语，例如：上、下、左、右、前或后等，仅是参考附加图式的方向。因此，使用的方向用语是用来说明并非用来限制本专利技术。投影机应用于不同的投影表面所进行的影像校正统称为几何校正(geometrycalibration)。当投影屏幕与投影机的相对位置改变的时候，以及投影屏幕的几何形状改变的时候，投影机就需要重新进行校正，投影出预先扭曲影像(prewarpimage)，才能使在投影屏幕上呈现的影像无扭曲失真。当屏幕是平面时，投影机画面在屏幕上呈现的是梯形或是满足透视变换的四边形，可利用四个对应的控制点计算单应性(homography)转换关系，即可产生预先扭曲影像。当屏幕的几何形状可以用确切的数学方程式描述时，例如球面、双凹曲面、柱面、平面，只要找出符合描述投影屏幕几何的数学式就可完全掌握几何表面的空间坐标。透过三维模拟方法来模拟投影机的每一像素所发出的光路投射到屏幕的表面，就能反算预先扭曲影像。当屏幕是任意曲面时，例如：墙面不平整造成的凹凸、墙面转角、帘幕、上述所有的几何表面，要产生预先扭曲影像，必须精准的掌握屏幕的几何表面。在现有技术中，对任意曲面的几何校正，都需要事先做相机校正或安装特殊光学感测元件，增加几何校正的流程的复杂度与系统架设安装时间的浪费。在本专利技术的示范实施例中，投影装置的几何校正的流程简单，且可减少投影系统的架设、安装时间。投影装置将反扭曲影像投影至曲面投影屏幕以使观看者可从曲面投影屏幕上观看到无扭曲失真影像。以下例示至少一实施例，并配合所附图式作详细说明如下。图1A绘示本专利技术一实施例中投影系统的示意图。本实施例的投影系统100包括投影装置110(例如是投影机)、处理器电路112及影像撷取装置130。投影装置110连接处理器电路112，处理器电路112连接影像撷取装置130，影像撷取装置130连接投影装置110。值得一提的是，两两装置之间是以信号传递为连接关系，其中各装置之间可靠有线或无线的方式传递信号。处理器电路112物理上可设置于投影装置110中或者处理器电路112物理上可设置于影像撷取装置130中。在其他实施例中，投影系统100还可以包括主机系统，处理器电路112也可设置于主机系统中。本专利技术不加以限制处理器电路112设置的位置，处理器电路112也可以是单一装置。投影装置110与影像撷取装置130可例如是整合并封装为一台投影装置来实作，也可例如是分别以独立的装置来实作，本专利技术并不在此限制。图1B绘示本专利技术一实施例的投影系统的概要示意图。本实施例的投影系统100包括投影装置110、主机系统111、曲面投影屏幕120及影像撷取装置130。投影装置110包括处理器电路112，用于执行影像校正，以产生反扭曲映射表W(第二映射表)。另外，投影装置110也可包括光学元件、电路元件及机构元件等其他实现投影影像功能的元件。投影装置110可从主机系统111接收输入影像(例如图4A的输入影像410)，并且处理器电路112依据反扭本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种投影装置，其特征在于，所述投影装置包括：/n处理器电路，依据输入影像及第二映射表产生反扭曲影像，并且所述投影装置将所述反扭曲影像投影至投影屏幕，其中所述第二映射表是依据第一校正图样及第二校正图样产生多个被扭曲的特征点，以及依据所述多个被扭曲的特征点将第一映射表转换而成。/n

【技术特征摘要】
1.一种投影装置，其特征在于，所述投影装置包括：
处理器电路，依据输入影像及第二映射表产生反扭曲影像，并且所述投影装置将所述反扭曲影像投影至投影屏幕，其中所述第二映射表是依据第一校正图样及第二校正图样产生多个被扭曲的特征点，以及依据所述多个被扭曲的特征点将第一映射表转换而成。


2.如权利要求1所述的投影装置，更包括影像撷取装置，其中所述投影装置将所述第一校正图样投影至所述投影屏幕，所述影像撷取装置撷取投影至所述投影屏幕的所述第一校正图样的影像，以取得所述第二校正图样，其中所述影像撷取装置设置在所述投影屏幕前的观看者位置。


3.如权利要求1所述的投影装置，其中所述第一校正图样包括多个第一特征点，所述第二校正图样包括多个第二特征点，所述处理器电路依据所述多个第一特征点以及所述多个第二特征点产生相似矩阵，以及所述处理器电路依据所述相似矩阵将所述多个第二特征点转换为所述多个被扭曲的特征点。


4.如权利要求3所述的投影装置，其中所述处理器电路依据所述多个第一特征点的排列方式取得最大外接四边形，所述处理器电路依据所述多个第二特征点的排列方式取得最大内接四边形，以及所述处理器电路依据所述最大外接四边形及所述最大内接四边形产生所述相似矩阵。


5.如权利要求3所述的投影装置，其中所述多个第一特征点及所述多个被扭曲的特征点位在第一坐标系，以及所述多个第二特征点位在第二坐标系。


6.一种影像校正方法，其特征在于，用于投影装置，将反扭曲影像投影至投影屏幕，所述所述影像校正方法包括：
依据第一校正图样及第二校正图样产生多个被扭曲的特征点；
依据所述多个被扭曲的特征点将第一映射表转换为第二映射表，其中所述第一校正图样被投影至所述投影屏幕，所述第二校正图样是撷取投影至所述投影屏幕的所述第一校正图样的影像而取得；以及
依据输入影像及所述第二映射表产生所述反扭曲影像，并且将所述反扭曲影像投影至所述投影屏幕。


7.如权利要求6所述的影像校正方法，更包括：
将影像撷取装置设置在所述投影屏幕前的观看者位置，以撷取投影至所述投影屏幕的所述第一校正图样的影像。


8.如权利要求6所述的影像校正方法，其中所述第一校正图样包括多个第一特征点，所述第二校正图样包括多个第二特征点，依据所述第一校正图样...

【专利技术属性】
技术研发人员：萧佩琪，
申请(专利权)人：中强光电股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾;71