TWI887598B - Projecting correction method and projecting correction system - Google Patents
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Abstract
Description
本發明是有關於一種投影技術,且特別是有關於一種投影校正方法及投影校正系統。The present invention relates to a projection technology, and in particular to a projection correction method and a projection correction system.
建置投影機時,無可避免地需要因應環境空間而對投影影像進行諸如縮放、聚焦、投影斜度、水平/垂直梯形等調整。雖然現今技術已可自動校正投影影像,但在部分應用情境下的自動校正結果不符合使用者的預期結果。此外,使用者無法在自動校正過程中修改校正所需參數,投影機也無法評斷校正結果,甚至須待自動校正完成才能進行手動微調投影影像。When setting up a projector, it is inevitable to adjust the projected image such as scaling, focusing, projection tilt, horizontal/vertical keystone, etc. according to the environment and space. Although current technology can automatically calibrate the projected image, the automatic calibration results in some application scenarios do not meet the user's expectations. In addition, the user cannot modify the parameters required for calibration during the automatic calibration process, and the projector cannot evaluate the calibration results. It is even necessary to wait for the automatic calibration to be completed before manually fine-tuning the projected image.
例如,圖1A及圖1B是習知的投影自動校正的示意圖。請參照圖1A,投影影像PI在投影布幕PP上的形狀為梯形。請參照圖1B,自動校正技術可將投影影像PI由梯形校正成矩形。然而,使用者希望投影影像PI所處的預期範圍EP在投影布幕PP中間。因此,使用者需要經由遙控器或機上按鍵自行手動調整投影機的投影設定,以將投影影像PI向上位移。For example, FIG. 1A and FIG. 1B are schematic diagrams of known projection automatic correction. Referring to FIG. 1A , the shape of the projection image PI on the projection screen PP is a trapezoid. Referring to FIG. 1B , the automatic correction technology can correct the projection image PI from a trapezoid to a rectangle. However, the user hopes that the expected range EP of the projection image PI is in the middle of the projection screen PP. Therefore, the user needs to manually adjust the projection settings of the projector via a remote control or on-board buttons to shift the projection image PI upward.
另一方面,投影影像所處的牆面不一定是理想的平面。在非平面的牆面上投影,自動校正的結果通常難以符合預期。例如,圖2A及圖2B是在不同牆面上投影的示意圖。請參照圖2A,若在平面的牆面上投影,則自動校正技術可將投影機P的投影影像PI的形狀修正成矩形。然而,請參照圖2B,若在牆角上投影,則手動校正才可將投影機P的投影影像PI修正成預期形狀。On the other hand, the wall where the projected image is located is not necessarily an ideal plane. When projecting on a non-planar wall, the result of automatic correction is usually difficult to meet expectations. For example, Figures 2A and 2B are schematic diagrams of projection on different walls. Please refer to Figure 2A. If the projection is on a flat wall, the automatic correction technology can correct the shape of the projected image PI of the projector P to a rectangle. However, please refer to Figure 2B. If the projection is on a corner of the wall, manual correction can correct the projected image PI of the projector P to the expected shape.
此外,為了達到期望的投影影像,最終通常須由使用者自行手動試出最終參數。而當下次使用投影機時,沒有保留先前參數,仍需重新校正投影影像,因此,對於使用者來說並不便利。Furthermore, in order to achieve the desired projection image, the user usually has to manually test the final parameters. When the projector is used next time, the previous parameters are not retained and the projection image still needs to be recalibrated, which is inconvenient for the user.
“先前技術”段落只是用來幫助瞭解本發明內容,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,不代表所述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。The "prior art" section is only used to help understand the content of the present invention. Therefore, the content disclosed in the "prior art" section may contain some content that does not constitute the common knowledge of the person skilled in the art. The content disclosed in the "prior art" section does not mean that the content or the problem to be solved by one or more embodiments of the present invention has been known or recognized by the person skilled in the art before the application of the present invention.
本發明實施例提供一種投影校正方法及投影校正系統,可在使用者介面上提供校正輔助資訊,以提升投影影像的校正方便性及精準度。The embodiments of the present invention provide a projection correction method and a projection correction system, which can provide correction auxiliary information on a user interface to improve the correction convenience and accuracy of the projection image.
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瞭解。Other purposes and advantages of the present invention can be further understood from the technical features disclosed in the present invention.
為達上述的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投影校正方法包括:取得擷取影像,其中擷取影像的影像內容包括投影影像;自擷取影像取得投影影像的第一位置資訊;將擷取影像載入至使用者介面,其中透過使用者介面呈現基於第一位置資訊的輔助範圍;接收對應於使用者介面上的目標範圍的第二位置資訊的定義操作,其中定義操作用於將輔助範圍調整至目標範圍;依據第一位置資訊及第二位置資訊之間的位置差異產生影像調整指令,其中影像調整指令用於改變投影影像。To achieve one or part or all of the above-mentioned purposes or other purposes, a projection correction method proposed in an embodiment of the present invention includes: obtaining a captured image, wherein the image content of the captured image includes a projection image; obtaining first position information of the projection image from the captured image; loading the captured image into a user interface, wherein an auxiliary range based on the first position information is presented through the user interface; receiving a definition operation of second position information corresponding to a target range on the user interface, wherein the definition operation is used to adjust the auxiliary range to the target range; generating an image adjustment instruction based on the position difference between the first position information and the second position information, wherein the image adjustment instruction is used to change the projection image.
在本發明的一實施例中,自擷取影像取得投影影像的第一位置資訊的步驟包括:決定投影影像的輪廓在擷取影像中的至少一輪廓位置;將輪廓位置作為第一位置資訊,其中基於輪廓位置產生輔助範圍。In one embodiment of the present invention, the step of obtaining the first position information of the projection image from the captured image includes: determining at least one contour position of the projection image contour in the captured image; using the contour position as the first position information, wherein an auxiliary range is generated based on the contour position.
在本發明的一實施例中,自擷取影像取得投影影像的第一位置資訊的步驟之前,更包括:對擷取影像進行下列影像處理中至少一者:透視變換;灰階處理;降噪處理。In an embodiment of the present invention, before the step of obtaining the first position information of the projection image from the captured image, the method further includes: performing at least one of the following image processing on the captured image: perspective transformation; grayscale processing; noise reduction processing.
在本發明的一實施例中,將擷取影像載入至使用者介面的步驟包括:將擷取影像作為第一圖層;透過使用者介面將輔助範圍作為第二圖層且重疊在具有擷取影像的第一圖層上。投影校正方法更包括:反應於接收定義操作,透過使用者介面將目標範圍重疊在第二圖層上。In one embodiment of the present invention, the step of loading the captured image into the user interface includes: using the captured image as a first layer; using the user interface to use the auxiliary range as a second layer and overlaying it on the first layer having the captured image. The projection correction method further includes: in response to receiving the definition operation, overlaying the target range on the second layer through the user interface.
在本發明的一實施例中,投影影像的輪廓為多邊形,且投影校正方法更包括:決定多邊形的幾何特性,其中使用者介面更呈現投影影像幾何特性,且幾何特性包括長度、角度及面積中的至少一者。In one embodiment of the present invention, the outline of the projection image is a polygon, and the projection correction method further includes: determining the geometric characteristics of the polygon, wherein the user interface further presents the geometric characteristics of the projection image, and the geometric characteristics include at least one of length, angle and area.
在本發明的一實施例中,將擷取影像載入至使用者介面的步驟包括:依據調整參數定義臨界範圍,其中調整參數為對應投影裝置的形狀失真校正範圍值及畫面位移範圍值中的至少一者的臨界設定;透過在使用者介面呈現臨界範圍;限制目標範圍小於或等於臨界範圍。In one embodiment of the present invention, the step of loading the captured image into the user interface includes: defining a critical range according to an adjustment parameter, wherein the adjustment parameter is a critical setting corresponding to at least one of a shape distortion correction range value and a screen displacement range value of a projection device; presenting the critical range on the user interface; and limiting the target range to be less than or equal to the critical range.
在本發明的一實施例中,將擷取影像載入至使用者介面的步驟包括:定義使用者介面的圖層結構,其中圖層結構由低至高依序為擷取影像、輔助範圍、投影影像的幾何特性、臨界範圍及目標範圍。In one embodiment of the present invention, the step of loading the captured image into the user interface includes: defining a layer structure of the user interface, wherein the layer structure is, from low to high, captured image, auxiliary range, geometric characteristics of the projected image, critical range, and target range.
在本發明的一實施例中,第一位置資訊包括輔助範圍的至少一輔助頂點位置,第二位置資訊包括目標範圍的至少一目標頂點位置,且依據第一位置資訊及第二位置資訊之間的位置差異產生影像調整指令的步驟包括:決定輔助頂點位置至對應的目標頂點位置的位移量,其中影像調整指令包括位移量。In one embodiment of the present invention, the first position information includes at least one auxiliary vertex position of the auxiliary range, the second position information includes at least one target vertex position of the target range, and the step of generating an image adjustment instruction based on the position difference between the first position information and the second position information includes: determining the displacement from the auxiliary vertex position to the corresponding target vertex position, wherein the image adjustment instruction includes the displacement.
在本發明的一實施例中,將擷取影像載入至使用者介面的步驟包括:在輔助範圍中顯示多個網格,其中那些網格的形狀對應於投影影像的輪廓。In one embodiment of the present invention, the step of loading the captured image into the user interface includes: displaying a plurality of grids in an auxiliary range, wherein the shapes of those grids correspond to the outline of the projected image.
在本發明的一實施例中,依據第一位置資訊及第二位置資訊之間的位置差異產生影像調整指令的步驟包括:依據目標範圍決定那些網格中對應於輪廓的節點的位移量,其中影像調整指令包括位移量。In one embodiment of the present invention, the step of generating an image adjustment instruction based on the position difference between the first position information and the second position information includes: determining the displacement of the nodes corresponding to the contour in the grid according to the target range, wherein the image adjustment instruction includes the displacement.
為達上述的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投影校正系統包括:運算裝置及投影裝置。投影裝置通訊連接至運算裝置且用以投射投影影像。運算裝置包括:顯示器、輸入裝置以及處理器。顯示器用以顯示使用者介面。輸入裝置用以接收使用者操作。處理器耦接顯示器及輸入裝置,並經配置用以:取得擷取影像,其中擷取影像的影像內容包括投影影像;自擷取影像取得投影影像的第一位置資訊;將擷取影像載入至使用者介面,其中透過使用者介面呈現基於第一位置資訊的輔助範圍;透過輸入裝置接收對應於使用者介面上的目標範圍的第二位置資訊的定義操作,其中定義操作用於將輔助範圍調整至目標範圍;依據第一位置資訊及第二位置資訊之間的位置差異產生影像調整指令,其中影像調整指令用於改變投影影像。To achieve one or part or all of the above purposes or other purposes, a projection correction system proposed in an embodiment of the present invention includes: a computing device and a projection device. The projection device is communicatively connected to the computing device and is used to project a projection image. The computing device includes: a display, an input device and a processor. The display is used to display a user interface. The input device is used to receive user operations. The processor is coupled to the display and the input device, and is configured to: obtain a captured image, wherein the image content of the captured image includes a projection image; obtain first position information of the projection image from the captured image; load the captured image into a user interface, wherein an auxiliary range based on the first position information is presented through the user interface; receive a definition operation of second position information corresponding to a target range on the user interface through the input device, wherein the definition operation is used to adjust the auxiliary range to the target range; generate an image adjustment instruction based on a position difference between the first position information and the second position information, wherein the image adjustment instruction is used to change the projection image.
在本發明的一實施例中,投影校正系統更包括影像擷取裝置。影像擷取裝置通訊連接於運算裝置,並用以產生擷取影像。In one embodiment of the present invention, the projection correction system further includes an image capture device. The image capture device is communicatively connected to the computing device and is used to generate a captured image.
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,使用者介面呈現基於擷取影像的輔助範圍並接收目標範圍的定義操作。此外,依據輔助範圍及目標範圍之間的位置差異調整投影影像。如此一來,可為使用者提供便利的調整操作介面及校正參考,進而提升投影裝置的建置流程的方便性及校正精準度,還能改進使用者的調整效率。Based on the above, the embodiment of the present invention has at least one of the following advantages or effects: wherein the user interface presents an auxiliary range based on the captured image and receives a definition operation of the target range. In addition, the projected image is adjusted according to the position difference between the auxiliary range and the target range. In this way, a convenient adjustment operation interface and calibration reference can be provided to the user, thereby improving the convenience of the construction process of the projection device and the calibration accuracy, and also improving the adjustment efficiency of the user.
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。In order to make the above features and advantages of the present invention more clearly understood, embodiments are specifically cited below and described in detail with reference to the accompanying drawings.
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的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。並且,以下實施例中所提到的「耦接」一詞可指任何直接或間接的連接手段。此外,「信號」一詞可指至少一電流、電壓、電荷、溫度、資料、電磁波或任何其他一或多個信號。The above-mentioned and other technical contents, features and effects of the present invention will be clearly presented in the detailed description of a preferred embodiment in conjunction with the reference drawings below. The directional terms mentioned in the following embodiments, such as: up, down, left, right, front or back, etc., are only referenced to the directions of the attached drawings. Therefore, the directional terms used are used to illustrate and are not used to limit the present invention. In addition, the word "coupling" mentioned in the following embodiments may refer to any direct or indirect connection means. In addition, the word "signal" may refer to at least one current, voltage, charge, temperature, data, electromagnetic wave or any other one or more signals.
圖3是依據本發明一實施例的投影校正系統1的元件方塊圖。請參照圖3,投影校正系統1包括運算裝置10、影像擷取裝置30及投影裝置50。FIG3 is a block diagram of a
運算裝置10可以是智慧型手機、平板電腦、電腦、伺服器、穿戴式裝置、智能助理裝置、智能家電或具運算功能的其他電子裝置。The
運算裝置10包括顯示器11、輸入裝置12、通訊收發器13、記憶體14及處理器15。The
顯示器11可以是液晶顯示器(Liquid Crystal Display,LCD)、發光二極體(Light Emitting Diode,LED)顯示器或有機發光二極體(Organic Light-Emitting Diode,OLED)顯示器。在一實施例中,顯示器11用以顯示影像。例如,顯示器11顯示使用者介面的影像。The
輸入裝置12可以是滑鼠、鍵盤、觸控面板或按鈕。在一實施例中,輸入裝置12用以接收使用者的輸入操作(後稱使用者操作)。例如,按壓、點擊或滑動操作。The
通訊收發器13可以是支援行動網路、藍芽、Wi-Fi或其他通訊技術的收發電路,也可以是支援USB、UART、或其他匯流排的傳輸介面。在一實施例中,通訊收發器13用以與外部裝置(例如,影像擷取裝置30及投影裝置50)傳送或接收資料。在另一實施例中,通訊收發器13用以直接連接影像擷取裝置30及投影裝置50。The
記憶體14可以是任何型態的固定或可移動隨機存取記憶體(Radom Access Memory,RAM)、唯讀記憶體(Read Only Memory,ROM)、快閃記憶體(flash memory)、傳統硬碟(Hard Disk Drive,HDD)、固態硬碟(Solid-State Drive,SSD)或類似元件。在一實施例中,記憶體14用以儲存程式碼、軟體模組(例如,控制模組141、影像處理模組142或/及使用者介面143)、資料(例如,影像、位置資訊、輔助資訊、指令或幾何特性)或檔案,其詳細內容待後續實施例詳述。The
處理器15耦接顯示器11、輸入裝置12、通訊收發器13及記憶體14。處理器15可以是中央處理單元(Central Processing Unit,CPU),或是其他可程式化之一般用途或特殊用途的微處理器(Microprocessor)、數位信號處理器(Digital Signal Processor,DSP)、可程式化控制器、特殊應用積體電路(Application-Specific Integrated Circuit,ASIC)或其他類似元件或上述元件的組合。在一實施例中,處理器15用以執行運算裝置10的所有或部份作業。在一實施例中,處理器15可載入並執行記憶體14所儲存的程式碼、軟體模組、檔案及/或資料,以實現本發明實施例的方法流程。The
影像擷取裝置30可以是相機、攝影機或具備影像擷取功能的裝置。影像擷取裝置30通訊連接於運算裝置10。在一實施例中,影像擷取裝置30用以產生擷取影像。The
投影裝置50可以是數位光處理(Digital Light Processing,DLP)、液晶顯示(Liquid-Crystal Display,LCD)、發光二極體(Light Emitting Diode,LED)或其他投影顯像技術的裝置。投影裝置50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50可應用任意本領域具通常知識者所熟知,可執行影像投射作業的硬體來實施,沒有固定的限制。投影裝置50通訊連接至運算裝置10。在一實施例中,投影裝置50用以投射投影影像。The
在一實施例中,運算裝置10、影像擷取裝置30及投影裝置50中的至少兩者可整合成獨立裝置。在另一實施例中,運算裝置10的部分或全部功能也可實現在影像擷取裝置30及/或投影裝置50。In one embodiment, at least two of the
下文中,將搭配投影校正系統1中的各項裝置、元件、模組說明本發明實施例所述之方法。本方法的各個流程可依照實施情形而隨之調整,且並不僅限於此。Hereinafter, the method described in the embodiment of the present invention will be described with reference to various devices, components, and modules in the
圖4是依據本發明一實施例的投影校正方法的流程圖。請參照圖4,影像處理模組142取得擷取影像(步驟S410)。具體而言,運算裝置10的處理器15執行記憶體14所儲存的影像處理模組142。投影裝置50投射投影影像。這投影影像可以是測試影像。例如,單色影像、網底影像或照片,但不以此為限。影像擷取裝置30朝投影裝置50所投射的投影影像拍攝,並據以產生擷取影像。而運算裝置10的影像處理模組142透過通訊收發器13取得來自影像擷取裝置30的擷取影像。擷取影像的擷取內容至少包括投影影像,並可能更包括投射的環境(例如,牆、布幕或天花板)。FIG4 is a flow chart of a projection correction method according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG4 , the
例如,圖5是依據本發明一實施例的擷取影像的示意圖。請參照圖5,擷取影像的擷取內容包括牆面W及投影影像PI2。For example, Fig. 5 is a schematic diagram of a captured image according to an embodiment of the present invention. Referring to Fig. 5, the captured content of the captured image includes the wall W and the projection image PI2.
請參照圖4,影像處理模組142自擷取影像取得投影影像的第一位置資訊(步驟S420)。具體而言,將投影影像投射到空間(投射的環境)中的一個或多個物件(牆、布幕或天花板)上可成像,且投影影像在空間中佔據一定範圍。這第一位置資訊相關於投影影像在擷取影像的空間中的位置。此外,這第一位置資訊反映出投影影像所投射的物件的幾何結構。例如,平面或多面體。Please refer to FIG. 4 , the
投影影像佔據擷取影像的空間中的範圍可由投影影像的輪廓所定義。在一實施例中,影像處理模組142可決定投影影像的輪廓在擷取影像中的一個或更多個輪廓位置。例如,可透過基於機器學習演算法(例如,YOLO(You only look once)、基於區域的卷積神經網路(Region Based Convolutional Neural Networks,R-CNN)、或快速的R-CNN(Fast R-CNN))所訓練的推論模型或基於特徵匹配的演算法(例如,方向梯度直方圖(Histogram of Oriented Gradient,HOG)、尺度不變特徵轉換(Scale-Invariant Feature Transform,SIFT)、Harr、或加速穩健特徵(Speeded Up Robust Features,SURF)的特徵比對)進行輪廓辨識,並決定所辨識出的輪廓的位置。影像處理模組142可將一個或更多個輪廓位置作為第一位置資訊。也就是說,第一位置資訊包括輪廓位置。上下文的位置資訊可由影像座標、空間座標或相對位置所定義。The extent of the projected image in the space of the captured image can be defined by the outline of the projected image. In one embodiment, the
接著,影像處理模組142可基於一個或更多個輪廓位置產生輔助範圍,並可透過使用者介面143呈現基於第一位置資訊的輔助範圍,顯示器11顯示該使用者介面143。輪廓位置即位於這輔助範圍的邊界上。也就是說,輔助範圍的邊界即是投影影像的輪廓。影像處理模組142可依據相對位置關係連線這些輪廓位置,並據以圍構出輔助範圍。Next, the
在另一實施例中,影像處理模組142可將投影影像所佔據的範圍中的任一點或區域的位置作為第一位置資訊。In another embodiment, the
在一實施例中,自擷取影像取得投影影像的第一位置資訊的步驟之前,影像處理模組142還可進行以下作業中的一者或更多者。圖6是依據本發明一實施例的影像分析的流程圖。請參照圖6,影像處理模組142可對擷取影像進行下列影像處理中至少一者:透視變換(Perspective Transformation)、灰階處理及降噪處理(步驟S610)。透視變換是把影像投影到另一個觀看平面(Viewing Plane)。在一些應用情境中,投影影像的所在平面不一定正面朝向影像擷取裝置30的鏡頭,而透視轉換可將投影影像轉成正面朝向影像擷取裝置30的鏡頭。灰階處理是將彩色的擷取影像轉換成灰階影像,並可能有助於後續輪廓辨識。降噪處理的目的之一是移除擷取影像中的雜訊,從而保留擷取影像中的重要細節,進而有助於後續物件辨識。In one embodiment, before the step of obtaining the first position information of the projection image from the captured image, the
在一實施例中,投影影像的輪廓為多邊形。例如,如圖2A所示在牆面(平面)上形成四邊形或如圖2B所示在牆角(非平面)上六邊形。影像處理模組142可決定擷取影像中投影影像的這些輪廓位置 (步驟S620)。這些輪廓位置可為位於多邊形的頂點的位置,也就是,位於輔助範圍的頂點的輔助頂點位置。一般而言,若已知輔助頂點位置及相對位置關係,則可推論出多邊形(即,輔助範圍)的外觀。影像處理模組142可將這些輔助頂點位置作為投影影像的第一位置資訊,使第一位置資訊包括輔助範圍的一個或更多個輔助頂點位置。In one embodiment, the outline of the projected image is a polygon. For example, a quadrilateral is formed on the wall surface (plane) as shown in FIG. 2A or a hexagon is formed on the wall corner (non-plane) as shown in FIG. 2B. The
影像處理模組142可決定擷取影像中投影影像的輪廓的幾何特性(步驟S630)。投影影像的輪廓例如為多邊形,則幾何特性包括長度、角度及面積中的至少一者。以四邊形為例,圖7是依據本發明一實施例的幾何特性的示意圖。請參照圖7,投影影像PI2的輪廓為梯形,且其幾何特性為邊長的長度L、四個角的角度D及這梯形的面積。The
影像處理模組142可進行座標系或單位轉換(步驟S640)。例如,將座標由影像座標系轉換至真實世界的座標系,或將座標由影像擷取裝置30的座標系轉換至投影裝置50的座標系。又例如,將長度單位由像素數量轉換至公分、公尺或其他長度計量單位。The
請參照圖4,處理器15將擷取影像載入至使用者介面143(步驟S430)。也就是說,使用者介面143呈現擷取影像。而顯示器11顯示使用者介面143,即可供使用者觀看並進行後續介面操作。Referring to FIG. 4 , the
此外,處理器15還透過使用者介面143呈現基於第一位置資訊的輔助範圍。如前述說明,輔助範圍的邊界為投影影像的輪廓。處理器15可在使用者介面143上醒目提示輔助範圍。例如,粗線、亮色及/或閃爍。In addition, the
運算裝置10的處理器15透過輸入裝置12接收對應於使用者介面143上的目標範圍的第二位置資訊的定義操作(步驟S440)。具體而言,目標範圍相關於使用者所期望投影影像的輪廓及位置。而定義操作即是用於將輔助範圍調整至目標範圍。第二位置資訊包括目標範圍的邊界上的位置。例如,使用者的滑動操作對應的軌跡形成目標範圍。又例如,使用者的拖移操作對應的目的位置形成目標範圍的邊界。再例如,使用者的新增操作對應的新線條形成目標範圍的邊。也就是說,定義操作是在使用者介面143上繪製出或建構出目標範圍的輪廓。由於使用者介面143一併呈現輔助範圍,因此定義操作也定義出目標範圍相對於輔助範圍(或擷取影像中的投影影像)的位置。The
此外,由於使用者介面143一併呈現擷取影像,因此可輔助使用者確認目標範圍是否定義在真實空間(投射的環境)中的未預期位置上。例如,布幕外、牆角或曲面。In addition, since the
在一實施例中,處理器15透過使用者介面143將擷取影像作為第一圖層,並將輔助範圍作為第二圖層且重疊在具有擷取影像的第一圖層上。也就是說,第一圖層位於最底層,且第二圖層重疊於第一圖層上;擷取影像位於最底層,且輔助範圍重疊於擷取影像上。藉此,可讓觀看者了解投影影像的輪廓。In one embodiment, the
此外,反應於輸入裝置12接收目標範圍的定義操作,處理器15可透過使用者介面143將目標範圍重疊在第二圖層上。也就是說,使用者透過使用者介面143繪示(例如滑動操作)目標範圍,並處理器15將目標範圍呈現於第三圖層或更頂層的圖層,且第三圖層重疊於第二圖層上。此外,處理器15可透過不同於呈現輔助範圍的方式醒目提示目標範圍,以方便觀看者區別輔助範圍及目標範圍。In addition, in response to the
在一實施例中,處理器15可依據調整參數定義臨界範圍。這調整參數為對應投影裝置50的形狀失真校正範圍值及畫面位移範圍值中的至少一者的臨界設定。若投影裝置50支援梯形校正(keystone correction)功能,則處理器15可自多個梯形校正參數值取得可形成最大多邊形的參數值(即,形狀失真校正範圍值的臨界設定)。若投影裝置50支援鏡頭平移(lens shift)功能,則處理器15可自多個鏡頭平移參數值取得可形成最大多邊形的參數值(即,畫面位移範圍值的臨界設定)。處理器15可依據投影裝置50所支援形成最大範圍的參數值決定臨界範圍。也就是說,臨界範圍是投影裝置50依據其內部機構及光學設計將投影影像投射到物件上可形成的最大範圍。In one embodiment, the
處理器15可在使用者介面143呈現臨界範圍。在一實施例中,處理器15可透過使用者介面143將臨界範圍重疊在第三圖層上。也就是說,臨界範圍位於第四圖層,且第四圖層重疊於第三圖層上。此外,處理器15可透過不同於呈現輔助範圍及目標範圍的方式醒目提示臨界範圍,以方便觀看者區別輔助範圍、目標範圍及臨界範圍。The
處理器15還可限制目標範圍小於或等於臨界範圍,使目標範圍的邊界位於臨界範圍的邊界內或其上。以矩形為例,長及寬需位於臨界範圍的邊界內或其上。而限制方式例如是,若目標範圍大於臨界範圍,則處理器15透過顯示器11提示警示訊息。又例如,若定義操作在使用者介面143的位置超出臨界範圍,則處理器15透過顯示器11隱藏超出臨界範圍的軌跡。藉此,可提示使用者重新定義目標範圍。The
在一實施例中,處理器15可定義使用者介面143的圖層結構。圖層結構是使用者介面143中不同圖層的重疊關係。例如,圖8是依據本發明一實施例的使用者介面143的圖層結構的示意圖。請參照圖8,圖層結構由低(即,底層)至高(即,頂層)依序為擷取影像CI、輔助範圍AR、投影影像的幾何特性GC、臨界範圍LR及目標範圍TR。也就是,擷取影像CI位於第一圖層L1(即,最底層),輔助範圍AR(可伴隨著座標係數)位於第二圖層L2,投影影像的幾何特性GC位於第三圖層L3,臨界範圍LR(可伴隨著輔助標線及繪製工具)位於第四圖層L4,且目標範圍TR位於第五圖層L5(即,最頂層)。In one embodiment, the
圖9是依據本發明一實施例的使用者介面UI1的示意圖。請參照圖9,使用者介面UI1呈現不同圖層的重疊結果。使用者介面UI1呈現擷取影像之外,還呈現輔助範圍AR、臨界範圍LR、目標範圍TR及投影影像的輪廓的幾何特性GC。此外,諸如繪製工具(用於提供給使用者透過使用者介面UI1繪製目標範圍TR)、參數數據(用於切換或啟閉幾何特性GC的呈現)及控制(用於觸發影像控制)按鍵的工具選項TB可與目標範圍TR位於相同或不同圖層。FIG9 is a schematic diagram of a user interface UI1 according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG9 , the user interface UI1 presents overlapping results of different layers. In addition to presenting the captured image, the user interface UI1 also presents the auxiliary range AR, the critical range LR, the target range TR, and the geometric characteristics GC of the outline of the projected image. In addition, tool options TB such as drawing tools (used to provide users with the ability to draw the target range TR through the user interface UI1), parameter data (used to switch or enable or disable the presentation of the geometric characteristics GC), and control (used to trigger image control) buttons may be located in the same or different layers as the target range TR.
須說明的是,在其他實施中,圖層結構還可能有其他變化。例如,投影影像的幾何特性GC及臨界範圍LR位於相同圖層。又例如,取消幾何特性GC的圖層。It should be noted that in other implementations, the layer structure may have other changes. For example, the geometric characteristic GC and the critical range LR of the projected image are located in the same layer. For another example, the layer of the geometric characteristic GC is cancelled.
請參照圖4,控制模組141依據第一位置資訊及第二位置資訊之間的位置差異產生影像調整指令(步驟S450)。具體而言,運算裝置10的處理器15執行記憶體14所儲存的控制模組141。透過控制模組141傳送影像調整指令至投影裝置50,用於藉由投影裝置50依據影像調整指令改變投影影像的輪廓及/或位置,並預期將投影影像的輪廓對齊目標範圍的邊界。而位置差異為目標範圍與輔助範圍的邊界之間的位置差異。Referring to FIG. 4 , the
在一實施例中,第一位置資訊包括輔助範圍的一個或更多個輔助頂點位置(即,位於輔助範圍的頂點的位置),且第二位置資訊包括目標範圍的一個或更多個目標頂點位置(即,位於目標範圍的頂點的位置)。控制模組141可決定輔助頂點位置至對應的目標頂點位置的位移量,且影像調整指令包括這位移量。In one embodiment, the first position information includes one or more auxiliary vertex positions of the auxiliary range (i.e., positions of the vertices of the auxiliary range), and the second position information includes one or more target vertex positions of the target range (i.e., positions of the vertices of the target range). The
以圖9為例,控制模組141可依據輔助範圍AR的輔助頂點位置TAP至目標範圍TR之對應的目標頂點位置AAP的位移量TP1產生影像調整指令。控制模組141將影像調整指令透過運算裝置10的通訊收發器13傳送至投影裝置50。投影裝置50即可依據影像調整指令將輔助頂點位置TAP所對應的頂點移動到目標頂點位置AAP所對應的頂點。其餘頂點的位移可參照前述說明,於此不再贅述。Taking FIG. 9 as an example, the
在另一實施例中,控制模組141可依據輔助範圍的一個邊至對應於目標範圍的一個邊的位移量產生影像調整指令,使投影裝置50可依據影像調整指令將投影影像的邊移動到目標範圍的對應邊的位置。In another embodiment, the
在一實施例中,處理器15還可在輔助範圍中顯示多個網格。這些網格的形狀對應於投影影像的輪廓。在一些應用情境中,投影影像所投射的環境可能是多面體,使投影影像的形狀變形更多邊。例如,圖10是依據本發明一實施例的於非平面投影的示意圖。請參照圖10,投影影像所投射到空間(投射的環境)中的物件例如是一牆角,當投影裝置50的投影影像投射到牆角時,投影影像呈現於牆角兩邊牆面W2,使擷取影像中對應於投影影像的輪廓的輔助範圍AR2具有六個邊。基於光路行徑距離與影像尺寸成正比的原則,投影影像位於左右兩側的部分相較與中間牆角部分大,從而產生影像形變。In one embodiment, the
在此應用情境下,若投影裝置50支援幾何校正( Geometric Correction)功能,則可對投影影像進行形變修正。
圖11是依據本發明另一實施例的使用者介面UI2的示意圖。請參照圖11,使用者介面UI2呈現擷取影像之外,還呈現輔助範圍AR2、目標範圍TR2、幾何特性GC、工具選項TB及位於輔助範圍AR2內的網格GR。其中投影裝置50所投射出的投影影像為具有多個網格GR的影像。
In this application scenario, if the
處理器15可透過輸入裝置12接收目標範圍TR2的第三位置資訊的第二定義操作,其中使用者透過使用者介面UI2繪示目標範圍TR2,並且處理器15將目標範圍TR2重疊於具有輔助範圍AR2的圖層上,其中第二位置資訊包括目標範圍TR2的邊界上的位置。第三位置資訊可以是網格GR的節點(即,線段的交錯點)及/或線段的位置。而上述第二定義操作即是用於將輔助範圍AR2調整至目標範圍TR2,即是用於改變網格GR的(最外層或其他層的)節點及/或線段的位置。例如,使用者透過拖移操作繪示對應牆面W2的目標範圍TR2。The
運算裝置10的控制模組141可透過通訊收發器13控制投影裝置50進入網格調整模式。接收第二定義操作之後,控制模組141可決定投影影像中網格GR的節點及/或線段的位移量(還可平均分配網格GR的位置),並依據位移量產生影像調整指令,使影像調整指令包括這位移量。投影裝置50即可依據影像調整指令改變網格GR的節點位置,使投射出的校正後投影影像與目標範圍TR2相符,從而消除影像形變。The
綜上所述,在本發明實施例的投影校正方法及投影校正系統中,分析擷取影像中的投影影像的位置及幾何特性,並在使用者介面上呈現對應於投影影像的輪廓的輔助範圍。此外,依據使用者介面所接收到的對於目標範圍的定義操作,將投影裝置所投射的投影影像調整至對應於目標範圍的位置。此外,使用者介面還可呈現投影裝置所支援的最大範圍的臨界範圍及適用於多平面環境的網格。In summary, in the projection correction method and projection correction system of the embodiment of the present invention, the position and geometric characteristics of the projection image in the captured image are analyzed, and an auxiliary range corresponding to the outline of the projection image is presented on the user interface. In addition, according to the definition operation of the target range received by the user interface, the projection image projected by the projection device is adjusted to the position corresponding to the target range. In addition, the user interface can also present the critical range of the maximum range supported by the projection device and the grid applicable to the multi-plane environment.
藉此,本發明實施例可實現(但不僅限於)以下特點:Thus, the present invention can achieve (but is not limited to) the following features:
提供可簡易的操作介面及校正參考,以免除傳統遙控器及按鍵操作。Provides a simple operation interface and calibration reference to avoid traditional remote control and button operation.
輔助無自動校正功能的投影裝置執行校正。Assists projection devices without automatic calibration function to perform calibration.
相較於現行自動校正技術,更能符合使用者的預期結果。Compared with the current automatic calibration technology, it can better meet the user's expected results.
適用於單一平面及非平面(多平面)環境的投影畫面校正。Applicable to projection image correction in single plane and non-planar (multi-plane) environments.
惟以上所述者,僅為本發明的較佳實施例而已,當不能以此限定本發明實施的範圍,即大凡依本發明申請專利範圍及發明說明內容所作的簡單的等效變化與修飾,皆仍屬本發明專利涵蓋的範圍內。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的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的權利範圍。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。However, the above is only the preferred embodiment of the present invention, and it cannot be used to limit the scope of the implementation of the present invention. That is, all simple equivalent changes and modifications made according to the scope of the patent application and the content of the invention description are still within the scope of the present invention. In addition, any embodiment or patent application of the present invention does not need to achieve all the purposes, advantages or features disclosed by the present invention. In addition, the abstract and title are only used to assist in searching for patent documents, and are not used to limit the scope of rights of the present invention. In addition, the terms "first", "second", etc. mentioned in the patent application are only used to name the element or distinguish different embodiments or scopes, and are not used to limit the upper or lower limit of the number of elements.
PI、PI2:投影影像
PP:投影布幕
EP:預期範圍
P:投影機
1:影像校正系統
10:運算裝置
11:顯示器
12:輸入裝置
13:通訊收發器
14:記憶體
141:控制模組
142:影像處理模組
143、UI1、UI2:使用者介面
15:處理器
30:影像擷取裝置
50:投影裝置
S410~S450、S610~S640:步驟
W、W2:牆面
L:長度
D:角度
CI:擷取影像
AR、AR2:輔助範圍
LR:臨界範圍
TR、TR2:目標範圍
L1:第一圖層
L2:第二圖層
L3:第三圖層
L4:第四圖層
L5:第五圖層
TAP:輔助頂點位置
AAP:目標頂點位置
TP1:位移量
TB:工具選項
GC:幾何特性
GR:網格
PI, PI2: Projected image
PP: Projection screen
EP: Expected range
P: Projector
1: Image correction system
10: Calculation device
11: Display
12: Input device
13: Communication transceiver
14: Memory
141: Control module
142:
圖1A及圖1B是習知的投影自動校正的示意圖。 圖2A及圖2B是在不同牆面上投影的示意圖。 圖3是依據本發明一實施例的投影校正系統的元件方塊圖。 圖4是依據本發明一實施例的投影校正方法的流程圖。 圖5是依據本發明一實施例的擷取影像的示意圖。 圖6是依據本發明一實施例的影像分析的流程圖。 圖7是依據本發明一實施例的幾何特性的示意圖。 圖8是依據本發明一實施例的使用者介面的圖層結構的示意圖。 圖9是依據本發明一實施例的使用者介面的示意圖。 圖10是依據本發明一實施例的於非平面投影的示意圖。 圖11是依據本發明另一實施例的使用者介面的示意圖。 Fig. 1A and Fig. 1B are schematic diagrams of known automatic correction of projection. Fig. 2A and Fig. 2B are schematic diagrams of projection on different walls. Fig. 3 is a block diagram of components of a projection correction system according to an embodiment of the present invention. Fig. 4 is a flow chart of a projection correction method according to an embodiment of the present invention. Fig. 5 is a schematic diagram of image capture according to an embodiment of the present invention. Fig. 6 is a flow chart of image analysis according to an embodiment of the present invention. Fig. 7 is a schematic diagram of geometric characteristics according to an embodiment of the present invention. Fig. 8 is a schematic diagram of a layer structure of a user interface according to an embodiment of the present invention. Fig. 9 is a schematic diagram of a user interface according to an embodiment of the present invention. Fig. 10 is a schematic diagram of projection on a non-planar surface according to an embodiment of the present invention. Figure 11 is a schematic diagram of a user interface according to another embodiment of the present invention.
S410~S450:步驟 S410~S450: Steps
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| TW202431207A TW202431207A (en) | 2024-08-01 |
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| CN114286066A (en) * | 2021-12-23 | 2022-04-05 | 深圳市火乐科技发展有限公司 | Projection correction method, projection correction device, storage medium and projection equipment |
| CN114791687A (en) * | 2021-03-05 | 2022-07-26 | 成都极米科技股份有限公司 | Projection correction method and device and projection system |
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- 2023-01-19 TW TW112102496A patent/TWI887598B/en active
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