TWI892360B - 投影圖像修正方法、裝置、投影設備、採集設備及可讀存儲介質 - Google Patents

Abstract

本發明公開了一種投影圖像修正方法、裝置、投影設備、採集設備及可讀存儲介質，該投影圖像修正方法包括：向目標反射面投影以形成測試圖像，並獲得模板圖像；其中，模板圖像為測試圖像的邊緣位於預設的採集區內時，採集測試圖像生成的圖像；採集區為預設的第一採集框和預設的第二採集框之間形成的區域，第二採集框環繞在第一採集框外側；基於模板圖像和預設的標準圖像之間的偏差，獲得在目標反射面投影的位置修正量；基於位置修正量修正投影設備待投影的目標圖像，獲得在目標反射面投影的修正圖像。

Description

投影圖像修正方法、裝置、投影設備、採集設備及可讀存儲介質

本發明涉及投影技術領域，尤其涉及一種投影圖像修正方法、裝置、投影設備、採集設備及可讀存儲介質。

投影儀可將投影面投射到指定的反射面，基於漫反射原理，使得使用者可在不同的視角觀看到投影圖像。該反射面一般可為牆面或布幕，反射面的平整程度直接影響了使用者視角的圖像效果。尤其是短焦及超短焦的投影儀距離牆面較近，光機的投射角度小，反射面的輕微不平整就會導致投影的圖像產生明顯的畸變。因此，如何快速準確的校正投影圖像的畸變成為了目前亟待解決的問題。

本申請要求於2023年02月07日提交、申請號為202310143584.7的中國專利申請的優先權，其全部內容通過引用合併於此。

鑒於上述問題，本發明提出了一種投影圖像修正方法、裝置、投影設備、採集設備及可讀存儲介質，提高了對投影設備投影的畸變圖像的校正效率。

第一方面，本申請通過一實施例提供如下技術方案：

一種投影圖像修正方法，包括：

向目標反射面投影以形成測試圖像，並獲得模板圖像；其中，所述模板圖像為所述測試圖像的邊緣位於預設的採集區內時，採集所述測試圖像生成的圖像；所述採集區為預設的第一採集框和預設的第二採集框之間形成的區域，所述第二採集框環繞在所述第一採集框外側；基於所述模板圖像和預設的標準圖像之間的偏差，獲得在目標反射面投影的位置修正量；基於所述位置修正量修正投影設備待投影的目標圖像，獲得在所述目標反射面投影的修正圖像。

可選的，所述基於所述模板圖像和預設的標準圖像之間的偏差，獲得在目標反射面投影的位置修正量，包括：

識別所述模板圖像，獲得所述模板圖像上的N個位置標記點；N為正整數；獲取每個所述位置標記點和其對應的參考標記點之間的位置偏差量；其中，每個所述位置標記點在所述標準圖像中對應一預設的所述參考標記點；基於N個所述位置偏差量，獲得在目標反射面投影的位置修正量。

可選的，所述識別所述模板圖像，獲得所述模板圖像上的N個位置標記點，包括：

獲取所述模板圖像的顏色通道的第一顏色圖像，和所述模板圖像的明度通道的第一明度圖像；對所述第一顏色圖像和所述第一明度圖像均進行長條圖均衡化處理，獲得第二顏色圖像和第二明度圖像；疊加所述第二顏色圖像和所述第二明度圖像，獲得灰度圖像；基於所述灰度圖像，獲得N個所述位置標記點。

可選的，所述基於所述灰度圖像，獲得N個所述位置標記點，包括：

對所述灰度圖像進行卷積濾波處理，獲得N個點簇；從每個點簇中確定出對應的位置標記點，共確定出N個所述位置標記點。

可選的，所述從每個點簇中確定出對應的位置標記點，共確定出N個所述位置標記點，包括：

基於廣度優先搜索依次處理所述N個點簇，獲得N個所述位置標記點；其中，N個所述位置標記點存儲為四叉樹結構。

可選的，所述N個位置標記點呈A列排布，A為正整數；所述基於N個所述位置偏差量，獲得在目標反射面投影的位置修正量，包括：

擬合每列的位置標記點的位置偏差量，獲得A條貝茲曲線；擬合A條所述貝茲曲線，獲得貝塞爾曲面；其中，所述貝塞爾曲面上的每個點的值表示所述目標圖像中對應點的位置修正量。

可選的，所述基於所述位置修正量修正投影設備待投影的目標圖像，獲得在所述目標反射面投影的修正圖像，包括：

基於所述目標圖像的解析度，從所述目標圖像中確定待校正點；從所述貝塞爾曲面中確定每個所述待校正點對應的位置修正量；基於所述待校正點對應的位置修正量修正所述目標圖像，獲得所述修正圖像。

可選的，所述測試圖像為棋盤格圖像，所述測試圖像為棋盤格圖像，所述標準圖像為在預設的參考平面上投影形成的基本未發生畸變的棋盤格圖像。

第二方面，基於同一發明構思，本申請通過一實施例提供如下技術方案：

一種投影設備，包括處理器和記憶體，所述記憶體耦接到所述處理器，所述記憶體存儲指令，當所述指令由所述處理器執行時使所述投影設備執行前述第一方面中任一所述方法的步驟。

第三方面，基於同一發明構思，本申請通過一實施例提供如下技術方案：

一種投影圖像修正裝置，包括：

模板圖像獲取模組，用於向目標反射面投影測試圖像，以獲得模板圖像；其中，所述模板圖像為所述測試圖像的邊緣位於預設的採集區內時，採集所述測試圖像生成的；所述採集區為預設的第一採集框和預設的第二採集框之間形成的區域，所述第二採集框環繞在所述第一採集框外側；修正量獲取模組，用於基於所述模板圖像和預設的標準圖像之間的偏差，獲得在目標反射面投影的位置修正量；圖像修正模組，用於基於所述位置修正量修正所述投影設備待投影的目標圖像，獲得在所述目標反射面投影的修正圖像。

第四方面，基於同一發明構思，本申請通過一實施例提供如下技術方案：

一種投影圖像修正方法，包括：

生成第一採集框和環繞在所述第一採集框外側的第二採集框；其中，所述第一採集框和所述第二採集框之間形成採集區；在測試圖像的邊緣位於所述採集區內時採集所述測試圖像，獲得模板圖像；所述測試圖像為投影設備投影到目標反射面的圖像；將所述模板圖像發送至所述投影設備；其中，所述模板圖像和預設的標準圖像之間存在的偏差被用於確定在所述目標反射面投影的位置修正量；所述位置修正量用於修正所述投影設備待投影的目標圖像，以在所述目標反射面投影獲得修正圖像。

第五方面，基於同一發明構思，本發明通過一實施例提供如下技術方案：

一種可讀存儲介質，其上存儲有電腦程式，該程式被處理器執行時實現前述第一方面中或前述第四方面中任一項所述方法的步驟。

本發明實施例中提供的一種投影圖像修正方法及裝置，首先向目標反射面投影以形成測試圖像，然後基於該測試圖像獲得模板圖像；該模板圖像是在檢測到測試圖像的邊緣位於預設的採集區內時，採集該測試圖像生成的圖像；因此，可實現快速採集，並且能夠使得採集角度更接近於目標反射面，提高了整個校正過程的效率。接著，基於該模板圖像和預設的標準圖像之間的偏差，獲得在目標反射面投影的位置修正量；最後，基於該位置修正量就可實現對投影設備待投影的目標圖像實現修正，得到在目標反射面投影的修正圖像，從而實現快速的畸變校正。

第六方面，本發明的實施例提供了一種圖像採集設備，包括處理器和記憶體，所述記憶體耦接到所述處理器，所述記憶體存儲指令，當所述指令由所述處理器執行時使所述圖像採集設備執行本申請的第四方面提供的投影圖像修正方法的步驟。

上述說明僅是本發明技術方案的概述，為了能夠更清楚瞭解本發明的技術手段，而可依照說明書的內容予以實施，並且為了讓本發明的上述和其它目的、特徵和優點能夠更明顯易懂，以下特舉本發明的具體實施方式。

下面將參照附圖更詳細地描述本公開的示例性實施例。雖然附圖中顯示了本公開的示例性實施例，然而應當理解，可以以各種形式實現本公開而不應被這裡闡述的實施例所限制。相反，提供這些實施例是為了能夠更透徹地理解本公開，並且能夠將本公開的範圍完整的傳達給本領域的技術人員。

由於應用場景的不同以及環境條件的限制，投影儀投影的目標反射面一般無法達到理想的平整狀態，因此需要對投影儀投影至目標反射面的圖像進行修正處理。目前在對投影到目標反射面的圖像進行修正處理時，需要採用輔助的拍攝設備對投影儀投影到目標反射面的圖像進行拍照，得到實際的投影圖像；然後對該投影圖像進行畸變檢測，並進行補償，就可對投影圖像實現校正；最終使用者觀看到目標反射面上呈現的投影圖像就可接近無畸變的效果。但是，目前使用輔助的拍攝設備對投影儀投影到目標反射面的圖像進行拍照時，需要拍攝設備正對目標反射面，如牆面，否者會導致拍攝的投影圖像效果較差，畸變校正無法達到理想的效果。因此，現有技術方案嚴重影響了校正的速度和準確性。

針對此，在本實施例中提供了一種投影圖像修正方法，該修正方法可應用於投影設備中，投影設備是指具備投影功能的設備，具體類型不做限制；本實施例中投影設備可為投影儀。該方法通過投影設備向目標反射面投影測試圖像，然後獲得模板圖像；而該模板圖像是在檢測到測試圖像的邊緣位於預設的採集區內時，拍攝測試圖像生成的，因此在通過人工採集模板圖像的時候降低了人工採集難度，或者也可通過機器識別的方式進行採集，極大的提高了模板圖像的採集效率；由於採集區的限定，採集得到的模板圖像更加接近於正對目標反射面拍照獲得的理想圖像，有效的提高了校正準確性。下面通過具體實施例對本發明的整體構思進行闡述說明。

請參閱圖1，在本發明的一實施例中提供了一種投影圖像修正方法，該方法包括：

步驟S10：向目標反射面投影以形成測試圖像，並獲得模板圖像；其中，所述模板圖像為所述測試圖像的邊緣位於預設的採集區內時，採集所述測試圖像生成的圖像；所述採集區為預設的第一採集框和預設的第二採集框之間形成的區域，所述第二採集框環繞在所述第一採集框外側；

步驟S20：基於所述模板圖像和預設的標準圖像之間的偏差，以獲得在目標反射面投影的位置修正量；

步驟S30：基於所述位置修正量修正投影設備待投影的目標圖像，以獲得在所述目標反射面投影的修正圖像。

通過步驟S10至S30，首先向目標反射面投影以形成測試圖像，然後基於該測試圖像獲得模板圖像；該模板圖像是在檢測到測試圖像的邊緣位於預設的採集區內時，採集該測試圖像生成的圖像；因此，可實現快速採集，並且能夠使得採集角度更接近於目標反射面。接著，基於該模板圖像和預設的標準圖像之間的偏差，獲得在目標反射面投影的位置修正量；最後，基於該位置修正量就可實現對投影設備待投影的目標圖像的修正，得到在目標反射面投影的修正圖像，從而實現對目標反射面不平整導致的投影圖像畸變的校正。下面分別對本實施例中每個步驟的具體實現進行詳細說明。

步驟S10：向目標反射面投影以形成測試圖像，並獲得模板圖像；其中，所述模板圖像為所述測試圖像的邊緣位於預設的採集區內時，採集所述測試圖像生成的圖像；所述採集區為預設的第一採集框和預設的第二採集框之間形成的區域，所述第二採集框環繞在所述第一採集框外側。

在步驟S10中，目標反射面為投影設備投影成像的平面，例如目標反射面可為牆面、布幕、地面等等。測試圖像，可為用於進行畫面修正的專用圖像。例如：測試圖像可為棋盤格圖像，諸如黑白相間的棋盤格圖像；測試圖像還可為包含特定標識的圖像，特定標識可為十字標識、圓點標識等等，這些標識可呈陣列分佈在整個測試圖像上，每個識別標識可對應測試圖像中的一個位置標記點。

測試圖像還可為在投影設備正常工作時投影的畫面內容的基礎上，疊加特定的識別標識所形成的圖像。例如，可以在投影設備正常工作時投影的畫面內容之上疊加特定的識別標識從而形成測試圖像。進一步的，為了避免影響用戶的正常觀看，可將某一特定時間段內投影的畫面內容疊加識別標識，以形成測試圖像。此外，還可接收使用者輸入的控制指令來確定何時在投影的畫面內容上疊加識別標識，或者何時取消在投影的畫面內容上疊加識別標識。進而更加靈活的對投影設備投影的目標圖像進行修正，而不限於在特定的時間點進行修正。示例性的，當目標反射面為布幕提供的反射面，且在投影設備投影的過程中布幕變形導致目標反射面變形時，可將識別標識疊加到投影設備正在投影的畫面上形成測試圖像；然後採集投影到目標反射面上的該測試圖像得到模板圖像，從而可隨時對目標畫面進行一次或多次修正處理，使得圖像修正更加靈活。

需要說明的是，後續步驟的闡述說明將以測試圖像為黑白相間的棋盤格圖像為例進行說明，該黑白相間的棋盤格圖像可為黑色方格和白色方格相間排布的棋盤格圖像，每個方格對應有四個角點，每個角點均對應一位置標記點。

可由投影設備自帶的圖像採集設備完成對模板圖像的採集。例如，投影設備自帶有能夠用於採集模板圖像的攝像模組，通過攝像模組進行成像檢測，同時生成第一採集框和環繞在第一採集框之外的第二採集框以形成對應的採集區；在檢測到測試圖像的邊緣落入到攝像模組預設的採集區內時，則可拍攝當前投影到目標反射面的測試圖像，得到模板圖像。由此可見，通過第一採集框和第二採集框提供的指引，能夠方便快捷的調整攝像模組和測試圖像的相對位置和角度，從而高效率的採集到模板圖像，同時使得模板圖像更加的接近於正對目標反射面採集得到的圖像。

還可由獨立的圖像採集設備完成對模板圖像的採集，例如，可通過用戶的手機或平板電腦作為圖像採集設備進行模板圖像的採集，在圖像採集設備上安裝有對應的圖像採集軟體。請參閱圖2，以通過手機100採集模板圖像為例，在採集的時候手機100攝像模組啟動，並在手機100的顯示幕上生成視覺化的第一採集框101和第二採集框102，第二採集框102環繞在第一採集框101周邊，從而在兩個採集框之間形成視覺化的採集區110。第一採集框101和第二採集框102之間的距離為採集區110的寬度w。使用者在手持圖像採集設備進行拍攝時，可通過調整圖像採集設備的位置和/或姿態以使投影在目標反射面上的測試圖像的邊緣落入該採集區110內，然後觸發圖像採集動作，從而採集得到模板圖像。

可由使用者在採集設備上手動觸發圖像採集動作，或者也可由圖像採集設備中安裝的圖像採集軟體內置的程式檢測測試圖像的邊緣是否落入採集區110內，以在檢測到測試圖像的邊緣落入採集區110內時觸發採集動作，不做限制。在一些實現方式中，在測試圖像的邊緣未落入採集區110的情況下，若使用者手動觸發了圖像採集動作的時候，圖像採集設備可生成並展示採集失敗的提示資訊，以提醒使用者將測試圖像的邊緣置於採集區110內時，重新進行圖像模板的採集，而當前採集的模板圖像丟棄。這樣可保證用戶能夠快速而準確的採集到基本正對目標反射面的模板圖像。

採集區110的大小可由用戶基於對目標圖像的預期修正精度進行設置，預期修正精度可與採集區110的寬度呈負相關，即預期修正精度越高，採集區110的寬度越小。例如可由用戶自行選擇預期修正精度，例如可以從高精度、中精度和低精度中選擇，並針對每種精度均適配有一種寬度w的採集區110。在測試圖像的畸變非常明顯時，可選擇低精度的採集區110，當測試圖像幾乎無畸變時可選擇高精度的採集區110。這種設置不同精度的採集區110來採集模板圖像的方式，可實現多次修正處理。還可按照由低至高的精度來依次對目標圖像進行修正，避免一次修正的效果有限；並且還能夠避免第一次採集模板圖像時，因採集區110的寬度設置過小而難以使測試圖像的邊緣落入到採集區110的問題，有利於提高模板圖像的採集效率。

模板圖像可以是圖像採集設備採集得到的未經處理的圖像，或者也可以是圖像採集設備採集後經過初步處理的圖像。例如，上述初步處理可為對投影到目標反射面的測試圖像進行採集，得到原始圖像；再對原始圖像進行灰度處理、濾波、去噪等處理，從而得到模板圖像。當然在一些實現方式中，這些處理過程也可在投影設備端或伺服器端等完成，後文以在投影設備端完成為例進行說明。

在採用獨立的圖像採集設備採集得到模板圖像後，圖像採集設備可將該模板圖像上傳至投影設備，也即投影設備獲得該模板圖像。

關於步驟S20：基於所述模板圖像和預設的標準圖像之間的偏差，以獲得在目標反射面投影的位置修正量。

在步驟S20中，標準圖像是投影設備在預設的參考平面上投影後形成的圖像，該圖像可以認為是無畸變的圖像。當然在實際應用中，無畸變的標準圖像基本是一種理想化的情形，因此實踐中可以將幾乎未產生畸變的圖像作為標準圖像，或者將至少從使用者視角觀看時幾乎不存在畸變的圖像作為標準圖像。可將投影設備在預設的參考平面上進行投影以獲得幾乎未產生畸變的圖像。該參考平面應當是平整的平面，接近於投影設備的理想的投影面。由於投影測試圖像和標準圖像的投影設備是相同的，畸變幾乎由目標反射面帶來；因此，基於模板圖像和標準圖像之間的偏差確定出位置修正量，即可對投影設備在目標反射面投影的目標圖像進行修正。

在一些實現方式中，步驟S20可以包括以下步驟S21~S23：

步驟S21：識別所述模板圖像，以獲得所述模板圖像上的N個位置標記點；N為正整數。

示例性的，在步驟S21中，獲得N個位置標記點的方式可採用機器視覺技術中的目標識別方式。步驟S21還可以包括：

首先，獲取模板圖像的顏色通道的第一顏色圖像，和模板圖像的明度通道的第一明度圖像，從而實現對模板圖像進行顏色變換。接著，對第一顏色圖像和第一明度圖像均進行長條圖均衡化處理，以獲得第二顏色圖像和第二明度圖像。再接著，疊加第二顏色圖像和第二明度圖像，獲得灰度圖像。最後，基於灰度圖像，可獲得N個位置標記點。在一些實施方式中，可以將模板圖像的顏色空間轉換為HSV顏色空間（其中，H表示色相（Hue），S表示飽和度（Saturation），V表示色明度（Value））或YUV（其中，Y表示亮度，U，V表示色度）顏色空間等，然後提取顏色通道的第一顏色圖像和明度通道的第一明度圖像。

由於，第一顏色圖像和第一明度圖像均是進行過長條圖均衡化處理後的圖像，疊加後得到的灰度圖像能夠具備更高的對比度，提高了後續檢測位置標記點時的魯棒性。不僅如此，還可提高對複雜環境下採集測試圖像得到的模板圖像的處理能力，保證識別精度。

可以理解的，在模板圖像中的方格邊緣、角點位置均可能存在一系列的組成圖元點。因此，要識別出準確的位置標記點，就需要從而這些組成圖元點中找出特徵點。在一些實施方式中，可以採用以下方式實現位置標記點的確定：

首先，對灰度圖像進行卷積濾波處理，以獲得N個點簇。一些實現方式中，可對灰度圖像的灰度值構成的灰度值矩陣進行卷積處理，得到卷積處理後的目標矩陣，目標矩陣中包含有圖元位置對應的元素值。卷積處理過程中可採用能夠突出方格角點的卷積核，實際可採用現有常用的卷積核實現，對此不做限制。在得到目標矩陣後，再動態確定回應閾值，也即可基於目標矩陣計算一閾值範圍。

例如，可以對目標矩陣進行均值處理，得到一平均值；目標矩陣中，若方格角點對應的元素值大於平均值，則可將小於平均值的元素值濾除；若方格角點對應的元素值小於平均值，則可將大於平均值的元素值濾除，從而得到N個點簇。另外，由於測試圖像中方格的角點的位置能夠明顯區別於方格其他位置，因此還可將目標矩陣中的元素值進行聚類處理從而可得到N個點簇。此時，得到的每個點簇中均包含了多個元素值，每個元素值對應一圖元位置，也即圖元的座標。接著，針對每個點簇，從點簇中確定出一個特徵點作為該點簇的位置標記點，該位置標記點能夠最準確的代表棋盤格中方格的角點。在確定位置標記點之前，還可通過非極大值抑制確定出每個點簇的極值點，作為候選標記點；這樣可進一步的濾除干擾點。在一些實施方式中，上述特徵點可以是採用最優化方法從這些候選標記點中確定出的特徵點，以作為位置標記點。例如，最優化方法可包括梯度下降法、牛頓法等等，在此不做限制。由上述方法確定出的位置標記點能夠準確的表徵棋盤格的角點位置。最終，共確定出N個位置標記點。

進一步的，在一些實現方式中還可在處理N個點簇時按照預設順序進行處理並存儲，從而構建出每個位置座標點之間的關係，以保證對每個位置標記點的處理過程均能夠按照關聯順序進行搜索處理，提高了計算處理效率。例如，在本實施例中可基於廣度優先搜索依次處理N個點簇，獲得N個位置標記點；其中，N個位置標記點存儲為四叉樹結構，從而有效提高後續的搜索處理效率。得到位置標記點之後可進行位置標記點和參考標記點之間的位置偏差量計算。

步驟S22：獲取每個所述位置標記點和其對應的參考標記點之間的位置偏差量；其中，每個所述位置標記點在所述標準圖像中對應一預設的所述參考標記點。

在步驟S22中，參考標記點與位置標記點可以是一一對應的關係。若在目標反射面上投影的測試圖像未發生畸變，則基於模板圖像得到的位置標記點與該位置標記點對應的參考標記點的位置座標應當是相同的，或者應當是大致相同的。因此，通過計算位置標記點和該位置標記點對應的參考位置點之間的位置偏差量，基於位置偏差量就可實現對目標圖像的修正。目標圖像可為投影設備中存儲的圖像內容，還可為即時傳輸至投影設備的圖像內容，例如，存儲的演示文稿圖像，視頻圖像，相片圖像等等。

例如，位置標記點表示為(X1,Y1)和與其對應的參考標記點表示為(X0,Y0)，位置標記點和參考標記點之間的位置偏差量可表示為(u1,v1)；其中，u1=X1-X0，v1=Y1-Y0。

步驟S23：基於N個所述位置偏差量，獲得在目標反射面投影的位置修正量。

在步驟S23中，位置修正量為對目標圖像的圖元位置進行補償處理的大小。在一些實現方式中，可通過對N個位置偏差量進行線性插值的方式，獲取到目標圖像中每個圖元的位置修正量，從而基於此對目標圖像修正。

在一些實現方式中，可對N個位置偏差量擬合，得到貝塞爾曲面，從而準確的確定各個圖元的位置修正量。貝塞爾曲面是通過控制點對連續平滑曲面進行控制，通過該種方式得到的位置修正量，具備一階連續性，使得修正效果更加平滑，避免使用者觀看修正圖像時產生視覺上的割裂。

進一步的，N個位置標記點可呈A列排布，A為正整數；例如位置標記點可為均勻的陣列排布，也可為非均勻的陣列排布，不做限制。此時，可將貝塞爾曲面分割為多條貝茲曲線的擬合，每列位置標記點可對應一條貝茲曲線。可以理解的，首先，可擬合每列的位置標記點的位置偏差量，以獲得A條貝茲曲線；然後，擬合A條貝茲曲線，從而獲得貝塞爾曲面；其中，貝塞爾曲面上的每個點的值表示目標圖像中對應點的位置修正量。這種先擬合得到貝茲曲線，再通過貝茲曲線擬合得到貝塞爾曲面的處理方式，極大的降低了演算法複雜度，同時又保證了演算法精度和穩定性。

如圖3所示，以4×4陣列排布的位置標記點為例，可先擬合形成4條貝茲曲線；然後再將4條貝茲曲線擬合形成貝塞爾曲面。圖3中示出的點1~點16均為位置標記點，點Pu1、點Pu2、點Pu3、點Pu4以及點P均為貝塞爾曲面中的貝茲曲線L1上的點。從圖3中可以看出貝塞爾曲面相對於位置標記點線性連接形成的面更加平滑，如圖3所示。在圖3中可以看出在貝塞爾曲面上的貝茲曲線L1更加平滑。而位置標記點之間連接形成的折線L2無法達到平滑狀態，修正效果也就不如基於貝塞爾曲面的修正效果。目標圖像中需要校正的每個圖元位置，均可在貝塞爾曲面中找出對應的位置修正量，從而在修正過程中實現平滑的修正。

關於步驟S30：基於所述位置修正量修正投影設備待投影的目標圖像，以獲得在所述目標反射面投影的修正圖像。

在步驟S30中，可基於通過貝塞爾曲面確定的目標圖像中每個圖元的位置修正量，分別對每個圖元的位置進行修正。在修正的過程中，可針對目標圖像的每個圖元位置進行修正，或者，也可針對目標圖像上的部分圖元位置進行修正，其他圖元位置通過插值的方式進行處理，可以根據實際需要設置，在此不做限制。最終可得到在目標反射面投影的修正圖像。

在一些實現方式中，可預先從目標圖像中確定出一系列的待校正點，通過校正這些待校正點，以實現對目標圖像的校正，極大的降低了校正處理的複雜度和計算量。步驟S30還可以包括以下步驟S31~S33：

步驟S31：基於所述目標圖像的解析度，從目標圖像中確定待校正點。

在步驟S31中，可均勻的在目標圖像上確定待矯正點，然後對這些待矯正點進行補償修正即可。另一些實現方式中，還可對高解析度的目標圖像進行拓撲降維處理。具體的，可對目標圖像進行拓撲降維處理，從而將高分辨的目標圖像降維處理為拓撲結構圖，降維處理的具體過程可參照相關技術，此處不詳述。

如圖4所示，可將解析度1920*1080的目標影像處理為42×20×2個三角形形成的拓撲結構，這些三角形由42×20個頂點構成，如圖4所示。此時，對目標圖像進行畸變校正就可轉化為對這些三角形的畸變校正，校正三角形的畸變時，則可通過校正40×20個三角形的頂點實現。

步驟S32：從所述貝塞爾曲面中確定每個所述待校正點對應的位置修正量。

步驟S33：基於所述待校正點對應的位置修正量修正所述目標圖像，以獲得所述修正圖像。

在步驟S32~S33中，由於每個待校正點的位置座標為已知的，則可從貝塞爾曲面中確定出對應位置的值，也即位置修正量。接著，對降維後得到的待矯正點進行補償處理。然後，可通過插值的方式補償待校正點之外的圖元的修正量。例如，可採用線性插值。一些實現方式中，在補償修正過程，可將修正前的圖元位置與修正量的向量和作為修正後的圖元位置。若在修正過程中出現空缺圖元或重疊圖元，則可通過插值的方式補齊空缺圖元位置的圖元值，或者，還可通過均值處理的方式處理重疊圖元的圖元值，又或者，也可採用其他適用的方式處理補償後的重疊圖元或空缺圖元，在此不做限制。

通過對目標圖像進行拓撲降維後再進行補償修正，有效的降低了計算量，提高了對目標圖像的修正效率。

綜上所述，在本實施例中提供的一種投影圖像修正方法，首先向目標反射面投影以形成測試圖像，然後基於該測試圖像獲得模板圖像；該模板圖像是在檢測到測試圖像的邊緣位於預設的採集區內時，採集該測試圖像生成的圖像；因此，可實現快速採集，並且能夠使得採集角度更接近於目標反射面，提高了整個校正過程的效率。接著，基於該模板圖像和預設的標準圖像之間的偏差，獲得在目標反射面投影的位置修正量；最後，基於該位置修正量就可實現對投影設備待投影的目標圖像的修正，以得到在目標反射面投影的修正圖像，從而實現對使用者在目標反射面觀看到的投影圖像的畸變校正。

請參閱圖5，基於同一發明構思，在本發明的一實施例中還提供了一種投影圖像修正裝置300，該投影圖像修正裝置300，包括：模板圖像獲取模組301、修正量獲取模組302以及圖像修正模組303。

模板圖像獲取模組301，用於向目標反射面投影以形成測試圖像，以獲得模板圖像；其中，所述模板圖像為所述測試圖像的邊緣位於預設的採集區110內時，採集所述測試圖像生成的圖像；所述採集區110為預設的第一採集框101和預設的第二採集框102之間形成的區域，所述第二採集框102環繞在所述第一採集框101外側；

修正量獲取模組302，用於基於所述模板圖像和預設的標準圖像之間的偏差，獲得在目標反射面投影的位置修正量；

圖像修正模組303，用於基於所述位置修正量修正投影設備待投影的目標圖像，以獲得在所述目標反射面投影的修正圖像。

作為一種可選的實施方式，所述修正量獲取模組302，具體用於：

識別所述模板圖像，獲得所述模板圖像上的N個位置標記點；N為正整數；獲取每個所述位置標記點和其對應的參考標記點之間的位置偏差量；其中，每個所述位置標記點在所述標準圖像中對應一預設的所述參考標記點；基於N個所述位置偏差量，獲得在目標反射面投影的位置修正量。

作為一種可選的實施方式，所述修正量獲取模組302，具體用於：

獲取所述模板圖像的顏色通道的第一顏色圖像，和所述模板圖像的明度通道的第一明度圖像；對所述第一顏色圖像和所述第一明度圖像均進行長條圖均衡化處理，獲得生成第二顏色圖像和第二明度圖像；疊加所述第二顏色圖像和所述第二明度圖像，獲得灰度圖像；基於所述灰度圖像，獲得N個所述位置標記點。

作為一種可選的實施方式，所述修正量獲取模組302，具體用於：

對所述灰度圖像進行卷積濾波處理，獲得N個點簇；從每個點簇中確定出對應的位置標記點，共確定出N個所述位置標記點。

作為一種可選的實施方式，所述修正量獲取模組302，具體用於：

基於廣度優先搜索依次處理所述N個點簇，獲得N個所述位置標記點；其中，N個所述位置標記點存儲為四叉樹結構。

作為一種可選的實施方式，所述N個位置標記點呈A列排布，A為正整數；所述修正量獲取模組302，具體用於：

擬合每列的位置標記點的位置偏差量，獲得A條貝茲曲線；擬合A條所述貝茲曲線，獲得貝塞爾曲面；其中，所述貝塞爾曲面上的每個點的值表示所述目標圖像中對應點的位置修正量。

作為一種可選的實施方式，所述圖像修正模組303，具體用於：

基於所述目標圖像的解析度，從所述目標圖像中確定待校正點；從所述貝塞爾曲面中確定每個所述待校正點對應的位置修正量；基於所述待校正點對應的位置修正量修正所述目標圖像，獲得所述修正圖像。

作為一種可選的實施方式，所述測試圖像為棋盤格圖像，以及所述標準圖像為在預設的參考平面上投影形成的基本未發生畸變的棋盤格圖像。

需要說明的是，本發明實施例所提供的投影圖像修正裝置300，其具體實現及產生的技術效果和前述方法實施例相同，為簡要描述，裝置實施例部分未提及之處，可參考前述方法實施例中相應內容。

請參閱圖6，基於同一發明構思，在本發明的一實施例中還提供了一種投影圖像修正方法，該方法可用於採集測試圖像的圖像採集設備。例如可應用於手機、平板電腦等具備拍攝功能的移動終端，使用者可採用該移動終端實現採集測試圖像並生成模板圖像。如圖6所示，該投影圖像修正方法包括：

步驟S100：生成第一採集框和環繞在所述第一採集框外側的第二採集框；其中，所述第一採集框和所述第二採集框之間形成採集區；

步驟S200：在測試圖像的邊緣位於所述採集區內時採集所述測試圖像，獲得模板圖像；所述測試圖像為投影設備投影到目標反射面的圖像；

步驟S300：將所述模板圖像發送至所述投影設備；其中，所述模板圖像和預設的標準圖像之間存在的偏差被用於確定在所述目標反射面投影的位置修正量；所述位置修正量用於修正所述投影設備待投影的目標圖像，以在所述目標反射面獲得投影的修正圖像。

需要說明的是，在如圖6所示的實施例提供的投影圖像修正方法中各個步驟的具體實現以及對應的有益效果可參照前述的方法實施例，在此不再贅述。

基於同一發明構思，在本發明的又一實施例還提供了一種投影設備，包括處理器和記憶體，所述記憶體耦接到所述處理器，所述記憶體存儲指令，當所述指令由所述處理器執行時使所述投影設備執行任一前述實施例中所述投影圖像修正方法的步驟。

需要說明的是，本發明實施例所提供的投影設備中，所執行的投影圖像修正方法的每個步驟的具體實現及產生的技術效果和前述實施例中任一所述投影圖像修正方法相同，為簡要描述，本實施例未提及之處可參考前述方法實施例中相應內容。

本發明一些實施例還提供了一種圖像採集設備，包括處理器和記憶體，記憶體耦接到處理器，記憶體存儲指令，當該指令由處理器執行時使所述投影設備執行圖6示出方法實施例提供的投影圖像修正方法的步驟。在一些實施方式中，圖像採集設備可以為與投影設備相互獨立的具有圖像拍攝功能的設備，如帶有攝像頭的手機或平板電腦等移動終端。在另一些實施方式中，圖像採集設備也可以為投影設備自帶的攝像模組。可以根據實際需要設置，本實施例對此不做限制。

需要說明的是，本發明一些實施例所提供的圖像採集設備中，所執行的投影圖像修正方法的每個步驟的具體實現及產生的技術效果和圖6對應的方法實施例相同，為簡要描述，本實施例未提及之處可參考前述方法實施例中相應內容。

基於同一發明構思，本發明的又一實施例中還提供了一種可讀存儲介質，包括在其上存儲的電腦程式，該程式被處理器執行時實現前述任一方法實施例提供的投影圖像修正方法的步驟。

需要說明的是，本發明實施例所提供的可讀存儲介質，其中程式被處理器執行時，每個步驟的具體實現及產生的技術效果和前述方法實施例相同，為簡要描述，該實施例部分未提及之處，可參考前述方法實施例中相應內容。

本發明一些實施例中提供的一種投影圖像修正方法、裝置、投影設備、圖像採集設備及可讀存儲介質，首先向目標反射面投影以形成測試圖像，然後基於該測試圖像獲得模板圖像；該模板圖像是在檢測到測試圖像的邊緣位於預設的採集區內時，採集該測試圖像生成的圖像；因此，可實現快速採集，並且能夠使得採集角度更接近於目標反射面，提高了整個校正過程的效率。接著，基於該模板圖像和預設的標準圖像之間的偏差，獲得在目標反射面投影的位置修正量；最後，基於該位置修正量就可實現對投影設備待投影的目標圖像實現的修正，以得到在目標反射面投影的修正圖像，從而實現快速的畸變校正。

本文中出現的術語「和/或」，僅僅是一種描述關聯物件的關聯關係，表示可以存在三種關係，例如，A和/或B，可以表示：單獨存在A，同時存在A和B，單獨存在B這三種情況。另外，本文中字元「/」，一般表示前後關聯物件是一種「或」的關係；單詞「包含」不排除存在未列在權利要求中的元件或步驟。位於元件之前的單詞「一」或「一個」不排除存在多個這樣的元件。本發明可以借助於包括有若干不同元件的硬體以及借助於適當程式設計的電腦來實現。在列舉了若干裝置的單元權利要求中，這些裝置中的若干個可以是通過同一個硬體項來具體體現。單詞第一、第二、以及第三等的使用不表示任何順序。可將這些單詞解釋為名稱。

本領域內的技術人員應明白，本發明的實施例可提供為方法、系統、或電腦程式產品。因此，本發明可採用完全硬體實施例、完全軟體實施例、或結合軟體和硬體方面的實施例的形式。而且，本發明可採用在一個或多個其中包含有電腦可用程式碼的電腦可用存儲介質（包括但不限於磁碟記憶體、CD-ROM、光學記憶體等）上實施的電腦程式產品的形式。

本發明是參照根據本發明實施例的方法、設備（系統）、和電腦程式產品的流程圖和／或方塊圖來描述的。應理解可由電腦程式指令實現流程圖和／或方塊圖中的每一流程和／或方塊、以及流程圖和／或方塊圖中的流程和／或方塊的結合。可提供這些電腦程式指令到通用電腦、專用電腦、嵌入式處理機或其他可程式設計資料處理設備的處理器以產生一個機器，使得通過電腦或其他可程式設計資料處理設備的處理器執行的指令產生用於實現在流程圖一個流程或多個流程和／或方塊圖一個方塊或多個方塊中指定的功能的裝置。

這些電腦程式指令也可存儲在能引導電腦或其他可程式設計資料處理設備以特定方式工作的電腦可讀記憶體中，使得存儲在該電腦可讀記憶體中的指令產生包括指令裝置的製造品，該指令裝置實現在流程圖一個流程或多個流程和／或方塊圖一個方塊或多個方塊中指定的功能。

這些電腦程式指令也可裝載到電腦或其他可程式設計資料處理設備上，使得在電腦或其他可程式設計設備上執行一系列操作步驟以產生電腦實現的處理，從而在電腦或其他可程式設計設備上執行的指令提供用於實現在流程圖一個流程或多個流程和／或方塊圖一個方塊或多個方塊中指定的功能的步驟。

儘管已描述了本發明的優選實施例，但本領域內的技術人員一旦得知了基本創造性概念，則可對這些實施例作出另外的變更和修改。所以，所附申請專利範圍意欲解釋為包括優選實施例以及落入本發明範圍的所有變更和修改。

顯然，本領域的技術人員可以對本發明進行各種改動和變形而不脫離本發明的精神和範圍。這樣，倘若本發明的這些修改和變型屬於本發明申請專利範圍及其等同技術的範圍之內，則本發明也意圖包含這些改動和變形在內。

100:手機 101:第一採集框 102:第二採集框 110:採集區 300:投影圖像修正裝置 301:模板圖像獲取模組 302:修正量獲取模組 303:圖像修正模組 L1:貝茲曲線 L2:折線 P,Pu1~Pu4:點 S10,S20~S23,S30~S33,S100~S300:步驟

為了更清楚地說明本發明實施例中的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作一簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發明的一些實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。在附圖中： [圖1]示出了本發明實施例中的投影圖像修正方法的流程圖； [圖2]示出了本發明實施例中一示例性的視覺化的採集區的示意圖； [圖3]示出了本發明實施例中貝塞爾曲面與位置標記點之間的比對示意圖； [圖4]示出了目標圖像降維處理後的拓撲結構示意圖； [圖5]示出了本發明實施例提供的投影圖像修正裝置的結構示意圖； [圖6]示出了本發明實施例中的另一種投影圖像修正方法的流程圖。

S10~S30:步驟

Claims (13)

1. 一種投影圖像修正方法，其中，包括： 向目標反射面投影以形成測試圖像，並獲得模板圖像；其中，所述模板圖像為所述測試圖像的邊緣位於預設的採集區內時，採集所述測試圖像生成的圖像；所述採集區為預設的第一採集框和預設的第二採集框之間形成的區域，所述第二採集框環繞在所述第一採集框外側； 基於所述模板圖像和預設的標準圖像之間的偏差，獲得在目標反射面投影的位置修正量； 基於所述位置修正量修正投影設備待投影的目標圖像，獲得在所述目標反射面投影的修正圖像。
2. 如請求項1所述的方法，其中，所述基於所述模板圖像和預設的標準圖像之間的偏差，獲得在目標反射面投影的位置修正量，包括： 識別所述模板圖像，獲得所述模板圖像上的N個位置標記點；N為正整數； 獲取每個所述位置標記點和其對應的參考標記點之間的位置偏差量；其中，每個所述位置標記點在所述標準圖像中對應一預設的所述參考標記點； 基於N個所述位置偏差量，獲得在目標反射面投影的位置修正量。
3. 如請求項2所述的方法，其中，所述識別所述模板圖像，獲得所述模板圖像上的N個位置標記點，包括： 獲取所述模板圖像的顏色通道的第一顏色圖像，和所述模板圖像的明度通道的第一明度圖像； 對所述第一顏色圖像和所述第一明度圖像均進行長條圖均衡化處理，獲得第二顏色圖像和第二明度圖像； 疊加所述第二顏色圖像和所述第二明度圖像，獲得灰度圖像； 基於所述灰度圖像，獲得N個所述位置標記點。
4. 如請求項3所述的方法，其中，所述基於所述灰度圖像，獲得N個所述位置標記點，包括： 對所述灰度圖像進行卷積濾波處理，獲得N個點簇； 從每個點簇中確定出對應的位置標記點，共確定出N個所述位置標記點。
5. 如請求項4所述的方法，其中，所述從每個點簇中確定出對應的位置標記點，共確定出N個所述位置標記點，包括： 基於廣度優先搜索依次處理所述N個點簇，獲得N個所述位置標記點；其中，N個所述位置標記點存儲為四叉樹結構。
6. 如請求項2所述的方法，其中，所述N個位置標記點呈A列排布，A為正整數；所述基於N個所述位置偏差量，獲得在目標反射面投影的位置修正量，包括： 擬合每列的位置標記點的位置偏差量，獲得A條貝茲曲線； 擬合A條所述貝茲曲線，獲得貝塞爾曲面；其中，所述貝塞爾曲面上的每個點的值表示所述目標圖像中對應點的位置修正量。
7. 如請求項6所述的方法，其中，所述基於所述位置修正量修正投影設備待投影的目標圖像，獲得在所述目標反射面投影的修正圖像，包括： 基於所述目標圖像的解析度，從所述目標圖像中確定待校正點； 從所述貝塞爾曲面中確定每個所述待校正點對應的位置修正量； 基於所述待校正點對應的位置修正量修正所述目標圖像，獲得所述修正圖像。
8. 如請求項1所述的方法，其中，所述測試圖像為棋盤格圖像，所述標準圖像為在預設的參考平面上投影形成的基本未發生畸變的棋盤格圖像。
9. 一種投影設備，其中，包括處理器和記憶體，所述記憶體耦接到所述處理器，所述記憶體存儲指令，當所述指令由所述處理器執行時使所述投影設備執行如請求項1至8中任一項所述方法的步驟。
10. 一種投影圖像修正裝置，其中，包括： 模板圖像獲取模組，用於向目標反射面投影以形成測試圖像，並獲得模板圖像；其中，所述模板圖像為所述測試圖像的邊緣位於預設的採集區內時，採集所述測試圖像生成的圖像；所述採集區為預設的第一採集框和預設的第二採集框之間形成的區域，所述第二採集框環繞在所述第一採集框外側； 修正量獲取模組，用於基於所述模板圖像和預設的標準圖像之間的偏差，獲得在目標反射面投影的位置修正量； 圖像修正模組，用於基於所述位置修正量修正投影設備待投影的目標圖像，獲得在所述目標反射面投影的修正圖像。
11. 一種投影圖像修正方法，其中，包括： 生成第一採集框和環繞在所述第一採集框外側的第二採集框；其中，所述第一採集框和所述第二採集框之間形成採集區； 在測試圖像的邊緣位於所述採集區內時採集所述測試圖像，獲得模板圖像；所述測試圖像為投影設備投影到目標反射面的圖像； 將所述模板圖像發送至所述投影設備；其中，所述模板圖像和預設的標準圖像之間存在的偏差被用於確定在所述目標反射面投影的位置修正量；所述位置修正量用於修正所述投影設備待投影的目標圖像，以在所述目標反射面獲得修正圖像。
12. 一種可讀存儲介質，其上存儲有電腦程式，其中，該程式被處理器執行時實現如請求項1至8或請求項11中任一項所述方法的步驟。
13. 一種圖像採集設備，包括處理器和記憶體，所述記憶體耦接到所述處理器，所述記憶體存儲指令，當所述指令由所述處理器執行時使所述圖像採集設備執行如請求項11所述方法的步驟。