本發(fā)明涉及一種利用圖形處理芯片自動(dòng)校正失真方法和裝置，屬于信息處理領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

通常投影儀以一定的仰俯角投射到平面上的時(shí)候，投影面會(huì)變成梯形，現(xiàn)在很多的微型投影儀采用了數(shù)碼梯形校正以實(shí)現(xiàn)垂直梯形校正功能，數(shù)字光學(xué)處理芯片通過(guò)傾斜的角度值能進(jìn)行對(duì)應(yīng)的梯形校正使畫(huà)面形成矩形。

圖像處理芯片通過(guò)投射變換，利用矩陣運(yùn)算進(jìn)行處理，運(yùn)算量比較大，不適合低端的產(chǎn)品，同時(shí)面對(duì)高分辨率的產(chǎn)品的時(shí)候，修正之后的圖像會(huì)出現(xiàn)不匹配設(shè)備分辨率的情況。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明通過(guò)提供一種利用圖形處理芯片自動(dòng)校正失真方法和裝置。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案一方面為一種利用圖形處理芯片自動(dòng)校正失真方法，包括以下步驟：基于加速度傳感器獲取投影儀的運(yùn)動(dòng)三維，基于運(yùn)動(dòng)三維計(jì)算投影儀的相對(duì)于原姿態(tài)的傾斜角；基于傾斜角計(jì)算圖像的梯形失真區(qū)域；提取梯形失真區(qū)域內(nèi)的最大矩形區(qū)域，基于最大矩形區(qū)域逆運(yùn)算獲得對(duì)應(yīng)的原姿態(tài)的映射區(qū)域；基于線性插值法處理原姿態(tài)的映射區(qū)域并通過(guò)圖像處理芯片校正輸出圖像。

優(yōu)選地，基于以下映射公式計(jì)算圖像的梯形失真區(qū)域：

其中，(x，y)為投影儀原姿態(tài)的投影區(qū)域坐標(biāo)，(x’，y’)為(x，y)在梯形失真區(qū)域?qū)?yīng)的坐標(biāo)，d為(x，y)對(duì)應(yīng)的光源到投影平面的距離，θ為傾斜角。

優(yōu)選地，基于邊界限定原理提取在梯形失真區(qū)域內(nèi)的最大矩形區(qū)域，基于映射公式逆運(yùn)算獲得對(duì)應(yīng)的原姿態(tài)的映射區(qū)域。

優(yōu)選地，還包括獲取投影儀分辨率，基于分辨率設(shè)置插值，基于線性差值法將原姿態(tài)的映射區(qū)域的頂點(diǎn)坐標(biāo)映射到對(duì)應(yīng)分辨率的頂點(diǎn)坐標(biāo)并通過(guò)圖像處理芯片校正輸出圖像。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案另一方面為一種利用圖形處理芯片自動(dòng)校正失真裝置，包括：測(cè)量模塊，用于基于加速度傳感器獲取投影儀的運(yùn)動(dòng)三維，基于運(yùn)動(dòng)三維計(jì)算投影儀的相對(duì)于原姿態(tài)的傾斜角；計(jì)算模塊，用于基于傾斜角計(jì)算圖像的梯形失真區(qū)域，提取梯形失真區(qū)域內(nèi)的最大矩形區(qū)域，基于最大矩形區(qū)域逆運(yùn)算獲得對(duì)應(yīng)的原姿態(tài)的映射區(qū)域；圖像處理模塊，用于基于線性插值法處理原姿態(tài)的映射區(qū)域并通過(guò)圖像處理芯片校正輸出圖像。

優(yōu)選地，計(jì)算模塊基于以下映射公式計(jì)算圖像的梯形失真區(qū)域：

其中，(x，y)為投影儀原姿態(tài)的投影區(qū)域坐標(biāo)，(x’，y’)為(x，y)在梯形失真區(qū)域?qū)?yīng)的坐標(biāo)，d為(x，y)對(duì)應(yīng)的光源到投影平面的距離，θ為傾斜角。

優(yōu)選地，計(jì)算模塊基于邊界限定原理提取在梯形失真區(qū)域內(nèi)的最大矩形區(qū)域，基于映射公式逆運(yùn)算獲得對(duì)應(yīng)的原姿態(tài)的映射區(qū)域。

優(yōu)選地，圖像處理模塊，還用于獲取投影儀分辨率，基于分辨率設(shè)置插值，基于線性差值法將原姿態(tài)的映射區(qū)域的頂點(diǎn)坐標(biāo)映射到對(duì)應(yīng)分辨率的頂點(diǎn)坐標(biāo)并通過(guò)圖像處理芯片校正輸出圖像。

本發(fā)明的有益效果為通過(guò)加速度傳感器獲取投影儀的偏移角度，通過(guò)偏移角度計(jì)算原姿態(tài)下投影在偏移之后的映射關(guān)系，同時(shí)通過(guò)對(duì)梯形失真區(qū)域進(jìn)行矩形區(qū)域選擇，通過(guò)差值法進(jìn)行失真圖像進(jìn)行校正以降低校正處理能力要求適用于各型的投影儀。

附圖說(shuō)明

圖1所示為基于本發(fā)明實(shí)施例的一種利用圖形處理芯片自動(dòng)校正失真方法的示意圖；

圖2所示為基于本發(fā)明實(shí)施例的正常投影圖；

圖3所示為基于本發(fā)明實(shí)施例的失真對(duì)比圖；

圖4所示為基于本發(fā)明實(shí)施例的轉(zhuǎn)換對(duì)比圖。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行說(shuō)明。

基于發(fā)明的實(shí)施例1，如圖1所示一種利用圖形處理芯片自動(dòng)校正失真方法，包括以下步驟：基于加速度傳感器獲取投影儀的運(yùn)動(dòng)三維，基于運(yùn)動(dòng)三維計(jì)算投影儀的相對(duì)于原姿態(tài)的傾斜角；基于傾斜角計(jì)算圖像的梯形失真區(qū)域；提取梯形失真區(qū)域內(nèi)的最大矩形區(qū)域，基于最大矩形區(qū)域逆運(yùn)算獲得對(duì)應(yīng)的原姿態(tài)的映射區(qū)域；基于線性插值法處理原姿態(tài)的映射區(qū)域并通過(guò)圖像處理芯片校正輸出圖像。

使用加速度傳感器測(cè)量投影儀的三維運(yùn)動(dòng)量，x，y，z；arm芯片通過(guò)運(yùn)動(dòng)量對(duì)應(yīng)的三維值計(jì)算對(duì)應(yīng)的傾斜角度，根據(jù)傾斜角度將原姿態(tài)下的投影儀的投射圖像轉(zhuǎn)換畸變的圖像，獲取其對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)換關(guān)系；同時(shí)，修正之后的矩形投影必須是和顯示設(shè)備寬高比匹配的矩形，為了優(yōu)化屏幕投影還需要在四邊形中尋找面積最大的矩形區(qū)域，得到最大矩形區(qū)域之后，基于上述的轉(zhuǎn)換關(guān)系轉(zhuǎn)換為原姿態(tài)下的映射區(qū)域，在得到映射區(qū)域的坐標(biāo)之后，通過(guò)插值的方式匹配分辨率。

基于實(shí)施例1的方法，如圖2的正常和圖3所示的失真對(duì)比圖，基于以下映射公式計(jì)算圖像的梯形失真區(qū)域：

其中，(x，y)為投影儀原姿態(tài)的投影區(qū)域坐標(biāo)(矩形頂點(diǎn)坐標(biāo))，(x’，y’)為(x，y)在梯形失真區(qū)域?qū)?yīng)的坐標(biāo)，d為(x，y)對(duì)應(yīng)的光源到投影平面水平線中間的距離，θ為傾斜角。

正常情況下，投影為矩形，矩形坐標(biāo)(x，y)，而畸形的梯形失真的對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)(x’，y’)，由于投影儀的光源其本身的光柱的投影垂直夾角α和投影水平夾角β是不變的，變化的是由于傾斜角θ導(dǎo)致的光源到投影屏幕的距離d變化(原始姿態(tài)下，光源下端為水平方向，則距離d為光源到屏幕的物理距離)，標(biāo)記變化后的距離為d’，則對(duì)應(yīng)給定的矩形坐標(biāo)(x，y)，如圖3所示失真對(duì)比圖，通過(guò)三角函數(shù)直接得到2d投影矩形坐標(biāo)和2d梯形坐標(biāo)的對(duì)應(yīng)關(guān)系，有如下公式的變化：

由公式(1)(2)(3)(4)(5)可導(dǎo)出(x，y)到(x’，y’)的對(duì)應(yīng)關(guān)系如公式(6)。

基于實(shí)施例1的方法，基于邊界限定原理提取在梯形失真區(qū)域內(nèi)的最大矩形區(qū)域，基于映射公式逆運(yùn)算獲得對(duì)應(yīng)的原姿態(tài)的映射區(qū)域。

在垂直方向的梯形，其上底邊為a，下底邊為b，高為h，其頂點(diǎn)坐標(biāo)為上頂點(diǎn)(u1，v1)、(u2，v1)，下頂點(diǎn)(u2，v2)、(u1，v2)，則最大矩形區(qū)域的頂點(diǎn)坐標(biāo)會(huì)被限制在上述頂點(diǎn)之間并符合矩形的要求。

基于實(shí)施例1的方法，還包括獲取投影儀分辨率，基于分辨率設(shè)置插值，基于線性差值法將原姿態(tài)的映射區(qū)域的頂點(diǎn)坐標(biāo)映射到對(duì)應(yīng)分辨率的頂點(diǎn)坐標(biāo)并通過(guò)圖像處理芯片校正輸出圖像。

基于實(shí)施例1的方法，如圖4所示的轉(zhuǎn)換對(duì)比圖，獲得的最大矩形區(qū)域的四個(gè)頂點(diǎn)坐標(biāo)設(shè)定其為(x1，y1)，(x2，y2)，(x3，y3)，(x4，y4)，上述頂點(diǎn)坐標(biāo)對(duì)應(yīng)轉(zhuǎn)換點(diǎn)為{(u'1,v'1),(u'2,v'1),(u'1,v'2),(u'2,v'2)}，以1920*1080分辨率為例子，則線性插值的公式為下式：

其中，(x1，y1)是輸入坐標(biāo)，(u'1,v'1)是提取最大矩形坐標(biāo)后使用公式(6)逆向運(yùn)算后得到的坐標(biāo)，(x'1,y'1)是經(jīng)過(guò)線性插值得到的坐標(biāo)，依上述過(guò)程可以得到其他的頂點(diǎn)的坐標(biāo)，使用圖像處理芯片進(jìn)行輸出圖像的處理以實(shí)現(xiàn)校正和適應(yīng)分辨率的功能。

基于發(fā)明的實(shí)施例2，用于實(shí)現(xiàn)實(shí)施例1對(duì)應(yīng)方法的一種利用圖形處理芯片自動(dòng)校正失真裝置，包括：測(cè)量模塊，用于基于加速度傳感器獲取投影儀的運(yùn)動(dòng)三維，基于運(yùn)動(dòng)三維計(jì)算投影儀的相對(duì)于原姿態(tài)的傾斜角；計(jì)算模塊，用于基于傾斜角計(jì)算圖像的梯形失真區(qū)域，提取梯形失真區(qū)域內(nèi)的最大矩形區(qū)域，基于最大矩形區(qū)域逆運(yùn)算獲得對(duì)應(yīng)的原姿態(tài)的映射區(qū)域；圖像處理模塊，用于基于線性插值法處理原姿態(tài)的映射區(qū)域并通過(guò)圖像處理芯片校正輸出圖像。

計(jì)算模塊基于以下映射公式計(jì)算圖像的梯形失真區(qū)域：

其中，(x，y)為投影儀原姿態(tài)的投影區(qū)域坐標(biāo)，(x’，y’)為(x，y)在梯形失真區(qū)域?qū)?yīng)的坐標(biāo)，d為(x，y)對(duì)應(yīng)的光源到投影平面的距離，θ為傾斜角。

計(jì)算模塊基于邊界限定原理提取在梯形失真區(qū)域內(nèi)的最大矩形區(qū)域，基于映射公式逆運(yùn)算獲得對(duì)應(yīng)的原姿態(tài)的映射區(qū)域。

基于發(fā)明的實(shí)施例2，圖像處理模塊，還用于獲取投影儀分辨率，基于分辨率設(shè)置插值，基于線性差值法將原姿態(tài)的映射區(qū)域的頂點(diǎn)坐標(biāo)映射到對(duì)應(yīng)分辨率的頂點(diǎn)坐標(biāo)并通過(guò)圖像處理芯片校正輸出圖像。

圖像處理模塊包括分辨率處理的芯片，用于讀取投影儀的設(shè)置參數(shù)或者獲得外部輸入的分辨率，然后基于分辨率和公式(7)進(jìn)行插值處理，然后將插值結(jié)果反饋到圖像處理芯片以校正輸出圖像。

以上所述，只是本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，本發(fā)明并不局限于上述實(shí)施方式，只要其以相同的手段達(dá)到本發(fā)明的技術(shù)效果，都應(yīng)屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)其技術(shù)方案和/或?qū)嵤┓绞娇梢杂懈鞣N不同的修改和變化。