多投影画面的拼接方法及拼接装置

摘要

本发明提供一种多投影画面的拼接方法及拼接装置，拼接方法包括：获取用于拼接全景图的多路输入图像，并形成拼接画面，其中相邻两路输入图像于该拼接画面上形成有重叠区域以及非重叠区域；获取拼接画面中各像素的灰阶值，并将所有灰阶值至少划分为第一以及第二灰阶值区间；比较并判断非重叠区域内像素的第一最小灰阶值是否低于重叠区域内像素的第二最小灰阶值；根据比较结果利用修正函数增加该非重叠区域内的该第一灰阶值区间对应的像素亮度；以及输出拼接画面。本发明可以解决现有技术中多投影画面无法做到对比度与暗阶状况同时兼顾的问题。

权利要求

1.一种多投影画面的拼接方法，其特征在于，该拼接方法包括：步骤S1，获取用于拼接全景图的多路输入图像，并形成拼接画面，其中相邻两路输入图像于该拼接画面上形成有重叠区域以及非重叠区域；

步骤S2，获取该拼接画面中各像素的灰阶值，并将该拼接画面的所有灰阶值至少划分为第一灰阶值区间以及第二灰阶值区间；

步骤S3，比较并判断该非重叠区域内像素的第一最小灰阶值是否低于该重叠区域内像素的第二最小灰阶值，若是则执行步骤S41，若否则执行步骤S42，其中该第一最小灰阶值位于该第一灰阶值区间内；

步骤S41，利用修正函数增加该非重叠区域内的该第一灰阶值区间对应的像素亮度，并执行步骤S5；

步骤S42，维持该拼接画面的像素亮度，并执行步骤S5；

步骤S5，输出该拼接画面。

2.如权利要求1所述的多投影画面的拼接方法，其特征在于，该修正函数随该拼接画面的灰阶分布差异而改变。

3.如权利要求1所述的多投影画面的拼接方法，其特征在于，该获取该拼接画面中各像素的灰阶值，包括：将该拼接画面转换为灰度图像；以及

获取灰度图像中的各像素的灰阶值。

4.一种多投影画面的拼接装置，其特征在于，该拼接装置包括：图像输入模块，用于获取用于拼接全景图的多路输入图像，并形成拼接画面，其中相邻两路输入图像于该拼接画面上形成有重叠区域以及非重叠区域；

获取模块，用于获取该拼接画面中各像素的灰阶值，并将该拼接画面的所有灰阶值至少划分为第一灰阶值区间以及第二灰阶值区间；

比较模块，用于比较并判断该非重叠区域内像素的第一最小灰阶值是否低于该重叠区域内像素的第二最小灰阶值，其中该第一最小灰阶值位于该第一灰阶值区间内；

亮度调整模块，用于根据比较结果利用修正函数调整该非重叠区域内的该第一灰阶值区间对应的像素亮度；

画面输出模块，用于输出该拼接画面至投影屏幕；

其中，当该非重叠区域内像素的第一最小灰阶值低于该重叠区域内像素的第二最小灰阶值时，通过该修正函数增加该非重叠区域内的该第一灰阶值区间对应的像素亮度；当该非重叠区域内像素的第一最小灰阶值高于该重叠区域内像素的第二最小灰阶值，维持该拼接画面的像素亮度。

5.如权利要求4所述的多投影画面的拼接装置，其特征在于，该修正函数随该拼接画面的灰阶分布差异而改变。

6.一种多投影画面的拼接方法，其特征在于，该拼接方法包括：步骤S11，获取用于拼接全景图的多路输入图像，并形成拼接画面，其中相邻两路输入图像于该拼接画面上形成有重叠区域以及非重叠区域；

步骤S21，获取该拼接画面中各像素的亮度值，并将该拼接画面的所有亮度值至少划分为第一亮度值区间以及第二亮度值区间；

步骤S31，比较并判断该非重叠区域内像素的第一最小亮度是否低于该重叠区域内像素的第二最小亮度值，若是则执行步骤S411，若否则执行步骤S421，其中该第一最小亮度值位于该第一亮度值区间内；

步骤S411，利用修正函数增加该非重叠区域内的该第一亮度值区间对应的像素亮度，并执行步骤S51；

步骤S421，维持该拼接画面的像素亮度，并执行步骤S51；

步骤S51，输出该拼接画面。

7.如权利要求6所述的多投影画面的拼接方法，其特征在于，该修正函数随该拼接画面的亮度分布差异而改变。

8.一种多投影画面的拼接装置，其特征在于，该拼接装置包括：图像输入模块，用于获取用于拼接全景图的多路输入图像，并形成拼接画面，其中相邻两路输入图像于该拼接画面上形成有重叠区域以及非重叠区域；

获取模块，用于获取该拼接画面中各像素的亮度值，并将该拼接画面的所有亮度值至少划分为第一亮度值区间以及第二亮度值区间；

比较模块，用于比较并判断该非重叠区域内像素的第一最小亮度是否低于该重叠区域内像素的第二最小亮度值，其中该第一最小亮度值位于该第一亮度值区间内；

亮度调整模块，用于根据比较结果利用修正函数调整该非重叠区区域内的该第一亮度值区间对应的像素亮度；以及画面输出模块，用于输出该拼接画面至投影屏幕；

其中，当该非重叠区域内像素的第一最小亮度值低于该重叠区域内像素的第二最小亮度值，通过该修正函数增加该非重叠区域内的该第一亮度值区间对应的像素亮度；当该非重叠区域内像素的第一最小亮度值高于该重叠区域内像素的第二最小亮度值，维持该拼接画面的像素亮度。

说明书

多投影画面的拼接方法及拼接装置

技术领域

[0001] 本发明关于一种拼接技术领域，尤其涉及一种多投影画面的拼接方法及拼接装置。

背景技术

[0002] 随着科技的发展，投影机的应用越来越广泛，由于单个投影机投射出来的图像大小有限，当需要显示超大面积时，通常会将多个投影机分别投射出来的图像拼接成所需的超大面积图像。而两台或两台以上的投影装置拼接显示的时候，在画面连接处会有一部分影像重叠，在这重叠的区域亮度会因此被提高，通常为了画面亮度的均匀，会把没有重叠的地方亮度也提高，这么一来会造成画面的暗阶不够黑的状况。

发明内容

[0003] 因此，本发明的目的之一在于提供一种多投影画面的拼接方法与拼接装置，以解决现有技术中多投影画面无法做到对比度与暗阶状况同时兼顾的问题。

[0004] 为达上述目的，本发明提供一种多投影画面的拼接方法，该拼接方法包括：

[0005] 步骤S1，获取用于拼接全景图的多路输入图像，并形成拼接画面，其中相邻两路输入图像于该拼接画面上形成有重叠区域以及非重叠区域；

[0006] 步骤S2，获取该拼接画面中各像素的灰阶值，并将该拼接画面的所有灰阶值至少划分为第一灰阶值区间以及第二灰阶值区间；

[0007] 步骤S3，比较并判断该非重叠区域内像素的第一最小灰阶值是否低于该重叠区域内像素的第二最小灰阶值，若是则执行步骤S41，若否则执行步骤S42，其中该第一最小灰阶值位于该第一灰阶值区间内；

[0008] 步骤S41，利用修正函数增加该非重叠区域内的该第一灰阶值区间对应的像素亮度，并执行步骤S5；

[0009] 步骤S42，维持该拼接画面的像素亮度，并执行步骤S5；

[0010] 步骤S5，输出该拼接画面。

[0011] 作为可选的技术方案，该修正函数随该拼接画面的灰阶分布差异而改变。

[0012] 作为可选的技术方案，该获取该拼接画面中各像素的灰阶值，包括：

[0013] 将该拼接画面转换为灰度图像；以及获取灰度图像中的各像素的灰阶值。

[0014] 本发明还一种多投影画面的拼接装置，该拼接装置包括：

[0015] 图像输入模块，用于获取用于拼接全景图的多路输入图像，并形成拼接画面，其中相邻两路输入图像于该拼接画面上形成有重叠区域以及非重叠区域；

[0016] 获取模块，用于获取该拼接画面中各像素的灰阶值，并将该拼接画面的所有灰阶值至少划分为第一灰阶值区间以及第二灰阶值区间；

[0017] 比较模块，用于比较并判断该非重叠区域内像素的第一最小灰阶值是否低于该重叠区域内像素的第二最小灰阶值，其中该第一最小灰阶值位于该第一灰阶值区间内；

[0018] 亮度调整模块，用于根据比较结果利用修正函数调整该非重叠区域内的该第一灰阶值区间对应的像素亮度；

[0019] 画面输出模块，用于输出该拼接画面至投影屏幕；

[0020] 其中，当该非重叠区域内像素的第一最小灰阶值低于该重叠区域内像素的第二最小灰阶值时，通过该修正函数增加该非重叠区域内的该第一灰阶值区间对应的像素亮度；当该非重叠区域内像素的第一最小灰阶值高于该重叠区域内像素的第二最小灰阶值，维持该拼接画面的像素亮度。

[0021] 作为可选的技术方案，该修正函数随该拼接画面的灰阶分布差异而改变。

[0022] 本发明还提供一种多投影画面的拼接方法，该拼接方法包括：

[0023] 步骤S11，获取用于拼接全景图的多路输入图像，并形成拼接画面，其中相邻两路输入图像于该拼接画面上形成有重叠区域以及非重叠区域；

[0024] 步骤S21，获取该拼接画面中各像素的亮度值，并将该拼接画面的所有亮度值至少划分为第一亮度值区间以及第二亮度值区间；

[0025] 步骤S31，比较并判断该非重叠区域内像素的第一最小亮度是否低于该重叠区域内像素的第二最小亮度值，若是则执行步骤S411，若否则执行步骤S421，其中该第一最小亮度值位于该第一亮度值区间内；

[0026] 步骤S411，利用修正函数增加该非重叠区域内的该第一亮度值区间对应的像素亮度，并执行步骤S51；

[0027] 步骤S421，维持该拼接画面的像素亮度，并执行步骤S51；

[0028] 步骤S51，输出该拼接画面。

[0029] 作为可选的技术方案，该修正函数随该拼接画面的亮度分布差异而改变。

[0030] 本发明还提供一种多投影画面的拼接装置，该拼接装置包括：

[0031] 图像输入模块，用于获取用于拼接全景图的多路输入图像，并形成拼接画面，其中相邻两路输入图像于该拼接画面上形成有重叠区域以及非重叠区域；

[0032] 获取模块，用于获取该拼接画面中各像素的亮度值，并将该拼接画面的所有亮度值至少划分为第一亮度值区间以及第二亮度值区间；

[0033] 比较模块，用于比较并判断该非重叠区域内像素的第一最小亮度是否低于该重叠区域内像素的第二最小亮度值，其中该第一最小亮度值位于该第一亮度值区间内；

[0034] 亮度调整模块，用于根据比较结果利用修正函数调整该非重叠区域内的该第一亮度值区间对应的像素亮度；

[0035] 画面输出模块，用于输出该拼接画面至投影屏幕；

[0036] 其中，当该非重叠区域内像素的第一最小亮度值低于该重叠区域内像素的第二最小亮度值，通过该修正函数增加该非重叠区域内的该第一亮度值区间对应的像素亮度；当该非重叠区域内像素的第一最小亮度值高于该重叠区域内像素的第二最小亮度值，维持该拼接画面的像素亮度。

[0037] 与现有技术相比，本发明的多投影画面的拼接方法与拼接装置，利用侦测拼接画面整体亮度的结果来判断是否启动非重叠区亮度提升的手段，以来达到保留影像的整体拼接画面的深浅度范围的效果。既可维持影像画面内不同图案间的明暗对比，也能保持影像的清晰度。相较先前技术，本发明可有效提升拼接画面品质，具较佳市场竞争力。

[0038] 关于本发明的优点与精神可以藉由以下的发明详述及所附图式得到进一步的了解。

附图说明

[0039] 图1A和图1B显示采用两台投影装置在一块大屏幕上进行图像拼接的示意图；

[0040] 图2所示为根据本发明的多投影画面的拼接装置的方框示意图；

[0041] 图3所示为根据本发明的多投影画面的拼接方法的流程图。

具体实施方式

[0042] 请参见图1A和图1B，图1A和图1B显示采用两台投影装置在一块大屏幕上进行图像拼接的示意图，这两台投影装置所投射出的图像具有重叠部分C，本实施方式中以两台投影装置投射画面A和画面B来形成拼接画面为例，但本发明并不限制，亦可以是多台投影装置投影多个图像形成拼接画面。如图1A中左侧图像在与右侧图像相衔接的边缘部分有一个区域显示与右侧图像左边缘部分相同的内容。左侧图像和右侧图像都包含部分C，两台投影装置在组合投射该画面时，在相互衔接的边界投射范围有一个相互重叠区域，亦即相邻两路输入图像于拼接画面上形成有重叠区域C，以保证相邻近的图像重复显示部分C能准确相互重合。如图1B，拼接画面中，重叠区域C之外的区域即为非重叠区域。

[0043] 请参见图2，图2所示为根据本发明的多投影画面的拼接装置的方框示意图。本发明提供一种多投影画面的拼接装置1，拼接装置1包括：图像输入模块2、获取模块3、比较模块4、亮度调整模块5以及画面输出模块6。图像输入模块2用于获取用于拼接全景图的多路输入图像，并形成拼接画面，其中相邻两路输入图像于拼接画面上形成有重叠区域。获取模块3用于获取拼接画面中各像素的灰阶值，并将拼接画面的所有灰阶值至少划分为第一灰阶值区间以及第二灰阶值区间。比较模块4用于比较并判断该非重叠区域内像素的第一最小灰阶值是否低于该重叠区域内像素的第二最小灰阶值，其中第一最小灰阶值位于第一灰阶值区间内。亮度调整模块5用于根据比较结果利用修正函数调整该非重叠区域内的该第一灰阶值区间对应的像素亮度。画面输出模块6用于输出拼接画面至投影屏幕。其中，当该非重叠区域内像素的第一最小灰阶值低于该重叠区域内像素的第二最小灰阶值，通过修正函数增加该非重叠区域内的该第一灰阶值区间对应的像素亮度；当该非重叠区域内像素的第一最小灰阶值高于该重叠区域内像素的第二最小灰阶值，维持拼接画面的像素亮度。

[0044] 而且，获取模块3获取拼接画面中各像素的灰阶值，包括：将拼接画面转换为灰度图像；以及获取灰度图像中的各像素的灰阶值。

[0045] 其中，拼接画面的灰阶值至少划分为第一灰阶值区间以及第二灰阶值区间，像素的灰阶值较低的区间代表拼接画面的暗阶，本实施方式中第一灰阶值区间即例如为暗阶区间。

[0046] 特别说明的是，修正函数随拼接画面的灰阶分布差异而改变的，例如在第一灰阶值区间内的像素亮度越高(即灰阶值越大)，修正函数的修正量就越小；第一灰阶值区间内的像素亮度越低(即灰阶值越小)，修正函数的修正量则相应增加。

[0047] 修正函数可以是对应于该非重叠区域内的该第一灰阶值区间的灰阶数量的数字序列，影像调整方法将第一灰阶值区间内所有像素分别加上来自修正函数(数字序列)的预设值，藉此增加该非重叠区域内的该第一灰阶值区间内各像素的亮度。或者，修正函数还可通过比例换算的方式，将该非重叠区域内的该第一灰阶值区间内所有像素以相同比例提高其像素亮度、或是该非重叠区域内的该第一灰阶值区间的每一个像素依据各自对应比例换算，以分别降低全部的像素亮度。该非重叠区域内的该第一灰阶值区间的每一个像素的修正量随其初始亮度而定，初始亮度越高，修正变化越小；初始亮度较低，修正变化越大。较佳的，调整后的该非重叠区域内的第一最小灰阶值接近或者等于该重叠区域内的第二最小灰阶值，但不以此为限。修正函数的运算方式可不限于前面列举的数种方法，端视设计需求而定，于此不再对其它适用的运算函数详加说明。

[0048] 例如，假设拼接画面上每个像素的位数为8(即x＝8)，则其深浅度范围是0到255。为了画面整体均匀度，非重叠区域每个点的深浅度需要往上增加一定值(预设的修正函数)以提高亮度，假设此值为20，也就是说，整体拼接画面的深浅度范围从0到255变成20-255，所以暗阶会变成20而造成暗阶不够暗，亦即0-19-255就会转换成20-39-255。

[0049] 但是本发明的方案可理解为如下：

[0050] (1)假设拼接画面的灰阶值范围为21-255，如果非重叠区域内像素的最小灰阶值高于重叠区域内像素的最小灰阶值,则代表不需要提升非重叠区域的像素亮度。相反，如果提升，会造成拼接画面的最小灰阶值(或非重叠区域的最小灰阶值)会变成39,从而造成画面对比降低。

[0051] (2)假设拼接画面的灰阶分布为0-55-255,因为非重叠区域内像素的最小灰阶值低于重叠区域内像素的最小灰阶值,所以则势必需要启动亮暗阶转换的机制,把非重叠区域调亮,让暗阶区域的灰阶值由0-55变成20-75。

[0052] 如此，即可实现在不影响对比的情况下还能维持暗阶状况的多投影画面的拼接。

[0053] 此外，请参见图3，图3所示为根据本发明的多投影画面的拼接方法的流程图，本发明提供一种多投影画面的拼接方法，上述拼接方法包括以下步骤：

[0054] 步骤S1，获取用于拼接全景图的多路输入图像，并形成拼接画面，其中相邻两路输入图像于拼接画面上形成有重叠区域以及非重叠区域；

[0055] 步骤S2，获取拼接画面中各像素的灰阶值，并将拼接画面的所有灰阶值至少划分为第一灰阶值区间以及第二灰阶值区间；

[0056] 步骤S3，比较并判断非重叠区域内像素的第一最小灰阶值是否低于重叠区域内像素的第二最小灰阶值，若是则执行步骤S41，若否则执行步骤S42，其中第一最小灰阶值位于该第一灰阶值区间内；

[0057] 步骤S41，利用修正函数增加该非重叠区域内的该第一灰阶值区间对应的像素亮度，并执行步骤S5；

[0058] 步骤S42，维持拼接画面的像素亮度，并执行步骤S5；

[0059] 步骤S5，输出拼接画面。

[0060] 而且，上述获取拼接画面中各像素的灰阶值的步骤，包括：将拼接画面转换为灰度图像；以及获取灰度图像中的各像素的灰阶值。

[0061] 其中，拼接画面的灰阶值至少划分为第一灰阶值区间以及第二灰阶值区间，像素的灰阶值较低的区间代表拼接画面的暗阶，本实施方式中第一灰阶值区间即例如为暗阶区间。

[0062] 特别说明的是，修正函数随拼接画面的灰阶分布差异而改变的，例如在第一灰阶值区间内的像素亮度越高(即灰阶值越大)，修正函数的修正量就越小；第一灰阶值区间内的像素亮度越低(即灰阶值越小)，修正函数的修正量则相应增加。

[0063] 修正函数可以是对应于该非重叠区域内的该第一灰阶值区间的灰阶数量的数字序列，影像调整方法将该非重叠区域内的该第一灰阶值区间内所有像素分别加上来自修正函数(数字序列)的预设值，藉此增加非重叠区域内的该第一灰阶值区间内各像素的亮度。或者，修正函数还可通过比例换算的方式，将该第一灰阶值区间内所有像素以相同比例提高其像素亮度、或是该非重叠区域内的该第一灰阶值区间的每一个像素依据各自对应比例换算，以分别降低全部的像素亮度。该非重叠区域内的该第一灰阶值区间的每一个像素的修正量随其初始亮度而定，初始亮度越高，修正变化越小；初始亮度较低，修正变化越大。较佳的，调整至该非重叠区域内的第一最小灰阶值接近或者等于该重叠区域内的第二最小灰阶值，但不以此为限。修正函数的运算方式可不限于前面列举的数种方法，端视设计需求而定，于此不再对其它适用的运算函数详加说明。

[0064] 本发明还提供一种多投影画面的拼接方法，该拼接方法包括：

[0065] 步骤S11，获取用于拼接全景图的多路输入图像，并形成拼接画面，其中相邻两路输入图像于该拼接画面上形成有重叠区域以及非重叠区域；

[0066] 步骤S21，获取该拼接画面中各像素的亮度值，并将该拼接画面的所有亮度值至少划分为第一亮度值区间以及第二亮度值区间；

[0067] 步骤S31，比较并判断该非重叠区域内像素的第一最小亮度值是否低于该重叠区域内像素的第二最小亮度值，若是则执行步骤S411，若否则执行步骤S421，其中第一最小亮度值位于第一亮度值区间内；

[0068] 步骤S411，利用修正函数增加该非重叠区域内的该第一亮度值区间对应的像素亮度，并执行步骤S51；

[0069] 步骤S421，维持拼接画面的像素亮度，并执行步骤S51；

[0070] 步骤S51，输出拼接画面。

[0071] 本发明还提供一种多投影画面的拼接装置，拼接装置包括：

[0072] 图像输入模块，用于获取用于拼接全景图的多路输入图像，并形成拼接画面，其中相邻两路输入图像于该拼接画面上形成有重叠区域；

[0073] 获取模块，用于获取该拼接画面中各像素的亮度值，并将该拼接画面的所有亮度值至少划分为第一亮度值区间以及第二亮度值区间；

[0074] 比较模块，用于比较并判断非重叠区域内像素的第一最小亮度值是否低于重叠区域内像素的第二最小亮度值，其中第一最小亮度值位于第一亮度值区间内；

[0075] 亮度调整模块，用于根据比较结果利用修正函数调整该非重叠区域内的该第一亮度值区间对应的像素亮度；

[0076] 画面输出模块，用于输出拼接画面至投影屏幕；

[0077] 其中，当非重叠区域内像素的第一最小亮度值低于该重叠区域内像素的第二最小亮度值，通过修正函数增加该非重叠区域内的该第一亮度值区间对应的像素亮度；当该非重第二区域内像素的第一最小亮度值高于重叠区域内像素的第二最小亮度值，维持拼接画面的像素亮度。

[0078] 其中，本发明中所揭露的装置和方法，可以通过其他的方式实现，例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统中。再者，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性、机械或其他的形式。

[0079] 另外，在本发明的各个实施方式中，各功能模块可以集成在一个处理模块中，也可以是各个模块单独物理存在，也可以两个或两个以上模块集成在一个模块里。上述集成的模块可以采用硬件的形式实现，也可以采用硬件加软件功能的形式实现。

[0080] 综上所述，本发明的多投影画面的拼接方法与拼接装置，利用侦测拼接画面整体亮度的结果来判断是否启动非重叠区亮度提升的手段，以来达到保留影像的整体拼接画面的深浅度范围的效果。既可维持影像画面内不同图案间的明暗对比，也能保持影像的清晰度。相较先前技术，本发明可有效提升拼接画面品质，具较佳市场竞争力。

[0081] 藉由以上较佳具体实施例的详述，是希望能更加清楚描述本发明的特征与精神，而并非以上述所揭露的较佳具体实施例来对本发明的保护范围加以限制。相反地，其目的是希望能涵盖各种改变及具相等性的安排于本发明所欲申请的权利要求的保护范围内。因此，本发明所申请的权利要求的保护范围应该根据上述的说明作最宽广的解释，以致使其涵盖所有可能的改变以及具相等性的安排。