专利名称：广角影像的视点校正摇摄方法
技术领域：
本发明是有关影像处理的技术，更明确地，是有关广角影像的视点校正电子摇摄方法。
背景技术：
广角影像具有非标准解析度(例如，1800×460)，故当欲于标准的显示装置(例如，640×480)上观看该广角影像时，则可能必须改变显示尺寸或牺牲解析度。习知的电子摇摄(e-panning)方法是撷取广角影像，而仅显示该撷取后影像的片段(slices)，其中并无任何校正程序。然而，因为广角影像是呈现于一圆柱表面或球形表面上，所以习知的电子摇摄方法会产生失真的结果。
摇摄(panning)技术常被应用于监视器相机，例如，美国专利6977678是描述利用马达摇摄方法以达成不同方向的监视的目的。此种方法需要实体移动部件(即，马达)，因此易产生机械老化的问题且有较高的功率耗损(需驱动马达)。此外，机械组件亦增加系统的成本及空间需求。
发明内容
有鉴于上述问题，本发明之一目的是提供一种得以无失真地显示广角(或全景)影像的片段的视点校正方法。本发明的另一目的是提供一种得以取代马达的电子视点校正摇摄方法。本发明所揭露的方法具有低成本、空间需求小及低功率消耗等优点。
依据本发明之一形态，一种广角影像的视点校正方法包含(a)提供广角静态影像或广角视讯影像；(b)决定一影像撷取点；(c)依据该影像撷取点以撷取该广角影像之一片段；及(d)对该撷取影像片段执行视点校正程序。
依据本发明的另一形态，一种广角影像的视点校正摇摄方法包含(a)提供广角静态影像或广角视讯影像；(b)决定一撷取影像的起始点；(c)依据该起始点以撷取该广角影像之一片段；(d)对该撷取影像片段执行视点校正程序；(e)修剪并显示校正后的该影像片段；及(f)递增一小的位移量至该起始点而成为下一撷取影像的起动点并重复上述步骤(c)、(d)及(e)。
通过发明的技术方案提供了以下技术效果。广角影像本质上具有无法避免的鱼眼状失真。广角影像通常具有较大解析度且其解析度与一般显示规格的解析度不一定有等比关系，而无法适当地呈现于一般的显示装置上。因此，为了观看的目的，通常需减少广角影像的解析度或者仅显示广角影像的部分。本发明揭露一种校正方法以将广角影像的片段无失真地显示其最自然的视点。本发明亦容许涵盖不需马达的摇摄功能，因而提供一广域摇摄相机系统一个高成本效益且省电的解决方案。
图1是依据本发明的视点(perspective)校正摇摄方法的流程。
图2显示由三个不同方向的相机所取得的三个影像平面。
图3是相应圆柱表面的图2的俯视图。
图4(A)及(B)是依据本发明之一实施例的视点校正示意图。
图5显示依据本发明之一实施例，以模拟摇摄效果的广角影像的影像片段。
具体实施例方式
图1是描述视点校正摇摄方法的概要。此方法是从广角影像取得一区段并执行视点校正。最后该校正后影像被处理以供显示。
如图1所示，首先将广角影像输入，该影像输入可以是从单一广角镜头相机系统所取得的影像、或者是由多眼照相系统经由接图而构成的影像。此外，该广角影像可为静态的影像或者为视讯影像。接着输入一初始位置以当作该广角影像中之一撷取影像的起始点。依据该起始点，撷取该广角影像之一片段。针对此影像片段，执行一视点校正程序(将详述于后)以产生一无失真的影像片段。再对此经视点校正后的影像片段执行修剪(cropping)以去除影像中的空白区域，接着便可将处理过的影像显示于显示装置上。接下来，递增一小的位移量至该撷取影像的起始点并重复进行后续的影像撷取、视点校正、修剪及显示等步骤。上述递增位移量的步骤可达成相当于习知技术的摇摄相机系统利用马达来逐步旋转相机的效果。因此，可成功地模拟一具有摇摄功能的相机系统而无须实体移动部件(马达)。
因为广角影像是呈现于一圆柱表面或球形表面上，故从广角影像直接撷取下来的影像片段将具有变形或失真的现象，尤其在该影像片段的两侧更为明显。针对此失真问题，本案发明人提出一种称为「视点校正」的解决方案。以下是参考图2至图5以说明本发明的视点校正方法的一实施例。为使发明内容易于了解，以下的说明是以圆柱表面为范例。
首先，参考图2及图3以说明一种广角影像的形成方法。图2显示由三个不同方向(D1、D2、D3)的相机所取得的三个影像平面(P1、P2、P3)。图3显示图2的俯视图，其中的虚线代表一圆柱表面C。此三个影像平面(P1、P2、P3)经转换至圆柱座标、接图及其他处理后而形一呈现在该圆柱表面C上之一广角影像。
接下来，从呈现在该圆柱表面C上的广角影像的指定位置撷取一影像片段。该指定位置是直接关联于撷取影像的起始点且将影响所得影像的观看角度。
习知的电子摇摄(e-panning)方法仅直接将上述影像片段显示于显示装置上而无进一步处理，其是相当于将圆柱表面C的某一区段直接显示于显示装置上。所得的影像中的物体当然无可避免地会扭曲失真而无法被正常地呈现。
图4(A)及图4(B)分别地描述依据本发明的视点校正方法的平面示意图及立体示意图，其中C’代表从上述圆柱表面C所撷取的一圆柱表面区段；T代表一切面；f代表焦距；(x，y)表面切面T上的像点(pixel)；而(xc，yc)代表圆柱表面上的对应点。依据本发明的此实施例，执行一反向(reverse)转换以将影像从圆柱面C’投映至切面T，如图4(A)及(B)中的箭号所示，其是利用下列方程式xc=f*tan-1(xf)]]>yc=f*yx2+f2]]>对于切面T上的每一整数点(x，y)，其圆柱面C’上所得的对应点(xc，yc)将含有小数(即，为非整数)。因此，需应用二次线性内插法(Bi-linear Interpolation)以计算点(xc，yc)上的影像资料。于本实施例中，该影像资料为其像点的颜色资讯。利用上述方程式，得以将个别观看视角的各影像片段从圆柱面投映至切面上，此方法即称为「视点校正」。
图5显示从一广角影像的四个不同角度所摄取的影像V1、V2、V3及V4，其中V1及V4将个别呈现极接近图2的P1及P2的影像。在视点校正之后，执行影像修剪以去除转换过的影像中的空白区域，接着便可将处理过的影像再经过放大或缩小处理后显示于显示装置上。
上述步骤可随着少量地递增位移量而被重复于其他撷取影像的起始点，如衅5中所示的V1→V2→V3→V4的顺序。因此，利用本发明的视点校正方法所显示的影像，就如同一具有马达转动的相机系统所具有的摇摄功能取得的影像。
权利要求
1.一种广角影像的视点校正方法，包含(a)提供广角静态影像或广角视讯影像；(b)决定一影像撷取点；(c)依据该影像撷取点以撷取该广角影像之一片段；及(d)对该影像片段执行一视点校正程序。
2.如权利要求1所述的视点校正方法，其中该视点校正程序是将该影像片段的影像资料从圆柱表面投映至平面上，借此产生无失真的影像片段。
3.如权利要求1所述的视点校正方法，其中所撷取的该影像片段具有适于一般显示装置的显示比例。
4.如权利要求1所述的视点校正方法，进一步包含于步骤(d)的视点校正后，修剪该影像片段以利显示。
5.如权利要求1所述的视点校正方法，其中该广角静态影像或广角视讯影像是由多眼相机系统经接图而产生。
6.如权利要求1所述的视点校正方法，其中该广角静态影像或广角视讯影像是由单一超广角相机系统所产生。
7.一种广角影像的视点校正摇摄方法，包括(a)提供广角静态影像或广角视讯影像；(b)决定一撷取影像的起始点；(c)依据该起始点以撷取该广角影像之一片段；(d)对该影像片段执行一视点校正程序；(e)修剪并显示校正后的该影像片段；及(f)递增一小的位移量至该起始点而成为下一撷取影像的起始点并重复上述步骤(c)、(d)及(e)。
8.如权利要求7所述的视点校正摇摄方法，其中该视点校正程序是将该影像片段的影像资料从圆柱表面投映至平面上，借此产生无失真的影像片段。
9.如权利要求7所述的视点校正摇摄方法，其中所撷取的该影像片段具有适于一般显示装置的显示比例。
10.如权利要求7所述的视点校正摇摄方法，其中该广角静态影像或广角视讯影像是由多眼相机系统经接图而产生。
11.如权利要求7所述的视点校正摇摄方法，其中该广角静态影像或广角视讯影像是由单一超广角相机系统产生。
全文摘要
本发明是提供一种自广角静态影像或视讯影像的撷取以及校正方法，此方法可以无失真地显示该撷取影像。本发明的校正方法将一广角影像之一区段投映(map)至一平面，该平面为观看角度的影像平面。本发明可移动观看角度并重复撷取及校正的步骤，进而产生无失真的摇摄效果。
文档编号H04N7/18GK101047790SQ20061006838
公开日2007年10月3日 申请日期2006年3月30日 优先权日2006年3月30日
发明者潘积桂, 光下辰己, 林旭婷, 郭恕铭 申请人:台湾新力国际股份有限公司