一种图像转换和多视图输出系统及方法_3

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516,其由图像转换和多视图输出系统100所产生。在输出视图123中,垂直线602(4)对应于线栅300的垂直线302 (4),且水平线601 (4)对应于线栅300的水平线301 (2)。水平线601 (4)和垂直线602 (4)的交叉点617因而对应于线栅300的交叉点317。由于交叉点317不位于摄影机110的光轴432,主光线从交点317向摄影机110的方向具有至光轴432的非零视角角度436。因此,坐标映射205包括透视和失真校正,使得逆映射器206从具有透视和失真校正的原始图像数据117的区域516产生输出视图数据121。如图所示,输出视图数据121的线601(2)和602 (4)实质上是直的。应注意的是,当输出视图数据121是直线型时,原始图像数据117中的区域516不必是直的。
[0047]为了产生输出视图数据121,逆映射器206使用查找表204将输出视图数据121的像素坐标映射至原始图像数据117中的位置。例如,显示交叉点617的像素被逆映射到原始图像数据117中交叉点517的位置。同样的,显示水平线601 (4)和垂直线602 (4)的像素被映射到原始图像数据117中的弯曲水平线501(2)和弯曲垂直线502(4)内相应的位置。
[0048]图7显示经由使用图2的查找表204供从原始图像数据117产生图1的输出视图数据121的示例性图像转换和多视图输出方法700。举例而言,方法700是,在图像转换和多视图输出系统100中的逆映射器206中加以执行。步骤701是可选的。如果包括,在步骤701中,方法700会决定输出视图的选择。在步骤701的一个实例中,多视图选择模块208决定将来自多视图选择开关122的输出视图数据121加以选择,借以选择查找表204中的坐标映射205。在步骤702中,方法700将原始图像数据加以接收。在步骤702的一个实例中,图像转换和多视图输出系统100接收来自图像传感器116的原始图像数据117。
[0049]在步骤706中,方法700将每个输出像素逆映射至原始图像数据中的位置。在步骤706的实例中,逆映射器206使用查找表204而将输出视图数据121的输出像素逆映射到原始图像数据117中的位置。在步骤708中,方法700根据位于映射位置的原始图像数据决定对于输出视图像素的像素强度值。在步骤708的实例中,逆映射器206的强度设定模块216使用像素内插法而借此接近原始图像数据117中的映射位置,以决定对应输出视图数据121中像素的值。如虚线轮廓704所指示的,重复进行步骤706和708,直到输出视图数据121的所有像素都被映射且被分配到一个值为止。每个输出像素可根据逆映射器206的执行程序,按顺序地或并行地进行映射。
[0050]在步骤710中,方法700将输出视图数据加以输出。在步骤710的一个实例中,图像转换和多视图输出系统100将输出视图数据121发送至显示器120。当应用于视频图框的处理时,对每个接收到的原始图像数据(视频图框)重复进行方法700的步骤。
[0051]图8显示一示例性的原始图像802中,其表示原始图像数据117,以及三个示例性输出视图804、806和808,其皆由图像转换和多视图输出系统100所产生。在图8的实例中,输出视图806形成两个示例性的子视图810(1)和810(2),其是使用单个坐标映射205所产生的。输出视图804、806和808是例如使用图7的方法700借由图1的图像转换和多视图输出系统100从原始图像802所产生的。输出视图804和输出视图806的每个子视图810(1)和810 (2)分别显示原始图像802的中心、左和右视图的直线校正。输出图808显示原始图像802的垂直校正,其中在原始图像802中只有校正垂直失真的部分,同时维持几乎完整的水平视角。
[0052]图9显示借由使用查找表204中的透视和失真校正且根据图7的方法700,由图像转换和多视图输出系统100所产生的扭曲图像904和输出视图902。扭曲图像904代表图1的原始图像数据图117,且输出视图902代表输出视图数据121。借由使用方法700,系统100将相对应输出视图902的球体908的像素,逆映射至相对应扭曲图像904中球体906的位置。
[0053]扭曲图像904展现出桶形失真,即如天花板线909自图像中心弯曲远离所显示者。坐标映射205将透视和/或失真校正加以结合,使得在输出视图902中,天花板线907是直的。虽然只展示桶形失真,坐标映射205也可在不悖离本发明的范围下,应用于其它类型的失真校正。例如,坐标映射205可以应用于枕形失真校正,且可校正桶形和枕形失真的任意组合(即复合失真)。
[0054]图10是显示一个用于产生供图2查找表204中使用的坐标映射205的示例性坐标映射产生器1000的示意图。坐标映射产生器1000例如是一计算机,其包括处理器1002和将软件1020加以储存的内存1010,前述软件包括透视校正算法1014。内存1010表示本领域习知的挥发性和非挥发性内存中的一者或两者。软件1020具有由处理器1002所执行且机器可读的指令,借以执行如下所述坐标映射产生器1000的功能。内存1010还示出了储存成像透镜数据1012的功能,其包括成像透镜112 (图1)的失真曲线1030和失真中心1032的一者或两者。成像透镜数据1012还可决定成像透镜112的视野(例如:视野113)。
[0055]内存1010还储存有原始图像数据参数1038,其定义原始图像数据117和输出视图参数1040的特征,输出视图参数1040则定义输出视图数据121的特征。例如,原始图像数据参数1038包括对应于图像传感器116像素阵列的原始图像数据117的像素阵列维度,输出视图参数1040定义输出视图123的像素阵列尺寸。
[0056]输出视图参数1040还可包括输出视图尺寸,S卩,关于原始图像区域的数字变焦。几何形状的部分,是借由横跨子视图516的垂直线502 (图5)部分在x-z平面上的角度范围436 (图4)与跨越子视图516中弯曲水平线501(2)部分所对应y-ζ平面角度的范围而定义。
[0057]举例而言,透视角度1016为,使用对应于相对摄影机110光轴432所需输出视图123的延着X轴旋转(pitch)、延着Y轴旋转(yaw)和延着z轴旋转(roll)旋转而加以定义。经由使用者输入设备1018而由使用者提供成像透镜数据1012和透视角度1016中的一者或两者。成像透镜数据1012可经由成像透镜112的量测来决定。如图4所示,延着X轴旋转、延着I轴旋转和延着z轴旋转是分别围绕着X轴、y轴和z轴进行旋转。
[0058]子视图810 (I)和810(2)(图8)显示输出视图123的透视视角。每个子视图810 (I)和810(2)中的垂直透视视角(pitch)是零,因为它们与原始图像802的垂直透视并无不同。子视图810(1)和810(2)的水平透视视角(yaw)两者彼此并不同,且此两者也与原始图像802的水平透视视角(yaw)也不同。
[0059]透视校正算法1014,当由处理器1002执行时,是根据原始图像数据参数1038和透视视角1016中的一者或多者,在输出视图参数1040上执行数学逆透视校正,借以在内存1010中产生中间映射数据1050。然后,由处理器1002执行失真校正算法1015,而根据中间映射数据1050、原始图像数据参数1038 ;和失真曲线1030与失真中心1032中的一者或两者,将坐标映射205产生。坐标映射205因而包含透视校正和失真校正,以将输出视图数据121的像素坐标逆映射至原始图像数据117。
[0060]图11是说明供于查找表204中使用用于产生坐标映射205的示例性方法1100的流程图。举例而言,方法1100是,在图10的软件1020中执行,以根据成像透镜112和原始图像数据117的特征,产生对一或多个所需输出视图123中的每一者的坐标映射205。
[0061]在步骤1101中,方法1100将成像透镜参数加以接收。在步骤1101的实例中,坐标映射产生器1000从使用者接收指示成像透镜112视野的输入。
[0062]在步骤1102中,方法1100将原始图像数据的参数加以接收。在步骤1102的一个实例中,坐标映射产生器1000将来自用户指示原始图像数据117属性的输入加以接收,例如像素阵列维度、像素数目与像素间距。
[0063]在步骤1103中,方法1100决定透镜的失真曲线。在步骤1103的实例中,坐标映射产生器1000控制和/或指示校准设备,借以测量成像透
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