一種圖像處理方法及圖像處理裝置的製作方法
2023-05-31 08:26:46 2
專利名稱：一種圖像處理方法及圖像處理裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及圖像處理技術領域，具體涉及一種與邊緣融合技術相關的圖像處理方法及圖像處理裝置。
背景技術：
目前，隨著通信技術的飛速發展，投影顯示技術也在不斷發展。用戶總是希望得到亮麗的超大畫面、純真的色彩、高解析度的投影顯示效果，因此，無論是從視頻會議、學術報告到指揮監控中心以及網管中心的建立等方面，用戶對於大畫面、多色彩、高亮度以及高解析度顯示效果的渴望越來越強烈。
現有技術中，一般會利用傳統的電視牆、投影硬拼接和箱體拼接牆等技術進行投影，但利用這些技術所顯示出的圖像難以滿足人們在這方面的要求，而現有技術中的其他一些關於利用無縫拼接圖像處理的技術進行投影顯示的方法，也存在一些問題。
例如現有技術會利用傳統的邊緣融合函數對圖像進行處理，傳統的邊緣融合函數一般為簡單的f(x)＝kx，針對於左右拼接的邊緣融合方式而言，將左側子圖像中重疊區的像素乘以f(x)，對應右側子圖像相應重疊區圖像中的像素，則乘以1-f(x)。設像素信號為g(x)(這是一個跟隨輸入信號變化的值)，將這樣的兩區重疊，重疊區內各點疊加後的像素值，為g(x)，即f(x)g(x)+(1-f(x))g(x)＝g(x)。
可以發現，現有的邊緣融合函數f(x)＝kx過於簡單，如果將這種簡單的線性函數適用於兩個投影儀驅動設備不相同的時候，很容易造成圖像的顏色失調，導致圖像失真。
因此，現有技術的方法，對於投影顯示的圖像，還是存在圖像失真，解析度也不太高的缺陷。
發明內容
本發明要解決的技術問題是，提供一種圖像處理方法及圖像處理裝置，能夠使得輸出的圖像減小失真，提高解析度。
本發明的目的通過以下技術方案予以實現 本發明提供一種圖像處理方法，包括 獲取輸入的至少兩副圖像； 確定圖像的拼接區域、拼接方式，利用拼接函數進行無縫拼接操作，所述拼接函數的公式為 其中P為拼接因子，為可調整的參數； 對圖像進行色彩校正處理； 對圖像進行Gamma校正處理； 將經過色彩校正處理和Gamma校正處理後的圖像進行輸出。
優選的，所述對圖像進行色彩校正處理具體為 採用顏色校正函數對圖像進行色彩校正處理，所述顏色校正函數的公式為 其中a為色彩校正因子，為可調整的參數。
優選的，所述對圖像進行Gamma校正處理具體為 採用Gamma校正函數對圖像進行Gamma校正處理，所述Gamma校正函數的公式為 Y(R，G，B)＝(R，G，B)r； 其中r為伽馬因子，為可調整的參數，R、G、B分別代表圖像的紅、綠、藍分量值。
優選的，所述進行無縫拼接操作的過程包括 1)根據輸入的圖像，將圖像轉化為像素矩陣； 2)根據拼接區域，確定計算矩陣的大小； 3)根據拼接方式，確定計算方式； 4)採用拼接函數對圖像進行無縫拼接操作。
本發明提供一種圖像處理裝置，包括 獲取單元，用於獲取輸入的至少兩副圖像； 拼接單元，用於確定圖像的拼接區域、拼接方式，利用拼接函數進行無縫拼接操作，所述拼接函數的公式為 其中P為拼接因子，為可調整的參數； 第一校正單元，用於對圖像進行色彩校正處理； 第二校正單元，用於對圖像進行Gamma校正處理； 輸出單元，用於將經過色彩校正處理和Gamma校正處理後的圖像進行輸出。
優選的，所述第一校正單元對圖像進行色彩校正處理時， 採用顏色校正函數對圖像進行色彩校正處理，所述顏色校正函數的公式為 其中a為色彩校正因子，為可調整的參數。
優選的，所述第二校正單元對圖像進行Gamma校正處理時， 採用Gamma校正函數對圖像進行Gamma校正處理，所述Gamma校正函數的公式為 Y(R，G，B)＝(R，G，B)r； 其中r為伽馬因子，為可調整的參數，R、G、B分別代表圖像的紅、綠、藍分量值。
優選的，所述拼接單元進行無縫拼接操作時，執行以下操作 1)根據輸入的圖像，將圖像轉化為像素矩陣； 2)根據拼接區域，確定計算矩陣的大小； 3)根據拼接方式，確定計算方式； 4)採用拼接函數對圖像進行無縫拼接操作。
上述技術方案可以看出，本發明具有以下有益效果 (1)本發明提供的方法，與現有技術相比，減少了圖像融合過渡效果所造成的圖像失真效果，並且根據色彩校正過程以及Gamma校正過程，使得最終顯示的圖像效果具有相當高的解析度。
(2)現有圖像拼接系統受到了投影陣列數目的局限性，本發明的方法則可以輸入多幅圖像，從而完善了現有投影儀矩陣數量不足的缺陷，可以更好的滿足用戶需求。
(3)本發明方法還可以即時顯示圖像信息，方便用戶查看到圖像的即時信息； (4)本發明方法便於操作，用戶通過調整拼接函數的參數、色彩校正的參數以及Gamma校正參數等，並且可以通過圖像顯示信息確定參數值的最優解。
為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅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它的附圖。
圖1是本發明的圖像處理方法流程圖 圖2是本發明實施例中的「邊緣融合處理」工作流程圖； 圖3是本發明實施例中的顏色校正和Gamma校正工作流程圖。
具體實施例方式 下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其它實施例，都屬於本發明保護的範圍。
本發明提供一種圖像處理方法，能夠使得輸出的圖像減小失真，提高解析度。
本發明主要是通過邊緣融合的基本概念，提出可調參數的邊緣融合函數，包括含參數的拼接函數、含參數的顏色校正函數和含參數的Gamma校正函數；在圖像處理過程中利用新的函數進行處理，使得最終輸出的圖像減小失真，提高解析度。
以下結合附圖對本發明方法進行詳細介紹。
圖1是本發明的圖像處理方法流程圖。
本發明提出的用於實現無縫拼接的多參數邊緣融合函數，包括含參數的拼接函數、含參數的顏色校正函數和含參數的伽馬(Gamma)校正函數。
如圖1所示，本發明方法的的步驟包括 步驟101、輸入圖像； 該步驟中，用戶根據該菜單可以輸入多幅圖像。
步驟102、選擇融合區域； 該步驟中，用戶通過分析區域過渡效果以及運算速度雙重優化的情況下，選定一定大小的圖像區域作為融合區域，也即拼接區域； 步驟103、邊緣融合處理； 該步驟中，用戶根據前面的操作確定輸入圖像、拼接區域、拼接方式，即可以根據本發明提出的含參數的拼接函數進行無縫拼接操作。
拼接方式，包括上下拼接方式及左右拼接方式，用戶可以選擇上下拼接方式以及左右拼接方式，其具體的選擇依據是根據預先設定好的輸入圖像進行選擇； 根據前面的操作確定輸入圖像、拼接區域、拼接方式，即可以根據本發明提出的含參數p的拼接函數進行無縫拼接操作。
拼接函數的公式如下 通過公式(1)，用戶可以通過調整p值進而調整圖像的拼接效果。
參數p為拼接因子，取值可以是取1、2、3等，通過參數參數p使得原有的線性函數f(x)成為了可調整的非線性函數，即解決了當兩個投影儀驅動設備不相同的時候造成的顏色失調問題。
步驟104、色彩校正處理； 含參數的顏色校正函數是邊緣融合函數尤為重要的一個函數，本發明中通過添加參數a，用於操作「顏色」和「亮度」的調整和校正，根據顏色校正函數對簡單拼接後的圖像信息進行顏色校正的操作、控制其顏色以及人類視覺效果的亮度，使其達到更好的顯示效果。
該步驟中，使用以下公式
通過調整a值進而調整圖像的色彩顯示效果，如果拼接區域偏暗，則增大a值，否則減小a值的輸入。
參數a為色彩校正因子，取值可以取0～1。為了避免重疊部分出現的暗灰色的條帶，我們通過添加參數a(0≤a≤1)，當a大於0.5時融合區域會變亮；當a小於0.5，融合區域則會變暗。
步驟105、Gamma校正處理； 含參數的Gamma校正函數，是為了實現投影儀顯示效果和人類視覺以及計算機顯示效果達到一致，它根據像素信號和亮度之間存在的Gamma關係進行調整，以便在投影儀投射到顯示屏後依舊保持高保真、高解析度的圖像效果。
該步驟中，使用以下公式 Y(R，G，B)＝(R，G，B)r(3)； 公式中的R、G、B分別代表輸入圖像的紅、綠、藍分量值，取值可以是0～255。
通過調整r值進而調整圖像在投影牆上的顯示效果，以致最終使得圖像在人眼、投影儀、顯示屏的完美顯示。
參數r為伽馬因子，取值可以是取1.8～2.2除要對像素值進行處理之外，還應該進行與亮度相關的伽馬(Gamma)校正。即通過參數r使得最終CRT的圖像和原始場景一樣。
步驟106、輸出圖像； 該步驟中，經過邊緣融合處理、色彩校正處理、Gamma校正處理，最終通過投影儀投射到顯示牆上或者在PC機中，輸出處理後的圖像。輸出的圖像，相對於現有技術輸出的圖像，失真更小，解析度也更高。
本發明中，含參數的拼接函數是多參數的邊緣融合函數的核心函數，該拼接函數主要依據參數p對邊緣融合效果進行調整。為了達到運算速度以及圖像過渡效果的完美統一，用戶可以通過無縫拼接軟體進行p值的動態調整，同時根據輸入的圖像、融合區域以及融合方式進行無縫拼接操作。
本發明利用拼接函數進行無縫拼接操作的過程具體參見圖2所示，圖2是本發明圖像處理方法中的邊緣融合處理流程圖。
如圖2所示，包括步驟 步驟201、啟動系統； 該步驟中，用戶可以點擊無縫拼接軟體中的「啟動」按鈕進行系統的啟動。在啟動過程中系統可以載入邊緣融合函數以及全局變量。
步驟202、輸入圖像； 該步驟中，用戶可以點擊無縫拼接軟體中的「輸入圖像按鈕」進行多幅圖像的輸入。
用戶選擇「輸入圖像」，無縫拼接軟體進行圖像的錄入。無縫拼接軟體根據輸入的圖像信息，在系統的某個窗口給予顯示。
步驟203、系統判斷圖像格式是否支持，若是，進入步驟204，若否，返回步驟202； 該步驟中，系統將會對輸入的圖像格式進行判斷，如果不符合系統規定的格式，則提示信息，否則進入步驟204； 無縫拼接軟體根據用戶預先計算的圖像和拼接圖像區域進行融合區域圖像的確認，如拼接圖像區域不符合要求，無縫拼接軟體會給予相關的提示，否則順利的進入下一步。
步驟204、系統正常顯示圖像信息； 步驟205、輸入融合區大小； 用戶通過文本框輸入已計算好的融合區域大小。用戶可以在進行無縫拼接操作之前對邊緣融合區域的選取進行計算，並在相應的文本框中輸入值。
步驟206、選擇拼接方式； 圖像順利錄入，拼接圖像區域計算正確後，用戶通過下拉框選擇拼接方式，如上下拼接、左右拼接或者混合拼接。點擊「拼接」按鈕後，系統會根據不同的拼接方式對圖像進行拼接處理。
進行無縫拼接操作的具體流程為 1)系統根據「輸入圖像」，將其轉化為像素矩陣； 2)系統根據「拼接區域」，確定計算矩陣的大小； 3)系統根據「拼接方式」，確定其計算的方式； 4)在確定所有信息後，系統將採用含參數的無縫拼接函數對兩幅或者多幅圖像進行無縫拼接操作； 5)在考慮運算速度以及圖像過渡效果的同時，用戶可以調整拼接函數的參數值a，如果為了保證過渡效果，可以增大拼接區域以及參數a，如果為了保證運算速度，可以減小拼接區域以及參數a。
步驟207、輸出圖像。
步驟208、判斷拼接結果是否符合計算結果，若否，返回步驟205，若是，進入步驟209； 用戶可以通過輸出的圖像判斷是否符合計算結果，如果不符合，則轉到步驟205繼續修改參數值；否則進入步驟209； 步驟209、導出圖像信息； 經過上述處理後，用戶可以導出圖像信息。
本發明中，含參數的顏色校正函數也是邊緣融合函數尤為重要的函數，用於操作「顏色」和「亮度」的調整和校正，根據顏色校正函數對簡單拼接後的圖像信息進行顏色校正的操作，通過對參數a的動態調整來控制其顏色以及人類視覺效果的亮度，使其達到更好的顯示效果。
另外，本發明中，含參數的Gamma校正函數是為了實現投影儀顯示效果和人類視覺以及計算機顯示效果達到一致，它根據像素信號和亮度之間存在的Gamma關係進行調整，以便在投影儀投射到顯示屏後依舊保持高保真、高解析度的圖像效果。用戶可以通過對參數r的動態調整來實現投影牆的無失真顯示效果。
顏色校正和Gamma校正的操作如圖3所示，圖3是本發明圖像處理方法中的顏色校正和Gamma校正操作流程圖。
如圖3所示，包括步驟 步驟301、啟動系統； 用戶可以點擊無縫拼接軟體中的「啟動」按鈕進行系統的啟動。並載入顏色校正的初始參數。
步驟302、選擇輸入圖像； 根據上述步驟209導出的圖像進行評測，如果顏色失真比較明顯則進入顏色校正階段。
步驟303、系統判斷圖像格式是否支持，若是，進入步驟304，若否，返回步驟302； 系統對輸入的圖像進行判斷，如果不符合系統規定的格式，則提示信息，返回步驟302；否則進入步驟304； 步驟304、系統正常顯示圖像信息。
步驟305、顏色校正處理『 為了使得圖像顏色更加絢麗，系統將利用公式(2)以及初始階段賦予的參數進行顏色校正處理。
步驟306、用戶可以選擇和修改相關的參數值。
步驟307、Gamma校正處理； 用戶可以通過公式(3)，通過調整r值進而調整圖像在投影牆上的顯示效果，以致最終使得圖像在人眼、投影儀、顯示屏的完美顯示。
步驟308、查看圖像； 需要說明的是，在進行步驟305、306以及307過程中，用戶可以實時的進行圖像的查看，以便找到最佳的參數值。
步驟309、判斷顯示圖像是否符合計算結果，若是，進入步驟310，若否，返回步驟305； 該步驟為圖像評測步驟，用戶通過查看到的圖像信息以及投射到顯示牆的效果進行綜合評定，如果符合用戶需求，則進入步驟310；否則返回步驟還05繼續進行參數的修正。
步驟310、導出圖像信息。
需要說明的是，當用戶調整「拼接參數」或者「顏色校正參數」以及「Gamma校正參數」的操作後，可直接查看到圖像的顯示效果，直到達到用戶所需要的無縫拼接圖像。
上述介紹了本發明的圖像處理方法，相應的，本發明還提供一種圖像處理裝置。
本發明提供的圖像處理裝置，包括獲取單元、拼接單元、第一校正單元、第二校正單元、輸出單元。
獲取單元，用於獲取輸入的至少兩副圖像； 拼接單元，用於確定圖像的拼接區域、拼接方式，利用拼接函數進行無縫拼接操作，所述拼接函數的公式為 其中P為拼接因子，為可調整的參數； 第一校正單元，用於對圖像進行色彩校正處理； 第二校正單元，用於對圖像進行Gamma校正處理； 輸出單元，用於將經過色彩校正處理和Gamma校正處理後的圖像進行輸出。
優選的，所述第一校正單元對圖像進行色彩校正處理時， 採用顏色校正函數對圖像進行色彩校正處理，所述顏色校正函數的公式為 其中a為色彩校正因子，為可調整的參數。
優選的，所述第二校正單元對圖像進行Gamma校正處理時， 採用Gamma校正函數對圖像進行Gamma校正處理，所述Gamma校正函數的公式為 Y(R，G，B)＝(R，G，B)r； 其中r為伽馬因子，為可調整的參數，R、G、B分別代表圖像的紅、綠、藍分量值。
優選的，所述拼接單元進行無縫拼接操作時，執行以下操作 1)根據輸入的圖像，將圖像轉化為像素矩陣； 2)根據拼接區域，確定計算矩陣的大小； 3)根據拼接方式，確定計算方式； 4)採用拼接函數對圖像進行無縫拼接操作。
上述技術方案可以看出，本發明具有以下有益效果 (1)本發明提供的方法，與現有技術相比，減少了圖像融合過渡效果所造成的圖像失真效果，並且根據色彩校正過程以及Gamma校正過程，使得最終顯示的圖像效果具有相當高的解析度。
(2)現有圖像拼接系統受到了投影陣列數目的局限性，本發明的方法則可以輸入多幅圖像，從而完善了現有投影儀矩陣數量不足的缺陷，可以更好的滿足用戶需求。
(3)本發明方法還可以即時顯示圖像信息，方便用戶查看到圖像的即時信息； (4)本發明方法便於操作，用戶通過調整拼接函數的參數、色彩校正的參數以及Gamma校正參數等，並且可以通過圖像顯示信息確定參數值的最優解。
本領域普通技術人員可以理解上述實施例的各種方法中的全部或部分步驟是可以通過程序來指令相關的硬體來完成，該程序可以存儲於一計算機可讀存儲介質中，存儲介質可以包括只讀存儲器(ROM，ReadOnly Memory)、隨機存取存儲器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或光碟等。
以上對本發明實施例所提供的一種圖像處理方法及圖像處理裝置，進行了詳細介紹，本文中應用了具體個例對本發明的原理及實施方式進行了闡述，以上實施例的說明只是用於幫助理解本發明的方法及其核心思想；同時，對於本領域的一般技術人員，依據本發明的思想，在具體實施方式
及應用範圍上均會有改變之處，綜上所述，本說明書內容不應理解為對本發明的限制。
權利要求
1.一種圖像處理方法，其特徵在於，包括
獲取輸入的至少兩副圖像；
確定圖像的拼接區域、拼接方式，利用拼接函數進行無縫拼接操作，
所述拼接函數的公式為
其中P為拼接因子，為可調整的參數；
對圖像進行色彩校正處理；
對圖像進行伽馬Gamma校正處理；
將經過色彩校正處理和Gamma校正處理後的圖像進行輸出。
2.根據權利要求1所述的圖像處理方法，其特徵在於
所述對圖像進行色彩校正處理具體為
採用顏色校正函數對圖像進行色彩校正處理，所述顏色校正函數的公式為
其中a為色彩校正因子，為可調整的參數。
3.根據權利要求1或2所述的圖像處理方法，其特徵在於
所述對圖像進行Gamma校正處理具體為
採用Gamma校正函數對圖像進行Gamma校正處理，所述Gamma校正函數的公式為
Y(R，G，B)＝(R，G，B)r；
其中r為伽馬因子，為可調整的參數，R、G、B分別代表圖像的紅、綠、藍分量值。
4.根據權利要求1或2所述的圖像處理方法，其特徵在於
所述進行無縫拼接操作的過程包括
1)根據輸入的圖像，將圖像轉化為像素矩陣；
2)根據拼接區域，確定計算矩陣的大小；
3)根據拼接方式，確定計算方式；
4)採用拼接函數對圖像進行無縫拼接操作。
5.一種圖像處理裝置，其特徵在於，包括
獲取單元，用於獲取輸入的至少兩副圖像；拼接單元，用於確定圖像的拼接區域、拼接方式，利用拼接函數進行無縫拼接操作，所述拼接函數的公式為
其中P為拼接因子，為可調整的參數；
第一校正單元，用於對圖像進行色彩校正處理；
第二校正單元，用於對圖像進行Gamma校正處理；
輸出單元，用於將經過色彩校正處理和Gamma校正處理後的圖像進行輸出。
6.根據權利要求5所述的圖像處理裝置，其特徵在於
所述第一校正單元對圖像進行色彩校正處理時，
採用顏色校正函數對圖像進行色彩校正處理，所述顏色校正函數的公式為
其中a為色彩校正因子，為可調整的參數。
7.根據權利要求5或6所述的圖像處理裝置，其特徵在於
所述第二校正單元對圖像進行Gamma校正處理時，
採用Gamma校正函數對圖像進行Gamma校正處理，所述Gamma校正函數的公式為
Y(R，G，B)＝(R，G，B)r；
其中r為伽馬因子，為可調整的參數，R、G、B分別代表圖像的紅、綠、藍分量值。
8.根據權利要求5或6所述的圖像處理裝置，其特徵在於
所述拼接單元進行無縫拼接操作時，執行以下操作
1)根據輸入的圖像，將圖像轉化為像素矩陣；
2)根據拼接區域，確定計算矩陣的大小；
3)根據拼接方式，確定計算方式；
4)採用拼接函數對圖像進行無縫拼接操作。
全文摘要
本發明公開一種圖像處理方法及圖像處理裝置。該方法包括獲取輸入的至少兩副圖像；確定圖像的拼接區域、拼接方式，利用拼接函數進行無縫拼接操作；對圖像進行色彩校正處理；對圖像進行Gamma校正處理；將經過色彩校正處理和Gamma校正處理後的圖像進行輸出。本發明還相應提供一種圖像處理裝置。本發明提供的技術方案能夠使得輸出的圖像減小失真，提高解析度，更好滿足用戶需求。
文檔編號H04N9/31GK101742341SQ20101001940
公開日2010年6月16日 申請日期2010年1月14日 優先權日2010年1月14日
發明者羅笑南, 薛敬明, 李峰 申請人:中山大學