2－維圖像的透視變換的製作方法
2023-05-25 09:23:41 2
專利名稱：2－維圖像的透視變換的製作方法
技術領域：
本發明的某些方面涉及數字圖像操縱。其他方面涉及具有圖像處理功能的行動電話。
背景技術：
數字圖像操縱描述可對數字圖像執行的多種不同類型的更改和變換。圖像操縱操作的實例包括透視變換、旋轉、放大、擠壓、扭曲、邊緣檢測、和過濾。
藝術家使用透視縮小技術在二維表面上模擬物理對象的3-維深度和距離。例如，通過將較近的對象畫或描繪為較大且將較遠的對象畫或描繪為較小，且通過仔細渲染所述對象的線和角，藝術家可在2-維空間中建立3-維度的幻覺。用數學術語來說，透視視圖是3-維空間向2-維平面上的投影。
發明內容
本揭示內容的一個方面涉及嵌入式裝置。所述嵌入式裝置包括所關注圖像選擇機構和變換機構。所述變換機構對所關注圖像應用透視變換函數，由此使所述所關注圖像從所述所關注圖像的前景觀察點處的較大寬度朝所述所關注圖像的滅點變化至較小的寬度，且使所述所關注圖像從所述所關注圖像的前景觀察點處的較大擴展程度和較小壓縮程度朝所述所關注圖像的滅點變化至較小的擴展程度和較大的壓縮程度。
將參照以下圖式對各實施例進行描述，在所有圖式中，相同的數字表示相同的項，且其中
圖1為能夠對圖像執行變換的實例性嵌入式裝置的方塊圖；圖2為圖像的示意性圖解說明，其顯示用於所述圖像的透視變換的映射函數的特徵；圖3(a)為使用所圖解說明的方法進行變換之前的原始大小520×390像素圖像。圖3(b)顯示通過根據所圖解說明的實施例的方法、使用各種不同的變換參數對圖3(a)的圖像進行變換；圖4為實例性嵌入式裝置的方塊圖，該實例性嵌入式裝置具有能夠對圖像執行變換的整數微處理器；圖5為實例性嵌入式裝置的方塊圖，該實例性嵌入式裝置具有能夠對圖像執行變換的浮點微處理器；圖6為說明在所述變換方法的實施方案中所涉及的任務的示意性流程圖；圖7為帶有數位照相機的行動電話的圖解說明，其圖解說明所述變換方法在可攜式裝置上的使用；圖8圖解說明通過根據所圖解說明的實施例的方法、使用各種不同的參數對圖3(a)中的圖像進行變換，以在四個不同的取向上產生所述圖像的具有靠近所述照相機的滅點的不同透視視圖；圖9圖解說明通過根據所圖解說明的實施例的方法、使用各種不同的參數對圖3(a)中的圖像進行變換，以產生所述圖像的具有遠離所述照相機的滅點的不同透視視圖；且圖10圖解說明通過根據所圖解說明的實施例的方法、使用各種不同的參數對圖3(a)中的圖像進行變換，以產生所述圖像的具有偏離中心定位且靠近所述照相機的滅點的不同透視視圖。
具體實施例方式
圖1為實例性嵌入式裝置10的方塊圖，在所圖解說明的實施例中，嵌入式裝置10包括無線移動通信裝置。所圖解說明的嵌入式裝置10包括系統總線14，通過系統總線14連接至嵌入式裝置10的其它部分且可由嵌入式裝置10的其它部分訪問的裝置存儲器16(其在所圖解說明的裝置10中為主存儲器)，以及連接至系統總線14的硬體實體18。至少某些硬體實體18執行涉及對主存儲器16的訪問及使用的操作。硬體實體18可包括微處理器、ASIC、和其它硬體。
圖形實體20連接至系統總線14。圖形實體20可包括更大集成系統(例如，單晶片系統(SoC))的核心或一部分，或者其可包括諸如圖形加速器等圖形晶片。在所圖解說明的實施例中，圖形實體20包括圖形流水線(未顯示)、圖形時鐘23、緩衝器22、和用於使圖形實體20介接系統總線14的總線接口19。
緩衝器22保持圖形實體20在逐像素處理中使用的數據。緩衝器22提供對來自主存儲器16內緩衝器(未顯示)的諸如像素信息等與像素有關的數據的本地存儲。
在所圖解說明的實施例中，圖形實體20能夠執行圖像的透視變換。為此，圖形實體20還包括所關注圖像選擇機構24，以顯示並允許用戶選擇待變換的圖像；以及變換裝置26，以執行圖像變換。如圖所示，所關注圖像選擇機構24耦接至嵌入式裝置10的用戶接口28。在下文中將更詳細地描述可由嵌入式裝置10執行的圖像變換。由嵌入式裝置10進行操作的圖像可存儲於嵌入式裝置10的主存儲器16、嵌入式裝置的緩衝器22、或可與所述嵌入式裝置交互操作的機器可讀的媒體上。另外，儘管在所圖解說明的實施例中圖形實體20執行變換功能，但是在其他實施例中，這些功能可由其它硬體18執行。
圖2為圖像50的示意性圖解說明。圖像50由所圖解說明的變換機構進行變換。所述變換機構對圖像50應用透視變換函數。所得到的單點透視圖像大體示於56處。單點透視圖像56從圖像50的前景觀察點處的較大的寬度朝圖像50的滅點58變化至較小的寬度。在本文中所使用的術語「滅點」是指單點透視圖像56的所有平行線會聚的點。
如在圖2中所示，圖像50具有寬度W和高度H。寬度W和高度H以像素為單位表示，儘管也可使用其他度量單位。在圖2中，圖像50的高度H沿y-軸52延伸，且圖像的寬度W沿x-軸54延伸。在圖2中，圖像50的寬度坐標從0延伸到W-1，且高度坐標從0延伸到H-1，如圖所示。
如在圖2中所示，單點透視圖像56具有頂部寬度D、高度H、和底部寬度W。底部寬度W、高度H、和頂部寬度D以像素為單位表示，儘管也可使用其它度量單位。
圖像50最初可通過多種方式形成，包括數字攝影、膠片攝影並隨後進行數位化、從非攝影源進行數位化、以及純數字插圖/渲染。在下文中將更詳細地描述此處所提供的圖像變換方法在具體圖像類型和具體平臺或計算系統上的特定實施方案。
大多數圖像變換可描述為由數學方程組表示的數學變換函數集；這些方程描述對圖像執行的運算，與在上面實施變換的特定平臺無關。以下以方程式(1)和(2)的形式給出在所圖解說明的實施例中描述透視變換函數的一個實例集的數學方程。對於圖像50中的每個像素xout=W-1xxin+xstart,...(1)]]>yout=yin2(H-1-yinH-1)k,...(2)]]>其中xstart=xshiftyoutH-1,...(3)]]>xend=W-1-(W-D-xshift)youtH-1,...(4)]]>
Δx＝xend-xstart， (5)k=a(DW)+b(D2W2)+c(Hyin+H2)+d,...(6)]]>在方程式(1)至(6)中，(xin，yin)為輸入像素位置，(xout，yout)為輸出像素位置，且xshift為單點透視圖像56的頂部寬度的左端點的x-坐標。W是圖像50的寬度，其也是圖像56的底部寬度。H是圖像50和圖像56兩者的高度。D是圖像56內兩條平行邊中較小的一者的長度。由於滅點是在圖像上方，因此在這種情況下較小的平行邊是頂邊。當滅點位於原始圖像50的左側、右側、或底側上時，所得到的透視圖像56將朝左側、右側、或底側逐漸變細。在這種情況下，較小的平行邊將位於圖像的左側、右側、或底側上。
在方程式(6)中，常數a、b、c、和d是根據經驗確定的，且可用於任意大小的任何圖像。這些常數決定單點透視圖像56中透視縮小效果的程度和平滑性。舉例而言，(a，b，c，d)的一組可能的值為(0.00402，-1.87736，0.50697，0.87585)。
方程式(2)和(6)決定透視圖像中的擴展和壓縮程度。方程式(2)中的因數k控制透視圖像中的擴展和壓縮的變化和程度。如方程式(6)所示，因數k取決於照相機(即觀察點)和滅點58之間的距離。因此，因數k作為單點透視圖像56的高度H、頂部寬度D、和底部寬度W的函數變化。在應用中，所關注圖像將從所關注圖像的前景觀察點處的較大的擴展程度和較小的壓縮程度朝所關注圖像的滅點變化至較小的擴展程度和較大的壓縮程度。
寬度比值(D/W)在0和1之間變化，且取決於滅點的位置。小比值指示滅點靠近照相機。大的比值指示滅點遠離照相機。例如，等於1的寬度比值指示滅點位於無限遠處。
y-坐標值表示照相機和圖像中的點之間的距離。小的y-坐標指示點靠近照相機。或者，大的y-坐標表示點遠離照相機。
在應用中，使用方程式(1)至(6)在滅點位於無限遠處的情況下對520×390像素圖像進行的透視變換會產生在圖3(a)中所示的圖像，該圖像等效於原始圖像。另外，使用方程式(1)至(6)在k＝1、W＝520個像素、H＝390個像素、D＝260個像素、且xshift＝130個像素的情況下對520×390像素圖像進行的透視變換會產生在圖3(b)中所示的圖像，其中圖像的底側靠近照相機且圖像的頂側遠離照相機。
作為以上方程式的使用的具體實例，以圖3(b)中的圖像為例，當k＝1、D＝260個像素且xshift＝130個像素時，方程式(2)簡化為以下方程式yout=yin2(H-1-yinH-1)...(7)]]>如在圖3(b)中所示，原始圖像的區域距離照相機越近，所述區域在透視圖像中變得擴展得越多。為了獲得該透視縮小效果，需要進行y-坐標值的1-至-2映射。例如，當yin＝1且結果被舍位至整數時，方程式(7)得出yout=yin2(H-1-yinH-1)=12(390-1-1390-1)1.]]>類似地，對於yin＝2，yout=yin2(H-1-yinH-1)=2.2(390-1-2390-1)3.]]>如所述結果所示，在yin＝1和yin＝2情況下的yout值之間有空隙。實際上，這個空隙意味著在yout＝2處沒有產生輸出像素，且因此在原始輸出圖像中的該位置處不存在輸出像素。不過，原始輸出圖像中的空像素位置可使用現有的像素通過像素內插或複製來填充，以形成具有所需的yin像素值1-至-2映射的最終輸出圖像。
如在圖3(b)中所示，原始圖像的區域距離照相機越遠，所述區域在透視圖像中變得壓縮得越多。為了獲得該透視縮小效果，需要在輸入和輸出像素之間進行2-至-1映射。例如，當yin＝H-3＝387且結果被舍位至整數時，方程(7)得出yout=yin2(H-1-yinH-1)=3872(390-1-387390-1)388.]]>類似地，對於yin＝H-2＝388，yout=yin2(H-1-yinH-1)=3882(390-1-388390-1)388.]]>如所述結果所示，在各yout值之間沒有差異，由此實現所需的2-至-1映射。
在其中需要不同程度的透視縮小的其他實施例中，可調節方程(6)中的常數a、b、c、和d，以得出將產生所需的透視效果的不同的k值。
可構建一種變換方法在諸如整數微處理器等具有有限能力的計算系統上運行。儘管有些整數微處理器包括浮點(即小數)數學仿真器，但是使用仿真器可能更耗費時間且計算成本更高。所述變換可使用整數算術來實施。
當在整數微處理器上實施諸如方程式(1)至(6)等變換方程式時，會出現兩個要考慮的因素使用唯整數算術計算這些方程中的冪函數，以及運算的次序以避免整數溢出(即計算出的數字超出微處理器所能處理的最大整數的情況)。
圖4為用於使用整數算術來執行上述變換的實例性嵌入式裝置60的方塊圖。嵌入式裝置60包括連接至系統總線14的主存儲器16、由接口19連接至系統總線14的圖形實體66、以及連接至系統總線14的整數微處理器61。嵌入式裝置60還包括連接至微處理器的變換運算協調器62。整數運算協調器64包含在變換運算協調器62中。
變換運算協調器62以一種與微處理器61兼容的方式計算方程式(6)中的冪函數，且執行其他變換運算。整數運算協調器64確保方程式(1)至(6)中所有必要的計算均是使用整數算術以一種會避免整數溢出的計算次序在整數微處理器61內執行。(在下文中將更詳細地描述組件62、64二者的功能以及所執行的計算)。諸如裝置60等嵌入式裝置的一個優點是沒有使用浮點仿真器，這使得整數微處理器61上的變換更高效。變換運算協調器62和整數運算協調器64可通過硬體、軟體、硬體和軟體的某種組合、或任何其他與微處理器61兼容的方式實施。
在所圖解說明的實施例中，為了計算方程式(6)中的冪函數，使用所述函數的泰勒級數展開。對於任意的冪函數，泰勒級數展開由方程(8)給出an=1+(lna)n+(lna)2a!n2+(lna)33!n3++(lna)kk!nk+...(8)]]>如在任何泰勒級數中一樣，相加的項越多，逼近變得越精確。然而，所使用的泰勒級數的項越多，過程的計算成本變得越高。另外，泰勒級數的後續項使最終結果所增加的精度量越來越小。因此，用於計算冪函數的泰勒級數項的數量將取決於所需的精度以及所具備的計算能力。在一個將在下文中所更詳細描述的實施方案中發現，泰勒級數的前四個項會提供足夠的精度，且不需要過分的計算能力。使用該級數的前四個項，在a＝2的情況下，方程式(8)簡化為方程式(9)2n1+(ln2)n+(ln2)22!n2+(ln2)33!n3...(9)]]>儘管方程式(9)不嚴格包含整數項，然而為了便於執行計算，可將非整數項轉換為整數。例如，可將2的自然對數乘以210(即向左移10位)並四捨五入至最接近的整數，由此得到710。中間算術運算可使用2的自然對數的此種整數表達式來計算。在計算所有的中間算術運算後，可通過除以210(即向右移10位)獲得最終結果。通常，使用大的整數因數，以使用多個有效位且可保持儘可能高的精度。然而，如果需要較低的精度，可使用較小的整數因數。另外，儘管在將浮點數轉換成整數時可使用任意大的整數因數，但是在所圖解說明的實施例中使用2的冪，以便可將相對慢的乘法運算替換為相對快的位移運算。
使用方程式(9)的四項泰勒級數逼近形式和整數轉換乘數216進行透視運算的用於32-位整數微處理器的實施方案代碼的實例如下所示int32yin，yout，c1，c2，c3，a，k，k2；a＝h-1；k3＝((1054*(d＜＜8))/w+58777298)-(((1922*(d＜＜8)/w)＜＜8)/w*d)；k＝(k2+(int32)(1038*((a＜＜16)/((yin＜＜1)+a))))＞＞16；c1＝((k*(a-yin))＞＞1)/a；c2＝(((c1*(a-yin))*k)/a)＞＞10；c3＝((((c2*7*(a-yin))＞＞6)*k)/a)＞＞4；yout＝(yin*(65536+89*c1+31*c2+c3))＞＞16；在以上代碼片段中，65536為1×216，且對運算進行排序，以避免32位微處理器上的整數溢出。泰勒級數的值存儲在中間變量c1、c2、和c3中。最後的位移運算消除了乘數216的影響。
已發現，上述代碼片段在32-位整數微處理器上提供實時結果。儘管所描述的該實施例用C進行編碼且在32-位微處理器上實施，然而其他實施例也可用包括C、C++、Java的任何程式語言進行編碼，且彙編程序可在包括64-位微處理器和128-位微處理器在內的具有任何能力的微處理器上實施。該實施方案不需要使用唯整數算術，且不需要為避免溢出而進行排序。如果這些方法在整數微處理器上實施，則可在具有數位照相機的行動電話或其它可攜式電子裝置上提供其作為圖像處理功能。還應了解，這些方法可用軟體、硬體、或任何軟體和硬體的組合的方式在微處理器、ASIC、或任何其他具有足夠的計算能力來實施這些方法的平臺上實施。
圖5為實例性嵌入式裝置70的方塊圖，嵌入式裝置70使用浮點算術來執行上述變換。嵌入式裝置70的組件總體上類似於嵌入式裝置60的組件，且因此以上描述對於相同的元件將仍然適用。與嵌入式裝置60不同，嵌入式裝置70包含浮點微處理器72。嵌入式裝置70也包含耦接至浮點微處理器72的變換運算協調器74，但是變換運算協調器74沒有整數運算協調器。在嵌入式裝置70中使用浮點數執行計算，從而省卻(例如)將方程式(1)至(6)的項轉換為整數的任務。儘管所圖解說明的變換方法的唯整數實施方案如果在嵌入式裝置70上執行將會正確運行，但是較佳使用微處理器72的浮點能力。
圖6是一更具一般性的流程圖，其圖解說明用於對圖像應用透視變換的方法100。方法100可在任何能夠執行所必需的計算的平臺上實施。
方法100開始於動作102，且控制傳遞至動作104。在動作104中，用戶選擇所關注的輸入圖像。在選定所關注圖像後，方法100繼續執行動作106，在動作106中，選中所述輸入圖像的一像素。在動作106之後，方法100繼續執行動作108。在動作108中，通過執行上述運算來對所述像素進行變換，且產生輸出圖像的結果輸出像素。所述控制然後傳遞至動作109，在該決策任務中判定在輸入圖像中是否剩餘有其他像素。如果在圖像中剩餘有其他像素(109YES)，則方法100的控制返回至106。如果在圖像中沒有剩餘其他像素(109NO)，則控制傳遞至110。在動作110中，可執行輸出圖像中缺失像素的任何內插或複製，這是建立完整的透視圖像所必需的。(在最簡單的情況下，可通過最近的近鄰複製來執行任何必需的像素複製。)也可在動作110處執行為形成完整的、可觀看的圖像所需的任何其他任務，包括寫入輸出圖像文件的標題信息。一旦動作110完成，方法100便結束且在動作112處返回。
在上文的某些描述中，已假定待變換的圖像是RGB(紅-綠-藍)格式，在RGB格式中，每個圖像像素具有該像素的紅色含量的值、綠色含量的值、以及藍色含量的值。不過，所圖解說明的變換方法可直接用於其它圖像格式上，而無需首先轉換為RGB。這一點是有利的，因為儘管RGB-格式圖像相對易於變換，但是其更難於壓縮，且通常耗費更多的存儲空間。
其他兩種通用的圖像格式是YCbCr和YCrCb。儘管在RGB圖像中以每個像素的紅色、綠色和藍色值的形式存儲數據，但YCbCr和YCrCb格式卻通過記錄每個像素的亮度(Y)和色度(Cb，Cr)值來存儲圖像數據。YCbCr和YCrCb格式之所以受歡迎，是因為在通用的JPEG圖片文件格式中使用這些格式。
如果圖像變換在諸如數位照相機等可攜式裝置上實施，則對RGB、YCbCr、和YCrCb圖像進行操作的能力將比較有利，因為在數位照相機中會使用全部三種格式。這歸因於數字圖像的建立和處理方式。
例如，多數數位照相機圖像傳感器是由只對紅色、綠色、或藍色光中的一者而不是對所有三種顏色的光敏感的各單獨傳感器單元構成的。因此，各個單元通常是以一種稱為拜爾(Bayer)圖案的圖案進行部署，在拜爾圖案中，對綠色敏感的單元分散在對紅色和藍色敏感的單元之間且與對紅色和藍色敏感的單元交錯。在消費品中，綠色單元通常佔主導地位，因為人的視覺系統對綠色更敏感，且包含更多的綠色單元往往會提高所感覺到的圖像品質。在一種典型的拜爾圖案中，一由16個單元形成的陣列可包括大致以棋盤圖案排列的8個綠色單元、4個紅色單元、和4個藍色單元。如果圖像是通過使用呈拜爾圖案形式的單色單元的數字裝置拍攝的，則通常對原始圖像進行內插，以使每個像素具有紅色值、綠色值、和藍色值，且至少在一中間處理階段中存儲為RGB圖像。可進一步將所述圖像轉化為YCbCr或YCrCb，以進行壓縮和存儲。
儘管通過應用上述變換可直接對YCbCr和YCrCb格式的圖像進行處理，但是在某些情況下可對(例如)二次抽樣的YCbCr和YCrCb圖像執行附加任務。在二次抽樣的圖像中，某些色度值被捨棄或進行二次抽樣，以減小文件的大小。例如，在通用的H2V1 YCbCr 4:2:2格式中，對各像素列進行二次抽樣，但是像素行不受影響。在該二次抽樣方案中，如果從零開始對各列進行編號，則只有偶數列具有Cb分量，且只有奇數列具有Cr分量。另一種二次抽樣格式是YCbCr 4:2:0格式，其中每個2×2像素陣列共享單個Cb值和單個Cr值。YcrCb格式總體上與YCbCr相同，只是Cb和Cr分量的順序相反。
上述變換方法可直接應用於二次抽樣的YCbCr和YCrCb格式，儘管這樣做可能得不出Cb和Cr分量正確交錯的最終圖像。為克服這一問題，可通過如下方式自二次抽樣的圖像形成臨時非二次抽樣圖像(YCbCr 4:4:4或YCrCb 4:4:4)考慮各對相鄰像素並複製適當的Cb和Cr值，以使每個像素具有一Cb值和一Cr值。出於存儲目的，在變換後可以捨棄多餘的Cb和Cr值。發明人所執行的測試表明，在RGB圖像的處理結果與YCbCr和YCrCb格式的同一圖像的處理結果之間沒有可在視覺上覺察到的差異。
圖7顯示一帶有數位照相機202的行動電話200的實施例。行動電話200及其數位照相機202包括圖1中所示的所關注圖像選擇機構24和變換裝置26、或用於執行本文所述圖像變換的其他機構。在使用中，用戶使用行動電話200的數位照相機202拍攝數字照片，且然後使用行動電話200的處理能力來執行變換。如在圖7中所示，數字圖像204顯示在行動電話200的顯示屏206上。顯示屏206可為由圖形實體20驅動的相對小的液晶顯示器；也可使用其他類型的顯示屏206。如圖所示，圖像204經透視變換成為單點透視。臨時覆蓋在圖像204上的覆蓋或下拉菜單214可提供用於更改所述透視變換的量值和取向的指令。可指令用戶使用數字/字母鍵212的某一組合來更改圖像204上的透視縮小效果。用戶可能能夠或可能不能直接修改上述變換函數的參數的值，此根據實施方案而定；例如，用戶可只修改諸如「透視因數」等設定值，「透視因數」的值映射至特定的參數值。
根據實施方案而定，可將所述變換的參數硬編碼或預設定到裝置內，以使所述變換的結果始終(例如)使透視變換具有相同的預訂映射值。
以下描述提供幾個實例的結果，由此圖解說明根據上述實施例對所存儲圖像進行透視變換的實時應用。所圖解說明的每一種情況均提供一使用寬度比值、起始坐標、和取向的不同組合進行變換的圖像的透視視圖。
圖8圖解說明使用寬度比值、起始坐標、和取向的四種不同組合對520×390圖像應用所述透視變換方法。圖8(a)圖解說明經處理的520×390圖像的朝上定向的透視視圖，該圖像具有靠近觀察點的滅點。在D＝130、W＝520、D/W＝0.25、H＝390、xshift＝195、且(a，b，c，d)＝(0.00402，-1.87736，0.50697，0.87585)的情況下對所述圖像應用方程式(1)至(6)，其中所有測量值均以像素為單位表示。
圖8(b)圖解說明經處理的520×390圖像的朝下定向的透視視圖，該圖像具有靠近觀察點的滅點。在D＝130、W＝520、D/W＝0.25、H＝390、xshift＝195、且(a，b，c，d)＝(0.00402，-1.87736，0.50697，0.87585)的情況下對所述圖像應用方程式(1)至(6)，其中所有測量值均以像素為單位表示。
圖8(c)圖解說明經處理的520×390圖像的朝左定向的透視視圖，該透視視圖具有靠近觀察點的滅點。在D＝130、W＝390、D/W＝0.333、H＝520、xshift＝130、且(a，b，c，d)＝(0.00402，-1.87736，0.50697，0.87585)的情況下對所述圖像應用方程式(1)至(6)，其中所有測量值均以像素為單位表示。
圖8(d)圖解說明經處理的520×390圖像的朝右定向的透視視圖，該透視視圖具有靠近觀察點的滅點。在D＝130、W＝390、D/W＝0.333、H＝520、xshift＝130、且(a，b，c，d)＝(0.00402，-1.87736，0.50697，0.87585)的情況下對所述圖像應用方程式(1)至(6)，其中所有測量值均以像素為單位表示。
圖9圖解說明使用寬度比值、起始坐標、和取向的兩種不同組合對520×390圖像應用所述透視變換方法。圖9(a)圖解說明經處理的520×390圖像的朝上定向的透視視圖，該透視視圖具有遠離觀察點的滅點。在D＝450、W＝520、D/W＝0.865、H＝390、xshift＝35、且(a，b，c，d)＝(0.00402，-1.87736，0.50697，0.87585)的情況下對所述圖像應用方程式(1)至(6)，其中所有測量值均以像素為單位表示。
圖9(b)圖解說明經處理的520×390圖像的朝上定向的透視視圖，該透視視圖具有遠離觀察點的滅點。在D＝338、W＝390、D/W＝0.867、H＝520、xshift＝26、且(a，b，c，d)＝(0.00402，-1.87736，0.50697，0.87585)的情況下對所述圖像應用方程式(1)至(6)，其中所有測量值均以像素為單位表示。
圖10圖解說明使用寬度比值、起始坐標、和取向的兩種不同組合對520×390圖像應用所述透視變換方法。圖10(a)圖解說明經處理的520×390圖像的朝上定向的透視視圖，該透視視圖具有偏離中心且靠近觀察點的滅點。在D＝65、W＝520、D/W＝0.125、H＝390、xshift＝0、且(a，b，c，d)＝(0.00402，-1.87736，0.50697，0.87585)的情況下對所述圖像應用方程式(1)至(6)，其中所有測量值均以像素為單位表示。
圖10(b)圖解說明經處理的520×390圖像的朝左定向的透視視圖，該透視視圖具有偏離中心且靠近觀察點的滅點。在D＝65、W＝390、D/W＝0.167、H＝520、xshift＝0、且(a，b，c，d)＝(0.00402，-1.87736，0.50697，0.87585)的情況下對所述圖像應用方程式(1)至(6)，其中所有測量值均以像素為單位表示。
雖然是對所圖解說明的某些實施例進行描述，但是本文中所使用的措辭為描述性而不是限制性措辭。可例如在隨附權利要求書的範圍內作出更改。
權利要求
1.一種嵌入式裝置，其包括所關注圖像選擇機構；及變換機構，其用於對所述所關注圖像應用透視變換函數，以使所述所關注圖像從所述所關注圖像的前景觀察點處的較大寬度朝所述所關注圖像的滅點變化至較小的寬度，且使所述所關注圖像從所述所關注圖像的前景觀察點處的較大擴展程度和較小壓縮程度朝所述所關注圖像的滅點變化至較小的擴展程度和較大的壓縮程度。
2.如權利要求1所述的嵌入式裝置，其進一步包括用戶接口，以控制所述所關注圖像選擇機構。
3.如權利要求1所述的嵌入式裝置，其進一步包括圖形實體，其中所述所關注圖像選擇機構和所述變換機構耦接至所述圖形實體。
4.如權利要求3所述的嵌入式裝置，其進一步包括系統總線；主存儲器；及顯示屏，其耦接至所述圖形實體；其中所述主存儲器和所述圖形實體耦接至所述系統總線。
5.如權利要求1所述的嵌入式裝置，其中所述嵌入式裝置為行動電話。
6.如權利要求5所述的嵌入式裝置，其中所述行動電話包含數位照相機。
7.如權利要求1所述的嵌入式裝置，其中所述透視變換機構包含整數運算協調器和整數處理器，以使用唯整數算術來執行所述透視變換。
8.如權利要求2所述的嵌入式裝置，其中所述用戶接口包含用於允許用戶為所述透視變換選擇參數的選項。
9.如權利要求1所述的嵌入式裝置，其中所述透視變換產生具有長度為D和W的兩個平行邊的輸出圖像，其中D是較小邊的長度，所述較小邊起始於x-坐標xslart，且其中所述變換機構執行以下方程式(1)和(2)xout=W-1xxin+xstart,---(1)]]>yout=yin2(H-1-yinH-1)k,---(2)]]>其中k是指示所述透視圖像中擴展和壓縮的程度和平滑度的常數，W是以像素表示的所述所關注圖像的寬度，H是以像素表示的所述所關注圖像的高度，xin和yin是以像素表示的所述所關注圖像的輸入像素坐標，且xout和yout是以像素表示的輸出像素坐標。
10.如權利要求7所述的嵌入式裝置，其中所述整數運算協調器包含計算排序機構，以對變換計算進行排序從而避免溢出。
11.如權利要求1所述的嵌入式裝置，其中所述變換機構以實時方式執行透視變換。
12.如權利要求4所述的嵌入式裝置，其中所述圖形實體包含顯示機構，以在所述顯示屏上顯示經變換的所關注圖像。
13.一種以數據進行編碼的機器可讀媒體，所述所編碼的數據可與機器交互操作以使選擇所關注圖像；及對所述所關注圖像應用透視變換，以使所述所關注圖像從所述所關注圖像的前景觀察點處的較大寬度朝所述所關注圖像的滅點變化至較小的寬度，且使所述所關注圖像從所述所關注圖像的前景觀察點處的較大擴展程度和較小壓縮程度朝所述所關注圖像的滅點變化至較小的擴展程度和較大的壓縮程度。
14.如權利要求13所述的嵌入式裝置，其中所述所編碼的數據可與機器交互操作，以使使用唯整數算術來執行所述應用。
15.如權利要求14所述的機器可讀媒體，其中所述所編碼的數據可與機器交互操作，以使允許用戶為所述透視變換選擇參數。
16.如權利要求13所述的機器可讀媒體，其中所述所編碼的數據可與機器交互操作，以使所述經變換的所關注圖像為梯形形狀。
17.如權利要求13所述的機器可讀媒體，其中所述所編碼的數據可與機器交互操作，以使所述透視變換產生具有長度為D和W的兩個平行邊的輸出圖像，其中D是較小邊的長度，所述較小邊起始於x-坐標xslart，且其中所述所編碼的數據使根據以下方程式(1)和(2)執行所述透視變換xout=W-1xxin+xstart,---(1)]]>yout=yin2(H-1-yinH-1)k,---(2)]]>其中k是指示所述透視圖像中擴展和壓縮的程度和平滑度的常數，W是以像素表示的所述所關注圖像的寬度，H是以像素表示的所述所關注圖像的高度，xin和yin是以像素表示的所述所關注圖像的輸入像素坐標，且xout和yout是以像素表示的輸出像素坐標。
18.如權利要求13所述的機器可讀媒體，其中所述所編碼的數據可與機器交互操作，以使所述變換機構以預訂的計算次序執行計算，以便避免溢出。
19.如權利要求13所述的機器可讀媒體，其中所述所編碼的數據可與機器交互操作，以使以實時方式執行所述透視變換。
20.如權利要求13所述的機器可讀媒體，其中所述所編碼的數據可與機器交互操作，以使在嵌入式裝置中執行所述透視變換。
21.如權利要求13所述的機器可讀媒體，其中所述所編碼的數據可與機器交互操作，以使在行動電話中執行所述透視變換。
22.如權利要求21所述的機器可讀媒體，其中所述行動電話包含數位照相機。
23.如權利要求22所述的機器可讀媒體，其中所述所編碼的數據可與機器交互操作，以使使用整數微處理器來執行所述透視變換。
24.一種行動電話，其包括接收機/發射機組合件；微處理器；所關注圖像選擇機構，其耦接至所述微處理器；及變換機構，其耦接至所述微處理器，以對所述所關注圖像應用透視變換函數，以使得所述所關注圖像從所述所關注圖像的前景觀察點處的較大寬度朝所述所關注圖像的滅點變化至較小的寬度，且使得所述所關注圖像從所述所關注圖像的前景觀察點處的較大擴展程度和較小壓縮程度朝所述所關注圖像的滅點變化至較小的擴展程度和較大的壓縮程度。
25.如權利要求24所述的行動電話，其中所述微處理器為整數微處理器。
26.如權利要求24所述的行動電話，其中所述變換機構使用唯整數算術來應用所述透視變換。
27.一種設備，其包括用於選擇所關注圖像的裝置；及用於應用透視變換的裝置，其對所述所關注圖像應用透視變換，以使得所述所關注圖像從所述所關注圖像的前景觀察點處的較大寬度朝所述所關注圖像的滅點變化至較小的寬度。
28.如權利要求27所述的設備，其中所述應用裝置包含用於使用唯整數算術來執行所述透視變換的裝置。
29.如權利要求27所述的設備，其進一步包括用於允許用戶選擇所述所關注圖像的裝置。
30.如權利要求28所述的設備，其中所述經變換的所關注圖像為梯形形狀。
31.如權利要求27所述的設備，其中所述透視變換產生具有長度為D和W的兩個平行邊的輸出圖像，其中D是較小邊的長度，所述較小邊起始於x-坐標xslart，且其中所述透視變換由以下方程式(1)和(2)表示xout=W-1xxin+xstart,---(1)]]>yout=yin2(H-1-yinH-1)k,---(2)]]>其中k是指示所述透視圖像中擴展和壓縮的程度和平滑度的常數，W是以像素表示的所述所關注圖像的寬度，H是以像素表示的所述所關注圖像的高度，xin和yin是以像素表示的所述所關注圖像的輸入像素坐標，且xout和yout是以像素表示的輸出像素坐標。
全文摘要
本發明的一個方面涉及一種嵌入式裝置。所述嵌入式裝置包括所關注圖像選擇機構和變換機構。所述變換機構對所述所關注圖像應用透視變換函數，使得所述所關注圖像從所述所關注圖像的前景觀察點處的較大寬度朝所述所關注圖像的滅點變化至較小的寬度，且使得所述所關注圖像從所述所關注圖像的前景觀察點處的較大擴展程度和較小壓縮程度朝所述所關注圖像的滅點變化至較小的擴展程度和較大的壓縮程度。
文檔編號G06T3/00GK101061501SQ200580039573
公開日2007年10月24日 申請日期2005年9月28日 優先權日2004年9月28日
發明者周孟耀 申請人:高通股份有限公司