專利名稱：廣角影像的視點校正搖攝方法
技術領域：
本發明是有關影像處理的技術，更明確地，是有關廣角影像的視點校正電子搖攝方法。
背景技術：
廣角影像具有非標準解析度(例如，1800×460)，故當欲于標準的顯示裝置(例如，640×480)上觀看該廣角影像時，則可能必須改變顯示尺寸或犧牲解析度。習知的電子搖攝(e-panning)方法是擷取廣角影像，而僅顯示該擷取后影像的片段(slices)，其中并無任何校正程序。然而，因為廣角影像是呈現于一圓柱表面或球形表面上，所以習知的電子搖攝方法會產生失真的結果。
搖攝(panning)技術常被應用于監視器相機，例如，美國專利6977678是描述利用馬達搖攝方法以達成不同方向的監視的目的。此種方法需要實體移動部件(即，馬達)，因此易產生機械老化的問題且有較高的功率耗損(需驅動馬達)。此外，機械組件亦增加系統的成本及空間需求。
發明內容
有鑒于上述問題，本發明之一目的是提供一種得以無失真地顯示廣角(或全景)影像的片段的視點校正方法。本發明的另一目的是提供一種得以取代馬達的電子視點校正搖攝方法。本發明所揭露的方法具有低成本、空間需求小及低功率消耗等優點。
依據本發明之一形態，一種廣角影像的視點校正方法包含(a)提供廣角靜態影像或廣角視訊影像；(b)決定一影像擷取點；(c)依據該影像擷取點以擷取該廣角影像之一片段；及(d)對該擷取影像片段執行視點校正程序。
依據本發明的另一形態，一種廣角影像的視點校正搖攝方法包含(a)提供廣角靜態影像或廣角視訊影像；(b)決定一擷取影像的起始點；(c)依據該起始點以擷取該廣角影像之一片段；(d)對該擷取影像片段執行視點校正程序；(e)修剪并顯示校正后的該影像片段；及(f)遞增一小的位移量至該起始點而成為下一擷取影像的起動點并重復上述步驟(c)、(d)及(e)。
通過發明的技術方案提供了以下技術效果。廣角影像本質上具有無法避免的魚眼狀失真。廣角影像通常具有較大解析度且其解析度與一般顯示規格的解析度不一定有等比關系，而無法適當地呈現于一般的顯示裝置上。因此，為了觀看的目的，通常需減少廣角影像的解析度或者僅顯示廣角影像的部分。本發明揭露一種校正方法以將廣角影像的片段無失真地顯示其最自然的視點。本發明亦容許涵蓋不需馬達的搖攝功能，因而提供一廣域搖攝相機系統一個高成本效益且省電的解決方案。
圖1是依據本發明的視點(perspective)校正搖攝方法的流程。
圖2顯示由三個不同方向的相機所取得的三個影像平面。
圖3是相應圓柱表面的圖2的俯視圖。
圖4(A)及(B)是依據本發明之一實施例的視點校正示意圖。
圖5顯示依據本發明之一實施例，以模擬搖攝效果的廣角影像的影像片段。
具體實施例方式
圖1是描述視點校正搖攝方法的概要。此方法是從廣角影像取得一區段并執行視點校正。最后該校正后影像被處理以供顯示。
如圖1所示，首先將廣角影像輸入，該影像輸入可以是從單一廣角鏡頭相機系統所取得的影像、或者是由多眼照相系統經由接圖而構成的影像。此外，該廣角影像可為靜態的影像或者為視訊影像。接著輸入一初始位置以當作該廣角影像中之一擷取影像的起始點。依據該起始點，擷取該廣角影像之一片段。針對此影像片段，執行一視點校正程序(將詳述于后)以產生一無失真的影像片段。再對此經視點校正后的影像片段執行修剪(cropping)以去除影像中的空白區域，接著便可將處理過的影像顯示于顯示裝置上。接下來，遞增一小的位移量至該擷取影像的起始點并重復進行后續的影像擷取、視點校正、修剪及顯示等步驟。上述遞增位移量的步驟可達成相當于習知技術的搖攝相機系統利用馬達來逐步旋轉相機的效果。因此，可成功地模擬一具有搖攝功能的相機系統而無須實體移動部件(馬達)。
因為廣角影像是呈現于一圓柱表面或球形表面上，故從廣角影像直接擷取下來的影像片段將具有變形或失真的現象，尤其在該影像片段的兩側更為明顯。針對此失真問題，本案發明人提出一種稱為「視點校正」的解決方案。以下是參考圖2至圖5以說明本發明的視點校正方法的一實施例。為使發明內容易于了解，以下的說明是以圓柱表面為范例。
首先，參考圖2及圖3以說明一種廣角影像的形成方法。圖2顯示由三個不同方向(D1、D2、D3)的相機所取得的三個影像平面(P1、P2、P3)。圖3顯示圖2的俯視圖，其中的虛線代表一圓柱表面C。此三個影像平面(P1、P2、P3)經轉換至圓柱座標、接圖及其他處理后而形一呈現在該圓柱表面C上之一廣角影像。
接下來，從呈現在該圓柱表面C上的廣角影像的指定位置擷取一影像片段。該指定位置是直接關聯于擷取影像的起始點且將影響所得影像的觀看角度。
習知的電子搖攝(e-panning)方法僅直接將上述影像片段顯示于顯示裝置上而無進一步處理，其是相當于將圓柱表面C的某一區段直接顯示于顯示裝置上。所得的影像中的物體當然無可避免地會扭曲失真而無法被正常地呈現。
圖4(A)及圖4(B)分別地描述依據本發明的視點校正方法的平面示意圖及立體示意圖，其中C’代表從上述圓柱表面C所擷取的一圓柱表面區段；T代表一切面；f代表焦距；(x，y)表面切面T上的像點(pixel)；而(xc，yc)代表圓柱表面上的對應點。依據本發明的此實施例，執行一反向(reverse)轉換以將影像從圓柱面C’投映至切面T，如圖4(A)及(B)中的箭號所示，其是利用下列方程式xc=f*tan-1(xf)]]>yc=f*yx2+f2]]>對于切面T上的每一整數點(x，y)，其圓柱面C’上所得的對應點(xc，yc)將含有小數(即，為非整數)。因此，需應用二次線性內插法(Bi-linear Interpolation)以計算點(xc，yc)上的影像資料。于本實施例中，該影像資料為其像點的顏色資訊。利用上述方程式，得以將個別觀看視角的各影像片段從圓柱面投映至切面上，此方法即稱為「視點校正」。
圖5顯示從一廣角影像的四個不同角度所攝取的影像V1、V2、V3及V4，其中V1及V4將個別呈現極接近圖2的P1及P2的影像。在視點校正之后，執行影像修剪以去除轉換過的影像中的空白區域，接著便可將處理過的影像再經過放大或縮小處理后顯示于顯示裝置上。
上述步驟可隨著少量地遞增位移量而被重復于其他擷取影像的起始點，如釁5中所示的V1→V2→V3→V4的順序。因此，利用本發明的視點校正方法所顯示的影像，就如同一具有馬達轉動的相機系統所具有的搖攝功能取得的影像。
權利要求
1.一種廣角影像的視點校正方法，包含(a)提供廣角靜態影像或廣角視訊影像；(b)決定一影像擷取點；(c)依據該影像擷取點以擷取該廣角影像之一片段；及(d)對該影像片段執行一視點校正程序。
2.如權利要求1所述的視點校正方法，其中該視點校正程序是將該影像片段的影像資料從圓柱表面投映至平面上，借此產生無失真的影像片段。
3.如權利要求1所述的視點校正方法，其中所擷取的該影像片段具有適于一般顯示裝置的顯示比例。
4.如權利要求1所述的視點校正方法，進一步包含于步驟(d)的視點校正后，修剪該影像片段以利顯示。
5.如權利要求1所述的視點校正方法，其中該廣角靜態影像或廣角視訊影像是由多眼相機系統經接圖而產生。
6.如權利要求1所述的視點校正方法，其中該廣角靜態影像或廣角視訊影像是由單一超廣角相機系統所產生。
7.一種廣角影像的視點校正搖攝方法，包括(a)提供廣角靜態影像或廣角視訊影像；(b)決定一擷取影像的起始點；(c)依據該起始點以擷取該廣角影像之一片段；(d)對該影像片段執行一視點校正程序；(e)修剪并顯示校正后的該影像片段；及(f)遞增一小的位移量至該起始點而成為下一擷取影像的起始點并重復上述步驟(c)、(d)及(e)。
8.如權利要求7所述的視點校正搖攝方法，其中該視點校正程序是將該影像片段的影像資料從圓柱表面投映至平面上，借此產生無失真的影像片段。
9.如權利要求7所述的視點校正搖攝方法，其中所擷取的該影像片段具有適于一般顯示裝置的顯示比例。
10.如權利要求7所述的視點校正搖攝方法，其中該廣角靜態影像或廣角視訊影像是由多眼相機系統經接圖而產生。
11.如權利要求7所述的視點校正搖攝方法，其中該廣角靜態影像或廣角視訊影像是由單一超廣角相機系統產生。
全文摘要
本發明是提供一種自廣角靜態影像或視訊影像的擷取以及校正方法，此方法可以無失真地顯示該擷取影像。本發明的校正方法將一廣角影像之一區段投映(map)至一平面，該平面為觀看角度的影像平面。本發明可移動觀看角度并重復擷取及校正的步驟，進而產生無失真的搖攝效果。
文檔編號H04N7/18GK101047790SQ20061006838
公開日2007年10月3日 申請日期2006年3月30日 優先權日2006年3月30日
發明者潘積桂, 光下辰己, 林旭婷, 郭恕銘 申請人:臺灣新力國際股份有限公司