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CN104580966A - 投影装置以及其投影图像处理方法 - Google Patents

投影装置以及其投影图像处理方法 Download PDF

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CN104580966A CN201310499521.1A CN201310499521A CN104580966A CN 104580966 A CN104580966 A CN 104580966A CN 201310499521 A CN201310499521 A CN 201310499521A CN 104580966 A CN104580966 A CN 104580966A
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Abstract

本发明提供一种投影装置以及其图像处理方法，该投影装置，包括位移检测单元、图像处理单元以及投影模块。位移检测单元用以检测投影装置的位移信息，图像处理单元则用以接收图像数据画面，根据位移信息修正图像数据画面对应于虚拟图像框的位置，以及根据图像数据画面与虚拟图像框之间的交集状况产生投影画面。投影模块用以将投影画面投影至投影平面上。

Description

投影装置以及其投影图像处理方法
技术领域
本发明主要为一种投影装置，特别涉及一种具有图像稳定功能的投影装置。
背景技术
目前投影装置主要作为计算机等电子设备用以输出图像的显示装置。投影装置主要用以显示一图像至一投影平面(例如，投影布幕或墙壁)。传统投影装置大多固定或放置于稳定的表面上，传统投影装置并不会遭受显著的移动或震动，因此投影装置所投影的图像位置于投影平面可以维持固定。
随着投影装置的技术进步，投影装置的体积以及重量越来越小，甚至可设置于手持装置内。由于当使用者将投影装置拿在手中进行投影时，很容易因为手部的移动或震动而使所投影的图像不稳定，此图像可能会产生晃动而不清楚。因此，如何解决因晃动而造成图像不清楚的问题为目前所欲解决的问题之一。
发明内容
根据本发明一实施例所述的投影装置，包括：一位移检测单元，用以检测上述投影装置的一位移信息；一图像处理单元，用以接收一图像数据画面，根据上述位移信息修正上述图像数据画面对应于一虚拟图像框的位置，以及根据上述图像数据画面与上述虚拟图像框之间的交集状况产生一投影画面；以及一投影模块，将上述投影画面(projection frame)投影至一投影平面上。
本发明亦提供一种投影图像处理方法，适用于一投影装置，其方法包括：检测上述投影装置的一位移信息；根据上述位移信息修正一图像数据画面对应于一虚拟图像框的位置；根据上述图像数据画面与上述虚拟图像框之间的交集状况产生一投影画面；以及将上述投影画面投影至一投影平面上。
附图说明
由阅读以下详细说明及配合附图的举例，可更完整地了解本发明所公开，如下：
图1显示为根据本发明一实施例的投影装置的示意图。
图2显示为传统的投影装置发生位移时将投影画面投影至投影平面的示意图。
图3A显示为本发明一实施例的投影装置于正常状况下将投影画面投影至投影平面的示意图。
图3B显示为图3A中的投影画面的示意图。
图4A显示为本发明一实施例的投影装置发生位移时将投影画面投影至投影平面的示意图。
图4B显示为图4A中的投影画面的示意图。
图5A显示为本发明另一实施例的投影装置于正常状况下将投影画面投影至投影平面的示意图。
图5B显示为图5A中的投影画面(projection frame)FP的示意图。
图6A显示为本发明另一实施例的投影装置发生位移时将投影画面投影至投影平面的示意图。
图6B显示为图6A中的投影画面的示意图。
图7显示为根据本发明一实施例的投影装置的显示控制方法流程图。
图8A显示为根据本发明一实施例的产生修正的投影画面的方法流程图。
图8B显示为根据本发明另一实施例的产生修正的投影画面的方法流程图。
【符号说明】
100～投影装置；
102～位移检测单元；
104～图像处理单元；
106～投影模块；
A1、A2～显示区域；
Da～图像裁切区域；
FO、FO’～图像数据画面；
FP、FP’～投影画面；
FV～虚拟图像框；
P～投影平面；
Ra、Ra’～多余图像区域；
X、Y～方向；
x1、x2、x3、y1、y2、y3～位移。
具体实施方式
以下所述以特定方式表达显示于图示中的实施例或例子。但应了解该实施例或例子并非用以限制。任何本发明实施例的替换以及修改，以及本发明原则的任何进一步应用，对于本领域技术人员能参考本发明说明书内容而完成。实施例中的参数会重复使用，但即使是使用相同的参数，仍非规定该特性于一实施例可适用于另一实施例。
图1显示为根据本发明一实施例的投影装置的示意图。投影装置100包括位移检测单元102、图像处理单元104以及投影模块106。位移检测单元102，例如，重力传感器（G sensor）等等，用以检测投影装置100自身的位移信息d，并将位移信息d提供给图像处理单元104。图像处理单元104用以接收一图像数据画面(image data frame)FO，并根据位移信息d来调整图像数据画面FO对应于一虚拟图像框(virtual image frame)FV的位置(如图3B所示)，进而产生投影画面FP，并将投影画面FP送至投影模块106。在本实施例中，图像数据可以来自外部电子装置的输出信号或是投影装置100的存储单元（未显示）。投影模块106则将用以将接收到的投影画面FP投影至投影平面P上。
一般而言，在无任何修正下，投影装置100的移动会造成投影在投影平面P的投影画面FP跟着移动。如图4所示，图2显示为传统的投影装置发生位移时将投影画面投影至投影平面的示意图。当传统的投影装置100’因晃动而位移了距离x1、距离y1时，投影画面FP的图像的显示位置会跟着从显示区域A1移动到显示区域A2。由于投影至显示区域A2的投影画面FP’的图像内容与投影至显示区域A1的投影画面FP的图像内容完全相同，因此，观看者会感觉到投影的图像在晃动。因此，如果投影装置100’放置于不稳固的台架上或是让使用者手持，在投影平面P所显示的图像会跟着晃动而造成使用者难以清楚观看到图像。
为了解决上述问题，在本发明一实施例中，当投影装置100因晃动而产生位移时，图像处理单元104则对应地调整投影画面以使投影的图像稳定。位移检测单元102将检测到的位移信息d提供至图像处理单元104，图像处理单元104可根据位移信息d来调整图像数据画面FO对应于一虚拟图像框FV的位置(如图3B所示)，并根据图像数据画面FO与虚拟图像框FV之间的交集状况产生修正的投影画面FP’，以补偿因投影装置100晃动而造成的投影位置偏移，使投影模块106将投影画面FP投影至投影平面P上时，图像数据画面FO仍维持投影在投影平面P上的相同位置。
以下配合图3A-图4B来说明本发明一实施例的投影装置100的操作方式。图3A显示为本发明一实施例的投影装置100于正常状况下将投影画面FP投影至投影平面P的示意图。图3B显示为图3A中的投影画面FP的示意图。如图3A所示，当投影装置100于正常状况下，亦即投影装置100没有晃动或位移时，投影模块106将投影画面FP投影于投影平面P的显示区域A1，其中显示区域A1中所显示的画面即为投影画面FP的图像，且于投影画面FP中包含图像数据画面FO的图像。
如图3B所示，投影画面FP是由一虚拟图像框FV所定义。虚拟图像框FV为投影装置100的可投影图像范围，且虚拟图像框FV的画面大小可为大于或等于图像数据画面FO。换句话说，投影装置100的可投影图像范围可设定为大于或等于图像数据画面FO。此实施例是以虚拟图像框FV的画面大于图像数据画面FO为例子作说明。在本发明实施例中，投影画面FP是由图像数据画面FO与一多余图像区域Ra所组成。多余图像区域Ra为虚拟图像框FV内部不与图像数据画面FO交集的区域。换句话说，在虚拟图像框FV内，除了图像数据画面FO外所剩下的区域便为多余图像区域Ra。
在本发明一实施例中，图像处理单元104可设定多余图像区域Ra中的图像为一特定图像。例如，如果图像处理单元104设定多余图像区域Ra中的图像为一单色图像，例如为一黑色图像，则投影至投影平面P的投影画面FP会包含对应至多余图像区域Ra的黑色图像及图像数据画面FO，在一些实施例中特定图像也可为一图片图像。此外，在本发明另一实施例中，也可不显示多余图像区域Ra中的图像，例如，如果图像处理单元104设定多余图像区域Ra中的图像不显示时，投影模块106可关闭对应至多余图像区域Ra的投影光。
接着，请参阅图4A及图4B。图4A显示为本发明一实施例的投影装置发生位移时将投影画面投影至投影平面的示意图。图4B显示为图4A中的投影画面FP’的示意图。当投影装置100因晃动而分别往+X方向及往+Y方向产生位移x1及y1时，位移检测单元102可检测到对应的位移信息d，并提供至图像处理单元104。图像处理单元104进而根据位移信息d的反方向修正图像数据画面FO对应于虚拟图像框FV的位置。如图4B所示，假设图像数据画面FO于修正前位于虚拟图像框FV中的原始位置P1，当检测到投影装置100往+X方向及往+Y方向位移时，图像处理单元104会以位移信息d的反方向，亦即往-X方向及往-Y方向，修正图像数据画面FO对应于虚拟图像框FV内的位置。因此如图4B所示，图像处理单元104可将图像数据画面FO从原始位置P1往-X方向及往-Y方向位移x3及y3至修正位置P2上。
图像处理单元104将图像数据画面FO移动至修正位置P2后，虚拟图像框FV内部不与图像数据画面FO交集的区域即为修正后的多余图像区域Ra’。图像处理单元104将多余图像区域Ra’中的特定图像结合图像数据画面FO，进而产生修正后的投影画面FP’。接着，修正后的投影画面FP’会被投影模块106投影至投影平面P上，如图4A所示。虽然投影画面FP’在投影平面P上的投影位置，因投影装置100的晃动而由显示区域A1往+X方向及往+Y方向位移x2及y2至显示区域A2，但由于修正后的投影画面FP’中的图像数据画面FO的位置已被修正，因此图像数据画面FO仍维持投影在投影平面P上的相同位置。在本发明实施例中，位移x1及y1、x2及y2、x3及y3仅用于分别表示投影装置、投影画面FP’在投影平面P上的投影位置及图像数据画面FO对应于虚拟图像框FV的位置的位移方向，其实际的位移量并不受限制，本领域技术人员可根据实际应用而计算出对应的位移量，在此并不多赘述。
以下配合图5A-图6B来说明本发明另一实施例的投影装置100的操作方式。图5A显示为本发明另一实施例的投影装置100于正常状况下将投影画面FP投影至投影平面P的示意图。图5B显示为图5A中的投影画面FP的示意图。在此实施例中，虚拟图像框FV的画面大小为等于图像数据画面FO。换句话说，投影装置100的可投影图像范围为等于图像数据画面FO。
如图5A所示，当投影装置100于正常状况下，亦即投影装置100没有晃动或位移时，投影模块106将投影画面FP投影于投影平面P的显示区域A1，其中显示区域A1中所显示的画面即为投影画面FP的图像，且于投影画面FP中包含图像数据画面FO的图像。在此实施例中，由于虚拟图像框FV的画面大小等于图像数据画面FO，因此在没有晃动或位移时，图像数据画面FO完全对应于虚拟图像框FV而没有偏移。换句话说，图像数据画面FO完全与虚拟图像框FV内部的区域交集，因而没有产生多余图像区域Ra。如图5B所示，当图像数据画面FO完全与虚拟图像框FV内部的区域交集时，投影画面FP所显示的图像即为图像数据画面FO。
接着，请参阅图6A及图6B。图6A显示为本发明另一实施例的投影装置发生位移时将投影画面投影至投影平面的示意图。图6B显示为图6A中的投影画面FP’的示意图。当投影装置100因晃动而分别往+X方向及往+Y方向产生位移x1及y1时，位移检测单元102可检测到对应的位移信息d，并提供至图像处理单元104。图像处理单元104进而根据位移信息d的反方向修正图像数据画面FO对应于虚拟图像框FV的位置。如图6B所示，假设图像数据画面FO于修正前与虚拟图像框FV重合，当检测到投影装置100往+X方向及往+Y方向位移时，图像处理单元104会以位移信息d的反方向，亦即往-X方向及往-Y方向，修正图像数据画面FO对应于虚拟图像框FV的位置。如图6B所示，图像处理单元104将图像数据画面FO往-X方向及往-Y方向位移x3及y3。
图像处理单元104将图像数据画面FO移动后，虚拟图像框FV内部不与图像数据画面FO交集的区域定义为修正后的多余图像区域Ra’。在此实施例中，由于虚拟图像框FV的画面大小等于图像数据画面FO，因此当图像处理单元104将图像数据画面FO移动后，图像数据画面FO不与虚拟图像框FV交集的区域将被定义为图像裁切区域Pa。换句话说，图像裁切区域Pa为图像数据画面FO落在虚拟图像框FV之外的部分，其将不被投影至投影平面P。相对地，当图像处理单元104将图像数据画面FO移动后，图像数据画面FO与虚拟图像框FV交集的区域被定义为修正后的图像数据画面FO’，其将被保留并投影至投影平面P。
图像处理单元104将多余图像区域Ra’中的特定图像结合修正后的图像数据画面FO’，进而产生修正后的投影画面FP’。接着，修正后的投影画面FP’会被投影模块106投影至投影平面P上，如图6A所示。虽然投影画面FP’在投影平面P上的投影位置，因投影装置100的晃动而由显示区域A1移动至显示区域A2，但由于修正后的投影画面FP’中的图像数据画面FO’的位置已被修正，因此图像数据画面FO’仍维持投影在投影平面P上的相同位置。
图7显示为根据本发明一实施例的投影装置的显示控制方法流程图。在步骤S702中，位移检测单元102检测投影装置100自身的位移信息。如果检测到投影装置100有位移则接着在步骤S704中，图像处理单元104根据位移信息修正图像数据画面FO对应于虚拟图像框FV的位置。在步骤S706中，图像处理单元104根据图像数据画面FO与虚拟图像框FV之间的交集状况产生修正的投影画面FP’，并传送修正的投影画面FP’至投影模块106。接着，在步骤S708中，投影模块106将修正的投影画面FP’投影于投影平面P上。
图8A显示为根据本发明一实施例的产生修正的投影画面的方法流程图。在本发明一实施例中，图7的步骤S706可进一步包含下列步骤。在步骤S7062A中，图像处理单元104将虚拟图像框FV内部不与图像数据画面FO交集的区域定义为多余图像区域Ra。在步骤S7064A中，图像处理单元104设定多余图像区域Ra中的图像为一特定图像。在步骤S7066A中，图像处理单元104将多余图像区域Ra中的特定图像结合图像数据画面FO，进而产生修正的投影画面FP’。
图8B显示为根据本发明另一实施例的产生修正的投影画面的方法流程图。根据本发明另一实施例中，图7的步骤S706可进一步包含下列步骤。在步骤S7062B中，图像处理单元104亦将虚拟图像框FV内部不与图像数据画面FO交集的区域定义为多余图像区域Ra。在步骤S7064B中，图像处理单元104设定多余图像区域Ra中的图像为一特定图像。在步骤S7066B中，图像处理单元104将图像数据画面FO与虚拟图像框FV交集的区域定义为修正后的图像数据画面FO’。在步骤S7068B中，图像处理单元104将多余图像区域Ra中的特定图像结合修正后的图像数据画面FO’，进而产生修正的投影画面FP’。
根据本发明提出的投影装置以及其投影图像处理方法可根据检测投影装置的移动信息，并通过图像处理修正图像数据画面的位置来产生修正的投影画面，使图像数据画面维持投影在投影平面上的相同位置，而不受到投影装置晃动的图像，以提高投影画面的观看质量。
本说明书所公开的实施例，对于本领域技术人员，将很快可以理解上述的优点。在阅读完说明书内容后，本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，可以广义的方式作适当的更动和替换。

Claims (16)

1.一种投影装置，包括：
一位移检测单元，用以检测该投影装置的一位移信息；
一图像处理单元，用以接收一图像数据画面，根据该位移信息修正该图像数据画面对应于一虚拟图像框的位置，以及根据该图像数据画面与该虚拟图像框之间的交集状况产生一投影画面；以及
一投影模块，将该投影画面投影至一投影平面上。
2.如权利要求1所述的投影装置，其中，该图像处理单元用以将该虚拟图像框内部不与该图像数据画面交集的区域定义为一多余图像区域，并设定该多余图像区域中的图像为一特定图像。
3.如权利要求2所述的投影装置，其中，该图像处理单元将该多余图像区域中的该特定图像结合该图像数据画面以产生该投影画面。
4.如权利要求2所述的投影装置，其中，该图像处理单元将该图像数据画面与该虚拟图像框交集的区域定义为一修正的图像数据画面，且该图像处理单元将该多余图像区域中的该特定图像结合该修正的图像数据画面以产生该投影画面。
5.如权利要求2所述的投影装置，其中，该特定图像为一单色图像或一图片图像。
6.如权利要求1所述的投影装置，其中，该图像处理单元用以将该虚拟图像框内部不与该图像数据画面交集的区域定义为一多余图像区域，而该投影模块关闭对应至该多余图像区域的投影光。
7.如权利要求1所述的投影装置，其中，该图像处理单元用以将该图像数据画面不与该虚拟图像框交集的区域定义为一图像裁切区域，其中，该图像裁切区域为落在该虚拟图像框之外的该图像数据画面，且其将不被投影至该投影平面。
8.如权利要求1所述的投影装置，其中，该虚拟图像框为该投影装置的一可投影图像范围，且该虚拟图像框的画面大小可为大于或等于该图像数据画面。
9.一种投影图像处理方法，适用于一投影装置，其方法包括：
检测该投影装置的一位移信息；
根据该位移信息修正一图像数据画面对应于一虚拟图像框的位置；
根据该图像数据画面与该虚拟图像框之间的交集状况产生一投影画面；以及
将该投影画面投影至一投影平面上。
10.如权利要求9所述的投影图像处理方法，还包括：将该虚拟图像框内部不与该图像数据画面交集的区域定义为一多余图像区域，并设定该多余图像区域中的图像为一特定图像。
11.如权利要求10所述的投影图像处理方法，还包括：将该多余图像区域中的该特定图像结合该图像数据画面以产生该投影画面。
12.如权利要求10所述的投影图像处理方法，还包括：将该图像数据画面与该虚拟图像框交集的区域定义为一修正的图像数据画面，且将该多余图像区域中的该特定图像结合该修正的图像数据画面以产生该投影画面。
13.如权利要求10所述的投影图像处理方法，其中，该特定图像为一单色图像或一图片图像。
14.如权利要求9所述的投影图像处理方法，还包括：将该虚拟图像框内部不与该图像数据画面交集的区域定义为一多余图像区域；以及
关闭对应至该多余图像区域的投影光。
15.如权利要求9所述的投影图像处理方法，还包括：将该图像数据画面不与该虚拟图像框交集的区域定义为一图像裁切区域，其中，该图像裁切区域为落在该虚拟图像框之外的该图像数据画面，且其将不被投影至该投影平面。
16.如权利要求9所述的投影图像处理方法，其中，该虚拟图像框为该投影装置的一可投影图像范围，且该虚拟图像框的画面大小可为大于或等于该图像数据画面。
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