[发明专利]一种图像校正系统及方法

权利要求书

1.一种图像校正系统，其特征在于：包括投影单元、姿态检测单元和运算控制单元，所述投影单元与所述姿态检测单元通信连接，所述姿态检测单元与所述运算控制单元通信连接，所述运算控制单元与智能终端连接，所述智能终端与所述投影单元通信连接；

所述投影单元；用于将图像内容投射到投影面上；

所述姿态检测单元，用于实时获取所述投影单元当前投影的空间姿态信息，将所述空间姿态信息传输给运算控制单元，其中，所述姿态检测单元包括陀螺仪芯片和归零按钮；

所述运算控制单元，用于在保持长宽比不变的前提下在发生形变的投影画面内求得一个面积最大的矩形区域，通过校正算法使投影画面在所述矩形区域内无形变的显示；

所述智能终端，用于提供待投影的所述图像内容；

所述校正算法包括水平方向的形变校正和垂直方向的形变校正；

设定O表示投影单元的位置，OM为投影单元到投影面的垂直距离，投影单元的水平投射角度为α，垂直投射角度为β，设定投影单元无形变地投影时的矩形投影画面表示为ABRL，其长宽比为f；当所述投影单元在水平方向转动了角度值r时，会导致矩形投影画面ABRL变为梯形投影画面A'B'R'L'；设定所述梯形投影画面A'B'R'L'内面积最大的矩形区域的宽表示为B'W，高表示为B'H，

由于投影画面长宽比f保持不变，所以

B′W＝f×B′H

所述水平方向的形变校正包括以下步骤：

1)、使用者把所述投影单元垂直对着投影面摆放，使其投影的投影画面为一个标准的矩形ABRL，OM垂直于投影面，然后按下所述归零按钮，所述姿态检测单元自动保存当前的陀螺仪角度值；

2)、当所述投影单元水平方向转动角度值r后，矩形投影画面ABRL变为梯形投影画面A'B'R'L'，此时陀螺仪的角度值减去之前归零时的角度值即可得出投影单元转动的角度值r；假设顺时针转动为正，当r为正值时投影画面向右倾斜，当r为负值时投影画面向左倾斜；

3)、根据三角函数公式可得出OA'、OB'

4)、由于投影垂直投射角为β，可得出A'L'、B'R'

5)、计算形变后梯形A'B'R'L'下边A'B'长

6)、梯形投影画面A'B'R'L'的上边沿L'R'与水平方向的夹角记为角度值s，由三角函数公式可得其正切值为：

化简为：

7)、根据相似三角形对应角相等原理，tans又可以表示为：

由于

B′W＝f×B′H

可得水平形变后投影画面高度的修正比例为：

由于投影画面保持长宽比不变，水平形变后，投影画面宽度的修正比例亦为：

8)、在进行水平方向形变校正时，假设顺时针旋转为正：

当转动角度r为0时，无需校正；

当转动角度r为正值时，投影画面以右下角B'点为修正零点，按照步骤7)中获得的比例值分别修正投影画面的高度和宽度；

当旋转角度r为负值时，投影画面以左下角A'点为修正零点，按照步骤7)中获得的比例值分别修正投影画面的高度和宽度；

设定当所述投影单元在垂直方向转动角度值θ时，投影画面会由原矩形CDFE变为C'D'F'E'，其中OM为投影单元到投影面的距离；

所述垂直方向的形变校正包括以下步骤：

1)、使用者把所述投影单元垂直对着投影面摆放，使其投影的投影画面为一个标准的矩形CDFE，OM垂直于投影面，然后按下所述归零按钮，所述姿态检测单元自动保存当前的陀螺仪角度值；

2)、当所述投影单元垂直方向转动角度值θ后，矩形投影画面CDFE变为梯形投影画面C'D'F'E'，从此时陀螺仪的角度值减去之前归零时的角度值即可得出所述投影单元转动的角度值θ；假设仰角为正，当θ为正值时投影画面向上倾斜，当θ为负值时投影画面向下倾斜；

3)、计算梯形下边沿C'D'：

4)、计算梯形上边沿E'F'：

5)、计算梯形高PQ：

PQ＝OM×tan(θ+β)-OM×tanθ

6)、进行垂直方向形变校正：

当投影水平投射角α大于垂直投射角β时，以梯形高PQ为基准，保持长宽比f，则校正后投影水平宽度应为：

f×PQ＝f×OM×(tan(θ+β)-tanθ)

然后按照比例将C'D'修正为f×PQ、按照比例将E'F'修正为f×PQ；

当投影水平投射角α小于垂直投射角β时，以梯形下底边C'D'为基准，保持长宽比f，则校正后投影高度应为：

然后按照比例修正投影上底边E'F'。