CN100375952C

CN100375952C - 利用虚拟平面坐标变换实现动态显示图像的方法和装置

Info

Publication number: CN100375952C
Application number: CNB2005100669897A
Authority: CN
Inventors: 邱圣裕; 万明华; 陈宗亨; 简启明
Original assignee: Via Technologies Inc
Current assignee: Via Technologies Inc
Priority date: 2005-04-26
Filing date: 2005-04-26
Publication date: 2008-03-19
Anticipated expiration: 2025-04-26
Also published as: CN1700297A

Abstract

本发明提供了一种利用虚拟平面坐标变换实现动态显示图像的装置和方法，该装置包含一个具有一个屏幕的显示器，一个用于存储数字图像的存储单元以及一个处理单元。该处理单元用于建立一个虚拟平面，其具有一个显示区，该显示区对应于该显示器的屏幕，并将该数字图像投射到该虚拟平面以形成一个图像区，且图像区移动轨迹也由该处理单元决定。当该显示区与该图像区发生重叠时，该处理单元会计算重叠部分，并从该存储单元读出相对应的部分的数字图像，显示在该屏幕的相对应部分。

Description

利用虚拟平面坐标变换实现动态显示图像的方法和装置

技术领域

本发明涉及一种利用虚拟平面坐标变换实现动态显示图像的方法及装置，特别涉及应用于数字相机、手持录像装置以及数字化视频光盘播放器等***的方法以及装置。

背景技术

数字相机是日常生活中常见的电子产品，用来记录图像，让用户保存生活中重要的时刻，以增加生活趣味。一般而言，数字相机具有显示器，可以让用户很方便地检视先前所拍摄的图像。当用户使用显示器浏览图像时，图像会静态地显示在显示器上。

图1表示熟知的数字相机10。如图所示，当用户执行图像浏览的功能时，数字图像I从存储器11中被读出，并且静态地显示在显示器13的屏幕D上，以供用户检视。这种传统的静态显示方式，可以进一步加以改进，以增加使用时的趣味性，使数字相机更具亲和力。

发明内容

有鉴于此，本发明的一个实施例中提供了一种利用虚拟平面坐标变换实现动态显示图像的装置，其包括一个图像输出接口，用以连接一个显示器；一个存储单元，用以存储至少一个数字图像；以及一个处理单元，用以建立一个虚拟平面。该虚拟平面正中央具有一个显示区，且该显示区的大小与该数字图像的大小相同。该处理单元分别将该存储单元的至少一个数字图像投射至该虚拟平面以形成至少一个图像区，该处理单元决定该图像区在虚拟平面中移动的轨迹并判断该图像区与该显示区是否重叠，将重叠部分所对应的部分的该数字图像，输出至该图像输出接口。

本发明的一个实施例中的该显示器具有一个屏幕，该屏幕完全对应至该显示区，该显示器连接到该图像输出接口，用以将重叠部分所对应的部分的该数字图像显示在该屏幕上的相对应部分。

本发明的一个实施例中的该处理单元将一种预设背景颜色填满在该屏幕上未显示部分的数字图像的背景区中，或者该屏幕上未显示部分的数字图像的区域为上一显示的数字图像的相对应部分。

本发明的一个实施例中公开了上述装置为一个数字化视频光盘播放器(DVD Player)。

本发明还提供了一种利用虚拟平面坐标变换实现动态显示图像的方法，包括以下步骤：建立一个虚拟平面；选取一个显示区，该显示区位在该虚拟平面的正中央且对应于一个显示器的一个屏幕；分别投射一个存储单元的至少一个数字图像至该虚拟平面以形成至少一个图像区；决定该图像区在该虚拟平面中移动的轨迹；判断该图像区是否与该显示区重叠；计算该图像区与该显示区的重叠部分；以及将该图像区与该显示区的重叠部分所对应的部分的该数字图像显示在该屏幕上的对应部分。

上述一种利用虚拟平面坐标变换实现动态显示图像的方法还包含：将一种预设背景颜色填满在该屏幕上未显示部分的数字图像的背景区中，或者该屏幕上未显示部分的数字图像的区域为上一显示的数字图像的相对应部分。

本发明的另一实施例中提供了一种利用虚拟平面坐标变换实现动态显示图像的录像装置，包括：一个显示器，具有一个屏幕；一个图像撷取单元，用以撷取外界画面，而产生至少一个数字图像；一个存储单元，用以存储该数字图像；一个处理单元，用以建立一个虚拟平面，该虚拟平面正中央具有一个显示区，该显示区完全对应至该显示器的该屏幕，且显示区的大小与该数字图像的大小相同，该处理单元分别将该存储单元的至少一个数字图像投射至该虚拟平面以形成至少一个图像区，该处理单元决定该图像区在虚拟平面中移动的轨迹并判断该图像区与该显示区是否重叠，将重叠部分所对应的部分的该数字图像，显示在该屏幕上的相对应部分。

本发明的一个实施例中公开上述录像装置为一个数字相机(DigitalStill Camera，DSC)。

附图说明

为使本发明的上述目的、特征和优点更明显易懂，特举优选实施例，并配合所述附图，作详细说明如下：

图1表示熟知的数字相机。

图2为数字图像在虚拟平面、存储器及数字相机的显示器之间的坐标变换示意图。

图3为数字图像在虚拟平面、存储器及数字相机的显示器之间的坐标变换公式表。

图4a表示数字图像位于本发明的数字相机的显示器的左上角的情形。

图4b表示数字图像由本发明的数字相机的显示器左上角移动至右下角后，位于显示器的右下角的情形。

图5a表示数字图像在本发明的数字相机的显示器上由左往右移动的情形。

图5b表示数字图像在本发明的数字相机的显示器上由左往右移动的情形。

图5c表示数字图像I₁动态地显示在本发明的数字相机的显示器上的情形。

图5d表示数字图像I₁完整地显示在本发明的数字相机的显示器上并作停留的情形。

图5e表示数字图像I₁被动态地显示在本发明的数字相机的显示器上的数字图像I2覆盖的情形。

图6是本发明的虚拟平面坐标变换方法的流程图。

图7是本发明应用在一个数字激光视盘播放器700的内部示意图。

附图中采用的符号说明如下：10、20～数位相机；11、21～存储器；22～处理器；13、23～显示器；D～屏幕；G～背景区；I、I₁、I₂、I₃～数字图像；A、B～箭头方向；X_M、Y_M、X_V、Y_V、X_D、Y_D～坐标轴；S_M、P_M、P_M1、P_M2、Q_M、Q_M1、Q_M2、K_M、K_M1、K_M2、S_V、S_V1、S_V2、P_V、P_V1、P_V2、Q_V、Q_V1、Q_V2、K_V、P_D、P_D1、P_D2、Q_D、Q_D1、Q_D2、K_D、K_D1、K_D2～坐标点；V～虚拟平面；D_V～显示区；I_V、I_V1、I_V2～图像区；a、b、c、d～区域；S1、S2、S3、S4、S5、S6、S7～步骤；C1～判断式；700～数字化视频光盘播放器；701～存储器；702～处理器；703～图像输出接口；704～外部显示器。

具体实施方式

本发明的主要精神在于利用虚拟平面坐标变换功能，使数字图像得以在数字相机的显示器上以动态的方式呈现，以增加使用时的趣味性。

图2为数字图像I在虚拟平面V、存储器21及数字相机20的显示器23之间的坐标变换示意图。本发明的具有虚拟平面坐标变换功能的数字相机20包括显示器23、存储器21及处理器22，其中数字相机20是数字静态相机(Digital Still Camera，DSC)，显示器23是液晶显示器(Liquid CrystalDisplay，LCD)，且存储器21是同步动态随机存取存储器(SynchronousDynamic Random Access Memory，SDRAM)。存储器21用来存储数字图像I，其坐标如图2左上角所示，其中数字图像I由数字相机20的一个图像撷取单元，例如CCD(Charge coupled device)组件或是CMOS组件，撷取外界画面产生。在优选实施例中的数字图像I的尺寸大小为640×480像素。另外，显示器坐标如图2右下角所示，其面积大小为640×480像素。虚拟平面V由处理器22建立，其坐标如图2左下角所示，面积大小为1920×1440像素。上述的优选实施例仅供说明的目的，而所有基于本发明精神所进行的等效修饰或变更，例如变更图像大小或虚拟平面的大小等，皆应包含于本发明的权利要求中。

在优选实施例中的虚拟平面V的面积大小是数字图像I的9倍，且具有一个位于虚拟平面V的正中央的显示区D_V，且显示区D_V的大小与数字图像I的尺寸大小相同，显示区D_V对应于显示器23的屏幕D。处理器22将存储在存储器21的数字图像I投射至虚拟平面V以形成一个图像区I_V，然后决定图像区I_V在虚拟平面V中移动的轨迹，并判断图像区I_V与显示区D_V的重叠部分(如图2的斜线部分)，然后将重叠部分所对应的数字图像I的部分，从存储器21读出并显示在显示器23的屏幕D上的对应部分。此外，处理器22将屏幕D未显示部分的数字图像I的背景区G，以一种预设的背景颜色(如白色)填满，其结果如图2右上角所示。

图3为数字图像I在虚拟平面V、存储器21及数字相机20的显示器23之间的坐标变换公式表。此处请参阅图2。当实际执行上述功能时，处理器22将虚拟平面V等分为9个区域，当图像区I_V的左上点S_V(S_VX，S_VY)位于区域a、b、c或d时，图像区I_V与显示区D_V才会互相重叠。重叠部分可由左上及右下两点P_V及Q_V来加以定义(如图2的斜线部分)。当处理器22判断得知图像区I_V的左上点S_V(S_VX，S_VY)所处的区域后，经由坐标变换公式表，可以求出重叠部分所对应的数字图像I的部分所处的存储器位置的坐标(由左上及右下两点P_M及Q_M来定义该对应区域)，同时也可以求出重叠部分所对应的显示区的部分的坐标(由左上及右下两点P_D及Q_D来定义该对应区域)。换言之，处理器22一旦决定图像区I_V的左上点S_V(S_VX，S_VY)所处的区域后，即可自存储器21中撷取由左上点P_M及右下点Q_M所定义的数字图像I的部分，并将其投射至显示器23中由左上点P_D及右下点Q_D所定义的区域。另外，该坐标变换公式表中，也提供了将存储器21中对应于重叠部分的任一点K_M(K_MX，K_MY)投射至显示器23的对应点K_D的变换公式。

举例来说，假设图像区I_V的左上点S_V(S_VX，S_VY)的坐标为(210，330)，由于0≤S_VX≤640且0≤S_VY≤480，可知左上点S_V位于虚拟平面V的a区，经由坐标变换公式表，可以计算出P_M＝(640-210，480-330)＝(430，150)、Q_M＝(640，480)、P_D＝(0，0)且Q_D＝(210，330)。根据这些数值，处理器22可自存储器21中撷取由左上点P_M(430，150)及右下点Q_M(640，480)所定义的数字图像I的部分，并将其投射至显示器23中由左上点P_D(0，0)及右下点Q_D(210，330)所定义的区域。

藉由上述作法，当图像区I_V移动至虚拟平面V的另一位置时，仅需再次判断图像区I_V的左上点S_V(S_VX S_VY)所处的区域，并藉由坐标变换公式表来加以计算，即可在显示器23的屏幕D上呈现新的重叠部分。更进一步地说，当图像区I_V在虚拟平面V中沿着某一轨迹移动时，处理器22可在每一个间隔时间(通常为一秒30张画面，30frame/sec)，根据图像区I_V的左上点S_V，来更新显示器23的屏幕D上所呈现的重叠部分，如此，可以达到数字图像I在屏幕D上移动的效果，且上述轨迹可以由处理器22来设定，包括由上而下、由左至右、旋转轨迹、或不规则轨迹等等任意可能。

图4a表示数字图像I位于本发明的数字相机20的显示器23的左上角的情形。图4b表示数字图像I沿着箭头方向A，由本发明的数字相机20的显示器23的左上角移动至右下角后，位于显示器23的右下角的情形。根据前述的虚拟平面坐标变换方法，并结合图3的坐标变换公式表，可以将数字图像I沿着箭头方向A所示的轨迹，以左上至右下移动的方式，动态地呈现在显示器23的屏幕D上。

根据前述的虚拟平面坐标变换方法，并结合图3的坐标变换公式表，处理器22可以同时处理两张以上的数字图像，达到两张以上的数字图像移动切换的效果。图5a表示数字图像I₁及I₂在本发明的数字相机20的显示器23上沿着箭头方向B由左往右移动的情形。图5b表示数字图像I₂及I₃在本发明的数字相机20的显示器23上沿着箭头方向B由左往右移动的情形。与上述单张数字图像I移动的情形类似，首先，处理器22将存储在存储器中的数字图像I₁、I₂及I₃分别投射至虚拟平面V(见图2)以形成3个图像区(未示出)，其中任一图像区的面积大小皆小于虚拟平面V，在优选实施例中皆为虚拟平面的九分之一。接着，根据前述图2的坐标变换示意图，并结合图3的坐标变换公式表，当任一图像区与显示区D_V重叠时，将重叠部分所对应的数字图像I₁、I₂或I₃的部分，从存储器21读出并显示在屏幕D上的对应部分。藉此可使3张数字图像I₁、I₂及I₃沿着箭头方向B所示的轨迹，同时依序由左往右移动，以动态方式呈现在显示器23的屏幕D上。

以下将说明如何应用本发明实现动态地显示两张数字图像I₁、I₂。数字图像I₁、I₂存储在存储器21中，其大小皆为640×480像素，而显示器坐标如图2右下角所示，其面积大小为640×480像素。虚拟平面V的坐标如图2左下角所示，面积大小为1920×1440像素。虚拟平面V的面积大小为显示区D_V的9倍，且显示区D_V位于虚拟平面V的正中央，且显示区D_V的大小与数字图像I₁、I₂的尺寸大小相同，显示区D_V对应于显示器23的屏幕D。处理器22将存储在存储器21的数字图像I₁、I₂分别投射至虚拟平面V以形成图像区I_V1、I_V2再分别决定图像区I_V1、I_V2在虚拟平面V中移动的轨迹，其中图像区I_V1、I_V2移动的轨迹可以不相同，并判断图像区I_V1、I_V2与显示区D_V的重叠部分，再将重叠部分所对应的数字图像I₁、I₂的部分，从存储器21读出并显示在显示器23的屏幕D上的对应部分，其中虚拟平面V中的图像区I_V1、I_V2可以重叠在一起。应注意的是，当图像区I_V1、I_V2发生重叠时，由处理器22去决定显示图像区I_V1、I_V2其中之一，例如以产生时间较后的图像或选取顺序较后的图像覆盖前者。最后，处理器22可以将屏幕D未显示部分的数字图像I₁、I₂的背景区G，以一种预设的背景颜色(如白色)来加以填满。此外，背景区G也可以是屏幕D的上一显示的数字图像的相对应部分。举例来说，当处理器22依序动态显示数字图像I₁、I₂时，处理器22先动态地显示数字图像I₁至屏幕上(请参考图5c)，最后将数字图像I₁完整地显示在屏幕D上并作停留(请参考图5d)，目的是为了使用户能够观赏到完整的数字图像I₁，经过一段时间(例如2至3秒)后，处理器22再动态地将数字图像I₂显示到屏幕上，此时数字图像I₂会覆盖在数字图像I₁上(请参考图5e)，因此屏幕D未显示部分的数字图像I₂的背景区G是上一显示的数字图像I₁的相对应部分。

同样，依照图3的坐标变换公式表，当实际执行上述功能时，处理器22将虚拟平面V等分为9个区域，当图像区I₁、I₂的左上点S_V1(S_VX1，S_VY1)、S_V2(S_VX2，S_VY2)位于区域a、b、c或d时，图像区I₁、I₂与显示区D_V才会互相重叠。重叠部分可由左上及右下两点P_V1、P_V2及Q_V1、Q_V2来加以定义。当处理器22判断得知图像区I₁、I₂的左上点S_V1(S_VX1，S_VY1)、S_V2(S_VX2，S_VY2)所处的区域后，经由坐标变换公式表，可以求出重叠部分所对应的数字图像I₁、I₂的部分所处的存储器位置的坐标(由左上及右下两点P_M1、P_M2及Q_M1、Q_M2来定义该对应区域)，同时也可以求出重叠部分所对应的显示区的部分的坐标(由左上及右下两点P_D1、P_D2及Q_D1、Q_D2来定义该对应区域)。换言之，处理器22一旦决定图像区I₁、I₂的左上点S_V1(S_VX1，S_VX1)、S_V2(S_VX2，S_VY2)所处的区域后，即可自存储器21中撷取由左上点P_M1、P_M2及右下点Q_M1、Q_M2所定义的数字图像I₁、I₂的部分，并将其投射至显示器23中由左上点P_D1、P_D2及右下点Q_D1、Q_D2所定义的区域。另外，该坐标变换公式表中，也提供了将存储器21中对应于重叠部分的任一点K_M1(K_MX1，K_MY1)、K_M2(K_MX2，K_MY2)投射至显示器23的对应点K_D1、K_D2的转换公式。

图6是本发明的虚拟平面坐标变换方法的流程图，以便于进一步清楚定义每一步骤。此处请参阅图2。首先，在步骤S1中，建立虚拟平面。在步骤S2中，在虚拟平面中选取一个显示区，该显示区位于虚拟平面的正中央，对应于显示器的屏幕。在步骤S3中，投射存储器中的至少一个数字图像至虚拟平面以形成至少一个图像区。在步骤S4中，决定该图像区在虚拟平面中移动的轨迹。接着，在判断式C1中，判断该图像区与该显示区是否重叠。如果为否，则此流程结束。如果为是，则在步骤S5中，计算出该图像区与该显示区的重叠部分。在步骤S6中，将重叠部分所对应的该数字图像的部分显示在屏幕上的对应部分。最后，在步骤S7中，将屏幕未显示部分的该数字图像的背景区，以一种预设的背景颜色(如白色)来加以填满，或可以是屏幕的上一显示的数字图像的相对应部分。根据该虚拟平面坐标变换方法，也可以同时处理两张以上的数字图像，达到两张以上的数字图像移动切换的效果。

在本发明之中，根据虚拟平面坐标变换方法，结合坐标变换公式，可以使数字图像在数字相机的显示器上任意移动，以呈现各种不同的效果。除上述的左上至右下，或由左往右的变化的外，本发明还可以达到其它效果，例如旋转数字图像等等，这样可增加使用时的趣味性。当用户使用本发明的优选实施例的数字相机播放图像时，该数字相机会提供***菜单(menu)给用户，其中***菜单包含许多播放特效(例如图2、5a或5b所示的效果)，用户可选择欲使用的播放特效，当该数字相机接收用户的选择后，即可依据图6的流程，将图像显示到屏幕上。

本发明也可应用在数字化视频光盘播放器(DVD player)的领域，于是在下一优选实施例中提供了一个应用本发明的数字化视频光盘播放器，请参考图7，其是本发明应用于一个数字化视频光盘播放器700的内部示意图。一个数字化视频光盘播放器700包含一个存储器701、一个处理器702以及一个图像输出接口703，其中该存储器701用于存储至少一个数字图像，该一个图像输出接口703用于连接一个外部显示器704，该处理器702则用于建立一个虚拟平面，该虚拟平面正中央具有一个显示区，且显示区的大小与该数字图像的大小相同，该处理器702分别将该存储器701的至少一个数字图像投射至该虚拟平面以形成至少一个图像区，并决定该图像区在该虚拟平面中移动的一个轨迹，再判断该图像区与该显示区是否重叠，将重叠部分所对应的该数字图像的部分，输出至该图像输出接口703，至于操作方法可参考图6的流程来实现。该外部显示器704具有一个屏幕，该屏幕完全对应于该显示区，该外部显示器704连接到该图像输出接口703，用于将重叠部分所对应的该数字图像的部分显示在该屏幕上的相对应部分。最后，该处理器702会输出一种预设背景颜色用以填满在该屏幕上未显示部分的数字图像的区域，或者该屏幕上未显示部分的数字图像的区域可以是上一显示的数字图像的相对应部分。

如果要同时处理多张数字图像时，则该处理器702分别将该存储器701的多张数字图像投射至该虚拟平面以形成多个图像区，并决定该多个图像区在该虚拟平面中移动的多个轨迹，再判断该多个图像区与该显示区是否重叠，将重叠部分所对应的该多张数字图像的部分，输出至该图像输出接口703，其中该多个图像区彼此可以重叠在一起，当图像区发生重叠情形时，则由处理器702去决定显示该多个图像区的其中之一，其中该多张数字图像大小皆相同。

上述的存储器701可以是一个同步动态随机存取存储器(SynchronousDynamic random Access Memory，SDRAM)，处理器702可以是一个电路，或是一个数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)等，图像输出接口703可以是一个电视编码器(TV Encoder)或是一个液晶显示器的接口控制器(LCD Interface Controller)等，而外部显示器704可以是一个电视或是一个液晶显示器。

虽然利用优选实施例如上公开了本发明，但是优选实施例并非用于限定本发明的范围，任何本领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，应该可以进行一些更动与润饰，因此本发明的保护范围应当以所附的权利要求书所定义的为准。

Claims

1.一种利用虚拟平面坐标变换实现动态显示图像的方法，包括以下步骤：

建立一个虚拟平面；

选取一个显示区，该显示区位于该虚拟平面的正中央，该显示区对应于一个显示器的一个屏幕；

分别投射一个存储单元的至少一个数字图像至该虚拟平面以形成至少一个图像区，且该数字图像的大小与该显示区的大小相同；

决定该至少一个图像区在该虚拟平面中移动的轨迹；

判断该图像区是否与该显示区重叠；

计算出该图像区与该显示区的重叠部分；以及

将重叠部分所对应的该数字图像的部分显示在该屏幕上的对应部分。

2.如权利要求1所述的利用虚拟平面坐标变换实现动态显示图像的方法，还包括以下步骤：

将一种预设背景颜色填满在该屏幕上未显示该数字图像的区域部分中。

3.如权利要求1所述的利用虚拟平面坐标变换实现动态显示图像的方法，其中该屏幕上未显示该数字图像的区域部分是上一显示的数字图像的相对应部分。

4.如权利要求1所述的利用虚拟平面坐标变换实现动态显示图像的方法，还包括：

分别将该存储单元的多张数字图像投射至该虚拟平面以形成多个图像区，其中该多张数字图像大小皆相同。

5.如权利要求4所述的利用虚拟平面坐标变换实现动态显示图像的方法，其中该多个图像区重叠时，则选择显示该多个图像区中的一个。

6.如权利要求4所述的利用虚拟平面坐标变换实现动态显示图像的方法，还包括：

决定该多个图像区的每个在该虚拟平面中移动的轨迹。

7.如权利要求1所述的利用虚拟平面坐标变换实现动态显示图像的方法，其中该虚拟平面的面积大小是该数字图像大小的九倍。