專利名稱：一種適用于不規(guī)則幕的多屏幕播放變形校正方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及多屏幕顯示及控制，特別是涉及一種適用于不規(guī)則幕的多屏幕播放變形校正方法。
背景技術(shù)：
在以拼接為主的顯示及控制技術(shù)中，用于實現(xiàn)圖像無縫融合顯示的無縫拼接技術(shù)是其中的重要技術(shù)之一。無縫拼接技術(shù)是一種特殊的、要求比較高的投影顯示應(yīng)用，可以實現(xiàn)多屏圖像融合在一起，并將拼接縫隙縮至最小以至于完全重合的拼接技術(shù)。近幾年來，隨著軟硬件技術(shù)的發(fā)展，無縫拼接技術(shù)已廣泛的應(yīng)用于展覽展示、視覺娛樂、廣告等領(lǐng)域。
從拼接效果方面來看，無縫拼接技術(shù)經(jīng)歷了三個發(fā)展階段硬邊拼接、重疊拼接和軟邊融合拼接。硬邊拼接有明顯分割線(即通常所說的物理拼縫)，無法實現(xiàn)全景一體化顯示；重疊拼接是兩臺投影機投出的圖像在拼合處以疊加的方式重疊，這種拼接存在著“亮帶效果”，拼接后的圖像沒有一體化的感覺，有明顯的“拼接感”，雖然這種重疊拼接沒有物理拼接縫，但是有光學(xué)亮帶，不能達到完美的“無縫”效果；軟邊融合拼接通過邊緣融合技術(shù)的處理，既實現(xiàn)了兩邊的完全融合，又消除了重疊拼接引起的過亮區(qū)域，并且軟邊融合拼接可以適應(yīng)平面、柱面、球面等各種曲面形狀的拼接，具有更加廣泛的適用性。
目前，實現(xiàn)軟邊融合拼接的處理方法有一種方法是硬件解決方案，通過內(nèi)置無縫拼接技術(shù)的高端投影機或者通過外置無縫拼接處理器均可實現(xiàn)超大幅畫面的無縫融合。采用內(nèi)置無縫拼接技術(shù)的高端投影機雖然達到了很好的顯示效果，但是其缺點是成本太高，對市場的大量應(yīng)用產(chǎn)生了制約；另外，精密的高端設(shè)備伴隨著復(fù)雜的操作和調(diào)試過程，調(diào)試所費時間也較長。采用外置無縫拼接處理器同樣面臨著成本高的缺點，同時還有支持通道數(shù)量少的缺點。另一方法是軟件解決方案，針對現(xiàn)場展示環(huán)境，對影片片源的每幀作變形處理，結(jié)合物理“遮光片”的方式進行畫面拼接融合。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種適用于不規(guī)則幕的多屏幕播放變形校正方法。
本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)一種適用于不規(guī)則幕的多屏幕播放變形校正方法，該方法先對多屏幕畫面進行變形，以使其投影能適用于不規(guī)則幕；然后通過控制端對多屏幕畫面進行校正，完成多屏幕畫面的自動拼接；最后對畫面邊緣進行邊緣融合；在播放過程中，通過控制端對播放端進行多屏幕畫面的同步播放控制，其特征在于，該方法基于貝塞爾(Bezier)網(wǎng)格對多屏幕畫面進行變形和校正。
所述的變形包括以下步驟a.首先構(gòu)造Bezier網(wǎng)格曲面；b.將影片的每幀畫面以紋理的方式，貼到Bezier網(wǎng)格曲面上；c.通過控制Bezier網(wǎng)格曲面的關(guān)鍵控制點，將畫面變形為所需的形狀。
所述的校正包括以下步驟A.用戶通過使用控制端軟件拖選自動校正選框來確定每個屏幕畫面需要變形校正的目標(biāo)位置的坐標(biāo)；B.對待校正屏的Bezier曲面進行控制點復(fù)位；C.待校正屏所對應(yīng)的播放端投影標(biāo)定圖像一(Image1)；D.根據(jù)投影的標(biāo)定圖像一，得出投影圖像與攝像機采集的圖像之間的映射比例系數(shù)；E.待校正屏所對應(yīng)的播放端投影標(biāo)定圖像二(Image2)；F.通過播放端投影的標(biāo)定圖像二，定位所需校正的Bezier曲面的關(guān)鍵控制點在攝像機采集圖像中的坐標(biāo)；G.求出Bezier曲面關(guān)鍵控制點與目標(biāo)位置坐標(biāo)之間的差值；H.根據(jù)在步驟G求出的差值，判斷所有控制點是否已達目標(biāo)位置，如果成功，執(zhí)行步驟J；如果不成功，執(zhí)行步驟I；I.對待校正的Bezier曲面控制點的坐標(biāo)進行修正，然后執(zhí)行步驟E；
J.判斷是否所有屏幕都已校正完畢，如果成功，則退出；如果不成功，則執(zhí)行步驟K；K.將待校正屏改為下一個屏幕，然后執(zhí)行步驟B。
所述的控制端包括計算機、攝像機，所述的攝像機與計算機內(nèi)的圖像采集卡相連接，用于采集屏幕圖像，所述的播放端包括若干相同數(shù)量的計算機和投影儀，每臺計算機內(nèi)的圖形加速卡各與一臺投影儀相連接；所述的控制端和播放端采用客戶機/服務(wù)器(C/S)模式，將計算機組建成局域網(wǎng)絡(luò)。
所述的不規(guī)則幕包括弧幕、環(huán)幕、球幕或雙曲面幕。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有低成本的優(yōu)點，并且利用攝像機自動的完成多個屏幕的校正，避免了復(fù)雜的人工操作，使維護調(diào)試工作更方便；戶機/服務(wù)器(C/S)模式，可以方便的增加通道的數(shù)量，具有良好的擴展性。


圖1為本發(fā)明的示意圖；圖2為本發(fā)明的變形的原理示意圖；圖3為本發(fā)明的校正的流程圖；圖4為本發(fā)明的標(biāo)定圖像一(Image1)的示意圖；圖5為本發(fā)明的標(biāo)定圖像二(Image2)的示意圖；具體實施方式
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步說明。
如圖1～5所示，本發(fā)明把多個擁有獨立投影設(shè)備的小屏幕組合成一個大屏幕，將多屏幕畫面投影到弧幕、環(huán)幕、球幕和雙曲面幕等不規(guī)則幕上，并通過計算機軟件處理，對多屏幕畫面進行變形校正，實現(xiàn)投影畫面的自動拼接。本發(fā)明由多臺普通PC、多臺普通投影儀和和一臺攝像機組成，作為播放端的PC的圖形加速卡各連接一臺投影儀，另一臺PC作為控制端通過局域網(wǎng)絡(luò)來對播放端進行同步控制，一臺攝像機連接到控制端PC的圖像采集卡上用于采集屏幕圖像。
本發(fā)明通過下列步驟實現(xiàn)畫面的變形第一步，首先構(gòu)造Bezier網(wǎng)格曲面。第二步，將影片的每幀畫面以紋理的方式，貼到Bezier網(wǎng)格曲面上。第三步，通過控制Bezier網(wǎng)格曲面的關(guān)鍵控制點，將畫面變形為所需的形狀。按照本發(fā)明的畫面變形方法，可將投影畫面適用于弧幕、環(huán)幕、球幕和雙曲面幕等不規(guī)則幕，并且整個變形過程都為實時的。圖2為畫面變形的原理示意圖。
在單個畫面變形的基礎(chǔ)上，本發(fā)明采用利用攝像機圖像采集和分析，完成多個屏幕畫面的變形校正，整個過程無需人工參與，自動的完成自動拼接。
圖3為的變形校正的具體流程，對圖中的各步驟進行詳細描述；在步驟501中，用戶通過使用控制端軟件拖選自動拼接選框來確定每個屏幕畫面需要變形校正的目標(biāo)位置的坐標(biāo)。然后執(zhí)行步驟501；在步驟502中，待校正屏的Bezier曲面進行控制點復(fù)位。然后執(zhí)行步驟503；在步驟503中，待校正屏所對應(yīng)的播放端投影標(biāo)定圖像Image1，Image1如圖6所示。然后執(zhí)行步驟504；在步驟504中，根據(jù)投影的標(biāo)定圖像Image1，計算出投影圖像與攝像機采集的圖像之間的映射比例系數(shù)。然后執(zhí)行步驟505；在步驟505中，待校正屏所對應(yīng)的播放端投影標(biāo)定圖像Image2，Image2如圖7所示。然后執(zhí)行步驟506；在步驟506中，通過播放端投影的標(biāo)定圖像Image2，定位所需校正的Bezier曲面的關(guān)鍵控制點在攝像機采集圖像中的坐標(biāo)。然后執(zhí)行步驟507；在步驟507中，計算Bezier曲面關(guān)鍵控制點與目標(biāo)位置坐標(biāo)之間的差值d，目標(biāo)位置的坐標(biāo)已在步驟501中求出。然后執(zhí)行步驟508；在步驟508中，根據(jù)在507步驟中求出的d值，判斷所有控制點是否已達目標(biāo)位置，如果成功，執(zhí)行步驟510；如果不成功，執(zhí)行步驟509；在步驟509中，對待校正的Bezier曲面控制點的坐標(biāo)進行修正。然后執(zhí)行步驟505；在步驟510中，判斷是否所有屏幕都已校正完畢，如果成功，則退出；如果不成功，則執(zhí)行步驟511；在步驟511中，將待校正屏改為下一個屏幕。然后執(zhí)行步驟502；
權(quán)利要求
1.一種適用于不規(guī)則幕的多屏幕播放變形校正方法，該方法先對多屏幕畫面進行變形，以使其投影能適用于不規(guī)則幕；然后通過控制端對多屏幕畫面進行校正，完成多屏幕畫面的自動拼接；最后對畫面邊緣進行邊緣融合；在播放過程中，通過控制端對播放端進行多屏幕畫面的同步播放控制，其特征在于，該方法基于貝塞爾(Bezier)網(wǎng)格對多屏幕畫面進行變形和校正。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種適用于不規(guī)則幕的多屏幕播放變形校正方法，其特征在于，所述的變形包括以下步驟a.首先構(gòu)造Bezier網(wǎng)格曲面；b.將影片的每幀畫面以紋理的方式，貼到Bezier網(wǎng)格曲面上；c.通過控制Bezier網(wǎng)格曲面的關(guān)鍵控制點，將畫面變形為所需的形狀。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種適用于不規(guī)則幕的多屏幕播放變形校正方法，其特征在于，所述的校正包括以下步驟A.用戶通過使用控制端軟件拖選自動校正選框來確定每個屏幕畫面需要變形校正的目標(biāo)位置的坐標(biāo)；B.對待校正屏的Bezier曲面進行控制點復(fù)位；C.待校正屏所對應(yīng)的播放端投影標(biāo)定圖像一(Imagel)；D.根據(jù)投影的標(biāo)定圖像一，得出投影圖像與攝像機采集的圖像之間的映射比例系數(shù)；E.待校正屏所對應(yīng)的播放端投影標(biāo)定圖像二(Image2)；F.通過播放端投影的標(biāo)定圖像二，定位所需校正的Bezier曲面的關(guān)鍵控制點在攝像機采集圖像中的坐標(biāo)；G.求出Bezier曲面關(guān)鍵控制點與目標(biāo)位置坐標(biāo)之間的差值；H.根據(jù)在步驟G求出的差值，判斷所有控制點是否已達目標(biāo)位置，如果成功，執(zhí)行步驟J；如果不成功，執(zhí)行步驟I；I.對待校正的Bezier曲面控制點的坐標(biāo)進行修正，然后執(zhí)行步驟E；J.判斷是否所有屏幕都已校正完畢，如果成功，則退出；如果不成功，則執(zhí)行步驟K；K.將待校正屏改為下一個屏幕，然后執(zhí)行步驟B。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種適用于不規(guī)則幕的多屏幕播放變形校正方法，其特征在于，所述的控制端包括計算機、攝像機，所述的攝像機與計算機內(nèi)的圖像采集卡相連接，用于采集屏幕圖像，所述的播放端包括若干相同數(shù)量的計算機和投影儀，每臺計算機內(nèi)的圖形加速卡各與一臺投影儀相連接；所述的控制端和播放端采用客戶機/服務(wù)器(C/S)模式，將計算機組建成局域網(wǎng)絡(luò)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種適用于不規(guī)則幕的多屏幕播放變形校正方法，其特征在于，所述的不規(guī)則幕包括弧幕、環(huán)幕、球幕或雙曲面幕。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種適用于不規(guī)則幕的多屏幕播放變形校正方法，該方法先對多屏幕畫面進行變形，以使其投影能適用于不規(guī)則幕；然后通過控制端對多屏幕畫面進行校正，完成多屏幕畫面的自動拼接；最后對畫面邊緣進行邊緣融合；在播放過程中，通過控制端對播放端進行多屏幕畫面的同步播放控制，該方法基于貝塞爾(Bezier)網(wǎng)格對多屏幕畫面進行變形和校正。與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有低成本的優(yōu)點，并且利用攝像機自動的完成多個屏幕的校正，避免了復(fù)雜的人工操作，使維護調(diào)試工作更方便；客戶機/服務(wù)器(C/S)模式，可以方便的增加通道的數(shù)量，具有良好的擴展性。
文檔編號G06T5/00GK101017316SQ200710037518
公開日2007年8月15日 申請日期2007年2月13日 優(yōu)先權(quán)日2007年2月13日
發(fā)明者季斐翀, 陸濤, 周暖云, 夏季 申請人:上海水晶石信息技術(shù)有限公司