專(zhuān)利名稱(chēng)：非平面多投影顯示的幾何與光學(xué)校正方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種計(jì)算機(jī)影像處理技術(shù)領(lǐng)域的方法，具體是一種非平面多投影 顯示的幾何與光學(xué)校正方法。
背景技術(shù)：
多投影拼接顯示的研究大多集中在平面上，非平面上的拼接近些年來(lái)也隨著 應(yīng)用需求的提升不斷有方案提出。多投影拼接顯示系統(tǒng)是計(jì)算機(jī)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)領(lǐng)域 (Augmented Reality,簡(jiǎn)稱(chēng)AR)的重要分支之一，其主要應(yīng)用是通過(guò)多個(gè)投影儀 組成陣列拼接顯示，來(lái)獲得高分辨率，高物理尺寸的畫(huà)面效果。若將投影儀投射 到任意表面，覆蓋用戶(hù)所處的環(huán)境，即可給用戶(hù)帶來(lái)沉浸式的體驗(yàn)，再輔以一定 的交互，形成了增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)領(lǐng)域的一大應(yīng)用熱點(diǎn)。
經(jīng)對(duì)現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)的檢索發(fā)現(xiàn)，Tardif ， J. -P. ; Roy， S. ; Trudeau， M. 等在3-D Digital Imaging and Modeling ， 2003. Proceedings. Fourth International Conference on， (vol., no. ， pp. 217-224， 6_10 Oct. 2003) (2003年第四屆國(guó)際3D數(shù)字成像與建模會(huì)議)中發(fā)表的"Multi-projectors for arbitrary surfaces without explicit calibration nor reconstruction"(無(wú) 需精確標(biāo)定或重構(gòu)的任意表面多投影顯示)，該文中針對(duì)復(fù)雜表面多投影拼接提 出了幾何校正的方法，通過(guò)各投影儀分別投影多張pattern圖，再由相機(jī)逐個(gè)捕 捉，取得投影儀像素點(diǎn)與相機(jī)捕捉的圖片像素點(diǎn)的對(duì)應(yīng)關(guān)系。該技術(shù)的不足之處 在于校正預(yù)處理過(guò)程主要是幾何映射的建立，均比較復(fù)雜，不易于用戶(hù)的使用； 結(jié)構(gòu)光以及pattern圖的識(shí)別對(duì)光照條件和表面復(fù)雜性有很大的限制；投影表面 大都只是比較規(guī)則的曲面，例如圓弧面、環(huán)形面。實(shí)際使用時(shí)缺乏魯棒性，不利 于增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)中的實(shí)際應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出了一種非平面多投影顯示的幾何與光學(xué)校正方法，使其通過(guò)在預(yù)處理階段投影一張棋盤(pán)格pattern圖，來(lái)實(shí)現(xiàn)復(fù)雜表
面的多投影無(wú)縫拼接顯示，克服了現(xiàn)有的多投影系統(tǒng)對(duì)于光照條件以及投影表面
復(fù)雜性的限制，簡(jiǎn)化預(yù)處理過(guò)程，易于用戶(hù)使用。
本發(fā)明是通過(guò)如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的，本發(fā)明包括如下步驟
步驟一，由一個(gè)投影儀陣列和一臺(tái)攝像機(jī)組成整個(gè)多投影環(huán)境，投影儀之間
上下擺放，投影區(qū)域有一定的重疊，攝像機(jī)能夠同時(shí)觀(guān)察所有投影儀所投影覆蓋
的區(qū)域；
步驟二，幾何校正每個(gè)投影儀依次投影單張棋盤(pán)格圖像，并由攝像機(jī)依次 捕捉，對(duì)于每一張捕捉下的圖片，使用棋盤(pán)格査找方法査找圖片中的棋盤(pán)格內(nèi)角 點(diǎn)，這些內(nèi)角點(diǎn)將攝像機(jī)中對(duì)應(yīng)的投影儀覆蓋區(qū)域細(xì)分為四邊形面片網(wǎng)格，與所 用棋盤(pán)格圖像中已知的相應(yīng)角點(diǎn)建立矩陣方程，建立各投影儀與圖像之間的幾何 映射；
步驟三，光學(xué)校正提供投影儀坐標(biāo)系中的每一個(gè)像素點(diǎn)以一個(gè)權(quán)重，非重 疊區(qū)域權(quán)重為l，重疊區(qū)域的權(quán)重取決于當(dāng)前像素點(diǎn)到各個(gè)投影區(qū)域邊界的距離， 根據(jù)各個(gè)區(qū)域的權(quán)重建立各個(gè)投影儀像素點(diǎn)的映射表；
由于投影儀投影區(qū)域需相互重疊來(lái)避免幾何上的縫隙，故相鄰?fù)队皟x的投影 覆蓋區(qū)域需有一定程度的重疊。由此會(huì)帶來(lái)重疊區(qū)域的高亮效果，使得整個(gè)圖像 光度不一致，拼接痕跡明顯。理想的用戶(hù)體驗(yàn)應(yīng)該是覺(jué)察不到整個(gè)畫(huà)面由多個(gè)投 影儀拼接顯示，故需要平滑這種高亮的效果。之前的幾何校正提供了每個(gè)投影儀 坐標(biāo)系到圖像坐標(biāo)系的映射，所以重疊區(qū)域容易判定。
步驟四，實(shí)時(shí)的矯正過(guò)程對(duì)于投影儀坐標(biāo)系中的每個(gè)像素點(diǎn)，找到步驟二 建立的幾何映射中對(duì)應(yīng)的圖像坐標(biāo)系中的位置，賦予該位置像素點(diǎn)的值，再乘以 步驟三所設(shè)置的權(quán)重，得到最終該投影儀需要投影的圖像。
所述使用棋盤(pán)格查找方法查找圖片中的棋盤(pán)格內(nèi)角點(diǎn)，具體為檢測(cè)棋盤(pán)格 中由四個(gè)黑白區(qū)域構(gòu)成的角點(diǎn)，并記錄角點(diǎn)處黑白區(qū)域的邊界位置，通過(guò)角點(diǎn)位 置以及相應(yīng)的邊界位置連通屬于同一個(gè)棋盤(pán)格黑或者白區(qū)域的角點(diǎn)，從而得到相 互連通的角點(diǎn)集合，通過(guò)已知棋盤(pán)格行數(shù)與列數(shù)確定棋盤(pán)格中的角點(diǎn)數(shù)，從而根 據(jù)所得連通的角點(diǎn)集合中角點(diǎn)個(gè)數(shù)是否等于棋盤(pán)格的角點(diǎn)數(shù)確定棋盤(pán)格角點(diǎn)集合，從而識(shí)別棋盤(pán)格。
所述建立各投影儀與圖像之間的幾何映射，具體為
對(duì)于每一個(gè)四邊形，點(diǎn)坐標(biāo)(x， y， 1)乘以一個(gè)3X3的矩陣，等于對(duì)應(yīng)點(diǎn) 的坐標(biāo)(x*， y*， 1)，四個(gè)點(diǎn)點(diǎn)對(duì)應(yīng)關(guān)系中的(x， y)建立8個(gè)方程，再加上固 定的z坐標(biāo)l， 一共9個(gè)方程，計(jì)算出矩陣的9個(gè)參數(shù)，依次計(jì)算出攝像機(jī)坐標(biāo) 系中每個(gè)四邊形內(nèi)像素點(diǎn)與投影儀坐標(biāo)系中對(duì)應(yīng)的四邊形內(nèi)像素點(diǎn)之間的變換 矩陣，稱(chēng)為Homography (單應(yīng)性)矩陣，每個(gè)投影儀對(duì)應(yīng)一組Homography矩陣； 由于要投影的圖像大小已知，在攝像機(jī)中顯示的位置己知，同樣計(jì)算出圖像坐標(biāo) 系與攝像機(jī)坐標(biāo)系之間的Homography矩陣，將上述兩類(lèi)矩陣相乘得到圖像坐標(biāo) 系與投影儀坐標(biāo)系之間的Homography矩陣，遍歷投影儀坐標(biāo)系由內(nèi)角點(diǎn)組成的 四邊形網(wǎng)格內(nèi)的各個(gè)像素點(diǎn)，其坐標(biāo)位置乘以對(duì)應(yīng)四邊形的投影儀坐標(biāo)系到圖像 坐標(biāo)系的Homography矩陣可得到預(yù)投影圖像坐標(biāo)系中像素點(diǎn)的位置。
所述重疊區(qū)域的權(quán)重，其與當(dāng)前像素點(diǎn)到各個(gè)投影區(qū)域邊界的距離的關(guān)系具
體為& (、 ，& ) = "S (XS ，& ) / Z, (^:2巧H/;2C,& )),= 1 iV
其中B表示權(quán)重，f 、 g表示第i、 j個(gè)投影儀，(x， y)表示坐標(biāo)值，d是
像素點(diǎn)到每個(gè)投影儀投影區(qū)域四個(gè)邊的一個(gè)歸一化最短距離，是相機(jī)坐標(biāo)
系到第j個(gè)投影儀坐標(biāo)系的Homogr即hy矩陣，//fl2e是第i個(gè)投影儀坐標(biāo)系到相機(jī)
坐標(biāo)系的Homography矩陣，N表示投影儀的總數(shù)。
本發(fā)明具有如下有益效果本發(fā)明可以在只投影一張棋盤(pán)格pattern的同時(shí)， 完成幾何與光學(xué)兩方面的校正，實(shí)現(xiàn)在非平面上的多投影拼接。同時(shí)，本發(fā)明克 服了光照條件以及投影表面復(fù)雜性對(duì)于校正的影響，校正預(yù)處理過(guò)程簡(jiǎn)便，適合 更多的實(shí)用需求。經(jīng)大量實(shí)驗(yàn)表明，針對(duì)不存在自遮擋的表面，本發(fā)明有效性可 達(dá)百分之九十以上。


圖l是本發(fā)明的實(shí)施例l中的一個(gè)26*22的棋盤(pán)格示例；
圖2是本發(fā)明的實(shí)施例1的一個(gè)投影儀覆蓋區(qū)域的四邊形面片網(wǎng)格示例； 圖3是本發(fā)明實(shí)施例1投影的一個(gè)柱子表面； 圖4是在圖3的柱面上投影顯示的一張中國(guó)山水畫(huà)；圖5是本發(fā)明實(shí)施例2要投影的一個(gè)墻角；
圖6是在圖5的墻角投影顯示的一張中國(guó)山水畫(huà)。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例作詳細(xì)說(shuō)明本實(shí)施例在以本發(fā)明技術(shù)方案 為前提下進(jìn)行實(shí)施，給出了詳細(xì)的實(shí)施方式和具體的操作過(guò)程，但本發(fā)明的保護(hù) 范圍不限于下述的實(shí)施例。
實(shí)施例l
如圖3所示，本實(shí)施例在圓柱上投影縱向長(zhǎng)幅中國(guó)山水畫(huà)。
本實(shí)施例包括如下步驟
步驟一，本實(shí)施例采用2個(gè)投影儀、 一個(gè)攝像機(jī)，擺放投影儀時(shí)，投影儀投
影圖l所示棋盤(pán)格圖像，兩投影儀上下擺放，投影區(qū)域有一定量的重疊，使得圖2
所示棋盤(pán)格內(nèi)角點(diǎn)所構(gòu)成的四邊形網(wǎng)格與另一投影儀的四邊形網(wǎng)格有重疊，攝像 機(jī)擺放的位置應(yīng)能同時(shí)觀(guān)察到兩個(gè)投影儀所投影覆蓋的區(qū)域。
步驟二，幾何校正過(guò)程上下投影儀依次投影圖l所示棋盤(pán)格，并由攝像機(jī) 捕捉到兩張圖像。對(duì)于每張圖像，應(yīng)用棋盤(pán)格査找方法查找其所有內(nèi)角點(diǎn)。圖l 所示26*22的棋盤(pán)格圖像共有25*21個(gè)棋盤(pán)格內(nèi)角點(diǎn)。每4個(gè)內(nèi)角點(diǎn)，組成一個(gè)四 邊形，構(gòu)成圖2所示的四邊形網(wǎng)格。將圖l視為投影儀坐標(biāo)系，圖2攝像機(jī)捕捉到 的圖像視為攝像機(jī)坐標(biāo)系。遍歷投影儀坐標(biāo)系內(nèi)每個(gè)內(nèi)角點(diǎn)構(gòu)成的四邊形，對(duì)應(yīng) 攝像機(jī)坐標(biāo)系內(nèi)的四邊形，四個(gè)角點(diǎn)位置之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系可建立方程，算出當(dāng)前 四邊形內(nèi)像素點(diǎn)的攝像機(jī)坐標(biāo)系與投影儀坐標(biāo)系之間的變換矩陣，稱(chēng)為 Homogr即hy矩陣，簡(jiǎn)稱(chēng)為i/e2P和/^2e ， i/e,2P為相機(jī)坐標(biāo)系到投影儀坐標(biāo)系的 Homogr鄰hy矩陣，//^(,是投影儀坐標(biāo)系到相機(jī)坐標(biāo)系的Homography矩陣，兩者
互為逆矩陣。這樣，每個(gè)投影儀共可算出2扭20承2個(gè)Homogr即hy矩陣。由于要投 影的圖像大小已知，即本實(shí)施例所用中國(guó)山水畫(huà)的大小，在攝像機(jī)坐標(biāo)系中顯示 的位置已知，圖像上下左右四個(gè)角點(diǎn)與對(duì)應(yīng)攝像機(jī)坐標(biāo)系中的位置建立方程，同 樣算出圖像坐標(biāo)系與攝像機(jī)坐標(biāo)系之間的變換矩陣，稱(chēng)為///2(:和//(;2/， ///2￡:為
投影儀坐標(biāo)系到相機(jī)坐標(biāo)系的Homography矩陣，/^2/是相機(jī)坐標(biāo)系到投影儀坐
標(biāo)系的Homography矩陣，兩者互為逆矩陣。,，「乘以//"p可得圖像坐標(biāo)系到投影儀坐標(biāo)系的Homography矩陣/^p ， /^2(:乘以//e2/可得投影儀坐標(biāo)系到相機(jī)坐
標(biāo)系的Homography矩陣//^,。遍歷投影儀坐標(biāo)系由內(nèi)角點(diǎn)組成的四邊形網(wǎng)格內(nèi)
的像素點(diǎn)，其坐標(biāo)位置乘以對(duì)應(yīng)四邊形的/^w可得到預(yù)投影圖像坐標(biāo)系中像素
點(diǎn)的位置。這樣，建立了各投影儀與圖像之間的幾何映射。
由于上述Homogr即hy矩陣需由四個(gè)點(diǎn)的對(duì)應(yīng)關(guān)系才可建立方程計(jì)算，所以只 有圖2所示棋盤(pán)格內(nèi)角點(diǎn)所構(gòu)成的四邊形面片網(wǎng)格內(nèi)的像素點(diǎn)才能通過(guò)乘以 Homography矩陣找到預(yù)投影圖像坐標(biāo)系中像素點(diǎn)的準(zhǔn)確位置。所以每個(gè)投影儀的 顯示區(qū)域限制在內(nèi)角點(diǎn)所構(gòu)成的四邊形面片網(wǎng)格內(nèi)部。這樣雖然縮小了一定的顯 示范圍，但換來(lái)了準(zhǔn)確的幾何映射，而且多投影拼接可以很自然的解決顯示畫(huà)面 小的問(wèn)題。再者，投影儀邊界區(qū)域的亮度要明顯低于內(nèi)部，舍棄邊界部分對(duì)于之 后的光學(xué)校正也有一定的幫助。
步驟三、光學(xué)校正過(guò)程給投影顯示區(qū)域中的每一個(gè)像素點(diǎn)設(shè)置一個(gè)權(quán)重， 默認(rèn)為l。遍歷投影儀坐標(biāo)系由內(nèi)角點(diǎn)組成的四邊形網(wǎng)格內(nèi)的像素點(diǎn)，其坐標(biāo)位 置乘以對(duì)應(yīng)四邊形的/^2,，再乘以另一個(gè)投影儀對(duì)應(yīng)四邊形的///2^即可得到
當(dāng)前投影儀坐標(biāo)系中的像素點(diǎn)在另一個(gè)投影儀坐標(biāo)系中的位置。若位置不在另一 個(gè)投影儀的顯示區(qū)域，可判定點(diǎn)不在重疊區(qū)域，默認(rèn)值l不變；若位置落在另一 個(gè)投影儀的顯示區(qū)域內(nèi)部，可判定點(diǎn)在重疊區(qū)域，重疊區(qū)域的權(quán)充取決于當(dāng)前像 素點(diǎn)到上下兩個(gè)投影區(qū)域邊界的最短距離。
， A )= ，& ) / S; (^C2 a 2c 0/;, & ))， 7. = 1 ■.丄.I 其中B表示權(quán)重，f 、 g表示第i、 j個(gè)投影儀，(x， y)表示坐標(biāo)值，d是 像素點(diǎn)到每個(gè)投影儀投影區(qū)域四個(gè)邊的一個(gè)歸一化最短距離，//e^是相機(jī)坐標(biāo) 系到第j個(gè)投影儀坐標(biāo)系的Homography矩陣，是第i個(gè)投影儀坐標(biāo)系到相機(jī)
坐標(biāo)系的Homography矩陣，N表示投影儀的總數(shù)。
預(yù)處理結(jié)束，由上述公式可以看到，雖然該實(shí)施例用到了兩個(gè)投影儀，但本 發(fā)明對(duì)于組成投影儀陣列的投影儀數(shù)量是沒(méi)有限制的。
步驟四，實(shí)時(shí)的矯正過(guò)程，遍歷每個(gè)投影儀顯示區(qū)域中的像素點(diǎn)，找到其幾 何映射中對(duì)應(yīng)的圖像坐標(biāo)系中的位置，賦予該位置像素點(diǎn)的值，RGB通道各乘以其對(duì)應(yīng)的權(quán)重，可得到最終每個(gè)投影儀需要投影的圖像。
實(shí)施例結(jié)果如圖4所示，柱面的扭曲效果被校正，上下投影儀圖像內(nèi)容拼接 準(zhǔn)確，重疊區(qū)域過(guò)渡自然，用戶(hù)無(wú)法察覺(jué)，就像投影在平面一般。證明了本實(shí)施 例的有效性及準(zhǔn)確性。經(jīng)大量實(shí)驗(yàn)表明，針對(duì)不存在自遮擋的表面，有效性可達(dá) 百分之九十，均能取得準(zhǔn)確的校正效果。
實(shí)施例2
如圖5是另一個(gè)實(shí)施例用到的投影表面一一墻角，色墻面加上有一定紋理的 屋頂，形變大，且不平滑，且有一定紋理。
如圖6所示，是采用與實(shí)施例l相同的方法，采用左右拼接的兩個(gè)投影儀實(shí)施 拼接顯示，圖中，扭曲效果被校正，左右投影儀圖像內(nèi)容拼接準(zhǔn)確，重疊區(qū)域過(guò) 渡自然，用戶(hù)無(wú)法察覺(jué)。
權(quán)利要求
1.一種非平面多投影顯示的幾何與光學(xué)校正方法，其特征在于，包括如下步驟步驟一，由一個(gè)投影儀陣列和一臺(tái)攝像機(jī)組成整個(gè)多投影環(huán)境，投影儀之間上下擺放，投影區(qū)域有重疊，攝像機(jī)能同時(shí)觀(guān)察所有投影儀所投影覆蓋的區(qū)域；步驟二，幾何校正每個(gè)投影儀依次投影單張棋盤(pán)格圖像，并由攝像機(jī)依次捕捉，對(duì)于每一張捕捉下的圖片，使用棋盤(pán)格查找方法查找圖片中的棋盤(pán)格內(nèi)角點(diǎn)，這些內(nèi)角點(diǎn)將攝像機(jī)中對(duì)應(yīng)的投影儀覆蓋區(qū)域細(xì)分為四邊形面片網(wǎng)格，與所用棋盤(pán)格圖像中已知的相應(yīng)角點(diǎn)建立矩陣方程，建立各投影儀與圖像之間的幾何映射；步驟三，光學(xué)校正提供投影儀坐標(biāo)系中的每一個(gè)像素點(diǎn)以一個(gè)權(quán)重，非重疊區(qū)域權(quán)重為1，重疊區(qū)域的權(quán)重取決于當(dāng)前像素點(diǎn)到各個(gè)投影區(qū)域邊界的距離，根據(jù)各個(gè)區(qū)域的權(quán)重建立各個(gè)投影儀像素點(diǎn)的映射表；步驟四，實(shí)時(shí)的矯正過(guò)程對(duì)于投影儀坐標(biāo)系中的每個(gè)像素點(diǎn)，找到步驟二建立的幾何映射中對(duì)應(yīng)的圖像坐標(biāo)系中的位置，賦予該位置像素點(diǎn)的值，再乘以步驟三所設(shè)置的權(quán)重，得到最終該投影儀需要投影的圖像。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的非平面多投影顯示的幾何與光學(xué)校正方法，其特 征是，所述使用棋盤(pán)格査找方法查找圖片中的棋盤(pán)格內(nèi)角點(diǎn)，具體為檢測(cè)棋盤(pán) 格中由四個(gè)黑白區(qū)域構(gòu)成的角點(diǎn)，并記錄角點(diǎn)處黑白區(qū)域的邊界位置，通過(guò)角點(diǎn) 位置以及相應(yīng)的邊界位置連通屬于同一個(gè)棋盤(pán)格黑或者白區(qū)域的角點(diǎn)，得到相互 連通的角點(diǎn)集合，通過(guò)已知棋盤(pán)格行數(shù)與列數(shù)確定棋盤(pán)格中的角點(diǎn)數(shù)，根據(jù)所得 連通的角點(diǎn)集合中角點(diǎn)個(gè)數(shù)是否等于棋盤(pán)格的角點(diǎn)數(shù)確定棋盤(pán)格角點(diǎn)集合，識(shí)別 棋盤(pán)格。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的非平面多投影顯示的幾何與光學(xué)校正方法，其特 征是，所述建立各投影儀與圖像之間的幾何映射，具體為對(duì)于每一個(gè)四邊形，點(diǎn)坐標(biāo)(x， y， 1)乘以一個(gè)3X3的矩陣，等于對(duì)應(yīng)點(diǎn) 的坐標(biāo)(x*， y*， 1)，四個(gè)點(diǎn)點(diǎn)對(duì)應(yīng)關(guān)系中的(x， y)建立8個(gè)方程，再加上固 定的z坐標(biāo)l， 一共9個(gè)方程，計(jì)算出矩陣的9個(gè)參數(shù)，依次計(jì)算出攝像機(jī)坐標(biāo)系中每個(gè)四邊形內(nèi)像素點(diǎn)與投影儀坐標(biāo)系中對(duì)應(yīng)的四邊形內(nèi)像素點(diǎn)之間的變換 矩陣，稱(chēng)為Homography矩陣，每個(gè)投影儀對(duì)應(yīng)一組Homography矩陣；要投影的 圖像大小已知，在攝像機(jī)中顯示的位置已知，同樣計(jì)算出圖像坐標(biāo)系與攝像機(jī)坐 標(biāo)系之間的Homography矩陣，將上述兩類(lèi)矩陣相乘得到圖像坐標(biāo)系與投影儀坐 標(biāo)系之間的Homography矩陣，遍歷投影儀坐標(biāo)系由內(nèi)角點(diǎn)組成的四邊形網(wǎng)格內(nèi) 的各個(gè)像素點(diǎn)，其坐標(biāo)位置乘以對(duì)應(yīng)四邊形的投影儀坐標(biāo)系到圖像坐標(biāo)系的 Homography矩陣得到預(yù)投影圖像坐標(biāo)系中像素點(diǎn)的位置。
4.根據(jù)權(quán)利要求l所述的非平面多投影顯示的幾何與光學(xué)校正方法，其特征 是，所述重疊區(qū)域的權(quán)重，其與當(dāng)前像素點(diǎn)到各個(gè)投影區(qū)域邊界的距離的關(guān)系具 體為& (、 ， ) = 4 (、 ， &) / S乂 A (i/C2Pj2C (x^, a ))，./ = 1....TV ，其中B表示權(quán)重，《、A表示第i、 j個(gè)投影儀，(x， y)表示坐標(biāo)值，d是像素點(diǎn)到每個(gè)投影儀投影區(qū)域四個(gè)邊的一個(gè)歸一化最短距離，//e2P;是相機(jī)坐標(biāo)系到第j個(gè)投影儀坐標(biāo)系的Homography矩陣，Z^^是第i個(gè)投影儀坐標(biāo)系到相機(jī)坐標(biāo)系的Homography矩陣，N表示投影儀的總數(shù)。
全文摘要
一種計(jì)算機(jī)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)領(lǐng)域的非平面多投影顯示的幾何與光學(xué)校正方法，本發(fā)明中，每個(gè)投影儀依次投影單張棋盤(pán)格圖像，使用棋盤(pán)格查找方法查找圖片中的棋盤(pán)格內(nèi)角點(diǎn)，這些內(nèi)角點(diǎn)將攝像機(jī)中對(duì)應(yīng)的投影儀覆蓋區(qū)域細(xì)分為四邊形面片網(wǎng)格，與所用棋盤(pán)格圖像中已知的相應(yīng)角點(diǎn)建立矩陣方程，建立各投影儀與圖像之間的幾何映射，并提供投影儀坐標(biāo)系中的每一個(gè)像素點(diǎn)以一個(gè)權(quán)重，對(duì)于投影儀坐標(biāo)系中的每個(gè)像素點(diǎn)，找到幾何映射中對(duì)應(yīng)的圖像坐標(biāo)系中的位置，賦予該位置像素點(diǎn)的值，再乘以所設(shè)置的權(quán)重，得到最終該投影儀需要投影的圖像。本發(fā)明克服了光照條件以及投影表面復(fù)雜性對(duì)于校正的影響，校正預(yù)處理過(guò)程簡(jiǎn)便，適合更多的實(shí)用需求。
文檔編號(hào)H04N17/00GK101321303SQ200810040698
公開(kāi)日2008年12月10日 申請(qǐng)日期2008年7月17日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月17日
發(fā)明者孫偉斌, 楊旭波, 肖雙九, 胡文聰 申請(qǐng)人:上海交通大學(xué)