基于攝像頭校正的多投影儀拼接研究與實(shí)現(xiàn).pdf

1、高分辨率，高亮度的大屏幕顯示廣泛地應(yīng)用于科學(xué)計(jì)算可視化，工業(yè)設(shè)計(jì)，虛擬制造，軍事仿真，娛樂(lè)等領(lǐng)域。采用大屏幕顯示墻或高分辨率投影儀實(shí)現(xiàn)的大屏幕顯示系統(tǒng)成本十分昂貴，研究采用多個(gè)投影儀拼接實(shí)現(xiàn)高分辨率大屏幕顯示系統(tǒng)有較好的實(shí)用價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義。 多投影儀拼接的研究，主要分為幾何校正、顏色校正、亮度混合。由于投影儀擺放的隨意性，要在投影并集中找出一個(gè)合適的區(qū)域作為最終顯示，需要進(jìn)行幾何校正；由于多投影儀之間，尤其是不同類(lèi)型投影儀之間顏

2、色的差異，為了獲得最后拼接圖像顏色的一致性，需要進(jìn)行顏色校正；由于投影的重疊區(qū)域亮度高于周?chē)?，為了?shí)現(xiàn)整體亮度均勻，需要進(jìn)行亮度混合，最終實(shí)現(xiàn)無(wú)縫拼接。 本文在前人研究基礎(chǔ)上，研究實(shí)現(xiàn)一種基于攝像頭校正的多投影儀拼接方法，下面是本文的工作： (1)使用一個(gè)普通攝像頭作為圖像采集和校準(zhǔn)設(shè)備，由于攝像頭可能會(huì)有失真，故使用張正友相機(jī)標(biāo)定方法對(duì)其進(jìn)行標(biāo)定，然后對(duì)其拍攝的照片進(jìn)行校正，這保證了后續(xù)的對(duì)應(yīng)性計(jì)算在理論上的正確性。

3、 (2)投影儀在平面顯示屏幕上投影黑白棋盤(pán)方格，利用計(jì)算機(jī)視覺(jué)技術(shù)抽取投影圖像和攝像圖像上的棋盤(pán)特征點(diǎn)，通過(guò)計(jì)算投影圖像和攝像圖像之間的對(duì)應(yīng)性實(shí)現(xiàn)了多投影儀的幾何校正。 (3)使用非線(xiàn)性最優(yōu)化方法進(jìn)行顏色校正。顏色校正依賴(lài)于投影顏色和標(biāo)準(zhǔn)顏色的對(duì)應(yīng)性。為了獲得對(duì)應(yīng)性，每個(gè)投影儀在空白的平面上投影帶顏色的棋盤(pán)模式，用攝像頭記錄各個(gè)投影儀投影顏色值，然后計(jì)算投影顏色和標(biāo)準(zhǔn)顏色的對(duì)應(yīng)性。 (4)使用二次函數(shù)計(jì)算象素在亮度

4、混合中的權(quán)值，使其權(quán)值盡可能均勻分布。根據(jù)象素點(diǎn)在投影儀投影交集中的位置，求出它到最近邊的距離，二次函數(shù)以距離為變量計(jì)算權(quán)值，并以此修正象素的亮度值。 系統(tǒng)除了投影儀和計(jì)算機(jī)外，使用一個(gè)普通的攝像頭作為校準(zhǔn)工具，對(duì)于攝像頭沒(méi)有特定的要求，有失真也不會(huì)影響最終的結(jié)果。隨著攝像頭的普及，校準(zhǔn)用的設(shè)備隨處可得，極大的降低了本文多投影儀拼接方法的成本，實(shí)施起來(lái)也比較方便，該方法可有效用于學(xué)校、商場(chǎng)甚至辦公室的大屏幕顯示，從而讓我們更多的