低成本多投影儀拼接方法研究.pdf

1、高分辨率，高亮度的大屏幕顯示越來(lái)越廣泛地應(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。目前廣泛使用的大屏幕顯示系統(tǒng)或者采用大的屏幕顯示墻，或者采用高性能的投影儀，成本十分昂貴。因此，采用多個(gè)投影儀陣列無(wú)縫拼接的高分辨率大屏幕顯示系統(tǒng)，也就越來(lái)越受歡迎。 多投影儀拼接大屏幕顯示系統(tǒng)的研究，國(guó)內(nèi)外非常活躍。與此相關(guān)研究主要分為幾何校正、顏色校正、亮度混合等。由于多投影儀陣列排列的隨意性，所以要進(jìn)行幾何校正；由于多投

2、影儀之間，尤其是不同類型投影儀之間顏色的差異，為了獲得最后拼接圖像顏色的一致性，所以要對(duì)投影儀進(jìn)行顏色校正；由于投影的重疊區(qū)域亮度特別高，所以要進(jìn)行亮度混合，從而獲得無(wú)縫拼接。 著名的大屏幕顯示系統(tǒng)，像普林斯頓大學(xué)的大屏幕顯示墻，需要對(duì)投影儀陣列精確排列，而且占用區(qū)大的建筑空間，安裝和操作這樣的大屏幕顯示系統(tǒng)成本仍然十分昂貴。 Raskar等人提出的低成本多投影儀拼接系統(tǒng)，采用一個(gè)攝像頭，大大降低了拼接的成本，并且具有較

3、大的靈活性。但是，沒(méi)有對(duì)投影儀進(jìn)行顏色校正，沒(méi)有考慮攝像頭幾何曲解模型的參數(shù)，這些使低成本多投影儀拼接可以很好的改善。本文將在國(guó)內(nèi)外這些研究基礎(chǔ)之上，改善并實(shí)現(xiàn)一種低成本的大屏幕投影拼接方法： (1)使用一個(gè)未曾校正的攝像頭，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)了多投影儀的自動(dòng)幾何校正。為了獲得對(duì)應(yīng)性，投影儀在平面顯示屏幕上投影棋盤(pán)模式，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)。 (2)是提出了一種用

4、非線性最優(yōu)化方法對(duì)投影儀進(jìn)行顏色校正的方法。顏色校正依賴于投影顏色和標(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。 (3)改善了亮度混合中的混合系數(shù)。 (4)設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)一套低成本多投影儀大屏幕拼接系統(tǒng)，給出了部分關(guān)鍵技術(shù)模塊的實(shí)現(xiàn)。 本文的多投影儀拼接方法是低成本的，是因?yàn)橄到y(tǒng)的成本除了投影儀和計(jì)算機(jī)外，增加了