[发明专利]一种用于多投影仪拼接的分布式在线调节方法

摘要

本发明公开了一种用于多投影仪拼接的分布式在线调节方法，在现有的几何矫正与色差矫正基础上，以曲线族(x⁰，x¹，x²...x^m)为基底，利用控制点实时拟合融合曲线，去逼近实际的衰减曲线；采用摄像机实时采集融合带图像的方式，分析融合带亮度信息，绘制出融合的亮度变化曲线，作为调节参考基准，不断调整点的坐标和个数以及拟合曲线阶次，进而改变融合曲线，在线的改变融合效果。本发明的方法抛弃了固定形式的融合曲线，采用点实时拟合生成融合曲线的在线调节方式，具有明显的普适性和快速性，调节效率高、实际应用效果好。

主权项

1、一种用于多投影仪拼接的分布式在线调节方法，包括以下步骤：第一步：利用数字图像矫正的方法，实现畸变图像的几何矫正；首先利用投影仪打出矫正网格，通过数字图像处理的方法得到畸变关系；然后利用畸变关系，对每帧的图像进行变形处理，打出处理后的图像，得到矫正后的图像；第二步：利用红、绿、蓝三通道分别调节的方法，完成投影仪色差的矫正；红、绿、蓝三个通道分别矫正，让需要矫正的投影仪打出纯色画面，通过调整投影仪色衰和系统显卡菜单，使得各个投影仪打出视觉效果一致；其特征在于，还包括以下步骤：第三步：采用控制点拟合曲线，以曲线族(x⁰，x¹，x²…x^m)为基底，设定控制点的位置及个数，曲线的阶次，利用控制点的坐标关系实时的拟合出融合曲线，对重叠区域进行边缘融合；采用以n+1个控制点去描述衰减曲线形状，控制点的个数自由设定，其中n为自然数，采用曲线族(x⁰，x¹，x²…x^m)为基底，其中m为自然数，通过拟合算法得到一条m阶融合曲线，曲线阶次自由设定，其中，m＜n+1；步骤具体如下：(1)设定融合带的参数；设定融合带宽度占整个图像宽度的百分比为p，融合带偏移量为offset，其中offset为整数，控制点的个数为n+1，拟合曲线的阶次为m，在归一化坐标系下，将控制点的X坐标、Y坐标放缩到区间[0，1]之间，设定控制点坐标为(x₀，y₀)、(x₁，y₁)、(x₂，y₂)…(x_n，y_n)，利用控制点描绘出一条曲线的形状；左右两个通道的曲线由各自控制点拟合得到的；控制点的X坐标对应融合带的横向位置，Y坐标对应该位置融合曲线的衰减权值，所述的衰减权值直观对应该位置融合带的亮度；(2)由n+1个控制点的坐标，拟合曲线的阶次m，以曲线族(x⁰，x¹，x²…x^m)为基底，依据最小二乘原则，拟合出m阶融合曲线；融合曲线参数具体求解过程如下：在归一化坐标系下，n+1个控制点的坐标为(x₀，y₀)，(x₁，y₁)，(x₂，y₂)……(x_n，y_n)，则设曲线关系为：y＝a₀+a₁x+a₂x²+…+a_mx^m        (1)其中，a₀、a₁、…a_m表示待定的曲线参数，属于实数；则将控制点的坐标代入上式，得到线性方程组：1x01x02···x0m1x11x12···x1m1x21x22···x2m···············1xn1xn2···xnm×a0a1a2···am=y0y1y2···yn]]>令X=1x01x02···x0m1x11x12···x1m1x21x22···x2m···············1xn1xn2···xnm,]]>a＝[a₀ a₁ a₂…a_m]^T，y＝[y₀ y₁ y₂…y_n]^T则解其法方程X^TXa＝X^Ty，得到融合曲线参数[a₀ a₁ a₂…a_m]^T；将a₀ a₁ a₂…a_m代入式(1)，得到一条m阶的融合曲线；左右两个通道分别设置控制点，得到左右通道各自的融合曲线；(3)利用步骤(2)得到融合曲线参数进行图像边缘亮度衰减，进行边缘融合；根据融合曲线的形状，对左右投影仪融合带的亮度严格进行相应的衰减，完成融合带的一次实时调整；第四步：通过工业摄像机采集投影图像作为反馈，分析融合带的亮度值，如果融合带亮度不均匀，则返回第三步，实时修改控制点的坐标、个数以及融合曲线的阶次，不断改变融合曲线形状，改变融合带，直到达到融合带亮度均匀，无缝融合，调节完成。