针对多投影仪显示墙画面校正的图像对准技术

针对多投影仪显示墙画面校正问题中相机与投影仪间图像对准问题,提出一种基于自适应细分网格的稀疏对应点加密方法,可以得到任意光滑屏幕上投影图像与相机图像间的像素级对应关系。该方法利用改进的自适应4点插值细分曲线思想构造细分网格方法,可以将投影仪图像与相机图像间稀疏对应点网格加密到任意精度,从而建立从相机到投影仪图像间的像素级一一映射关系,为多投影仪显示墙系统的几何和色彩校正提供精确的图像对准基础。与现有算法的对比分析和虚拟机场塔台仿真系统中的实际应用表明,该方法具有较高的图像对准精度,并且无显式的需求投影仪、投影屏幕和相机的内部参数。     

投影仪-屏幕系统光场亮度分布的数学模型

针对大型多投影仪显示墙系统中亮度分布差异的校正问题,提出一种描述投影仪-屏幕系统光场亮度分布的数学模型。该数学模型整合投影仪镜头渐晕、屏幕漫反射和屏幕曲面的数学模型,形成一个带有28个可调参数的精确描述影仪-屏幕系统光场亮度分布方程。基于该数学模型,工程人员可通过测量投影屏幕上稀疏位置的亮度值,采用非线性最小二乘方法确定一个特定投影仪-屏幕系统的模型参数,完成其亮度分布的测量。实际应用表明,所提出的数学模型可以广泛适用于各种类型的投影仪-屏幕系统光场亮度分布的描述,有效降低大型多投影仪显示墙系统构建工程的复杂度,改善投影显示效果。     

多投影显示墙画面校正技术综述*

由投影仪阵列组成的多投影显示墙是目前实现高性能、低成本大型绘制平台的首选解决方案。为了保证多投影显示墙画面的完整性,需要通过一定的方法来预补偿由于投影仪特性差异造成的画面几何扭曲与色彩不均衡。结合实际研究工作,从多投影显示墙存在的问题、几何变换矩阵求取、颜色模型估计和全局颜色校正等几个方面对多投影显示墙画面校正的研究情况进行综述, 讨论了存在的问题和进一步的发展方向。     

一个通用的投影墙软件校正系统

随着计算机图形硬件以及分布式并行图形绘制技术的不断发展，现在图形工作站以及PC集群机所能处理的图形数据量不断上升。但是，现在计算机显示设备所能提供的显示分辨率及其有限。因此，利用多台投影仪组成投影阵列进行拼接显示的投影墙技术受到越来越多的关注；此类系统的一个关键问题就是如何校正多台投影仪，使得最后拼接显示的图像没有明显的缝隙和瑕疵。该文介绍了一套通用的与具体应用无关的投影墙软件校正系统，该系统克服了传统软件校正系统在通用性、校正速度等方面的不足，取得了很好的校正效果。     

面向多投影显示墙的画面校正技术

多投影显示墙是缓解对超高分辨率显示屏幕不断增长的需求与单台显示设备分辨率有限性之间矛盾的有效手段,但目前还缺乏规范化的模式和方法以支持高精度、高可靠性的画面校正.提出一种颜色校正方案以解决上述问题.首先介绍多投影显示墙画面校正中存在的主要问题和现有的解决方法;在此基础上,给出了多投影显示墙的画面校正流程和几何校正方法;然后讨论了多投影显示墙画面校正结果的评价标准,提出了投影仪的广义颜色模型和基于搜索技术的视觉无缝方法.该方案使用数码相机实现了高精度的视觉无缝画面校正,从而提高了构造多投影显示墙的效率并降低了维护成本.校正结果在多种类型的投影墙系统中得到验证和应用,对指导多投影显示墙的搭建和维护具有较高的理论与实践价值.     

多投影仪自由立体显示的GPU几何及亮度校正技术

由多个投影仪拼接显示的自由立体显示系统有很大的显示区域,能够产生更好的立体显示效果.针对可伸缩高分辨率多投影仪自由立体显示的系统特性和屏幕特性,通过分析各种几何校正和亮度校正算法,采用二次几何校正方法解决了自由立体显示中斜投影造成的部分特征点不在屏幕上的问题;提出了基于GPU的亮度自适应多模板校正方法,并通过GPU程序...     

多投影仪显示系统的几何失真校正方法

为了解决在直接获取投影墙与摄像机间几何关系较困难情况下的系统的几何失真问题,提出了基于矩阵分解和消除投影墙坐标系的自由度来获取校正参数的方法。通过系列矩阵分解和推理,得出了影响投影墙与摄像机间的几何关系的因素。在此基础上,通过消除投影墙坐标系的自由度,从2个投影仪与摄像机的几何关系求出了投影墙与摄像机间的几何关系的多个可能解,同时通过筛选算法从多个可能解中筛选出最优解,从而最终得到投影仪与投影墙间的几何关系。最后利用该几何关系对帧缓存中图像进行预扭曲以实现几何失真的校正。实验结果表明,该方法具有较好的校正效果。     

一种基于视频捕获的多投影显示系统

随着科学技术的高速发展以及信息量的急速膨胀,具有多个输出画面的多通道计算机系统得到了广泛应用。多显示器/拼接单元系统无法生成大尺寸高分辨率的无缝画面,多投影显示系统可克服这类系统的不足。提出一种基于视频捕获的多投影显示系统,它将多通道的画面显示与画面生成相分离,从而避免显示系统对画面生成系统的影响。该系统针对VGA模拟视频信号输入,给出基于三维查找表的颜色校正技术;针对非参数化成像模型的投影仪,给出多投影系统颜色校正的三阶段模型及其求解方法;针对工程实际,设计了基于自由曲面变形的交互式网格编辑工具进行多投影系统的几何校正。实验结果表明本系统及其关键技术切实有效,适用于构建投影数量中等规模的显示系统。     

面向球幕投影系统的几何校正方法

摘 要：用于飞行模拟的视景仿真系统，经常会以多台投影仪同步投影以得到较大范围的 视场角。当投影机斜对屏幕或者投影屏幕为曲面时，图像会发生几何失真。针对此问题，本文 提出了一种专门面向球幕投影系统的几何校正方法，并以一个三通道显示系统为实例，详述了 该方法的理论原理以及校正流程。实例结果表明，经几何校正后，各投影图像无几何畸变，通 道过渡处几何内容完全一致。该方法是一种纯软件方法，成本小而且操作简单，能够适应于不 同的投影场景。     

多投影仪无缝拼接显示中的颜色校正技术比较研究

基于多投影仪的无缝拼接显示是对图形、图像、视频等进行大范围、高分辨率显示的一种有效实现方式。多投影仪无缝拼接显示的一个关键是解决颜色失调问题,而现有的颜色失调原因的分析结果可归纳为投影仪输出颜色的变化特性和投影屏幕与投影环境的影响两个方面。近年来,为解决该问题已提出了多种颜色校正技术,而根据解决颜色失调问题的原理和实现方法的不同,这些技术可分为基于边缘融合的校正技术、基于单一投影光源的校正技术和基于颜色/亮度输出匹配的校正技术3类,并对这3类技术在无缝拼接显示效果、可维护性和可扩展性等方面的优缺点进行了较详细分析,该领域下一步的研究将会朝着兼顾不同投影机类型、不同形状和反射特性的投影屏幕和考虑运动中观察者的实时颜色校正方向发展。     

背投式多投影系统中各向异性问题的研究

目的 针对背投式多投影系统中存在的各向异性问题,提出一套行之有效的解决方案.方法 首先,为了解决以静态观众为主体的多投影系统各向异性问题,基于反馈机制提出了以特定位置为中心的“最佳观测域”,并在该区域内实现了真正的视觉无缝画面校正;然后,基于视觉人体跟踪技术进一步提出了以特定交互者为中心的“动态最佳观测域”框架,并结合模糊预测控制思想从人体重心检测、跟踪和投影仪亮度实时补偿等3个方面对该框架内的各个组成模块的关键技术进行了阐述.结果 实验结果显示,利用交互者运动的时空连续性优化后的动态最佳观测域算法,具有较好的鲁棒性和实时性.同时,与其他类似方法相比获得了更好的视觉无缝校正效果,其中观测距离为1 m、3 m和5 m时,对应的亮度样本标准差分别为17.11、13.17和9.2.结论 提出的各向异性解决方案,将实时反馈信号引入校正过程中,有效提高了输出画面质量.通过实验测试和性能评估,验证了文中方法的可行性.     

基于相机的多投影光度补偿系统

现有关于光度补偿的研究主要基于单投影,可在带有纹理和颜色的表面上进行投影显示。而在多投影系统中,由于多投影带来了重叠区域的光度不一致性,相机的每个像素覆盖的区域增大等问题,容易致使光度补偿失败。介绍一种基于相机的多投影光度补偿系统,虽然也是通过获取环境参数的手段,但提出一种方便快捷的迭代方式来提高投影表面反射率参数的获取精度,可以达到更好的效果,并仅需对投影区域捕捉两幅以上图像。同时,对多投影仪重叠区域的融合效果也做了改进,统一解决了光度补偿和投影拼接问题。最后,提供的实验结果表明有较好的改进效果。     

Easy Calibration of a Multi-projector Display System

In this paper, we present a method for the geometric calibration of a multi-projector display system. The method is such that in order to calibrate the system, the user is only required to place the projectors and capture a single image of the images projected from them onto a planar screen using a hand-held camera. The problem to be solved is divided into the image registration for stitching different projector images into a single seamless image and the image rectification for making the image have the correct rectangular shape. The proposed method is characterized by simultaneously solving both of them from only a single image, which makes the calibration procedures easy. The method assumes an uncalibrated camera and partially calibrated projectors in which only focal lengths are unknown among the internal parameters. In the paper, we first prove the uniqueness of solutions to the problem, which was unclear in the previous studies, and then present a stable numerical algorithm for actually finding the solution. We present several experimental results for synthetic data, in which we show the relation between the calibration accuracy and several factors, and also present experimental results for real data, in which we demonstrate that the proposed method can calibrate a real system with sufficient accuracy for a number of layouts of the projectors.     

Automatic color correction for multi-projector display systems

A hierarchical color correction framework is presented to automatically calibrate multiple projectors. The proposed framework consists of two sub-methods: a simple color correction method and an advanced color correction method. An automatic selection scheme is designed to choose between the two sub-methods according to specific conditions. The simple color correction method uses a parameter model to map projected images into the Common Achievable Response (CAR) space for color consistent outputs. The advanced color correction method takes the projector properties, the display surface optical properties, and the relative distances between the screen and the projectors into consideration. A pre-processing step is designed to eliminate isolated abnormal sampling points, resulting in better quality outputs. In the experiment part, the effectiveness of the proposed framework is verified with both front projection systems and rear projection systems. The experimental results show that the proposed framework achieves better calibration results comparing with traditional methods.     

一种实现全彩色多灰度LED大屏幕图象显示技术研究

介绍一种通过取得ＶＧＡ卡上获得数字视频信号后在ＬＥＤ大屏幕上获得实时全彩色多灰度图象的显示技术。     

用多隐层BP网实现的CRT色度变换

为了实现彩色信息的标准化显示,需要对ＣＲＴ的色度空间进行标定,也就是ＣＲＴ的Ｒ、Ｇ、Ｂ空间与ＣＩＥ的标准色度空间的相互转换问题,人工神经网络近年来被广泛应用于多种颜色空间的变换过程中,在分析前人经验的基础上,提出了一种采脾四隐层ＢＰ网的ＣＲＴ的Ｒ、Ｇ、Ｂ与ＣＩＥ的Ｘ、Ｙ、Ｚ色度空间的变换方法,实验结果表明,该方法的收敛性和训练时间均优于前人采用２个或３个隐层的方案,而且通过对５１２个训练样本的实验