多投影仪拼接显示的实现

介绍了一种基于PC和普通投影仪实现多屏幕无缝拼接的方法,该方法利用一台摄像机使系统快速、准确的校正。分析了系统的结构和用到的关键技术,包括几何校正、边缘融合、颜色校正。     

基于自动校正与融合的全景体验系统设计

设计一种新型基于PC集群和投影设备,实现快速校正、拼接融合的全景体验系统。该系统采用多投影仪的高速融合技术,是一种全新的多媒体显示方式。通过实验室原型系统发现,该系统可以适应任何非规则投影屏幕,使用普通的投影设备,即可实现大型多媒体体验系统,并且在几何配准、颜色校正、边缘融合等关键技术具有很高的鲁棒性,能真正实现无缝拼接技术的自动化和实用化。     

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。     

大规模立体显示墙系统的构建

从硬件选择、几何校正、边缘融合、颜色校正和软件环境等5方面系统地研究了构建大规模立体显示墙系统的关键技术.采用并行绘制技术和基于计算机视觉的自动校正,由Linux集群驱动多台普通投影仪拼接成一个统一的高分辨率、大规模的被动立体显示系统.     

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...     

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。     

基于图切割的图像拼接技术

图像拼接作为基于图像绘制的一部分近年来成为研究的热点之一.本文对图像拼接技术进行研究,详细的分析了新的基于图切割的拼接方法.该方法在相位校正的基础上将图切割和泊松融合相结合实现拼接,图切割用于搜索全局最优的缝合线以去除鬼影,泊松融合用于曝光差异的处理.本文给出新的基于梯度方向直方图统计的权值计算方法,实现稳定的图切割.另外,本文还设计出重叠过渡的泊松融合方法,较好地完成图像合成.     

多投影几何校正误差评估分析

近年来,投影拼接显示技术在展览展示、产品发布、虚拟仿真等领域得到了广泛的应用,但是目前还缺少完整的投影拼接几何校正误差评估方法.在深入分析多投影几何校正特点的基础上提出了一套较为完整的误差评估方法,分为自相关投影拼接误差(投影机自身几何校正之后所产生的误差)以及互相关投影拼接误差(多台投影机之间叠加区域的配准误差);首先提出了自相关投影拼接误差的关键参数——重投影误差(描述了每台投影机投影图像中每个像素点与预期投影位置的接近程度),并使用平均重投影误差、最大重投影误差以及关键点配准误差完善自相关投影拼接误差的评估体系;然后提出了互相关投影拼接误差的关键参数——叠加区域误差(表示投影机之间叠加区域对应像素点之间的匹配程度),并使用平均叠加区域误差、最大叠加区域误差完善互相关投影拼接误差的评估体系;最后使用该方法对平面投影、曲面投影、自由表面投影拼接的几何校正误差进行了分析.理论分析和实验结果表明,提出的误差评估方法能够有效地评估投影几何校正的精度.     

物体坐标系曲面投影立体环视图像生成算法

针对立体环视图像拼接准确度的难点,提出了一种基于物体坐标系的曲面投影图像拼接算法.根据实际应用场合建立合适的三维模型,对图像进行基于物体坐标系的纹理映射,将三维模型划分为融合、非融合区域,将原始图像映射到非融合区域,对于拼接融合区域,结合模型特点,设计了一种基于角度信息的加权平均融合算法,对拼接后的图像进行颜色校正,消...     

多摄像机图像拼接视觉归一化技术研究

视觉归一化是多视点图像拼接领域的一个关键技术,在对大量图像处理算法研究的基础上,提出了一种针对多摄像机图像拼接的视觉归一化处理方法。该方法主要包括图像颜色校正和图像边缘融合两个模块;在图像颜色校正模块中,引入了图像区域划分策略和自适应颜色调节因子,使不同的像素点都有不同的颜色调节因子,并充分利用相邻图像间的颜色关联性对目标图像的颜色进行自适应校正;在图像边缘融合模块中,利用反映射矩阵计算出拼接图像的重叠区域,利用自适应边缘融合因子对重叠区域进行边缘融合处理。实验结果表明,该方法能够较好地减少甚至消除拼接图像间的视觉差异,较好地改善了图像拼接的视觉效果。     

基于PC集群的多屏无缝拼接技术研究

该文介绍了一种基于PC集群的多屏无缝拼接技术构造大场景显示系统的方法。大面积高分辨率的投影系统在各个领域获得了越来越广泛的应用,但系统构建费用高、维护要求严。在对比分析了传统投影系统的优缺点和目前存在的解决方案后,该方法使用普通PC、数码像机和以太网构建的硬件系统,提出了基于相机的自动几伺校准和基于线性函数的边缘融合方法,消除了投影画面之间的缝隙,并采用Master／Slave结构控制图形的同步渲染,同时支持分布交互式控制。这种方法在满足同等投影显示要求的情况下。将大幅度降低了系统的构建费用和维护要求。     

边缘融合组合屏图像显示技术与系统研究

该文介绍一种边缘融合组合屏图像显示系统的结构组成及其工程实现。该系统由投影机、投影屏幕、图像处理器、边缘融合处理及几何校正器等主要模块组成,它们的功能和技术指标决定着系统的显示效果。运用几何数字变形及边缘融合等图像处理技术,能够实现诸如在平面、柱面、球面等显示系统中的高临感仿真环境。     

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。     

结构光测量系统的投影仪标定方法研究

传统单目视觉结构光测量系统通过解相位间接计算被测物的高度信息,系统约束性过强、不易操作、且标定精度较低.将双目立体视觉原理引入单目结构光视觉测量系统,根据投影仪图像坐标和摄像机图像坐标的对应关系,将投影仪当作一个逆向的相机,建立了投影仪模型,使用成熟的相机标定算法对投影仪进行标定.再配合四步相移法和基于多频外差原理的时域相位展开法,实现条纹图像的快速精确解相位.相对于传统的单目视觉结构光测量系统,本方法具有单目视觉系统操作简单、鲁棒性强的特点,同时也可以达到双目视觉测量的精度.实验结果表明,这种方法的投影仪标定精度达到了实际应用的要求.     

Display grid: Ad‐hoc clusters of autonomous projectors

Abstract— Projectors, like computers, are becoming commoditized. Self‐contained computers are now being networked to create computing grids, allowing transparent access to a large computing resource or massive data storage. Image presentation devices can be similarly modified to support the concept of a “display grid” to create large seamless displays. Limiting ourselves to projector‐based display grids, we present techniques for creating multi‐projector displays via self‐configuring clusters of autonomous projectors. The ad‐hoc clustering approach avoids large monolithic installations. We show a low‐cost system that supports dynamic inclusion of new projectors, automatic geometric configuration, and seamless blending of overlapping projectors.     

Camera–projector matching using unstructured video

This paper presents a novel approach for matching 2-D points between a video projector and a digital camera. Our method is motivated by camera–projector applications for which the projected image needs to be warped to prevent geometric distortion. Since the warping process often needs geometric information on the 3-D scene obtained from a triangulation, we propose a technique for matching points in the projector to points in the camera based on arbitrary video sequences. The novelty of our method lies in the fact that it does not require the use of pre-designed structured light patterns as is usually the case. The backbone of our application lies in a function that matches activity patterns instead of colors. This makes our method robust to pose, severe photometric and geometric distortions. It also does not require calibration of the color response curve of the camera–projector system. We present quantitative and qualitative results with synthetic and real-life examples, and compare the proposed method with the scale invariant feature transform (SIFT) method and with a state-of-the-art structured light technique. We show that our method performs almost as well as structured light methods and significantly outperforms SIFT when the contrast of the video captured by the camera is degraded.     

Flexible calibration of structured-light systems projecting point patterns

Structured-light systems (SLSs) are widely used in active stereo vision to perform 3D modelling of a surface of interest. We propose a flexible method to calibrate SLSs projecting point patterns. The method is flexible in two respects. First, the calibration is independent of the number of points and their spatial distribution inside the pattern. Second, no positioning device is required since the projector geometry is determined in the camera coordinate system based on unknown positions of the calibration board. The projector optical center is estimated together with the 3D rays originating from the projector using a numerical optimization procedure. We study the 3D point reconstruction accuracy for two SLSs involving a laser based projector and a pico-projector, respectively, and for three point patterns. We finally illustrate the potential of our active vision system for a medical endoscopy application where a 3D cartography of the inspected organ (a large field of view surface also including image textures) can be reconstructed from a video acquisition using the laser based SLS.     

A high‐resolution autostereoscopic display system with a wide viewing angle using an LCOS projector array

Abstract— This study develops an autostereoscopic display based on a multiple miniature projector array to provide a scalable solution for a high‐resolution 3‐D display with large viewing freedom. To minimize distortion and dispersion, and to maximize the modulation transfer function (MTF) of the projection image to optimize 3‐D image quality, a dedicated projection lens and an accurate six‐axis adjusting platform for the miniature projector were designed and fabricated. Image‐blending technology based on a lookup table was adopted to combine images from 30 miniature projectors into a seamless single image. The result was a 35‐in. autostereoscopic display with 60 views ata 30° viewing angle, 90° FOV, and large range of viewing distance. The proposed system exhibits very smooth motion parallax when viewers move around in front of it.     

Monocular hyper‐realistic AR head‐up display

We proposed and developed a novel monocular hyper‐realistic head dome projector for an amusement application and a novel monocular windshield augmented reality projector for augmented reality and head‐up display applications. They use monocular vision that eliminates the depth cues caused by binocular parallax information. Our developed monocular hyper‐realistic head dome projector and windshield augmented reality projector system achieved a high hyper‐reality performance with free depth perception and high visibility.