[發(fā)明專利]一種基于投影儀-相機(jī)系統(tǒng)的多投影大屏幕顏色校正方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110151109.1
• 申請日: 2011-06-07
• 公開（公告）號: CN102244757A
• 公開（公告）日: 2011-11-16
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 賈慶軒;徐卉;宋荊洲;孫漢旭;高欣
• 申請（專利權(quán)）人: 北京郵電大學(xué)
• 主分類號: H04N5/74
• 分類號: H04N5/74;H04N9/31;G03B21/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種面向投影儀-相機(jī)系統(tǒng)的多投影大屏幕顏色校正方法，其特征在于：

全面考慮投影儀-相機(jī)校正系統(tǒng)的每個非線性環(huán)節(jié)，針對以往忽略相機(jī)影響的問題，整合相機(jī)與投影儀的非線性曲線之間的關(guān)系，在相機(jī)輸入輸出像素映射關(guān)系的基礎(chǔ)上，進(jìn)行多投影儀間的顏色校正。校正步驟：

1)拍攝多張場景相同但不同曝光時間的靜態(tài)LDR圖像；

2)通過相機(jī)拍攝的這組LDR圖像合成HDR圖；

3)求取相機(jī)的非線性輸入輸出像素間的映射曲線；

4)令兩臺投影機(jī)投射指定畫面，將相機(jī)固定在大屏幕前，使相機(jī)同時采集到相鄰兩個投影面的畫面；

5)Server端計算機(jī)的計算過程：以一臺投影儀輸出的投影畫面為基準(zhǔn)，結(jié)合相機(jī)非線性曲線匹配校正相鄰?fù)队皟x的投影面RGB顏色值，得到相應(yīng)的顏色查找表；

6)匹配端計算機(jī)讀入上述生成的顏色查找表；

7)基于多投影大屏幕實驗平臺及OSG開發(fā)環(huán)境實現(xiàn)顏色校正的GPU渲染。

2.如權(quán)利要求1所述的多投影大屏幕顏色校正方法，其特征在于：

所述步驟2)中先通過相機(jī)拍攝的一組LDR圖像合成HDR圖的方法是：

2.1)使相機(jī)位置固定，以免拍攝過程中發(fā)生位置偏移或抖動，對同一場景拍攝少量(3-5張)不同曝光時間的靜態(tài)LDR圖像；

2.2)利用Pedro提出的基于圖論的高效圖像分割法對LDR圖像進(jìn)行聚類分割；

2.3)在分割后圖像的不同區(qū)域中均勻采樣關(guān)鍵像素點；

2.4)基于Debevec經(jīng)典算法合成HDR圖像；

3.如權(quán)利要求1所述的多投影大屏幕顏色校正方法，其特征在于：

所述步驟3)中求取相機(jī)的非線性輸入輸出像素間的映射曲線的方法是：

3.1)對上述生成的HDR圖像進(jìn)行Pedro圖像分割，并同樣采樣關(guān)鍵像素點；

3.2)讀取HDR圖像與某一曝光時間t下的LDR圖像的像素值進(jìn)行對比；

3.3)基于RGB三個顏色通道建立相機(jī)非線性響應(yīng)的像素映射曲線；

4.如權(quán)利要求1所述的多投影大屏幕顏色校正方法，其特征在于：

所述步驟5)中生成匹配端投影儀顏色查找表的步驟是：

5.1)建立投影儀顏色校正的YUV與RGB顏色空間轉(zhuǎn)換的數(shù)學(xué)模型；

5.2)以一臺投影機(jī)的投影畫面為基準(zhǔn)，讀取另一臺投影機(jī)投影面的顏色值按上述數(shù)學(xué)模型進(jìn)行計算后對比并輸出有效映射數(shù)據(jù)；

5.3)將上述輸出數(shù)據(jù)進(jìn)行樣條插值生成[0，255]之間的連續(xù)映射曲線，即生成顏色查找表。

5.如權(quán)利要求1所述的多投影大屏幕顏色校正方法，其特征在于：

所述步驟5.2)中基準(zhǔn)匹配的校正步驟是：

5.2.1)基準(zhǔn)端：給定輸入像素值i(r，g，b)；

5.2.2)基準(zhǔn)端：在基準(zhǔn)端投影面采樣一個矩形區(qū)域進(jìn)行計算，得到相機(jī)采樣后輸出的區(qū)域內(nèi)平均像素值i(r_m，g_m，b_m)；

5.2.3)基準(zhǔn)端：由相機(jī)非線性曲線求得投影儀輸出平均像素值i(r_h，g_h，b_h)；

5.2.4)基準(zhǔn)端：通過1)得出基準(zhǔn)投影面的亮度和色度Y_s，U_s，V_s；

5.2.5)匹配端：根據(jù)匹配端亮度色度與基準(zhǔn)端一致求出匹配投影面的期望平均像素值i(r_h′，g_h′，b_h′)；

5.2.6)匹配端：由相機(jī)非線性函數(shù)求得相機(jī)輸出的期望像素值i(r_m′，g_m′，b_m′)；

5.2.7)匹配端：在匹配端投影面同樣選取與基準(zhǔn)端位置對稱、大小相同的矩形區(qū)域，找到一個平均輸入像素值i(r′，g′，b′)，使得相機(jī)的反饋達(dá)到期望像素值；

5.2.8)匹配端：根據(jù)i(r，g，b)和i(r′，g′，b′)建立匹配端投影儀顏色查找表。

6.如權(quán)利要求1所述的多投影大屏幕顏色校正方法，其特征在于：

基于OSG開發(fā)環(huán)境下的多投影大屏幕軟件實驗平臺，利用GLSL語言編寫片元著色器，并與OSG開發(fā)的大屏幕應(yīng)用程序建立連接，通過一維紋理查找的方式完成顏色查找表的替換，實現(xiàn)多投影大屏幕顏色校正過程的GPU實現(xiàn)渲染。