[發明專利]顏色補償映射域的期望可視圖像歸約方法

有效

• 申請號: 201810366872.8
• 申請日: 2018-04-23
• 公開（公告）號: CN108712640B
• 公開（公告）日: 2020-03-17
• 發明（設計）人: 張超;韓成;楊帆;蔣振剛;于翠紅;丁瑩
• 申請（專利權）人: 長春理工大學
• 主分類號: H04N9/31
• 分類號: H04N9/31
• 代理公司: 吉林長春新紀元專利代理有限責任公司 22100
• 代理人: 王薇

本發明涉及一種顏色補償映射域的期望可視圖像歸約方法，其特征在于：預投影圖像的像素分辨率為，其中：預投影圖像的橫向像素分辨率、預投影圖像的縱向像素分辨率，能夠準確地得到應用于預投影圖像的顏色變換參數，有效地優化了期望可視圖像的全局表現和投影顯示畫面的量化調控；能夠根據預投影圖像的顏色分布情況不同，動態地對預投影圖像進行顏色變換而生成最佳的期望可視圖像。

技術領域

本發明涉及一種顏色補償映射域的期望可視圖像歸約方法，屬于增強現實技術和投影顯示技術領域。

背景技術

傳統普適性的投影接收表面具有漫反射或近似漫反射的物理特性，它是具有統一反射率的標準化理想表面。順應數據可視化、增強現實、互動影視等領域的突進式發展，為了呈現出新奇、炫動、震撼、融入感的視覺畫面和特殊顯示效果，多種構成形式的智能型投影系統被使用的越來越具針對性。由于投影表面材質、紋理、形狀和外界環境因素等物理屬性會產生變化，因此必將引起投影顯示畫面的幾何畸變和顏色失真，二者共同決定了人眼對投影顯示畫面的視覺感受。

關于投影顯示畫面幾何畸變方面的校正技術研究，已經存在多種有效的解決方案能夠保障投影顯示畫面幾何校正的可用性，這方面取得了相當數量的重要成果并顯見成效，其中：既存在依靠大量人工交互調節的幾何校正實現方式，又存在無需人工交互調節的自主幾何校正實現方式。相對于投影顯示畫面的幾何畸變而言，人類視覺特性決定了人眼對投影顯示畫面顏色失真的敏感性更高，使之成為投影顯示技術領域的重點研究問題之一。關于投影顯示畫面顏色失真方面的補償技術研究，雖然領域內開展了大量的、細致的、極具針對性的補償技術研究工作，但是由于顏色失真的補償過程嚴重受限于投影系統所處的現實環境和攝像系統的顏色復原能力，因此，不同工作環境中投影顯示畫面補償后的顯示結果也會產生色度、亮度、對比度等方面的視覺差異，甚至某些情況會導致顏色補償過程完全失效而無法修正投影顯示畫面的顏色失真。投影儀-攝像機(ProCam)系統的顏色轉換與傳遞過程是復雜的，它不僅與投影儀和攝像機的光學特性相關，更與現實環境的光照、硬件工作參數的設定、光線路徑的中心指向等息息相關。

預投影圖像顏色補償的投影顯示畫面是提供給觀察者的，而觀察者對投影顯示畫面的主觀視覺感受卻無法直接獲得，故需借助攝像機間接地模擬或替代觀察者的主觀視覺響應，并以此為依據具體量化如何補償預投影圖像。利用攝像機拍攝的多幅亮度標定圖像，可以擬合得到投影儀與攝像機之間的亮度映射曲線，由每個像素點亮度響應曲線構成的離散映射集合僅反映了預投影圖像與投影顯示畫面的間接變換關系，而無法保證任意預投影圖像都能得到有效的補償。

發明內容

本發明的目的在于提供一種顏色補償映射域的期望可視圖像歸約方法，旨在解決期望可視圖像所對應預投影圖像的顏色補償失效問題。通過對預投影圖像進行顏色補償映射域的壓縮和剔除處理，確保顏色補償過程中所有像素點的預補償顏色值都能夠得到有效計算，而不會產生顏色溢出或存在無效顏色補償值等情況。

本發明的技術方案是這樣實現的：顏色補償映射域的期望可視圖像歸約方法，其特征在于：預投影圖像GP的像素分辨率為Q×P，其中：預投影圖像GP的橫向像素分辨率Q＝1024、預投影圖像GP的縱向像素分辨率P＝768，該方法的具體實現步驟如下：

步驟S1、設置投影儀-攝像機系統的圖像采集像素分辨率為N×M，此處：圖像采集的橫向像素分辨率N＝5616、圖像采集的縱向像素分辨率M＝3744，使用投影儀-攝像機系統拍攝一幅投影儀工作狀態時的工作圖像GW，工作圖像GW的有效投影區域記為PZ，工作圖像GW中所有像素點的亮度映射曲線構成了離散映射集合MS；

步驟S2、以攝像機采集的有效投影區域PZ為底版，繪制有效投影區域PZ的單通道掩模圖像GM，單通道掩模圖像GM的像素分辨率為N×M，單通道掩模圖像GM中第i行第j列像素點的取值GM(i,j)如表達式EQ1所示；

表達式EQ1：