[發明專利]一種基于邊緣感知的投影儀失焦校正方法

有效

• 申請號: 202010043774.8
• 申請日: 2020-01-15
• 公開（公告）號: CN111311686B
• 公開（公告）日: 2023-05-02
• 發明（設計）人: 何再興;李沛隆;趙昕玥
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: G06T7/80
• 分類號: G06T7/80;G03B21/14
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 林超

1.一種基于邊緣感知的投影儀失焦校正方法，其特征在于：方法采用投影儀-相機系統，投影儀-相機系統包括：相機(1)、投影儀(2)和投影表面(3)，投影儀(2)的鏡頭和相機(1)的鏡頭均朝向投影表面(3)；將特殊輸入圖像輸入投影儀(2)投影照射至投影表面(3)上，相機(1)采集投影儀(2)投影照射至投影表面(3)后的投影結果作為輸出圖像；利用特殊輸入圖像和輸出圖像進行失焦卷積核標定等步驟獲得補償圖片，將補償圖片作為投影儀(2)的輸入對投影儀(2)待投影圖片進行校正補償，進行投影照射獲得失焦補償后清晰的投影結果；

所述失焦卷積核標定，包括如下步驟：

步驟1.1：將正弦條紋圖序列的特殊輸入圖像輸入投影儀(2)，投影儀(2)將正弦條紋圖序列中各個正弦條紋圖依次投影照射至投影表面(3)，相機(1)依次采集各個正弦條紋圖的投影結果作為輸出圖像；

步驟1.2：根據正弦條紋圖序列對應獲得的各個輸出圖像，求解空間變換關系；

步驟1.3：將稀疏點圖的特殊輸入圖像輸入投影儀(2)，投影儀(2)將稀疏點圖投影照射至投影表面(3)，相機(1)依次采集稀疏點圖的投影結果作為輸出圖像；

然后利用空間變換關系將稀疏點圖的輸出圖像進行變換獲得像素匹配后的輸出圖像；

步驟1.4：對于稀疏點圖中的每一個發光像素點，在像素匹配后的輸出圖像中以與該發光像素點的相同位置的點為圓心建立圓形鄰域，由此獲得與該發光像素點一一對應的彌散圓并進行歸一化，歸一化后的彌散圓作為投影儀坐標系中發光像素點所在位置的失焦卷積核的標定圖；

步驟1.5：對于位于稀疏點圖中的每一個不發光的像素點，尋找與其距離最近、且圍成矩形區域的4個發光像素點，該矩形區域將該不發光的像素點包圍在內；若找到滿足上述要求的4個發光像素點，則結合步驟1.4中所獲得的上述4個發光像素點所在位置的失焦卷積核標定圖，通過雙線性插值的方式，獲得不發光的像素點所在位置的失焦卷積核的標定圖；

在進行上述雙線性插值之前，尋找上述4個發光像素點所在位置的失焦卷積核的標定圖中的最大半徑；并將上述4個失焦卷積核中小于該最大半徑的失焦卷積核擴充至該最大半徑，擴充的部分的像素點補以零灰度值，使得上述4個失焦卷積核具有相同大小；

步驟1.6：對于位于稀疏點圖中的每一個不發光的像素點，若不能找到滿足步驟1.5中要求的4個發光像素點，則說明該像素點位于投影儀成像坐標系的邊緣處，則找到與該不發光像素點距離最近的、已獲得失焦卷積核標定圖的像素點，以該失焦卷積核標定圖作為該不發光的像素點所在位置的失焦卷積核的標定圖；至此，對于投影儀成像平面坐標系中的每一個像素點，均有與之一一對應的失焦卷積核的標定圖。

2.如權利要求1所述的一種基于邊緣感知的投影儀失焦校正方法，其特征在于：所述特殊輸入圖像，包括稀疏點圖和正弦條紋圖序列；所述稀疏點圖由若干長度和寬度均相等的正方形的發光像素點構成，每個發光像素點在稀疏點圖中沿水平方向和豎直方向等距離矩形陣列分布；所述正弦條紋圖序列由若干沿水平方向/豎直方向偏移錯位的正弦條紋圖組成，每個正弦條紋圖由沿豎直方向/水平方向分布的條紋構成。

3.如權利要求1所述的一種基于邊緣感知的投影儀失焦校正方法，其特征在于：所述歸一化后的彌散圓，是將彌散圓中的每一個灰度值，與該彌散圓中的最大灰度值相除后所得的結果。

4.如權利要求1所述的一種基于邊緣感知的投影儀失焦校正方法，其特征在于：采用分塊掃描的方式對用于失焦卷積核標定的特殊輸入圖像進行投影；分塊掃描是將特殊輸入圖像分割為若干大小相等且相互不重疊的小矩形區域，每次逐一投影和采集特殊輸入圖像在一個小矩形區域的內容，并獲得該小矩形區域內的部分失焦卷積核的標定圖；對小矩形區域進行遍歷，獲得失焦卷積核的標定圖。