[發明專利]一種基于色彩空間轉換的投影圖像顏色校正方法

有效

• 申請號: 202011207709.0
• 申請日: 2020-11-03
• 公開（公告）號: CN112312106B
• 公開（公告）日: 2021-06-22
• 發明（設計）人: 侯培國;張錚;宋濤;祁繼輝
• 申請（專利權）人: 燕山大學
• 主分類號: H04N9/31
• 分類號: H04N9/31
• 代理公司: 石家莊眾志華清知識產權事務所(特殊普通合伙) 13123
• 代理人: 張明月

1.一種基于色彩空間轉換的投影圖像顏色校正方法，其特征在于：包括以下步驟：

步驟1)將RGB色彩空間的圖片轉換至Lab顏色空間，分別單獨提取Lab顏色空間中的L、a、b三個通道，L通道表示像素的亮度，a、b通道分別表示像素的色度；

步驟2)在Lab顏色空間分別生成L、a、b三個通道的強度圖像顏色樣本集合P_L、P_a、P_b；

步驟3)分別用各投影儀將L、a、b三個通道的顏色樣本集合P_L、P_a、P_b中的全部顏色樣本單獨投影至屏幕，并用相機依次拍攝投影畫面，分別提取成L、a、b三個通道在攝像空間內投影畫面的有效區域，計算L、a、b三個通道有效區域內的顏色強度平均值的集合；

步驟4)通過三次B樣條曲線求得攝像空間和原始圖像的亮度、色度的轉換關系；

步驟5)驗證顏色校正是否理想：分別計算投影畫面彼此的L通道、a通道、b通道的顏色強度差值，若強度差值＞5，重復步驟2)、步驟3)和步驟4)；若強度差值≤5，則進行步驟6)；

步驟6)根據步驟4)分別求取L通道每個投影儀攝像空間和原始圖像的亮度和色度的轉換關系，將L通道的顏色樣本集合P_L中的全部顏色樣本分別投影至屏幕并用攝像機拍攝；

步驟7)對相鄰的投影圖像進行同時投影，投影畫面重疊區域亮度會高于非重疊區域，根據攝像空間內重疊區域與非重疊區域的亮度值比較，對L通道的顏色樣本集合P_L中的全部顏色樣本分別選取各自的伽馬系數；

步驟8)采用衰減函數對重疊區域的亮度進行調節并根據每一個L通道的顏色樣本集合P_L中的全部顏色樣本的伽馬系數構建三次B樣條曲線來確定不同亮度值各自的伽馬系數，進行投影畫面重疊區域亮度顏色校正；

步驟9)驗證亮度融合效果是否理想：若步驟8)中的投影畫面重疊區域與非重疊區域的顏色強度差值＞5，則重復步驟6)、步驟7)和步驟8)直至步驟8)中的投影畫面重疊區域與非重疊區域的顏色強度差值≤5，校正過程結束。

2.根據權利要求1所述的一種基于色彩空間轉換的投影圖像顏色校正方法，其特征在于：所述步驟2)中L通道的強度圖像顏色樣本集合P_L生成過程為：將a通道和b通道的顏色強度值均取值為128，L通道在OpenCV上的實際取值范圍為[0,255]，以均勻間隔15，在OpenCV上分別生成L通道的18張圖像；a通道的強度圖像顏色樣本集合P_a生成過程為：將L通道和b通道的顏色強度值均取值為128，a通道在OpenCV上的實際取值范圍為[0,255]，以均勻間隔15，在OpenCV上分別生成a通道的18張圖像；b通道的強度圖像顏色樣本集合P_b生成過程為：將L通道和a通道的顏色強度值均取值為128，b通道在OpenCV上的實際取值范圍為[0,255]，以均勻間隔15，在OpenCV上分別生成b通道的18張圖像。

3.根據權利要求2所述的一種基于色彩空間轉換的投影圖像顏色校正方法，其特征在于：所述步驟3)中分別用各投影儀將L、a、b三個通道各自的18張圖像單獨投影至屏幕，并用相機依次拍攝投影畫面，使用OpenCV的輪廓檢測函數得到攝像空間內投影畫面的有效區域，應用OpenCV軟件程序計算L、a、b三個通道各自的18張投影畫面有效區域內顏色強度平均值的集合。

4.根據權利要求3所述的一種基于色彩空間轉換的投影圖像顏色校正方法，其特征在于：所述步驟4)中通過三次B樣條曲線可準確求得攝像空間和原始圖像的亮度、色度的轉換關系，如下式所示：

其中，P_i,3為原圖像L或a或b通道的強度值；t∈[0,1]，表示攝像空間內投影畫面對應通道的強度值；k＝0,1,2,3；P_i+k為B樣條曲線每一個控制點；F_k,3(t)表示B樣條基函數，如下式所示：