[發(fā)明專利]一種基于色彩空間轉(zhuǎn)換的投影圖像顏色校正方法

有效

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• 申請日: 2020-11-03
• 公開（公告）號: CN112312106B
• 公開（公告）日: 2021-06-22
• 發(fā)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(chǎn)權事務所(特殊普通合伙) 13123
• 代理人: 張明月

本發(fā)明公開了一種基于色彩空間轉(zhuǎn)換的投影圖像顏色校正方法，屬于虛擬現(xiàn)實投影圖像處理領域，本發(fā)明針對亮度與色度在顏色校正中相互影響、多投影重疊區(qū)域亮度校正效果不理想的問題，提出基于Lab空間的亮度、色度分離校正和基于B樣條的伽瑪校正調(diào)節(jié)重疊區(qū)域亮度的方案，本發(fā)明保證了顏色校正的準確性，相對于RGB色彩空間，在Lab顏色空間通過B樣條曲線進行顏色校正，本發(fā)明保證了顏色校正的準確性，相對于RGB色彩空間，在Lab顏色空間通過B樣條曲線進行顏色校正。

技術領域

本發(fā)明涉及虛擬現(xiàn)實投影圖像處理領域，尤其是一種基于色彩空間轉(zhuǎn)換的投影圖像顏色校正方法。

背景技術

虛擬現(xiàn)實技術是二十一世紀重要的發(fā)展學科，也是影響人們生活的重要技術之一。虛擬現(xiàn)實技術研究內(nèi)容涉及多個領域，以計算機為基礎，運用高科技手段，以模仿的方式大幅提升視覺、聽覺、觸覺效果，使用戶產(chǎn)生沉浸于虛擬環(huán)境的感覺。近年來，隨著計算機技術的發(fā)展進步，虛擬現(xiàn)實技術的也快速發(fā)展。球幕投影系統(tǒng)是一種完全沉浸式的VR顯示系統(tǒng)，由于其能擴大用戶視角，提供全方位觀察，帶來更佳的視野范圍和更強的臨場感，現(xiàn)已成為國內(nèi)外虛擬現(xiàn)實技術領域的研究的熱門方向之一。一個良好的多投影系統(tǒng)應該具有良好的畫面一致性、高度的真實感，但是由于投影幕顏色不均勻、投影環(huán)境光線不均、投影儀型號不一致等一系列問題，投影畫面的亮度和色度會發(fā)生改變，投影重疊區(qū)域亮度過高，導致呈現(xiàn)畫面不真實，影響用戶體驗。

如今存在一些多投影的顏色校正方法，多選用RGB空間，對重疊區(qū)域僅針對單一亮度值進行伽瑪校正，但是在RGB空間進行顏色校正，亮度和色度不分離，互相干擾，影響校正的準確度，而且針對單一亮度值進行伽瑪校正，影響其他亮度條件下校正的準確度。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明需要解決的技術問題是提供一種基于色彩空間轉(zhuǎn)換的投影圖像顏色校正方法,將RGB色彩空間轉(zhuǎn)換至Lab色彩空間，對亮度和色度分別進行校正，構建三次B樣條曲線來確定不同亮度值各自的伽馬系數(shù)對重疊區(qū)域亮度進行調(diào)節(jié)。

為解決上述技術問題，本發(fā)明所采用的技術方案是：一種基于色彩空間轉(zhuǎn)換的投影圖像顏色校正方法，包括以下步驟：

步驟1)將RGB色彩空間的圖片轉(zhuǎn)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(nèi)投影畫面的有效區(qū)域，計算L、a、b三個通道有效區(qū)域內(nèi)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(zhuǎn)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(jù)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(zhuǎn)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(qū)域亮度會高于非重疊區(qū)域，根據(jù)攝像空間內(nèi)重疊區(qū)域與非重疊區(qū)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(shù)；

步驟8)采用衰減函數(shù)對重疊區(qū)域的亮度進行調(diào)節(jié)并根據(jù)每一個L值對應的伽馬系數(shù)構建三次B樣條曲線來確定不同亮度值各自的伽馬系數(shù)，進行投影畫面重疊區(qū)域亮度顏色校正；