基于投影圖像自適應校正方法的智能投影系統(tǒng)研究.pdf

1、隨著可視化技術(shù)、虛擬現(xiàn)實以及普適計算環(huán)境的推廣，以投影光學為核心技術(shù)的各種投影設備在日常生活中扮演著重要的角色。作為教育和科研領(lǐng)域的一種傳統(tǒng)輔助顯示設備，常規(guī)投影機可以提供大范圍可伸縮的投影圖像來適應各種不同尺寸的投影顯示區(qū)域。近些年來，投影機在顯示流明、像素質(zhì)量、制造成本等多個方面有了突破進展，但是將投影機應用在日常生活環(huán)境以及特定功能可視化顯示環(huán)境中仍然會遇到各種問題，諸如復雜的非常規(guī)投影顯示環(huán)境對投影圖像的視覺干擾和繁瑣的人工投影

2、圖像校正手段都大大局限了投影機的使用人群和適用范圍。
　　在這種背景下，針對投影圖像的自適應校正算法和新型智能投影系統(tǒng)的研究是近些年計算機視覺和投影光學等研究領(lǐng)域的熱門問題。本文對投影圖像的自適應幾何校正、投影圖像的自適應顏色補償、投影圖像的失焦模糊消除這三個關(guān)鍵問題進行研究，分別針對以上三個方向提出了單投影系統(tǒng)自主感知復雜投影環(huán)境的幾何形態(tài)并自適應投影圖像幾何校正、自主感知投影環(huán)境固有紋理和環(huán)境光干擾并自適應投影圖像顏色校正，以

3、及自主感知投影失焦效果并自適應投影圖像模糊消除的實時投影圖像校正算法。最終，基于該算法設計并實現(xiàn)了一套自主感知投影環(huán)境進行投影圖像自適應校正的便攜式智能投影系統(tǒng)，同時，以現(xiàn)代戰(zhàn)場作為特定應用對象將智能投影系統(tǒng)作為一種可穿戴式作戰(zhàn)輔助系統(tǒng)進行實例研究。
　　總結(jié)起來，作者認為本文的主要貢獻在于:
　　1.研究了一種基于離散像素映射集合的投影圖像幾何校正算法，該算法有效解決了復雜幾何投影環(huán)境的投影圖像幾何校正問題，其核心校正流程

4、是一個獨立的投影幾何圖像自主校正系統(tǒng)，不需要人工手動進行調(diào)整，不僅簡化了投影機用戶的安裝調(diào)校過程，還可以不受空間限制、隨時隨地進行放映，實現(xiàn)了“任意擺放、隨處投影”。
　　2.研究了一種基于優(yōu)化朗伯特反射模型的投影圖像顏色校正算法，該算法對投影設備進行平面和非平面環(huán)境的智能幾何校正和顏色補償，可以有效消除日常生活環(huán)境中多種復雜幾何表面和固有不規(guī)則紋理對投影圖像引起的顏色偏差和交叉面光散射現(xiàn)象，最終擺脫投影設備對專業(yè)投影幕布的依賴，

5、將任意生活場景作為“白色幕布”進行放映。
　　3.研究了一種基于多尺度卷積核模板的投影模糊消除算法，基于該算法的投影模糊消除系統(tǒng)可以渲染并輸出投影模糊消除圖像直接進行投影，相對以往研究方法具有顯著的精確度和計算效率的提高。同時，該算法可以直接應用于投影系統(tǒng)的實時演示放映，有效提升了投影圖像分辨率和細節(jié)識別度，最終實現(xiàn)了投影圖像自適應模糊消除。
　　4.綜合以上技術(shù)，實現(xiàn)了一套自主感知投影環(huán)境并自適應進行投影圖像校正的便攜式智