投影顯示圖像顏色失真校正研究.pdf

1、投影顯示作為一種大畫(huà)面顯示方式，憑借其自身設(shè)備與顯示屏幕分離的顯著特點(diǎn)在顯示領(lǐng)域未來(lái)拓展中表現(xiàn)出巨大的潛力，因而受到人們的普遍關(guān)注?，F(xiàn)有投影顯示技術(shù)以理想暗室環(huán)境和均勻漫反射白屏作為圖像顏色再現(xiàn)的基本條件，而投影顯示的應(yīng)用拓展以及在未來(lái)向移動(dòng)應(yīng)用的發(fā)展趨勢(shì)要求其在現(xiàn)實(shí)環(huán)境中的物理表面上再現(xiàn)圖像時(shí)，勢(shì)必帶來(lái)因顏色失真而導(dǎo)致投影顯示圖像質(zhì)量的劣化問(wèn)題，所以研究常見(jiàn)物理表面投影顯示圖像的顏色失真及其校正對(duì)于投影顯示技術(shù)的發(fā)展具有非常重要的意義

2、。為此，本論文主要針對(duì)現(xiàn)有投影顯示設(shè)備在帶有亮色圖案或紋理的漫反射彩色表面上進(jìn)行圖像投影時(shí)的顏色失真校正問(wèn)題展開(kāi)理論方法和實(shí)驗(yàn)技術(shù)的探索性研究。
　　 根據(jù)投影顯示技術(shù)原理，分析了現(xiàn)有投影顯示設(shè)備在日常環(huán)境中的彩色表面上投影顯示時(shí)的顏色再現(xiàn)物理過(guò)程，建立了相應(yīng)的物理模型，并系統(tǒng)全面地討論了彩色表面投影顯示圖像顏色失真的物理因素和心理感知因素。由此，提出了基于投影儀相機(jī)系統(tǒng)的投影顯示圖像顏色失真校正方案，并從圖像的來(lái)源、彩色表面投

3、影顯示特點(diǎn)以及圖像再現(xiàn)意圖三個(gè)方面來(lái)探討顏色失真校正的測(cè)評(píng)依據(jù)?；诶硐脶樋啄Ｐ秃皖伾佻F(xiàn)物理模型，建立了投影顯示圖像從輸入像素到輸出像素的幾何映射模型以及顏色轉(zhuǎn)換模型，并給出了投影顯示圖像顏色失真校正的一般性數(shù)學(xué)描述。
　　 結(jié)合投影儀相機(jī)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的特點(diǎn)，提出了幾何映射的實(shí)施算法，并將算法分為采樣分割、區(qū)域編碼、區(qū)域定位、區(qū)域識(shí)別以及像素映射五個(gè)過(guò)程，評(píng)價(jià)結(jié)果表明其精度已達(dá)到像素級(jí)水平。對(duì)投影儀的顯示特性、相機(jī)的響應(yīng)特性以及投

4、影儀相機(jī)整個(gè)系統(tǒng)的傳輸特性進(jìn)行測(cè)試，以此為基礎(chǔ)將相機(jī)顏色空間設(shè)為顏色特征化空間，根據(jù)暗室和亮室兩種不同環(huán)境下的彩色表面投影顯示特點(diǎn)，分別建立其顏色特征化的模型；同時(shí)，考慮到特征化實(shí)施的效率和系統(tǒng)應(yīng)用的靈活性等實(shí)用性能，提出了分別適于不同環(huán)境的準(zhǔn)在線和在線顏色特征化算法。采用ISO標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試圖像對(duì)不同顏色特征化算法的預(yù)測(cè)性能進(jìn)行評(píng)價(jià)，結(jié)果表明兩種算法在不同環(huán)境下的的特征化精度沒(méi)有明顯差異，其正向預(yù)測(cè)的各通道誤差△R、△G、△B的平均值都在1

5、0左右，而反向預(yù)測(cè)通道誤差都在20左右，達(dá)到了圖像校正的應(yīng)用要求。
　　 根據(jù)圖像質(zhì)量評(píng)價(jià)的研究現(xiàn)狀，確定了將輸入補(bǔ)償圖像的求解分解為目標(biāo)輸出顏色和輸入補(bǔ)償顏色兩個(gè)計(jì)算過(guò)程的技術(shù)方案?；陬伾佻F(xiàn)評(píng)價(jià)目標(biāo)以及圖像再現(xiàn)意圖，分別以色度再現(xiàn)和等價(jià)再現(xiàn)兩種評(píng)價(jià)目標(biāo)來(lái)建立在暗室和亮室環(huán)境下顏色失真校正目標(biāo)輸出顏色的計(jì)算方法，并在顏色特征化的基礎(chǔ)上分別提出了兩種不同照明環(huán)境下針對(duì)兩種不同再現(xiàn)意圖的目標(biāo)色和補(bǔ)償色的適應(yīng)性算法，最終確立了投影