[发明专利]多投影仪屏幕特征点自动拍照及去噪识别方法

说明书

本发明公开了一种多投影仪屏幕特征点自动拍照及去噪识别方法，相机固定于机械控制装置上，自动完成调整相机位置及焦距，使相机正对屏幕中心，实现自动定位，然后使用相机完成所有投影屏幕的所有特征点拍摄，最后去除公共噪声区域，识别所有特征点，建立相机空间到投影仪空间的映射矩阵，用特征点的投影仪坐标运行几何校正算法进行几何校正。本发明支持相机自动定位和拍照，同时在特征点识别过程中，递归的去除图片公共噪声区域，有助于更精确地识别出特征点，排除噪声干扰，提升优化最终的几何校正结果。

技术领域

本发明涉及投影显示和图像处理技术领域，尤其涉及一种多投影仪屏幕特征点自动拍照及去噪识别方法。

背景技术

随着科学技术的高速发展以及信息量的急速膨胀，在影视动漫产业、数字与虚拟城市及社区、建筑设计和规划、汽车设计与制造、遥感和指挥以及大规模科学计算可视化等诸多领域，人们对显示技术的要求也越来越高。由于受到目前显示设备分辨率的限制，无法对超大尺寸、高分辨率的数据进行有效显示。其中主要的需求反映在：高分辨率、超大物理尺寸、沉浸感。投影仪阵列拼接显示系统是由多台投影仪和软件或者硬件图像控制单元构成的大屏幕显示系统。通过多台投影仪的拼接，可以提供高分辨率、高物理尺寸、高亮度的画面输出。考虑到成本和可行性等多方面因素，投影仪阵列拼接显示技术成为一个备受关注的研究热点。

传统的单台显示设备在分辨率和亮度上的有局限性，一个比较常用的解决方案是利用多台显示设备阵列进行大屏显示，提供高分辨率，但是该项技术具有明显的拼接缝隙，需要进行几何校正和边缘融接，其中的一种技术是综合使用相机和多投影仪、同时根据采集的特征点建立相机和投影仪之间的映射矩阵，然后进行几何校正，这种方法执行过程的不足之处在于，一方面相机的位置可能需要手动调整才能达到最优的效果，另一方面相机拍摄过程中，环境噪声可能会对特征点的识别产生影响，从而不能精确识别特征点，造成最后重建融合的效果不好。

发明内容

本发明的目的在于针对已有技术的不足，提供一种多投影仪屏幕特征点自动拍照及去噪识别方法，该方法实现相机控制的自动化拍照；并且能够更精确地识别出特征点。

为了实现上述目的，本发明提供的技术方案为：提供一种多投影仪屏幕特征点自动拍照及去噪识别方法，包括如下步骤：

(1)机械控制装置置于投影屏幕阵列前面一定距离，相机固定于机械控制装置上；

(2)经纬仪结合投影仪投射白色矩形特征点到对应投影屏幕中心位置，相机拍照并识别白色矩形特征点的四个角点，根据计算结果自动调整相机位置及焦距，使相机正对屏幕中心，矩形特征点在拍摄照片上占据恰当面积大小，实现自动定位；

(3)相机自动定位成功后，每隔一定时间用经纬仪打出一个矩形特征点到投影屏幕上，使用相机自动拍摄每个特征点照片，直至完成当前投影屏幕的所有特征点拍摄；

(4)重复步骤(2)～(3)，逐次完成所有投影屏幕的特征点拍摄；

(5)去除公共噪声区域，识别所有特征点，将特征点的坐标由相机坐标转换到投影仪空间坐标，建立相机空间到投影仪空间的映射矩阵，用特征点的投影仪坐标运行几何校正算法进行几何校正。

上述步骤(2)中，相机实现自动定位的方法步骤为：

(2.1)识别白色矩形特征点的四个角点的坐标点，分别为p₀，p₁，p₂，p₃；

(2.2)计算白色矩形特征点的中心坐标点p₄，照片的中心坐标点p₅，及矩形方块占据整个相片面积大小比率aspect：

p₄＝(p₀+p₃)/2,