[发明专利]一种大尺度异形面投影几何校正方法

说明书

本发明涉及一种大尺度异形面投影几何校正方法，包括：获取原始结构光编码图像，并将所述原始结构光编码图像投射到异形面上，得到结构光投影图像；拍摄所述结构光投影图像并进行解码，得到所述结构光投影图像像素和所述原始结构光编码图像像素之间的映射关系；基于所述映射关系，将待投影图片进行映射处理，生成原始投影图像，对所述原始投影图像进行预畸变处理，完成对异形面投影的几何校正。本发明解决了各种异形投影面的几何校正，操作方便。

技术领域

本发明涉及图像校正技术领域，特别是涉及一种大尺度异形面投影几何校正方法。

背景技术

目前，随着投影技术的应用越来越广泛，在实践中发现，经常需要将某一投影画面投影至异形投影面，此时需要对投影画面进行几何校正。当投影面为凹凸不平的异形面时，如果不对投影机图像进行几何校正，则观众观察到的投影图像不仅有常见的梯形失真，而且观察到的图像受异形投影面影响会产生严重扭曲。

文旅演出或展览展示经常需要在山洞这一类投影面进行投影几何校正。这一类大尺度异形投影面，表面不平，有凸起或凹陷。要想使观众在最佳视点获取平面上投影的视觉体验效果，工程上通常采用在异形投影面拉网格，并通过人工手动控制的方式，实现投影几何校正。项目施工过程繁琐，对现场施工人员技术要求高。

为了投影出最佳视点下无畸变的图像(即观众在最佳视点观察到的图像与投影机在理想平面投影面上投影出的图像一样)，本发明在最佳视点设置相机，模拟人眼在最佳视点观察到的投影图像。投影机投射出一组编码结构光图像，相机相应对异形面上投影的结构光图像成像。对相机图像进行解码，获取投影机图像与相机图像像素之间的映射关系。由于相机与投影机分辨率不同，以及异形投影面表面吸收投影出的结构光，投影机图像像素与相机图像像素之间的映射关系会有部分缺失，因此需要对映射关系进行后处理。

发明内容

本发明的目的是提供一种大尺度异形面投影几何校正方法，以解决上述现有技术中存在的问题。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种大尺度异形面投影几何校正方法，包括：

获取原始结构光编码图像，并将所述原始结构光编码图像投射到异形面上，得到结构光投影图像；

拍摄所述结构光投影图像并进行解码，得到所述结构光投影图像像素和所述原始结构光编码图像像素之间的映射关系；

基于所述映射关系，将待投影图像进行映射处理，生成原始投影图像，对所述原始投影图像进行预畸变处理，完成对异形面投影的几何校正。

优选地，获取所述原始结构光编码图像包括：

基于时空编码的方法预设一组编码后的条纹图像，通过投影装置按顺序投射所述编码后的条纹图像，将所述编码后的条纹图像投射在不规则的投影幕上，获取所述原始结构光编码图像。

优选地，解码所述结构光投影图像，包括：

将拍摄到的所述结构光投影图像中相反的图像作差，然后将所述结构光投影图像转换为二值图像，得到所述结构光投影图像中每张图像的每个像素位置，此时，所述像素位置都有唯一对应的二进制码，将所述二进制码转换为十进制数，得到对应的投影机像素坐标。

优选地，基于所述投影机像素坐标，分别投影X轴和Y轴的所述原始结构光编码图像并进行计算，得到所述结构光投影图像像素和所述原始结构光编码图像像素之间的映射关系：

(x_c，y_c)→(x_p，y_p)

其中，(x_c，y_c)为相机图像像素坐标，(x_p，y_p)为投影图像像素坐标。