专利名称：基于相机的多投影自动校正显示系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及计算机图形学、系统软件、计算机网络等领域，具体涉及基于相机的多投影自动校正显示系统，该系统包括基于自主几何位置校正，背景纹理颜色校正和多投影显示三个部分。
背景技术：
基于相机的多投影自动校正显示技术是在诸如多个投影仪投射在有纹理的背景此类应用实例中自动化的实现多个投影仪投射画面拼接并且消除背景纹理对于观察效果影响的技术。所述多投影自动校正显示技术，即在不用人为的移动投影仪，调整相关参数的情况下，借助相机通过采用嵌入式结构光的方法实时自主的完成多个投影仪画面之间的拼接，并且很大限度的消除投影背景纹理对于观察效果的影响，该技术不需要大幅缩减投影画面的动态范围，对画面影响小；投影校正过程中无需中断正常显示。基于相机的多投影自动校正显示技术涉及自主几何校正，背景纹理颜色校正以及多投影显示三部分。基于结构光的自主几何校正子系统主要由空间映射子模块、结构光提取子模块以及特征点识别子模块组成，用于建立投影画面与现实世界的映射关系和自主检测投影画面并生成实时的几何校正参数。背景纹理颜色校正子系统主要由颜色校正模块和色彩增强模块组成，用于减少投影背景纹理对于观察效果的影响以及增强画面效果。多投影显示子系统主要完成于主控节点的网络通信，结构光的嵌入以及控制多个显示节点显示画面。现有的多投影自动校正显示系统大都无法满足用户对于可用性的要求。D.Cotting等人利用DLP投影仪的成像原理，在投影显示时，根据待嵌入结构光图像，调整投影画面各像素点颜色值，控制微镜片的翻转状态，使用相机拍摄投影画面，从而捕获到嵌入在投影画面中的结构光图像，再根据捕获的结构光图像进行投影画面校正。其方法在投影画面中嵌入结构光图像时，需对原始画面进行大量颜色替换，造成嵌入后画面偏色效果明显。D.Cotting等人采用了多种方法改进嵌入结构光后的画面质量，但最终输出画面动态范围被大幅缩减，视觉感知效果不佳。J.Zhou等人提出一种基于计算机视觉方法的多投影显示连续动态校正技术，他们对每台投影仪进行改造，在投影仪上安装固定一个相机，并通过计算机视觉方法重建投影屏幕的三维几何。当检测到投影仪位置发生移动时，位置移动的投影仪输出黑屏画面，其相邻投影仪仍显示正常投影画面。固定在该投影仪上的相机对投影区域进行拍摄，从投影重叠区域的画面中提取特征点，并根据特征点信息进行投影画面校正。J.Zhou等人提出的方法进行投影画面校正时，要求至少有一台相邻投影仪没有移动。而在实际应用中，相邻投影仪往往同时被触碰移动。同时其方法对进行投影校正时，需输出黑屏，用户体验效果不佳。其方法对投影画面内容具有一定的依赖性，要求投影重叠区域的图像中包含较多数量特征点。当投影画面中包含的特征点数量较少时，其方法无法进行有效投影几何校正。针对上述这些问题，本发明给出一种基于嵌入式结构光的自主校正集成技术，利用120Hz的投影仪在投影画面中插入人眼难以察觉的结构光图像，在不规则显示表面上实现投影画面实时自主校正的方法。除了上述基于嵌入式结构光的自主校正技术外，基于相机的多投影自动校正显示系统必需解决的另一个核心问题是:将投影的画面投射在任何表面，消除投射表面本身的颜色纹理对于投影效果的影响，并且通过调整投影的亮度等因素，提高人们的观察体验。研究者认为，在多投影显示系统中加入自主几何校正，颜色校正的模块具有广泛的应用前景。然而，现有多投影显示系统一般在初始化时就设定好相应的校正参数，对于投影仪的移动无法做出自动的调整。此外，现有的多投影显示系统普遍没有考虑投影背影的颜色纹理对于投射效果的影响，并未考虑对于投影画面进行颜色校正。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术存在的缺陷，提供一种基于相机的多投影自动校正的系统，该系统通过相机拍摄的方法，提取投影画面中嵌入的结构光，通过判别特征点设定几何校正的参数，通过相机拍摄，获得屏幕背景纹理的参数，计算出颜色校正后的图像，减少背影纹理对于观察效果的影响。本发明的进一步目的是提供一种基于相机的多投影自动校正的方法，该方法能够在投影过程中实时的通过相机拍摄图像，对投影图像显示的位置以及颜色进行自动校正，获得较为良好的视觉观察效果。本发明给出的基于相机的多投影自动校正显示系统架构如图1所示，该系统包括自主几何校正子系统、颜色校正子系统和多投影显示子系统。在多投影自动校正应用中，进行业务的流程包括:使用者摆放好相机以及投影仪，同步相机以及多投影显示子系统的显示节点，使用自主几何校正子系统获得相机空间到投影空间的映射关系；将空间的映射关系发送给颜色校正子系统，通过拍摄获取屏幕背影纹理的颜色以便计算出相应的颜色校正的参数，所述的颜色校正参数包括颜色混合矩阵，辐照响应函数曲线，色彩增强后的图像；反馈颜色校正参数，自主几何校正子系统将校正信息发送给多投影显示子系统，所述的校正信息包括颜色校正参数 ，空间映射关系，多投影重合区域参数；多投影显示子系统对投影图像嵌入结构光，根据空间映射关系，颜色校正以及投影重叠区域参数对画面进行几何校正以及颜色校正，对多投影重叠区域的亮度进行衰减，投射投影图像；在多投影显示子系统投影的过程中，自主几何校正子系统使用相机同步拍摄每一帧画面的图像，提取嵌入在画面中的结构光，对结构光图像进行处理，获得当中的特征点，检验特征点是否发生位置的移动，如果移动则计算几何校正参数，并发送至多投影显示子系统，对投影画面进行更新。本发明中，提供一种自主几何校正子系统，该子系统能够通过相机拍摄获得相机空间和投影屏幕空间的映射关系表，获取结构光特征点参数，以及向多投影显示节点发送图像校正 目息。本发明中，提供一种背景纹理颜色校正子系统，该子系统能够消除投影屏幕背景颜色对于投影效果的影响，并且它可以反馈颜色校正参数。所述的颜色校正参数包括颜色混合矩阵，辐照响应函数曲线，色彩增强后的图像。本发明中，提供一种多投影显示子系统，该子系统能够实现图像视频的投放，并根据获得的校正信息自动对于投射图像做出几何校正以及颜色校正。所述的校正信息包括颜色校正参数，空间映射关系，多投影重合区域参数。
本发明提供一种主控节点服务器多线程加速的方法，该方法能够实现主控节点服务器的优化，将可以同时进行的计算工作，利用多个线程在多核处理器上并行完成，大幅减少了计算时间，提升了系统响应速度。本发明提供一种显示节点服务器GPU加速的方法，该方法将计算完全在GPU中进行，利用GPU对双线性插值，浮点运算及纹理映射等计算过程进行加速，实时生成投影画面。具体而言，本发明提供的一种基于相机的多投影自动校正的系统，其特征在于，该系统包括自主几何校正子系统、背景纹理颜色校正子系统、多投影显示子系统；所述自主几何校正子系统，用于通过相机拍摄获得相机空间和投影屏幕空间的映射关系表，获取结构光特征点参数，以及向多投影显示节点发送图像校正信息；所述背景纹理颜色校正子系统，用于消除投影屏幕背景颜色对于投影效果的影响，并且它可以反馈颜色校正参数；所述多投影显示子系统，用于实现图像视频的投放，并根据获得的校正信息自动对于投射图像做出几何校正以及颜色校正。本发明进一步提供了一种基于相机的多投影自动校正的方法，该方法包括；自主几何校正子系统通过相机拍摄的方法，提取投影画面中嵌入的结构光，通过判别特征点设定几何校正的参数；背景纹理颜色校正子系统通过相机拍摄，获得屏幕背景纹理的参数，计算出颜色校正后的图像，减少背影纹理对于观察效果的影响。本发明进一步提供了一种自主几何校正子系统，该子系统包括空间映射子模块、结构光提取子模块、特征点识别子模块；所述空间映射子模块，用于初始化时通过对相机采集的图像的处理生成相机空间到屏幕空间的映射关系，在特征点识别子模块返回特征点信息时，将特征点坐标从相机空间转换到全局屏幕空间，并完成投影校正参数的计算，将参数传递到多投影显示的节点中；所述结构光提取子模块，用于管理相机组，完成相机的初始化工作，并控制相机组同时拍摄连续两帧的投影画面，提取嵌入在投影画面中的结构光图像，并将图像传输给特征点识别子模块；所述特征点识别子模块，用于对提取的结构光图像进行处理，识别其中的特征点信息，并将特征点参数传给空间映射子模块。本发明进一步提供了一种背景纹理颜色校正子系统，该子系统包括颜色校正子模块、色彩增强子模块；所述颜色校正子模块，用于控制数码相机，完成相机的初始化工作，通过拍摄一组照片，计算生成辐照相应函数以及颜色混合矩阵，并将颜色校正信息传递给色彩增强子模块；所述色彩增强子模块，用于获得颜色校正信息，为了增强用户的视觉体验效果，对于需要投射的图像进行处理，并将处理后的数据反馈给自主几何校正子系统。本发明进一步提供了一种多投影显示子系统，该子系统可划分为几何校正子模块、结构光嵌入子模块、颜色衰减子模块；
所述几何校正子模块，根据自主几何校正子系统提供的投影校正参数，计算绘制缓冲区全局纹理坐标的查找表；根据全局纹理坐标查找表，对于待显示的画面进行几何校正；所述结构光嵌入子模块，根据待嵌入结构光图像纹理，在几何校正后的待显示画面中嵌入结构光图像，并生成他的补色图像，将相应的图像传输给颜色衰减子模块；所述颜色衰减子模块，根据自主几何校正子系统提供的重叠区域参数以及颜色校正参数，对于投射图像的亮度进行相应的衰减。本发明还提供了一种主控节点服务器多线程加速的方法，其包括主控节点服务器主线程首先进行系统的初始化工作，根据系统使用的照相机的数量启动多个后台从线程，从线程启动后台后进入的等待任务状态，等待主线程唤醒并分配任务。完成初始化后，主线程唤醒所有的从线程，通知所有从线程开始结构光图像捕获及识别工作，并进入等待状态等待所有从线程完成任务。每个从线程唤醒后，根据同步信号拍摄连续两帧投影画面，计算出嵌入的结构光图像，识别出结构光图像中包含的特征点，并计算特征点对应的全局坐标。所有从线程完成任务后，重新回到等待任务状态。主线程则合并所有从线程的特征点识别结果，并根据识别结果进行运动检测或投影校正工作。本发明还提供了一种显示节点服务器GPU加速的方法，他包括显示节点服务器根据主控节点服务器识别的网络结构光图像顶点坐标，采用双线性插值方法生成绘制缓冲区所有的像素点的纹理坐标查找表，并根据重叠区域信息计算对应的亮度衰减图纹理。根据生成的绘制缓冲区纹理坐标查找表生成变形后的显示画面。根据待嵌入结构光图像纹理，在变形后显示画面中嵌入结构光图像。根据生成的亮度衰减图纹理，对嵌入结构光图像的变形显示画面进行重叠区域的亮度衰减，完成全部流程后进行缓冲区交换动作，结束当前帧的绘制流程。从上述方案可以看出，本发明在多投影自动校正的过程中，自主几何位置校正子系统建立投影画面与现实世界的映射关系并自主检测投影画面并生成实时的几何校正参数。背景纹理颜色校正子系统用于减少投影背景纹理对于观察效果的影响以及增强画面效果。多投影显示子系统完成于主控节点的网络通信，结构光的嵌入以及控制多个显示节点显示画面。从而实现自主几何校正和颜色校正的结合。本发明还公开了一种基于相机的多投影自动校正的方法，包括:利用结构光对于投影画面自主的进行几何位置的校正，对于投影画面进行颜色校正降低背景纹理的影响，色彩增强技术提高投影画面的观察体验。本发明的优点在于:本发明在多投影的环境下将自主的几何校正以及颜色校正技术融合在一起，解决了因投影仪移动而造成的投影画面拼接失败，投影背景纹理导致的投影画面失真的问题。本发明在多投影自动校正的过程中，自主几何位置校正子系统建立投影画面与现实世界的映射关系并自主检测投影画面并生成实时的几何校正参数。背景纹理颜色校正子系统用于减少投影背景纹理对于观察效果的影响以及增强画面效果。多投影显示子系统完成于主控节点的网络通信，结构光的嵌入以及控制多个显示节点显示画面。从而实现自主几何校正和颜色校正的结合，具有极大的社会价值和经济价值。
图1为本发明的基于相机的多投影自动校正显示系统的系统网络结构图。图2为本发明的多投影自动校正显示系统的一般示例流程图。图3为本发明的多投影自动校正显示系统的系统架构图。图4为本发明的多投影自动校正显示系统的系统模块架构图。图5为本发明的主控节点服务器多线程加速流程图。图6为本发明的显示节点服务器GPU加速流程图。
具体实施例方式为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明进一步详细说明。本发明在多投影自动校正的过程中，自主几何位置校正子系统建立投影画面与现实世界的映射关系并自主检测投影画面并生成实时的几何校正参数。背景纹理颜色校正子系统用于减少投影背景纹理对于观察效果的影响以及增强画面效果。多投影显示子系统完成于主控节点的网络通信，结构光的嵌入以及控制多个显示节点显示画面。从而实现自主几何校正和颜色校正的结合。结合图1所示，为本发明中的基于相机的多投影自动校正显示系统的系统网络结构图，该系统网络结构图中包括主控节点服务器，120FPS照相机，数码相机，同步发生器，显示节点服务器，120Hz投影仪:所述主控节点服务器，用于获取相机输入，建立投影画面与现实世界的映射关系并自主检测投影画面并生成实时的几何校正参数，减少投影背景纹理对于观察效果的影响以及增强画面效果，并将校正信息分发至显示节点服务器；所述120FPS照相机，用于在外接信号触发模式下以和投影仪相同的120FPS帧率同步拍摄照片，获取连续两帧的投影画面，将画面传输给主控节点服务器进行处理；所述数码相机，用于在接受主控节点服务器指令后自动拍摄一组连续的图像用于初始化辐照相应函数，并且获取屏幕纹理的图像，反馈给主控节点服务器；所述同步发生器，用于使系统中所有的相机以及显示节点服务器由同一信号发生器驱动，使得相机组能够同步拍摄到连续两帧的投影图像；所述120Hz投影仪，用于投射120Hz刷新的影像，为了使得投射画面与相机拍摄动作同步，投影画面的刷新必须和视频信号输入保持同步；所述显示节点服务器，用于完成相机组控制，结构光图像识别，投影校正参数计算，显示节点控制等功能。如图2所示，为本发明基于相机的多投影自动校正显示系统的一般示例流程图，该方法包括以下步骤:步骤201，启动自主几何校正子系统，建立相机空间和屏幕空间的映射关系。所述预先设计的数字媒体创意是一套包含目标特征定位、二维纹理图像替换、三维物体绘制、用户交互行为分析以及反馈信息生成和发送的完整功能模块。步骤202，调用背景纹理颜色校正子系统，获取颜色校正参数。所述的颜色校正参数包括颜色混合矩阵，辐照响应函数曲线，色彩增强后的图像。
步骤203，自主几何校正子系统通过实时拍摄计算出的几何校正参数，将所获得的校正参数分发到显示节点。所述的校正参数包括颜色校正参数，空间映射关系，多投影重合区域参数。步骤204，多投影显示系统通过获得的参数计算出所需要投射图像并且显示投影图像。下面通过图3对本发明中的客户端数字媒体引擎的P2SP下载流程进行说明。参见图3，为本发明给出的多投影自动校正显示系统的系统架构图，该架构图中包括自主几何校正子系统，背景纹理颜色校正子系统，多投影显示子系统，该流程包括以下步骤:步骤301，启动自主几何校正子系统，建立相机空间和屏幕空间的映射关系。所述预先设计的数字媒体创意是一套包含目标特征定位、二维纹理图像替换、三维物体绘制、用户交互行为分析以及反馈信息生成和发送的完整功能模块。步骤302，调用背景纹理颜色校正子系统，获取颜色校正参数。所述的颜色校正参数包括颜色混合矩阵，辐照响应函数曲线，色彩增强后的图像。步骤303，自主几何校正子系统通过实时拍摄计算出的几何校正参数，将所获得的校正参数分发到显示节点。所述的校正参数包括颜色校正参数，空间映射关系，多投影重合区域参数。步骤304，多投影显示系统通过获得的参数计算出所需要投射图像并且显示投影图像。所述的自主几何校正子系统，用于建立投影画面与现实世界的映射关系和自主检测投影画面并生成实时的几何校正参数。所述的背景纹理颜色校正子系统，用于减少投影背景纹理对于观察效果的影响以及增强画面效果。所述的多投影显示子系统，用于主控节点的网络通信，结构光的嵌入以及控制多个显示节点显示画面。参见图4，为本发明中的多投影自动校正显示系统的系统模块架构图，该架构图中包括自主几何校正子系统，背景纹理颜色校正子系统，多投影显示子系统，空间映射子模块，结构光提取子模块，特征点识别子模块，颜色校正子模块，色彩增强子模块。所述的自主几何校正子系统，该子系统包括空间映射子模块、结构光提取子模块、特征点识别子模块；所述的空间映射子模块，用于初始化时通过对相机采集的图像的处理生成相机空间到屏幕空间的映射关系，在特征点识别子模块返回特征点信息时，将特征点坐标从相机空间转换到全局屏幕空间，并完成投影校正参数的计算，将参数传递到多投影显示的节点中；所述的结构光提取子模块，用于管理相机组，完成相机的初始化工作，并控制相机组同时拍摄连续两帧的投影画面，提取嵌入在投影画面中的结构光图像，并将图像传输给特征点识别子模块；所述的特征点识别子模块，用于对提取的结构光图像进行处理，识别其中的特征点信息，并将特征点参数传给空间映射子模块。
所述的背景纹理颜色校正子系统，该子系统包括颜色校正子模块、色彩增强子模块；所述的颜色校正子模块，用于控制数码相机，完成相机的初始化工作，通过拍摄一组照片，计算生成辐照相应函数以及颜色混合矩阵，并将颜色校正信息传递给色彩增强子模块；所述的色彩增强子模块，用于获得颜色校正信息，为了增强用户的视觉体验效果，对于需要投射的图像进行处理，并将处理后的数据反馈给自主几何校正子系统。所述的多投影显示子系统，该子系统可划分为几何校正子模块、结构光嵌入子模块、颜色衰减子模块。所述几何校正子模块，根据自主几何校正子系统提供的投影校正参数，计算绘制缓冲区全局纹理坐标的查找表；根据全局纹理坐标查找表，对于待显示的画面进行几何校正；所述结构光嵌入子模块，根据待嵌入结构光图像纹理，在几何校正后的待显示画面中嵌入结构光图像，并生成他的补色图像，将相应的图像传输给颜色衰减子模块；所述颜色衰减子模块，根据自主几何校正子系统提供的重叠区域参数以及颜色校正参数，对于投射图像的亮度进行相应的衰减。下面通过图5、6的实例对本发明的主控节点服务器流程和显示节点服务器流程进行举例说明。参见图5，为本发明提出的主控节点服务器多线程加速流程图，该流程包括以下步骤:步骤501，主控节点服务器主线程首先进行系统的初始化工作，根据系统使用的照相机的数量启动多个后台从线程，从线程启动后台后进入的等待任务状态，等待主线程唤醒并分配任务。步骤502，完成初始化后，主线程唤醒所有的从线程，通知所有从线程开始结构光图像捕获及识别工作，并进入等待状态等待所有从线程完成任务。步骤503，每个从线程唤醒后，根据同步信号拍摄连续两帧投影画面，计算出嵌入的结构光图像，识别出结构光图像中包含的特征点，并计算特征点对应的全局坐标。步骤504，所有从线程完成任务后，重新回到等待任务状态。主线程则合并所有从线程的特征点识别结果，并根据识别结果进行运动检测或投影校正工作。参见图6，为本发明给出的显示节点服务器GPU加速流程图，该流程包括以下步骤:步骤601，显示节点服务器根据主控节点服务器识别的网络结构光图像顶点坐标，采用双线性插值方法生成绘制缓冲区所有的像素点的纹理坐标查找表，并根据重叠区域信息计算对应的亮度衰减图纹理。步骤602，根据生成的绘制缓冲区纹理坐标查找表生成变形后的显示画面。步骤603，根据待嵌入结构光图像纹理，在变形后显示画面中嵌入结构光图像。步骤604，根据生成的亮度衰减图纹理，对嵌入结构光图像的变形显示画面进行重叠区域的亮度衰减，完成全部流程后进行缓冲区交换动作，结束当前帧的绘制流程。以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而己，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种基于相机的多投影自动校正显示系统，其特征在于，该系统包括自主几何校正子系统、背景纹理颜色校正子系统、多投影显示子系统； 所述自主几何校正子系统，通过相机拍摄获得相机空间和投影屏幕空间的映射关系表，获取结构光特征点参数，以及向多投影显示节点发送图像校正信息； 所述背景纹理颜色校正子系统，消除投影屏幕背景颜色对投影效果的影响，并且反馈颜色校正参数； 所述多投影显示子系统，实现图像视频的投放，并根据获得的校正信息对投射图像做出几何校正以及颜色校正，其中，颜色校正参数包括颜色混合矩阵，辐照响应函数曲线和色彩增强后的图像。
2.一种基于相机的多投影自动校正的方法，其特征在于，该方法包括: 自主几何校正子系统通过相机拍摄的方法，提取投影画面中嵌入的结构光，通过判别特征点设定几何校正的参数； 背景纹理颜色校正子系统通过相机拍摄，获得屏幕背景纹理的参数，计算出颜色校正后的图像，减少背影纹理对于观察效果的影响。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述自主几何校正子系统通过相机拍摄的方法，提取投影画面中嵌入的结构光，通过判别特征点，包括: 自主几何校正子系统首先进行系统的初始化工作，开始结构光图像捕获及识别工作，根据同步信号拍摄连续两帧投影画面，计算出嵌入的结构光图像，识别出结构光图像中包含的特征点，并计算特征点对应的全局坐标，合并所有从线程的特征点识别结果，并根据识别结果进行运动检测或投影校正工作。
4.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述设定几何校正的参数，包括: 屏幕运动检测参数，屏幕重叠区域参数和投射图像几何变形参数。
5.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述背景纹理颜色校正子系统通过相机拍摄，获得屏幕背景纹理的参数，计算出颜色校正后的图像，减少背影纹理对于观察效果的影响，包括: 使用照相机拍摄大量不同颜色值的图像来初始化颜色混合矩阵，利用相机的拍摄模式降低拍摄设备对于实验结果的影响，得到每个投影仪所对应的投射图像，使用颜色校正的相关算法分别对每个投影仪所要投射的图像进行校正，以及对图像的颜色进行修正。
6.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述屏幕背景纹理的参数包括:不同颜色值投射到投影屏幕上拍摄所得到的图像和屏幕颜色混合矩阵。
7.如权利要求2至6中任一项所述的方法，其特征在于，该方法还包括:自主几何校正子系统将校正信息发送给多投影显示子系统，所述的校正信息包括颜色校正参数，空间映射关系，多投影重合区域参数；将空间的映射关系发送给颜色校正子系统，通过拍摄获取屏幕背影纹理的颜色计算出相应的颜色校正的参数；自主几何校正子系统使用相机同步拍摄每一帧画面的图像，提取嵌入在画面中的结构光，对结构光图像进行处理，获得其中的特征点，检验特征点是否发生位置的移动，如果移动则计算几何校正参数，并发送至多投影显示子系统，对投影画面进行更新。
8.—种自主几何校正子系统，其特征在于，该自主几何校正子系统包括空间映射子模块、结构光提取子模块、特征点识别子模块；所述空间映射子模块，用于初始化时通过对相机采集的图像的处理生成相机空间到屏幕空间的映射关系，在特征点识别子模块返回特征点信息时，将特征点坐标从相机空间转换到全局屏幕空间，并完成投影校正参数的计算，将参数传递到多投影显示的节点中； 所述结构光提取子模块，用于管理相机组，完成相机的初始化工作，并控制相机组同时拍摄连续两帧的投影画面，提取嵌入在投影画面中的结构光图像，并将图像传输给特征点识别子模块； 所述特征点识别子模块，用于对提取的结构光图像进行处理，识别其中的特征点信息，并将特征点参数传给空间映射子模块。
9.如权利要求8所述的自主几何校正子系统，其特征在于，所述子系统从相机捕获的图像中提取结构光，分析其中的特征点信息，将校正信息传送给多投影显示子系统。
10.一种背景纹理颜色校正子系统，其特征在于，该背景纹理颜色校正子系统包括颜色校正子模块、色彩增强子模块； 所述颜色校正子模块，用于控制数码相机，完成相机的初始化工作，通过拍摄一组照片，计算生成辐照相应函数以及颜色混合矩阵，并将颜色校正信息传递给色彩增强子模块； 所述色彩增强子模块，用于获得颜色校正信息，对投射的图像进行处理，并将处理后的数据反馈给自主几何校正子系统。
11.如权利要求10所述的背景 纹理颜色校正子系统，其特征在于，所述子系统对投射的图像，使用颜色校正以及色彩增强的相关算法进行处理，将输出的图像传回自主几何校正子系统。
12.一种多投影显示子系统，其特征在于，该子系统划分为几何校正子模块、结构光嵌入子模块、颜色衰减子模块； 所述几何校正子模块，根据自主几何校正子系统提供的投影校正参数，计算绘制缓冲区全局纹理坐标的查找表；根据全局纹理坐标查找表，对待显示的画面进行几何校正； 所述结构光嵌入子模块，根据待嵌入结构光图像纹理，在几何校正后的待显示画面中嵌入结构光图像，并生成其补色图像，将相应的图像传输至颜色衰减子模块； 所述颜色衰减子模块，根据自主几何校正子系统提供的重叠区域参数以及颜色校正参数，对投射图像的亮度进行相应的衰减。
全文摘要
本发明涉及计算机图形学、系统软件、计算机网络等领域，具体涉及基于相机的多投影自动校正显示系统，包括利用结构光对于投影画面自主地进行几何位置的校正，对于投影画面进行颜色校正降低背景纹理的影响，色彩增强技术提高投影画面的观察体验。本发明在多投影的环境下将自主的几何校正以及颜色校正技术融合在一起，解决了因投影仪移动而造成的投影画面拼接失败，投影背景纹理导致的投影画面失真问题。本发明还公开了实现多投影自主校正显示系统的自主几何校正子系统、背景纹理颜色校正子系统和多投影显示子系统。本发明的技术方案普遍适用于针对投影仪移动以及投影背景屏幕纹理的多投影自动校正显示系统，可为高分辨率、大显示屏、强沉浸感觉的投影显示系统提供平台支持。
文档编号H04N5/74GK103209311SQ201210011409
公开日2013年7月17日 申请日期2012年1月14日 优先权日2012年1月14日
发明者姜忠鼎, 罗璇, 忻俊彦 申请人:复旦大学