基于投影圖像自適應(yīng)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(shè)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(shè)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(yīng)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(yīng)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(yīng)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(yīng)幾何校正、投影圖像的自適應(yīng)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(yīng)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(yīng)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(yīng)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(shè)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(yīng)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(yīng)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(shè)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(shè)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(yīng)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(yīng)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(yīng)進行投影圖像校正的便攜式智