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一种基于贝塞尔曲面的投影图像几何校正方法


技术摘要:
本发明公开了一种基于贝塞尔曲面的投影图像几何校正方法,属于虚拟现实投影图像处理技术领域,包括1)用摄像机采集未进行几何校正的畸变投影画面,通过双三次贝塞尔曲面建立投影坐标空间与摄像坐标空间的坐标转换模型;2)在屏幕空间的理想区域作均匀标记点并进行几何  全部
背景技术:
虚拟现实技术是20世纪末兴起的一门计算机技术,能够让用户实时、没有限制地 观察三维空间内的场景与事物,沉浸在模拟环境中。随着时代的发展,人们对虚拟世界要求 越来越高,佩戴VR眼镜会影响真实体验感,因此,裸眼虚拟现实技术能够为人们提供一个更 好的VR体验,多通道投影拼接技术把虚拟画面投影到周围的墙壁上,用户在体验该技术应 用时,不需要佩戴任何辅助装置,就能够沉浸到画面中并有身临其境的观感。但是,在实际 应用中,由于投影仪摆放倾斜或者投影仪彼此型号不同等一系列因素,投影幕上的投影画 面难免会发生几何扭曲,以致于投影画面彼此无法对接整齐。如今存在很多投影图像几何 校正方法,其中贝塞尔曲面模型较为典型,适用于多种形状的投影画面,但是贝塞尔曲面的 其中一个控制点发生改变,对整个图像每一个像素点造成影响,因此,难以对图像进行局部 几何误差补偿。
技术实现要素:
本发明需要解决的技术问题是提供一种基于贝塞尔曲面的投影图像几何校正方 法,通过采用贝塞尔曲面模型建立不同坐标空间特征点的转换关系,再通过图像局部贝塞 尔曲面扭曲算法对像素偏移较大的区域进行误差补偿。 为解决上述技术问题,本发明所采用的技术方案是: 一种基于贝塞尔曲面的投影图像几何校正方法,包括如下步骤: 步骤1)用摄像机采集未进行几何校正的畸变投影画面,通过双三次贝塞尔曲面建 立投影坐标空间与摄像坐标空间的坐标转换模型; 步骤2)在屏幕空间的理想区域作均匀标记点并进行几何校正; 步骤3)在检测到的屏幕空间像素偏移区域进行局部几何预扭曲; 步骤4)求得的坐标转换模型对原图像进行贝塞尔曲面预扭曲,消除投影画面的整 体几何畸变,完成几何校正。 本发明技术方案的进一步改进在于:所述步骤1)中,摄像坐标空间内的投影画面 作为变换前的图像,投影坐标空间内的投影图像作为变换后的图像,在步骤2)中,图像坐标 空间内的原图像作为变换前的图像,屏幕空间理想区域的记点集合作为变换后的图像,以 便步骤4)求得的坐标转换模型不存在逆向贝塞尔曲面运算。 本发明技术方案的进一步改进在于:所述步骤4)中,把步骤2)与步骤1)求得的坐 标转换模型融为一步贝塞尔曲面变换。 本发明技术方案的进一步改进在于:所述步骤3)中,对图像对应的像素区域进行 局部几何预扭曲时,通过控制点固定该区域的四个边。 3 CN 111586384 A 说 明 书 2/4 页 由于采用了上述技术方案,本发明取得的技术进步是: 本发明提供的一种基于贝塞尔曲面的投影图像几何校正方法,步骤1)中,摄像坐 标空间内的投影画面作为变换前的图像,投影坐标空间内的投影图像作为变换后的图像, 在步骤2)中,图像坐标空间内的原图像作为变换前的图像,屏幕空间理想区域的记点集合 作为变换后的图像,以便步骤4)求得的坐标转换模型不存在逆向贝塞尔曲面运算,以此降 低数学表达式的复杂程度。 本发明提供的一种基于贝塞尔曲面的投影图像几何校正方法,步骤4)中,把步骤 2)与步骤1)求得的坐标转换模型融为一步贝塞尔曲面变换,减少图像扭曲后的边缘锯齿。 本发明提供的一种基于贝塞尔曲面的投影图像几何校正方法,步骤3)中,对图像 对应的像素区域进行局部几何预扭曲时,通过控制点固定该区域的四个边来保证整体图像 的连续性及完整性。 附图说明 图1是本发明提供的一种基于贝塞尔曲面的投影图像几何校正方法的整体流程 图; 图2是本发明提供的投影前的原始图像; 图3是本发明提供的未几何校正的双通道投影显示图像; 图4是本发明提供的几何校正后的双通道投影显示图像; 图5是本发明提供的几何误差补偿后的双通道投影显示图像; 图6是本发明提供的CAVE沉浸式系统效果图。
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