[发明专利]沉浸式主动立体投影透视变换矩阵求解方法有效

专利信息
申请号: 201710584647.7 申请日: 2017-07-18
公开(公告)号: CN107580203B 公开(公告)日: 2019-01-15
发明(设计)人: 张超;韩成;杨帆;蒋振刚;权巍;李华;丁莹;胡汉平;薛耀红;翟宏宇;徐春凤 申请(专利权)人: 长春理工大学
主分类号: H04N9/31 分类号: H04N9/31;G06T5/00
代理公司: 吉林长春新纪元专利代理有限责任公司 22100 代理人: 王薇
地址: 130022 吉林省长春市*** 国省代码: 吉林;22
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摘要:
搜索关键词: 沉浸 主动 立体 投影 透视 变换 矩阵 求解 方法
【说明书】:

发明涉及沉浸式主动立体投影透视变换矩阵求解方法,其特征在于:摄像机通过电缆与计算机进行连接,投影机通过电缆与计算机进行连接;利用计算机中生成一幅特征图像,使摄像机拍摄视野范围包含全部投影幕,利用投影机将上述生成的特征图像投影到投影幕上,利用摄像机采集投影幕上的图像,得到几何畸变的特征图像;该方法首先利用计算机生成一幅特征图像,并将其投影到屏幕上,通过摄像机感知投影屏幕区域,结合生成的特征图像的几何拓扑分布关系,透视投影变换原理获取投影畸变特征图像与原始特征图像之间的透视变换矩阵。

技术领域

本发明涉及一种沉浸式主动立体投影透视变换矩阵求解方法,属于计算机图像处理技术领域。

背景技术

沉浸式虚拟现实CAVE系统将视觉、听觉有机的融合为一体,为用户提供了高分辨率、高沉浸感,同时能够提供场景画面逼真度高、交互性强的虚拟交互功能,沉浸式CAVE多通道投影技术广泛应用于数据可视化,虚拟仿真训练等领域,同时作为虚拟现实技术的一个分支,已经成为可视化虚拟交互领域的研究热点问题。

国内浙江大学CAD&CG实验室最早搭建了一套主动立体显示的CAVE系统,其采用了一种具有几何畸变校正功能的投影机解决多通道投影图像的畸变问题,然而其采用的投影机价格比较昂贵,无法进行大量推广使用。为此,赵猛等人提出了一种相对“经济型”的CAVE立体投影几何校正方法,其通过采用重投影变换结合B样条曲面技术对立体图形进行投影几何校正,实现了CAVE的多通道立体显示功能,然而其面临着利用B样条投影控制点对投影图像的局部畸变位置进行调整,无法达到一种自动化功能。目前在搭建沉浸式多通道CAVE系统时,基本需人工干预调整投影机与投影屏幕进行严格姿态调整,然而无法精确的解决投影机摆放姿态与投影屏幕之间的几何画面一致性问题,导致投影画面呈现失真畸变问题,从而无法满足严格用户的视觉沉浸感需求,为此,本项目提出了一种沉浸式主动立体投影透视变换矩阵求解方法,解决投影机摆放姿态产生的几何图像失真问题,降低了CAVE投影硬件装置的成本。

发明内容

为了消除投影机的姿态与投影屏幕之间的关系对投影图像的干扰,本发明的目的在于提供一种沉浸式主动立体投影透视变换矩阵求解方法,该方法首先利用计算机生成一幅特征图像,并将其投影到屏幕上,通过摄像机感知投影屏幕区域,结合生成的特征图像的几何拓扑分布关系,透视投影变换原理获取投影畸变特征图像与原始特征图像之间的透视变换矩阵。

本发明的技术方案是这样实现的:沉浸式主动立体投影透视变换矩阵求解方法,包括摄像机、投影机、计算机、投影幕;其中摄像机通过电缆与计算机进行连接,投影机通过电缆与计算机进行连接;其特征在于具体的实现步骤如下:

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