[发明专利]投影畸变校正方法、装置、系统及存储介质

说明书

本发明涉及一种投影畸变校正方法，包括：获取深度图像采集系统采集的投影目标曲面的深度图像；对所述深度图像进行处理得到3D点云；从所述3D点云中提取出投影目标曲面的3D点云，创建所述投影目标曲面的模型、确定所述投影目标曲面的中心及边界，确定投影画面的中心及投影画面的边界，计算所述投影目标曲面的中心偏离所述投影画面的中心的方向及距离，平移投影图像以对齐投影目标曲面的中心与所述投影画面的中心，并裁剪所述投影画面的边缘以使得所述投影画面的边界与所述投影目标曲面的边界吻合，得到畸变校正后的投影图像。本发明还提供一种投影畸变矫正装置及系统。所述投影畸变校正方法、装置及系统能根据对投影图像进行实时的畸变校正。

技术领域

本发明涉及投影交互领域，尤其涉及一种投影畸变校正方法、装置、投影畸变校正系统及存储介质。

背景技术

在投影应用中，有将图像或纹理投影到不规则曲面的需求以达到特定的艺术效果。一个实例就是世博会上的地球投影。用多台投影仪将图像投射并拼接到一个球面上。由于被投射表面是不规则的，因此投影面的不同部位到投影仪的距离和角度都不相同。这样导致了投影的图像在投影面不同部位产生不同的畸变，这种畸变随投影目标曲面法线方向与投影中心轴方向的差距增加而增加。由于曲面上不同位置的单位面积投影到投影面上的面积不相同，导致投影的画面产生畸变。为了让投影达到令人满意的效果，投影的图像需要根据被投射物体的形状进行畸变补偿。现有的方法对被投射物体进行3D建模，并利用贴图渲染技术对投影图像进行局部畸变补偿以生成新的投影图像。这需要在演示之前就制作好根据投影曲面补偿好的图像或视频。补偿畸变的过程需要手工进行复杂的建模，且投影仪的安装需要复杂的调试，以期与畸变校正的结果匹配。投影的过程中投影仪相对被投射面的相对位置必须保持固定。如果展示中需要移动投影面，则现有的技术将无法满足要求。为了减少这种情况下投影仪的设置和安装难度，支持移动的投影面，需要一种装置能够测量投影目标曲面的几何形状并能自动的根据投影面的形状进行补偿。

发明内容

鉴于此，有必要提供一种投影畸变校正方法、装置、投影畸变校正系统及存储介质，能够测量投影目标曲面的几何形状并能自动的根据投影面的形状进行补偿。

本发明提供一种投影畸变校正方法，所述方法包括：

一种投影畸变校正方法，所述方法包括：

获取深度图像采集系统采集的投影目标曲面的深度图像；

对所述深度图像采集系统采集的深度图像进行处理得到3D点云；

从所述3D点云中提取出投影目标曲面的3D点云，并基于投影目标曲面的3D点云创建所述投影目标曲面的模型；

根据所述投影目标曲面的模型确定所述投影目标曲面的中心及边界，并根据投影目标曲面的三维位置确定投影画面的中心及投影画面的边界，计算所述投影目标曲面的中心偏离所述投影画面的中心的方向及距离，根据偏离的方向及距离平移投影图像以使得投影目标曲面的中心与所述投影画面的中心对齐，并裁剪所述投影画面的边缘以使得所述投影画面的边界与所述投影目标曲面的边界吻合，得到畸变校正后的投影图像。

进一步地，所述方法还包括利用投影图像对投影目标曲面进行三维贴图从而生成贴图映射函数，再利用贴图映射函数对投影图像进行逆变换从而生成畸变补偿后的图像。

进一步地，所述投影目标曲面的中心通过所述投影目标曲面的3D点云的重心、几何中心或预先设定的特征匹配中心确定。

进一步地，所述投影画面的边界通过以投影图像四个角所对应的像素的投影射线为边界的锥形空间的边界与所述投影目标曲面的3D点云的交点决定。

一种投影畸变校正装置，所述投影畸变校正装置包括：

图像获取模块，用于获取深度图像采集系统采集的投影目标曲面的深度图像；