[发明专利]一种建筑投影自动拼接方法

说明书

本发明公开了一种建筑投影自动拼接方法，属于投影拼接显示领域。本发明根据有效投影区域和待投影区域的位置，建立相机图像空间与显示图像空间之间的对应关系；使用编码结构光扫描的方法建立各投影机图像空间与相机图像空间之间的对应关系；进而得到各投影机图像空间与显示图像空间之间的对应关系，由此可以将显示图像空间中的点映射到其对应的投影机图像空间中相应位置。本发明能够广泛应用于大型演出、大型活动、城市形象宣传等领域，解决了传统手动自由表面拼接系统对人员要求高、调整时间长等弊端，能够代替国外的纯手动自由表面拼接系统，大大降低文化演出产品的制作成本。

技术领域

本发明涉及投影拼接显示技术，具体涉及一种大幅面自由表面多投影自动拼接方法。

背景技术

随着工程投影机技术的进步以及人们对视觉体验要求的不断地提升，大幅面投影技术在大型活动、展览展示、新产品发布等领域得到了广泛的应用。大幅面自由表面凹凸不平，目前其投影完全靠人工调整，对人员要求高、调整时间长。一个大型的户外建筑投影项目实施需要两三个月，手动拼接融合的时间就需要一周以上的时间。大幅面自由表面投影的软件基本由国外垄断，售价高昂，且大幅面自由表面投影技术刚刚起步，具有非常高的科研和商业价值，因此急切需要一套应用于大幅面自由表面投影的自动投影拼接方法。

发明内容

本发明提供一种建筑投影自动拼接方法，能够在凹凸不平的大幅面自由表面上进行自动投影拼接融合。

本发明采取的技术方案是，包括下列步骤：

步骤1，现场安装架设投影机，调整各台投影机参数及位置使所有投影机投影充满整个选定的待投影区域；

步骤2，在观众的观看位置设置一个相机，该相机能拍摄到整个大幅面自由表面；

步骤3，投影区域由各投影机投影组成，计算投影区域的最大内接矩形作为有效投影区域，根据有效投影区域四个角点在相机图像坐标系下的坐标以及待投影区域四个角点在显示图像坐标系下的坐标，利用单应矩阵计算相机图像空间与显示图像空间之间的对应关系H_D；

步骤4，针对每台投影机投影所覆盖的大幅面自由表面区域，使用编码结构光扫描的方法建立各投影机图像空间与相机图像空间之间的对应关系；

步骤5，结合步骤3以及步骤4得到的关系求得各投影机图像空间与显示图像空间之间的对应关系M_i，i＝1，2，…，N，N为投影机数量；

步骤6，对待投影图像进行颜色校正以及融合区域亮度衰减；

步骤7，根据步骤5得到的各投影机图像空间与显示图像空间之间的关系，将显示图像空间中的点映射到其对应的投影机图像空间中相应位置；

步骤8，渲染需要投影的视频，进行现场投影展示：使用融合服务器自动投影拼接服务器中生成的校正数据，并根据该数据高效地生成及显示扭曲之后的图像，同时使用渲染控制服务器，利用TCP/IP协议同步所有融合服务器播放的视频从而实现大幅面自由表面投影。

其中，所述步骤3中有效投影区域获取方法为：首先控制所有投影机投射白色及黑色图像，通过图像差分以及二值化方法求取投影区域，将投影区域的最大内接矩形作为有效投影区域。

本发明所述步骤4中，采用的应用于大幅面自由表面投影拼接的编码结构光扫描方法，具体步骤如下：

步骤4.1，控制投影机先后投射白色和黑色的图像，通过图像差分以及二值化图像处理得到有效编码区域；

步骤4.2，对有效编码区域进行纵向编码和横向编码；

步骤4.3，使用随机抽样一致算法除去错误编码点，即外点排除；