[发明专利]基于图像分析的投影仪画面矫正及遮挡避让方法

摘要

本发明提供了一种基于图像分析的投影仪画面矫正及遮挡避让方法，其包括判断投影区域图像是否存在几何畸变；存在几何畸变的投影区域图像与原图像进行特征匹配处理，计算投影区域图像与原图像之间的映射关系；分析投影区域内的最大无畸变投影区域，并提取其顶点坐标；将顶点坐标通过映射关系得到映射坐标；按照映射坐标进行反向变形处理和边缘填充，得到输出图像；获取最大无畸变投影区域的图像与计算机中原同帧图像在相同分辨率下进行帧差，提取出遮挡物的轮廓；获取未遮挡区域，计算出最大可投影区域，通过映射关系再进行反向变形处理和边缘填充，得到输出图像。本发明的方法实用，矫正效果好，而且解决了投影区遮挡问题。

主权项

1.一种基于图像分析的投影仪画面矫正及遮挡避让方法，其特征在于包括以下步骤：步骤1：采用相机平面标定法，标定摄像头的光学畸变参数，对摄像头的径向畸变和切向畸变进行矫正；步骤2：投影仪将计算机中的原图像投影到投影平面上；步骤3：摄像头面对投影平面拍摄从而得到包含全部投影画面的拍摄图像并将拍摄图像发送给计算机；步骤4：计算机采用边缘检测方法识别拍摄图像内的投影区域从而得到投影区域图像；步骤5：计算机检测投影区域图像的四边形外边框是否为处于水平方向的矩形，从而判断投影区域图像是否存在几何畸变；步骤6：将步骤5中存在几何畸变的投影区域图像与计算机中原图像进行特征匹配处理，计算投影区域图像与原图像之间二维位置坐标的映射关系；步骤7：分析投影区域内的最大无畸变投影区域，提取最大无畸变投影区域的顶点坐标；步骤8：将顶点坐标通过步骤6中的映射关系得到映射坐标；将原图像按照映射坐标进行反向变形处理，其相较原图像缩小的部分用纯色填充，得到输出图像，计算机将输出图像发送到投影仪，投影仪进行投影，完成几何矫正；步骤9：获取摄像头新拍摄图像中最大无畸变投影区域的图像与计算机中原同帧图像在相同分辨率下进行帧差，帧差结果小于阈值的区域表明无遮挡物，大于阈值则表明有遮挡物，从而可以提取出遮挡物的轮廓；步骤10：把最大无畸变投影区域减去步骤9中获取的遮挡物区域得到未遮挡区域，从而计算出最大可投影区域，将最大可投影区域的顶点坐标带入步骤8，最终通过步骤8投影仪进行投影，完成遮挡区域避让；所述步骤6中所述计算投影区域图像与原图像之间二维位置坐标的映射关系，具体为：设A’B’C’D’与ABCD间的关系如公式1，其中(x’,y’)为A’B’C’D’上点坐标，(x,y)为ABCD上点坐标，a0,a1,a2,b0,b1,b2,为待解变换参数；将A’B’C’D’与ABCD上对应的顶点坐标带入公式1，通过最小二乘法即可计算出a0,a1,a2,b0,b1,b2,从而得到映射关系。