本文關(guān)鍵詞：多投影幾何與色彩校正關(guān)鍵技術(shù)研究與應(yīng)用　出處：《浙江大學(xué)》2017年博士論文　論文類型：學(xué)位論文

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【摘要】：多投影顯示系統(tǒng)在博物館展陳、仿真訓(xùn)練等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用,其畫面由多個(gè)單投影畫面拼接而成,需要對(duì)拼接畫面的幾何扭曲及色彩失真進(jìn)行校正。現(xiàn)有的幾何校正技術(shù)已能較好地解決幾何扭曲的校正精度問題,但尚未實(shí)現(xiàn)完全的連續(xù)在線自主幾何校正�，F(xiàn)有的色彩校正技術(shù)雖然已經(jīng)能夠較好地解決色彩失真問題和光度不一致問題,但如何在包圍式投影環(huán)境中光線互相反射造成輻照不均和色彩偏差情況下保持較高顯示質(zhì)量,仍然是一項(xiàng)有挑戰(zhàn)性的工作。本文分別從自適應(yīng)幾何校正方法、考慮投影環(huán)境影響的色彩補(bǔ)償方法等方面比較分析了相關(guān)的研究工作,并指出了在多投影環(huán)境下影響幾何校正連續(xù)性和色彩保真度的關(guān)鍵問題,針對(duì)這些問題本文重點(diǎn)研究了提高幾何校正自適應(yīng)程度和減少互反射導(dǎo)致的不均勻輻照以及色彩偏差的方法,提出了更加實(shí)用的方法,主要工作及學(xué)術(shù)貢獻(xiàn)包括:1)針對(duì)曲面幕投影過程中投影儀或者幕布的位置發(fā)生微小變化導(dǎo)致的投影畫面幾何失真問題,提出一種場景感知的自適應(yīng)幾何校正方法,該方法利用場景感知的投影相機(jī)單元自標(biāo)定算法,閉環(huán)反饋地觀察投影畫面,提取投影畫面及場景特征進(jìn)行投影變換關(guān)系計(jì)算和優(yōu)化,實(shí)現(xiàn)了無需離線預(yù)校正的自適應(yīng)標(biāo)定。并采用基于動(dòng)態(tài)序列消抖的校正噪聲濾波算法,提升了在線自適應(yīng)幾何校正的收斂效率。該方法滿足亞像素級(jí)的校正精度要求并提升了在線自適應(yīng)幾何校正的自適應(yīng)程度,解決了傳統(tǒng)幾何校正需要預(yù)先校正的問題。2)針對(duì)包圍結(jié)構(gòu)投影環(huán)境中光的互反射問題,分別提出了面向朗伯面和非朗伯面的光照補(bǔ)償色彩校正方法。針對(duì)朗伯投影面的互反射問題,提出了一種基于光譜反射曲線的直接光-間接光分離算法,并結(jié)合光度立體方法估算形狀因子,利用標(biāo)準(zhǔn)輻射度補(bǔ)償方法,高效便利地解決了朗伯面環(huán)境的互反射問題;針對(duì)非朗伯投影面的互反射問題,提出了一種非漫射環(huán)境互反射輻射度模型,并利用非負(fù)線性優(yōu)化方法優(yōu)化每個(gè)像素的輻射度能量輸出生成補(bǔ)償圖像,消除了互反射對(duì)成像色彩的影響。3)基于上述關(guān)鍵技術(shù),在120度環(huán)幕、半球幕等典型的投影環(huán)境下,以文化遺產(chǎn)的數(shù)字化展示為例進(jìn)行了驗(yàn)證性應(yīng)用,結(jié)果證明本文的方法能自適應(yīng)進(jìn)行多投影幾何校正和色彩校正,效果良好。本文改進(jìn)了多投影系統(tǒng)的自適應(yīng)能力,使其在曲面投影環(huán)境中的幾何校正更加高效,并有效解決了包圍式投影環(huán)境中的互反射光影響成像色彩問題。其實(shí)用性與高效性可滿足大多數(shù)多投影系統(tǒng)應(yīng)用的需求,有利于其在更多領(lǐng)域中推廣。
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TP391.41

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本文編號(hào)：1314342