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一种在线的连续投影校正方法

作　者: 潘玮璟
导　师: 鲁东明
学　校: 浙江大学
专　业: 计算机应用技术
关键词: SURF 特征检测与匹配投影变换 Kalman滤波器投影几何校正连续投影校正
分类号: TP391.41
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

投影显示技术在人们的生产、生活中得到了广泛的应用,但是在构建投影显示系统时,投影环境的制约会引起投影画面发生几何上的变形,而这种变形在科学研究、数字模拟、高保真展示等领域将严重影响投影显示的效果与精度。通常,这种几何变形通过对投影系统进行一次预校正操作,用软件改变投影画面的内容来消除。但是随着时间的推移,重力、物理触碰等因素会使投影环境发生变化,需要中断投影来重新进行预校正处理,这严重地影响了投影显示的连续性,也给系统的维护带来了诸多不便。针对以上问题,本文提出了在单投影平面幕情况下的一种在线的连续投影校正方法,并开展了投影校正的相关技术研究,主要包含如下方面：1)介绍了投影显示系统在校正方法上的研究发展历程,分析并比较了当前连续校正方法的缺陷与不足。2)提出了一种投影变换参数的在线计算方法。该方法无需对相机和投影仪进行预校正操作,使用SURF (Speeded-up Robust Features)特征检测算法消除了投影图像与相机图像在尺度大小、旋转角度,以及光照强度、模糊程度等方面的差异性,通过图像特征匹配实现了投影仪与相机之间投影变换关系的在线计算。3)提出了一种投影画面的连续校正方法。该方法基于图像预扭曲原理,在投影幕为平面的情况下,通过连续的在线校正操作来自适应投影环境的变化,保持投影画面的正确性与连续性；同时使用Kalman滤波器消除重校正过程中的噪声影响,保持投影画面的稳定性。4)设计了一组在线连续投影校正实验,通过对本文方法的应用验证,取得了较好的投影校正效果。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-10
第1章绪论  10-14
  1.1 研究背景  10-11
  1.2 本文主要工作  11-12
  1.3 本文组织结构  12-13
  1.4 本章小结  13-14
第2章投影校正相关技术  14-27
  2.1 投影校正技术综述  14-17
    2.1.1 投影校正技术的发展历程  14-15
    2.1.2 连续投影校正的研究现状  15-17
  2.2 投影图像特征检测算法  17-26
    2.2.1 常用特征检测算法比较  17-19
    2.2.2 SURF特征检测算法介绍  19-26
  2.3 本章小结  26-27
第3章投影变换参数的在线计算方法  27-37
  3.1 方法概述  27-28
  3.2 投影图像的特征匹配  28-32
    3.2.1 图像特征的匹配搜索  28-31
    3.2.2 图像特征的匹配判定  31-32
  3.3 特征匹配图像的投影变换参数计算  32-35
    3.3.1 投影图像特征的误匹配剔除  32-34
    3.3.2 投影变换参数的最小二乘法计算  34-35
  3.4 本章小结  35-37
第4章投影画面的连续校正方法  37-47
  4.1 方法概述  37-38
  4.2 投影几何校正的区域识别  38-41
    4.2.1 预扭曲的几何校正区域概念  38-39
    4.2.2 视线对准的几何校正区域识别  39-41
  4.3 连续投影校正的变化修正  41-45
    4.3.1 连续校正的滤波器模型分析  41-44
    4.3.2 几何校正区域的变化修正  44-45
  4.4 本章小结  45-47
第5章在线连续投影校正实验设计与结果分析  47-59
  5.1 实验设计  47-50
    5.1.1 设计框架  47-48
    5.1.2 软硬件环境  48-50
  5.2 实验结果分析  50-58
    5.2.1 特征检测与匹配实验  50-54
    5.2.2 连续投影校正实验  54-58
  5.3 本章小结  58-59
第6章总结与展望  59-61
  6.1 总结  59-60
  6.2 展望  60-61
参考文献  61-65
附录投影校正几何模型  65-72
攻读硕士学位期间主要的研究成果与科研项目经历  72-73
致谢  73

一种在线的连续投影校正方法

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