大屏幕投影拼接技术的研究与应用

摘要

近年来，随着显示技术的不断发展，人们对屏幕尺寸的要求越来越高，市场上也随之而来出现了多LCD拼接和LED两种大屏显示解决方案。LED屏幕可以做到较大尺寸，但其分辨率低，功耗大，仅适用于室外应用场合。LCD屏幕显示细腻，但是就目前的生产工艺和生产成本而言，单块LCD屏幕很难做到较大尺寸，为了克服这一缺点，多屏拼接技术应运而生。然而，多LCD屏拼接也有其固有缺点，如安装不便、屏幕易碎、屏幕之间的边框带来视觉上的撕裂感等。这些缺点让多LCD屏拼接技术很难满足复杂的市场需求，也正因如此，一种新的拼接显示技术——大屏幕投影拼接技术成为了近几年国内外研究的热点。这种技术利用投影仪代替普通屏幕，使用多台投影仪进行图像拼接，安装快捷方便，没有边框，视觉效果好。
　　目前市场上常见的大屏投影拼接解决方案主要有两种：PC架构大屏幕投影拼接方案和硬件架构投影拼接方案。PC架构受限于其结构上的瓶颈，对视频的处理能力有限，难以做到较多投影仪拼接，输入视频源种类也很有限。硬件架构投影拼接方案对视频的处理能力强，但一般设计固定死板，校正困难，对设备安装精度要求高，对安装人员的经验要求也很高，难以大规模普及。
　　本文介绍了一种基于 FPGA的新的大屏幕投影拼接系统架构。首先，本文介绍了大屏幕投影拼接技术目前的研究背景和现状，并介绍了与大屏幕投影拼接技术相关的一些理论基础。然后，本文介绍了一种新的大屏幕投影拼接系统，对其总体结构及各个部分的功能都做了简要的描述。最后，本文针对大屏幕投影拼接技术存在两大关键问题——几何校正与颜色校正（整体颜色校正与边缘融合）分别进行了自动校正软件算法与 FPGA实现的详细研究和讨论，并分别分析了几何校正与颜色校正的实际结果。结果证明，本文所述方案具有较好的大屏幕投影拼接效果，而且克服了传统方案的诸多缺点，是一种适宜推广的解决方案。

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第1章 绪论

1.1 论文的研究背景

1.2 大屏幕投影拼接技术的国内外研究现状

1.3 论文的主要工作

1.4 论文的结构安排

第2章 大屏幕投影拼接基础知识介绍

2.1 投影仪的相关分类

2.2 数字图像处理简介

2.3 常见大屏幕投影拼接系统结构介绍

2.4 本章小结

第3章 大屏幕投影拼接系统结构介绍

3.1 大屏幕投影拼接硬件结构介绍

3.2 本章小结

第4章 几何校正

4.1 图像的几何变换

4.2 摄像机的标定

4.3 自动几何校正参数的获取

4.4 几何校正的硬件实现

4.5 本章小结

第5章 颜色校正

5.1 彩色模型基础理论介绍

5.2 整体颜色校正

5.3 边缘融合

5.4 本章小结

第6章 总结与展望

参考文献

致谢

个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果