投影仪画面的自适应几何矫正

摘要

随着投影仪的快速发展，越来越多的需求都转向移动化和大型化的应用方面，投影画面的矫正对实际背景的苛刻要求越来越约束了投影仪的应用范围，传统的方法往往是依赖于人工的方式选取场景的标定点来进行半自动的矫正，需要的人力与维护成本大大的增加。
　　 本文针对单帧的投影画面在投影平面下的扭曲的现状，在不依赖于特定帧速率的摄像机或者具有特殊光波分布的投影仪的条件下，利用结构光重建设计点云样本设备。
　　 利用点云采样设备对投影平面进行采样，获得点云样本数据。再对点云样本数据进行单应性矩阵的非线性最优化估计，实现了一个能够在投影平面下进行单帧的投影画面的自适应几何矫正的实时系统。系统的矫正效果不完全依赖于投影画面边界的完整性。针对投影画面的比例变化提出一种投影画面变换的方法。
　　 针对系统对多帧视频画面进行投影并几何矫正的需求，将多帧视频图像进行水印编码与解码，使得系统能够识别出对应帧号的视频图像，再进行对应的单帧投影画面的几何矫正。针对投影信道下的噪音和仿射变换的影响，分析与比较各种水印编码的性能，提出了一种基于分块水印和环形水印的算法来抵抗投影画面的几何攻击。

目录

摘要

第1章 绪论

1．1 课题背景

1．2 相关工作及现状

1．2．1 研究现状

1．2．2 主要工作

1．3 应用前景

1．4 论文结构

第2章 自适应几何矫正的总体设计

2．1 整体流程和软件架构

2．2 硬件选择与校准

2．2．1 基本硬件

2．2．2 Kinect体感设备

2．2．3 摄像机的视觉模型

2．2．4 摄像机的校准

2．2．5 投影仪的校准

2．3 系统结果及性能分析

第3章 采样模块与重建模块

3．1 采样设备的设计

3．1．1 结构光重建

3．1．2 Kinect红外光重建

3．2 获取点云样本数据

3．3 点云的重建处理

3．3．1 重构表面

3．4 模块性能分析

第4章 校准模块

4．1 几何矫正技术

4．1．1 Homography单应性矩阵

4．1．2 投影变换

4．1．3 特征匹配

4．2 校准模块的详细设计

4．3 校准模块的准确率分析

第5章 投影模块

5．1 接口流程图

5．2 像素差值

5．3 投影图像变换

第6章 识别模块

6．1 水印编码技术

6．1．1 水印背景

6．1．2 嵌入与检测水印

6．1．3 投影信道的几何攻击

6．2 视频水印

6．2．1 基于分块方式的水印处理

6．2．2 基于环形方式的水印处理

6．3 水印编码识别率的分析

第7章 总结与展望

7．1 论文工作的总结

7．2 未来研究的展望

参考文献

致谢