投影仪的校准方法、投影仪及校准系统技术方案

本发明专利技术公开了一种投影仪的校准方法、投影仪及校准系统，所述校准方法包括：所述投影仪按照亮度值依次投射若干灰度影像，每一灰度影像设有一亮度值；拍摄所述投影仪投射的灰度影像以获取拍摄影像，每一拍摄影像与校准影像一一对应；获取灰度影像的亮度值与拍摄影像亮度值的对应关系；所述投影仪利用所述对应关系的逆变换处理一目标影像获取一校准影像。本发明专利技术的投影仪的校准方法、投影仪及校准系统能够使提高投影仪投射影像的保真率，提升投影效果，利用投影仪光栅建立3D模型更加准确。

Calibration Method, Projector and Calibration System of Projector

The present invention discloses a projector calibration method, projector and calibration system. The calibration method includes: the projector projects several gray images in turn according to the brightness value, and each gray image has a brightness value; the gray image projected by the projector is taken to obtain the photographed image, and each photographed image corresponds to the calibrated image one by one; and the brightness of the gray image is obtained. The projector uses the inverse transformation of the corresponding relationship to process a target image to obtain a calibrated image. The calibration method, projector and calibration system of the projector of the present invention can improve the fidelity of projection image of the projector, enhance the projection effect, and make the 3D model more accurate by using the grating of the projector.

【技术实现步骤摘要】
投影仪的校准方法、投影仪及校准系统
本专利技术涉及一种投影仪的校准方法、投影仪及校准系统。
技术介绍
三维重建是指对三维物体建立适合计算机表示和处理的数学模型，是在计算机环境下对其进行处理、操作和分析其性质的基础，也是在计算机中建立表达客观世界的虚拟现实的关键技术。光栅投影进行三维重建是一种三维重建方式，将光栅分别投影到参考平面和被测物体表面，由于参考平面选取的是水平平面，投影到上面的参考光栅不会发生变形；当光栅投影到被测物体表面时，光栅会产生不同程度的变形，是由于投影光栅受到了被测物体表面高度的调制。所放置的被测物体高度不同，光栅的相位变化程度也随之不同，二维平面变形条纹的相位变化中携带有物体表面的三维形貌信息。因此，通过求取相位的变化值，可以得到物体在相应点处的高度，从而得到三维物体的轮廓形状。现有的光栅投影进行三维重建中存在对投影装置精度要求较高，民用投影仪因为失真现象无法获取精准的3D模型的缺陷。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是为了克服现有技术中光栅投影进行三维重建中存在对投影装置精度要求较高，民用投影仪因为失真现象无法获取精准3D模型的缺陷，提供一种能够提高投影仪投射影像的保真率，提升投影效果，利用投影仪光栅建立3D模型更加准确投影仪的校准方法、投影仪及校准系统。本专利技术是通过下述技术方案来解决上述技术问题：一种投影仪的校准方法，其特点在于，所述校准方法包括：所述投影仪按照亮度值依次投射若干灰度影像，每一灰度影像设有一亮度值；拍摄所述投影仪投射的灰度影像以获取拍摄影像，每一拍摄影像与校准影像一一对应；获取灰度影像的亮度值与拍摄影像亮度值的对应关系；所述投影仪利用所述对应关系的逆变换处理一目标影像获取一校准影像。较佳地，所述对应关系为灰度影像的亮度值与拍摄影像亮度值的映射表，所述投影仪按照亮度值依次投射若干灰度影像包括：获取一n-bit的图像；将所述n-bit的图像划分为2n/m个亮度等级的灰度图像，任意两个相邻灰度图像的亮度值的差值为m。较佳地，所述拍摄所述投影仪投射的灰度影像以获取拍摄影像包括：拍摄所述投影仪投射的灰度影像以获取初始影像；识别所述初始影像中的所述投影仪的投影区域影像；在投影区域影像中截取一预设尺寸的影像作为所述拍摄影像。较佳地，所述识别所述初始影像中的所述投影仪的投影区域影像为：通过对比相邻初始影像中的差异部分获取所述初始影像中的所述投影仪的投影区域影像。较佳地，所述校准方法包括：识别所述初始影像中的所述投影仪的投影区域影像；获取除所述投影区域影像以外的背景影像；获取背景区域的亮度平均值；根据亮度平均值获取一背景亮度补偿值；获取灰度影像的亮度值与拍摄影像的优化亮度值的对应关系，所述优化亮度值为所述拍摄影像结合所述背景亮度补偿值后的亮度值。较佳地，所述校准方法包括：所述投影仪利用所述对应关系的逆变换处理一光栅影像获取一光栅校准影像；所述投影仪向一目标物体投射所述光栅校准影像；拍摄所述光栅校准影像的投影影像已生成反馈影像；根据所述反馈影像生成所述目标物体的3D模型。本专利技术还提供一种投影仪，其特点在于，所述投影仪包括一投影模块、一获取模块及一校准模块，所述投影模块用于按照亮度值依次投射若干灰度影像，每一灰度影像设有一亮度值；所述获取模块用于获取灰度影像的亮度值与拍摄影像亮度值的对应关系，其中所述拍摄影像为拍摄所述投影仪投射的灰度影像所获取的拍摄影像，每一拍摄影像与校准影像一一对应；所述校准模块用于利用所述对应关系的逆变换处理一目标影像获取一校准影像。较佳地，所述对应关系为灰度影像的亮度值与拍摄影像亮度值的映射表，所述投影模块用于获取一n-bit的图像，并将所述n-bit的图像划分为2n/m个亮度等级的灰度图像，任意两个相邻灰度图像的亮度值的差值为m。较佳地，所述获取模块用于获取灰度影像的亮度值与拍摄影像的优化亮度值的对应关系，所述优化亮度值为所述拍摄影像结合背景亮度补偿值后的亮度值，所述背景亮度补偿值通过所述拍摄影像中除投影区域影像以外的背景影像的亮度平均值获取。本专利技术还提供一种校准系统，其特点在于，所述校准系统包括一投影仪及一拍摄装置，所述校准系统用于实现如上所述的校准方法。在符合本领域常识的基础上，上述各优选条件，可任意组合，即得本专利技术各较佳实例。本专利技术的积极进步效果在于：本专利技术的投影仪的校准方法、投影仪及校准系统能够使提高投影仪投射影像的保真率，提升投影效果，利用投影仪光栅建立3D模型更加准确。附图说明图1为本专利技术实施例1的投影仪的校准方法的流程图。图2为本专利技术实施例2的投影仪的校准方法的流程图。具体实施方式下面通过实施例的方式进一步说明本专利技术，但并不因此将本专利技术限制在所述的实施例范围之中。实施例1本实施例提供一种校准系统，所述校准系统包括一投影仪及一拍摄装置。所述投影仪包括一投影模块、一获取模块及一校准模块。所述投影模块用于按照亮度值依次投射若干灰度影像，每一灰度影像设有一亮度值。具体地，所述投影模块用于获取一n-bit的图像，并将所述n-bit的图像划分为2n/m个亮度等级的灰度图像，任意两个相邻灰度图像的亮度值的差值为m。本实施例中，所述n取值为8，m取值为2。所述拍摄装置用于拍摄所述投影仪投射的灰度影像以获取拍摄影像，每一拍摄影像与校准影像一一对应；本实施例的校准系统还包括一处理端，所述处理端用于生成灰度影像的亮度值与拍摄影像亮度值的对应关系。所述获取模块用于获取灰度影像的亮度值与拍摄影像亮度值的对应关系。所述校准模块用于利用所述对应关系的逆变换处理一目标影像获取一校准影像。利用所述校准系统还能够生成3D模型，包括：所述投影仪还用于利用所述对应关系的逆变换处理一光栅影像获取一光栅校准影像。所述投影仪还用于向一目标物体投射所述光栅校准影像。所述拍摄装置用于拍摄所述光栅校准影像的投影影像已生成反馈影像；所述处理端用于根据所述反馈影像生成所述目标物体的3D模型。现有技术中，3D重建需要根据投影出来的光栅，计算每个点的相移，它对抓拍到的图像的线性度高度敏感。用消费级投影做投影光栅时，投影的亮度经过了Gamma变化，投影设备本体的非一致性，用工业相机抓拍投影光栅时，投影的原始图片灰度等级与抓拍的灰度等级存在非线性关系。一般方案是预先估算投影输出的gamma曲线参数，对抓拍的图像减去一个背景亮度后，然后求反gamma变换，得出近似的投影图片的灰度等级，用此来计算投影光栅的算法。此方法有如下缺点：被动式校正的方法，在不同亮度背景下，需要估算背景亮度值。背景亮度可能实时变化，因此每次3D重建都需要重新估算背景亮度，导致系统实时性变差。如果一次性估算，系统鲁棒性变差，致系统精度变差。由于背景亮度在投影仪投射空间区域不是均匀的，为了估算整个投影空间的亮度值存在较大问题，而且随着时间变化，或者人影变化，会导致背景亮度在变化，导致真是的背景亮度是不稳定的，从而导致3D重建精度不高。现有主动式缺点：用多项式曲线拟合非线性存在不能完全恢复线性。本实施例能够解决上述缺陷，实现提高投影仪投射影像的保真率，提升投影效果，利用投影仪光栅建立3D模型更加准确先求出投影仪亮度和投影输入灰阶等级的线性关系。通过投影不同亮度等级的灰度图，采用高级相机抓拍投影区域的中心部分，分析投影图片灰度等级与亮本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种投影仪的校准方法，其特征在于，所述校准方法包括：所述投影仪按照亮度值依次投射若干灰度影像，每一灰度影像设有一亮度值；拍摄所述投影仪投射的灰度影像以获取拍摄影像，每一拍摄影像与校准影像一一对应；获取灰度影像的亮度值与拍摄影像亮度值的对应关系；所述投影仪利用所述对应关系的逆变换处理一目标影像获取一校准影像。

【技术特征摘要】
1.一种投影仪的校准方法，其特征在于，所述校准方法包括：所述投影仪按照亮度值依次投射若干灰度影像，每一灰度影像设有一亮度值；拍摄所述投影仪投射的灰度影像以获取拍摄影像，每一拍摄影像与校准影像一一对应；获取灰度影像的亮度值与拍摄影像亮度值的对应关系；所述投影仪利用所述对应关系的逆变换处理一目标影像获取一校准影像。2.如权利要求1所述的校准方法，其特征在于，所述对应关系为灰度影像的亮度值与拍摄影像亮度值的映射表，所述投影仪按照亮度值依次投射若干灰度影像包括：获取一n-bit的图像；将所述n-bit的图像划分为2n/m个亮度等级的灰度图像，任意两个相邻灰度图像的亮度值的差值为m。3.如权利要求1所述的校准方法，其特征在于，所述拍摄所述投影仪投射的灰度影像以获取拍摄影像包括：拍摄所述投影仪投射的灰度影像以获取初始影像；识别所述初始影像中的所述投影仪的投影区域影像；在投影区域影像中截取一预设尺寸的影像作为所述拍摄影像。4.如权利要求3所述的校准方法，其特征在于，所述识别所述初始影像中的所述投影仪的投影区域影像为：通过对比相邻初始影像中的差异部分获取所述初始影像中的所述投影仪的投影区域影像。5.如权利要求4所述的校准方法，其特征在于，所述校准方法包括：识别所述初始影像中的所述投影仪的投影区域影像；获取除所述投影区域影像以外的背景影像；获取背景区域的亮度平均值；根据亮度平均值获取一背景亮度补偿值；获取灰度影像的亮度值与拍摄影像的优化亮度值的对应关系，所述优化亮度值为所述拍摄影像结合所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：袁丹寿，
申请(专利权)人：盎锐上海信息科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31