CN109982060A - 一种基于三维测量的多通道图像融合方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于三维测量的多通道图像融合方法，包括如下步骤：对异型表面使用激光扫描或者人工测量的方法获取投影表面的几何数据；对采集的几何数据根据投影覆盖的异型表面区域进行分割；利用几何数据为每一个投影构建非均匀分布的几何面片，并计算其投影矩阵并且记录到几何面片的顶点数据结构中；计算各个投影之间的边缘融合系数，并且记录到几何面片的顶点数据结构中；在投影融合阶段，利用顶点数据中的数据，对投影画面进行变形和融合；有益效果是：能够有效地减少在多通道图形几何矫正和融合过程中几何特征点的数量，并提高多通道视景仿真系统的渲染效率以及透视矫正效果。

Description

一种基于三维测量的多通道图像融合方法

技术领域

本发明涉及图形几何矫正、图像融合技术领域，具体涉及一种基于三维测量的多通道图 像融合方法。

背景技术

在传统的投影仪投射的画面几何矫正、拼接、和边缘融合技术矫正中，往往需要通过大 量的几何样本点来完成几何矫正和边缘融合，一个三通道环幕融合的工程中，假如是按照6X8 的均匀几何点阵列的话，需要工程人员手动调整(6x8x3＝144)个几何点的位置，才能够得到 比较良好的几何矫正效果。这个工作量是巨大，需要工程人员进行激光水平测量，手工调整。 而在实际应用中，有很多几何点对几何矫正的作用是微乎其微的，工程人员手动调整，效率 太低，费时费力。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种基于三维测量的多通道图像融合方法，以解决上述 背景技术中提到的问题。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案为：一种基于三维测量的多通道图像融合方 法，包括如下步骤：对异型表面使用激光扫描或者人工测量的方法获取投影表面的几何数据； 对采集的几何数据根据投影覆盖的异型表面区域进行分割；利用几何数据为每一个投影构建 非均匀分布的几何面片，并计算其投影矩阵并且记录到几何面片的顶点数据结构中；计算各 个投影之间的边缘融合系数，并且记录到几何面片的顶点数据结构中；在投影融合阶段，利 用顶点数据中的数据，对投影画面进行变形和融合。

作为本发明的优选方案，使用三维扫描仪扫描异形表面生成的几何数据为若干个控制点， 录入到电脑的三维软件中，使用3D软件工具对所有的控制点进行区域自动划分分割。

作为本发明的优选方案，利用视点方法以及扫描表面的信息，计算透视变形的透视投影 图像，记录每个控制点调整后的投影坐标值。

作为本发明的优选方案，使用多个投影仪投射每个控制点至异形空间幕上，对所有的控 制点的平面几何体贝塞尔曲面模型N×N控制点进行图形变换，包括以下步骤：建立双三次 Bezier曲面，Bezier曲面假设采用(m+1)×(n+1)控制点定义为Pi，j，参考点即控制点，其公式 如下：

其中：均为Bernstein 函数。

作为本发明的优选方案，相邻两个投影仪的待投影的图像的水平重叠边缘的像素值分别 乘以融合函数f(j)和1-f(j)*Gain(j)，Gain(j)是增益补偿函数。

作为本发明的优选方案，将融合后的点通过硬件融合机融合图像的重叠边缘，所述硬件 融合机内设置有曲面矫正模块。

本发明采用上述技术方案的有益效果是：能够有效地减少在多通道图形几何矫正和融合 过程中几何特征点的数量，并提高多通道视景仿真系统的渲染效率以及透视矫正效果。

附图说明

图1为本发明的流程示意图；

图2为本发明的应用框架图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明。在此需要说明的是，对于这些实 施方式的说明用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。此外，下面所描述的本发 明各个实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

参看附图，一种基于三维测量的多通道图像融合方法，包括如下步骤：对异型表面使用 激光扫描或者人工测量的方法获取投影表面的几何数据；对采集的几何数据根据投影覆盖的 异型表面区域进行分割；利用几何数据为每一个投影构建非均匀分布的几何面片，并计算其 投影矩阵并且记录到几何面片的顶点数据结构中；计算各个投影之间的边缘融合系数，并且 记录到几何面片的顶点数据结构中；在投影融合阶段，利用顶点数据中的数据，对投影画面 进行变形和融合。

使用三维扫描仪扫描异形表面生成的几何数据为若干个控制点，录入到电脑的三维软件 中，使用软件工具对所有的控制点进行区域划分分割。

使用软件工具调整每个控制点的坐标以使观察者在投影屏幕上观察到正常的透视投影图 像，记录每个控制点调整后的坐标值。

使用多个投影仪投射每个控制点至球幕上，对所有的控制点的平面几何体贝塞尔曲面模 型N×N控制点进行图形变换，包括以下步骤：建立双三次Bezier曲面，Bezier曲面假设采用 (m+1)×(n+1)控制点定义为Pi，j，参考点即控制点，其公式如下：

其中：均为Bemstein函 数。

相邻两个投影仪的待投影的图像的水平重叠边缘的像素值分别乘以融合函数f(j)和1-f(j)。 两个投影仪将三维数据构建的几何面片导入至融合处理器内进行各几何面片的边界融合，在 显示器上显示的图像就不会出现重叠的部分，看起来很自然。

将融合后的点通过硬件融合机融合图像的重叠边缘，硬件融合机内设置有曲面矫正模块。

以上结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但本发明不限于所描述的实施方式。 对于本领域的技术人员而言，在不脱离本发明原理和精神的情况下，对这些实施方式进行多 种变化、修改、替换和变型，仍落入本发明的保护范围内。

Claims (6)

1.一种基于三维测量的多通道图像融合方法，其特征在于，包括如下步骤：对异型表面使用激光扫描或者人工测量的方法获取投影表面的几何数据；对采集的几何数据根据投影覆盖的异型表面区域进行分割；利用几何数据为每一个投影构建非均匀分布的几何面片，并计算其投影矩阵并且记录到几何面片的顶点数据结构中；计算各个投影之间的边缘融合系数，并且记录到几何面片的顶点数据结构中；在投影融合阶段，利用顶点数据中的数据，对投影画面进行变形和融合。

2.根据权利要求1所述的基于三维测量的多通道图像融合方法，其特征在于，使用三维扫描仪扫描异形表面生成的3D离散网格点，录入到电脑的三维软件中，使用3D软件工具对所有的控制点进行区域自动划分分割。

3.根据权利要求2所述的基于三维测量的多通道图像融合方法，其特征在于，利用视点方法以及扫描表面的信息，计算透视变形的透视投影图像，记录每个控制点调整后的投影坐标值。

4.根据权利要求3所述的基于三维测量的多通道图像融合方法，其特征在于，使用多个投影仪投射每个控制点至异型空间幕上，对所有的控制点的平面几何体贝塞尔曲面模型N×N控制点进行图形变换，包括以下步骤：建立双三次Bezier曲面，Bezier曲面假设采用(m+1)×(n+1)控制点定义为Pi，j，参考点即控制点，其公式如下：

其中：均为Bernstein函数。

5.根据权利要求4所述的基于三维测量的多通道图像融合方法，其特征在于，相邻两个投影仪的待投影的图像的水平重叠边缘的像素值分别乘以融合函数f(j)和1-f(j)*Gain(j)，Gain(j)是增益补偿函数。

6.根据权利要求5所述的基于三维测量的多通道图像融合方法，其特征在于，将融合后的点通过硬件融合机融合图像的重叠边缘，所述硬件融合机内设置有曲面矫正模块。