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基于相机的多投影系统色彩综合校正

作　者: 朱经纬
导　师: 鲁东明
学　校: 浙江大学
专　业: 计算机应用与技术
关键词: 多投影 色彩差异 亮度平衡 色度匹配 边缘融合 综合校正
分类号: TN946.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
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内容摘要


由多投影机组成的大屏幕显示系统正在博物馆、电影院等各种场所得到越来越广泛的应用。多投影显示系统的目的在于协同控制多台投影机,进行高分辨率、大视角的展示。多投影系统的全局色彩校正技术用来解决由于投影机的亮度和色度差异造成的系统显示不一致问题。相比于几何拼接技术,色彩校正技术还有许多需要和可以改进的地方。目前主流的方法中亮度校正是利用相机来完成的,但色度差异的校正往往要用到一些贵重的专业设备,而且要和亮度校正分开来进行,不利于技术的推广。本文研究了一种完全基于相机的对多投影显示系统进行色彩综合校正的技术,它采用数码相机的Raw模式进行拍摄,Raw模式图像固有的属性可以很好的保证相机拍摄的“线性”成像,免去复杂的相机色彩还原步骤;利用相机拍摄到的数据建立统一的数学模型,对系统的亮度和色度进行综合校正,在色度匹配中引入HIS模型,降低色度匹配的计算复杂度,提高了校正效率。在综合校正中,整个校正流程由投影机输出曲线线性校正、亮度平衡、色度匹配和最后的边缘融合构成。投影机输出曲线线性校正是后续步骤的前提,并大大简化了其他步骤;亮度平衡以投影系统有效区域的“点”为单位,对所有投影机的所有位置生成一个衰减权值,使亮度向“最暗”的点逼近。色度匹配在亮度平衡完成的基础上可以根据实际情况选择是否进行,色度匹配在同一台投影机内部色度差异很小的前提下以投影机为单位,选取其中的一台投影机作为标准,由HIS模型中的色相和饱和度来定义两种颜色的距离,目标是投影机在相同输入的情况下,生成的颜色和“标准”投影机生成的颜色两者之间距离最短。最后的边缘融合,在确定了每台投影机的有效区域后,用投影机中某个点到有效区域边界的距离作加权运算,生成一个权值,重叠区域的每台投影机都对RGB通道按这个权值进行缩放,以达到重叠区域平衡过渡、消除“高亮带”的效果。最后为组成投影系统的每台投影机生成一张配置文件,对投影出去的图像进行预处理并满足实时渲染的要求。目前的多投影显示系统几何校正大多采用相机拍摄的方法,所以该论文中提到的完全基于相机的色彩校正方法不仅可以很好的几何校正过程结合起来,而且相机拍摄的方法也非常适用于“高分辨率”的投影幕,很大的方便了多投影显示系统的构建。

全文目录


摘要  2-4
Abstract  4-9
第1章 绪论  9-12
  1.1 概述  9-10
  1.2 背景技术和研究意义  10
  1.3 主要工作  10-11
  1.4 本文组织结构  11-12
第2章 理论基础和相关技术  12-28
  2.1 色彩及其感知  12-14
    2.1.1 颜色的形成  12
    2.1.2 颜色空间  12-13
    2.1.3 CIE XYZ空间及色域  13-14
  2.2 投影技术  14-17
    2.2.1 投影模型和投影技术  15-17
    2.2.2 投影机色彩差异来源  17
  2.3 多投影系统色彩校正技术综述  17-28
    2.3.1 亮度平衡校正  18-20
    2.3.2 色域匹配校正  20-25
    2.3.3 边缘融合  25-28
第3章 多投影系统色彩校正图像采集  28-38
  3.1 Raw格式图像  28-33
    3.1.1 相机的Raw格式数据  28-31
    3.1.2 曝光时间的选择  31-33
  3.2 拍摄平台和采集流程  33-34
    3.2.1 拍摄平台  33-34
    3.2.2 数据采集流程  34
  3.3 相机—投影机系统坐标映射  34-36
  3.4 本章小结  36-38
第4章 多投影系统色彩校正数学建模  38-46
  4.1 投影机特征化  38-41
    4.1.1 LCD投影特征化  38-40
    4.1.2 DLP投影特征化  40-41
  4.2 色彩校正中的亮度和色彩数学模型  41-45
    4.2.1 综合数学模型  42-44
    4.2.2 色彩模型转换  44-45
  4.3 本章小结  45-46
第5章 多投影系统色彩综合校正方法  46-57
  5.1 亮度校正  46-49
    5.1.1 投影机通道响应曲线校正  46-48
    5.1.2 计算公共亮度响应  48-49
    5.1.3 生成亮度衰减表  49
  5.2 色度校正  49-54
    5.2.1 投影机数据采样  50-52
    5.2.2 投影机之间色度匹配  52-53
    5.2.3 生成颜色查找表  53-54
  5.3 边缘融合  54-55
  5.4 本章小结  55-57
第6章 系统设计和试验结果  57-63
  6.1 系统设计  57-59
  6.2 色彩校正的实现  59-61
    6.2.1 投影机输出曲线的线性校正  59-60
    6.2.2 全局亮度衰减  60-61
    6.2.3 色度匹配  61
  6.3 应用举例  61-62
  6.4 本章小结  62-63
第7章 总结与展望  63-68
  7.1 总结  63-66
    7.1.1 本文主要研究成果  63-65
    7.1.2 有待改进的地方  65-66
  7.2 展望  66-68
参考文献  68-72
致谢  72-73

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中图分类: > 工业技术 > 无线电电子学、电信技术 > 电视 > 录像系统、放像系统 > 屏幕录像系统
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