即時投影影像變形矯正處理之開發與實現

Implementation of a Real-Time Image Correction Processing for Distorted Projection Images

董威成(Wei-Chen Dong)

指導教授 ： 曾百由

國立臺北科技大學/機電學院/機電整合研究所/碩士(2011年)

摘要

曲面屏幕漸漸的廣泛應用於高解析度沉浸式視覺化環境(High-Resolution Immersive Visualization Environment)和虛擬實境(Virtual Reality)，許多畫面變形調整的問題也因而產生。
本研究希望將虛擬實境(Virtual Reality)場景透過投影機投射於模擬操作艙四周環境中的不規則表面，實現包覆式沉浸的環場虛擬實境，增加身歷其境的真實性。對於任意曲面屏幕的非線性投影影像扭曲失真，目前投影影像矯正技術有限，並且擁有過多的限制條件與幾何校正的方法非常花費人力和成本。因此，本研究使用攝影機拍攝利用電腦視覺領域中數位影像處理辨識技術，藉由顏色與紋理特徵資訊，量測出特徵點的影像空間位置，進行幾何校正；換言之，以電腦自動化幾何校正代替人力操作。最後，經由幾何校正計算後得到投影變形影像的幾何形狀，再透過Bezier數學式建構平滑曲面，使得矯正後的變形影像具有更好的連續性，最後，將影像投影至任意曲面屏幕，完成投影影像矯正處理程序。本研究嘗試利用FPGA硬體設計、繪圖程式設計、動畫引擎軟體設計完成即使投影影像變形處理運算。

關鍵字

曲面投影 ； 非線性影像失真 ； 矯正變形

並列摘要

The non-planar screen display is now popularly applied in many applications, such as large surrounding screen display, virtual reality and other immersive visualization environment. Researchers use theories of non-linear image distortion and manual modification to correct the distorted display but the technologies are not matured and require time and manpower. Therefore, this proposed project takes the advantages of computer vision to design a simple routine using the digital image processing methods, such as positioning point, the grain and color information, theory of Bezier and B-Spline to construct and correct the final projection image automatically. This automatic image correction procedure can be done with low-cost equipment and save time with traditional manual modification. Finally, will the aid of computer vision capture the correction vector information with image processing techniques, this developed system can project the corrected image on the non-planar screen without any distortion.

並列關鍵字

Image Processing ； Non-planar projection ； Non-linear image distortion

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