一种基于结构光的投影校正方法及其系统技术方案

本发明专利技术提供了一种基于结构光的投影校正方法及其系统，通过结构光投影摄像头投射结构光到前方区域，获取所述前方区域内的投影区域和待校正图像区域的像素数据信息；根据所述像素数据信息得到投影区域的位置坐标信息和待校正图像中关键点的坐标信息；根据所述投影区域的位置坐标信息和所述待校正图像的关键点坐标信息，建立所述待校正图像平面与投影区域所在平面之间的对应关系；根据所述对应关系进行待校正图像的透视变换，得到校正后的投影图像。本发明专利技术所提供的投影校正方法及其系统提出了一种非接触式的图像校正方案，只需要通过摄像头对校正图像进行拍照就能完成校正，从而能够更加灵活高效的解决图像校正问题。

A Projection Correction Method and System Based on Structured Light

【技术实现步骤摘要】
一种基于结构光的投影校正方法及其系统
本专利技术涉及投影
，尤其涉及的是一种基于结构光的投影校正方法及其系统。
技术介绍
投影仪是一种在屏幕上投影放大图像的装置，现在普遍应用于会议演示或者视频播放，但是目前所使用的投影仪在投射图像的时，常常并不能与幕布区域完美的重合，而是倾斜成梯形。梯形校正是一个比较古老的问题。传统的解决方法是采用手动操作硬件旋钮或按钮来进行的。近年来有一些基于硬件的自动校正方案，有基于光学传感器的解决方案；有的需要方向传感器和距离传感器，有需要角度传感器的方案，其实上述投影方案均需要较高的硬件成本或者校正方式比较复杂，不能满足大众对投影校正的需求。因此，现有技术有待于进一步的改进。
技术实现思路
鉴于上述现有技术中的不足之处，本专利技术的目的在于为用户提供一种基于结构光的投影校正方法及其系统，克服现有技术中投影校正方案对硬件的要求较高和校正步骤复杂的缺陷。本专利技术提供了的第一实施例为一种基于结构光的投影校正方法，其中，包括：投影摄像头投射结构光到前方区域，获取前方区域内的投影区域和待校正图像区域的像素数据信息；根据所述像素数据信息得到投影区域的位置坐标信息和待校正图像中关键点的坐标信息；根据所述投影区域的位置坐标信息和所述待校正图像的关键点坐标信息，建立所述待校正图像的像素坐标与投影区域所在平面像素坐标之间的对应关系；根据所述对应关系进行待校正图像的透视变换，得到校正后的投影图像。可选地，所述像素数据信息为所述前方区域的深度图像；所述深度图像的深度数据流中包含投影区域的像素数据信息和待校正图像的像素数据信息。可选地，所述根据所述像素数据信息得到投影区域的位置坐标信息和待校正图像中关键点的坐标信息的步骤，还包括：使用投影摄像头投射出的结构光图像，得到摄像头结构光像平面像素坐标与投影区域平面像素坐标之间的空间位置对应关系。可选地，所述根据所述像素数据信息得到投影区域的位置坐标信息和待校正图像中关键点的坐标信息的步骤，还包括：使用时分复用编码摄像头投射出的结构光，得到摄像头结构光像平面像素坐标与待校正图像的像素坐标之间的对应关系。可选地，所述根据所述投影区域的位置坐标信息和所述待校正图像的关键点坐标信息，建立所述待校正图像平面的像素坐标与投影区域所在平面的像素坐标之间的对应关系的步骤包括：根据所述摄像头结构光像平面与投影区域平面之间空间位置对应关系和根据摄像头结构光像平面与待校正图像平面之间的空间位置对应关系依次进行以下计算：计算将待校正图像的像素坐标转换到世界坐标系平面内像素坐标所需的第一转换矩阵；计算将所述世界坐标系平面内像素坐标转换到摄像头结构光像平面内像素坐标所需的第二转换矩阵；计算将所述摄像头结构光像平面内像素坐标转换到摄像头结构光平面内投影区域的像素坐标所需的第三转换矩阵；计算将所述摄像头结构光平面内投影区域的像素坐标转换到世界坐标系平面投影区域的像素坐标所需的第四转换矩阵；计算将所述世界坐标系平面投影区域的像素坐标转换到投影区域的像素坐标所需的第五转换矩阵。可选地，所述根据所述对应关系进行待校正图像的透视变换，得到校正后的投影图像步骤包括：根据计算出的第一转换矩阵、第二转换矩阵、第三转换矩阵、第四转换矩阵和第五转换矩阵，计算出透视变换矩阵；根据计算出的透视变换矩阵将所述待校正图像变换成校正后的投影图像。本专利技术提供了的第二实施例为一种基于结构光的投影校正系统，其中，包括：投影出待校正图像的投影装置和用于对所述待校正图像进行校正的图像校正装置；所述图像校正装置包括：图像摄像模块、数据处理模块和校正投影模块；所述图像摄像模块，用于利用投影摄像头投射结构光到前方区域，获取所述前方区域内的投影区域和待校正图像区域的像素数据信息，并根据所述像素数据信息得到投影区域的位置坐标信息和待校正图像中关键点的坐标信息；所述数据处理模块，用于根据所述投影区域的位置坐标信息和所述待校正图像的关键点坐标信息，建立所述待校正图像的像素坐标与投影区域的像素坐标之间的对应关系；所述校正投影模块，用于根据所述对应关系进行待校正图像的透视变换，得到校正后的投影图像。可选地，所述图像摄像模块包括:投影区域获取单元和图像区域获取单元；所述投影区域获取单元，用于使用时分复用编码摄像头投射出的结构光图像，得到摄像头结构光像平面与投影区域平面之间的空间位置对应关系；所述图像区域获取单元，用于使用投影摄像头投射出的结构光，得到摄像头结构光像平面与待校正图像平面之间的对应关系。可选地，所述数据处理模块，包括：转换矩阵计算单元；所述转换矩阵计算单元，用于依次计算将待校正图像的像素坐标转换到世界坐标系平面内像素坐标所需的第一转换矩阵、将所述世界坐标系平面内像素坐标转换到摄像头结构光像平面内像素坐标所需的第二转换矩阵、将所述摄像头结构光像平面内像素坐标转换到摄像头结构光平面内投影区域的像素坐标所需的第三转换矩阵、将所述摄像头结构光平面内投影区域的像素坐标转换到世界坐标系平面投影区域的像素坐标所需的第四转换矩阵和将所述世界坐标系平面投影区域的像素坐标转换到投影区域的像素坐标所需的第五转换矩阵。可选地，所述校正投影模块包括:透视变换计算单元和校正图像投影单元；所述透视变换计算单元，用于根据计算出的第一转换矩阵、第二转换矩阵、第三转换矩阵、第四转换矩阵和第五转换矩阵，计算出透视变换矩阵；所述校正图像投影单元，用于根据计算出的透视变换矩阵将所述待校正图像变换成校正后的投影图像。有益效果，本专利技术提供了一种基于结构光的投影校正方法及其系统，通过结构光投影摄像头投射结构光到前方区域，获取所述前方区域内的投影区域和待校正图像区域的像素数据信息；根据所述像素数据信息得到投影区域的位置坐标信息和待校正图像中关键点的坐标信息；根据所述投影区域的位置坐标信息和所述待校正图像的关键点坐标信息，建立所述待校正图像的像素坐标与投影区域像素坐标之间的对应关系；根据所述对应关系进行待校正图像的透视变换，得到校正后的投影图像。本专利技术所提供的投影校正方法及其系统提出了一种非接触式的图像校正方案，只需要通过摄像头对校正图像进行拍照就能完成校正，从而能够更加灵活高效的解决图像校正问题。附图说明图1是本专利技术所述基于结构光的投影校正方法的步骤流程图；图2是本专利技术所述方法具体应用实施例中的幕布识别方法原理示意图；图3是本专利技术所述方法具体实施例中时分复用编码结构光图像的原理示意图；图4是本专利技术所述方法具体实施例中转换矩阵之间的关系示意图；图5是本专利技术所述方法具体实施例中各个坐标系所对应图像之间的转化流程示意图；图6是本专利技术所述方法具体实施例中待校正图像与投影区域之间的分布示意图；图7是本专利技术所述方法具体实施例中校正后图像与投影区域之间的分布示意图；图8是本专利技术所提供的投影校正系统的原理结构示意图。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本专利技术进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。本专利技术提供了的第一实施例为一种基于结构光的投影校正方法，如图1所示，所述投影校正方法包括以下步骤：步骤S1、结构光投影摄像头投射结构光到前方区域，获取所述前方区域内的投影区域和待校正图像区域的像素数据信息。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于结构光的投影校正方法，其特征在于，包括：投影摄像头投射结构光到前方区域，获取前方区域内的投影区域和待校正图像区域的像素数据信息；根据所述像素数据信息得到投影区域的位置坐标信息和待校正图像中关键点的坐标信息；根据所述投影区域的位置坐标信息和所述待校正图像的关键点坐标信息，建立所述待校正图像的像素坐标与投影区域所在平面像素坐标之间的对应关系；根据所述对应关系进行待校正图像的透视变换，得到校正后的投影图像。

【技术特征摘要】
1.一种基于结构光的投影校正方法，其特征在于，包括：投影摄像头投射结构光到前方区域，获取前方区域内的投影区域和待校正图像区域的像素数据信息；根据所述像素数据信息得到投影区域的位置坐标信息和待校正图像中关键点的坐标信息；根据所述投影区域的位置坐标信息和所述待校正图像的关键点坐标信息，建立所述待校正图像的像素坐标与投影区域所在平面像素坐标之间的对应关系；根据所述对应关系进行待校正图像的透视变换，得到校正后的投影图像。2.根据权利要求1所述的基于结构光的投影校正方法，其特征在于，所述像素数据信息为所述前方区域的深度图像；所述深度图像的深度数据流中包含投影区域的像素数据信息和待校正图像的像素数据信息。3.根据权利要求1所述的基于结构光的投影校正方法，其特征在于，所述根据所述像素数据信息得到投影区域的位置坐标信息和待校正图像中关键点的坐标信息的步骤，还包括：使用投影摄像头投射出的结构光图像，得到摄像头结构光像平面像素坐标与投影区域平面像素坐标之间的空间位置对应关系。4.根据权利要求3所述的基于结构光的投影校正方法，其特征在于，所述根据所述像素数据信息得到投影区域的位置坐标信息和待校正图像中关键点的坐标信息的步骤，还包括：使用投影摄像头投射出的结构光，得到摄像头结构光像平面像素坐标与待校正图像的像素坐标之间的对应关系。5.根据权利要求4所述的基于结构光的投影校正方法，其特征在于，所述根据所述投影区域的位置坐标信息和所述待校正图像的关键点坐标信息，建立所述待校正图像平面的像素坐标与投影区域所在平面的像素坐标之间的对应关系的步骤包括：根据所述摄像头结构光像平面与投影区域平面之间空间位置对应关系和根据摄像头结构光像平面与待校正图像平面之间的空间位置对应关系依次进行以下计算：计算将待校正图像的像素坐标转换到世界坐标系平面内像素坐标所需的第一转换矩阵；计算将所述世界坐标系平面内像素坐标转换到摄像头结构光像平面内像素坐标所需的第二转换矩阵；计算将所述摄像头结构光像平面内像素坐标转换到摄像头结构光平面内投影区域的像素坐标所需的第三转换矩阵；计算将所述摄像头结构光平面内投影区域的像素坐标转换到世界坐标系平面投影区域的像素坐标所需的第四转换矩阵；计算将所述世界坐标系平面投影区域的像素坐标转换到投影区域像素坐标所需的第五转换矩阵。6.根据权利要求5所述的基于结构光的投影校正方法，其特征在于，所述根据所述对应关系进行待校正图像的透视变换，得到校正后的投影图像步...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗坤，
申请(专利权)人：深圳市TCL高新技术开发有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44