(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210777096.7 (22)申请日 2022.06.30 (71)申请人 南京理工大 学智能计算成像 研究院 有限公司 地址 210000 江苏省南京市 建邺区嘉陵江 东街8号科技综合体B4幢二单 元4层 (72)发明人 张晓磊　左超　胡岩　梁钟伟　 牟双　聂万延　 (74)专利代理 机构 北京翔瓯知识产权代理有限 公司 11480 专利代理师 向维登 (51)Int.Cl. G06T 17/00(2006.01) G06T 19/20(2011.01) G06T 15/80(2011.01)G06T 7/80(2017.01) (54)发明名称 一种基于高光边界三维重映射的自适应投 影方法 (57)摘要 本发明公开了一种基于高光边界三维重映 射的自适应投影方法。 首先基于相移亮度统计图 提取出单个或多个过曝连通区域， 提取该区域的 边界外未过曝的像素群坐标并基于标定参数重 构出边界相应的三维坐标； 然后基于投影光路模 型将三维坐标逆向映射至DMD 靶面得到闭环连通 域； 利用二维图像对高光闭环连通域进行筛选得 到最外圈高亮度范围的边界， 通过高光边界提取 与三维逆向映射的自适应逐级降低投影光强缩 小高光范围， 最终完全消除过曝光范围。 该方法 首先利用高光边缘像素映射至DMD靶面像素， 通 过逐级降低投影光以消除全部高光区域。 避免了 传统多曝光方法过程中不同三维点云的复杂拼 接过程， 在提高重构速率的同时降低了计算的复 杂度。 权利要求书2页 说明书5页 附图3页 CN 115359175 A 2022.11.18 CN 115359175 A 1.一种基于高光 边界三维重映射的自适应投影方法， 其特 征在于步骤如下： 步骤一， 基于相移亮度图统计提取 出图像过曝处的联通区域； 步骤二， 通过过曝的联通区域提取出区域外部边界处未过曝的像素群坐标， 并基于标 定参数重构出边界处相应的三维坐标； 步骤三， 将三维坐标逆向映射至DMD靶面 坐标得到闭环连通 域； 步骤四， 调节连通域内投影光的亮度， 若尚存在过曝区域则逐级降低投影光亮度转向 步骤一直至高光区域全部消除。 2.根据权利要求1所述的一种基于高光边界三维重映射的自适应投影方法， 其特征在 于步骤一具体为： 读取相 机拍摄最密条纹的所有相移图， 对所有相移图中像素值大于等于 255的区域进行统计提取， 并记录所有相移图中像素值均大于等于255的区域， 即为高光区 域。 3.根据权利要求2所述的一种基于高光边界三维重映射的自适应投影方法， 其特征在 于步骤二具体为： 将图像内所有像素值小于255的区域像素值置为0， 利用边缘提取算法对所有高光区域 边界进行提取， 并将提取 的坐标以及对应的相位值进行三维坐标求解， 由针孔成像模型可 知： 其中fx_p与fy_p为投影仪镜头的焦距， up与vp分别为相机的像素坐标， (u0_p,v0_p)为投影 仪靶面的主点 位置， (up,vp)为投影仪的靶面像素坐标， RTP3×4为投影仪的外参数矩阵； 通过相机的外参数矩阵和投影仪外参数矩阵将投影仪的像素坐标与相机的像素坐标 相关联： 其中“‑1”表示对矩阵的伪逆， RTc3×4代表相机坐标系下的外参数矩阵； 由此得到： 将内参数矩阵和外参数矩阵合并成一个矩阵R， 即： 再提取公式(3)的第一行 可以得到： Zpup＝R(1,1)·Xc+R(1,2)·Yc+R(1,3)·Zc+R(1,4)      (5)权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115359175 A 2其中Zp以公式(2)推导得 出； 从相机出发可以得到 两个约束条件： 结合公式(5)与公式(6)可以得到边界处的 的三维坐标： 4.根据权利要求3所述的一种基于高光边界三维重映射的自适应投影方法， 其特征在 于步骤三具体为： 首先， 通过式(2)将Pc(X,Y,Z)转变为Pp(X,Y,Z)， 并由式(1)可 得： 最终， DMD靶面像素坐标为： 通过求解得到的DMD靶面像素坐标按照距离最近的原则将所有DMD靶面像素坐标相连 获得DMD靶面高光区域像素坐标 连通域。 5.根据权利要求1所述的一种基于高光边界三维重映射的自适应投影方法， 其特征在 于步骤四具体为： 以原始投影光强为基准将投影光强进行分级： [I,nI,n2I,n3I,n4I,…]           (10) 其中， I为原始光强， n(n<1)为降低的比例系数， 通过逐级降低高光区域 内部的光强， 将 高光区域按照实际光强值进行分割， 实际光强越高的区域比例系数越小； 每改变一次投影光强， 记录相应区域的投影比例系数， 并转向步骤一检测是否还存在 高光区域， 若存在重复步骤二和步骤三 直至将所有高光区域并入正常曝光区域。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115359175 A 3