Коррекция геометрии изображения - Image geometry correction

Коррекция геометрии изображения (часто называемый деформацией изображения) - это процесс цифровой обработки данных изображения, при котором проекция изображения точно соответствует определенной проекционной поверхности или форме.[1] Коррекция геометрии изображения компенсирует искажение создан вне оси проектор или размещение экрана, или не плоская поверхность экрана, путем применения предварительной компенсации обратного искажения к этому изображению в цифровой области.

Обычно коррекция геометрии изображения применяется так, что равные области проекционной поверхности воспринимаются картой зрителя как равные области в исходном изображении. Его также можно использовать для применения особенный эффект искажение. Термин «Коррекция геометрии изображения», подразумевающий статическое изображение, немного вводит в заблуждение. Коррекция геометрии изображения применяется к статическим или динамическим изображениям (например, движущемуся видео).

Обзор

Коррекция геометрии изображения обычно осуществляется двумя способами:

  1. Обработка графики
  2. Обработка сигналов

Оба метода включают выполнение пространственного преобразования входного изображения в выходное в реальном времени, и оба метода требуют мощных аппаратное обеспечение. Пространственное преобразование должно быть предварительно определено для конкретной желаемой геометрической формы и может быть рассчитано несколькими различными методами (подробнее о нем будет сказано ниже).

В Graphics Processing пространственное преобразование состоит из полигональная сетка (обычно треугольники ). Преобразование выполняется путем наложения текстуры из прямолинейная сетка входного изображения в преобразованную форму целевого изображения. Таким образом, каждый многоугольник на входном изображении применяется к эквиваленту (но трансформируется по форме и местоположению) многоугольник в выходном изображении.

Коррекция геометрии изображения на основе обработки графики может выполняться с помощью недорогих графических контроллеров на базе ПК. Утонченный программного обеспечения который использует наложение текстуры Оборудование графического контроллера нестандартно и доступно только у поставщиков специального программного обеспечения (например, Mersive Technologies и Scalable Display Technologies).

Коррекция геометрии изображения на основе графической обработки очень эффективна для контента, созданного на ПК. Его основным недостатком является то, что он привязан к платформе графического контроллера и не может обрабатывать сигналы, исходящие вне графического контроллера.

В Обработка сигналов Основанное на коррекции геометрии изображения, пространственное преобразование состоит из пространственно определенного 2-мерного фильтра повторной выборки или масштабирования изображения. Операция масштабирования выполняется с разными коэффициентами масштабирования в разных частях изображения в соответствии с заданным преобразованием. Особое внимание следует уделить конструкции масштабирующего фильтра, чтобы обеспечить сбалансированность пространственных частот во всех областях изображения и Критерий Найквиста встречается во всех областях изображения.

Обработка сигналов коррекция геометрии изображения на основе специально разработанных аппаратное обеспечение в проекционной системе (например, IDT, Silicon Optix или GEO Semiconductor) или в автономных процессорах видеосигнала (например, в системах гибкого изображения).

Обработка сигналов коррекция геометрии изображений на основе изображений является наиболее гибкой формой этой технологии, позволяющей корректировать изображения, исходящие от ЛЮБОЙ платформы графического контроллера. Недостаток Обработка сигналов Коррекция геометрии изображения на основе изображений - это дополнительные расходы на оборудование, которое используется для ее выполнения. Эти дополнительные расходы могут быть уменьшены за счет включения дополнительных функций (таких как переключение и смешение краев в Обработка сигналов на основе системы коррекции геометрии изображения).

Расчет преобразования коррекции геометрии изображения Преобразование коррекции геометрии изображения может быть рассчитано с помощью прогнозирующей геометрии (т. Е. Точного вычисления того, где изображение должно приземлиться на регулярной поверхности, такой как сфера или цилиндр ), либо с помощью автоматической системы оптической обратной связи (т. е. камеру можно использовать для оценки совмещения тестовых изображений), либо с помощью итераций пользователя (т. е. перемещения точек оператором). Во всех методах преобразование обычно описывается как двумерный массив. Количество точек в двумерном массиве, необходимое для точной коррекции геометрии изображения, зависит от задействованной поверхности. В случае коррекции трапецеидальных искажений, 4 точки - это все, что требуется для полного описания любой проекционной ситуации.

Приложения

Простейшим применением коррекции геометрии изображения является конкретный случай, известный как коррекция трапецеидального искажения, полученный из Эффект трапецеидального искажения. Трапецеидальное искажение получило свое название от симметричного трапециевидного искажения, возникающего в результате смещения проектора в вертикальном измерении (хотя этот термин обычно применяется к несимметричной четырехугольной форме, которая возникает из внеосевой проекции в обоих измерениях). Возможности коррекции трапецеидальных искажений теперь включены в большинство имеющихся в настоящее время на рынке проекторов, что позволяет пользователям перемещать изображение как по вертикали, так и по горизонтали. Даже при использовании этой функции доступная степень регулировки ограничена, и качество изображения может пострадать. Коррекция трапецеидальных искажений идеально подходит для простых корректировок бизнеса (например, конференц-зала). Для более сложной коррекции искажений требуется внешний процессор.

Наложение проекторов - это усовершенствованная форма коррекции трапецеидальных искажений. В этом приложении два или более проектора проецируются на одну и ту же поверхность. Поскольку два проектора не могут занимать одно и то же пространство, выходной сигнал каждого должен быть хотя бы немного скорректирован на трапецеидальное искажение.

Пассивное совмещение 3D-проекторов обеспечивает точное выравнивание для двух синхронизированных проекторов, которые обеспечивают работу левого и правого глаза 3D-приложения.

Коррекция геометрии изображения на обычных поверхностях (например, сферах и цилиндрах) - это следующий уровень сложности. Обе эти правильные формы часто встречаются в ситуациях профессионального аудио-видео (Pro AV) в виде куполообразных или изогнутых стеновых кинотеатров. Другими часто встречающимися поверхностями правильной формы являются стены и столбы метро.

Коррекция геометрии изображения на неровных поверхностях - наиболее продвинутая форма. Этот тип проекции распространен в архитектурных инсталляциях, таких как казино.

Edge Blending - это приложение-компаньон для коррекции геометрии изображения. Смешение краев позволяет без шва проецировать большое изображение с помощью нескольких перекрывающихся проекторов. Поскольку трапецеидальное искажение (и часто требование проецирования на неплоскую поверхность) является встроенным требованием почти всех систем сглаживания краев, совмещение сглаживания краев и коррекции геометрии изображения в одном процессоре видеосигнала является естественным.

Новости

  • Wired Magazine - гибкие системы обработки изображений Image AnyPlace-200 Video Upscaler [2]
  • Информационный документ - Коррекция геометрии [3]

Смотрите также

внешняя ссылка

Рекомендации

  1. ^ Вуд, С. «Технология - коррекция геометрии изображения».
  2. ^ Кейдж, Чак (9 ноября 2009 г.). "Даже самое старое и дерьмовое видео может сиять". Журнал WIRED. Получено 9 ноября 2009.
  3. ^ Белая бумага. «Коррекция геометрии» (PDF). неизвестный. Архивировано из оригинал (PDF) на 2012-03-21. Получено 2011-03-22.