Corrección de la geometría de la imagen

La corrección de la geometría de la imagen es el proceso de manipular digitalmente los datos de la imagen de manera que la proyección de la imagen coincida con precisión con una superficie o forma de proyección específica. ^{[ 1 ]} La corrección de la geometría de la imagen compensa la distorsión creada por la colocación descentrada del proyector o la pantalla, o por una superficie de pantalla no plana, aplicando una distorsión inversa de precompensación a esa imagen en el dominio digital.

Generalmente, la corrección de la geometría de la imagen se aplica de manera que áreas iguales de la superficie de proyección, percibidas por el espectador, se correspondan con áreas iguales en la imagen original. También puede utilizarse para aplicar un efecto de distorsión especial . El término corrección de la geometría de la imagen , que implica una imagen estática, puede resultar algo engañoso. Esta corrección se aplica tanto a imágenes estáticas como dinámicas (por ejemplo, vídeo en movimiento).

La corrección de la geometría de la imagen generalmente se implementa de dos maneras diferentes:

1. Procesamiento gráfico
2. Procesamiento de señales

Ambas técnicas implican la ejecución en tiempo real de una transformación espacial de la imagen de entrada a la de salida, y ambas requieren hardware potente . La transformación espacial debe estar predefinida para una geometría específica deseada y puede calcularse mediante diversos métodos (más adelante se explicarán).

En el procesamiento gráfico, la transformación espacial consiste en una malla poligonal (generalmente triangular ). Esta transformación se realiza mediante el mapeo de texturas desde la malla rectilínea de la imagen de entrada a la forma transformada de la imagen de destino. De esta manera, cada polígono de la imagen de entrada se aplica a un polígono equivalente (pero transformado en forma y posición) en la imagen de salida.

La corrección de la geometría de la imagen mediante procesamiento gráfico puede realizarse con controladores gráficos económicos para PC. El software avanzado que utiliza el hardware de mapeo de texturas del controlador gráfico no es estándar y solo está disponible a través de proveedores de software especializado (como Mersive Technologies y Scalable Display Technologies).

La corrección geométrica de imágenes basada en procesamiento gráfico es muy eficaz para contenido generado en el PC. Su principal inconveniente es que está ligada a la plataforma del controlador gráfico y no puede procesar señales que se originen fuera de este.

En la corrección de geometría de imagen basada en procesamiento de señales, la transformación espacial consiste en un filtro de remuestreo o escalado de imagen bidimensional definido espacialmente. La operación de escalado se realiza con diferentes relaciones de escala en distintas partes de la imagen, según la transformación definida. Es fundamental prestar especial atención al diseño del filtro de escalado para garantizar que las frecuencias espaciales se mantengan equilibradas en todas las áreas de la imagen y que se cumpla el criterio de Nyquist en todas ellas.

La corrección de la geometría de la imagen basada en el procesamiento de señales se implementa mediante hardware especialmente diseñado en el sistema de proyección (por ejemplo, IDT, Silicon Optix o GEO Semiconductor), o en procesadores de señal de vídeo independientes (por ejemplo, sistemas de imagen flexibles).

La corrección de geometría de imagen basada en procesamiento de señales es la forma más flexible de esta tecnología, permitiendo la corrección de imágenes provenientes de cualquier plataforma de controlador gráfico. La desventaja de este método radica en el costo adicional del hardware necesario. Este costo puede mitigarse mediante la inclusión de funciones adicionales (como la conmutación y la fusión de bordes en el sistema de corrección de geometría de imagen basado en procesamiento de señales).

Cálculo de la transformación de corrección de la geometría de la imagen La transformación de corrección de la geometría de la imagen se puede calcular mediante geometría predictiva (es decir, calculando con precisión dónde debería aterrizar una imagen en una superficie regular como una esfera o un cilindro ), o mediante un sistema automático de retroalimentación óptica (es decir, se puede usar una cámara para evaluar la alineación de imágenes de prueba), o mediante iteración del usuario (es decir, movimiento de puntos por un operador). En todos los métodos, la transformación se describe generalmente como una matriz bidimensional. El número de puntos en la matriz bidimensional necesarios para realizar una corrección precisa de la geometría de la imagen depende de la superficie involucrada. En el caso de la corrección trapezoidal, solo se requieren 4 puntos para describir completamente cualquier situación de proyección.

La aplicación más sencilla de la corrección de geometría de imagen es un caso específico conocido como corrección de distorsión trapezoidal, derivado del efecto Keystone . La distorsión Keystone recibe su nombre de la distorsión trapezoidal simétrica que resulta de una desalineación del proyector en la dimensión vertical (aunque el término se aplica generalmente a la forma cuadrilátera asimétrica que se produce por una proyección fuera del eje en ambas dimensiones). La mayoría de los proyectores disponibles actualmente en el mercado incluyen la función de corrección Keystone, lo que permite a los usuarios mover la imagen tanto vertical como horizontalmente. Aun con esta función, el grado de ajuste disponible es limitado y la calidad de la imagen puede verse afectada. La corrección Keystone es ideal para ajustes sencillos en entornos empresariales (por ejemplo, salas de conferencias). Para correcciones de distorsión más complejas, se requiere un procesador externo.

La técnica de apilamiento de proyectores es una forma avanzada de corrección trapezoidal. En esta técnica, se proyectan dos o más imágenes sobre la misma superficie. Dado que los dos proyectores no pueden ocupar exactamente el mismo espacio, la imagen de cada uno debe corregirse, al menos ligeramente, para evitar la distorsión trapezoidal.

El apilamiento pasivo de proyectores 3D proporciona una alineación precisa para dos proyectores sincronizados que alimentan el ojo izquierdo y el ojo derecho de una aplicación 3D.

La corrección de la geometría de la imagen en superficies regulares (como esferas y cilindros) representa el siguiente nivel de complejidad. Estas formas regulares se encuentran con frecuencia en entornos de audio y video profesional (Pro AV), como en salas de cine con cúpulas o paredes curvas. Otras superficies regulares comunes son las paredes y pilares del metro.

La corrección geométrica de la imagen sobre superficies irregulares es la forma más avanzada. Este tipo de proyección es común en instalaciones arquitectónicas como los casinos.

La fusión de bordes es una aplicación complementaria a la corrección de la geometría de la imagen. Permite la proyección sin interrupciones de una imagen grande mediante varios proyectores superpuestos. Dado que la distorsión trapezoidal (y frecuentemente la necesidad de proyectar sobre una superficie no plana) es un requisito inherente a casi todos los sistemas de fusión de bordes, la combinación de la fusión de bordes y la corrección de la geometría de la imagen en el mismo procesador de señal de vídeo resulta lógica.

• Revista Wired – Sistemas de imagen flexibles Image AnyPlace-200 Escalador de vídeo ^{[ 2 ]}
• Libro Blanco - Corrección Geométrica ^{[ 3 ]}

• Corrección geométrica
• Deformación de imágenes
• Deformación suave
• Warpalizer

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• http://www.flexiblepicturesystems.com
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