اصلاح اعوجاج تصویر در نمایشگرهای سربالا با استفاده از پیش اعوجاج دهی مبتنی بر یادگیری ماشین

در نمایشگرهای سربالای اپتیکی (HUD) با دقت بالا، به دلیل پیچیدگی های هندسی و اثرات شکست نور در مسیر اپتیکی، به طور ذاتی اعوجاج های فضایی غیرخطی ایجاد می شوند. در این پژوهش، ابتدا یک نمایشگر هوشمند سربالا با ساختار انکساری بهبود یافته برای کاربردهای واقعیت افزوده و سامانه های دقیق معرفی می شود. طراحی اپتیکی سیستم به گونه ای انجام شده است که ضمن افزایش نسبت کنتراست، میدان دید افقی برابر با ۲۷ درجه را فراهم کرده و محدوده دید چشم با ابعاد ۱۲۰×۱۲۰×۵۰۰ میلی متر را پوشش دهد. برای حل مشکل اعوجاج تصاویر خروجی، یک مکانیزم پیش اعوجاج دهی مبتنی بر داده پیشنهاد شده که بتواند اعوجاج های اپتیکی را پیش از نمایش تصویر جبران کند؛ به گونه ای که پس از عبور تصویر از سامانه اپتیکی HUD، تصویر نهایی بدون اعوجاج توسط ناظر درک شود. بدین منظور، ابتدا رفتار نمایشگر سربالا با یک شبکه عصبی عمیق مدل سازی شده و سپس با یک فرآیند بهینه سازی مبتنی بر گرادیان تکراری، معکوس می گردد. نتایج شبیه سازی ها نشان می دهد که میانگین اعوجاج خروجی سیستم به کمتر از ۰٫۰۵۵ درصد کاهش یافته است که این میزان دقت برای کاربردهای حساس نظیر سامانه های اویونیکی مناسب ارزیابی می شود. همچنین بررسی اثر تلرانس های ساخت بیانگر پایداری مناسب سیستم و بهبود کارایی فرآیند تولید است.

کلیدواژه ها:

نمایشگر سربالا ، شبکه های عصبی عمیق ، اصلاح اعوجاج تصویر ، واقعیت افزوده ، پردازش تصویر