一種基于多投影成像的穹頂球幕投影成像系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及穹頂球幕投影技術(shù)和圖像處理技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于多投影成像的穹頂球幕投影成像系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]穹頂球幕投影成像系統(tǒng)的應(yīng)用越來越廣泛，例如可以用作球幕天象成像儀、球幕電影放映系統(tǒng)等。
[0003]目前的穹頂球幕投影成像系統(tǒng)通常由穹頂球幕、成像數(shù)據(jù)處理設(shè)備和投影裝置構(gòu)成，穹頂球幕具有一個半球面狀的球幕作為投影幕，成像數(shù)據(jù)處理設(shè)備用于對需要成像的影像數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲和轉(zhuǎn)換等必要的數(shù)據(jù)處理后，輸出給投影裝置進(jìn)行投影，而投影裝置只需要一臺，從穹頂球幕的半球面球幕內(nèi)部一側(cè)以一定的角度向球幕投射影像，即可使得完整的影像在整個球幕上得以投影呈現(xiàn)。
[0004]但受制于投影成像的原理系統(tǒng)設(shè)備自身的原因，現(xiàn)有的穹頂球幕投影成像系統(tǒng)所存在的缺陷也較為明顯。由于系統(tǒng)中的投影裝置需要將完整影像投影呈現(xiàn)在整個穹頂球幕上，因此投影裝置對影像畫面進(jìn)行投影的放大比例較大，而由于投影裝置將影像通過其投影鏡頭光學(xué)組件進(jìn)行放大投影的放大比例越大，則其投影所呈現(xiàn)畫面中的成像清晰度也相應(yīng)越差，并且投影裝置中投影光源的發(fā)射光也會隨著投影鏡頭光學(xué)組件放大投影而被擴(kuò)散，導(dǎo)致投影放大比例越大則投影成像圖像整體亮度越弱，因此現(xiàn)有穹頂球幕投影成像系統(tǒng)的成像清晰度和成像圖像整體亮度等重要的成像性能參數(shù)往往都比較差，成像質(zhì)量受到很大的限制。
[0005]關(guān)于穹頂球幕投影成像系統(tǒng)的成像清晰度和成像圖像整體亮度問題，領(lǐng)域內(nèi)的研宄者也試圖尋找解決的途徑。例如，要提升系統(tǒng)成像清晰度，可以通過提升影像數(shù)據(jù)像素尺寸和像素密度，使得影像數(shù)據(jù)源的圖像清晰度增加，從而使得系統(tǒng)投影的成像清晰度得到相應(yīng)提升；但這樣的解決方案，將使得相同內(nèi)容的影像數(shù)據(jù)源，其數(shù)據(jù)存儲量呈幾何倍數(shù)增加，占用系統(tǒng)非常多的數(shù)據(jù)存儲容量，同時，數(shù)據(jù)量倍增的影像數(shù)據(jù)也給成像數(shù)據(jù)處理設(shè)備帶來圖像數(shù)據(jù)處理的壓力，須要相應(yīng)提升成像數(shù)據(jù)處理設(shè)備的硬件配置以確保具備相應(yīng)的數(shù)據(jù)存儲性能和數(shù)據(jù)處理性能，導(dǎo)致設(shè)備硬件成本和維護(hù)成本增加，并且數(shù)據(jù)處理量較大也可能伴隨帶來數(shù)據(jù)處理延遲、處理效果降低、甚至數(shù)據(jù)格式不支持等各方面的問題。而要提升系統(tǒng)成像圖像整體亮度，可以依靠增加投影裝置的投影光源亮度的方式來解決，但是投影光源亮度的增加相應(yīng)導(dǎo)致光源散熱量的增加，帶來投影裝置散熱性能的新問題，并且投影投影光源亮度一直是投影設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域追求的目標(biāo)，但是在目前的技術(shù)條件下，投影光源亮度的進(jìn)一步提高在技術(shù)實現(xiàn)上已經(jīng)存在瓶頸，使得進(jìn)一步追求提升投影光源亮度已經(jīng)在技術(shù)上受限。
[0006]因此，如何更加有效的提升穹頂球幕投影成像系統(tǒng)的成像性能，成為了穹頂球幕投影技術(shù)領(lǐng)域有待突破的技術(shù)研發(fā)目標(biāo)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述不足，本發(fā)明的目的在于提供一種基于多投影成像的穹頂球幕投影成像系統(tǒng)，用以在不依靠提升影像數(shù)據(jù)像素尺寸和像素密度且在現(xiàn)有的投影光源技術(shù)條件下，使得穹頂球幕投影成像系統(tǒng)的成像清晰度和成像圖像整體亮度能夠得以提升，從而提升穹頂球幕投影成像系統(tǒng)的成像性能。
[0008]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用了如下的技術(shù)手段:
一種基于多投影成像的穹頂球幕投影成像系統(tǒng)，包括穹頂球幕、數(shù)據(jù)存儲裝置、圖像分割處理裝置、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換處理裝置以及至少三個投影裝置；所述數(shù)據(jù)存儲裝置用于存儲影像數(shù)據(jù)；所述圖像分割處理裝置用于從數(shù)據(jù)存儲裝置獲取影像數(shù)據(jù)，并將所述影像數(shù)據(jù)進(jìn)行圖像分割處理為對應(yīng)于各個投影裝置的分割影像數(shù)據(jù)；所述數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換處理裝置用于將圖像分割處理裝置得到的對應(yīng)于各個投影裝置的分割影像數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換處理為能夠分別供各個投影裝置投影輸出的穹頂投影分割影像數(shù)據(jù)，并分別輸出給各個投影裝置；每個投影裝置用于將接收到的穹頂投影分割影像數(shù)據(jù)投射成像到穹頂球幕的部分球幕區(qū)域上，且各個投影裝置投影到穹頂球幕上的穹頂投影分割影像相互拼接疊加融合，從而在穹頂球幕的整個球幕區(qū)域上投影呈現(xiàn)出完整的影像圖像。
[0009]上述基于多投影成像的穹頂球幕投影成像系統(tǒng)中，作為進(jìn)一步改進(jìn)方案，該系統(tǒng)還包括系統(tǒng)參數(shù)處理裝置；所述系統(tǒng)參數(shù)處理裝置包括:參數(shù)記錄模塊，用于記錄系統(tǒng)中投影裝置的數(shù)量，并記錄每個投影裝置的投影范圍參數(shù)、與穹頂球幕之間的相對位置關(guān)系參數(shù)以及向穹頂球幕投射影像的投射角度參數(shù)；參數(shù)分析模塊，用于根據(jù)系統(tǒng)中投影裝置的數(shù)量，以及每個投影裝置的投影范圍參數(shù)、與穹頂球幕之間的相對位置關(guān)系參數(shù)和向穹頂球幕投射影像的投射角度參數(shù)，分析確定系統(tǒng)中每個投影裝置能夠向穹頂球幕投射影像的投射覆蓋范圍所對應(yīng)的球幕投影覆蓋區(qū)域，并根據(jù)各個投影裝置對應(yīng)的球幕投影覆蓋區(qū)域確定各個投影裝置向穹頂球幕投射影像時相互之間的球幕投影重合區(qū)域，從而根據(jù)各個投影裝置對應(yīng)的球幕投影覆蓋區(qū)域及其相互之間的球幕投影重合區(qū)域，來確定圖像分割參數(shù)，以確保根據(jù)圖像分割參數(shù)進(jìn)行圖像分割處理得到的對應(yīng)于各個投影裝置的分割影像數(shù)據(jù)能夠拼合構(gòu)成完整的原始影像數(shù)據(jù)，且對應(yīng)于每個投影裝置的分割影像數(shù)據(jù)在原始影像數(shù)據(jù)中的位置和區(qū)域范圍匹配于相應(yīng)投影裝置對應(yīng)的球幕投影覆蓋區(qū)域在穹頂球幕中的位置和區(qū)域范圍，且對應(yīng)于各個投影裝置的分割影像數(shù)據(jù)之間的重合部分匹配于各個投影裝置在穹頂球幕上的球幕投影重合區(qū)域。
[0010]上述基于多投影成像的穹頂球幕投影成像系統(tǒng)中，作為一種具體的優(yōu)選方案，所述圖像分割處理裝置包括:數(shù)據(jù)獲取模塊，用于從數(shù)據(jù)存儲裝置獲取影像數(shù)據(jù)；圖像分割執(zhí)行模塊，用于根據(jù)系統(tǒng)參數(shù)處理裝置所確定的圖像分割參數(shù)，將數(shù)據(jù)獲取模塊獲取到的影像數(shù)據(jù)進(jìn)行圖像分割處理，得到對應(yīng)于各個投影裝置的分割影像數(shù)據(jù)。
[0011]上述基于多投影成像的穹頂球幕投影成像系統(tǒng)中，作為一種具體的優(yōu)選方案，所述數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換處理裝置包括:圖像轉(zhuǎn)換執(zhí)行模塊，用于根據(jù)系統(tǒng)參數(shù)處理裝置所確定的各個投影裝置對應(yīng)的球幕投影覆蓋區(qū)域，分別確定對應(yīng)于每個投影裝置的分割影像數(shù)據(jù)的平面像素坐標(biāo)與相應(yīng)投影裝置對應(yīng)的球幕投影覆蓋區(qū)域的球面像素坐標(biāo)之間的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換關(guān)系，從而根據(jù)所述坐標(biāo)轉(zhuǎn)換關(guān)系，將圖像分割處理裝置得到的對應(yīng)于各個投影裝置的分割影像數(shù)據(jù)分別進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換處理，得到各個投影裝置對應(yīng)的穹頂投影分割影像數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)輸出模塊，用于將得到的各個投影裝置對應(yīng)的穹頂投影分割影像數(shù)據(jù)分別輸出給各個投影裝置。
[0012]上述基于多投影成像的穹頂球幕投影成像系統(tǒng)中，作為進(jìn)一步改進(jìn)方案，所述數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換處理裝置還包括:重合區(qū)域分析模塊，用于根據(jù)系統(tǒng)參數(shù)處理裝置所確定的各個投影裝置對應(yīng)的球幕投影覆蓋區(qū)及其相互之間的球幕投影重合區(qū)域，分別確定圖像轉(zhuǎn)換執(zhí)行模塊處理得到的各個投影裝置對應(yīng)的穹頂投影分割影像數(shù)據(jù)投影到