[发明专利]一种用于球幕系统的图像融合方法及其图像融合装置

说明书

一种用于球幕系统的图像融合方法，该方法借助球形幕体的网格模型来确定各投影仪的投影区域，使得各个投影仪具有投影位置的可调性。采用极坐标几何校正处理来对各投影区域进行边缘融合，使得不同位置和不同大小的投影区域图像达到精确拼接的效果。采用色彩统一处理和漏光补偿处理分别进行投影仪的色彩标定和投影图像的融合带消隐操作，可有效避免各边缘融合图像之间的色彩差异性和亮度差异性。通过本方法所提供的步骤可使得球形幕体上的立体投影图像具有画面完整、色彩统一、亮度适中的显示效果，能够为观众带来舒适和极致的观影体验。采用该方法的图像融合装置可产生具有较佳显示效果的标准融合图像，而采用该方法的球幕系统可具备优异的投影效果，增强观众的观影体验。

技术领域

本发明涉及屏幕投影显示技术领域，具体涉及一种用于球幕系统的图像融合方法及其图像融合装置。

背景技术

球幕系统是一种采用内投球技术展示图像或者视频的平台，该系统打破了以往投影图像只能是平面规则图形的局限，内投球幕的屏幕是一个球形的背投影屏，放置在球幕内部的投影机把图像投射到几乎整个球形屏幕上，观众可以进行立体环视体验。

内投球幕球体外形极富合宇宙天体的外型，在表现宇宙天体方面有很大的优势，只要我们把描述诸如行星、卫星、太阳等天体的影像用此内投球展示出来，就形成了一个活脱脱的天体，可向人们逼真的展示宇宙的奥秘。使用球幕影视平台播放影片时，观众置身于半球形球幕之下，由于影像对观众视张角大，并伴有环绕立体声，使得观众有身临其境之感。而影片和实时互动项目交替运行输出的新型艺术展现方式，则更进一步的将观众带入到故事情节当中，观众的沉浸感体验十分强烈。

这种球幕系统已在应用于众多场所，如空间科学中心、天文台、地震局、宇航局、学校、博物馆等场所，通过动画和图像等表现方式展示有关地球、卫星、行星、地震、海洋、大气、太阳等内容，这种平台的广泛应用将会在科学研究和教育领域发挥出重要作用。

现有球幕系统的投影区域呈半球形曲面结构，为满足投影图像打满幕布的投影效果，多采用鱼眼镜头投影机进行投影操作，这就要求投影机安装在球幕的球心位置，这种放映方式不但损失了最好的观看位置，还容易出现画面因鱼眼镜头而变形较大的问题，此外，单一的鱼眼镜头投影机不适合放映立体影片，不能更好地满足用户观看3D视频的愿望。

球幕系统往往采用大张角曲面幕布作为投影区域，由于幕布巨大，采用单台投影仪时就出现无法打满整个屏幕、投影分别率低的问题，因此，往往采用多台投影仪从多个角度进行共同投影，这种方式能很好地将投影图像打满整个屏幕，也能放映立体影片，但对各个投影图像的拼接融合技术提出了新的要求，要求投影仪具备统一分辨率和色彩度，要求均匀排列各个投影仪，这些要求限定了球幕平台的使用条件，为用户的使用带来了不便性。此外，当前的投影图像拼接融合技术还存在着图像矫正的问题，使得图像拼接处边缘融合效果差以及存在融合带，而且，融合带的亮度高于非重叠区域的亮度，严重影响观众观看时的视觉效果。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是如何提高现有球幕投影图像中边缘融合效果以及如何消隐融合带的问题。为解决上述问题，本发明提供了一种用于球幕系统的图像融合方法及其图像融合装置。

一种用于球幕系统的图像融合方法，所述球幕系统包括用于投影的球形幕体和用于放映的多个投影仪，所述方法包括以下步骤：获取所述球形幕体的网格模型，所述网格模型由环列矩阵和极点矩阵组成，所述环列矩阵用于形成环形投影区域，所述极点矩阵用于形成极点投影区域；根据所述网格模型确定各投影机对应的环形投影区域和极点投影区域；对所述环形投影区域和所述极点投影区域进行极坐标几何校正处理，获得边缘融合图像；对所述边缘融合图像进行色彩统一处理和漏光补偿处理，获得标准融合图像；输出所述标准融合图像至所述投影仪。