[發明專利]一種用于球幕系統的圖像融合方法及其圖像融合裝置

在審

• 申請號: 201711481036.6
• 申請日: 2017-12-29
• 公開（公告）號: CN108269231A
• 公開（公告）日: 2018-07-10
• 發明（設計）人: 鄭洵
• 申請（專利權）人: 深圳市藝博堂環境藝術工程設計有限公司
• 主分類號: G06T3/00
• 分類號: G06T3/00;G06T5/50;G06T3/40
• 代理公司: 深圳鼎合誠知識產權代理有限公司 44281
• 代理人: 彭家恩;彭愿潔

一種用于球幕系統的圖像融合方法，該方法借助球形幕體的網格模型來確定各投影儀的投影區域，使得各個投影儀具有投影位置的可調性。采用極坐標幾何校正處理來對各投影區域進行邊緣融合，使得不同位置和不同大小的投影區域圖像達到精確拼接的效果。采用色彩統一處理和漏光補償處理分別進行投影儀的色彩標定和投影圖像的融合帶消隱操作，可有效避免各邊緣融合圖像之間的色彩差異性和亮度差異性。通過本方法所提供的步驟可使得球形幕體上的立體投影圖像具有畫面完整、色彩統一、亮度適中的顯示效果，能夠為觀眾帶來舒適和極致的觀影體驗。采用該方法的圖像融合裝置可產生具有較佳顯示效果的標準融合圖像，而采用該方法的球幕系統可具備優異的投影效果，增強觀眾的觀影體驗。

技術領域

本發明涉及屏幕投影顯示技術領域，具體涉及一種用于球幕系統的圖像融合方法及其圖像融合裝置。

背景技術

球幕系統是一種采用內投球技術展示圖像或者視頻的平臺，該系統打破了以往投影圖像只能是平面規則圖形的局限，內投球幕的屏幕是一個球形的背投影屏，放置在球幕內部的投影機把圖像投射到幾乎整個球形屏幕上，觀眾可以進行立體環視體驗。

內投球幕球體外形極富合宇宙天體的外型，在表現宇宙天體方面有很大的優勢，只要我們把描述諸如行星、衛星、太陽等天體的影像用此內投球展示出來，就形成了一個活脫脫的天體，可向人們逼真的展示宇宙的奧秘。使用球幕影視平臺播放影片時，觀眾置身于半球形球幕之下，由于影像對觀眾視張角大，并伴有環繞立體聲，使得觀眾有身臨其境之感。而影片和實時互動項目交替運行輸出的新型藝術展現方式，則更進一步的將觀眾帶入到故事情節當中，觀眾的沉浸感體驗十分強烈。

這種球幕系統已在應用于眾多場所，如空間科學中心、天文臺、地震局、宇航局、學校、博物館等場所，通過動畫和圖像等表現方式展示有關地球、衛星、行星、地震、海洋、大氣、太陽等內容，這種平臺的廣泛應用將會在科學研究和教育領域發揮出重要作用。

現有球幕系統的投影區域呈半球形曲面結構，為滿足投影圖像打滿幕布的投影效果，多采用魚眼鏡頭投影機進行投影操作，這就要求投影機安裝在球幕的球心位置，這種放映方式不但損失了最好的觀看位置，還容易出現畫面因魚眼鏡頭而變形較大的問題，此外，單一的魚眼鏡頭投影機不適合放映立體影片，不能更好地滿足用戶觀看3D視頻的愿望。

球幕系統往往采用大張角曲面幕布作為投影區域，由于幕布巨大，采用單臺投影儀時就出現無法打滿整個屏幕、投影分別率低的問題，因此，往往采用多臺投影儀從多個角度進行共同投影，這種方式能很好地將投影圖像打滿整個屏幕，也能放映立體影片，但對各個投影圖像的拼接融合技術提出了新的要求，要求投影儀具備統一分辨率和色彩度，要求均勻排列各個投影儀，這些要求限定了球幕平臺的使用條件，為用戶的使用帶來了不便性。此外，當前的投影圖像拼接融合技術還存在著圖像矯正的問題，使得圖像拼接處邊緣融合效果差以及存在融合帶，而且，融合帶的亮度高于非重疊區域的亮度，嚴重影響觀眾觀看時的視覺效果。

發明內容

本發明主要解決的技術問題是如何提高現有球幕投影圖像中邊緣融合效果以及如何消隱融合帶的問題。為解決上述問題，本發明提供了一種用于球幕系統的圖像融合方法及其圖像融合裝置。

一種用于球幕系統的圖像融合方法，所述球幕系統包括用于投影的球形幕體和用于放映的多個投影儀，所述方法包括以下步驟：獲取所述球形幕體的網格模型，所述網格模型由環列矩陣和極點矩陣組成，所述環列矩陣用于形成環形投影區域，所述極點矩陣用于形成極點投影區域；根據所述網格模型確定各投影機對應的環形投影區域和極點投影區域；對所述環形投影區域和所述極點投影區域進行極坐標幾何校正處理，獲得邊緣融合圖像；對所述邊緣融合圖像進行色彩統一處理和漏光補償處理，獲得標準融合圖像；輸出所述標準融合圖像至所述投影儀。