一种基于多投影成像的穹顶球幕投影成像系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及穹顶球幕投影技术和图像处理技术领域，尤其涉及一种基于多投影成像的穹顶球幕投影成像系统。
【背景技术】
[0002]穹顶球幕投影成像系统的应用越来越广泛，例如可以用作球幕天象成像仪、球幕电影放映系统等。
[0003]目前的穹顶球幕投影成像系统通常由穹顶球幕、成像数据处理设备和投影装置构成，穹顶球幕具有一个半球面状的球幕作为投影幕，成像数据处理设备用于对需要成像的影像数据进行存储和转换等必要的数据处理后，输出给投影装置进行投影，而投影装置只需要一台，从穹顶球幕的半球面球幕内部一侧以一定的角度向球幕投射影像，即可使得完整的影像在整个球幕上得以投影呈现。
[0004]但受制于投影成像的原理系统设备自身的原因，现有的穹顶球幕投影成像系统所存在的缺陷也较为明显。由于系统中的投影装置需要将完整影像投影呈现在整个穹顶球幕上，因此投影装置对影像画面进行投影的放大比例较大，而由于投影装置将影像通过其投影镜头光学组件进行放大投影的放大比例越大，则其投影所呈现画面中的成像清晰度也相应越差，并且投影装置中投影光源的发射光也会随着投影镜头光学组件放大投影而被扩散，导致投影放大比例越大则投影成像图像整体亮度越弱，因此现有穹顶球幕投影成像系统的成像清晰度和成像图像整体亮度等重要的成像性能参数往往都比较差，成像质量受到很大的限制。
[0005]关于穹顶球幕投影成像系统的成像清晰度和成像图像整体亮度问题，领域内的研宄者也试图寻找解决的途径。例如，要提升系统成像清晰度，可以通过提升影像数据像素尺寸和像素密度，使得影像数据源的图像清晰度增加，从而使得系统投影的成像清晰度得到相应提升；但这样的解决方案，将使得相同内容的影像数据源，其数据存储量呈几何倍数增加，占用系统非常多的数据存储容量，同时，数据量倍增的影像数据也给成像数据处理设备带来图像数据处理的压力，须要相应提升成像数据处理设备的硬件配置以确保具备相应的数据存储性能和数据处理性能，导致设备硬件成本和维护成本增加，并且数据处理量较大也可能伴随带来数据处理延迟、处理效果降低、甚至数据格式不支持等各方面的问题。而要提升系统成像图像整体亮度，可以依靠增加投影装置的投影光源亮度的方式来解决，但是投影光源亮度的增加相应导致光源散热量的增加，带来投影装置散热性能的新问题，并且投影投影光源亮度一直是投影设备技术领域追求的目标，但是在目前的技术条件下，投影光源亮度的进一步提高在技术实现上已经存在瓶颈，使得进一步追求提升投影光源亮度已经在技术上受限。
[0006]因此，如何更加有效的提升穹顶球幕投影成像系统的成像性能，成为了穹顶球幕投影技术领域有待突破的技术研发目标。
【发明内容】
[0007]针对现有技术中存在的上述不足，本发明的目的在于提供一种基于多投影成像的穹顶球幕投影成像系统，用以在不依靠提升影像数据像素尺寸和像素密度且在现有的投影光源技术条件下，使得穹顶球幕投影成像系统的成像清晰度和成像图像整体亮度能够得以提升，从而提升穹顶球幕投影成像系统的成像性能。
[0008]为解决上述技术问题，本发明采用了如下的技术手段:
一种基于多投影成像的穹顶球幕投影成像系统，包括穹顶球幕、数据存储装置、图像分割处理装置、数据转换处理装置以及至少三个投影装置；所述数据存储装置用于存储影像数据；所述图像分割处理装置用于从数据存储装置获取影像数据，并将所述影像数据进行图像分割处理为对应于各个投影装置的分割影像数据；所述数据转换处理装置用于将图像分割处理装置得到的对应于各个投影装置的分割影像数据进行数据转换处理为能够分别供各个投影装置投影输出的穹顶投影分割影像数据，并分别输出给各个投影装置；每个投影装置用于将接收到的穹顶投影分割影像数据投射成像到穹顶球幕的部分球幕区域上，且各个投影装置投影到穹顶球幕上的穹顶投影分割影像相互拼接叠加融合，从而在穹顶球幕的整个球幕区域上投影呈现出完整的影像图像。
[0009]上述基于多投影成像的穹顶球幕投影成像系统中，作为进一步改进方案，该系统还包括系统参数处理装置；所述系统参数处理装置包括:参数记录模块，用于记录系统中投影装置的数量，并记录每个投影装置的投影范围参数、与穹顶球幕之间的相对位置关系参数以及向穹顶球幕投射影像的投射角度参数；参数分析模块，用于根据系统中投影装置的数量，以及每个投影装置的投影范围参数、与穹顶球幕之间的相对位置关系参数和向穹顶球幕投射影像的投射角度参数，分析确定系统中每个投影装置能够向穹顶球幕投射影像的投射覆盖范围所对应的球幕投影覆盖区域，并根据各个投影装置对应的球幕投影覆盖区域确定各个投影装置向穹顶球幕投射影像时相互之间的球幕投影重合区域，从而根据各个投影装置对应的球幕投影覆盖区域及其相互之间的球幕投影重合区域，来确定图像分割参数，以确保根据图像分割参数进行图像分割处理得到的对应于各个投影装置的分割影像数据能够拼合构成完整的原始影像数据，且对应于每个投影装置的分割影像数据在原始影像数据中的位置和区域范围匹配于相应投影装置对应的球幕投影覆盖区域在穹顶球幕中的位置和区域范围，且对应于各个投影装置的分割影像数据之间的重合部分匹配于各个投影装置在穹顶球幕上的球幕投影重合区域。
[0010]上述基于多投影成像的穹顶球幕投影成像系统中，作为一种具体的优选方案，所述图像分割处理装置包括:数据获取模块，用于从数据存储装置获取影像数据；图像分割执行模块，用于根据系统参数处理装置所确定的图像分割参数，将数据获取模块获取到的影像数据进行图像分割处理，得到对应于各个投影装置的分割影像数据。
[0011]上述基于多投影成像的穹顶球幕投影成像系统中，作为一种具体的优选方案，所述数据转换处理装置包括:图像转换执行模块，用于根据系统参数处理装置所确定的各个投影装置对应的球幕投影覆盖区域，分别确定对应于每个投影装置的分割影像数据的平面像素坐标与相应投影装置对应的球幕投影覆盖区域的球面像素坐标之间的坐标转换关系，从而根据所述坐标转换关系，将图像分割处理装置得到的对应于各个投影装置的分割影像数据分别进行数据转换处理，得到各个投影装置对应的穹顶投影分割影像数据；数据输出模块，用于将得到的各个投影装置对应的穹顶投影分割影像数据分别输出给各个投影装置。
[0012]上述基于多投影成像的穹顶球幕投影成像系统中，作为进一步改进方案，所述数据转换处理装置还包括:重合区域分析模块，用于根据系统参数处理装置所确定的各个投影装置对应的球幕投影覆盖区及其相互之间的球幕投影重合区域，分别确定图像转换执行模块处理得到的各个投影装置对应的穹顶投影分割影像数据投影到