基于正交投影的一维集成成像3d拍摄方法

文档序号:7795628
基于正交投影的一维集成成像3d拍摄方法
【专利摘要】本发明提出基于正交投影的一维集成成像3D拍摄方法,该方法包括基于正交投影的一维相机阵列的拍摄过程和正交投影视差图像阵列的像素映射过程,基于正交投影的一维相机阵列的拍摄过程中,基于正交投影的一维相机阵列采用正交投影几何模型对3D场景进行拍摄,获得正交投影视差图像阵列;正交投影视差图像阵列的像素映射过程将正交投影视差图像阵列的所有像素映射到一维微透镜阵列的后焦平面上,获得无畸变的一维微图像阵列。
【专利说明】基于正交投影的一维集成成像3D拍摄方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及集成成像技术,特别涉及一种基于正交投影的一维集成成像3D拍摄方法。
【背景技术】
[0002]集成成像技术利用微透镜阵列对3D场景进行记录,并根据光路可逆原理再现出场景的3D图像。较之其它3D显示技术,集成成像3D显示具有无需助视设备、无需相干光源、全真色彩、准连续视点、全视差等优点,因此是最有希望实现3D电视的真3D显示方式之一。然而3D分辨率低是限制集成成像3D显示实用化的瓶颈问题,研究人员提出的一维集成成像技术去掉了垂直方向的视差信息,能有效地提高3D分辨率,同时降低了拍摄复杂度。
[0003]一维集成成像技术采用的一维微透镜阵列在水平方向上采用透视投影几何模型,而在垂直方向上等效于塑料平板。常规的一维集成成像3D拍摄方法如附图1所示,采用基于透视投影的常规相机直接通过一维微透镜阵列进行3D场景的一维集成成像拍摄,将获得有畸变的一维微图像阵列,使得较近的物体在该一维微图像阵列中的垂直高度更高,而较远物体的垂直高度则更矮。直接将这种拍摄方式获得的有畸变的一维微图像阵列进行一维集成成像3D显示时,由于一维微透镜阵列在垂直方向上对光线不产生偏折,使得重建出的凸出于显示屏的3D图像将会拉长,而凹进显示屏的3D图像将会压扁,因此将重建出畸变的3D图像。
【发明内容】

[0004]本发明提出基于正交投影的一维集成成像3D拍摄方法,该方法包括基于正交投影的一维相机阵列的拍摄过程和正交投影视差图像阵列的像素映射过程。基于正交投影的一维相机阵列的拍摄过程中,基于正交投影的一维相机阵列采用正交投影几何模型对3D场景进行拍摄,获得正交投影视差图像阵列;正交投影视差图像阵列的像素映射过程将正交投影视差图像阵列的所有像素映射到一维微透镜阵列的后焦平面上,获得无畸变的一维微图像阵列。
[0005]所述基于正交投影的一维相机阵列的拍摄过程,如附图2所示。设定一维微透镜阵列在水平方向上包含#个一维透镜元,该一维透镜元水平方向的节距为/7,焦距为/,一维微图像阵列包含#个一维图像元,该一维图像元分辨率为//X K (其中水平分辨率为//,垂直分辨率为K),一维图像元节距等于一维透镜元的节距/7。拍摄时,基于正交投影的一维相机阵列包含的相机个数等于一维图像元的水平分辨率仏在3D场景中设定一垂直于相机光轴的平面为零视差面,该零视差面与基于正交投影的一维相机阵列间的间距为L基于正交投影的一维相机阵列中各相机水平等间距排列,且各相机光轴相交于一点,该相交点位于零视差面上。相邻相机间的间距V为:
【权利要求】
1.基于正交投影的一维集成成像3D拍摄方法,其特征在于,该方法包括基于正交投影的一维相机阵列的拍摄过程和正交投影视差图像阵列的像素映射过程,基于正交投影的一维相机阵列的拍摄过程中,基于正交投影的一维相机阵列采用正交投影几何模型对3D场景进行拍摄,获得正交投影视差图像阵列,设定一维微透镜阵列在水平方向上包含#个一维透镜元,该一维透镜元水平方向的节距为/7,焦距为八一维微图像阵列包含#个一维图像元,该一维图像元分辨率为//X K (其中水平分辨率为//,垂直分辨率为K),一维图像元节距等于一维透镜元的节距/7,拍摄时基于正交投影的一维相机阵列包含的相机个数等于一维图像元的水平分辨率仏在3D场景中设定一垂直于相机光轴的平面为零视差面,该零视差面与一维相机阵列间的间距为L基于正交投影的一维相机阵列中各相机水平等间距排列,且各相机光轴相交于一点,该相交点位于零视差面上,相邻相机间的间距为rf = ,基于正交投影的一维相机阵列中各相机采用正交投影几何模型进行3D拍摄,获得的正交投影视差图像阵列包含//幅正交投影视差图像,其中每幅正交投影视差图像的水平分辨率等于一维微透镜阵列中一维透镜元的个数见而垂直分辨率等于一维图像元的垂直分辨率K;正交投影视差图像阵列的像素映射过程将正交投影视差图像阵列的所有像素映射到一维微透镜阵列的后焦平面上,获得无畸变的一维微图像阵列,正交投影视差图像阵列中,第i幅正交投影视差图像的第J'列像素由Ti,表示,该列像素被映射到一维微图像阵列中第左列像素位置上,由Ik表示,正交投影视差图像中像素列Ti, j与一维微图像阵列中像素列Ik的对应关系为1? = Tij ,其中k二 Hj—i ,式中,八J是循环变量,分别将i在1-//范围内,j?在1-#范围内循环取值就能将//幅正交投影视差图像中的所有像素列映射到一维微透镜阵列的后焦平面上,获得无畸变的一维微图像阵列。
2.根据权利要求1所述的基于正交投影的一维集成成像3D拍摄方法,其特征在于,将零视差面设置在3D场景的中间,零视差面之前的3D场景在集成成像3D显示时将凸出显示屏以外,而零视差面之后的3D场景在集成成像3D显示时将凹进显示屏以内。
【文档编号】H04N13/02GK103796002SQ201410025130
【公开日】2014年5月14日 申请日期:2014年1月21日 优先权日:2014年1月21日
【发明者】邓欢, 王琼华, 李述利, 熊召龙, 罗成高 申请人:四川大学
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