一种任意倾斜角度的集成成像微图像阵列的生成方法
【专利摘要】本发明提出了一种任意倾斜角度的集成成像微图像阵列的生成方法，该方法包括圆形虚拟相机阵列获取视差图像和视差图像转化为倾斜微图像阵列两个步骤。本发明实现了直接生成任意倾斜角度的微图像阵列，避免了对大量图像元的复杂图像处理过程和计算过程。而且，本发明完全利用了所拍摄获取的光线信息，再现的3D图像具有清晰的边缘且没有畸变。
【专利说明】一种任意倾斜角度的集成成像微图像阵列的生成方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及集成成像3D(三维）显示技术，更具体地说，本发明涉及一种任意倾斜 角度的集成成像微图像阵列的生成方法。
【背景技术】
[0002] 集成成像是一种真三维立体显示技术，观看者可以在不佩戴任何助视设备时观看 到全真的3D图像。随着计算机技术的快速发展，人们普遍使用计算机模拟和处理各种光学 技术，并衍生出计算机集成成像技术。计算机集成成像包括记录和再现两个阶段，在记录阶 段，首先采用计算机建模软件建立3D虚拟场景，然后用建模软件建立虚拟相机阵列来获取 3D虚拟场景的视差图像，像素映射后获得集成成像的片源即微图像阵列。在显示阶段，放置 微透镜阵列在显示面板表面，并在面板上显示微图像阵列来再现3D图像。
[0003] 为了消除3D显示系统中的莫尔条纹，需要把显示面板上的微透镜阵列倾斜一个 角度。因此，面板上显示的微图像阵列也需要倾斜相同的角度。但是，目前的计算机集成成 像技术都只能获得传统的无倾斜微图像阵列。由无倾斜微图像阵列旋转特定角度、并对所 有图像元按特定方式排列处理后得到倾斜微图像阵列，额外增加了对大量图像元的图像处 理过程和计算过程，而且不能完全地利用拍摄获得的光线信息。
【发明内容】
[0004] 本发明提出了一种任意倾斜角度的集成成像微图像阵列的生成方法，如附图1所 示，该方法包括圆形虚拟相机阵列获取视差图像和视差图像转化为倾斜微图像阵列两个步 骤。
[0005] 所述圆形虚拟相机阵列获取视差图像，采用会聚式立体相机结构，所有相机均设 置在一个圆形区域内，圆形区域中心的位置坐标为（忍幻，直径为4各相机在水平和垂直 方向上等间距排列，相邻相机的间距为A各相机中心位于同一平面上，且各相机有共同目 标点ft相机阵列所在平面与各相机目标点6所在的参考平面的距离为Z，各相机均采用正 交投影几何模型对3D虚拟场景进行渲染。确定集成成像显示时采用的微透镜阵列参数，透 镜元节距为A透镜元焦距为A单个透镜覆盖显示面板像素数量为rXr,共包括i/X#透 镜元。
[0006] 优选地，为了满足虚拟相机阵列渲染的视差图像在转化为倾斜微图像阵列时不浪 费且不丢失信息，相邻相机的间距A相机所在的圆形区域的直径A各个相机的位置坐标 (不，1S)满足下式：
【权利要求】
1. 一种任意倾斜角度的集成成像微图像阵列的生成方法，其特征在于，该方法包括圆 形虚拟相机阵列获取视差图像和视差图像转化为倾斜微图像阵列两个步骤；所述圆形虚拟 相机阵列获取视差图像，其特征在于，所有相机均设置在一个圆形区域，圆形区域中心的位 置坐标为（石，幻，直径为?/，且在水平和垂直方向上等间距如_列，各相机中心位于同一平 面上且各有共同目标点ft相机阵列所在平面与目标点6所在的参考平面的距离为Ζ，均采 用正交投影几何模型对3D虚拟场景进行渲染，确定集成成像显示时采用的微透镜阵列参 数,透镜元节距为A透镜元焦距为Λ单个透镜覆盖显示面板像素数量为A共包括i/X Ar 个透镜元，则相机间距A圆形区域的直径A各个相机的位置Οζ.，IS)满足下式：决(/7ΧΖΛ/ (rXgJ,冶石 X (广I) X汉不=Z〇+iX汉 Zi=ZdiX汉 〇ζ-Ζ〇)2+(7,7〇)2< l/4Xd2,其 中，^是微透镜阵列和显示面板之间的距离；i，J分别是相机在相机阵列中横向方向和纵向 方向的编号，而且都是整数，且满足不等式：-?//2彡i彡0/2,-0/2彡?//2 ;所述视差图 像转化为倾斜微图像阵列，其特征在于，/(i，是第i行第J列的视差图像中第i' 行第J"列的像素，^ 0? /?)是倾斜微图像阵列中第4于第列的像素，那么将得到像素 映射方程式为：/' 0? /7)=/(i，J),.,，多幅视差图像进行像素映射，所需视差图像的 序列号i，J满足公式：
1_ -J
9 -1』 ，
其中邊中间变量，符号S i代 '1 表向下取整，6此代表向上取整，而〃是最佳的倾斜角度，把消除深度反转的处 理过程附加在像素映射中，因此可以获得?，/7, i，J; /Z和之间的关系式为：
O
【文档编号】H04N13/00GK104519341SQ201510008611
【公开日】2015年4月15日 申请日期:2015年1月8日 优先权日:2015年1月8日
【发明者】王琼华, 陈军, 熊召龙, 梁井龙 申请人:四川大学