一种基于深度数据的集成成像微图像阵列方向性映射方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及集成成像技术，特别设及一种基于深度数据的集成成像微图像阵列方 向性映射方法。
【背景技术】
[0002] 集成成像技术作为一种新型的真=维显示技术，由拍摄和显示两个过程组成：拍 摄时，利用真实的或虚拟的摄像机阵列对=维场景不同角度的=维信息进行获取;显示时， 将拍摄得到的=维信息合成集成成像微图像阵列，微图像阵列通过微透镜阵列的成像作 用，在显示空间重建拍摄的=维场景。集成成像拍摄过程可W利用深度摄像机获取=维场 景的深度数据，结合=维场景的彩色纹理信息，通过设置虚拟摄像机阵列对=维场景进行 拍摄，再经合图便可得到用于集成成像=维显示的微图像阵列。在传统基于深度数据的集 成成像微图像阵列的映射方法中，没有考虑视差图像计算和空桐区域填补过程中的方向性 问题，生成的视差图像存在着信息重复覆盖和信息缺失问题，从而影响了合成微图像阵列 的S维显示质量。
【发明内容】
[0003] 本发明提出一种基于深度数据的集成成像微图像阵列方向性映射方法，该方法利 用=维场景深度数据和彩色纹理信息，根据集成成像=维显示参数，设置虚拟摄像机阵列 对=维场景进行拍摄，在集成成像视差图像的计算与空桐区域的填补过程中均考虑映射方 向的影响，提高集成成像微图像阵列的生成质量。该方法包括视差图像方向性计算和视差 图像空桐区域方向性填补两个过程。具体流程如附图1所示。在视差图像方向性计算过程 中，首先根据集成成像的显示参数，确定集成成像拍摄的视差大小、视差方向和中屯、深度平 面，从而判断视差图像的计算方向，然后利用=维场景深度数据和彩色纹理信息进行方向 性计算相应视差图像;在视差图像空桐区域方向性填补过程中，首先将计算得到的视差图 像的分辨率调整至适于合成微图像阵列大小，然后对视差图像映射信息重复覆盖区域及空 桐区域进行提取，进而对视差图像空桐区域进行方向性填补，最后合成微图像阵列，用于集 成成像=维显示。
[0004] 所述视差图像方向性计算过程，根据集成成像=维显示参数，确定每幅视差图像 的映射角度，根据映射角度，对每幅视差图像进行方向性计算。集成成像=维显示每个图像 元分辨率为M X N(其中水平方向包含的像素个数为M，竖直方向包含的像素个数为N)，则合 成集成成像微图像阵列所需的视差图像数目为MXN(其中水平方向所需的视差图像数目为 M，竖直方向所需的视差图像数目为N)，假设(m, n)为视差图像中每幅视差图像的二维索 引，其中第(m, n)幅视差图像的映射角度为0m, n，则0", n满足：
其中，g为集成成像S维显示中微透镜阵列与微图像阵列之间的间隔，Ar为微图像阵 列中每个像素的物理尺寸。
[000引在视差图像方向性计算过程中，将视差图像的计算方向设定为9类，记为Veci(Vm, Vn)，其中m= 1，2，...，9,如附图2所示。根据视差图像的映射角度0m, n，对每幅视差图像 分别指定一类计算方向：
针对每幅视差图像分别进行方向性映射，原理如附图3所示。彩色纹理信息像素点A坐 标为(X，y)，彩色纹理信息为TaU, y)，对应的深度数据为DaU, y)，当投影角度为0，A点在 视差图像上的对应点为Pa(x'，y'），其中（X'，y'）与(X，y)满足：
其中C为集成成像=维显示中屯、深度平面位置，（X，y)的遍历方向与Veci(Vm, Vn)方向 一致。当视差图像映射方向为Veci(Vm, Vn)时，背景BG区域首先计算，然后计算前景FG区域， 在映射得到的视差图像上，FG区域将BG区域的错误信息代替，从而解决相反方向计算的信 息重复覆盖问题。在该过程中，分别将视差图像重复覆盖区域和空桐区域进行提取并保存， 如附图4所示。在下一个过程中，仅针对提取出来的区域进行处理，W减少计算量。未考虑集 成成像视差图像方向性映射和考虑视集成成像差图像方向性映射的实验对比如附图5所 /J、- O
[0006]所述视差图像空桐区域方向性填补过程，根据视差图像的映射角度，判断视差图 像的映射方向Veci(Vm, Vn),进而对视差图像映射空桐区域进行方向性填补，填补前的视差 图像为P(x'，y'），填补后的视差图像为P'（x''，y''），则P'（x''，y''）与P(x'，y'）递归 关系为： 巧户,巧/、.'/} 巧） X。^ r T F& (6) :荣皮重於乎1'； (7) 其中（X'，y'）在提取的空桐区域中，W映射方向Veci(Vm, Vn)遍历取值。集成成像视差 图像映射空桐区域方向性填补如附图6所示。基于空桐方向性填补的集成成像视差图像，便 可W合成微图像阵列，用于集成成像=维显示，如附图7所示。
【附图说明】
[0007] 附图1为一种基于深度数据的集成成像视差图像方向性映射方法流程图 附图2为基于深度数据的集成成像视差图像计算方向分类示意图 附图3为基于深度数据的集成成像视差图像方向性映射方法原理示意图 附图4为基于深度数据的集成成像视差图像映射重复覆盖及空桐区域提取(a)重复覆 盖区域(b)空桐区域 附图5为基于深度数据的集成成像视差图像映射方法比较(a)未考虑集成成像视差图 像方向性映射(b)考虑视集成成像视差图像方向性映射 附图6为集成成像视差图像映射空桐区域方向性填补 附图7为基于深度数据的集成成像微图像阵列合成(a)未采用方向性映射方法(b)采用 方向性映射方法 上述附图中的图示标号为： 1彩色纹理，2显示中屯、深度平面，3视差图像，4映射方向1，5背景区域，6前景区域，7映 射方向II。
[0008] 应该理解上述附图只是示意性的，并没有按比例绘制。
【具体实施方式】
[0009] 下面详细说明本发明的一种基于深度数据的集成成像微图像阵列方向性映射方 法的一个典型实施例，对本发明进行进一步的具体描述。有必要在此指出的是，W下实施例 只用于本发明做进一步的说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，该领域技术熟练人 员根据上述本
【发明内容】
对本发明做出一些非本质的改进和调整，仍属于本发明的保护范 围。
[0010] 本发明提出一种本发明提出一种基于深度数据的集成成像微图像阵列方向性映 射方法，该方法利用=维场景深度数据和彩色纹理信息，根据集成成像=维显示参数，设置 虚拟摄像机阵列对=维场景进行拍摄，在集成成像视差图像的计算与空桐区域的填补过程 中均考虑映射方向的影响，提高集成成像微图像阵列的生成质量。该方法包括视差图像方 向性计算和视差图像空桐区域方向性填补两个过程。具体流程如附图1所示。视差图像方向 性计算过程，首先根据集成成像的显示参数，确定集成成像拍摄的视差大小、视差方向和中 屯、深度平面，从而判断视差图像的计算方向，然后利用=维场景深度数据和彩色纹理信息 进行方向性计算相应视差图像;视差图像空桐区域方向性填补过程，首先将计