专利名称：柱镜光栅覆盖非整数子像素情况下立体图像的合成方法
技术领域：
本发明涉及立体显示图像合成方法领域，具体为一种柱镜光栅覆盖非整数子像素情况下立体图像的合成方法。
背景技术：
光栅是指附在画面或屏幕外面、能够使人利用双眼视差和光的折射原理看到立体图像的一种利用印刷或压制技术所制成的材料，用于自由立体显示器的光栅可分为三大类狭缝光栅、柱镜光栅、点阵式光栅。其中，点阵式光栅很少见，目前狭缝与柱镜光栅比较常用，而柱镜光栅与狭缝光栅相比显示屏亮度没有降低，所以目前自由立体显示所用光栅主要是柱镜光栅。目前，利用视差法形成立体图像的主流代表为柱透镜光栅成像，该方法较简单，使用普遍。柱透镜光栅立体成像法利用光栅的分光作用将立体图像分别投射到左右眼，在视网膜上形成视差，经过大脑神经系统融合形成立体视觉。基于该原理，需要将原图像进行重组，使合成的图像在柱透镜光栅作用下呈现出立体效果。但是目前存在的一个问题是，常常光栅的线数和显示器物理分辨率并不能完全匹配，每个柱镜光栅下并不能能够覆盖整数个像素，即不能保证图像像素被整除，会有剩余像素出现，从而导致立体图像存在一定误差， 极大影响了立体显示效果。
发明内容
本发明的目的是提供一种柱镜光栅覆盖非整数子像素情况下立体图像的合成方法，以解决现有技术方法合成立体图像时会有剩余像素出现，导致合成图像时存在误差，影响立体显示效果的问题。为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案为
柱镜光栅覆盖非整数子像素情况下立体图像的合成方法，应用于多视点的配置有柱镜光栅的柱镜式的自由立体显示器，所述自由立体显示器的柱镜光栅倾斜角度为θ，其特征在于包括以下步骤
(1)、测量出自由立体显示器配置的柱镜光栅的精确线数LPI制作一个栅距可调的黑白条纹光栅作为检测光栅，调整检测光栅的栅距使检测光栅的栅距与所述柱镜光栅的栅距相等，将柱镜光栅与检测光栅对准，当看到全黑或全白的图像时，与柱镜光栅对准的检测光栅部分的光栅线数即为柱镜光栅的精确线数LPI ；
(2)、根据测量得到的柱镜光栅的精确线数LPI，计算得出倾斜放置的柱镜光栅中每个
柱镜单元实隱的子像素个数η 利用脚计算每个柱镜单元麵盖
的子像素个数n，式中Wp为自由立体显示器的子像素宽度；
(3)根据子像素筛选规律，对倾斜放置的柱镜光栅中柱镜单元覆盖的子像素进行筛选， 并利用筛选后的子像素合成立体图像设自由立体显示器的视点数为X，则理论上每个柱
3镜单元覆盖的整数个子像素的个数为X，设自由立体显示器配置的柱镜光栅覆盖整数个子像素时的柱镜单元个数为m，m个柱镜单元覆盖的子像素中应舍去的子像素个数为&，利用公式= A计算得到柱镜光栅中m个柱镜单元覆盖的子像素中应舍去的子像素个数根据子像素筛选规律m个柱镜单元筛选去掉Ii1个子像素后，利用剩下的子像素合成立体图像。所述的柱镜光栅覆盖非整数子像素情况下立体图像的合成方法，其特征在于步骤(1)中，通过控制作为检测光栅的黑白条纹光栅中，相邻全黑或全白像素的个数，以实现对检测光栅栅距的调整。所述的柱镜光栅覆盖非整数子像素情况下立体图像的合成方法，其特征在于步骤(3)中，子像素筛选规律为m个柱镜单元舍去Ii1个位置靠后的柱镜单元覆盖的子像素， 即最后Ii1个柱镜单元中每个柱镜单元覆盖的子像素分别舍去一个，舍去的Il1个子像素属于同一个视点；图像由上而下，以每三行为循环，舍去与自由立体显示器的视点数相同的子像素数，即图像由上而下，三行为单位，依次舍去视点1、2……χ个子像素。本发明的方法减小了图像合成时的误差，进而大大了改善合成图像的质量，能有效消除重影，对于任意分数覆盖误差都适用，提高了立体显示效果。
图1为本发明检测光栅结构示意图，其中
图Ia为光栅整体结构示意图，图Ib为局部放大图。图2为本发明实施例中子像素筛选规律流程示意图。
具体实施例方式以9视点的柱镜式的自由立体显示器为例，该自由立体显示器中柱镜光栅倾斜角度为 arctan (1/6)。1、利用黑白条纹光栅作为检测光栅测量柱镜光栅的精确线数LPI ；
如图1所示。柱镜光栅出厂时的标称线数并非其精确线数，而柱镜式自由立体显示器需要知道柱镜光栅的精确线数，检测光栅为对应标称线数左右且精确线数对应的黑白条纹光栅。利用柱镜光栅分光原理，制作一幅黑白条纹光栅作为检测光栅。该黑白条纹光栅的栅距等于柱镜光栅的栅距。黑白条纹光栅是由一组栅距不同的黑白光栅组成，检测光栅包括几组不同栅距的黑白条纹光栅(1^ , , , )，图1中的局部放大图是每个黑白条纹光栅的微观放大，包含N个像素，N改变，可以改变黑白条纹光栅的栅距。检测光栅可在自由立体显示器上显示，也可以打印在纸张上来测量柱镜光栅。显示器自由立体显示器的物理分辨率是固定的，打印分辨率也设为定值。所以控制相邻全黑或全白像素的个数，可控制黑白条纹光栅的节距。设要测量的标称线数为LPItl,实际精确线数为LP、。打印分辨率或显示器物理分
辨率为DPI，相邻全黑或全白像素的个数为a，对应的黑白条纹光栅的线数为LPI，则LPI、
DPI与a满足如下公式
1 1 ^
----=-----x2xa(1 ^
LPl DPI、“
4改变a的值，可以改变黑白条纹光栅的栅距。改变栅距使图像包含LPIc^l范围内的 11组光栅线数。柱镜光栅与检测光栅对准，若看到全黑或全白图像，则与柱镜光栅对准的检测光栅部分的光栅线数即为柱镜光栅的精确线数LPI ；。 2、根据测得的精确LPI，计算出倾斜放置的柱镜光栅中，每个柱镜单元实际覆盖的子像素个数η;
本发明所采用的柱镜光栅倾斜角度为arctand/6)，柱镜光栅的栅距P=1/LPI，显示器子像素宽度为Wp，则倾斜放置时柱镜单元覆盖的子像素数为整数时的子像素个数η为(η保留小数点后一位)
3、将计算得到的倾斜放置的柱镜光栅中每个柱镜单元实际覆盖的子像素个数η与理论中每个柱镜单元覆盖的像素个数相比，得出差值，并对子像素进行筛选，合成立体图像。对于9视点自由立体显示器，理论情况下一个或两个柱镜单元覆盖9个视点图。本发明采用一个柱镜单元覆盖9个视点图。每个柱镜单元实际覆盖的子像素数是η，则与理想情况下相差|η-9|，|η_9|为0.广1之间的小数。覆盖整数个子像素时柱镜单元的个数为 m，该m (m为10以内的整数)个柱镜单元所覆盖的子像素应舍去Ii1 (Ii1为10以内的整数) 个子像素。Ill计算公式为
权利要求
1.柱镜光栅覆盖非整数子像素情况下立体图像的合成方法，应用于多视点的配置有柱镜光栅的柱镜式的自由立体显示器，所述自由立体显示器的柱镜光栅倾斜角度为θ，其特征在于包括以下步骤(1)、测量出自由立体显示器配置的柱镜光栅的精确线数LPI制作一个栅距可调的黑白条纹光栅作为检测光栅，调整检测光栅的栅距使检测光栅的栅距与所述柱镜光栅的栅距相等，将柱镜光栅与检测光栅对准，当看到全黑或全白的图像时，与柱镜光栅对准的检测光栅部分的光栅线数即为柱镜光栅的精确线数LPI ；(2)、根据测量得到的柱镜光栅的精确线数LPI，计算得出倾斜放置的柱镜光栅中每个柱镜单元覆盖的实际子像素个数η 利用公式^ = Lp} c!oge w计算每个柱镜单元实际“ P覆盖的子像素个数n，式中Wp为自由立体显示器的子像素宽度；(3)根据子像素筛选规律，对倾斜放置的柱镜光栅中柱镜单元覆盖的子像素进行筛选， 并利用筛选后的子像素合成立体图像设自由立体显示器的视点数为X，则理论上每个柱镜单元覆盖的整数个子像素的个数为X，设自由立体显示器配置的柱镜光栅覆盖整数个子像素时的柱镜单元个数为m，m个柱镜单元覆盖的子像素中应舍去的子像素个数为&，利用公式丨《-糾.《 =約计算得到柱镜光栅中m个柱镜单元覆盖的子像素中应舍去的子像素个数根据子像素筛选规律m个柱镜单元筛选去掉Ii1个子像素后，利用剩下的子像素合成立体图像。
2.根据权利要求1所述的柱镜光栅覆盖非整数子像素情况下立体图像的合成方法，其特征在于步骤(1)中，通过控制作为检测光栅的黑白条纹光栅中，相邻全黑或全白像素的个数，以实现对检测光栅栅距的调整。
3.根据权利要求1所述的柱镜光栅覆盖非整数子像素情况下立体图像的合成方法，其特征在于步骤(3)中，子像素筛选规律为m个柱镜单元舍去Ii1个位置靠后的柱镜单元覆盖的子像素，即最后H1个柱镜单元中每个柱镜单元覆盖的子像素分别舍去一个，舍去的H1 个子像素属于同一个视点；图像由上而下，以每三行为循环，舍去与自由立体显示器的视点数相同的子像素数，即图像由上而下，三行为单位，依次舍去视点1、2……χ个子像素。
全文摘要
本发明公开了一种柱镜光栅覆盖非整数子像素情况下立体图像的合成方法。该方法是首先测量出柱镜光栅的精确线数，根据测量得到的光栅精确线数，计算出每个柱镜单元覆盖的子像素个数，对子像素进行有规律的筛选，根据筛选后的子像素合成立体图像。本发明的方法减小了图像合成时的误差，进而大大了改善合成图像的质量，能有效消除重影，对于任意分数覆盖误差都适用，提高了立体显示效果。
文档编号G02B27/22GK102421001SQ20111036231
公开日2012年4月18日 申请日期2011年11月16日 优先权日2011年11月16日
发明者吕国强, 吴娟, 尹静, 施承佩, 李小哲, 胡跃辉 申请人:合肥工业大学