一种全息影像的远程传输系统和方法_3

文档序号:9353167阅读:来源:国知局
像部12用于根据所述全息成像角度范围?采集全息成像平面上的干 涉光波图样信号,并且生成相应的全息影像数据。全息成像部12采用CCD或者CMOS传感 器感应参考光与全息成像目标A的物光的干涉强度图样,将干涉强度图样进行模拟一数字 转换,生成数字形式的全息影像信号。
[0035] 虽然全息成像只限于全息成像目标A,相对于整个场景的全息成像已经显著地节 约了数据量,但是针对全息成像目标A所生成的全息影像信号仍然有可能包含非常大的数 据量,以至于给全息影像信号的远程通信传输造成困难。为此,所述全息成像部12包括全 息影像数据精简控制部120,用于控制所述全息成像部12采集干涉光波图样信号并生成全 息影像数据的过程,以便生成数据量精简的全息影像数据。具体来说,如图3所示,所述全 息影像数据精简控制部包括:视角决定部1201以及像点抽样控制部1202。
[0036] 对于完全的全息影像来说,其对任何视角和距离上的观察者都显示为三维视觉效 果,这也造成全息影像数据中相当大的数据量是被用于实现上述全方位的三维视觉效果 的。但从实际应用来看,没有必要针对全部视角均表现为全息三维显示效果,如果放弃一部 分达到全息三维显示效果的视角,则有助于明显节约数据量。特别是在本发明当中,对于非 全息成像区域Bl、B2所采用的成像方式是非全息三维成像,而非全息三维影像具有观察视 角上的限制,这也就意味着观察者在观看再现的全部画面时必然处在由非全息三维影像所 限定的视角范围内。综合以上因素,所述视角决定部1201可用于确定所述影像再现端的观 看者观看所述再现影像的视角范围,即根据再现的非全息三维影像的视角范围,确定所述 观看者观看所述再现影像的视角范围;进而,视角决定部1201可以控制全息成像部12将其 全息成像的视角范围从全方向限缩为观看所述再现影像的视角范围。
[0037] 像点抽样控制部1202根据观看者观看所述再现影像的所述视角范围,决定全息 成像部12从采集的干涉光波图样信号中选取像点的抽样间隔;所述全息成像部12按照所 述抽样间隔从干涉光波图样信号抽取像点并生成全息影像数据。因为完全的全息三维影像 在提供全向三维显示的同时带来的一个副产物就是具有非常高的分辨率,甚至高于人眼所 能辨识的程度,因此含有大量不必要的冗余信息。因此,可以对CCD或CMOS传感器采集的 数字形式的干涉光波图样信号进行再次采样,只选取全息影像信号中的一部分像点,而去 掉这些采样的像点之间的像点。选取像点的抽样间隔与观看者观看所述再现影像的所述视 角范围有关,视角范围越狭小,则抽样间隔越小;视角范围越大,则允许的抽样间隔越大。因 此,像点抽样控制部1202根据观看者观看所述再现影像的所述视角范围,按照预定的比例 决定抽样间隔。其中,人眼对垂直方向分辨率的敏感度要小于水平方向分辨率的敏感度,因 此,像点抽样控制部1202选取的垂直方向上的像点抽样间隔大于所述水平方向上的像点 抽样间隔。通过像点的抽样,可以进一步减小目标A的全息三维影像的数据量。
[0038] 非全息三维影像成像部13用于根据所述非全息成像角度范围采集生成非 全息三维影像所需要的信号,并且生成相应的非全息三维影像数据。对于非全息成像角度 范围内的场景,非全息三维影像成像部13-般将其生成为左眼图像和右眼图像共同组成 的视差图像对。
[0039] 数据封装部14,用于将全息成像目标A的所述全息影像数据以及所述全息成像角 度范围封装为全息影像数据包,将非全息成像角度范围的场景的非全息三维影像数据以及 所述非全息成像角度范围封装为非全息影像数据包。数据封装部14还在全息影像数据包 和非全息影像数据包当中分别封装成像的时间戳信息,以便在再现过程当中实现同一时刻 全息影像和非全息影像的同步显示。
[0040] 所述通信发送部15通过所述通信网络向影像再现端传输包括全息影像数据包和 非全息影像数据包的影像数据。经过本发明的上述处理,影像数据的总数据量一般能够降 低至整个场景全息影像数据的数百分之一,因此网络传输的带宽需求可以降低到1G以下, 已经能够为现有的通信网络带宽所承载。
[0041] 所述影像再现端2包括:通信接收部21、全息影像再现部22、非全息三维影像再现 部23、影像融合控制部24。
[0042] 其中,所述通信接收部21通过所述通信网络接收包括全息影像数据包和非全息 影像数据包的所述影像数据。
[0043] 所述全息影像再现部22根据所述全息影像数据包中的全息影像数据和全息成像 角度范围,在影像再现区域的相应位置处再现全息成像目标的全息影像。影像再现区域是 影像再现过程中所设定的再现整个场景所占据的显示范围区域,针对整个影像再现区域可 以建立再现画面坐标系。全息影像再现部22根据全息成像角度范围,将其换算为该再现画 面坐标系当中的坐标,进而在相应的坐标位置处再现全息成像目标A的全息影像。
[0044] 所述非全息三维影像再现部23根据非全息影像数据包中的非全息三维影像数据 以及非全息成像角度范围,同样经过坐标换算,在影像再现区域的相应位置处再现非全息 三维影像,包括左、右眼视差图像;在观察者处在非全息三维影像所限定的视角范围内时, 通过裸眼观察再现的非全息三维影像,能够取得作为背景的虚拟三维视觉效果,并且与目 标A的真三维视效形成叠加。
[0045] 所述影像融合控制部24用于调节再现的所述全息影像和非全息三维影像的大 小、亮度和颜色,以便二者视觉效果上相互融合,形成再现影像。该影像融合控制部24也负 责按照所述时间戳信息保证全息影像和非全息三维影像再现的时间同步性。
[0046] 如图4所示,本发明进而提供的全息影像的远程传输方法,包括如下步骤: 角度决定步骤401,根据成像场景中的全息成像目标的位置,决定对所述成像场景进行 成像过程中全息成像角度范围以及非全息成像角度范围; 全息成像步骤402,根据所述全息成像角度范围采集全息成像平面上的干涉光波图样 信号,并且生成相应的全息影像数据; 非全息三维影像成像步骤403,根据所述非全息成像角度范围,采集生成非全息三维影 像所需要的信号,并且生成相应的非全息三维影像数据; 数据封装步骤404,将所述全息影像数据以及所述全息成像角度范围封装为全息影像 数据包,将非全息三维影像数据以及所述非全息成像角度范围封装为非全息影像数据包; 通信发送步骤405,通过所述通信网络传输包括全息影像数据包和非全息影像数据包 的影像数据; 通信接收步骤406,通过所述通信网络接收包括全息影像数据包和非全息影像数据包 的所述影像数据; 全息影像再现步骤407,根据所述全息影像数据包中的全息影像数据和全息成像角度 范围,在影像再现区域的相应位置处再现全息成像目标的全息影像; 非全息三维影像再现步骤408,根据非全息影像数据包中的非全息三维影像数据以及 非全息成像角度范围,在影像再现区域的相应位置处再现非全息三维影像; 影像融合控制步骤409,调节再现的所述全息影像和非全息三维影像的大小、亮度和颜 色,以便二者视觉效果上相互融合,形成再现影像。
[0047] 其中,在所述全息成像步骤402中,通过控制采集干涉光波图样信号并生成全息 影像数据的过程,生成数据量精简的全息影像数据。控制采集干涉光波图样信号并生成全 息影像数据的过程如图5所示,具体包括:视角决定步骤4021,确定所述再现影像观看者观 看所
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