[發明專利]基于柱鏡光柵LCD自由立體顯示設備的通用立體圖像分解方法

有效

• 申請號: 200810062515.9
• 申請日: 2008-06-19
• 公開（公告）號: CN101304541A
• 公開（公告）日: 2008-11-12
• 發明（設計）人: 何賽軍;李東曉;薛玖飛;駱凱;朱夢堯;姚力;石冰;張明
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: H04N13/00
• 分類號: H04N13/00;H04N13/04;H04N15/00;G02B27/22;G02F1/133
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司
• 代理人: 張法高

技術領域

本發明涉及一種基于柱鏡光柵LCD自由立體顯示設備的通用立體圖像分解方法。

背景技術

隨著顯示技術的不斷發展，人們已經開發出了各種各樣無需借助立體眼鏡等輔助視具，而直接用裸眼就能觀看立體圖像的自由立體顯示技術，主要包括柱鏡光柵立體顯示、狹縫光柵立體顯示、全息立體顯示以及體三維立體顯示等。在眾多的自由立體顯示技術中，基于柱鏡光柵的自由立體顯示技術因柱鏡光柵易于加工、立體視覺效果突出，而成為當前較為常見的自由立體顯示技術。

立體光柵一般附在立體圖像或者顯示屏外面，這樣人們就能利用光的折射原理而用裸眼看到立體圖像。立體光柵大體上可以分為三大類：狹縫光柵、棱柱鏡光柵和點陣式光柵。狹縫光柵俗稱黑光柵，其成像原理為小孔成像原理，它是在透明的膠片上間隔印刷黑色線條從而構成一個黑色不透明線條和透明縫隙間隔排列的結構。狹縫光柵成像清晰，基本上不會產生暈眼效果，但其必須要有輔助的背景光源，在沒有光源的情況下，就會一片漆黑而看不到任何立體效果。柱鏡光柵俗稱白光柵，其成像原理為凸透鏡成像原理，它由一條條的柱透鏡排列而成。無論有無背景光源，通過柱鏡光柵都可以看到良好的立體效果，當然在有背景光源的情況下立體效果更加完美。另外，在目前生產工藝不斷提高的前提下，柱鏡光柵的暈眼效果也能夠得到避免。點陣式光柵，又稱為全息式點陣光柵，其成像原理為凸透鏡成像原理，它的表面由一個個球狀突起所組成。由于點陣式光柵很少見，而狹縫光柵立體效果又不如柱鏡光柵，再加上柱鏡光柵易于加工，因此基于柱鏡光柵的自由立體顯示設備得到大力發展和普及。如圖1所示為基于柱鏡光柵的LCD自由立體顯示設備的側面視圖，其包括LCD顯示屏(1)、透明有機玻璃(2)和柱鏡光柵(3)。通過在LCD顯示屏和柱鏡光柵中間加裝透明有機玻璃，使得兩者的距離為柱鏡光柵單元的焦距f。

公知的基于柱鏡光柵LCD自由立體顯示設備的立體圖像合成軟件只是按照各視點圖像和立體圖像的映射圖，將各視點圖像的RGB分量分配到立體圖像的RGB分量中。出于商業利益的考慮，不少開發商在設計軟件時對合成圖像的視點個數、分辨率以及柱鏡光柵參數都進行了限定，這樣通過上述方法制作的立體圖像只能適應于特定視點個數、特定分辨率和特定光柵的立體顯示設備，極大地限制了立體圖像的應用領域。此外，如果有開發商或廣告商只提供合成好的立體視頻，我們也只能將其應用于給定分辨率和給定光柵參數的自由立體顯示設備中。對此，我們提出了一種基于柱鏡光柵LCD自由立體顯示設備的通用立體圖像分解方法，能夠從具有特定視點個數、特定分辨率和特定光柵參數的立體圖像(如果是立體視頻，可以先將其分解成各獨立幀)中分解出具有不同視覺角度的各視點圖像，然后再利用通用的立體圖像合成方法將其合成為所需分辨率、視點個數和光柵參數的立體圖像(進一步可以連接成立體視頻)，從而大大擴展了立體圖像的應用領域。

發明內容

本發明的目的是克服現有技術不足，提供一種基于柱鏡光柵LCD自由立體顯示設備的通用立體圖像分解方法。

基于柱鏡光柵LCD自由立體顯示設備的通用立體圖像分解方法，其特征在于包括以下步驟：

1)測量柱鏡光柵的實際線數LPI值和實際傾斜角α值；

2)根據實際線數LPI值和實際傾斜角α值以及立體圖像的視點個數N和分辨率，將立體圖像的RGB分量填充到N個視點圖像的RGB分量中，得到N個粗略視點圖像，其中，N≥2；

3)對N個粗略視點圖像中的部分RGB分量進行修正，得到最終的N個視點圖像。

所述的測量柱鏡光柵的實際線數LPI值和實際傾斜角α值步驟：

(a)取4幅全黑、2幅全白共6幅RGB圖像，其中4幅全黑圖像作為視點1、視點2、視點5和視點6，2幅全白圖像作為視點3和視點4，并估計得到柱鏡光柵的近似線數LPI值和近似傾斜角α值；

(b)根據估計的近似線數LPI值和近似傾斜角α值將6幅RGB圖像合成6個視點的立體圖像；

(c)通過基于柱鏡光柵LCD自由立體顯示設備觀察立體圖像，如果能夠在顯示設備正前方觀察到全白的視覺效果，同時在正前方偏左和偏右兩個方向觀察到全黑的視覺效果，說明步驟(a)估計的近似線數LPI值和近似傾斜角α值就是該柱鏡光柵的實際線數LPI值和實際傾斜角α值；

(d)如果觀察不到步驟(c)所述的全黑或者全白的視覺效果，則取近似值附近的線數LPI值和傾斜角α值，重復進行步驟(b)和步驟(c)操作，直到觀察到全黑或者全白的視覺效果為止。

所述的將立體圖像的RGB分量填充到N個視點圖像的RGB分量中，得到N個粗略視點圖像步驟：