[發明專利]全視差立體成像方法

無效

• 申請號: 201210570689.2
• 申請日: 2012-12-26
• 公開（公告）號: CN103024417A
• 公開（公告）日: 2013-04-03
• 發明（設計）人: 鄭華東;孫國棟;盧小仟;于贏潔
• 申請（專利權）人: 上海大學
• 主分類號: H04N13/00
• 分類號: H04N13/00;G02B27/22
• 代理公司: 上海上大專利事務所(普通合伙) 31205
• 代理人: 陸聰明

技術領域

本發明涉及多用戶多視點自由立體顯示領域的圖像編碼方法及基于正交柱透鏡光柵的全視差立體成像方法。

背景技術

立體成像技術在軍事和國民經濟中有重要的戰略意義和商業前景。實現立體成像的方法有很多，隨著光柵制備技術越來越成熟，用光柵制作立體圖越來越受到關注。目前，光柵立體成像基本采用單片柱透鏡光柵或狹縫光柵配合水平視差合成圖進行成像，觀察者只能在水平方向觀察到立體效果。隨著科技發展，人們已經不滿足于單方向立體效果，全視差技術應運而生。全視差圖像將方陣列視角圖像像素重組并拼接，不僅包含了水平方向視差信息還包含了垂直方向視差信息。正交柱透鏡光柵與全視差合成圖精密耦合在一起，光柵格將全視差合成圖中視差像素分開，根據雙目視覺原理，觀察者可在大腦中形成立體圖像。

圖像的獲取要滿足立體制作要求。立體圖片必須是對同一景物按照一定間隔,從不同視角所拍攝的一組圖片組成;?由于光柵的單向立體特性,要求此組圖片拍攝時的位置處于同一高度;照相機的光軸始終對著制圖地區的中心,照相機運動的總距離要以滿足再現圖像的要求為準。立體圖成像方法有很多種，例如立體眼鏡法、互補色眼鏡法等。大部分需要輔助設備而且大多只有一維視差。已經不能滿足人們的需求。

發明內容

本發明提出了一種基于正交柱透鏡光柵的全視差立體成像方法。所謂正交柱透鏡光柵，就是規格相同的柱透鏡光柵凸面對凸面正交疊加，該方法用正交柱透鏡光柵代替微透鏡陣列節約了成本，能使光柵格的邊緣與每一個全視差像素邊緣對齊，避免莫爾條紋以及圖像的串擾，實現多用戶多角度觀察到清晰的立體圖像。

本發明的一種全視差立體成像方法，具體步驟如下：

(1)、采集方陣列二維視角圖像；

(2)、采用點陣合成法生成全視差像素；?

(3)、合成正交柱透鏡光柵；

(4)、拼接成全視差合成圖像；

(5)、調節正交光柵位置將每一個全視差像素位于對應的光柵方格內合成為全視差立體圖像。????????????????????????

上述的步驟(1)所述的采集方陣列二維視角圖像。采用攝像機采集方陣列二維視角圖像，首先設定攝像機的相關參數：攝像機方陣列視角數目為M*M，攝像機路徑L1為方陣路線，攝像機相鄰間距為基線長度L，圖像像素值為K*W，攝像機與目標物之間距離為目標距離D，攝像機主光軸線L2重合于拾取點A，點A位于目標物B的中心，利用渲染器輸出間距相同的方陣列二維視角圖像。

上述的步驟(2)所述的采用點陣合成法生成全視差像素。首先將上述視角圖像像素化，定義為：第i行j列的圖像V(i，j)?，其矩陣表達式表示為：

，

其中，p（K,W）表示第K行第W列的像素值。

按照光柵成像的逆序原理，采用點陣合成法生成全視差像素FPP(i,j)?，其矩陣表達式為：

其中，V(M,M).p（i,j）表示圖像V(M,M)的第i行j列的像素值。

上述的步驟(3)所述的合成正交柱透鏡光柵，首先用3D光柵測試軟件（LPI?Test?software）測出柱透鏡光柵的實際柵距P，再用兩塊實際柵距相同且規格相同的光柵板正交疊加（凸面1對凸面2），生成正交柱透鏡光柵。

上述的步驟(4)所述的拼接成全視差合成圖像，以柱透鏡光柵實際測出的柵距P調節全視差像素的尺寸大小，使全視差像素水平與垂直方向的尺寸均為P,再將調整后的全視差像素按照順序拼接成全視差合成圖FPS，其矩陣表達式為：

?其中，?FPP(K,W)表示第K行第W列的全視差像素。

本發明與現有技術相比較，具有顯而易見的突出實質性特點和顯著進步：該方法為裸眼自由立體顯示法，避免了佩戴輔助設備的麻煩；該方法為全視差觀察（既有水平視差又有垂直視差），而且用正交柱透鏡光柵代替微透鏡陣列節約了成本，能使光柵格的邊緣與每一個全視差像素邊緣對齊，避免莫爾條紋以及圖像的串擾，實現多用戶多角度觀察到清晰的立體圖像。

附圖說明