[發明專利]基于粒子追蹤的集成成像微單元圖像并行生成方法

有效

• 申請號: 201310392012.9
• 申請日: 2013-08-31
• 公開（公告）號: CN103456036A
• 公開（公告）日: 2013-12-18
• 發明（設計）人: 王曉蕊;張啟平;李凌澄;袁影;姚凱凱;張建奇;黃曦;劉德連;何國經
• 申請（專利權）人: 西安電子科技大學
• 主分類號: G06T15/06
• 分類號: G06T15/06
• 代理公司: 陜西電子工業專利中心 61205
• 代理人: 田文英;王品華

1.基于粒子追蹤的集成成像微單元圖像并行生成方法，包括如下步驟：

(1)生成三維地形場景：

1a）利用一個可見光CCD相機，獲得實際三維場景正交投影的可見光圖像；利用一個深度相機，獲得實際三維場景的深度圖像；

1b）利用地形網格重建方法，將可見光圖像和深度圖像轉化為三維地形場景；

1c）以三維地形場景的中心為原點，將三維地形場景向后的方向設為z軸正方向，三維地形場景向右的方向設為x軸正方向，三維地形場景向上的方向設為y軸正方向，建立坐標系；

1d）采用包圍盒選擇方法，在三維地形場景中選擇一個最小包圍盒；

(2)放置微透鏡：

在三維地形場景中，選擇一個與z軸垂直的微透鏡陣列平面，在微透鏡陣列平面上放置多個微透鏡，各微透鏡之間緊密排列；

(3)放置微單元圖像陣列平面：

在三維地形場景中，放置一個與z軸垂直的微單元圖像陣列平面，三維地形場景通過微透鏡陣列在該平面生成微單元圖像陣列，微單元圖像陣列中每一幅微單元圖像與每一個微透鏡一一對應；

(4)獲得像素點編號：

對微單元圖像陣列中的每一幅微單元圖像的像素點，依次從1到N進行編號，每個像素點獲得一個對應的像素點編號，N表示微單元圖像像素總數；

(5)發射追蹤粒子：

5a）在1到N的范圍內，依次選取每一個像素點編號，在微單元圖像陣列中將與所選取像素點編號對應的所有像素點作為初始發射點；

5b）從每一個初始發射點發出一個追蹤粒子，該追蹤粒子穿過與其對應的微透鏡中心，在最小包圍盒前表面上的停止位置處停止；

(6)移動追蹤粒子：

將發出的所有追蹤粒子，在同一個時刻移動一個步進矢量；

(7)用背景顏色替換初始發射點的顏色：

用三維地形場景背景對應的顏色，替換所有發出追蹤粒子在最小包圍盒外部的初始發射點的顏色；

(8)用表面顏色替換初始發射點的顏色：

用追蹤粒子各自所在著色小長方體的表面顏色，分別替換在任意一個著色小長方體內部的追蹤粒子所對應的初始發射點的顏色；

(9)判斷是否存在追蹤粒子：

判斷是否存在顏色未被替換的初始發射點發出的追蹤粒子，若存在，則執行步驟(10)，否則，執行步驟(11)；

(10)繼續移動追蹤粒子：

將所有顏色未被替換的初始發射點發出的追蹤粒子，在同一時刻繼續移動一個步進矢量，執行步驟(7)；

(11)判斷像素點編號值是否等于N：

判斷初始發射點對應的像素點編號值是否與微單元圖像像素的總數N相等，若相等，則執行步驟(12)，否則，執行步驟（5）；

(12)生成結果：

將微單元圖像陣列作為生成結果。

2.根據權利要求1所述的基于粒子追蹤的集成成像微單元圖像并行生成方法，其特征在于：步驟1b）中所述地形網格重建方法的步驟如下：

第一步，以實際三維場景的深度圖像中每一個像素點的深度值作為小長方體的高，深度圖像像素邊長作為小長方體的長和寬，構建一個小長方體，以該像素點在可見光圖像中對應點的像素值作為小長方體的表面顏色，生成一個著色小長方體；

第二步，將實際三維場景的深度圖像中的所有像素點，依次生成多個著色小長方體；

第三步，將多個著色小長方體按照深度圖像中點的相對位置排列，構成三維地形場景。