[發明專利]一種基于傅里葉譜的被遮擋三維物體顯示方法

有效

• 申請號: 201710025183.6
• 申請日: 2017-01-13
• 公開（公告）號: CN106878692B
• 公開（公告）日: 2018-07-17
• 發明（設計）人: 王瓊華;邢妍;熊召龍;鄧歡
• 申請（專利權）人: 四川大學
• 主分類號: H04N9/31
• 分類號: H04N9/31;H04N13/20;H04N13/30;G06T3/00;G06T5/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種基于傅里葉譜的被遮擋三維物體顯示方法，其特征在于，所述方法包括無遮擋正交投影視差圖的生成和三維圖像的重建兩個過程：無遮擋正交投影視差圖的生成過程，采用投影機陣列向三維場景投影一系列光柵圖形，利用前置散射介質的圖像傳感器獲得無法分辨目標物體信息的圖像，通過計算正交投影視差圖的傅里葉譜，生成消除遮擋的正交視差信息，之后進行三維圖像的重建，利用矢量渲染方法將恢復的無遮擋的正交投影視差圖像交織成集成成像微圖像陣列顯示在顯示屏上，通過微透鏡陣列，實現無遮擋的三維場景顯示，無遮擋正交投影視差圖的生成過程中，P×Q臺數字投影機分別以不同角度和時序向三維場景表面投影floor(M×N×2×k％)幅光柵圖形，其中，比例因子k＝0，1，…，100，三維場景對光柵圖形進行調制，經過遮擋物散射介質，在圖像傳感器上依次獲得來自被三維場景調制的變形光柵圖形的光強信號，投影的光柵圖形為不同頻率、4步等相移間隔的正弦光柵，相鄰正弦光柵的初相位差為π/2，當第(p,q)臺投影機投影頻率為(f_x,f_y)的正弦光柵圖形時，正弦光柵圖形可表示為：其中，x、y為光柵圖形的像素點坐標，x＝0，1，…，M-1，y＝0，1，…，N-1，A_p,q(x,y)表示背景強度，B_p,q(x,y)/A_p,q(x,y)為條紋對比度，初相位σ＝0，π/2，π，3π/2，p＝0，1，…，P-1，q＝0，1，…，Q-1，f_x＝0，1/M，…，(0.1×M×k^1/2-1)/M，f_y＝0，1/N，…，(0.1×N×k^1/2-1)/N，圖像傳感器接收到的圖像的總光強進而可以求得：其中，H_p,q表示背景噪聲，R_p,q(x,y)為三維場景表面不均勻的反射率，一個頻率(f_x,f_y)對應四幅不同初相位的正弦光柵圖形，圖像傳感器依次接收到四個來自被三維場景調制的變形光柵圖形的光強信號，從而獲得四個總光強值依據公式：計算獲得第(p,q)幅正交投影視差圖頻譜上(f_x,f_y)位置處的傅里葉系數F_p,q(f_x,f_y)，對獲取的傅里葉譜F_p,q(f_x,f_y)進行傅里葉逆變換求得三維場景表面不均勻的反射率R_p,q(x,y)，進而重建出去除遮擋的第(p,q)幅正交視差圖像f_p,q(x,y)，表示為：f_p,q(x,y)＝2B_p,q(x,y)·R_p,q(x,y)；三維圖像的重建過程中，將獲得的P×Q幅無遮擋的正交視差圖像f_p,q(x,y)合成為微圖像陣列，所述微圖像陣列水平方向像素個數為P×M，垂直方向像素個數為Q×N，假設E(i,j)表示微圖像陣列上第i行第j列的像素，則微圖像陣列E(i,j)與正交視差圖像f_p,q(x,y)滿足：E(i,j)＝f_p,q(x,y)，其中：p＝P-1-mod(i,P)，q＝Q-1-mod(j,Q)，將合成的微圖像陣列E(i,j)顯示在顯示屏上，通過前面的微透鏡陣列，在微透鏡陣列前后方顯示完整的三維場景信息。

2.根據權利要求1所述的一種基于傅里葉譜的被遮擋三維物體顯示方法，其特征在于，所述投影機陣列中的每臺投影機獨立設置，相鄰投影機之間等間距排列。

3.根據權利要求1所述的一種基于傅里葉譜的被遮擋三維物體顯示方法，其特征在于，所述正交投影視差圖像對應傅里葉譜的獲取，可僅獲取低頻部分的傅里葉系數。