[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
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本發明公開了一種基于傅里葉譜的被遮擋三維物體顯示方法，其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。該方法利用投影機陣列向三維場景投影一系列具有確定函數表達的光柵圖形，通過構建圖像解析重建算法恢復出無遮擋的正交投影視差圖像，進而利用集成成像顯示，實現被遮擋的三維場景的完整再現，同時該方法投影次數少，裝置簡單，易于實現。

技術領域

本發明涉及集成成像技術，特別涉及一種基于傅里葉譜的被遮擋三維物體顯示方法。

背景技術

集成成像一種裸眼三維技術，能夠全視差和全真色彩地重建出三維場景，其分為拍攝和顯示兩個過程。拍攝時，利用攝像機陣列獲取三維場景的視差信息，生成微圖像陣列；顯示時，微圖像陣列通過對應的微透鏡陣列，依據光路可逆原理，在觀看空間重建出三維場景。

在三維場景中，有時會存在目標物體被障礙物遮擋的情況，如附圖1所示。若采用常規的集成成像技術則無法重建出該物體的完整立體信息，從而極大地影響立體顯示效果。對于遮擋物的去除，已公開的解決方案僅針對部分被遮擋的三維物體有效，當目標物體被完全遮擋時，上述方案將難以實現高質量的三維顯示效果。

發明內容

本發明旨在實現現有集成成像中被完全遮擋的三維物體的完整顯示。

為達到上述目的，本發明提出一種基于傅里葉譜的被遮擋三維物體顯示方法。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；三維圖像的重建過程，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，實現三維場景的顯示。

所述無遮擋正交投影視差圖的生成過程，利用投影機陣列投影結構光至三維場景表面，通過構建圖像解析重建算法，恢復出不同角度的消除遮擋的正交視差信息。在投影機陣列中，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。從傳感器獲得的一系列圖像均無法直接觀察到目標物體的任何信息，僅接收到散射的光信號。所述投影的光柵圖形，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：

（1）