一種集成成像三維顯示中心深度平面的調(diào)節(jié)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及集成成像技術(shù)，特別涉及一種集成成像三維顯示中心深度平面的調(diào)節(jié) 方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 集成成像分拍攝和顯示兩個(gè)過程，拍攝時(shí)，利用攝像機(jī)陣列對(duì)三維場(chǎng)景不同角度 的三維信息進(jìn)行獲取，在此過程中，攝像機(jī)陣列需要標(biāo)定，確定拍攝的零視差平面，即集成 成像拍攝中心深度平面；顯示時(shí)，如附圖1所示，將拍攝得到的三維信息合成微圖像陣列， 微圖像陣列通過微透鏡陣列的成像作用，根據(jù)光路可逆原理，在顯示空間重建拍攝的三維 場(chǎng)景。在傳統(tǒng)的集成成像三維顯示中，顯示中心深度平面由拍攝中心深度平面確定，并與拍 攝中心深度平面重合，位于拍攝中心深度平面前方的物體將凸出顯示屏，位于拍攝中心深 度平面后方的物體將凹進(jìn)顯示屏。在傳統(tǒng)的集成成像三維顯示中，顯示中心深度平面無法 調(diào)節(jié)，如果想要獲取不同的集成成像三維顯示中心深度平面，則需要對(duì)三維場(chǎng)景重新進(jìn)行 集成成像拍攝，重新標(biāo)定攝像機(jī)陣列，確定新的集成成像拍攝中心深度平面。由于集成成像 拍攝需要獲取三維場(chǎng)景在水平和豎直兩個(gè)方向的三維信息，因此拍攝代價(jià)大，限制了拍攝 過程獲取的三維信息的利用率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明提出一種集成成像三維顯示中心深度平面的調(diào)節(jié)方法，該方法利用集成成 像拍攝獲得的中心深度平面為4的微圖像陣列，實(shí)現(xiàn)中心深度平面為4的集成成像三維顯 示，4而無需對(duì)三維場(chǎng)景重新拍攝。該方法包括正交視差信息的提取、視差信息的調(diào) 節(jié)和微圖像陣列的合成三個(gè)過程，具體流程如附圖2所示。正交視差信息的提取過程，根據(jù) 集成成像拍攝原理，從集成成像拍攝獲得的中心深度平面為4的微圖像陣列中提取正交視 差信息；正交視差信息的調(diào)節(jié)過程，根據(jù)中心深度平面4的需要，調(diào)節(jié)三維場(chǎng)景的正交視差 信息；微圖像陣列的合成過程，將調(diào)節(jié)后的正交視差信息合成為微圖像陣列，用于中心深度 平面為4的集成成像三維顯示。
[0004] 所述正交視差信息的提取過程，根據(jù)集成成像拍攝原理，從集成成像拍攝獲得的 中心深度平面為4的微圖像陣列的每個(gè)圖像元中提取特定坐標(biāo)的像素，合成正交視差信 息。微圖像陣列分辨率為K(其中水平方向包含的像素個(gè)數(shù)為漢垂直方向包含的像素 個(gè)數(shù)為K)，微透鏡陣包含的透鏡元的個(gè)數(shù)為i/x#(其中水平方向包含的透鏡元個(gè)數(shù)為私垂 直方向包含的透鏡元個(gè)數(shù)為A〇，/U，_7)表示原有微圖像陣列中第^列第于的像素，/A Ji，J)表示第P列第^行正交視差信息上第i列第j行的像素，則JU力和Ji，j) 滿足：
(1) (2) (3)
其中，{0，1，2，???，iy- 1}，_F= {0，1，2，???，1}，/7 = {0，1，2，???，ff/M-l\,g={0, 1, 2,. . . ,V/N-1}, i={0, 1, 2,. . . ,M-1},J={0, 1, 2, 1}。優(yōu)選地，Z//i#卩值應(yīng)滿足為正整數(shù)，以避免集成成像三維顯示莫爾條 紋的出現(xiàn)。
[0005] 所述正交視差信息的調(diào)節(jié)過程，如附圖3所示，集成成像顯示屏指向觀看者一側(cè) 的法線方向?yàn)?由正方向，不同角度的正交視差信息/AJi，J)匯聚相交于中心深度平面 z> &部分的三維物體在集成成像三維顯示中突出顯示屏，z〈 &部分的三維物體在集 成成像三維顯示中凹進(jìn)顯示屏。集成成像三維顯示中心深度平面4與中心深度平面4之 間的間隔為AA如附圖3所示，正交視差信息JAJi，J)從中心深度平面&傳播到中心 深度平面4在z-J平面存在AA(AAapA匕》的偏移，其中4由方向的偏移為A 軸方向的偏移為A匕"，AAaA匕"分別滿足：
(4) (5) 其中妙3攝像機(jī)陣列到拍攝中心深度平面的距離，Ac為攝像機(jī)陣列中相鄰的兩個(gè)攝 像機(jī)之間的間距。假設(shè)Ji'，，）表示第列第^行調(diào)節(jié)后的正交視差信息上第，列 第，行的像素，則/AJi，J)和廣J")滿足：
(6) (7) (8) 其中，i，= {0，1，2，1}，，= {0，1，2，1}。
[0006] 優(yōu)選地，當(dāng)根據(jù)公式（7)和（8)計(jì)算出的i值小于0,或j值小于0時(shí)，則舍棄該像 素；當(dāng)計(jì)算出來的i值大于# - 1，或J值大于# - 1時(shí)，則令Ji'，J'O= 〇,以避免 溢出信息。
[0007] 所述微圖像陣列的合成過程，將調(diào)節(jié)后的正交視差信息廣AJi'，合成為微 圖像陣列，用于集成成像三維顯示。假設(shè)/〃U，_f)為合成的微圖像陣列中第z列第j行 的像素，則/"U_7)和J")滿足：
(9) (10) (11) (12)
(13) 將合成的微圖像陣列/~U_F)通過微透鏡陣列，則可以得到中心深度平面為^集成 成像三維顯示，如附圖4所示。
[0008] 本發(fā)明通過對(duì)集成成像拍攝獲得的中心深度平面為^的微圖像陣列進(jìn)行正交視 差信息的提取、正交視差信息的調(diào)節(jié)和微圖像陣列的合成三個(gè)過程，實(shí)現(xiàn)中心深度平面為 4的集成成像三維顯示，4而無需對(duì)三維場(chǎng)景重新拍攝，提高了拍攝過程獲取的三 維信息的利用率并節(jié)省了拍攝成本。
【附圖說明】
[0009] 附圖1為集成成像三維顯示過程示意圖 附圖2為本發(fā)明提出的一種集成成像三維顯示中心深度平面的調(diào)節(jié)方法流程圖 附圖3為正交視差信息的調(diào)節(jié)過程示意圖 附圖4為中心深度平面分別為（a) & =zQ-10cm(b) & = & (c) & = 4+10cm的集 成成像三維顯示對(duì)應(yīng)的微圖像陣列 上述附圖中的圖示標(biāo)號(hào)為： 1中心深度平面為4的微圖像陣列，2微透鏡陣列，3中心深度平面&，4正交視差信息， 5重建三維場(chǎng)景，6調(diào)節(jié)后的正交視差信息，7中心深度平面4。
[0010] 應(yīng)該理解上述附圖只是示意性的，并沒有按比例繪制。
【具體實(shí)施方式】
[0011] 下面詳細(xì)說明本發(fā)明的一種集成成像三維顯示中心深度平面的調(diào)節(jié)方法的一個(gè) 典型實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步的具體描述。有必要在此指出的是，以下實(shí)施例只用于本 發(fā)明做進(jìn)一步的說明，不能理解為對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限制，該領(lǐng)域技術(shù)熟練人員根據(jù)上 述本
【發(fā)明內(nèi)容】
對(duì)本發(fā)明做出一些非本質(zhì)的改進(jìn)和調(diào)整，仍屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0012] 正交視差信息的提取過程，根據(jù)集成成像拍攝原理，從集成成像拍攝獲得的中心 深度平面為4的微圖像陣列的每個(gè)圖像元中提取特定坐標(biāo)的像素，合成正交視差信息。微 圖像陣列分辨率為2560X1440 (其中水平方向包含的像素個(gè)數(shù)為2560,垂直方向 包含的像素個(gè)數(shù)為1440)，微透鏡陣包含的透鏡元的個(gè)數(shù)為