專利名稱：全視差立體成像方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及多用戶多視點自由立體顯示領(lǐng)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(shù)：
立體成像技術(shù)在軍事和國民經(jīng)濟中有重要的戰(zhàn)略意義和商業(yè)前景。實現(xiàn)立體成像的方法有很多，隨著光柵制備技術(shù)越來越成熟，用光柵制作立體圖越來越受到關(guān)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(fā)展，人們已經(jīng)不滿足于單方向立體效果，全視差技術(shù)應(yīng)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(jù)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(qū)的中心，照相機運動的總距離要以滿足再現(xiàn)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(shè)備而且大多只有一維視差。已經(jīng)不能滿足人們的需求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)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(guī)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(jié)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(xiàn)多用戶多角度觀察到清晰的立體圖像。本發(fā)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(diào)節(jié)正交光柵位置將每一個全視差像素位于對應(yīng)的光柵方格內(nèi)合成為全視差立體圖像。
上述的步驟(I)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(shè)定攝像機的相關(guān)參數(shù)攝像機方陣列視角數(shù)目為#*#，攝像機路徑^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轉(zhuǎn),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重合于拾取點兒點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
權(quán)利要求
1.一種全視差立體成像方法，其特征在于，具體步驟如下(I)，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；第四步(4)，拼接成全視差合成圖像；(5)，調(diào)節(jié)正交光柵位置將每一個全視差像素位于對應(yīng)的光柵方格內(nèi)合成為全視差立體圖像。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種全視差立體成像方法，其特征在于，上述步驟(I)所述的采集方陣列二維視角圖像，其具體為采用攝像機采集方陣列二維視角圖像，首先設(shè)定攝像機的相關(guān)參數(shù)攝像機方陣列視角數(shù)目為#*#，攝像機路徑Z7為方陣路線，攝像機相鄰間距為基線長度L圖像像素值#F，攝像機與目標物之間距離為目標距離隊攝像機主光軸線ZJ 重合于拾取點兒點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。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種全視差立體成像方法，其特征在于，上述步驟(2)所述的采用點陣合成法生成全視差像素，其具體為首先將上述視角圖像像素化，定義為第i行列的圖像W，j)，其矩陣表達式表示為
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種全視差立體成像方法，其特征在于，上述步驟(3)所述的合成正交柱透鏡光柵，其具體為首先用3D光柵測試軟件(LPI Test software)測出柱透鏡光柵的實際柵距八再用兩塊實際柵距相同且規(guī)格相同的光柵板正交疊加(凸面I對凸面2)，生成正交柱透鏡光柵。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種全視差立體成像方法，其特征在于，上述步驟(4)所述的拼接成全視差合成圖像，其具體是以柱透鏡光柵實際測出的柵距/7調(diào)節(jié)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八再將調(diào)整后的全視差像素按照順序拼接成全視差合成圖其矩陣表達式為
全文摘要
本發(fā)明公開了一種全視差立體成像方法，其步驟為首先，采集方陣列二維視角圖像，采用點陣合成法生成全視差像素；然后，合成正交柱透鏡光柵；其次，拼接成全視差合成圖像；最后，調(diào)節(jié)正交光柵位置將每一個全視差像素位于對應(yīng)的光柵方格內(nèi)合成為全視差立體圖像。該方法裸眼自由立體顯示法，避免了佩戴輔助設(shè)備的麻煩，另外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(jié)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(xiàn)多用戶多角度觀察到清晰立體圖像。
文檔編號H04N13/00GK103024417SQ201210570689
公開日2013年4月3日 申請日期2012年12月26日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月26日
發(fā)明者鄭華東, 孫國棟, 盧小仟, 于贏潔 申請人:上海大學(xué)