一種基于深度數(shù)據(jù)的集成成像微圖像陣列方向性映射方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及集成成像技術(shù)，特別設(shè)及一種基于深度數(shù)據(jù)的集成成像微圖像陣列方 向性映射方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 集成成像技術(shù)作為一種新型的真=維顯示技術(shù)，由拍攝和顯示兩個過程組成：拍 攝時，利用真實的或虛擬的攝像機陣列對=維場景不同角度的=維信息進行獲取;顯示時， 將拍攝得到的=維信息合成集成成像微圖像陣列，微圖像陣列通過微透鏡陣列的成像作 用，在顯示空間重建拍攝的=維場景。集成成像拍攝過程可W利用深度攝像機獲取=維場 景的深度數(shù)據(jù)，結(jié)合=維場景的彩色紋理信息，通過設(shè)置虛擬攝像機陣列對=維場景進行 拍攝，再經(jīng)合圖便可得到用于集成成像=維顯示的微圖像陣列。在傳統(tǒng)基于深度數(shù)據(jù)的集 成成像微圖像陣列的映射方法中，沒有考慮視差圖像計算和空桐區(qū)域填補過程中的方向性 問題，生成的視差圖像存在著信息重復(fù)覆蓋和信息缺失問題，從而影響了合成微圖像陣列 的S維顯示質(zhì)量。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明提出一種基于深度數(shù)據(jù)的集成成像微圖像陣列方向性映射方法，該方法利 用=維場景深度數(shù)據(jù)和彩色紋理信息，根據(jù)集成成像=維顯示參數(shù)，設(shè)置虛擬攝像機陣列 對=維場景進行拍攝，在集成成像視差圖像的計算與空桐區(qū)域的填補過程中均考慮映射方 向的影響，提高集成成像微圖像陣列的生成質(zhì)量。該方法包括視差圖像方向性計算和視差 圖像空桐區(qū)域方向性填補兩個過程。具體流程如附圖1所示。在視差圖像方向性計算過程 中，首先根據(jù)集成成像的顯示參數(shù)，確定集成成像拍攝的視差大小、視差方向和中屯、深度平 面，從而判斷視差圖像的計算方向，然后利用=維場景深度數(shù)據(jù)和彩色紋理信息進行方向 性計算相應(yīng)視差圖像;在視差圖像空桐區(qū)域方向性填補過程中，首先將計算得到的視差圖 像的分辨率調(diào)整至適于合成微圖像陣列大小，然后對視差圖像映射信息重復(fù)覆蓋區(qū)域及空 桐區(qū)域進行提取，進而對視差圖像空桐區(qū)域進行方向性填補，最后合成微圖像陣列，用于集 成成像=維顯示。
[0004] 所述視差圖像方向性計算過程，根據(jù)集成成像=維顯示參數(shù)，確定每幅視差圖像 的映射角度，根據(jù)映射角度，對每幅視差圖像進行方向性計算。集成成像=維顯示每個圖像 元分辨率為M X N(其中水平方向包含的像素個數(shù)為M，豎直方向包含的像素個數(shù)為N)，則合 成集成成像微圖像陣列所需的視差圖像數(shù)目為MXN(其中水平方向所需的視差圖像數(shù)目為 M，豎直方向所需的視差圖像數(shù)目為N)，假設(shè)(m, n)為視差圖像中每幅視差圖像的二維索 引，其中第(m, n)幅視差圖像的映射角度為0m, n，則0", n滿足：
其中，g為集成成像S維顯示中微透鏡陣列與微圖像陣列之間的間隔，Ar為微圖像陣 列中每個像素的物理尺寸。
[000引在視差圖像方向性計算過程中，將視差圖像的計算方向設(shè)定為9類，記為Veci(Vm, Vn)，其中m= 1，2，...，9,如附圖2所示。根據(jù)視差圖像的映射角度0m, n，對每幅視差圖像 分別指定一類計算方向：
針對每幅視差圖像分別進行方向性映射，原理如附圖3所示。彩色紋理信息像素點A坐 標為(X，y)，彩色紋理信息為TaU, y)，對應(yīng)的深度數(shù)據(jù)為DaU, y)，當投影角度為0，A點在 視差圖像上的對應(yīng)點為Pa(x'，y'），其中（X'，y'）與(X，y)滿足：
其中C為集成成像=維顯示中屯、深度平面位置，（X，y)的遍歷方向與Veci(Vm, Vn)方向 一致。當視差圖像映射方向為Veci(Vm, Vn)時，背景BG區(qū)域首先計算，然后計算前景FG區(qū)域， 在映射得到的視差圖像上，F(xiàn)G區(qū)域?qū)G區(qū)域的錯誤信息代替，從而解決相反方向計算的信 息重復(fù)覆蓋問題。在該過程中，分別將視差圖像重復(fù)覆蓋區(qū)域和空桐區(qū)域進行提取并保存， 如附圖4所示。在下一個過程中，僅針對提取出來的區(qū)域進行處理，W減少計算量。未考慮集 成成像視差圖像方向性映射和考慮視集成成像差圖像方向性映射的實驗對比如附圖5所 /J、- O
[0006]所述視差圖像空桐區(qū)域方向性填補過程，根據(jù)視差圖像的映射角度，判斷視差圖 像的映射方向Veci(Vm, Vn),進而對視差圖像映射空桐區(qū)域進行方向性填補，填補前的視差 圖像為P(x'，y'），填補后的視差圖像為P'（x''，y''），則P'（x''，y''）與P(x'，y'）遞歸 關(guān)系為： 巧戶,巧/、.'/} 巧） X。^ r T F& (6) :榮皮重於乎1'； (7) 其中（X'，y'）在提取的空桐區(qū)域中，W映射方向Veci(Vm, Vn)遍歷取值。集成成像視差 圖像映射空桐區(qū)域方向性填補如附圖6所示。基于空桐方向性填補的集成成像視差圖像，便 可W合成微圖像陣列，用于集成成像=維顯示，如附圖7所示。
【附圖說明】
[0007] 附圖1為一種基于深度數(shù)據(jù)的集成成像視差圖像方向性映射方法流程圖 附圖2為基于深度數(shù)據(jù)的集成成像視差圖像計算方向分類示意圖 附圖3為基于深度數(shù)據(jù)的集成成像視差圖像方向性映射方法原理示意圖 附圖4為基于深度數(shù)據(jù)的集成成像視差圖像映射重復(fù)覆蓋及空桐區(qū)域提取(a)重復(fù)覆 蓋區(qū)域(b)空桐區(qū)域 附圖5為基于深度數(shù)據(jù)的集成成像視差圖像映射方法比較(a)未考慮集成成像視差圖 像方向性映射(b)考慮視集成成像視差圖像方向性映射 附圖6為集成成像視差圖像映射空桐區(qū)域方向性填補 附圖7為基于深度數(shù)據(jù)的集成成像微圖像陣列合成(a)未采用方向性映射方法(b)采用 方向性映射方法 上述附圖中的圖示標號為： 1彩色紋理，2顯示中屯、深度平面，3視差圖像，4映射方向1，5背景區(qū)域，6前景區(qū)域，7映 射方向II。
[0008] 應(yīng)該理解上述附圖只是示意性的，并沒有按比例繪制。
【具體實施方式】
[0009] 下面詳細說明本發(fā)明的一種基于深度數(shù)據(jù)的集成成像微圖像陣列方向性映射方 法的一個典型實施例，對本發(fā)明進行進一步的具體描述。有必要在此指出的是，W下實施例 只用于本發(fā)明做進一步的說明，不能理解為對本發(fā)明保護范圍的限制，該領(lǐng)域技術(shù)熟練人 員根據(jù)上述本
【發(fā)明內(nèi)容】
對本發(fā)明做出一些非本質(zhì)的改進和調(diào)整，仍屬于本發(fā)明的保護范 圍。
[0010] 本發(fā)明提出一種本發(fā)明提出一種基于深度數(shù)據(jù)的集成成像微圖像陣列方向性映 射方法，該方法利用=維場景深度數(shù)據(jù)和彩色紋理信息，根據(jù)集成成像=維顯示參數(shù)，設(shè)置 虛擬攝像機陣列對=維場景進行拍攝，在集成成像視差圖像的計算與空桐區(qū)域的填補過程 中均考慮映射方向的影響，提高集成成像微圖像陣列的生成質(zhì)量。該方法包括視差圖像方 向性計算和視差圖像空桐區(qū)域方向性填補兩個過程。具體流程如附圖1所示。視差圖像方向 性計算過程，首先根據(jù)集成成像的顯示參數(shù)，確定集成成像拍攝的視差大小、視差方向和中 屯、深度平面，從而判斷視差圖像的計算方向，然后利用=維場景深度數(shù)據(jù)和彩色紋理信息 進行方向性計算相應(yīng)視差圖像;視差圖像空桐區(qū)域方向性填補過程，首先將計