一种基于光场显示的3D图像校正方法技术

本发明专利技术实施例提供一种基于光场显示的3D图像校正方法，包括：基于待显示模型的任一视差图像对应的校正函数，对所述任一视差图像进行校正，获取所述任一视差图像的校正图像；其中，所述任一视差图像对应的校正函数是根据所述任一视差图像与所述任一视差图像对应的空间视差图获取的；将所述待显示模型的全部视差图像的校正图像进行编码，获取校正编码图像，将所述校正编码图像通过光场显示系统进行显示。本发明专利技术实施例提供的方法，通过视差图像对应的校正函数对视差图像进行校正，抵消了光场显示系统的自身误差，提高了光场显示系统的3D图像质量，增强了用户体验。

【技术实现步骤摘要】
一种基于光场显示的3D图像校正方法
本专利技术实施例涉及光场显示
，尤其涉及一种基于光场显示的3D图像校正方法。
技术介绍
随着科学技术的飞速发展，传统的二维平面显示技术已经远远无法满足当前各个行业领域对于深度数据与空间立体感的需求。越来越多的应用领域，如医学成像、科学研究、外太空探索、重要远程会议和军事等，要求能够实现三维场景的真实重建，从而使得观看者可以更加精确的捕获相关信息，准确的进行现场判断。自由立体显示技术可以使观看者通过肉眼直接体验三维视觉，使三维图像更加逼真显示真实图像。光场显示作为自由立体显示的一种，代表是集成成像三维显示，由Lippmann提出的IP(integralphotography，集成摄影)技术发展而来，该技术可以为观众提供全视差的自由立体效果。光场显示是一种重要的3D显示，观看者无需佩戴助视眼镜即可观看到立体图像。该3D显示可以完全还原真实3D场景，具有全视差、全彩色和视点连续的优点。如图1所示的光场显示系统，液晶面板101显示的是编码图像，编码图像是由一系列视差图像通过映射关系合成的，透镜阵列102中每个透镜对应编码图像中相同数目的像素数。编码图像通过透镜阵列折射，在透镜阵列前方重建三维光场，将全息功能屏103放置合适的位置，就可以再现记录的三维场景。相对比早先的集成成像系统，上述光场显示系统虽然解决了不少问题，诸如解决了深度反转问题、提高了采集效率、简化了系统结构等。但设备、工艺等带来的误差仍然存在：1、由于工艺上的缺陷，透镜的制作工艺存在一定误差，使得物体通过透镜成像一定会存在像差，从而使得编码图像透过透镜在空中形成的单目视差图存在像差，影响三维观看效果。2、由于人工操作的误差，液晶面板与透镜阵列之间的距离、透镜阵列与全息功能屏之间的距离等容易存在误差，使得编码图像透过透镜在空中形成的单目视差图存在像差。
技术实现思路
本专利技术实施例提供一种基于光场显示的3D图像校正方法，用以解决现有光场显示系统显示的3D图像存在误差的问题。一方面，本专利技术实施例提供一种基于光场显示的3D图像校正方法，包括：基于待显示模型的任一视差图像对应的校正函数，对该视差图像进行校正，获取该视差图像的校正图像；其中，该视差图像对应的校正函数是根据该视差图像与该视差图像对应的空间视差图获取的；将待显示模型的全部视差图像的校正图像进行编码，获取校正编码图像，将校正编码图像通过光场显示系统进行显示。另一方面，本专利技术实施例提供一种基于光场显示的3D图像校正系统，包括：校正图像获取单元，用于基于待显示模型的任一视差图像对应的校正函数，对该视差图像进行校正，获取该视差图像的校正图像；其中，该视差图像对应的校正函数是根据该视差图像与该视差图像对应的空间视差图获取的；编码显示单元，用于将待显示模型的全部视差图像的校正图像进行编码，获取校正编码图像，将校正编码图像通过光场显示系统进行显示。又一方面，本专利技术实施例提供一种基于光场显示的3D图像校正设备，包括处理器、通信接口、存储器和总线，其中，处理器，通信接口，存储器通过总线完成相互间的通信，处理器可以调用存储器中的逻辑指令，以执行如前所述的基于光场显示的3D图像校正方法。再一方面，本专利技术实施例提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如前所述的基于光场显示的3D图像校正方法。本专利技术实施例提供的一种基于光场显示的3D图像校正方法，通过视差图像对应的校正函数对视差图像进行校正，抵消了光场显示系统的自身误差，提高了光场显示系统的3D图像质量，增强了用户体验。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例的一种光场显示系统的结构示意图；图2为本专利技术实施例的一种基于光场显示的3D图像校正方法的流程示意图；图3为本专利技术实施例的一种光场显示系统的俯视图；图4为本专利技术实施例的一种待显示模型的示意图；图5为本专利技术实施例的一种校正函数的转换示意图；图6为本专利技术实施例的一种基于光场显示的3D图像校正系统的结构示意图；图7为本专利技术实施例的一种基于光场显示的3D图像校正设备的结构示意图。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。在光场显示系统的最佳观看距离上，人眼观看到的3D效果是最佳的。由光场显示的原理可知，在最佳观看距离上，编码图像通过透镜在空中会形成与原视差图像数目相等的空间视差图，并与视差图像一一对应。理想情况中空间视差图与其相对应的视差图像是一致的，现实中由于误差的存在，两者不可能完全一样，但如果两者越相近，人眼看到的3D图像质量也就更高。针由于误差造成的视差图像与空间视差图不完全一致的问题，本专利技术实施例提供一种基于光场显示的3D图像校正方法，参考图2，一种基于光场显示的3D图像校正方法，包括：201，基于待显示模型的任一视差图像对应的校正函数，对该视差图像进行校正，获取该视差图像的校正图像；其中，任一视差图像对应的校正函数是根据该视差图像与该视差图像对应的空间视差图获取的。此处，视差图像是通过计算机软件中的虚拟摄像机从不同角度对同意待显示模型进行采集，获取的具有一定视差的图像序列组。将待显示模型的全部视差图像进行编码后生成编码图像，此处，编码图像是根据光场显示系统参数，在液晶面板上加载的记录待显示模型(3D)多方向信息的图像。将编码图像加载到光场显示系统的液晶面板上后，由真实摄像机从不同的角度对光场显示系统成像的3D图像进行拍摄，获得的具有一定视差的图形序列组即空间视差图。需要说明的是，虚拟摄像机与真实摄像机的拍摄角度一致，即由虚拟摄像机从任一角度拍摄的视差图像，对应一张由真实摄像机从该角度拍摄的空间视差图。任一视差图像对应的校正函数是根据该视差图像与该视差图像对应的空间视差图获取的，用于表征由于光场显示系统自身误差造成的视差图像与该视差图像对应的空间视差图之间的误差。获知任一视差图像对应的校正函数后，可通过校正函数对该视差图像进行校正，以抵消视差图像的校正图像输入到光场显示系统后由光场显示系统造成的误差。202，将待显示模型的全部视差图像的校正图像进行编码，获取校正编码图像，将校正编码图像通过光场显示系统进行显示。本专利技术实施例中，通过视差图像对应的校正函数对视差图像进行校正，抵消了光场显示系统的自身误差，提高了光场显示系统的3D图像质量，增强了用户体验。基于上述实施例，一种基于光场显示的3D图像校正方法，201，基于待显示模型的任一视差图像对应的校正函数，对任一视差图像进行校正，获取任一视差图像的校正图像，之前还包括：获取待显示模型的任一视差图像中每一角点的坐标，以及该视差图像对应的空间视差图中每一角点的坐标；将该视差图像中每一角本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于光场显示的3D图像校正方法，其特征在于，包括：基于待显示模型的任一视差图像对应的校正函数，对所述任一视差图像进行校正，获取所述任一视差图像的校正图像；其中，所述任一视差图像对应的校正函数是根据所述任一视差图像与所述任一视差图像对应的空间视差图获取的；将所述待显示模型的全部视差图像的校正图像进行编码，获取校正编码图像，将所述校正编码图像通过光场显示系统进行显示。

【技术特征摘要】
1.一种基于光场显示的3D图像校正方法，其特征在于，包括：基于待显示模型的任一视差图像对应的校正函数，对所述任一视差图像进行校正，获取所述任一视差图像的校正图像；其中，所述任一视差图像对应的校正函数是根据所述任一视差图像与所述任一视差图像对应的空间视差图获取的；将所述待显示模型的全部视差图像的校正图像进行编码，获取校正编码图像，将所述校正编码图像通过光场显示系统进行显示。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于待显示模型的任一视差图像对应的校正函数，对所述任一视差图像进行校正，获取所述任一视差图像的校正图像，之前还包括：获取待显示模型的任一视差图像中每一角点的坐标，以及所述任一视差图像对应的空间视差图中每一角点的坐标；将所述任一视差图像中每一角点的坐标与所述任一视差图像对应的空间视差图中每一角点的坐标进行拟合，获取所述任一视差图像对应的校正函数。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述将所述任一视差图像中每一角点的坐标与所述任一视差图像对应的空间视差图中每一角点的坐标进行拟合，获取所述任一视差图像对应的校正函数，具体包括：根据下式对所述任一视差图像中每一角点的坐标与所述任一视差图像对应的空间视差图中每一角点的坐标进行拟合：式中，所述任一视差图像中每一角点的横坐标集合X＝(x0,x1,x2,...,xa)，所述任一视差图像中每一角点的纵坐标集合Y＝(y0,y1,y2,...,yb)；所述任一视差图像对应的空间视差图中每一角点的横坐标集合X'＝(x'0,x'1,x'2,...,x'a)，所述任一视差图像对应的空间视差图中每一角点的纵坐标集合Y'＝(y'0,y'1,y'2,...,y'b)；t为自然数；由此得到所述任一视差图像对应的校正函数如下：式中，f(X)为所述任一视差图像的校正图像中每一角点的横坐标集合，g(Y)为所述任一视差图像的校正图像中每一角点的纵坐标集合。4.根据权利要求1至3中任一权利要求所述的方法，其特征在于，所述基于待显示模型的任一视差图像对应的校正函数，对所述任一视差图像进行校正，获取所述任一视差图像的校正图像，之前还包括：通过虚拟摄像机阵列对待显示模型...

【专利技术属性】
技术研发人员：桑新柱，都静妍，高超，于迅博，刘博阳，高鑫，颜玢玢，王葵如，苑金辉，
申请(专利权)人：北京邮电大学，
类型：发明
国别省市：北京,11