一种集成成像系统显示端像素值计算方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种集成成像系统显示端像素值计算方法及系统。本发明专利技术采用的改进的SPOC方法充分考虑了显示透镜阵列对光线的汇聚作用，将显示端像素的像素值转化为光线通过该像素点所能覆盖的采集透镜所对应像素的平均值，解决了光线对应的采集端像素可能有较大误差或者为“空洞”像素的问题。另外，改进的SPOC方法因为包含了通过该像素点所能覆盖的采集透镜所对应像素的所有信息，也就意味着能够获取更多的信息。更多的信息。更多的信息。

【技术实现步骤摘要】
一种集成成像系统显示端像素值计算方法及系统


[0001]本专利技术涉及集成成像系统领域，特别是涉及一种集成成像系统显示端像素值计算方法及系统。

技术介绍

[0002]集成成像系统中，SPOC方法通过设置参考面，并将显示透镜阵列等效为针孔阵列，显示端像素通过其所在基元图像对应的针孔，与参考面、采集透镜分别相交，并利用与参考面的交点和对应采集透镜的光心，获取对应的采集端像素，采集端像素对应的像素值即为显示端像素对应的像素值。
[0003]SPOC方法简单实用，解决了采集与显示参数不匹配、显示深度反转的问题，但也存在着缺点，其将显示透镜阵列等效为针孔阵列，显然，显示透镜阵列对光线的汇聚作用没有得到体现。另外，其只利用一条光线寻找对应的采集端像素，当利用真实相机获取视角图时，由于机械误差或人为误差的存在，光线对应的采集端像素可能有较大误差或者为“空洞”像素时，利用SPOC算法时显示端基元图像对应的图像也将产生较大误差或者为“空洞像素”。

技术实现思路

[0004]为了解决上述问题，本专利技术提供了一种集成成像系统显示端像素值计算方法及系统，将显示端像素点的像素值转化为光线通过该像素点所能覆盖的采集透镜所对应像素的平均值。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：
[0006]一种集成成像系统显示端像素值计算方法，所述集成成像系统包括：显示端、显示透镜阵列、参考面、采集透镜阵列以及采集端；所述参考面位于所述显示透镜阵列和所述采集透镜阵列中间，所述显示透镜阵列包括多个显示透镜，所述采集透镜阵列包括多个采集透镜；
[0007]所述像素值计算方法包括：
[0008]计算光线通过所述显示端的基元图像像素点和显示透镜阵列，与所述参考面的交点的x轴坐标，记为第一交点坐标；
[0009]确定所述光线经参考面交点并通过所述采集透镜阵列的上边缘和下边缘的光线；
[0010]基于所述第一交点坐标，确定上边缘光线对应的上边缘采集透镜以及下边缘光线对应的下边缘透镜；上边缘采集透镜和下边缘透镜均为所述采集透镜阵列中的采集透镜；
[0011]计算光线分别通过所述上边缘采集透镜和所述下边缘透镜与所述采集端的基元图像所在平面的交点的像素值，为采集端像素值；
[0012]对所有所述采集端像素值求平均值，得到所述显示端的基元图像像素点的像素值，为显示端像素值。
[0013]进一步地，所述第一交点坐标的计算公式如下：
[0014][0015][0016]其中，Δ
O
为第一交点坐标，n
S
为显示端每幅基元图象的像素数，d
S
为参考平面到显示透镜阵列的距离，g
S
为显示端基元图像所在平面到显示透镜阵列的距离，p
S
为显示透镜尺寸，x
S
为显示端第j个基元图象第m个像素的x轴坐标，S表示显示端。
[0017]进一步地，所述基于所述第一交点坐标，确定上边缘光线对应的上边缘采集透镜以及下边缘光线对应的下边缘透镜，具体包括：
[0018]基于所述第一交点坐标，计算上边缘光线和所述下边缘光线与所述采集透镜阵列的交点坐标，为上边缘交点坐标和下边缘交点坐标；
[0019]根据所述上边缘交点坐标以及所述下边缘交点坐标分别确定上边缘采集透镜和下边缘采集透镜。
[0020]进一步地，所述上边缘交点坐标的计算公式如下：
[0021][0022]其中，为上边缘交点坐标，j为显示端第j个基元图象，p
S
为显示透镜尺寸，d
S
为参考平面到显示透镜阵列的距离，y为采集透镜阵列到显示透镜阵列的距离，Δ
O
为第一交点坐标；
[0023]所述下边缘交点坐标的计算公式如下：
[0024][0025]其中，为下边缘交点坐标。
[0026]进一步地，所述上边缘采集透镜的确定公式如下：
[0027][0028]其中，i
top
为上边缘采集透镜的序号，p
D
为采集透镜的尺寸，D表示采集端；
[0029]所述下边缘采集透镜的确定公式如下：
[0030][0031]其中，i
bottom
为上边缘采集透镜的序号。
[0032]进一步地，所述计算光线分别通过所述上边缘采集透镜和所述下边缘透镜与所述采集端的基元图像所在平面的交点的像素值，具体包括：
[0033]计算光线分别通过所述上边缘采集透镜和所述下边缘透镜与所述采集端的基元图像所在平面的交点的x轴坐标，为第二交点坐标；
[0034]根据所述第二交点坐标，计算第二交点所在基元图像大小的像素序号；所述第二交点为光线与所述采集端的基元图像所在平面的交点；
[0035]根据所述像素序号确定采集端像素值。
[0036]进一步地，所述第二交点坐标的计算公式如下：
[0037][0038]x
Du
为第二交点坐标，Δ
O
为第一交点坐标，g
D
为采集端基元图像所在平面到采集透镜阵列的距离，y为采集透镜阵列到显示透镜阵列的距离，d
S
为参考平面到显示透镜阵列的距离，p
D
为采集透镜的尺寸，u为采集透镜阵列中采集透镜的序号，i
top
为上边缘采集透镜的序号，i
bottom
为下边缘采集透镜的序号，i
top
≤u≤i
bottom
。
[0039]进一步地，所述像素序号的计算公式如下：
[0040][0041]v
jmu
为像素序号，n
D
为采集端每幅基元图像的像素数。
[0042]进一步地，所述显示端的基元图像像素点的像素值的计算公式如下：
[0043][0044]其中，为显示端像素点的像素值，u为采集透镜阵列中采集透镜的序号，i
top
为上边缘采集透镜的序号，i
bottom
为下边缘采集透镜的序号，i
top
≤u≤i
bottom
，为采集端像素值，y为采集透镜阵列到显示透镜阵列的距离，v为代表基元图像中的像素序号。
[0045]本专利技术还提供了一种集成成像系统显示端像素值计算系统，包括：
[0046]第一交点坐标计算模块，用于计算光线通过所述显示端的基元图像像素点和显示透镜阵列，与所述参考面的交点的x轴坐标，记为第一交点坐标；
[0047]上下边缘光线模块，用于确定所述光线经参考面交点并通过所述采集透镜阵列的上边缘和下边缘的光线；
[0048]上下边缘采集透镜确定模块，用于基于所述第一交点坐标，确定上边缘光线对应的上边缘采集透镜以及下边缘光线对应的下边缘透镜；上边缘采集透镜和下边缘透镜均为所述采集透镜阵列中的采集透镜；
[0049]采集端像本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种集成成像系统显示端像素值计算方法，其特征在于，所述集成成像系统包括：显示端、显示透镜阵列、参考面、采集透镜阵列以及采集端；所述参考面位于所述显示透镜阵列和所述采集透镜阵列中间，所述显示透镜阵列包括多个显示透镜，所述采集透镜阵列包括多个采集透镜；所述像素值计算方法包括：计算光线通过所述显示端的基元图像像素点和显示透镜阵列，与所述参考面的交点的x轴坐标，记为第一交点坐标；确定所述光线经参考面交点并通过所述采集透镜阵列的上边缘和下边缘的光线；基于所述第一交点坐标，确定上边缘光线对应的上边缘采集透镜以及下边缘光线对应的下边缘透镜；上边缘采集透镜和下边缘透镜均为所述采集透镜阵列中的采集透镜；计算光线分别通过所述上边缘采集透镜和所述下边缘透镜与所述采集端的基元图像所在平面的交点的像素值，为采集端像素值；对所有所述采集端像素值求平均值，得到所述显示端的基元图像像素点的像素值，为显示端像素值。2.根据权利要求1所述的集成成像系统显示端像素值计算方法，其特征在于，所述第一交点坐标的计算公式如下：交点坐标的计算公式如下：其中，Δ
O
为第一交点坐标，n
S
为显示端每幅基元图象的像素数，d
S
为参考平面到显示透镜阵列的距离，g
S
为显示端基元图像所在平面到显示透镜阵列的距离，p
S
为显示透镜尺寸，x
S
为显示端第j个基元图象第m个像素的x轴坐标，S表示显示端。3.根据权利要求1所述的集成成像系统显示端像素值计算方法，其特征在于，所述基于所述第一交点坐标，确定上边缘光线对应的上边缘采集透镜以及下边缘光线对应的下边缘透镜，具体包括：基于所述第一交点坐标，计算上边缘光线和所述下边缘光线与所述采集透镜阵列的交点坐标，为上边缘交点坐标和下边缘交点坐标；根据所述上边缘交点坐标以及所述下边缘交点坐标分别确定上边缘采集透镜和下边缘采集透镜。4.根据权利要求3所述的集成成像系统显示端像素值计算方法，其特征在于，所述上边缘交点坐标的计算公式如下：其中，为上边缘交点坐标，j为显示端第j个基元图象，p
S
为显示透镜尺寸，d
S
为参考平面到显示透镜阵列的距离，y为采集透镜阵列到显示透镜阵列的距离，Δ
O
为第一交点坐标；所述下边缘交点坐标的计算公式如下：
其中，为下边缘交点坐标。5.根据权利要求4所述的集成成像系统显示端像素值计算方法，其特征在于，所述上边缘采集透镜的确定公式如下：其中，i
top
为上边缘采集透镜的序号，p
D
为采集透镜的尺寸，D表示采集端；所述下边缘采集透镜的确定公式如下：其中，i
bottom
为上边缘采集透镜的序号。6.根据权利要求1所述的集成成像系统显示端像素值...

【专利技术属性】
技术研发人员：闫兴鹏，毛岩，王维锋，蒋晓瑜，荆涛，刘云鹏，
申请(专利权)人：中国人民解放军陆军装甲兵学院，
类型：发明
国别省市：