一种散射屏参数优化方法、散射屏及可读存储介质技术

本发明专利技术公开了一种散射屏参数优化方法、散射屏及可读存储介质，该方法应用于光场显示中，实现所述光场显示的设备包括投影仪阵列和散射屏，所述散射屏被分为N个区域，所述N个区域设置为非均匀偏折角，N为正整数；所述方法包括：构建关于亮度差异变量的代价函数；所述像素点数量与所述N个区域的N个偏折角相关；根据预设优化算法对所述代价函数进行优化，确定所述代价函数的极小值；根据所述代价函数的极小值确定优化后的偏折角；其中，所述极小值对应的N个偏折角为所述优化后的偏折角。上述方案用于缓解现有技术中存在的光场显示中，不同观察区域能够观察到的投影画面亮度不均匀的问题。题。题。

【技术实现步骤摘要】
一种散射屏参数优化方法、散射屏及可读存储介质


[0001]本专利技术涉及光场显示领域，尤其涉及一种散射屏参数优化方法、散射屏及 可读存储介质。

技术介绍

[0002]光场显示，是指通过投影仪来重构物体发出的光线的一种显示方式，如图 1A所示，每个投影仪构建了物体上每个点向不同方向发出的光线，如果有足 够多的投影仪投射出足够多的光线，则相当于构建了组成物体表面的很多个点 向不同方向发出的光线。这样，当人眼在不同角度接收到投影仪发出的光线时， 就会感觉从不同角度都能观察到物体，即实现了真正意义上的光场显示。
[0003]要实现真正的光场显示，一方面，由于需要大量的投影仪进行投影，以及 大量的数据处理，所以，实际的光场显示中，多牺牲竖直方向的视场，而只重 构物体向水平方向发射的光线。因此，光场显示中要对光线在竖直方向进行大 角度散射，使得观察者在不同高度可以观察到完整的画面。另一方面，由于投 影仪有一定的物理尺寸，使得水平方向重构的光线有一定间隔，即观察者会看 到不连续的画面，因此，光场显示中要对光线在水平方向进行小角度的散射， 从而观察者可以看到连续的画面。
[0004]目前，光场显示存在的问题还很多，例如：投影仪数量多、数据运算量大、 分辨率低等等，而不同观察区域观察到的投影画面亮度不均匀也是需要解决的 问题之一。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是提供一种散射屏参数优化方法、散射屏及可读存储介质， 用于缓解现有技术中存在的光场显示中，不同观察区域观察到的投影画面亮度 不均匀的问题。
[0006]为了实现上述专利技术目的，本专利技术实施例第一方面提供一种散射屏参数优化 方法，应用于光场显示中，实现所述光场显示的设备包括投影仪阵列和散射屏， 所述投影仪阵列出射的光线经所述散射屏散射后进入人眼，所述散射屏被分为N个区域，所述N个区域设置为非均匀偏折角，N为正整数；所述方法包括：
[0007]构建关于亮度差异变量的代价函数；所述亮度差异变量用于指示在目标视 点处能够被人眼接收到的像素点数量与参考视点处能够被人眼接收到的像素 点数量之间的差值；所述像素点数量与所述N个区域的N个偏折角相关；
[0008]根据预设优化算法对所述代价函数进行优化，确定所述代价函数的极小 值；
[0009]根据所述代价函数的极小值确定优化后的偏折角；其中，所述极小值对应 的N个偏折角为所述优化后的偏折角。
[0010]可选的，计算所述目标视点/参考视点处能够被人眼接收到的画面的亮度 的方法包括：
[0011]计算所述目标视点/参考视点处能够被人眼接收到的像素点数量；其中， 所述像素点数量用于表征所述画面的亮度。
[0012]可选的，计算在目标视点/参考视点处能够被人眼接收到的像素点数量的 方法包括：
[0013]针对投影仪出射的每个像素点，计算所述像素点投影在所述散射屏上的光 斑位置和光斑大小；
[0014]根据所述光斑大小、所述光斑位置所在区域的偏折角和散射角，计算所述 光斑在预设方向上的光线散射角度，所述预设方向为水平方向或竖直方向；
[0015]根据所述光线散射角度和目标视点/参考视点所在的位置，判断所述像素 点的光斑经所述散射屏散射后的光线是否能够进入位于所述目标视点/参考视 点处的人眼；
[0016]计算每个投影仪出射的在所述目标视点/参考视点处能够被人眼接收到的 像素点数量；
[0017]根据每个投影仪的像素点数量，计算在所述目标视点/参考视点处能够被 人眼接收到的总的像素点数量。
[0018]可选的，所述参考视点为正对所述散射屏中心的视点。
[0019]可选的，所述预设优化算法为遗传算法、粒子群算法或最速下降法中的一 种。
[0020]可选的，根据预设优化算法对所述代价函数进行优化包括：
[0021]初始化种群，所述种群中包括M个个体，每个个体的信息用于指示所述N 个区域各自的偏折角，M为正整数；
[0022]计算每个所述个体的代价函数；
[0023]判断是否满足预设的停止优化计算的条件；
[0024]若满足，则确定所述M个个体的代价函数的极值；
[0025]若不满足，则根据所述预设优化算法对所述M个个体进行迭代。
[0026]可选的，所述停止优化计算的条件为以下至少一项：
[0027]优化计算的次数达到设定次数；
[0028]所述M个个体的代价函数的平均值小于预先设定的阈值；
[0029]所述M个个体中至少一个个体的代价函数小于预先设定的阈值。
[0030]可选的，在预设优化算法为遗传算法时，根据所述预设优化算法对所述M 个个体进行迭代包括：
[0031]计算每个所述个体的自适应值；其中，所述个体的自适应值是指该个体的 代价函数的值；
[0032]基于每个所述个体的自适应值和预设选择算法，从所述种群中重新选择出 M个个体；
[0033]对所述重新选择出M个个体进行交叉变异，生成下一代的种群。
[0034]本专利技术实施例第二方面提供一种散射屏，应用于光场显示设备中，所述光 场显示设备还包括投影仪阵列，所述投影仪阵列出射的光线经所述散射屏散射 后进入人眼，所述散射屏包括N个区域，所述N个区域设置为非均匀偏折角， N为正整数。
[0035]可选的，所述散射屏包括微透镜阵列和棱镜阵列；或所述散射屏包括水平 柱透镜阵列、竖直柱透镜阵列和棱镜阵列。
[0036]本专利技术实施例第三方面提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存 储介质上存储有计算机程序，当所述计算机程序被处理器执行时，使得所述处 理器执行第一方
面所述的方法。
[0037]本专利技术实施例第四方面提供一种光场显示方法，应用于光场显示设备中， 所述光场显示设备包括投影仪阵列和散射屏，所述投影仪阵列出射的光线经所 述散射屏散射后进入人眼，所述方法包括：
[0038]通过投影仪阵列出射待投影图像对应的光线；
[0039]在所述光线入射至所述散射屏的不同区域时，通过所述散射屏的不同区域 对所述光线进行非均匀偏折，使得所述光线经过所述散射屏后，均匀的分布在 所述光场显示设备的可观察区域内；其中，所述散射屏被分为N个区域，所述 N个区域具有非均匀偏折角，N为正整数。
[0040]本专利技术实施例中的一个或者多个技术方案，至少具有如下技术效果或者优 点：
[0041]本专利技术实施例的方案中，通过对关于亮度差异变量的代价函数进行优化， 使得目标视点处接收到的画面的亮度和参考视点处接收到的画面的亮度之间 的差值很小，当不同视点处接收到的画面的亮度的差值越小，则画面亮度越均 匀，因此，将代价函数的极小值对应的这组偏折角参数设置为散射屏的各个区 域的偏折角，可以缓解现有技术中存在的光场显示中，不同观察区域能够观察 到的投影画面亮度不均匀的问题，实现了提升光场显示的投影画面亮度均匀性 的技术效果。
附图说明
[004本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种散射屏参数优化方法，应用于光场显示中，实现所述光场显示的设备包括投影仪阵列和散射屏，所述投影仪阵列出射的光线经所述散射屏散射后进入人眼，其特征在于，所述散射屏被分为N个区域，所述N个区域设置为非均匀偏折角，N为正整数；所述方法包括：构建关于亮度差异变量的代价函数；所述亮度差异变量用于指示在目标视点处能够被人眼接收到的画面的亮度与参考视点处能够被人眼接收到的画面的亮度之间的差值；所述画面的亮度与所述N个区域的N个偏折角相关；根据预设优化算法对所述代价函数进行优化，确定所述代价函数的极小值；根据所述代价函数的极小值确定优化后的偏折角；其中，所述极小值对应的N个偏折角为所述优化后的偏折角。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，计算所述目标视点/参考视点处能够被人眼接收到的画面的亮度的方法包括：计算所述目标视点/参考视点处能够被人眼接收到的像素点数量；其中，所述像素点数量用于表征所述画面的亮度。3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，计算在目标视点/参考视点处能够被人眼接收到的像素点数量的方法包括：针对投影仪出射的每个像素点，计算所述像素点投影在所述散射屏上的光斑位置和光斑大小；根据所述光斑大小、所述光斑位置所在区域的偏折角和散射角，计算所述光斑在预设方向上的光线散射角度，所述预设方向为水平方向或竖直方向；根据所述光线散射角度和目标视点/参考视点所在的位置，判断所述像素点的光斑经所述散射屏散射后的光线是否能够进入位于所述目标视点/参考视点处的人眼；计算每个投影仪出射的在所述目标视点/参考视点处能够被人眼接收到的像素点数量；根据每个投影仪的像素点数量，计算在所述目标视点/参考视点处能够被人眼接收到的总的像素点数量。4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述参考视点为正对所述散射屏中心的视点。5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预设优化算法为遗传算法、粒子群算法或最速下降法中的一种。6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，根据预设优化算法对所述代价函数进行优化包括：初始化种群，所述种群中包括M个个体，每...

【专利技术属性】
技术研发人员：ꢀ五一IntClG零二B二七零零，
申请(专利权)人：成都理想境界科技有限公司，
类型：发明
国别省市：