【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于集成成像，涉及实现大视场集成成像的光学再现方法。
技术介绍
1、集成成像技术使用光学设备来记录和显示三维信息。该三维显示技术具有连续显示视差，可实现全色彩显示,并且不易产生视觉疲劳，观看者无需借助任何外部设备，同时三维场景记录过程简单灵活，对设备要求低，成本可控，对观看者视角无特殊限制，在一定范围内任意角度都可观看到三维效果。由于这些优势，集成成像显示技术逐渐成为最具有发展前景的三维显示技术之一。而在集成成像光学显示阶段，需要将生成的显示单元图像阵列加载在显示器上，并搭载微透镜阵列进行光学再现。大多数集成成像方法生成的显示单元图像阵列与采集的单元图像阵列之间存在深度反转问题，极大地影响了光学再现效果，同时为了让生成的显示单元图像阵列与显示端的微透镜阵列参数一致，不得不提高成本增加采集端相机阵列中相机的个数。因此，如何有效解决深度反转问题和显示端参数匹配问题是集成成像
的两个重要研究问题。
2、对于显示端参数不匹配和深度反转的问题，西班牙瓦伦西亚大学h.navarro等人提出一种智能深度反转模型(smart pseudoscopic-to-orthoscopic conversion，简称spoc)，在解决深度反转问题的同时，还通过合成显示单元图像阵列，来协调记录前端与显示终端的微透镜阵列参数，将不满足显示要求的单元图像阵列转换成满足显示要求的单元图像阵列。但是该方法只适用于采集端透镜/相机数量和显示端透镜数量相差不大的情况，若使用成本较低的稀疏相机矩阵作为采集端，即相机阵列中的相机数量与显示端透镜
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供实现大视场集成成像的光学再现方法，在采用成本较低的稀疏相机矩阵采集条件下，解决了传统集成成像spoc方法中存在的显示单元图像阵列中图像像素映射缺失的问题，增大了集成成像光学再现的有效视场范围，提升了三维显示效果。
2、本专利技术所采用的技术方案是，实现大视场集成成像的光学再现方法，具体包括如下步骤：
3、步骤1，通过稀疏相机阵列采集原始单元图像阵列；
4、步骤2，利用lfov-spoc算法对步骤1采集的原始单元图像阵列通过虚拟透镜阵列的一次显示以及针孔阵列的二次采集进行像素映射计算,生成与自定义的显示微透镜阵列参数匹配的显示单元图像阵列，用于显示在显示屏上；
5、步骤3，通过微透镜阵列实现显示单元图像阵列的三维光学再现。
6、本专利技术的特点还在于：
7、步骤1的具体步骤为：
8、步骤1.1搭建三维场景；
9、步骤1.2，搭建n×m0个稀疏相机阵列，相机在同一平面均匀分布，且每个相机光轴相互平行，每个相机的焦距为f1，相机间距为cd；
10、步骤1.3，使用步骤1.2搭建的稀疏相机阵列采集三维场景的信息，获取三维场景的原始单元图像阵列。
11、步骤2的具体过程为：
12、步骤2.1，设置原始单元图像阵列的虚拟显示参数：包括原始单元图像阵列中单元图像视点间距pd＝cd、虚拟透镜个数为nd＝n×1，下述步骤2部分取m0＝1，即使用一维原始单元图像阵列生成一维显示单元图像阵列，该过程可扩展为二维原始单元图像阵列生成二维显示单元图像阵列；
13、对如下参数进行自定义：原始单元图像阵列与虚拟显示透镜阵列的距离gd，虚拟透镜阵列到计算重构中心深度的参考平面的像距dd；
14、步骤2.2，设置二次采集部分参数：包括二次采集的针孔阵列与参考平面距离ds、针孔阵列中针孔间距为ps、针孔阵列到显示单元图像阵列的像距为gs,显示单元图像阵列中单元图像的数目为ns；
15、步骤2.3，设虚拟透镜阵列中等效透镜直径为seq，通过如下公式计算：
16、
17、步骤2.4，通过像素映射计算出显示单元图像阵列中的每个像素，求出不同条件下第j幅显示单元图像中的第m个像素点a反向映射到参考平面处的交点b距光轴o-o'的距离δ0；求出像素点a反向映射到虚拟透镜阵列处的交点c距光轴o-o'的距离δd；
18、步骤2.5，判断交点c在虚拟透镜阵列中的位置；
19、步骤2.6，根据步骤2.5的判断结果找出a点在原始单元图像阵列中的共轭像点a’的位置：
20、步骤2.7，将步骤2.6找到的k个共轭像点a’的像素灰度值ik平均后赋给像素点a，完成像素映射；
21、步骤2.8，重复执行步骤2.4～2.7，直至求出显示单元图像阵列中每个像素的灰度值，生成显示单元图像阵列。
22、步骤2.4的具体过程为：
23、步骤2.4.1，若二次采集过程时的针孔阵列中针孔个数为奇数时，a点距光轴o-o'的距离xs为：
24、
25、像素点a反向传播的光线经过像素点a自身对应的针孔后，与设置的参考平面相交于点b，交点b距光轴o-o'的距离δ0为：
26、
27、像素点a反向传播的光线经过像素点a自身对应的针孔后，与虚拟透镜阵列平面相交于点c，交点c距光轴o-o'的距离δd为：
28、
29、步骤2.4.2，若二次采集过程时的针孔阵列中针孔个数为偶数且j>0时，a点距光轴o-o'的距离xs为：
30、
31、像素点a反向传播的光线经过像素点a自身对应的针孔后，与设置的参考平面相交于点b，交点b距光轴o-o'的距离δ0为：
32、
33、像素点a反向传播的光线经过像素点a自身对应的针孔后，与虚拟透镜阵列平面相交于点c，交点c距光轴o-o'的距离δd为：
34、
35、步骤2.4.3，若二次采集过程时的针孔阵列中针孔个数为偶数且j<0时，a点距光轴o-o'的距离xs为：
36、
37、像素点a反向传播的光线经过像素点a自身对应的针孔后，与设置的参考平面相交于点b，交点b距光轴o-o'的距离δ0为：
38、
39、像素点a反向传播的光线经过像素点a自身对应的针孔后，与虚拟透镜阵列平面相交于点c，交点c距光轴o-o'的距离δd为：
40、
41、步骤2.5的具体过程为：
42、步骤2.5.1，若虚拟透镜阵列中透镜个数为奇数，遍历虚拟透镜阵列中每个透镜i，i∈[-(nd-1)/2～(nd-1)/2]；设透镜位于光轴o-o'上方时，i>0；设透镜位于光轴o-o'下方时，i<0；
43、当满足如下条件时，则判定交点c位于第ijm个透镜上：
44、|δd-i×pd|＜seq/2 (11)
45、步骤2.5.2，若虚拟透镜阵列中透镜个数为偶数，遍历虚拟透镜阵列中每本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.实现大视场集成成像的光学再现方法，其特征在于：具体包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的实现大视场集成成像的光学再现方法，其特征在于：所述步骤1的具体步骤为：
3.根据权利要求2所述的实现大视场集成成像的光学再现方法，其特征在于：所述步骤2的具体过程为：
4.根据权利要求3所述的实现大视场集成成像的光学再现方法，其特征在于：所述步骤2.4的具体过程为：
5.根据权利要求4所述的实现大视场集成成像的光学再现方法，其特征在于：所述步骤2.5的具体过程为：
6.根据权利要求5所述的实现大视场集成成像的光学再现方法，其特征在于：所述步骤2.6的具体过程为：
7.根据权利要求6所述的实现大视场集成成像的光学再现方法，其特征在于：所述步骤2.7中，A的像素灰度值Ijm通过如下公式计算：
8.根据权利要求7所述的实现大视场集成成像的光学再现方法，其特征在于：所述步骤3的具体过程为：
【技术特征摘要】
1.实现大视场集成成像的光学再现方法，其特征在于：具体包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的实现大视场集成成像的光学再现方法，其特征在于：所述步骤1的具体步骤为：
3.根据权利要求2所述的实现大视场集成成像的光学再现方法，其特征在于：所述步骤2的具体过程为：
4.根据权利要求3所述的实现大视场集成成像的光学再现方法，其特征在于：所述步骤2.4的具体过程为：
5.根据权利要求4所述的...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨琛，宋超，罗圣忠，王馨梅，阎晓妹，
申请(专利权)人：西安理工大学，
类型：发明
国别省市：
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