[发明专利]全景成像系统中基于立体匹配的元素图像获取方法

权利要求书

1.一种全景成像系统中基于立体匹配的元素图像获取方法，其特征在于包括下列步骤：

（一）、在全景成像系统中采用高分辨率的CCD相机作为空间场景图像的采集设备，将                                               个CCD相机构成阵列放置于同一平面内，每两个水平或垂直相邻的相机镜头中心的距离B，获得幅不同视点的高分辨率图像；

（二）、根据全景系统中显示设备的光学参数，该光学参数包括：显示微透镜阵列为个微透镜成方形排列，透镜焦距为，透镜宽度为，将幅多视点图像转换为适用于显示微透镜阵列的2D元素图像集合，转换过程如下： 

(1) 对相邻的两幅视图进行基于区域的立体匹配，根据相邻两幅图像中匹配像素点对的视差，计算该物体点深度和世界坐标；按照同样方法，可以计算空间场景的各点的世界坐标，从而重构空间场景的三维立体图像；计算物空间某点深度和世界坐标的方法如下：

使两个CCD相机坐标系统的各对应轴平行，将世界坐标系叠加到第一个CCD相机坐标系上，使两系统原点重合，对应坐标轴重合，而第一个CCD相机的像平面坐标与相机的XY坐标重合；两个相机镜头的焦距为，空间场景中某点W的世界坐标为，该点形成的两个像平面坐标点为和；

根据上述坐标设定，由第一个像平面的几何关系可得：

                 (1)

根据第二个像平面的几何关系可得：

         (2)

由式(1)、(2)得到

              (3)

式(3)右边的绝对值等于视差的绝对值，令视差绝对值用d表示，则

                   (4)

根据式(4)，可以利用已知的基线距离B、焦距和匹配像素点之间的视差，计算W点的Z坐标，然后借助式（1）、（2），根据、计算得到W点的世界坐标X和Y；

（2）利用全景成像系统中显示微透镜阵列的光学参数，建立虚拟的同样参数的采集微透镜阵列，将步骤（1）中重构的三维立体图像作为空间场景，根据微透镜阵列成像过程，计算机生成相应的2D元素图像集合。

2.根据权利要求所述的一种全景成像系统中基于立体匹配的元素图像获取方法，其特征在于：计算机生成2D元素图像集合包括下列步骤：

设置坐标系，其原点设置在步骤（1）中XYZ坐标系的处，所以步骤（1）中重构的某空间点坐标（）转换到坐标系中即为；

在坐标系中，设虚拟透镜阵列与原始图像成像平面的距离为g，虚拟透镜阵列与XY平面平行，其右下角放置于处；若重构的某物体点Q坐标为，经过不同的微透镜会在元素图像成像平面形成对应元素图像的像素点，例如点Q经过某个微透镜，如方向的第个、方向的第个，在该微透镜对应的元素图像中形成了一个像素点，坐标为，坐标值可由式（5）、（6）计算得到：

               (5)

               (6)

利用已知的空间点Q的坐标、微透镜宽度P、微透镜在、方向的序号、，就可计算出元素图像集合中的对应像素点坐标，因此能够得到点Q经过不同微透镜在对应元素图像中的位置，按照同样方法，可以得到重构的物空间各点经过微透镜阵列形成的相应元素图像中像素点的具体位置，从而获得2D元素图像集合。