[发明专利]基于相机阵列的元素图像阵列快速获取方法和装置

说明书

技术领域

本发明属于三维成像与显示技术领域，主要提出了一种基于相机阵列的元素图像快速获取方法和装置。主要解决的是元素图像阵列的获取问题，为实现各种场景三维信息获取和应用，以及裸眼三维显示提供了一种简便的元素图像阵列的获取手段。

背景技术

裸眼三维显示技术在还原真实显示方面有着很重要的作用。集成成像三维显示技术作为一种裸眼三维显示技术，具有连续视点，无视觉疲劳，无需辅助器件的优点。基于集成成像的裸眼三维显示技术需要元素图像阵列才能显示裸眼三维信息。元素图像阵列的获取一般可以通过计算集成成像获取，也可以由光学手段获取。光学获取中一般采用的是透镜阵列获取或者相机阵列获取。传统的光学元素图像阵列获取手段需要获取大量的元素图像组成图像阵列，这样使得传统的光学获取手段存在获取速度慢，设备复杂，造价昂贵的缺点，无法大规模的推广应用。

发明内容

本发明的目的是解决裸眼三维显示技术中元素图像阵列的获取问题，提供一种基于相机阵列的元素图像快速获取方法和装置。

本发明从集成成像获取的元素图像阵列中元素图像间的相关性出发，利用4个相机组成的相机阵列实现了元素图像阵列的快速获取。该方法通过四个矩形排列的相机来获取4个元素图像，通过计算得到可供应用的元素图像阵列，从而实现了元素图像阵列的快速获取，具有系统构造简单，造价低廉，获取速度快的优点。

本发明提供的基于相机阵列的元素图像快速获取方法是：根据集成成像原理获取的元素图像阵列中元素图像间的相关性；利用矩形相机阵列获取四幅元素图像，通过分析四幅元素图像中对应同名像点的信息，来计算得到可供应用的元素图像阵列。该方法的具体步骤是：

第一、利用矩形排列的相机阵列来获取三维物体的信息：

相机阵列由位于同一垂直平面内的四个相机C₁，C₂，C₃，C₄组成，排列方式为矩形排列，水平间距L_x，竖直间距L_y，如图1所示，相机阵列的视场角(θ₁＝θ₂＝θ₃＝θ₄)和相机间距(L_x，L_y)以及三维物体到相机阵列所在平面的间距L需要满足如下条件：相机阵列中每个相机都能够完整的获取到三维物体的信息，即物体应该放在相机阵列中4个相机各自视场重叠范围内，如图2所示，四个相机一共可以获取4个元素图像I₁，I₂，I₃，I₄，其中每个元素图像的像素数为：I_x×I_y。然后利用图像识别技术分析相机阵列记录得到的元素图像的同名像点的信息。取同名像点中一点Q，可以在4个元素图像I₁，I₂，I₃，I₄中得到Q点的4个同名像点的坐标，分别用Q_1(x，y)，Q_2(x，y)，Q_3(x，y)，Q_4(x，y)来表示。逐点分析4个元素图像中所有的同名像点的信息，可以得到同名像点的集合：∑Q，