[发明专利]一种基于傅里叶谱的被遮挡三维物体显示方法

说明书

本发明公开了一种基于傅里叶谱的被遮挡三维物体显示方法，其包括无遮挡正交投影视差图的生成和三维图像的重建两个过程。该方法利用投影机阵列向三维场景投影一系列具有确定函数表达的光栅图形，通过构建图像解析重建算法恢复出无遮挡的正交投影视差图像，进而利用集成成像显示，实现被遮挡的三维场景的完整再现，同时该方法投影次数少，装置简单，易于实现。

技术领域

本发明涉及集成成像技术，特别涉及一种基于傅里叶谱的被遮挡三维物体显示方法。

背景技术

集成成像一种裸眼三维技术，能够全视差和全真色彩地重建出三维场景，其分为拍摄和显示两个过程。拍摄时，利用摄像机阵列获取三维场景的视差信息，生成微图像阵列；显示时，微图像阵列通过对应的微透镜阵列，依据光路可逆原理，在观看空间重建出三维场景。

在三维场景中，有时会存在目标物体被障碍物遮挡的情况，如附图1所示。若采用常规的集成成像技术则无法重建出该物体的完整立体信息，从而极大地影响立体显示效果。对于遮挡物的去除，已公开的解决方案仅针对部分被遮挡的三维物体有效，当目标物体被完全遮挡时，上述方案将难以实现高质量的三维显示效果。

发明内容

本发明旨在实现现有集成成像中被完全遮挡的三维物体的完整显示。

为达到上述目的，本发明提出一种基于傅里叶谱的被遮挡三维物体显示方法。所述方法包括无遮挡正交投影视差图的生成和三维图像的重建两个过程。无遮挡正交投影视差图的生成过程，采用投影机阵列向三维场景投影一系列光栅图形，利用前置散射介质的图像传感器获得无法分辨目标物体信息的图像，通过计算正交投影视差图的傅里叶谱，生成消除遮挡的正交视差信息；三维图像的重建过程，利用矢量渲染方法将恢复的无遮挡的正交投影视差图像交织成集成成像微图像阵列显示在显示屏上，通过微透镜阵列，实现三维场景的显示。

所述无遮挡正交投影视差图的生成过程，利用投影机阵列投影结构光至三维场景表面，通过构建图像解析重建算法，恢复出不同角度的消除遮挡的正交视差信息。在投影机阵列中，P×Q台数字投影机分别以不同角度和时序向三维场景表面投影floor(M×N×2×k%) 幅光栅图形(其中，比例因子k = 0，1，…，100)，三维场景对光栅图形进行调制，经过遮挡物散射介质，在图像传感器上依次获得来自被三维场景调制的变形光栅图形的光强信号。从传感器获得的一系列图像均无法直接观察到目标物体的任何信息，仅接收到散射的光信号。所述投影的光栅图形，为不同频率、4步等相移间隔的正弦光栅，相邻正弦光栅的初相位差为π/2。当第(p, q)台投影机投影频率为(f_x, f_y)的正弦光栅图形时，正弦光栅图形可表示为：

（1）