[发明专利]光场3D显示单元图像的生成方法及生成装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种显示技术，特别是一种光场3D显示单元图像的生成方法及生成装置。

背景技术

光场3D显示是裸眼3D显示的一个重要技术分支，它是一种基于微透镜阵列的真三维显示技术，包括三维场景获取和重现两个过程。整个获取的系统结构依次为三维空间场景、微透镜阵列、记录装置记录设备(CCD或CMOS等二维图像传感器件)(图1所示)；三维空间场景发出的光线经微透镜阵列后，以不同的透视图像被记录装置记录设备记录下来。每一个微透镜单元获取了空间三维场景不同方向的一部分信息，并通过后面的记录装置记录设备记录了该角度下的二维透视图像，该二维图像就是单元图像。每一个微透镜对应一幅单元图像，众多单元图像合在一起构成了单元图像阵列，整个三维空间场景的空间信息都以单元图像的方式保存了下来。重现过程为记录过程的逆过程(如图2所示)，它利用微透镜阵列会聚从单元图像透射出来的光线，从而重现记录的三维场景，实现真三维显示。

光场3D显示当中，单元图像的获取是非常重要的一个环节。目前，单元图像主要通过相机阵列结构来获取，该结构是由两个或者两个以上、具有相同物理参数的相机按照一定的排列方式组成的，且在拍摄过程中所有相机必须保证同步拍摄。利用该方法获取单元图像需要用到的设备结构复杂，所需条件苛刻，且成本较高；此外，由于相机本身的限制，对同一场景获取到的单元图像数目会比较少，难以满足高清三维显示的目的。

发明内容

为克服现有技术的不足，本发明提供一种光场3D显示单元图像的生成方法及生成装置，从而通过虚拟的方式获取用于三维场景的单元图像，从而满足高清三维显示的目的，而且节省成本。

本发明提供了一种光场3D显示单元图像的生成方法，包括如下步骤：

获取原始图像的二维左右眼图像；

提取二维左右眼图像的深度信息以及深度图像；

选取二维左眼图像或二维右眼图像作为基础图像，根据与基础图像所对应的深度图像在深度方向上进行切片，获得基础图像在不同深度方向位置上的N张切片图像；

建立虚拟三维场景单元图像获取场景，生成虚拟记录设备以及虚拟微透镜阵列；

通过虚拟记录设备对N张切片图像在虚拟微透镜阵列后进行记录得到对应数量的记录图像；

将记录图像进行叠加，得到原始图像的三维场景的单元图像。

进一步地，根据与基础图像所对应的深度图像在深度方向上进行切片具体为，获取与基础图像所对应的深度信息的最大深度值d，设置一深度切片范围值d₁，从深度信息的初始位置开始每间隔一个深度切片范围值获取一张与该深度值所对应的切片图像。

进一步地，所述d₁不大于d。

进一步地，通过虚拟记录设备对N张切片图像在虚拟微透镜阵列后进行记录时，N张切片图像到虚拟微透镜阵列的空间位置距离与N张切片图像所在的深度值相同。

进一步地，所述虚拟记录设备位于虚拟微透镜阵列的焦平面位置上。

进一步地，将记录图像进行叠加具体为将记录图像在同一平面内叠加。

进一步地，获取原始图像的二维左右眼图像具体为通过两台相机对原始图像进行拍摄的方式获得原始图像的二维左右眼图像。

本发明还提供了一种光场3D显示单元图像的生成装置，所述生成装置包括：

图像获取模块，用于获取原始图像的二维左右眼图像；

深度信息计算模块，用于提取二维左右眼图像的深度信息以及深度图像；

图像处理模块，用于选取二维左眼图像或二维右眼图像作为基础图像，根据与基础图像所对应的深度图像在深度方向上进行切片，获得基础图像在不同深度方向位置上的N张切片图像；以及将记录图像进行叠加，从而得到原始图像的三维场景的单元图像；

场景建立模块，用于建立虚拟三维场景单元图像获取场景，生成虚拟记录设备以及虚拟微透镜阵列；

虚拟记录设备，用于对虚拟微透镜阵列后的N张切片图像进行记录得到对应数量的记录图像。

进一步地，根据与基础图像所对应的深度图像在深度方向上进行切片具体为，获取与基础图像所对应的深度信息的最大深度值d，设置一深度切片范围值d₁，所述d₁不大于d，从深度信息的初始位置开始每间隔一个深度切片范围值获取一张与该深度值所对应的切片图像。

进一步地，将记录图像进行叠加具体为将记录图像在同一平面内叠加。