[发明专利]一种光场显示结构及合成图像编码方法

说明书

本发明提供一种光场显示结构及合成图像编码方法，所述光场显示结构包括由底层向外层依次设置的LCD显示板、透镜阵列和全息功能屏，在LCD显示板的底部还设置有线性菲涅尔透镜，以及在LCD显示板和所述透镜阵列之间设置有柱透镜光栅。本发明通过在传统的光场显示结构中增加线性菲涅尔透镜和柱透镜光栅，提高了LCD显示板中像素的利用率，相当于增加了光场显示结构的总像素数，进而可以在增大水平视角的基础上，增加视点数和视点密度，能够提高光场显示结构的显示质量，同时增大所显示立体内容的视觉平滑性，使其有更丰富的光场信息，有助于更加真实的还原3D场景。

技术领域

本发明属于光场显示技术领域，尤其涉及一种光场显示结构及合成图像编码方法。

背景技术

近年来，三维(3D)显示技术引起了人们的广泛关注，而3D光场显示技术被认为是最有前途的三维显示技术，具有广泛的应用前景。与基于双眼视差的三维显示不同，光场显示能够重建真实的三维光场分布，为观众提供真实自然的三维感知。利用该技术可以轻易的实现具有真彩色的3D效果，同时，集成成像3D显示技术还可以同时为观看者提供水平与竖直方向的视差和连续平滑的视点信息。视点密度是三维显示中影响显示质量的重要指标，理想的3D显示技术可以为观看者提供接近真实世界的视觉感官。通常，提高视点密度可以增大所显示立体内容的视觉平滑性，使其有更丰富的光场信息，有助于更加真实的还原3D场景。

现有的三维光场显示结构由于在视角、分辨率、深度范围和空间信息容量(视点数)之间存在固有的权衡，显示质量较低。同时，视点密度与空间显示像素成反比，大视角高视点密度的显示方法缺少。

发明内容

为克服上述现有问题或者至少部分地解决上述问题，本发明实施例提供一种光场显示结构及合成图像编码方法。

根据本发明实施例的第一方面，提供一种光场显示结构，包括由底层向外层依次设置的LCD显示板、透镜阵列和全息功能屏，其特征在于，在所述LCD显示板的底部还设置有线性菲涅尔透镜，以及在所述LCD显示板和所述透镜阵列之间设置有柱透镜光栅，所述线性菲涅尔透镜、LCD显示板、柱透镜光栅、透镜阵列和全息功能屏依次通过光路连接；

光线由平行光源平行射出，经所述线性菲涅尔透镜以水平汇聚方式点亮所述LCD显示板，经过所述柱透镜光栅将显示的最小单元从像素细化到子像素，并经过所述透镜阵列和全息功能屏后显示。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以作如下改进。

进一步的，所述透镜阵列中的相邻两个透镜单元之间的水平间距为第二距离，所述第二距离大于第一距离，其中，所述第一距离为由所述LCD显示板、透镜阵列和全息功能屏组成的原始光场显示结构中两个相邻透镜之间的水平间距。

进一步的，所述光场显示结构的水平视角为：

其中，θ为光场显示结构的水平视角，G为透镜阵列与等效像素之间的距离，p′为透镜阵列中相邻透镜的中心相距的距离。

根据本发明实施例第二方面提供一种基于光场显示结构的合成图像编码方法，包括：

计算合成图像的每个子像素来自视差图像的对应位置；

对所述合成图像的每一个子像素RGB灰度值进行合成图像编码，得到所述光场显示结构的合成图像。

进一步的，所述计算合成图像的每个子像素来自视差图像的对应位置包括：

根据所述光场显示结构的视点排布阵列，以及每一张视差图像的子像素排布阵列，计算所述光场显示结构上的子像素位置与视点位置和所述视点位置处的视差图像中子像素的位置之间的对应关系。