[发明专利]三维成像方法

摘要

一种应用于可见光区域的三维成像方法，应用位置编码的照相机阵列对物体进行拍摄记录，照相机阵列的分布形式构成二值编码矩阵，该二值编码矩阵的自相关函数近似δ函数，照相机阵列中的每一台照相机都拍摄得到一张物体的基元图像，将所有的基元图像在计算机中合成为一幅编码图像。采用计算机解码方法从编码图像中依次再现出不同的物体层的图像。本发明所述的方法结构更简单，灵活，成像记录不受物体尺度大小的限制，有望获得实际应用，可望推广至遥感、军事等领域。

主权项

1、一种三维成像方法，其特征在于该方法包括下列步骤：①在被拍摄的物体(4)的前方一个平面(3)上离散地设置由多台照相机构成的照相机阵列(3n)，该照相机阵列(3n)用一个包含a×b个矩阵元的，其矩阵元的值为1或0的二值矩阵C(x_i，y_j)i＝1，2…a；j＝1，2…b来表示，C(x_i，y_j)＝1对应于在(x_i，y_j)位置有一台照相机，C(x_i，y_j)＝0对应于在(x_i，y_j)位置没有照相机，相邻的两个矩阵元之间距离为d，这个矩阵称为编码矩阵，该编码矩阵的自相关函数近似一个理想的δ函数，该自相关函数的的主峰值为矩阵中1的数量，即照相机的数量n，旁瓣最大值为1；②用所述的照相机阵列(3n)对物体(4)进行拍摄，物体表示为ΣkO(x,y,zk)---k=1,2···,]]>其中O(x，y，z_k)表示与照相机阵列距离为z_k的物体的某一层，求和符号表示物体是由连续的一系列的这样的层次构成的，位于照相机阵列中(x_i，y_j)位置的照相机对该物体拍照，拍摄得到的物体图像表示为：ΣkO(-zkfxi,-zkfyj)---k=1,2···;]]>其中f是照相机的焦距，O(-zkfxi,-zkfyj)]]>表示与照相机阵列距离为z_k的物体的某一层被照相机拍摄得到的缩小倍的图像，负号表示成倒立反转的像，每台照相机都拍摄得到一幅物体的这样的基元图像；③将照相机阵列(3n)所拍摄的物体(4)的基元图像在计算机中合成得到编码图像(5)：首先生成一幅空白图像，将该图像分成与编码矩阵相同的a×b个子区域，每个子区域的大小与基元图像的大小相同，这样空白图像的每个子区域就与所述的编码矩阵的一个矩阵元相对应，如①所述矩阵元等于1表示有一台照相机，将这台照相机拍摄的基元图像填充到与之相对应的子区域中，按顺序将所有照相机拍摄的基元图像填充到与之相对应的子区域中，最后调整子区域之间的距离：设物体横向尺度大小为l，照相机阵列中矩阵元之间的距离的d，基元图像的大小为l_e，调整图像相邻的两个子区域之间的距离为调整完成后所得到的图像就是合成的编码图像，该编码图像的数学表达式为：I(x,y)=ΣiO(-zkfxi,-zkfyj)*C(zkzk+fxi,zkzk+fyj)---i=1,2···a,j=1,2···b;k=1,2···]]>式中：O(-zkfxi,-zkfyj)]]>表示与照相机阵列距离为z_k的物体层被位于(x_i，y_j)的照相机拍照得到的倒立反转缩小倍的图像，C(zkzk+fxi,zkzk+fyj)]]>表示与该物体层相对应的被放大了倍的编码矩阵，二者的相关O(-zkfxi,-zkfyj)*C(zkzk+fxi,zkzk+fyj),]]>表示该物体层的图像在编码图像中的分布，将所有的物体层的图像在编码图像中的分布迭加起来就是整个物体的编码图像；④应用计算机解码方法，分层再现物体的图像，计算机解码的具体操作方法如下：为了从编码图像中解码再现与照相机阵列距离为zm的物体层的图像，用计算机生成一个与对应于该物体层的编码矩阵完全相同的解码矩阵C(zmzm+fxi,zmzm+fyj),]]>然后用该矩阵与编码图像作相关运算，计算结果就是该物体层的解码图像；⑤重复如④所述的操作，调整解码矩阵的放大率使其与物体其他的层次相对应，依次解码得到物体所有层次的解码图像。