CN104052980A - 真三维图像采集装置、显示系统及显示控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种真三维图像采集装置、显示系统、显示控制方法及控制装置，其中采集装置包括：镜头组件，包括多个单位镜头；传感器模块，用于通过所述多个单位镜头从不同角度对场景进行图像采集；图像处理模块，用于将采集到的多个场景图像进行处理，生成对应所述场景的真三维图像信息，为断层图像显示装置提供合适的显示内容。
Description
技术领域
本发明涉及图像显示技术，尤其涉及一种真三维图像采集装置、显示系统及显示控制方法。
背景技术
所谓“真三维显示”是指被显示的三维物体之间的相对位置关系也被真实的体现，构成真正意义上的三维空间图像，具有真实的物理深度和图像质量的表面特性，观察者不需要借助任何设备就可以从多个方向任意观察被显示物体，感知最真实、完整的三维信息。真三维显示技术从根本上更新了图像显示的概念，使显示的图像栩栩如生，向观看者提供了完备的心理和生理上的三维感知信息，为理解三维图像和其中物体之间的空间关系提供了独特的手段。
如何为真三维显示装置提供合适的显示内容是一个重要的问题。
发明内容
本发明的一个主要目的在于提供一种真三维图像采集装置、显示系统及显示控制方法，能够有效的提高真三维图像采集的便捷性。
一种真三维图像采集装置，包括：
镜头组件，包括多个单位镜头；
传感器模块，用于通过所述多个单位镜头从不同角度对场景进行图像采集；
图像处理模块，用于将采集到的多个场景图像进行处理，生成对应所述场景的真三维图像信息。
本发明还提供一种真三维图像显示系统，包括：
上述的真三维图像采集装置、还包括用于显示采集的真三维图像信息的断层成像显示装置。
本发明还提供一种真三维图像显示控制方法，包括：
传感器模块通过多个单位镜头从不同角度对场景进行图像采集；
对采集到的多个场景图像进行处理，生成对应所述场景的真三维图像信息；
将所述真三维图像信息发送至断层图像显示装置进行显示。
本发明提供的真三维图像采集装置、显示系统及显示控制方法，通过镜头组件和传感器模块从不同角度对场景进行图像采集，在经过处理生成对应的真三维图像信息，为断层图像显示装置提供合适的显示内容，结构简单，操作方便，能够有效的提高真三维图像采集的便捷性。
附图说明
图1为本发明提供的真三维图像采集装置第一种实施例的结构示意图。
图2为本发明提供的真三维图像采集装置第二种实施例的结构示意图。
图3为本发明提供的真三维图像显示系统第一种实施例的结构示意图。
图4为本发明提供的真三维图像显示系统第二种实施例的结构示意图。
图5为本发明提供的真三维图像显示控制方法第一种实施例的流程图。
图6为本发明提供的真三维图像显示控制方法第二种实施例的流程图。
具体实施方式
下面参照附图来说明本发明的实施例。在本发明的一个附图或一种实施方式中描述的元素和特征可以与一个或者更多个其他附图或实施方式中示出的元素和特征相结合。应当注意，为了清楚目的，附图和说明中省略了与本发明无关的、本领域普通技术人员已知的部件和处理的表示和描述。
真三维显示装置实施例一：
本实施例提供的真三维图像采集装置，包括：
镜头组件，包括多个单位镜头；
传感器模块，用于通过所述多个单位镜头从不同角度对场景进行图像采集；
图像处理模块，用于将采集到的多个场景图像进行处理，生成对应所述场景的真三维图像信息。
具体地，如图1所示，镜头组件101包括多个单位镜头102，单位镜头102可以为微透镜、柱面镜或分离光学元件等。
本实施例中，传感器模块为单个的图像传感器104。
每一个单位镜头102对应着场景103的一个角度，多个单位镜头102呈阵列分布或一行分布，从不同的角度对应着场景103。
图像传感器104与多个单位镜头102对应设置，图像传感器104通过各个单位镜头102从不同角度对场景103进行图像采集。
图像处理模块105将从图像传感器104上获得的多角度的场景图像进行重建，每一个角度上的场景图像是一个二维图像，将多个二维图像进行重建即可得到多通道三维图像，即真三维图像信息。
本实施例提供的真三维图像采集装置，通过镜头组件和传感器模块从不同角度对场景进行图像采集，在经过处理生成对应的真三维图像信息，为断层图像显示装置提供合适的显示内容。
图像采集装置实施例二：
本实施例提供的图像采集装置包括：镜头组件201、传感器模块以及图像处理模块，其中镜头组件201包括多个单位镜头202，本实施例提供的图像采集装置的结构和原理同图像采集装置实施例一基本相同，区别在于：
本实施例提供的图像采集装置中的传感器模块包括与各个单位镜头202一一对应的多个图像传感器204，各个图像传感器204从对应的单位镜头上获得场景图像，各个角度的场景图像发送至图像处理模块205进行重建，生成对应场景203的真三维图像信息。
本实施例中一个单位镜头202对应一个图像传感器204的结构，可等效于一台摄像机，即可以采用多台摄像机从不同的角度对场景203进行图像采集。
真三维图像显示系统实施例一
如图3所示，本实施例提供的真三维图像显示系统包括：
真三维图像采集装置301以及断层成像显示装置302，其中真三维图像采集装置301请参考上述相关实施例，在此不在赘述。
通常真三维图像采集装置301和断层成像显示装置并不在同一个地点，因此需要将真三维图像信息传输至断层成像显示装置，因此本实施例提供的图像采集装置还包括压缩编码器303和解码器304，生成的真三维图像信息经压缩编码器303进行压缩编码，之后进行传输，以减少传输信道的带宽，在接收端通过解码器304进行解码，以还原真三维图像信息。
如果图像采集装置和断层成像显示装置在同一地点，则不需要压缩编码传输。
生成的真三维图像信息，经过成像处理装置305，计算出断层成像显示装置中各光调制层所需的断层图像。
本实施例提供的真三维图像显示系统中的断层成像显示装置包括;
光源306；
沿光线的传播光路上依次设置的N个光调制层307，N为大于1的整数，各光调制层307用于显示成像处理装置计算出的断层图像，断层图像用于组成对应的真三维图像。
光调制层307可以为空间光调制器，通过控制空间光调制器上各个显示单元的透光率，进而显示出所需的断层图像。
光调制层307还可以为极性光旋转器，通过控制极性光旋转器上各个显示单元对光线的旋转率，进而显示出所需的断层图像。
经成像处理装置305计算出的断层图像，可发送至各个光调制层进行显示，也可发送至存储设备进行存储。
本实施例提供的真三维图像显示系统，通过镜头组件和传感器模块从不同角度对场景进行图像采集，在经过处理生成对应的真三维图像信息，为断层图像显示装置提供合适的显示内容，断层图像显示装置通过各个光调制器显示对应的断层图像，可在预设视场范围内得到高清晰的真三维图像。
真三维图像显示系统实施例二：
如图4所示，本实施例提供的真三维图像显示系统包括：
断层成像显示装置401，请参考上述相关实施例，在此不在赘述。
本实施例提供的真三维图像显示系统与真三维图像显示系统实施例一的区别在于：
本实施例提供的真三维图像显示系统还包括播放装置402，播放装置402用于读取存储设备上的断层图像并发送至各个光调制层上进行显示。
本实施例提供的真三维图像显示系统，通过镜头组件和传感器模块从不同角度对场景进行图像采集，在经过处理生成对应的真三维图像信息，为断层图像显示装置提供合适的显示内容，断层图像显示装置通过各个光调制器显示对应的断层图像，可在预设视场范围内得到高清晰的真三维图像。
真三维图像显示控制方法实施例一：
如图5所示，本发明提供的真三维图像显示控制方法包括：
步骤S501：传感器模块通过多个单位镜头从不同角度对场景进行图像采集；
步骤S502：对采集到的多个场景图像进行处理，生成对应所述场景的真三维图像信息；
步骤S504，将所述真三维图像信息发送至断层图像显示装置进行显示。
将所述真三维图像信息发送至断层图像显示装置进行显示包括：根据真三维图像信息计算出断层成像显示装置中各光调制层所需的断层图像，将各断层图像发送至各光调制层进行显示。
镜头组件包括多个单位镜头，传感器模块通过多个单位镜头从不同的角度对场景进行图像采集，传感器模块可以为与多个单位镜头对应的单个图像传感器，也可以是与多个单位镜头一一对应的多个图像传感器，详情请参考图像采集装置实施例一和实施例二，在此不在赘述。
从多个图像传感器或单个图像传感器上获得的多个二维场景图像经过重建，即可得到对应的真三维图像信息。
如果图像采集装置和断层图像显示装置不在同一地点，则在步骤S502之后还包括：
步骤S503，将所述真三维图像信息进行编码压缩并传输，在接收端将所述真三维图像信息进行解码以还原所述真三维图像信息。
断层图像为断层图像显示装置中各个光调制层上对应的透光率函数或旋转率函数。
如果图像采集装置和断层成像显示装置在同一个地点，则不需要压缩编码传输，可直接根据真三维图像信息进行计算得到断层图像，如果不在同一个地点，则传输后再进行计算。
将断层图像发送到断层成像显示装置中的各个光调制层进行显示，用户即可在预设视场范围内观察到真三维图像。
本实施例提供的真三维图像采集方法，通过镜头组件和传感器模块从不同角度对场景进行图像采集，在经过处理生成对应的真三维图像信息，为断层图像显示装置提供合适的显示内容，此外，可将实时采集到的真三维图像信息经过计算直接发送给断层图像显示装置进行真三维显示，也可以传输至远程的断层图像显示装置进行显示。
真三维图像显示控制方法实施例二：
本实施例提供的真三维图像显示控制方法包括：
步骤S601：传感器模块通过多个单位镜头从不同角度对场景进行图像采集；
步骤S602：对采集到的多个场景图像进行处理，生成对应所述场景的真三维图像信息；
步骤S603，将所述真三维图像信息进行编码压缩并传输，在接收端将所述真三维图像信息进行解码以还原所述真三维图像信息；
上述步骤与真三维图像采集方法实施例一相同，区别在于，本实施例提供的真三维图像采集方法还包括：
步骤S604，根据真三维图像信息计算出断层成像显示装置中各光调制层所需的断层图像；
步骤S605，将所述断层图像发送至存储设备上进行存储；
步骤S606，读取存储设备上的断层图像并发送至各光调制层上进行显示。
存储设备包括例如蓝光DVD、计算机硬盘、云存储等等，用户可以将存储设备放入到播放装置中，播放装置读取存储设备上的断层图像并发送至断层图像显示装置的各个光调制层上进行显示，即可在相应的预设视场观察到真三维图像。
本实施例提供的真三维图像采集方法，通过镜头组件和传感器模块从不同角度对场景进行图像采集，在经过处理生成对应的真三维图像信息，为断层图像显示装置提供合适的显示内容，此外，经计算得到的断层图像还可进行存储，用户可使用播放装置对存储设备上的真三维内容进行播放。
本实施例提供的图像采集控制装置，通过控制镜头组件和传感器模块从不同角度对场景进行图像采集，在经过处理生成对应的真三维图像信息，为断层图像显示装置提供合适的显示内容，此外，可将经过计算直接发送给断层图像显示装置进行真三维显示，也可以传输至远程的断层图像显示装置进行显示，经计算得到的断层图像还可进行存储，用户可使用播放装置对储设备上的真三维内容进行播放。
虽然已经详细说明了本发明及其优点，但是应当理解在不超出由所附的权利要求所限定的本发明的精神和范围的情况下可以进行各种改变、替代和变换。而且，本申请的范围不仅限于说明书所描述的过程、设备、手段、方法和步骤的具体实施例。本领域内的普通技术人员从本发明的公开内容将容易理解，根据本发明可以使用执行与在此所述的相应实施例基本相同的功能或者获得与其基本相同的结果的、现有和将来要被开发的过程、设备、手段、方法或者步骤。因此，所附的权利要求旨在它们的范围内包括这样的过程、设备、手段、方法或者步骤。
Claims (17)
1.一种真三维图像采集装置，其特征在于，包括：
镜头组件，包括多个单位镜头；
传感器模块，用于通过所述多个单位镜头从不同角度对场景进行图像采集；
图像处理模块，用于将采集到的多个场景图像进行处理，生成对应所述场景的真三维图像信息。
2.根据权利要求1所述的真三维图像采集装置，其特征在于，所述单位镜头为微透镜、柱面镜或分离光学元件。
3.根据权利要求2所述的真三维图像采集装置，其特征在于，所述多个单位镜头呈阵列分布或一行分布。
4.根据权利要求1所述的真三维图像采集装置，其特征在于，所述传感器模块为对应所述镜头组件的图像传感器，所述图像传感器通过所述镜头组件采集不同角度的场景图像，所述图像处理模块将从所述图像传感器上得到的多个场景图像进行重建生成对应的真三维图像信息。
5.根据权利要求1所述的真三维图像采集装置，其特征在于，所述传感器模块包括与镜头组件中各个单位镜头一一对应的多个图像传感器，所述多个图像传感器分别通过对应的单位镜头采集不同角度的场景图像，所述图像处理模块用于将从各个图像传感器上得到的多个场景图像进行重建生成对应的真三维图像信息。
6.一种真三维图像显示系统，其特征在于，包括如权利要求1-5任一所述的真三维图像采集装置，还包括用于显示采集的真三维图像信息的断层成像显示装置。
7.根据权利要求6所述的真三维图像显示系统，其特征在于，所述真三维图像显示系统还包括：
压缩编码器以及解码器，所述压缩编码器与图像处理模块相连，用于将真三维图像信息进行编码压缩，所述解码器用于接收所述编码压缩后的真三维图像信息并进行解码以还原所述真三维图像信息。
8.根据权利要求6所述的真三维图像显示系统，其特征在于，所述真三维图像显示系统还包括成像处理装置，用于根据真三维图像信息计算出断层成像显示装置中各光调制层所需的断层图像，并将所述断层图像发送至存储设备上进行存储，或发送到所述各光调制层进行显示。
9.根据权利要求8所述的真三维图像显示系统，其特征在于，所述断层成像显示装置包括：
光源；
沿光线的传播光路上依次设置的N个光调制层，N为大于1的整数，各所述光调制层用于显示所述成像处理装置计算出的断层图像，所述断层图像用于组成对应的真三维图像信息。
10.根据权利要求8所述的真三维图像显示系统，其特征在于，所述真三维图像显示系统还包括播放装置，用于读取存储设备上的断层图像并发送至各个光调制层上进行显示。
11.一种真三维图像显示控制方法，其特征在于，包括：
传感器模块通过多个单位镜头从不同角度对场景进行图像采集；
对采集到的多个场景图像进行处理，以生成对应所述场景的真三维图像信息；
将所述真三维图像信息发送至断层图像显示装置进行显示。
12.根据权利要求11所述的真三维图像显示控制方法，其特征在于，对采集到的多个场景图像进行处理，以生成对应所述场景图像的真三维图像信息包括：将不同角度的多个场景图像进行重建生成对应所述场景的真三维图像信息。
13.根据权利要求11所述的真三维图像显示控制方法，其特征在于，生成所述真三维图像信息之后还包括：
将所述真三维图像信息进行编码压缩并传输，在接收端将所述真三维图像信息进行解码以还原所述真三维图像信息。
14.根据权利要求11所述的真三维图像显示控制方法，其特征在于，将所述真三维图像信息发送至断层图像显示装置进行显示包括：
根据所述真三维图像信息计算出断层成像显示装置中各光调制层所需的断层图像，将计算出的断层图像显示在各光调制层上。
15.根据权利要求14所述的真三维图像显示控制方法，其特征在于，通过获取各光调制层上的透光率函数或旋转率函数以计算出对应的断层图像。
16.根据权利要求14所述的真三维图像显示控制方法，其特征在于，根据所述真三维图像信息计算出断层成像显示装置中各光调制层所需的断层图像之后还包括：
将所述断层图像发送至存储设备上进行存储。
17.根据权利要求16所述的真三维图像显示控制方法，其特征在于，将所述断层图像发送至存储设备上进行存储之后还包括：
读取存储设备上的断层图像并发送至各光调制层上进行显示。
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