CN109283823B - 一种全息体视图获取方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种全息体视图获取方法及系统。该方法包括：获取干板的所有全息单元；根据所述干板的全息单元的尺寸，将LED面板划分为多个子块；所述子块的尺寸与所述全息单元的尺寸相同；根据所述干板的全息单元以及所述子块，确定虚拟干板的有效视角图像切片的个数以及位置；将所有的所述有效视角图像切片嵌合，得到嵌合图像；将所述嵌合图像记录到所述干板上，得到全息体视图。本发明能够消除拼接误差，获得质量较高的全息体视图。

Description

一种全息体视图获取方法及系统
技术领域
本发明涉及全息体视图领域，特别是涉及一种全息体视图获取方法及系统。
背景技术
全息体视图打印技术是当下已被广泛应用于医疗、展览、军事、艺术等诸多领域的全息技术，自从1948年Dennis Gabor发明了全息照相技术之后，全息打印技术经历了透射式全息打印，反射全息式全息打印，全息体视图打印，计算全息打印，波前全息打印等一系列的发展，而其中被应用最为广泛的就是全息体视图打印技术。
现有的EPISM法由于采用观察点O替代全息单元来获取有效视角图像切片，再现像会存在拼接误差，影响全息体视图的准确性。
发明内容
本发明的目的是提供一种全息体视图获取方法及系统，用以消除拼接误差，获得质量较高的全息体视图。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
一种全息体视图获取方法，所述方法包括：
获取干板的所有全息单元；
根据所述干板的全息单元的尺寸，将LED面板划分为多个子块；所述子块的尺寸与所述全息单元的尺寸相同；
根据所述干板的全息单元以及所述子块，确定虚拟干板的有效视角图像切片的个数以及位置；
将所有的所述有效视角图像切片嵌合，得到嵌合图像；
将所述嵌合图像记录到所述干板上，得到全息体视图。
可选的，所述根据所述干板的全息单元以及所述子块，确定虚拟干板的有效视角图像切片的个数以及位置，具体包括：
确定所述子块的数目；
根据所述子块的数目，计算所述LED面板中心子块两侧的有效视角图像切片的个数；
获取所述干板的全息单元的数目；
根据所述LED面板中心子块两侧的有效视角图像切片的个数、所述子块的数目以及所述全息单元的数目，计算虚拟干板的有效视角图像切片的个数；
获取所述干板上的全息单元与所述虚拟干板上的全息单元的对应关系；
根据所述对应关系，确定所述虚拟干板的有效视角图像切片的位置。
可选的，所述确定所述子块的数目，具体包括：
获取所述LED面板的尺寸；
根据所述LED面板的尺寸以及所述干板的全息单元的尺寸，计算所述子块的数目。
可选的，所述根据所述对应关系，确定所述虚拟干板的有效视角图像切片的位置，具体包括：
获取所述干板上各全息单元的左端点坐标；
获取所述LED面板上各子块的左端点坐标；
根据所述对应关系，通过所述干板上各全息单元的左端点坐标以及所述LED面板上各子块的左端点坐标，计算所述虚拟干板的各有效视角图像切片的左端点坐标以及右端点坐标。
一种全息体视图获取系统，所述系统包括：
获取模块，用于获取干板的所有全息单元；
划分模块，用于根据所述干板的全息单元的尺寸，将LED面板划分为多个子块；所述子块的尺寸与所述全息单元的尺寸相同；
确定模块，用于根据所述干板的全息单元以及所述子块，确定虚拟干板的有效视角图像切片的个数以及位置；
嵌合模块，用于将所有的所述有效视角图像切片嵌合，得到嵌合图像；
记录模块，用于将所述嵌合图像记录到所述干板上，得到全息体视图。
可选的，所述确定模块，具体包括：
子块数目确定单元，用于确定所述子块的数目；
第一计算单元，用于根据所述子块的数目，计算所述LED面板中心子块两侧的有效视角图像切片的个数；
第一获取单元，用于获取所述干板的全息单元的数目；
第二计算单元，用于根据所述LED面板中心子块两侧的有效视角图像切片的个数、所述子块的数目以及所述全息单元的数目，计算虚拟干板的有效视角图像切片的个数；
第二获取单元，用于获取所述干板上的全息单元与所述虚拟干板上的全息单元的对应关系；
位置确定单元，用于根据所述对应关系，确定所述虚拟干板的有效视角图像切片的位置。
可选的，所述子块数目确定单元，具体包括：
面板尺寸获取子单元，用于获取所述LED面板的尺寸；
子块数目计算子单元，用于根据所述LED面板的尺寸以及所述干板的全息单元的尺寸，计算所述子块的数目。
可选的，所述位置确定单元，具体包括：
第一坐标获取子单元，用于获取所述干板上各全息单元的左端点坐标；
第二坐标获取子单元，用于获取所述LED面板上各子块的左端点坐标；
坐标计算子单元，用于根据所述对应关系，通过所述干板上各全息单元的左端点坐标以及所述LED面板上各子块的左端点坐标，计算所述虚拟干板的各有效视角图像切片的左端点坐标以及右端点坐标。
与现有技术相比，本发明具有以下技术效果：本发明将全息单元视作传统方法中的像素，利用将LCD按全息单元尺寸进行分块，并利用干板上全息单元与LCD子块确定虚拟全息单元的位置，进而获得相应的有效视角图像切片，将有效视角图像切片嵌合得到记录到干板全息单元上的合成视角图像，从而能够消除拼接误差，获得质量较高的全息体视图。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为基于全息单元间的EPISM法原理图；
图2为本发明实施例全息体视图获取方法的第一原理图；
图3为本发明实施例全息体视图获取方法的流程图；
图4为本发明实施例全息体视图获取方法的第一原理图；
图5为本发明实施例全息体视图获取方法的第一原理图；
图6为本发明实施例合成视角图像；
图7为经由实验得到的光学实验结果图；
图8为本发明实施例全息体视图获取系统的结构图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明的目的是提供一种全息体视图获取方法及系统，用以消除拼接误差，获得质量较高的全息体视图。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
如图1所示，有效视角图像切片是H1干板上某一个全息单元(hogel)对应的视角图像上对应H2干板上要曝光的那个hogel的有效部分的切片，因此称为有效视角图像切片，合成视角图像则是，H1干板上所有对H2干板上要曝光的那个hogel有用的hogel的有效视角图像切片嵌合在一起得到的视角图像，合成视角图像是用以对H2干板上的hogel进行曝光的图像。
本发明利用hogel对应替代传统全息打印的像素对应模拟两步法的打印过程，两步法的母版记作H1干板，两步法的转印干板记作H2干板，在这里利用LCD对H1干板的再现像进行模拟，将H2与H1干板上hogel看做像素进行连接，连接区域与LCD相交部分作为有效视角图像切片，将H2干板上hogel的全部有效视角图像切片进行嵌合，则得到记录到H2干板hogel上的合成视角图像，将H2干板上所有hogel的合成视角图像依次记录到干板上，则得到基于全息单元的有效视角图像切片嵌合法全息体视图。
如图2所示，要将hogel对应看做像素对应，这时设定H1与H2的hogel尺寸相同，这时H1与H2的hogel的连接区域与LCD的相交部分为有效视角图像切片，并且有效视角图像切片的尺寸与H1以及H2的hogel的尺寸相同，记为l，而LCD尺寸一定，为此将LCD按有效视角图像切片的尺寸进行分块，在选择合适距离使得H2的hogel与LCD的子块连接区域与H1干板相交形成的矩形区域正好与H1的hogel重合，则由此hogel的再现图像与LCD子块相交的部分就是此hogel的有效视角图像。而要实现此种目的，对H1与LCD的距离L1的选取时，要使得L1为H2与LCD距离L2的整数倍，这就保证了H2的hogel与LCD子块形成的矩形区域刚好落于H1的hogel上，由于H1干板是虚拟的，因此很容易通过调整虚拟H1干板位置，来使得此条件得到满足。
如图3所示，全息体视图获取方法包括：
步骤301：获取干板的所有全息单元。
步骤302：根据所述干板的全息单元的尺寸，将LED面板划分为多个子块；所述子块的尺寸与所述全息单元的尺寸相同。
步骤303：根据所述干板的全息单元以及所述子块，确定虚拟干板的有效视角图像切片的个数以及位置。具体包括：
确定所述子块的数目；根据所述子块的数目，计算所述LED面板中心子块两侧的有效视角图像切片的个数；获取所述干板的全息单元的数目；根据所述LED面板中心子块两侧的有效视角图像切片的个数、所述子块的数目以及所述全息单元的数目，计算虚拟干板的有效视角图像切片的个数；获取所述干板上的全息单元与所述虚拟干板上的全息单元的对应关系；根据所述对应关系，确定所述虚拟干板的有效视角图像切片的位置。
其中，所述确定所述子块的数目，具体包括：获取所述LED面板的尺寸；根据所述LED面板的尺寸以及所述干板的全息单元的尺寸，计算所述子块的数目。
所述根据所述对应关系，确定所述虚拟干板的有效视角图像切片的位置，具体包括：获取所述干板上各全息单元的左端点坐标；获取所述LED面板上各子块的左端点坐标；根据所述对应关系，通过所述干板上各全息单元的左端点坐标以及所述LED面板上各子块的左端点坐标，计算所述虚拟干板的各有效视角图像切片的左端点坐标以及右端点坐标。
步骤304：将所有的所述有效视角图像切片嵌合，得到嵌合图像。
步骤305：将所述嵌合图像记录到所述干板上，得到全息体视图。
根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：本发明将全息单元视作传统方法中的像素，利用将LCD按全息单元尺寸进行分块，并利用干板上全息单元与LCD子块确定虚拟全息单元的位置，进而获得相应的有效视角图像切片，将有效视角图像切片嵌合得到记录到干板全息单元上的合成视角图像，从而能够消除拼接误差，获得质量较高的全息体视图。
具体实施方案：
首先需要确定虚拟H1干板的hogel数目，根据hogel的对应关系，并非虚拟H1干板的所有hogel对于生成合成视角图像都是有效的，将有效LCD的尺寸记为LLCD。
如图2所示，由于虚拟H1干板与H2干板的hogel的尺寸l1，l2是相同的，因此根据几何关系对应的有效视角切片的尺寸lLCD等于H1与H2的hogel的尺寸，既有l1＝l2＝lLCD＝l。如图4所示，要确定虚拟H1干板的hogel数目，首先要确定LCD的有效视角图像分块数目，选取正对于hogel的虚拟H1干板上hogel为中心，则有
Figure GDA0002629296580000071
其中nLCD表示确定LCD的有效视角图像分块数目，在这里应为奇数，若而
Figure GDA0002629296580000072
nhogel表示LCD中心子块两侧的有效视角图像分块的数量。
引入一个指数
Figure GDA0002629296580000073
k表示H1干板与H2干板到LCD距离之比，而根据几何关系可以得到，当k＝1时，LCD相邻的有效视角图像分块对应的hogel之间间隔1个hogel，当L1与L2不等时，这时令k为整数，这代表LCD相邻的有效视角图像分块在H1干板上有hogel与之对应，而相邻hogel之间间隔恰等于k。显然当k＝1时，选用此种方法无效的hogel数量越少。而k的数目越大代表需要更多的无效的hogel。
因此H1的hogel总数目可以表示为
Figure GDA0002629296580000074
由于H2上hogel的位置与H1上hogel的位置相对应，即H2第i个位置的hogel，正对的H1的hogel应为H1上第i+nhogel×(k+1)个hogel，而此种方法的基本在于以LCD子块为基准，因此针对于第i个hogel对应的LCD位置，LCD的以中心位置有效视角图像分块记为第0个有效视角图像分块。令m＝(-nhogel,nhogel)，则第m个有效视角图像分块对应的hogel为i+nhogel×(k+1)+m×(k+1)，选取此hogel对应的视角图像为该有效视角图像分块对应的视角图像。
如图5所示，确定与H2第i个hogel正对的H1上hogel的有效视角图像切片的左端点，根据之前结果，H2第i个hogel正对的H1上hogel其左端点坐标为x0＝(i+nhogel×(k+1)-1)×l1，则LCD上第m个有效视角图像切片对应的hogel左端点s坐标为：
s＝(i+m×(k+1)+nhogel×(k+1)-1)×l1，
h表示该hogel对应有效视角图像切片与该hogel位置之间的距离，
Figure GDA0002629296580000075
有效视角图像切片的左端点坐标e为：
Figure GDA0002629296580000081
右端点坐标f为：
Figure GDA0002629296580000082
其中ep为有效视角图像切片包含的像素个数，ep＝l1×100，根据切片的左右端点左边确定第m个有效视角图像切片，将所有被选取hogel的有效视角图像切片按照顺序嵌合，则得到所需要的合成图像。
实验验证如下：
采用的茶壶模型，长4.8cm，高3.2cm，深4.2cm，倾斜40°放置。在这里我们选取H2干板的hogel尺寸为0.2cm，虚拟H1干板hogel尺寸为0.2cm，全息干板尺寸为6cm×6cm，采样相机的视场角为30度，相机距离茶壶模型18.6cm，由于此虚拟全息单元间隔选取EPISM法要求H1与H2干板与LCD距离相等，因此L2与L1相同都选择18.6cm，根据虚拟全息单元间隔选取法公式可以得到nH1＝126，相机采样个数应为126×126＝15876个采样图像。利用本文提出方法得到的合成视角图像如图6所示。经由实验得到的光学实验结果如图7所示的图像。
如图8所示，一种全息体视图获取系统包括：
获取模块801，用于获取干板的所有全息单元。
划分模块802，用于根据所述干板的全息单元的尺寸，将LED面板划分为多个子块；所述子块的尺寸与所述全息单元的尺寸相同。
确定模块803，用于根据所述干板的全息单元以及所述子块，确定虚拟干板的有效视角图像切片的个数以及位置。
所述确定模块，具体包括：
子块数目确定单元，用于确定所述子块的数目；所述子块数目确定单元，具体包括：面板尺寸获取子单元，用于获取所述LED面板的尺寸；子块数目计算子单元，用于根据所述LED面板的尺寸以及所述干板的全息单元的尺寸，计算所述子块的数目。
第一计算单元，用于根据所述子块的数目，计算所述LED面板中心子块两侧的有效视角图像切片的个数；
第一获取单元，用于获取所述干板的全息单元的数目；
第二计算单元，用于根据所述LED面板中心子块两侧的有效视角图像切片的个数、所述子块的数目以及所述全息单元的数目，计算虚拟干板的有效视角图像切片的个数；
第二获取单元，用于获取所述干板上的全息单元与所述虚拟干板上的全息单元的对应关系；
位置确定单元，用于根据所述对应关系，确定所述虚拟干板的有效视角图像切片的位置。嵌合模块804，用于将所有的所述有效视角图像切片嵌合，得到嵌合图像。所述位置确定单元，具体包括：第一坐标获取子单元，用于获取所述干板上各全息单元的左端点坐标；第二坐标获取子单元，用于获取所述LED面板上各子块的左端点坐标；坐标计算子单元，用于根据所述对应关系，通过所述干板上各全息单元的左端点坐标以及所述LED面板上各子块的左端点坐标，计算所述虚拟干板的各有效视角图像切片的左端点坐标以及右端点坐标。
记录模块805，用于将所述嵌合图像记录到所述干板上，得到全息体视图。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的系统而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。
综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (6)

1.一种全息体视图获取方法，其特征在于，所述方法包括：
获取干板的所有全息单元；
根据所述干板的全息单元的尺寸，将LED面板划分为多个子块；所述子块的尺寸与所述全息单元的尺寸相同；
根据所述干板的全息单元以及所述子块，确定虚拟干板的有效视角图像切片的个数以及位置；具体包括：确定所述子块的数目；根据所述子块的数目，计算所述LED面板中心子块两侧的有效视角图像切片的个数；获取所述干板的全息单元的数目；根据所述LED面板中心子块两侧的有效视角图像切片的个数、所述子块的数目以及所述全息单元的数目，计算虚拟干板的有效视角图像切片的个数；获取所述干板上的全息单元与所述虚拟干板上的全息单元的对应关系；根据所述对应关系，确定所述虚拟干板的有效视角图像切片的位置；
将所有的所述有效视角图像切片嵌合，得到嵌合图像；
将所述嵌合图像记录到所述干板上，得到全息体视图。
2.根据权利要求1所述的全息体视图获取方法，其特征在于，所述确定所述子块的数目，具体包括：
获取所述LED面板的尺寸；
根据所述LED面板的尺寸以及所述干板的全息单元的尺寸，计算所述子块的数目。
3.根据权利要求1所述的全息体视图获取方法，其特征在于，所述根据所述对应关系，确定所述虚拟干板的有效视角图像切片的位置，具体包括：
获取所述干板上各全息单元的左端点坐标；
获取所述LED面板上各子块的左端点坐标；
根据所述对应关系，通过所述干板上各全息单元的左端点坐标以及所述LED面板上各子块的左端点坐标，计算所述虚拟干板的各有效视角图像切片的左端点坐标以及右端点坐标。
4.一种全息体视图获取系统，其特征在于，所述系统包括：
获取模块，用于获取干板的所有全息单元；
划分模块，用于根据所述干板的全息单元的尺寸，将LED面板划分为多个子块；所述子块的尺寸与所述全息单元的尺寸相同；
确定模块，用于根据所述干板的全息单元以及所述子块，确定虚拟干板的有效视角图像切片的个数以及位置；
嵌合模块，用于将所有的所述有效视角图像切片嵌合，得到嵌合图像；
记录模块，用于将所述嵌合图像记录到所述干板上，得到全息体视图；
所述确定模块，具体包括：
子块数目确定单元，用于确定所述子块的数目；
第一计算单元，用于根据所述子块的数目，计算所述LED面板中心子块两侧的有效视角图像切片的个数；
第一获取单元，用于获取所述干板的全息单元的数目；
第二计算单元，用于根据所述LED面板中心子块两侧的有效视角图像切片的个数、所述子块的数目以及所述全息单元的数目，计算虚拟干板的有效视角图像切片的个数；
第二获取单元，用于获取所述干板上的全息单元与所述虚拟干板上的全息单元的对应关系；
位置确定单元，用于根据所述对应关系，确定所述虚拟干板的有效视角图像切片的位置。
5.根据权利要求4所述的全息体视图获取系统，其特征在于，所述子块数目确定单元，具体包括：
面板尺寸获取子单元，用于获取所述LED面板的尺寸；
子块数目计算子单元，用于根据所述LED面板的尺寸以及所述干板的全息单元的尺寸，计算所述子块的数目。
6.根据权利要求4所述的全息体视图获取系统，其特征在于，所述位置确定单元，具体包括：
第一坐标获取子单元，用于获取所述干板上各全息单元的左端点坐标；
第二坐标获取子单元，用于获取所述LED面板上各子块的左端点坐标；
坐标计算子单元，用于根据所述对应关系，通过所述干板上各全息单元的左端点坐标以及所述LED面板上各子块的左端点坐标，计算所述虚拟干板的各有效视角图像切片的左端点坐标以及右端点坐标。
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