CN110321089B - 一种全息体视图打印方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种全息体视图打印方法及系统,方法包括:将三维模型按照深度差异均匀切分为n部分;对partj采用EPISM进行处理,得到第一组合成视差图像;对partj+1采用EPISM进行处理,得到第二组合成视差图像;将两组合成视差图像进行合并得到第三组合成视差图像;判断两组合成视差图像是否完成合并;若是,输出合并后的第三组合成视差图像;若否,重新合并;判断是否完成对模型中所有部分的处理;若是,则将所述第三组合成视差图像作为多参考面EPISM方法生成的合成视差图像;若否,执行对partj+1进行处理,直到完成对模型中所有部分的处理;将多参考面EPISM方法生成的合成视差图像进行全息体视图打印。本发明中的上述方法能够提高合成视差图像的分辨率,降低EPISM方法本身的误差。
Description
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打印方法及系统。
背景技术
全息体视图打印可以实现三维场景的立体再现,打印是需要对全息单元逐次曝光,每一个全息单元对应一个合成视差图像,由采样图像到合成视差图像的算法是全息体视图打印中的重点研究内容。Yamaguchi通过计算穿过全息图平面某一点的所有光线得到相应全息单元的视差图像,通过这种方法打印的全息图再现像具有无畸变、全视差等特点。MichaelW.Halle把图像预处理技术引进体视图打印中,解决了水平全息体视图(HPO)再现像畸变问题。英国的Bjelkhagen与Brotherton-Ratcliffe提出了直写数字全息打印技术(direct-write digital holography,DWDH),为了获取视差图像,从曝光光学系统中抽象出六个平面,分别是相机平面、胶片平面、胶片投影平面、SLM平面、SLM投影平面和全息图平面,根据光线追迹方法得到采样图像和视差图像之间的像素对应关系,最终从相机采样图像中获取正确的视差图像。苏健和袁泉提出一种有效视差图像分割与重组的单步全息体视图打印方法(EPISM),其模拟“两步法”,通过光线追迹的方法用较少的采样图片获取合成视差图像,实现单步打印获取凸出于全息记录介质显示的再现像。
以上方法都可以获取打印系统所需的合成视差图像,但是对于Yamaguchi的方法来说,从算法到程序实现有较大的困难。对于MichaelW.Halle方法,合成视差图像分辨率取决于全息单元数目,不适用于较小尺寸的全息图。对于EPISM方法,合成视差图像存在一定误差。有效视差图像分割与重组(Effective Perspective Images’Segmentation andMosaicking,EPISM)方法的误差来源于三维模型偏离参考面,模型深度越大,误差越大。通过将模型按深度切分为多个部分,每一部分相比整个三维模型的深度较小,EPISM方法生成合成视差图像的过程中误差也会变小。通过对每一部分分别设置参考面,用EPISM方法生成多组合成视差图像,最后将多组合成视差图像合并为代表整个三维模型的一组合成视差图像。这种方法打印的全息体视图具有更好的成像质量。
发明内容
本发明的目的是提供一种全息体视图打印方法及系统,提高合成视差图像的分辨率,降低EPISM方法本身的误差。
为实现上述目的,本发明提供了如下方案:
一种全息体视图打印方法,所述方法包括:
S1:获取三维模型;
S2:将所述三维模型按照深度差异均匀切分为n部分,深度从小到大记作part1,part2…partn;
S3:确定计数符号j,对partj采用有效视差图像分割与重组EPISM进行处理,将EPISM方法的参考面设置到partj的中心,得到第一组合成视差图像其中M表示EPISM方法生成的合成视差图像数目;Ak(x,y)表示该组合成视差图像中顺序为k的一张图像,x和y为图像像素索引;
S4:对partj+1采用EPISM进行处理,将EPISM方法的参考面设置到partj+1的中心,得到第二组合成视差图像其中M表示EPISM方法生成的合成视差图像数目;Bk(x,y)表示该组合成视差图像中顺序为k的一张图像,x和y为图像像素索引;
S5:将所述第一组合成视差图像和所述第二组合成视差图像进行合并,得到第三组合成视差图像;
S6:判断所述第一组合成视差图像和所述第二组合成视差图像是否完成合并;
S7:若合并完毕,输出合并后的第三组合成视差图像;
S8:若未合成完毕,重新执行步骤S5直到合并完毕;
S9:判断是否完成对模型中所有部分的处理;
S10:若完成对模型中所有部分的处理,则将所述第三组合成视差图像作为多参考面EPISM方法生成的合成视差图像;
S11:若未完成对模型中所有部分的处理,执行步骤S4,直到完成对模型中所有部分的处理,将所述第三组合成视差图像作为多参考面EPISM方法生成的合成视差图像;
S12:将所述多参考面EPISM方法生成的合成视差图像进行全息体视图打印。
可选的,所述将所述第一组合成视差图像和所述第二组合成视差图像进行合并,得到第三组合成视差图像具体包括:
将所述模板Mk(x,y)和图像Bk(x,y)逐个相乘,得到图像Ck(x,y);
可选的,所述判断所述第一组合成视差图像和所述第二组合成视差图像是否完成合并具体包括:
判断k是否大于等于M;
若k大于等于M,输出合并后的第三组合成视差图像;
若k小于M,令k=k+1,执行所述根据图像Ak(x,y)生成二值化模板Mk(x,y),直到k大于等于M,输出合并后的第三组合成视差图像。
可选的,所述判断是否完成对模型中所有部分的处理具体包括:
判断j是否大于等于n-1;
若j大于等于n-1,将所述第三组合成视差图像作为多参考面EPISM方法生成的合成视差图像;
本发明另外提供一种全息体视图打印系统,所述系统包括:
获取模块,用于获取三维模型;
切分模块,用于将所述三维模型按照深度差异均匀切分为n部分,深度从小到大记作part1,part2…partn;
第一处理模块,用于确定计数符号j,对partj采用有效视差图像分割与重组EPISM进行处理,将EPISM方法的参考面设置到partj的中心,得到第一组合成视差图像其中M表示EPISM方法生成的合成视差图像数目;Ak(x,y)表示该组合成视差图像中顺序为k的一张图像,x和y为图像像素索引;
第二处理模块,用于对partj+1采用EPISM进行处理,将EPISM方法的参考面设置到partj+1的中心,得到第二组合成视差图像其中M表示EPISM方法生成的合成视差图像数目;Bk(x,y)表示该组合成视差图像中顺序为k的一张图像,x和y为图像像素索引;
合并模块,用于将所述第一组合成视差图像和所述第二组合成视差图像进行合并,得到第三组合成视差图像;
第一判断模块,用于判断所述第一组合成视差图像和所述第二组合成视差图像是否完成合并;
第三组合成视差图像输出模块,用于当合并完毕时,输出合并后的第三组合成视差图像;
循环模块,用于当未合成完毕,重新执行合并模块直到合并完毕;
第二判断模块,用于判断是否完成对模型中所有部分的处理;
合成视差图像生成模块,用于当完成对模型中所有部分的处理,则将所述第三组合成视差图像作为多参考面EPISM方法生成的合成视差图像;
第二循环模块,用于当未完成对模型中所有部分的处理,执行第二处理模块,直到完成对模型中所有部分的处理,将所述第三组合成视差图像作为多参考面EPISM方法生成的合成视差图像;
全息体视图打印模块,用于将所述多参考面EPISM方法生成的合成视差图像进行全息体视图打印。
可选的,所述将所述第一组合成视差图像和所述第二组合成视差图像进行合并,得到第三组合成视差图像具体包括:
将所述模板Mk(x,y)和图像Bk(x,y)逐个相乘,得到图像Ck(x,y);
可选的,所述判断所述第一组合成视差图像和所述第二组合成视差图像是否完成合并具体包括:
判断k是否大于等于M;
若k大于等于M,输出合并后的第三组合成视差图像;
若k小于M,令k=k+1,执行所述根据图像Ak(x,y)生成二值化模板Mk(x,y),直到k大于等于M,输出合并后的第三组合成视差图像。
可选的,所述判断是否完成对模型中所有部分的处理具体包括:
判断j是否大于等于n-1;
若j大于等于n-1,将所述第三组合成视差图像作为多参考面EPISM方法生成的合成视差图像;
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:
本发明中通过将三维模型按照深度差异均匀切分为n部分,每一部分相比整个三维模型的深度较小,通过对每一部分分别设置参考面,用EPISM方法生成多组合成视差图像,最后将多组合成视差图像合并为代表整个三维模型的一组合成视差图像。这种方法打印的全息体视图具有更好的成像质量,多参考面的EPISM方法相较于之前单个参考面的EPISM方法生成的合成视差图像具有更高的分辨率,减少了EPISM方法本身的误差,用前者进行全息体视图的打印有更好的三维效果。
通常使用EPISM方法生成合成视差图像时,需要在物体中心位置设置一个参考面,三维模型上只有位于参考面上的部份在生成合成视差图像时没有误差。对于偏离参考面上的部分,用EPISM方法处理得到的合成视差图像的过程中会出现拼接错误,偏离距离越远,误差越大。通过将物体按深度分为多个部分,每一部分设置一个参考面,分别进行EPISM方法处理,可以大大减小算法误差。
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为本发明实施例全息体视图打印方法流程图;
图2为本发明实施例全息体视图打印系统结构示意图。
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打印方法及系统,提高合成视差图像的分辨率,降低EPISM方法本身的误差。
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。
图1为本发明实施例全息体视图打印方法流程图,如图1所示,所述方法包括:
S1:获取三维模型。
具体的,是在3dMax软件中导入全息体视图打印所需的三维模型。
S2:将所述三维模型按照深度差异均匀切分为n部分,深度从小到大记作part1,part2…partn。
具体的,是用软件自带的超级布尔运算功能将模型按照深度差异均匀切分为n部分。通过将模型按深度切分为多个部分,每一部分相比整个三维模型的深度较小,EPISM方法生成合成视差图像的过程中误差也会变小。通过对每一部分分别设置参考面,用EPISM方法生成多组合成视差图像,最后将多组合成视差图像合并为代表整个三维模型的一组合成视差图像,这种方法打印的全息体视图具有更好的成像质量。
S3:确定计数符号j,对partj采用有效视差图像分割与重组EPISM进行处理,将EPISM方法的参考面设置到partj的中心,得到第一组合成视差图像其中M表示EPISM方法生成的合成视差图像数目;Ak(x,y)表示该组合成视差图像中顺序为k的一张图像,x和y为图像像素索引。
其中,计数符号j是从1开始计数。
S4:对partj+1采用EPISM进行处理,将EPISM方法的参考面设置到partj+1的中心,得到第二组合成视差图像其中M表示EPISM方法生成的合成视差图像数目;Bk(x,y)表示该组合成视差图像中顺序为k的一张图像,x和y为图像像素索引。
S5:将所述第一组合成视差图像和所述第二组合成视差图像进行合并,得到第三组合成视差图像。
具体步骤如下:
将所述模板Mk(x,y)和图像Bk(x,y)逐个相乘,得到图像Ck(x,y);
即,Ck(x,y)=Mk(x,y)×Bk(x,y)
即,Dk(x,y)=Ak(x,y)×(1-Mk(x,y))+Ck(x,y)。
S6:判断所述第一组合成视差图像和所述第二组合成视差图像是否完成合并。
判断k是否大于等于M;
S7:若合并完毕,输出合并后的第三组合成视差图像。
若未合成完毕,重新执行步骤S5直到合并完毕。
S8:判断是否完成对模型中所有部分的处理。
具体步骤如下:
判断j是否大于等于n-1;
若j大于等于n-1,将所述第三组合成视差图像作为多参考面EPISM方法生成的合成视差图像;
S9:若完成对模型中所有部分的处理,则将所述第三组合成视差图像作为多参考面EPISM方法生成的合成视差图像;
若未完成对模型中所有部分的处理,执行步骤S4,直到完成对模型中所有部分的处理,将所述第三组合成视差图像作为多参考面EPISM方法生成的合成视差图像;
S10:将所述多参考面EPISM方法生成的合成视差图像进行全息体视图打印。
图2为本发明实施例全息体视图打印系统结构示意图,所述系统包括:
获取模块201,用于获取三维模型;
切分模块202,用于将所述三维模型按照深度差异均匀切分为n部分,深度从小到大记作part1,part2…partn;
第一处理模块203,用于确定计数符号j,对partj采用有效视差图像分割与重组EPISM进行处理,将EPISM方法的参考面设置到partj的中心,得到第一组合成视差图像其中M表示EPISM方法生成的合成视差图像数目;Ak(x,y)表示该组合成视差图像中顺序为k的一张图像,x和y为图像像素索引;
第二处理模块204,用于对partj+1采用EPISM进行处理,将EPISM方法的参考面设置到partj+1的中心,得到第二组合成视差图像其中M表示EPISM方法生成的合成视差图像数目;Bk(x,y)表示该组合成视差图像中顺序为k的一张图像,x和y为图像像素索引;
合并模块205,用于将所述第一组合成视差图像和所述第二组合成视差图像进行合并,得到第三组合成视差图像;
第一判断模块206,用于判断所述第一组合成视差图像和所述第二组合成视差图像是否完成合并;
第三组合成视差图像输出模块207,用于当合并完毕时,输出合并后的第三组合成视差图像;
循环模块208,用于当未合成完毕,重新执行合并模块直到合并完毕;
第二判断模块209,用于判断是否完成对模型中所有部分的处理;
合成视差图像生成模块210,用于当完成对模型中所有部分的处理,则将所述第三组合成视差图像作为多参考面EPISM方法生成的合成视差图像;
第二循环模块211,用于当未完成对模型中所有部分的处理,执行第二处理模块,直到完成对模型中所有部分的处理,将所述第三组合成视差图像作为多参考面EPISM方法生成的合成视差图像;
全息体视图打印模块212,用于将所述多参考面EPISM方法生成的合成视差图像进行全息体视图打印。
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。
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 (8)
1.一种全息体视图打印方法,其特征在于,所述方法包括:
S1:获取三维模型;
S2:将所述三维模型按照深度差异均匀切分为n部分,深度从小到大记作part1,part2…partn;
S3:确定计数符号j,对partj采用有效视差图像分割与重组EPISM进行处理,将EPISM方法的参考面设置到partj的中心,得到第一组合成视差图像其中M表示EPISM方法生成的合成视差图像数目;Ak(x,y)表示该组合成视差图像中顺序为k的一张图像,x和y为图像像素索引;
S4:对partj+1采用EPISM进行处理,将EPISM方法的参考面设置到partj+1的中心,得到第二组合成视差图像其中M表示EPISM方法生成的合成视差图像数目;Bk(x,y)表示该组合成视差图像中顺序为k的一张图像,x和y为图像像素索引;
S5:将所述第一组合成视差图像和所述第二组合成视差图像进行合并,得到第三组合成视差图像;
S6:判断所述第一组合成视差图像和所述第二组合成视差图像是否完成合并;
S7:若合并完毕,输出合并后的第三组合成视差图像;
S8:若未合成完毕,重新执行步骤S5直到合并完毕;
S9:判断是否完成对模型中所有部分的处理;
S10:若完成对模型中所有部分的处理,则将所述第三组合成视差图像作为多参考面EPISM方法生成的合成视差图像;
S11:若未完成对模型中所有部分的处理,执行步骤S4,直到完成对模型中所有部分的处理,将所述第三组合成视差图像作为多参考面EPISM方法生成的合成视差图像;
S12:将所述多参考面EPISM方法生成的合成视差图像进行全息体视图打印。
3.根据权利要求2所述的全息体视图打印方法,其特征在于,所述判断所述第一组合成视差图像和所述第二组合成视差图像是否完成合并具体包括:
判断k是否大于等于M;
若k大于等于M,输出合并后的第三组合成视差图像;
若k小于M,令k=k+1,执行所述根据图像Ak(x,y)生成二值化模板Mk(x,y),直到k大于等于M,输出合并后的第三组合成视差图像。
5.一种全息体视图打印系统,其特征在于,所述系统包括:
获取模块,用于获取三维模型;
切分模块,用于将所述三维模型按照深度差异均匀切分为n部分,深度从小到大记作part1,part2…partn;
第一处理模块,用于确定计数符号j,对partj采用有效视差图像分割与重组EPISM进行处理,将EPISM方法的参考面设置到partj的中心,得到第一组合成视差图像其中M表示EPISM方法生成的合成视差图像数目;Ak(x,y)表示该组合成视差图像中顺序为k的一张图像,x和y为图像像素索引;
第二处理模块,用于对partj+1采用EPISM进行处理,将EPISM方法的参考面设置到partj+1的中心,得到第二组合成视差图像其中M表示EPISM方法生成的合成视差图像数目;Bk(x,y)表示该组合成视差图像中顺序为k的一张图像,x和y为图像像素索引;
合并模块,用于将所述第一组合成视差图像和所述第二组合成视差图像进行合并,得到第三组合成视差图像;
第一判断模块,用于判断所述第一组合成视差图像和所述第二组合成视差图像是否完成合并;
第三组合成视差图像输出模块,用于当合并完毕时,输出合并后的第三组合成视差图像;
循环模块,用于当未合成完毕,重新执行合并模块直到合并完毕;
第二判断模块,用于判断是否完成对模型中所有部分的处理;
合成视差图像生成模块,用于当完成对模型中所有部分的处理,则将所述第三组合成视差图像作为多参考面EPISM方法生成的合成视差图像;
第二循环模块,用于当未完成对模型中所有部分的处理,执行第二处理模块,直到完成对模型中所有部分的处理,将所述第三组合成视差图像作为多参考面EPISM方法生成的合成视差图像;
全息体视图打印模块,用于将所述多参考面EPISM方法生成的合成视差图像进行全息体视图打印。
7.根据权利要求6所述的全息体视图打印系统,其特征在于,所述判断所述第一组合成视差图像和所述第二组合成视差图像是否完成合并具体包括:
判断k是否大于等于M;
若k大于等于M,输出合并后的第三组合成视差图像;
若k小于M,令k=k+1,执行所述根据图像Ak(x,y)生成二值化模板Mk(x,y),直到k大于等于M,输出合并后的第三组合成视差图像。
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