CN111260644B - 一种全视差全息体视图再现像的像质评估方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种全视差全息体视图再现像的像质评估方法及系统。所述评估方法包括：利用有效视差图像分割与重组EPISM全息视图打印方法确定全视差全息体视图；根据所述EPISM全息视图打印方法的执行规则确定执行参数；根据所述执行参数确定点扩散函数；根据所述点扩散函数确定所述全视差全息体视图的再现像分辨率；根据所述再现像分辨率评估所述全视差全息体视图再现像的像质。采用本发明所提供的评估方法及系统能够直观表现成像系统在空间域的再现特性。

Description

一种全视差全息体视图再现像的像质评估方法及系统
技术领域
本发明涉及全视差全息体视图再现像的像质评价领域，特别是涉及一种全视差全息体视图再现像的像质评估方法及系统。
背景技术
目前使用成像系统的光学传递函数(Optical Transfer Function)作为有效视差图像分割与重组(Effective Perspective Image’ Segmentation and Mosaicking，EPISM)的全息体视图打印方法打印的全息体视图再现像的评价指标，这种指标可以从空间频率域角度描述全息体视图对不同频率的光波的再现特性，可以评价成像系统的优劣，但由于基于成像系统的光学传递函数的全息体视图打印方法作为一种空间频率域的像质评估方法，无法清晰体现成像系统在空间域的再现特性。
发明内容
本发明的目的是提供一种全视差全息体视图再现像的像质评估方法及系统，以解决现有的基于成像系统的光学传递函数的全息体视图打印方法无法清晰体现成像系统在空间域的再现特性的问题。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
一种全视差全息体视图再现像的像质评估方法，包括：
利用有效视差图像分割与重组EPISM全息视图打印方法确定全视差全息体视图；
根据所述EPISM全息视图打印方法的执行规则确定执行参数；所述执行参数包括三维模型上的点到全息显示屏的最大距离、所述全视差全息体视图内全息单元的尺寸以及所述全息显示屏与所述全视差全息体视图之间的距离；所述全息显示屏设于所述三维模型以及所述全视差全息体视图之间；
根据所述执行参数确定点扩散函数；
根据所述点扩散函数确定所述全视差全息体视图的再现像分辨率；
根据所述再现像分辨率评估所述全视差全息体视图再现像的像质。
可选的，所述根据所述执行参数确定点扩散函数，具体包括：
根据所述全息单元的尺寸确定光瞳函数；
根据所述三维模型上的点到全息显示屏的最大距离以及所述全息显示屏与所述全视差全息体视图之间的距离确定离焦程度；
根据所述光瞳函数以及所述离焦程度确定广义光瞳函数；
根据所述广义光瞳函数确定点扩散函数。
可选的，所述根据所述全息单元的尺寸确定光瞳函数，具体包括：
利用公式确定光瞳函数；其中，THogel(ξ,η)为光瞳函数；ξ为所述全息单元在空间位置的横坐标；η为所述全息单元在空间位置的纵坐标；ΔH为所述全息单元的尺寸。
可选的，所述根据所述三维模型上的点到全息显示屏的最大距离以及所述全息显示屏与所述全视差全息体视图之间的距离确定离焦程度，具体包括：
利用公式确定离焦程度；其中，ε为离焦程度；Lp为所述三维模型上的点到全息显示屏的最大距离；Lc为所述全息显示屏与所述全视差全息体视图之间的距离。
可选的，所述根据所述光瞳函数以及所述离焦程度确定广义光瞳函数，具体包括：
利用公式确定广义光瞳函数；其中，k为所述EPISM全息视图打印方法中激光器的波数，k＝2π/λ，λ为所述激光器的波长；j为虚数。
可选的，所述根据所述广义光瞳函数确定点扩散函数，具体包括：
利用公式确定点扩散函数；其中，hHogel(x',y')为点扩散函数；x'和y'为再现像点在空间中扩散范围的几何坐标；/>为傅里叶变换；fξ和fη为变换后的频域坐标。
可选的，所述根据所述点扩散函数确定所述全视差全息体视图的再现像分辨率，具体包括：
根据所述点扩散函数确定再像点的扩散半径；
根据所述扩散半径确定所述全视差全息体视图的再现像分辨率。
一种全视差全息体视图再现像的像质评估系统，包括：
全视差全息体视图确定模块，用于利用有效视差图像分割与重组EPISM全息视图打印方法确定全视差全息体视图；
执行参数确定模块，用于根据所述EPISM全息视图打印方法的执行规则确定执行参数；所述执行参数包括三维模型上的点到全息显示屏的最大距离、所述全视差全息体视图内全息单元的尺寸以及所述全息显示屏与所述全视差全息体视图之间的距离；所述全息显示屏设于所述三维模型以及所述全视差全息体视图之间；
点扩散函数确定模块，用于根据所述执行参数确定点扩散函数；
再现像分辨率确定模块，用于根据所述点扩散函数确定所述全视差全息体视图的再现像分辨率；
评估模块，用于根据所述再现像分辨率评估所述全视差全息体视图再现像的像质。
可选的，所述点扩散函数确定模块具体包括：
光瞳函数确定单元，用于根据所述全息单元的尺寸确定光瞳函数；
离焦程度确定单元，用于根据所述三维模型上的点到全息显示屏的最大距离以及所述全息显示屏与所述全视差全息体视图之间的距离确定离焦程度；
广义光瞳函数确定单元，用于根据所述光瞳函数以及所述离焦程度确定广义光瞳函数；
点扩散函数确定单元，用于根据所述广义光瞳函数确定点扩散函数。
可选的，所述光瞳函数确定单元，具体包括：
光瞳函数确定子单元，用于利用公式确定光瞳函数；其中，THogel(ξ,η)为光瞳函数；ξ为所述全息单元在空间位置的横坐标；η为所述全息单元在空间位置的纵坐标；ΔH为所述全息单元的尺寸。
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：本发明提供了一种全视差全息体视图再现像的像质评估方法及系统，通过构建以点扩散函数为核心的全息体视图再现像的评价指标，根据EPISM全息视图打印方法的执行规则得到全息体视图再现像的分辨率，使用分辨率作为像质评价指标，可以直观表现成像系统在空间域的再现特性，对优化EPISM全息视图打印方法参数和提高全息体视图再现像质量有直接意义。
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为本发明所提供的全视差全息体视图再现像的像质评估方法流程图；
图2为本发所提供的基于EPISM全息视图打印方法的执行规则的成像系统模拟示意图；
图3为本发所提供的全视差全息体视图再现像的像质评估系统结构图。
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视差全息体视图再现像的像质评估方法及系统，能够直观表现成像系统在空间域的再现特性。
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为本发明所提供的全视差全息体视图再现像的像质评估方法流程图，如图1所示，一种全视差全息体视图再现像的像质评估方法，包括：
步骤101：利用有效视差图像分割与重组EPISM全息视图打印方法确定全视差全息体视图。
步骤102：根据所述EPISM全息视图打印方法的执行规则确定执行参数；所述执行参数包括三维模型上的点到全息显示屏的最大距离、所述全视差全息体视图内全息单元的尺寸以及所述全息显示屏与所述全视差全息体视图之间的距离；所述全息显示屏设于所述三维模型以及所述全视差全息体视图之间，如图2所示。
根据EPISM全息视图打印方法的执行规则，计算三维模型上的点与全息显示屏的最大距离LP、全息单元的尺寸ΔH、全息显示屏与全息图平面之间的距离LC。
步骤103：根据所述执行参数确定点扩散函数。
根据全息体视打印系统使用的激光器波长λ，计算波数k，k＝2π/λ。
根据全息单元尺寸ΔH可以得到成像系统的光瞳函数THogel(ξ,η)；利用公式确定光瞳函数；其中，THogel(ξ,η)为光瞳函数；ξ为所述全息单元在空间位置的横坐标；η为所述全息单元在空间位置的纵坐标；ΔH为所述全息单元的尺寸。
根据三维模型上的点与参考面的最大距离LP和全息显示屏与全息图平面之间的距离LC，可以得到离焦程度；利用公式确定离焦程度；其中，ε为离焦程度；Lp为所述三维模型上的点到全息显示屏的最大距离；Lc为所述全息显示屏与所述全视差全息体视图之间的距离。
由成像系统的光瞳函数THogel(ξ,η)和离焦程度ε可以得到广义光瞳函数ΓHogel(ξ,η)；利用公式确定广义光瞳函数。
由广义光瞳函数ΓHogel(ξ,η)可以求得成像系统的点扩散函数hHogel(x',y')，其中x'和y'是再现像点在空间中扩散范围的几何坐标，表示对函数进行傅里叶变换，fξ和fη表示变换后的频域坐标；利用公式/>确定点扩散函数。
步骤104：根据所述点扩散函数确定所述全视差全息体视图的再现像分辨率。
根据全息体视图成像系统的点扩散函数hHogel(x',y')，得到像点的扩散半径reff，e为自然底数；将EPISM全息视图打印方法打印的全息体视图再现像分辨率记作ΔX，ΔX＝2×reff。
步骤105：根据所述再现像分辨率评估所述全视差全息体视图再现像的像质。
本发明通过执行参数LP、ΔH和LC计算得到全息体视图再现像的分辨率ΔX，然后通过分辨率指标判断再现像质量，若再现像质量较低，可以通过调整参数LP、ΔH和LC优化再现像质量。
图3为本发所提供的全视差全息体视图再现像的像质评估系统结构图，如图3所示，一种全视差全息体视图再现像的像质评估系统，包括：
全视差全息体视图确定模块301，用于利用有效视差图像分割与重组EPISM全息视图打印方法确定全视差全息体视图。
执行参数确定模块302，用于根据所述EPISM全息视图打印方法的执行规则确定执行参数；所述执行参数包括三维模型上的点到全息显示屏的最大距离、所述全视差全息体视图内全息单元的尺寸以及所述全息显示屏与所述全视差全息体视图之间的距离；所述全息显示屏设于所述三维模型以及所述全视差全息体视图之间。
点扩散函数确定模块303，用于根据所述执行参数确定点扩散函数。
所述点扩散函数确定模块303具体包括：光瞳函数确定单元，用于根据所述全息单元的尺寸确定光瞳函数；离焦程度确定单元，用于根据所述三维模型上的点到全息显示屏的最大距离以及所述全息显示屏与所述全视差全息体视图之间的距离确定离焦程度；广义光瞳函数确定单元，用于根据所述光瞳函数以及所述离焦程度确定广义光瞳函数；点扩散函数确定单元，用于根据所述广义光瞳函数确定点扩散函数。
所述光瞳函数确定单元，具体包括：光瞳函数确定子单元，用于利用公式确定光瞳函数；其中，THogel(ξ,η)为光瞳函数；ξ为所述全息单元在空间位置的横坐标；η为所述全息单元在空间位置的纵坐标；ΔH为所述全息单元的尺寸。
再现像分辨率确定模块304，用于根据所述点扩散函数确定所述全视差全息体视图的再现像分辨率。
评估模块305，用于根据所述再现像分辨率评估所述全视差全息体视图再现像的像质。
本发明构建了以点扩散函数为核心的全息体视图再现像的评价指标，可以根据EPISM方法的执行规则通过一系列计算得到全息体视图再现像的分辨率，使用分辨率作为像质评价指标可以直观表现成像系统在空间域的再现特性，对优化EPISM方法参数和提高全息体视图再现像质量有直接意义。
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)

1.一种全视差全息体视图再现像的像质评估方法，其特征在于，包括：
利用有效视差图像分割与重组EPISM全息视图打印方法确定全视差全息体视图；
根据所述EPISM全息视图打印方法的执行规则确定执行参数；所述执行参数包括三维模型上的点到全息显示屏的最大距离、所述全视差全息体视图内全息单元的尺寸以及所述全息显示屏与所述全视差全息体视图之间的距离；所述全息显示屏设于所述三维模型以及所述全视差全息体视图之间；
根据所述执行参数确定点扩散函数；具体包括：
根据所述全息单元的尺寸确定光瞳函数；
根据所述三维模型上的点到全息显示屏的最大距离以及所述全息显示屏与所述全视差全息体视图之间的距离确定离焦程度；
根据所述光瞳函数以及所述离焦程度确定广义光瞳函数；具体包括：
利用公式确定广义光瞳函数；其中，k为所述EPISM全息视图打印方法中激光器的波数，k＝2π/λ，λ为所述激光器的波长；j为虚数；THogel(ξ,η)为光瞳函数；ξ为所述全息单元在空间位置的横坐标；η为所述全息单元在空间位置的纵坐标；
根据所述广义光瞳函数确定点扩散函数；具体包括：
利用公式确定点扩散函数；其中，hHogel(x',y')为点扩散函数；x'和y'为再现像点在空间中扩散范围的几何坐标；/>为傅里叶变换；fξ和fη为变换后的频域坐标；Lc为所述全息显示屏与所述全视差全息体视图之间的距离；
根据所述点扩散函数确定所述全视差全息体视图的再现像分辨率；
根据所述再现像分辨率评估所述全视差全息体视图再现像的像质。
2.根据权利要求1所述的全视差全息体视图再现像的像质评估方法，其特征在于，所述根据所述全息单元的尺寸确定光瞳函数，具体包括：
利用公式确定光瞳函数；其中，THogel(ξ,η)为光瞳函数；ξ为所述全息单元在空间位置的横坐标；η为所述全息单元在空间位置的纵坐标；ΔH为所述全息单元的尺寸。
3.根据权利要求2所述的全视差全息体视图再现像的像质评估方法，其特征在于，所述根据所述三维模型上的点到全息显示屏的最大距离以及所述全息显示屏与所述全视差全息体视图之间的距离确定离焦程度，具体包括：
利用公式确定离焦程度；其中，ε为离焦程度；Lp为所述三维模型上的点到全息显示屏的最大距离；Lc为所述全息显示屏与所述全视差全息体视图之间的距离。
4.根据权利要求3所述的全视差全息体视图再现像的像质评估方法，其特征在于，所述根据所述点扩散函数确定所述全视差全息体视图的再现像分辨率，具体包括：
根据所述点扩散函数确定再像点的扩散半径；
根据所述扩散半径确定所述全视差全息体视图的再现像分辨率。
5.一种全视差全息体视图再现像的像质评估系统，其特征在于，包括：
全视差全息体视图确定模块，用于利用有效视差图像分割与重组EPISM全息视图打印方法确定全视差全息体视图；
执行参数确定模块，用于根据所述EPISM全息视图打印方法的执行规则确定执行参数；所述执行参数包括三维模型上的点到全息显示屏的最大距离、所述全视差全息体视图内全息单元的尺寸以及所述全息显示屏与所述全视差全息体视图之间的距离；所述全息显示屏设于所述三维模型以及所述全视差全息体视图之间；
点扩散函数确定模块，用于根据所述执行参数确定点扩散函数；具体包括：
光瞳函数确定单元，用于根据所述全息单元的尺寸确定光瞳函数；
离焦程度确定单元，用于根据所述三维模型上的点到全息显示屏的最大距离以及所述全息显示屏与所述全视差全息体视图之间的距离确定离焦程度；
广义光瞳函数确定单元，用于根据所述光瞳函数以及所述离焦程度确定广义光瞳函数；具体包括：
利用公式确定广义光瞳函数；其中，k为所述EPISM全息视图打印方法中激光器的波数，k＝2π/λ，λ为所述激光器的波长；j为虚数；THogel(ξ,η)为光瞳函数；ξ为所述全息单元在空间位置的横坐标；η为所述全息单元在空间位置的纵坐标；
点扩散函数确定单元，用于根据所述广义光瞳函数确定点扩散函数；具体包括：
利用公式确定点扩散函数；其中，hHogel(x',y')为点扩散函数；x'和y'为再现像点在空间中扩散范围的几何坐标；/>为傅里叶变换；fξ和fη为变换后的频域坐标；Lc为所述全息显示屏与所述全视差全息体视图之间的距离；
再现像分辨率确定模块，用于根据所述点扩散函数确定所述全视差全息体视图的再现像分辨率；
评估模块，用于根据所述再现像分辨率评估所述全视差全息体视图再现像的像质。
6.根据权利要求5所述的全视差全息体视图再现像的像质评估系统，其特征在于，所述光瞳函数确定单元，具体包括：
光瞳函数确定子单元，用于利用公式确定光瞳函数；其中，THogel(ξ,η)为光瞳函数；ξ为所述全息单元在空间位置的横坐标；η为所述全息单元在空间位置的纵坐标；ΔH为所述全息单元的尺寸。
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