CN113079365B - 基于移轴相机的集成成像单元图像阵列生成方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于移轴相机的集成成像单元图像阵列生成方法和系统。该方法主要包括对三维场景进行采样和生成单元图像阵列。其中，采用移轴相机进行图像采样，能够显著提高样本图像采集的精确性和全面性。且在生成单元图像阵列的过程中，根据视差图像确定第一单元图像阵列，并依据系统参数确定第一单元图像阵列的分辨率，然后，依据该分辨率确定第一单元图像阵列的像素后，根据映射关系确定第一单元图像阵列中各列像素重构光线的空间位置，最后根据该空间位置得到样本图像中像素的位置对应关系，进而得到最终需要的单元图像阵列，以在解决采样图像边缘失焦问题的同时，提高生成的单元图像阵列精度，改善集成成像三维显示的效果。

Description

基于移轴相机的集成成像单元图像阵列生成方法和系统

技术领域

本发明涉及集成成像技术领域，特别是涉及一种基于移轴相机的集成成像单元图像阵列生成方法和系统。

背景技术

集成成像技术是一种通用的三维显示技术，其首先对三维场景进行采样可以得到一系列有规律的视差图像(不同视角位置拍摄的图像)，使用相应的算法对视差图像进行处理可以得到单元图像阵列，将其加载到合适的显示系统上，便可得到三维显示效果。

现有方案使用普通相机以弧形排列进行采样时其焦平面与参考面不重合，得到的采样图片边缘较模糊，影响重构效果。

发明内容

为解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种基于移轴相机的集成成像单元图像阵列生成方法和系统。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种基于移轴相机的集成成像单元图像阵列生成方法，包括：

获取被采样的参考平面和被采样的中心位置；其中，将进行三维显示时的中心深度平面所对应于被采样场景的相应平面作为被采样的参考平面；将进行三维显示的中心深度平面上的中心点所对应于被采样场景的相应平面的相应点位置作为被采样的中心位置；

根据所述参考平面和所述中心位置确定采样相机的分布轨迹；所述采样相机为移轴相机；

在所述分布轨迹上确定采样点；所述采样点间的间隔角均相等；

采用所述采样相机基于所述采样点进行采样得到样本图像；

根据所述样本图像生成视差图像；

根据所述视差图像确定第一单元图像阵列，并依据集成成像系统的系统参数确定所述第一单元图像阵列的分辨率；所述集成成像系统的系统参数包括：柱透镜覆盖显示平面的个数和平面显示器的分辨率；

根据所述分辨率确定所述第一单元图像阵列的像素；

根据所述第一单元图像阵列的像素，依据实际光线在所述空间直角坐标系中的映射关系确定第一单元图像阵列中各列像素重构光线的空间位置；所述空间直角坐标系为以所述中心位置为原点，以所述参考平面上的水平直线为x轴，以同一平面内与所述x轴呈90度垂直的直线为y轴，以垂直于xy平面的直线为z轴的直角坐标系；

根据所述第一单元图像阵列中各列像素重构光线的空间位置得到采样相机采集样本图像中像素的位置对应关系；

根据所述位置对应关系和所述第一单元图像阵列得到第二单元图像阵列；

将所述第二单元图像阵列加载在平面显示器上，得到三维显示结果。

优选地，所述采用所述采样相机基于所述采样点进行采样得到样本图像，具体包括：

在每一所述采样点均设置一采样相机进行采样得到所述样本图像。

优选地，所述采用所述采样相机基于所述采样点进行采样得到样本图像，具体包括：

沿所述分布轨迹设置弧形滑轨，并在所述弧形滑轨上安装支架；所述支架用于支撑采样相机；

采用安装在所述支架上的采样相机沿所述弧形滑轨进行滑动的同时，在所述采样点处进行采样得到样本图像。

优选地，所述根据所述第一单元图像阵列的像素，依据实际光线在所述空间直角坐标系中的映射关系确定第一单元图像阵列中各列像素重构光线的空间位置，具体包括：

获取柱透镜对应单元图像的图像参数；所述图像参数包括：像素列数、每列包含的像素个数；

根据所述图像参数确定所述单元图像中除中心列像素外任意一列像素r_i在空间直角坐标系x轴上的横坐标x_i和所述单元图像中中心列像素r_m在空间直角坐标系x轴上的横坐标x_m；

根据所述横坐标x_i和所述横坐标x_m确定任意一列像素r_i和中心列像素r_m间的实际距离h；

获取柱透镜的第二焦距和所述平面显示器距所述参考平面的距离；

根据所述实际距离h、所述第二焦距和所述平面显示器距所述参考平面的距离确定中心列像素r_m在空间直角坐标系x轴上的距离l_mG；

根据所述横坐标x_m和所述距离l_mG确定所述第一单元图像阵列中各列像素重构光线的空间位置。

优选地，所述根据所述位置对应关系和所述第一单元图像阵列得到第二单元图像阵列，具体包括：

根据所述位置对应关系对与所述第一单元图像阵列对应的区域内的像素位置进行插值和赋值处理后，得到第二单元图像阵列。

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：

本发明提供的基于移轴相机的集成成像单元图像阵列生成方法，主要包括对三维场景进行采样的方法和生成单元图像阵列的方法。其中，对三维场景进行采样的方法中采用移轴相机进行图像采样，能够显著提高样本图像采集的实时性和全面性。并且，在生成单元图像阵列的过程中，根据确定的视差图像确定第一单元图像阵列，并依据集成成像系统的系统参数确定第一单元图像阵列的分辨率，然后，依据这一分辨率确定第一单元图像阵列的像素后，根据这一像素和实际光线在所述空间直角坐标系中的映射关系确定第一单元图像阵列中各列像素重构光线的空间位置，最后根据这一空间位置得到采样相机采集样本图像中像素的位置对应关系，进而得到最终需要的单元图像阵列(即第二单元图像阵列)，以在解决采样图像边缘失焦问题的同时，提高生成的单元图像阵列精度，改善集成成像三维显示的效果。

对应于上述提供的基于移轴相机的集成成像单元图像阵列生成方法，本发明还提供了一种基于移轴相机的集成成像单元图像阵列生成系统，该系统包括：

获取模块，用于获取被采样的参考平面和被采样的中心位置；其中，将进行三维显示时的中心深度平面所对应于被采样场景的相应平面作为被采样的参考平面；将进行三维显示的中心深度平面上的中心点所对应于被采样场景的相应平面的相应点位置作为被采样的中心位置；

分布轨迹确定模块，用于根据所述参考平面和所述中心位置确定采样相机的分布轨迹；所述采样相机为移轴相机；

采样点确定模块，用于在所述分布轨迹上确定采样点；所述采样点间的间隔角均相等；

采样模块，用于采用所述采样相机基于所述采样点进行采样得到样本图像；

视差图像生成模块，用于根据所述样本图像生成视差图像；

分辨率确定模块，用于根据所述视差图像确定第一单元图像阵列，并依据集成成像系统的系统参数确定所述第一单元图像阵列的分辨率；所述集成成像系统的系统参数包括：柱透镜覆盖显示平面的个数和平面显示器的分辨率；

像素确定模块，用于根据所述分辨率确定所述第一单元图像阵列的像素；

空间位置确定模块，用于根据所述第一单元图像阵列的像素，依据实际光线在所述空间直角坐标系中的映射关系确定第一单元图像阵列中各列像素重构光线的空间位置；所述空间直角坐标系为以所述中心位置为原点，以所述参考平面上的水平直线为x轴，以同一平面内与所述x轴呈90度垂直的直线为y轴，以垂直于xy平面的直线为z轴的直角坐标系；

位置对应关系确定模块，用于根据所述第一单元图像阵列中各列像素重构光线的空间位置得到采样相机采集样本图像中像素的位置对应关系；

第二单元图像阵列确定模块，用于根据所述位置对应关系和所述第一单元图像阵列得到第二单元图像阵列；

显示模块，用于将所述第二单元图像阵列加载在平面显示器上，得到三维显示结果。

优选地，所述采样模块具体包括：

第一采样单元，用于在每一所述采样点均设置一采样相机进行采样得到所述样本图像。

优选地，所述采样模块具体包括：

安装单元，用于沿所述分布轨迹设置弧形滑轨，并在所述弧形滑轨上安装支架；所述支架用于支撑采样相机；

第二采样单元，用于采用安装在所述支架上的采样相机沿所述弧形滑轨进行滑动的同时，在所述采样点处进行采样得到样本图像。

优选地，所述空间位置确定模块具体包括：

参数获取单元，用于获取柱透镜对应单元图像的图像参数；所述图像参数包括：像素列数、每列包含的像素个数；

横坐标确定单元，用于根据所述图像参数确定所述单元图像中除中心列像素外任意一列像素r_i在空间直角坐标系x轴上的横坐标x_i和所述单元图像中中心列像素r_m在空间直角坐标系x轴上的横坐标x_m；

实际距离确定单元，用于根据所述横坐标x_i和所述横坐标x_m确定任意一列像素r_i和中心列像素r_m间的实际距离h；

第一距离确定单元，用于获取柱透镜的第二焦距和所述平面显示器距所述参考平面的距离；

第二距离确定单元，用于根据所述实际距离h、所述第二焦距和所述平面显示器距所述参考平面的距离确定中心列像素r_m在空间直角坐标系x轴上的距离l_mG；

空间位置确定单元，用于根据所述横坐标x_m和所述距离l_mG确定所述第一单元图像阵列中各列像素重构光线的空间位置。

优选地，所述第二单元图像阵列确定模块具体包括：

第二单元图像阵列确定单元，用于根据所述位置对应关系对与所述第一单元图像阵列对应的区域内的像素位置进行插值和赋值处理后，得到第二单元图像阵列。

因，本发明提供的上述系统实现的技术目的与本发明提供的上述方法所实现的技术目的相同，因此，在此不再进行赘述。

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为本发明提供的基于移轴相机的集成成像单元图像阵列生成方法的流程图；

图2为本发明实施例提供的参考平面的位置示意图；

图3为本发明实施例提供的空间直角坐标系的示意图；

图4为本发明提供的基于移轴相机的集成成像单元图像阵列生成系统的结构示意图。

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基于移轴相机的集成成像单元图像阵列生成方法和系统，以在解决采样图像边缘失焦问题的同时，提高生成的单元图像阵列精度，改善集成成像三维显示的效果。

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，本发明提供的基于移轴相机的集成成像单元图像阵列生成方法，包括：

步骤100：获取被采样的参考平面和被采样的中心位置。其中，将进行三维显示时的中心深度平面所对应于被采样场景的相应平面作为被采样的参考平面。将进行三维显示的中心深度平面上的中心点所对应于被采样场景的相应平面的相应点位置作为被采样的中心位置。其中参考平面为图2所示的平面u(图2为俯视图，因此平面u表示为直线)，中心位置为图2所示的点O。

在进行步骤100之前，需要先确定被采样的场景。在本发明中优选将后续将要进行三维显示的场景作为被采样的场景，如附图2中所示，是将魔方作为被采样场景。

步骤101：根据参考平面和中心位置确定采样相机的分布轨迹。采样相机为移轴相机。

其中，将过采样中心位置O且与参考平面u垂直的平面作为采样相机分布的轨迹平面S(即为图2中使用网格表示的平面S)，采样相机即在此平面上分布。在此平面S上作关于采样中心位置O对称的、以R为半径、以α为圆心角的弧线，作为采样相机分布轨迹。其中，轨迹半径R设为能够对三维场景进行完整采样的最短采样距离，采样圆心角α由三维显示系统决定，默认设置为最大值180°。

步骤102：在分布轨迹上确定采样点。采样点间的间隔角均相等。其中，间隔角θ由三维显示的精度要求决定，要求小于人眼的最小分辨角1角分，根据间隔角θ在轨迹弧线上确定均匀分布的n个采样点，此时间隔角θ与采样圆心角α、采样点数量n有如下关系：

步骤103：采用采样相机基于采样点进行采样得到样本图像。

步骤104：根据样本图像采用生成视差图像。具体的，在所有采样点均完成采样后便可实现对选定场景的采样，获取用于集成成像三维显示的视差图像，完成了集成成像技术中的采样过程。

步骤105：根据视差图像确定第一单元图像阵列，并依据集成成像系统的系统参数确定第一单元图像阵列的分辨率。集成成像系统的系统参数包括：柱透镜覆盖显示平面的个数和平面显示器的分辨率。

其中，成像系统被设置为：由平面显示器与其表面的柱透镜阵列组成，平面显示器设置在预期显示三维场景的后部，一般距离参考面位置为k，通常取k＝R/4(可根据显示效果调整)，柱透镜的节距记为T，其第二焦距为f’，如附图3所示。其中，G表示重构光线r_iG与参考面的交点，也是采样光线GN在参考面上的采样点，EF表示重构光线r_iG在参考面上的分布界限。

具体的，确定分辨率的过程为：设具有水平运动视差的集成成像系统由m个柱透镜覆盖显示平面组成，其平面显示器的分辨率为p×p，则其单元图像阵列由m个分辨率为r×q的矩形单元图像组成，其每个分辨率为r×q的单元图像的实际大小即为单个柱透镜所覆盖的显示区域。

步骤106：根据分辨率确定第一单元图像阵列的像素。具体的，根据集成成像系统中平面显示器的分辨率p×q和实际大小s×t，计算实际像素大小e。一般情况下实际像素为正方形，其大小为e×e，其中

步骤107：根据第一单元图像阵列的像素，依据实际光线在空间直角坐标系中的映射关系确定第一单元图像阵列中各列像素重构光线的空间位置。空间直角坐标系为以中心位置为原点，以参考平面上的水平直线为x轴，以同一平面内与x轴呈90度垂直的直线为y轴，以垂直于xy平面的直线为z轴的直角坐标系。

步骤108：根据第一单元图像阵列中各列像素重构光线的空间位置得到采样相机采集样本图像中像素的位置对应关系。

步骤109：根据位置对应关系和第一单元图像阵列得到第二单元图像阵列。具体的，依次对每个单元图像的每列像素进行坐标映射计算并赋值，最终可完成整个平面显示器所需要的m个单元图像的计算，获得分辨率为p×q的单元图像阵列。

步骤110：将第二单元图像阵列加载在平面显示器上，得到三维显示结果。具体的，将单元图像阵列加载到预设的平面显示器上，略微调整柱透镜阵列位置直至获得最好的三维显示效果。

其中，步骤103中，本发明所使用的采样方法可以分为两种，一种是通过处于不同位置的移轴相机进行同时采样，另外一种是通过滑轨移动一个或多个相机的拍摄位置进行多次采样，均可达到预期效果，本质相同，下面对这两种采样方法进行具体介绍：

第一种采样方法是，在每一采样点均设置一采样相机进行采样得到样本图像。具体的，在一采样点N处设置移轴相机进行采样。保持采样相机的镜头中心位置位于采样点N，相机镜头对准采样中心O，此时相机镜头所处的竖直平面v与参考平面u交于一条竖直直线，在附图中为直线k，调整移轴镜头的水平倾角，使成像平面w与镜头平面v和参考平面u交于同一条直线k，根据沙姆定律，此时参考平面u上的物点均可以经移轴镜头在成像平面w处成清晰的像，在此位置进行一次拍摄即完成此位置处的采样。

另一种采样方法是，沿分布轨迹设置弧形滑轨，并在弧形滑轨上安装支架。支架使一个或多个移轴相机可沿滑轨自由滑动并固定。采用安装在支架上的采样相机沿弧形滑轨进行滑动的同时进行采样得到样本图像。具体的，使一个或多个相机滑动到采样点位置处后进行固定，按第一种采样方法调整移轴相机的镜头，保持镜头对准采样中心，镜头平面v、成像平面w与参考平面u交于同一直线k，根据沙姆定律，此时参考平面u上的物点均可以经移轴镜头在成像平面w处成清晰的像。

进一步，上述步骤107具体包括：

获取柱透镜对应单元图像的图像参数。图像参数包括：像素列数、每列包含的像素个数。具体的，对于第M个柱透镜所对的第M个单元图像，其共有r列像素，每列像素包含p个像素。其中的第r_i列像素与平面显示器第一列像素的实际距离为[(M-1)r+r_i]·e。

根据图像参数确定单元图像中除中心列像素外任意一列像素r_i在空间直角坐标系x轴上的横坐标x_i和单元图像中中心列像素r_m在空间直角坐标系x轴上的横坐标x_m。

其中，

根据横坐标x_i和横坐标x_m确定任意一列像素r_i和中心列像素r_m间的实际距离h。

其中，

获取柱透镜的第二焦距和平面显示器距参考平面的距离。

根据实际距离h、第二焦距和平面显示器距参考平面的距离确定中心列像素r_m在空间直角坐标系x轴上的距离l_mG。具体的，该列像素发出的光线经柱透镜折射形成的光线为r_iG，G位于参考面上，记G处的x轴坐标为x_G，根据柱透镜的成像特性，其与r_m的x轴方向上的距离l_mG为

根据横坐标x_m和距离l_mG确定第一单元图像阵列中各列像素重构光线的空间位置。具体的，根据上述确定的距离l_mG可确定r_i列像素重构光线的空间位置，同时也可由此确定其所对应的采样光线的空间位置。延长r_iG交采样相机轨迹于点N，N处的采样相机即为采样到此列像素的相机，其位置可通过采样角β(采样相机拍摄方向与z轴夹角)确定，其可由以下几式联立解得：

对于采样相机N，记其在参考面u上的拍摄范围为EF，则重构列像素r_iG所对应的采样列像素x轴坐标为：

由此得到了第M个单元图像的第r_i列像素与第N个采样相机的采样图像x_G坐标处列像素的对应关系，使用该列像素进行对应区域插值赋值便完成了该第r_i列像素的映射计算。

综上，通过采用本发明提供的上述方法，可以有效改善集成成像技术中使用一般相机对真实三维场景进行采样时的边缘场景模糊问题，提高生成的单元图像阵列精度。

在传统方法中使用普通相机进行采样时，因为普通相机拍摄的焦平面与参考平面不重合，边缘位置没有对焦于参考面，记失焦偏差为δ，则参考面上不同x轴位置像素的失焦偏差δ可计算为

随采样角度变大，采样像素距离采样中心越远，其失焦偏差δ越大，使得视差图像边缘不是清晰的参考面图像，影响后续进行单元图像阵列生成的精度，进而影响三维显示的效果。而本发明通过移轴镜头的运用使焦平面与参考面完全重合，整个参考面上的物点均可在相机中成清晰的像，消除了失焦偏差δ，由此提高生成的单元图像阵列精度，进而改善进行集成成像三维显示的效果。

此外，对应于上述提供的基于移轴相机的集成成像单元图像阵列生成方法，本发明还提供了一种基于移轴相机的集成成像单元图像阵列生成系统，，如图4所示，该系统包括：获取模块1、分布轨迹确定模块2、采样点确定模块3、采样模块4、视差图像生成模块5、分辨率确定模块6、像素确定模块7、空间位置确定模块8、位置对应关系确定模块9、第二单元图像阵列确定模块10和显示模块11。

其中，获取模块1用于获取被采样的参考平面和被采样的中心位置。其中，将进行三维显示时的中心深度平面所对应于被采样场景的相应平面作为被采样的参考平面。将进行三维显示的中心深度平面上的中心点所对应于被采样场景的相应平面的相应点位置作为被采样的中心位置。

分布轨迹确定模块2用于根据参考平面和中心位置确定采样相机的分布轨迹。采样相机为移轴相机。

采样点确定模块3用于在分布轨迹上确定采样点。采样点间的间隔角均相等。

采样模块4用于采用采样相机基于采样点进行采样得到样本图像。

视差图像生成模块5用于根据样本图像采用生成视差图像。

分辨率确定模块6用于根据视差图像确定第一单元图像阵列，并依据集成成像系统的系统参数确定第一单元图像阵列的分辨率。集成成像系统的系统参数包括：柱透镜覆盖显示平面的个数和平面显示器的分辨率。

像素确定模块7用于根据分辨率确定第一单元图像阵列的像素。

空间位置确定模块8用于根据第一单元图像阵列的像素，依据实际光线在空间直角坐标系中的映射关系确定第一单元图像阵列中各列像素重构光线的空间位置。空间直角坐标系为以中心位置为原点，以参考平面上的水平直线为x轴，以同一平面内与x轴呈90度垂直的直线为y轴，以垂直于xy平面的直线为z轴的直角坐标系。

位置对应关系确定模块9用于根据第一单元图像阵列中各列像素重构光线的空间位置得到采样相机采集样本图像中像素的位置对应关系。

第二单元图像阵列确定模块10用于根据位置对应关系和第一单元图像阵列得到第二单元图像阵列。

显示模块11用于将第二单元图像阵列加载在平面显示器上，得到三维显示结果。

作为本发明的一优选实施例，上述采样模块4具体包括：第一采样单元。

其中，第一采样单元用于在每一采样点均设置一采样相机进行采样得到样本图像。

作为本发明的另一优选实施例，上述采样模块4可以具体包括：安装单元和第二采样单元。

其中，安装单元用于沿分布轨迹设置弧形滑轨，并在弧形滑轨上安装支架。支架用于支撑采样相机。

第二采样单元用于采用安装在支架上的采样相机沿弧形滑轨进行滑动的同时进行采样得到样本图像。

作为本发明的再一优选实施例，上述空间位置确定模块8具体包括：参数获取单元、横坐标确定单元、实际距离确定单元、第一距离确定单元、第二距离确定单元和空间位置确定单元。

其中，参数获取单元用于获取柱透镜对应单元图像的图像参数。图像参数包括：像素列数、每列包含的像素个数。

横坐标确定单元用于根据图像参数确定单元图像中除中心列像素外任意一列像素r_i在空间直角坐标系x轴上的横坐标x_i和单元图像中中心列像素r_m在空间直角坐标系x轴上的横坐标x_m。

实际距离确定单元用于根据横坐标x_i和横坐标x_m确定任意一列像素r_i和中心列像素r_m间的实际距离h。

第一距离确定单元用于获取柱透镜的第二焦距和平面显示器距参考平面的距离。

第二距离确定单元用于根据实际距离h、第二焦距和平面显示器距参考平面的距离确定中心列像素r_m在空间直角坐标系x轴上的距离l_mG。

空间位置确定单元用于根据横坐标x_m和距离l_mG确定第一单元图像阵列中各列像素重构光线的空间位置。

作为本发明的又一优选实施例，上述第二单元图像阵列确定模块10具体包括：第二单元图像阵列确定单元。

其中，第二单元图像阵列确定单元，用于根据位置对应关系对与第一单元图像阵列对应的区域内的像素位置进行插值和赋值处理后，得到第二单元图像阵列。

本发明提供的基于移轴相机的集成成像单元图像阵列生成方法，主要说明了使用移轴相机对三维场景进行采样的方法和使用移轴相机拍摄得到的视差图像生成单元图像阵列的方法。其中采样方法分为两种，分别是使用移轴相机阵列和使用安置于滑轨上可滑动的移轴相机，均可获得预期的效果，使采样的焦平面与参考面重合，解决了采样图像边缘失焦的问题，提高生成的单元图像阵列精度，改善集成成像三维显示的效果。

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 (10)

1.一种基于移轴相机的集成成像单元图像阵列生成方法，其特征在于，包括：

获取被采样的参考平面和被采样的中心位置；其中，将进行三维显示时的中心深度平面所对应于被采样场景的相应平面作为被采样的参考平面；将进行三维显示的中心深度平面上的中心点所对应于被采样场景的相应平面的相应点位置作为被采样的中心位置；

根据所述参考平面和所述中心位置确定采样相机的分布轨迹；所述采样相机为移轴相机；

在所述分布轨迹上确定采样点；所述采样点间的间隔角均相等；

采用所述采样相机基于所述采样点进行采样得到样本图像；

根据所述样本图像生成视差图像；

根据所述视差图像确定第一单元图像阵列，并依据集成成像系统的系统参数确定所述第一单元图像阵列的分辨率；所述集成成像系统的系统参数包括：柱透镜覆盖显示平面的个数和平面显示器的分辨率；

根据所述分辨率确定所述第一单元图像阵列的像素；

根据所述第一单元图像阵列的像素，依据实际光线在空间直角坐标系中的映射关系确定第一单元图像阵列中各列像素重构光线的空间位置；所述空间直角坐标系为以所述中心位置为原点，以所述参考平面上的水平直线为x轴，以同一平面内与所述x轴呈90度垂直的直线为y轴，以垂直于xy平面的直线为z轴的直角坐标系；

根据所述第一单元图像阵列中各列像素重构光线的空间位置得到采样相机采集样本图像中像素的位置对应关系；

根据所述位置对应关系和所述第一单元图像阵列得到第二单元图像阵列；

将所述第二单元图像阵列加载在平面显示器上，得到三维显示结果。

2.根据权利要求1所述的基于移轴相机的集成成像单元图像阵列生成方法，其特征在于，所述采用所述采样相机基于所述采样点进行采样得到样本图像，具体包括：

在每一所述采样点均设置一采样相机进行采样得到所述样本图像。

3.根据权利要求1所述的基于移轴相机的集成成像单元图像阵列生成方法，其特征在于，所述采用所述采样相机基于所述采样点进行采样得到样本图像，具体包括：

沿所述分布轨迹设置弧形滑轨，并在所述弧形滑轨上安装支架；所述支架用于支撑采样相机；

采用安装在所述支架上的采样相机沿所述弧形滑轨进行滑动的同时，在所述采样点处进行采样得到样本图像。

4.根据权利要求1所述的基于移轴相机的集成成像单元图像阵列生成方法，其特征在于，所述根据所述第一单元图像阵列的像素，依据实际光线在所述空间直角坐标系中的映射关系确定第一单元图像阵列中各列像素重构光线的空间位置，具体包括：

获取柱透镜对应单元图像的图像参数；所述图像参数包括：像素列数、每列包含的像素个数；

根据所述图像参数确定所述单元图像中除中心列像素外任意一列像素r_i在空间直角坐标系x轴上的横坐标x_i和所述单元图像中中心列像素r_m在空间直角坐标系x轴上的横坐标x_m；

根据所述横坐标x_i和所述横坐标x_m确定任意一列像素r_i和中心列像素r_m间的实际距离h；

获取柱透镜的第二焦距和所述平面显示器距所述参考平面的距离；

根据所述实际距离h、所述第二焦距和所述平面显示器距所述参考平面的距离确定中心列像素r_m与交点G的x轴坐标在空间直角坐标系x轴上的距离l_mG；所述交点G为重构光线与参考面的交点；

根据所述横坐标x_m和所述距离l_mG确定所述第一单元图像阵列中各列像素重构光线的空间位置。

5.根据权利要求1所述的基于移轴相机的集成成像单元图像阵列生成方法，其特征在于，所述根据所述位置对应关系和所述第一单元图像阵列得到第二单元图像阵列，具体包括：

根据所述位置对应关系对与所述第一单元图像阵列对应的区域内的像素位置进行插值和赋值处理后，得到第二单元图像阵列。

6.一种基于移轴相机的集成成像单元图像阵列生成系统，其特征在于，包括：

获取模块，用于获取被采样的参考平面和被采样的中心位置；其中，将进行三维显示时的中心深度平面所对应于被采样场景的相应平面作为被采样的参考平面；将进行三维显示的中心深度平面上的中心点所对应于被采样场景的相应平面的相应点位置作为被采样的中心位置；

分布轨迹确定模块，用于根据所述参考平面和所述中心位置确定采样相机的分布轨迹；所述采样相机为移轴相机；

采样点确定模块，用于在所述分布轨迹上确定采样点；所述采样点间的间隔角均相等；

采样模块，用于采用所述采样相机基于所述采样点进行采样得到样本图像；

视差图像生成模块，用于根据所述样本图像生成视差图像；

分辨率确定模块，用于根据所述视差图像确定第一单元图像阵列，并依据集成成像系统的系统参数确定所述第一单元图像阵列的分辨率；所述集成成像系统的系统参数包括：柱透镜覆盖显示平面的个数和平面显示器的分辨率；

像素确定模块，用于根据所述分辨率确定所述第一单元图像阵列的像素；

空间位置确定模块，用于根据所述第一单元图像阵列的像素，依据实际光线在空间直角坐标系中的映射关系确定第一单元图像阵列中各列像素重构光线的空间位置；所述空间直角坐标系为以所述中心位置为原点，以所述参考平面上的水平直线为x轴，以同一平面内与所述x轴呈90度垂直的直线为y轴，以垂直于xy平面的直线为z轴的直角坐标系；

位置对应关系确定模块，用于根据所述第一单元图像阵列中各列像素重构光线的空间位置得到采样相机采集样本图像中像素的位置对应关系；

第二单元图像阵列确定模块，用于根据所述位置对应关系和所述第一单元图像阵列得到第二单元图像阵列；

显示模块，用于将所述第二单元图像阵列加载在平面显示器上，得到三维显示结果。

7.根据权利要求6所述的基于移轴相机的集成成像单元图像阵列生成系统，其特征在于，所述采样模块具体包括：

第一采样单元，用于在每一所述采样点均设置一采样相机进行采样得到所述样本图像。

8.根据权利要求6所述的基于移轴相机的集成成像单元图像阵列生成系统，其特征在于，所述采样模块具体包括：

安装单元，用于沿所述分布轨迹设置弧形滑轨，并在所述弧形滑轨上安装支架；所述支架用于支撑采样相机；

第二采样单元，用于采用安装在所述支架上的采样相机沿所述弧形滑轨进行滑动的同时，在所述采样点处进行采样得到样本图像。

9.根据权利要求6所述的基于移轴相机的集成成像单元图像阵列生成系统，其特征在于，所述空间位置确定模块具体包括：

参数获取单元，用于获取柱透镜对应单元图像的图像参数；所述图像参数包括：像素列数、每列包含的像素个数；

横坐标确定单元，用于根据所述图像参数确定所述单元图像中除中心列像素外任意一列像素r_i在空间直角坐标系x轴上的横坐标x_i和所述单元图像中中心列像素r_m在空间直角坐标系x轴上的横坐标x_m；

实际距离确定单元，用于根据所述横坐标x_i和所述横坐标x_m确定任意一列像素r_i和中心列像素r_m间的实际距离h；

第一距离确定单元，用于获取柱透镜的第二焦距和所述平面显示器距所述参考平面的距离；

第二距离确定单元，用于根据所述实际距离h、所述第二焦距和所述平面显示器距所述参考平面的距离确定中心列像素r_m与交点G的x轴坐标在空间直角坐标系x轴上的距离l_mG；所述交点G为重构光线与参考面的交点；

空间位置确定单元，用于根据所述横坐标x_m和所述距离l_mG确定所述第一单元图像阵列中各列像素重构光线的空间位置。

10.根据权利要求6所述的基于移轴相机的集成成像单元图像阵列生成系统，其特征在于，所述第二单元图像阵列确定模块具体包括：

第二单元图像阵列确定单元，用于根据所述位置对应关系对与所述第一单元图像阵列对应的区域内的像素位置进行插值和赋值处理后，得到第二单元图像阵列。

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