CN115442577A - 一种用于3d光场显示的多视点排布方法 - Google Patents

一种用于3d光场显示的多视点排布方法 Download PDF

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Abstract

本发明属于裸眼立体显示技术领域，公开了一种用于3D光场显示的多视点排布方法，包括以下步骤：1)基础视点的获取：通过平行相机的拍摄或者2D图片加深度图获得一组基础视点图像；2)多视点图像扩充：根据接收的基础视点图，通过复制的方式扩充成致密的多视点图像；3)裸眼3D图像的合成：根据接收的多个视点的图像，通过图像排布模式来排布3D图像中各像素点的图像信息，合成裸眼3D图像；所述图像排布模式包括台阶式反视点排布和倾斜式反视点排布。本方案允许用户能够裸眼观看清晰，立体感十足的3D画面，极大地降低了观看时的不适感，解决了现有技术裸眼3D图像模糊，立体感弱的问题。

Description

一种用于3D光场显示的多视点排布方法
技术领域
本发明涉及裸眼立体显示技术领域，更具体地说，涉及一种用于3D光场显示的多视点排布方法。
背景技术
裸眼立体显示技术正成为下一代电视技术的发展方向。传统的立体显示需要佩戴特制的眼镜，通过限制左右眼接受不同的图像，经过大脑计算从而生成一幅3D立体图像。这种成像方式，不仅受到眼镜的束缚，而且使得应用范围和舒适度都大打折扣。
裸眼立体显示技术采用微透镜阵列(Micro lens array)进行3D显示，在显示屏幕前面放置一个微透镜阵列，将多个视点的图像拼接成为一副3D图像，其RGB子像素发出的光线按照特定角度依次排布在空间中，那么在最佳观看位置人眼就可以接收不同方向的景物信息，从而产生立体感。
所以若是多个视点图像不能够合理排布，就会导致3D效果的不足以及观看者严重的不适感。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术裸眼3D图像模糊，立体感弱的问题，而提出的一种用于3D光场显示的多视点排布方法。
本发明采用如下的技术方案：
一种用于3D光场显示的多视点排布方法，包括以下步骤：
1)基础视点的获取：通过平行相机的拍摄或者2D图片加深度图获得一组基础视点图像；
2)多视点图像扩充：根据接收的基础视点图，通过复制的方式扩充成致密的多视点图像；
3)裸眼3D图像的合成：根据接收的多个视点的图像，通过图像排布模式来排布3D图像中各像素点的图像信息，合成裸眼3D图像；
所述图像排布模式包括台阶式反视点排布和倾斜式反视点排布。
作为上述技术方案的进一步描述：所述多视点图像具有m个基础视点，并对单个视点复制n份进行扩充，最终通过视点扩充排布模式扩展成N个总视点的图像；
所述视点扩充以及台阶式反视点排布模式如下：以前a(m/2≤a≤m)个基础视点扩展出a*n个视点作为前a*n个视点，接着按顺序将a-1,a-2,…，a-k(k<a)个基础视点扩展出的k*n个视点，选取前N-a*n个视点，作为后N-a*n个视点，构成最终的N视点图像。
作为上述技术方案的进一步描述：所述多视点图像具有11个基础视点，并对单个视点复制4份进行扩充，最终通过视点扩充排布模式扩展成44个总视点的图像；
所述视点扩充以及反视点排布模式如下：以前8个基础视点扩展出32个视点作为前32个视点，接着按顺序将7,6,5个基础视点扩展出的12个视点，作为后12个视点，构成最终的44视点图像。
作为上述技术方案的进一步描述：所述多视点图像具有m个基础视点，并对单个视点复制n份进行扩充，最终通过视点扩充排布模式扩展成N个总视点的图像；
当m为奇数(2k+1,k是自然数)时，视点扩充以及倾斜式反视点排布模式如下：以m个基础视点扩展出m*n个视点作为N视点图像，接着按顺序将m,m-1,…，2个基础视点替换N-k+1，N-k+2，…N，1,2,…，k视点的图像，构成最终的N视点图像；
当m为偶数(2k,k是自然数)时，视点扩充以及倾斜式反视点排布模式如下：以m个基础视点扩展出m*n个视点作为N视点图像，接着按顺序将m,m-1,…，2，1个基础视点替换N-k+1，N-k+2，…N，1,2,…，k视点的图像，构成最终的N视点图像。
作为上述技术方案的进一步描述：所述多视点图像具有11个基础视点，并对单个视点复制4份进行扩充，最终通过视点扩充排布模式扩展成44个总视点的图像；
所述视点扩充以及倾斜式反视点排布模式如下：以11个基础视点扩展出44个视点作为44视点图像，接着按顺序将11,10,…，2个基础视点替换40，41，…44，1,2,…，5视点的图像，构成最终的44视点图像。
作为上述技术方案的进一步描述：一种用于D光场显示的多视点排布系统，包括图像拍摄单元、裸眼D图像合成单元和显示装置，所述图像拍摄单元的输出端与裸眼D图像合成单元的输入端连接，所述裸眼D图像合成单元的输出端与显示装置连接；
所述图像拍摄单元用于获取基础多视点图像；所述的裸眼D图像合成单元用于将接收到的基础视点图像处理成适用于裸眼D显示的图像；
所述显示装置是用于裸眼D显示的显示屏，能够渲染输出合成的多视点图像；
所述裸眼D图像合成单元包括多视点图像扩充单元和图像合成单元，所述多视点图像扩充单元的输出端与图像合成单元的输入端连接，图像合成单元的输出端与显示装置；
所述多视点图像扩充单元根据接收的基础视点图，通过复制来产生致密的多视点图像；
图像合成单元根据接收的多个视点的图像，通过图像排布模式来排布D图像中各像素点的图像信息合成裸眼D图像。
作为上述技术方案的进一步描述：一种用于D光场显示的多视点排布系统，所述图像拍摄单元包括m个平行摄像机，m个平行摄像机保持相同间距对观测物进行拍摄。
相比于现有技术，本发明的优点在于：
本方案允许用户能够裸眼观看清晰，立体感十足的3D画面，极大地降低了观看时的不适感，解决了现有技术裸眼3D图像模糊，立体感弱的问题。
附图说明
图1为本发明的系统图；
图2为本发明实施例一的多视点图像排布模式；
图3为本发明实施例一的多视点图像连续视点变化图；
图4为本发明实施例二的多视点图像排布模式；
图5为本发明实施例二的多视点图像连续视点变化图。
图中标号说明：
1、图像拍摄单元；2、裸眼3D图像合成单元；21、多视点图像扩充单元；22、图像合成单元；3、显示装置。
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。
请参阅图1所示，一种用于3D光场显示的多视点排布系统，包括图像拍摄单元1、裸眼3D图像合成单元2和显示装置3，图像拍摄单元1的输出端与裸眼3D图像合成单元2的输入端连接，裸眼3D图像合成单元2的输出端与显示装置3连接；裸眼3D图像合成单元2包括多视点图像扩充单元21和图像合成单元22，多视点图像扩充单元21的输出端与图像合成单元22的输入端连接，图像合成单元22的输出端与显示装置3；
其中，图像拍摄单元1用于获取基础多视点图像，即用平行相机从多个角度拍摄得到观测物的多视点图像，也可以由2D图片和深度图片视点扩展系统得到多个基础视点图像。
裸眼3D图像合成单元2用于将接收到的基础视点图像处理成适用于裸眼3D显示的图像；
多视点图像扩充单元21根据接收的基础视点图，并根据显示需要，将基础视点图像复制，扩充为多视点图像；
图像合成单元22根据接收的多个视点的图像，通过图像排布模式来排布3D图像中各像素点的图像信息合成裸眼3D图像；
显示装置3用于裸眼3D显示的显示屏，能够渲染输出合成的多视点图像。另外，图像拍摄单元3包括m个平行摄像机，m个平行摄像机保持相同间距对观测物进行拍摄。
一种用于3D光场显示的多视点排布方法，包括以下步骤：
1)基础视点的获取：通过平行相机的拍摄或者2D图片加深度图获得一组基础视点图像；
2)多视点图像扩充：根据接收的基础视点图，通过复制的方式扩充成致密的多视点图像；
3)裸眼3D图像的合成：根据接收的多个视点的图像，通过图像排布模式来排布3D图像中各像素点的图像信息，合成裸眼3D图像其中，图像排布模式包括台阶式反视点排布和倾斜式反视点排布。
实施例一：
请参照图2和图3，实施例一的视点扩充以及台阶式反视点排布模式。
如果多视点图像具有m个基础视点，并对单个视点复制n份进行扩充，最终通过视点扩充排布模式扩展成N个总视点的图像。
视点扩充以及台阶式反视点排布模式如下：以前a(m/2≤a≤m)个基础视点扩展出a*n个视点作为前a*n个视点，接着按顺序将a-1,a-2,…，a-k(k<a)个基础视点扩展出的k*n个视点，选取前N-a*n个视点，作为后N-a*n个视点，构成最终的N视点图像。
例如，多视点图像具有11个基础视点，并对单个视点复制4份进行扩充，最终通过视点扩充排布模式扩展成44个总视点的图像；
其中视点扩充以及反视点排布模式如下：以前8个基础视点扩展出32个视点作为前32个视点，接着按顺序将7,6,5个基础视点扩展出的12个视点，作为后12个视点，构成最终的44视点图像。
实施例一：
请参照图4和图5，实施例二的视点扩充以及倾斜式反视点排布模式。
如果多视点图像具有m个基础视点，并对单个视点复制n份进行扩充，最终通过视点扩充排布模式扩展成N个总视点的图像则根据第一示例性实施例的倾斜式反视点排布模式的示例可根据“m”是奇数还是偶数而不同，因此分开进行描述。
当m为奇数(2k+1,k是自然数)时，视点扩充以及倾斜式反视点排布模式如下：以m个基础视点扩展出m*n个视点作为N视点图像，接着按顺序将m,m-1,…，2个基础视点替换N-k+1，N-k+2，…N，1,2,…，k视点的图像，构成最终的N视点图像；
例如，多视点图像具有11个基础视点，并对单个视点复制4份进行扩充，最终通过视点扩充排布模式扩展成44个总视点的图像；
视点扩充以及倾斜式反视点排布模式如下：以11个基础视点扩展出44个视点作为44视点图像，接着按顺序将11,10,…，2个基础视点替换40，41，…44，1,2,…，5视点的图像，构成最终的44视点图像。
当m为偶数(2k,k是自然数)时，视点扩充以及倾斜式反视点排布模式如下：以m个基础视点扩展出m*n个视点作为N视点图像，接着按顺序将m,m-1,…，2，1个基础视点替换N-k+1，N-k+2，…N，1,2,…，k视点的图像，构成最终的N视点图像。
例如，多视点图像具有10个基础视点，并对单个视点复制4份进行扩充，最终通过视点扩充排布模式扩展成40个总视点的图像。
其中视点扩充以及倾斜式反视点排布模式如下：以10个基础视点扩展出40个视点作为40视点图像，接着按顺序将10,9,…，1个基础视点替换36，37，…40，1,2,…，5视点的图像，构成最终的40视点图像。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式；但本发明的保护范围并不局限于此。任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其改进构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (7)

1.一种用于3D光场显示的多视点排布方法，其特征在于：包括以下步骤：
1)基础视点的获取：通过平行相机的拍摄或者2D图片加深度图获得一组基础视点图像；
2)多视点图像扩充：根据接收的基础视点图，通过复制的方式扩充成致密的多视点图像；
3)裸眼3D图像的合成：根据接收的多个视点的图像，通过图像排布模式来排布3D图像中各像素点的图像信息，合成裸眼3D图像；
所述图像排布模式包括台阶式反视点排布和倾斜式反视点排布。
2.根据权利要求1所述的一种用于3D光场显示的多视点排布方法，其特征在于：所述多视点图像具有m个基础视点，并对单个视点复制n份进行扩充，最终通过视点扩充排布模式扩展成N个总视点的图像；
所述视点扩充以及台阶式反视点排布模式如下：以前a(m/2≤a≤m)个基础视点扩展出a*n个视点作为前a*n个视点，接着按顺序将a-1,a-2,…，a-k(k<a)个基础视点扩展出的k*n个视点，选取前N-a*n个视点，作为后N-a*n个视点，构成最终的N视点图像。
3.根据权利要求2所述的一种用于3D光场显示的多视点排布方法，其特征在于：所述多视点图像具有11个基础视点，并对单个视点复制4份进行扩充，最终通过视点扩充排布模式扩展成44个总视点的图像；
所述视点扩充以及台阶式反视点排布模式如下：以前8个基础视点扩展出32个视点作为前32个视点，接着按顺序将7,6,5个基础视点扩展出的12个视点，作为后12个视点，构成最终的44视点图像。
4.根据权利要求1所述的一种用于3D光场显示的多视点排布方法，其特征在于：所述多视点图像具有m个基础视点，并对单个视点复制n份进行扩充，最终通过视点扩充排布模式扩展成N个总视点的图像；
当m为奇数(2k+1,k是自然数)时，视点扩充以及倾斜式反视点排布模式如下：以m个基础视点扩展出m*n个视点作为N视点图像，接着按顺序将m,m-1,…，2个基础视点替换N-k+1，N-k+2，…N，1,2,…，k视点的图像，构成最终的N视点图像；
当m为偶数(2k,k是自然数)时，视点扩充以及倾斜式反视点排布模式如下：以m个基础视点扩展出m*n个视点作为N视点图像，接着按顺序将m,m-1,…，2，1个基础视点替换N-k+1，N-k+2，…N，1,2,…，k视点的图像，构成最终的N视点图像。
5.根据权利要求4所述的一种用于3D光场显示的多视点排布方法，其特征在于：所述多视点图像具有11个基础视点，并对单个视点复制4份进行扩充，最终通过视点扩充排布模式扩展成44个总视点的图像；
所述视点扩充以及倾斜式反视点排布模式如下：以11个基础视点扩展出44个视点作为44视点图像，接着按顺序将11,10,…，2个基础视点替换40，41，…44，1,2,…，5视点的图像，构成最终的44视点图像。
6.根据权利要求1-5任一所述的一种用于3D光场显示的多视点排布系统，其特征在于：包括图像拍摄单元(1)、裸眼3D图像合成单元(2)和显示装置(3)，所述图像拍摄单元(1)的输出端与裸眼3D图像合成单元(2)的输入端连接，所述裸眼3D图像合成单元(2)的输出端与显示装置(3)连接；
所述图像拍摄单元(1)用于获取基础多视点图像；所述的裸眼3D图像合成单元(2)用于将接收到的基础视点图像处理成适用于裸眼3D显示的图像；
所述显示装置(3)是用于裸眼3D显示的显示屏，能够渲染输出合成的多视点图像；
所述裸眼3D图像合成单元(2)包括多视点图像扩充单元(21)和图像合成单元(22)，所述多视点图像扩充单元(21)的输出端与图像合成单元(22)的输入端连接，图像合成单元(22)的输出端与显示装置(3)；
所述多视点图像扩充单元(21)根据接收的基础视点图，通过复制来产生致密的多视点图像；
图像合成单元(22)根据接收的多个视点的图像，通过图像排布模式来排布3D图像中各像素点的图像信息合成裸眼3D图像。
7.根据权利要求6所述的一种用于3D光场显示的多视点排布系统，其特征在于：所述图像拍摄单元(3)包括m个平行摄像机，m个平行摄像机保持相同间距对观测物进行拍摄。
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