基于Maya的立体元图像阵列的生成

提出了一种基于Maya的立体元图像阵列生成方法,该方法无需实景采集设备,可以根据显示平台参数自由调整渲染,生成任意大小的多种孔径透镜阵列所需的立体元图像,即克服了传统集成成像系统存在的空间反转和串扰等问题,又避免了复杂而繁琐的光学设备校准,快速推进理论研究,提供基于集成成像系统研究所需的各种图像来源。实验分别从子图像与立体元图像间的映射关系、真实再现立体图像、虚拟再现立体图像3个方面验证了本文方法的正确性。

结合成像几何特征的立体元图像阵列编码

为了解决集成成像系统中立体元图像阵列存储和传输的问题,本文提出了一种结合成像几何特征的立体元图像阵列编解码算法。首先,根据立体元图像阵列采集过程中的相关物理参数确定不同立体元图像中同名像点的偏移量,对立体元图像阵列中每行相邻立体元图像进行分组并确定编码顺序。然后,确定待编码立体元图像的预测图并计算待编码立体元图像与其预测图的残差。最后,对残差进行HEVC编码。实验结果表明,与传统的HEVC帧内预测编码算法,以及与将立体元图像阵列中的所有立体元图像组成一个视频序列进行HEVC编码的算法相比,在相同比特率的情况下,本算法解码图像的质量提高了10~25dB,说明本文提出的算法具有更高效的编码性能。

蜂窝式立体元图像阵列的生成

提出了一种蜂窝式透镜阵列立体元图像的生成方法。首先,通过分析真实透镜的成像原理,建立了成像模型。然后,利用虚拟相机阵列模拟透镜阵列,根据显示端透镜阵列和显示器的参数设置虚拟相机的采集参数。最后,采用投影的方式生成立体元图像阵列。实验结果表明:利用本文方法生成的蜂窝式立体元图像阵列在水平和垂直方向均具有连续的视差变化,且满足子图像与立体元图像之间的投影关系,可以真实再现3D物体的空间信息。本文方法既克服了透镜阵列直接采集存在的空间反转和串扰等问题,又可避免光学采集设备带来的误差,节约成本,可为基于组合成像系统研究提供各种图像来源。

立体元图像阵列的分布式预测编码

为解决组合立体成像系统中立体元图像阵列的存储和传输问题,采用分布式预测编码的方法对立体元图像阵列进行压缩.利用立体元图像间的像素关系,将立体元图像阵列变换成子图像阵列;根据子图像阵列的规律性变化,采用最优位移预测结合PRISM分布式编码结构对子图像阵列进行分级编码.实验结果表明,所提算法的率失真性能明显优于JPEG编码标准;在立体元图像阵列分辨率一定的情况下,组合立体成像系统的显示分辨率越高,本方法的压缩性能越好,对未来高分辨率显示的组合立体成像系统具有更好的适应能力.

离散采集结合自适应窗截取的立体元图像生成

为了克服离散视点采集结合窗截取的立体元图像生成方法对采集平台参数的依赖,本文提出采用基于拍摄对象的自适应窗截取算法来获得立体元图像阵列。首先,利用离散视点采集平台获得拍摄对象的离散视点图像阵列;然后,计算拍摄对象在每幅离散视点图像中的成像区域,再根据成像区域对截取窗参数的制约关系生成截取窗,并利用截取窗将离散视点图像阵列处理成子图像阵列;最后,根据立体元图像阵列与子图像阵列之间的映射关系,将子图像阵列转换成立体元图像阵列。实验结果表明:本文方法能够在采集平台参数未知的情况下,获得与传统方法相同的立体元图像阵列,大大提高了离散视点图像阵列的通用性和立体元图像阵列的生成效率。

基于窗截取的立体元图像阵列快速生成

集成成像需要从不同角度记录三维(3D)物体的空间信息,采用计算机生成时,计算量大、时间长。针对这一问题,提出窗截取的立体元图像阵列快速生成方法。模拟真实透镜阵列的结构,建立采样模型,根据显示平台光学参数计算得出虚拟3D物体对应每个虚拟透镜元中的图像,即立体元图像,然后采用窗截取的方式生成立体元图像阵列。改变采样点和窗函数可以生成任意孔径任意排列结构的立体元图像阵列。实验搭建基于LED的集成成像显示平台,设计了与LED匹配的方形、六边形、圆形孔径的透镜阵列,选取不同类型的3D模型对比立体元图像阵列的计算时间和立体显示效果,结果表明,在不改变立体图像质量的前提下,当立体元图像的分辨率高于透镜阵列的采样率时,本文方法速度更快。

基于集成成像的虚实融合场景立体显示

提出一种利用三维重建技术与集成成像立体显示系统相融合的虚实模型融合显示技术。首先提取匹配图像特征点并根据图像特征点计算稀疏点云模型。其次采用密集点云生成技术生成密集点云模型,采用泊松重建技术获得物体计算机三维模型。最后构建虚实融合场景,并且利用集成成像虚拟采集系统获得虚实融合场景立体元图像阵列。

光场内容采集与LED集成成像显示系统

传统的平面显示设备无法呈现物体的深度信息,而近些年涌现的立体视频长时间观看会产生眩晕等不适感,因此,符合人类视觉机理的真三维显示是未来显示技术发展的终极目标。我们围绕光场内容采集和LED集成成像显示系统,首次将高密度小间距LED新型显示器件和真三维集成成像技术相结合,突破了集成成像只能小尺寸、低分辨率显示的瓶颈;提出了离散视点采集结合窗截取的立体元图像阵列生成方案,实现了适用于任意孔径、任意排列结构透镜阵列的光场内容高效、灵活、高保真度绘制;针对使用不同孔径透镜阵列的集成成像系统,通过发明一种新的性能评价模型,克服了现有客观评价方法的局限性。上述研究成果填补了国内外真三维显示领域的空白,潜在应用价值巨大。