專利名稱：柱鏡光柵覆蓋非整數(shù)子像素情況下立體圖像的合成方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及立體顯示圖像合成方法領(lǐng)域，具體為一種柱鏡光柵覆蓋非整數(shù)子像素情況下立體圖像的合成方法。
背景技術(shù)：
光柵是指附在畫面或屏幕外面、能夠使人利用雙眼視差和光的折射原理看到立體圖像的一種利用印刷或壓制技術(shù)所制成的材料，用于自由立體顯示器的光柵可分為三大類狹縫光柵、柱鏡光柵、點(diǎn)陣式光柵。其中，點(diǎn)陣式光柵很少見，目前狹縫與柱鏡光柵比較常用，而柱鏡光柵與狹縫光柵相比顯示屏亮度沒有降低，所以目前自由立體顯示所用光柵主要是柱鏡光柵。目前，利用視差法形成立體圖像的主流代表為柱透鏡光柵成像，該方法較簡單，使用普遍。柱透鏡光柵立體成像法利用光柵的分光作用將立體圖像分別投射到左右眼，在視網(wǎng)膜上形成視差，經(jīng)過大腦神經(jīng)系統(tǒng)融合形成立體視覺?；谠撛?，需要將原圖像進(jìn)行重組，使合成的圖像在柱透鏡光柵作用下呈現(xiàn)出立體效果。但是目前存在的一個(gè)問題是，常常光柵的線數(shù)和顯示器物理分辨率并不能完全匹配，每個(gè)柱鏡光柵下并不能能夠覆蓋整數(shù)個(gè)像素，即不能保證圖像像素被整除，會(huì)有剩余像素出現(xiàn)，從而導(dǎo)致立體圖像存在一定誤差， 極大影響了立體顯示效果。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種柱鏡光柵覆蓋非整數(shù)子像素情況下立體圖像的合成方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)方法合成立體圖像時(shí)會(huì)有剩余像素出現(xiàn)，導(dǎo)致合成圖像時(shí)存在誤差，影響立體顯示效果的問題。為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為
柱鏡光柵覆蓋非整數(shù)子像素情況下立體圖像的合成方法，應(yīng)用于多視點(diǎn)的配置有柱鏡光柵的柱鏡式的自由立體顯示器，所述自由立體顯示器的柱鏡光柵傾斜角度為θ，其特征在于包括以下步驟
(1)、測量出自由立體顯示器配置的柱鏡光柵的精確線數(shù)LPI制作一個(gè)柵距可調(diào)的黑白條紋光柵作為檢測光柵，調(diào)整檢測光柵的柵距使檢測光柵的柵距與所述柱鏡光柵的柵距相等，將柱鏡光柵與檢測光柵對準(zhǔn)，當(dāng)看到全黑或全白的圖像時(shí)，與柱鏡光柵對準(zhǔn)的檢測光柵部分的光柵線數(shù)即為柱鏡光柵的精確線數(shù)LPI ；
(2)、根據(jù)測量得到的柱鏡光柵的精確線數(shù)LPI，計(jì)算得出傾斜放置的柱鏡光柵中每個(gè)
柱鏡單元實(shí)隱的子像素個(gè)數(shù)η 利用腳計(jì)算每個(gè)柱鏡單元麵蓋
的子像素個(gè)數(shù)n，式中Wp為自由立體顯示器的子像素寬度；
(3)根據(jù)子像素篩選規(guī)律，對傾斜放置的柱鏡光柵中柱鏡單元覆蓋的子像素進(jìn)行篩選， 并利用篩選后的子像素合成立體圖像設(shè)自由立體顯示器的視點(diǎn)數(shù)為X，則理論上每個(gè)柱
3鏡單元覆蓋的整數(shù)個(gè)子像素的個(gè)數(shù)為X，設(shè)自由立體顯示器配置的柱鏡光柵覆蓋整數(shù)個(gè)子像素時(shí)的柱鏡單元個(gè)數(shù)為m，m個(gè)柱鏡單元覆蓋的子像素中應(yīng)舍去的子像素個(gè)數(shù)為&，利用公式= A計(jì)算得到柱鏡光柵中m個(gè)柱鏡單元覆蓋的子像素中應(yīng)舍去的子像素個(gè)數(shù)根據(jù)子像素篩選規(guī)律m個(gè)柱鏡單元篩選去掉Ii1個(gè)子像素后，利用剩下的子像素合成立體圖像。所述的柱鏡光柵覆蓋非整數(shù)子像素情況下立體圖像的合成方法，其特征在于步驟(1)中，通過控制作為檢測光柵的黑白條紋光柵中，相鄰全黑或全白像素的個(gè)數(shù)，以實(shí)現(xiàn)對檢測光柵柵距的調(diào)整。所述的柱鏡光柵覆蓋非整數(shù)子像素情況下立體圖像的合成方法，其特征在于步驟(3)中，子像素篩選規(guī)律為m個(gè)柱鏡單元舍去Ii1個(gè)位置靠后的柱鏡單元覆蓋的子像素， 即最后Ii1個(gè)柱鏡單元中每個(gè)柱鏡單元覆蓋的子像素分別舍去一個(gè)，舍去的Il1個(gè)子像素屬于同一個(gè)視點(diǎn)；圖像由上而下，以每三行為循環(huán)，舍去與自由立體顯示器的視點(diǎn)數(shù)相同的子像素?cái)?shù)，即圖像由上而下，三行為單位，依次舍去視點(diǎn)1、2……χ個(gè)子像素。本發(fā)明的方法減小了圖像合成時(shí)的誤差，進(jìn)而大大了改善合成圖像的質(zhì)量，能有效消除重影，對于任意分?jǐn)?shù)覆蓋誤差都適用，提高了立體顯示效果。


圖1為本發(fā)明檢測光柵結(jié)構(gòu)示意圖，其中
圖Ia為光柵整體結(jié)構(gòu)示意圖，圖Ib為局部放大圖。圖2為本發(fā)明實(shí)施例中子像素篩選規(guī)律流程示意圖。
具體實(shí)施例方式以9視點(diǎn)的柱鏡式的自由立體顯示器為例，該自由立體顯示器中柱鏡光柵傾斜角度為 arctan (1/6)。1、利用黑白條紋光柵作為檢測光柵測量柱鏡光柵的精確線數(shù)LPI ；
如圖1所示。柱鏡光柵出廠時(shí)的標(biāo)稱線數(shù)并非其精確線數(shù)，而柱鏡式自由立體顯示器需要知道柱鏡光柵的精確線數(shù)，檢測光柵為對應(yīng)標(biāo)稱線數(shù)左右且精確線數(shù)對應(yīng)的黑白條紋光柵。利用柱鏡光柵分光原理，制作一幅黑白條紋光柵作為檢測光柵。該黑白條紋光柵的柵距等于柱鏡光柵的柵距。黑白條紋光柵是由一組柵距不同的黑白光柵組成，檢測光柵包括幾組不同柵距的黑白條紋光柵(1^ , , , )，圖1中的局部放大圖是每個(gè)黑白條紋光柵的微觀放大，包含N個(gè)像素，N改變，可以改變黑白條紋光柵的柵距。檢測光柵可在自由立體顯示器上顯示，也可以打印在紙張上來測量柱鏡光柵。顯示器自由立體顯示器的物理分辨率是固定的，打印分辨率也設(shè)為定值。所以控制相鄰全黑或全白像素的個(gè)數(shù)，可控制黑白條紋光柵的節(jié)距。設(shè)要測量的標(biāo)稱線數(shù)為LPItl,實(shí)際精確線數(shù)為LP、。打印分辨率或顯示器物理分
辨率為DPI，相鄰全黑或全白像素的個(gè)數(shù)為a，對應(yīng)的黑白條紋光柵的線數(shù)為LPI，則LPI、
DPI與a滿足如下公式
1 1 ^
----=-----x2xa(1 ^
LPl DPI、“
4改變a的值，可以改變黑白條紋光柵的柵距。改變柵距使圖像包含LPIc^l范圍內(nèi)的 11組光柵線數(shù)。柱鏡光柵與檢測光柵對準(zhǔn)，若看到全黑或全白圖像，則與柱鏡光柵對準(zhǔn)的檢測光柵部分的光柵線數(shù)即為柱鏡光柵的精確線數(shù)LPI ；。 2、根據(jù)測得的精確LPI，計(jì)算出傾斜放置的柱鏡光柵中，每個(gè)柱鏡單元實(shí)際覆蓋的子像素個(gè)數(shù)η;
本發(fā)明所采用的柱鏡光柵傾斜角度為arctand/6)，柱鏡光柵的柵距P=1/LPI，顯示器子像素寬度為Wp，則傾斜放置時(shí)柱鏡單元覆蓋的子像素?cái)?shù)為整數(shù)時(shí)的子像素個(gè)數(shù)η為(η保留小數(shù)點(diǎn)后一位)
3、將計(jì)算得到的傾斜放置的柱鏡光柵中每個(gè)柱鏡單元實(shí)際覆蓋的子像素個(gè)數(shù)η與理論中每個(gè)柱鏡單元覆蓋的像素個(gè)數(shù)相比，得出差值，并對子像素進(jìn)行篩選，合成立體圖像。對于9視點(diǎn)自由立體顯示器，理論情況下一個(gè)或兩個(gè)柱鏡單元覆蓋9個(gè)視點(diǎn)圖。本發(fā)明采用一個(gè)柱鏡單元覆蓋9個(gè)視點(diǎn)圖。每個(gè)柱鏡單元實(shí)際覆蓋的子像素?cái)?shù)是η，則與理想情況下相差|η-9|，|η_9|為0.廣1之間的小數(shù)。覆蓋整數(shù)個(gè)子像素時(shí)柱鏡單元的個(gè)數(shù)為 m，該m (m為10以內(nèi)的整數(shù))個(gè)柱鏡單元所覆蓋的子像素應(yīng)舍去Ii1 (Ii1為10以內(nèi)的整數(shù)) 個(gè)子像素。Ill計(jì)算公式為
權(quán)利要求
1.柱鏡光柵覆蓋非整數(shù)子像素情況下立體圖像的合成方法，應(yīng)用于多視點(diǎn)的配置有柱鏡光柵的柱鏡式的自由立體顯示器，所述自由立體顯示器的柱鏡光柵傾斜角度為θ，其特征在于包括以下步驟(1)、測量出自由立體顯示器配置的柱鏡光柵的精確線數(shù)LPI制作一個(gè)柵距可調(diào)的黑白條紋光柵作為檢測光柵，調(diào)整檢測光柵的柵距使檢測光柵的柵距與所述柱鏡光柵的柵距相等，將柱鏡光柵與檢測光柵對準(zhǔn)，當(dāng)看到全黑或全白的圖像時(shí)，與柱鏡光柵對準(zhǔn)的檢測光柵部分的光柵線數(shù)即為柱鏡光柵的精確線數(shù)LPI ；(2)、根據(jù)測量得到的柱鏡光柵的精確線數(shù)LPI，計(jì)算得出傾斜放置的柱鏡光柵中每個(gè)柱鏡單元覆蓋的實(shí)際子像素個(gè)數(shù)η 利用公式^ = Lp} c!oge w計(jì)算每個(gè)柱鏡單元實(shí)際“ P覆蓋的子像素個(gè)數(shù)n，式中Wp為自由立體顯示器的子像素寬度；(3)根據(jù)子像素篩選規(guī)律，對傾斜放置的柱鏡光柵中柱鏡單元覆蓋的子像素進(jìn)行篩選， 并利用篩選后的子像素合成立體圖像設(shè)自由立體顯示器的視點(diǎn)數(shù)為X，則理論上每個(gè)柱鏡單元覆蓋的整數(shù)個(gè)子像素的個(gè)數(shù)為X，設(shè)自由立體顯示器配置的柱鏡光柵覆蓋整數(shù)個(gè)子像素時(shí)的柱鏡單元個(gè)數(shù)為m，m個(gè)柱鏡單元覆蓋的子像素中應(yīng)舍去的子像素個(gè)數(shù)為&，利用公式丨《-糾.《 =約計(jì)算得到柱鏡光柵中m個(gè)柱鏡單元覆蓋的子像素中應(yīng)舍去的子像素個(gè)數(shù)根據(jù)子像素篩選規(guī)律m個(gè)柱鏡單元篩選去掉Ii1個(gè)子像素后，利用剩下的子像素合成立體圖像。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的柱鏡光柵覆蓋非整數(shù)子像素情況下立體圖像的合成方法，其特征在于步驟(1)中，通過控制作為檢測光柵的黑白條紋光柵中，相鄰全黑或全白像素的個(gè)數(shù)，以實(shí)現(xiàn)對檢測光柵柵距的調(diào)整。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的柱鏡光柵覆蓋非整數(shù)子像素情況下立體圖像的合成方法，其特征在于步驟(3)中，子像素篩選規(guī)律為m個(gè)柱鏡單元舍去Ii1個(gè)位置靠后的柱鏡單元覆蓋的子像素，即最后H1個(gè)柱鏡單元中每個(gè)柱鏡單元覆蓋的子像素分別舍去一個(gè)，舍去的H1 個(gè)子像素屬于同一個(gè)視點(diǎn)；圖像由上而下，以每三行為循環(huán)，舍去與自由立體顯示器的視點(diǎn)數(shù)相同的子像素?cái)?shù)，即圖像由上而下，三行為單位，依次舍去視點(diǎn)1、2……χ個(gè)子像素。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種柱鏡光柵覆蓋非整數(shù)子像素情況下立體圖像的合成方法。該方法是首先測量出柱鏡光柵的精確線數(shù)，根據(jù)測量得到的光柵精確線數(shù)，計(jì)算出每個(gè)柱鏡單元覆蓋的子像素個(gè)數(shù)，對子像素進(jìn)行有規(guī)律的篩選，根據(jù)篩選后的子像素合成立體圖像。本發(fā)明的方法減小了圖像合成時(shí)的誤差，進(jìn)而大大了改善合成圖像的質(zhì)量，能有效消除重影，對于任意分?jǐn)?shù)覆蓋誤差都適用，提高了立體顯示效果。
文檔編號G02B27/22GK102421001SQ20111036231
公開日2012年4月18日 申請日期2011年11月16日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月16日
發(fā)明者呂國強(qiáng), 吳娟, 尹靜, 施承佩, 李小哲, 胡躍輝 申請人:合肥工業(yè)大學(xué)