[发明专利]基于柱镜光栅LCD自由立体显示设备的通用立体图像分解方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于柱镜光栅LCD自由立体显示设备的通用立体图像分解方法。

背景技术

随着显示技术的不断发展，人们已经开发出了各种各样无需借助立体眼镜等辅助视具，而直接用裸眼就能观看立体图像的自由立体显示技术，主要包括柱镜光栅立体显示、狭缝光栅立体显示、全息立体显示以及体三维立体显示等。在众多的自由立体显示技术中，基于柱镜光栅的自由立体显示技术因柱镜光栅易于加工、立体视觉效果突出，而成为当前较为常见的自由立体显示技术。

立体光栅一般附在立体图像或者显示屏外面，这样人们就能利用光的折射原理而用裸眼看到立体图像。立体光栅大体上可以分为三大类：狭缝光栅、棱柱镜光栅和点阵式光栅。狭缝光栅俗称黑光栅，其成像原理为小孔成像原理，它是在透明的胶片上间隔印刷黑色线条从而构成一个黑色不透明线条和透明缝隙间隔排列的结构。狭缝光栅成像清晰，基本上不会产生晕眼效果，但其必须要有辅助的背景光源，在没有光源的情况下，就会一片漆黑而看不到任何立体效果。柱镜光栅俗称白光栅，其成像原理为凸透镜成像原理，它由一条条的柱透镜排列而成。无论有无背景光源，通过柱镜光栅都可以看到良好的立体效果，当然在有背景光源的情况下立体效果更加完美。另外，在目前生产工艺不断提高的前提下，柱镜光栅的晕眼效果也能够得到避免。点阵式光栅，又称为全息式点阵光栅，其成像原理为凸透镜成像原理，它的表面由一个个球状突起所组成。由于点阵式光栅很少见，而狭缝光栅立体效果又不如柱镜光栅，再加上柱镜光栅易于加工，因此基于柱镜光栅的自由立体显示设备得到大力发展和普及。如图1所示为基于柱镜光栅的LCD自由立体显示设备的侧面视图，其包括LCD显示屏(1)、透明有机玻璃(2)和柱镜光栅(3)。通过在LCD显示屏和柱镜光栅中间加装透明有机玻璃，使得两者的距离为柱镜光栅单元的焦距f。

公知的基于柱镜光栅LCD自由立体显示设备的立体图像合成软件只是按照各视点图像和立体图像的映射图，将各视点图像的RGB分量分配到立体图像的RGB分量中。出于商业利益的考虑，不少开发商在设计软件时对合成图像的视点个数、分辨率以及柱镜光栅参数都进行了限定，这样通过上述方法制作的立体图像只能适应于特定视点个数、特定分辨率和特定光栅的立体显示设备，极大地限制了立体图像的应用领域。此外，如果有开发商或广告商只提供合成好的立体视频，我们也只能将其应用于给定分辨率和给定光栅参数的自由立体显示设备中。对此，我们提出了一种基于柱镜光栅LCD自由立体显示设备的通用立体图像分解方法，能够从具有特定视点个数、特定分辨率和特定光栅参数的立体图像(如果是立体视频，可以先将其分解成各独立帧)中分解出具有不同视觉角度的各视点图像，然后再利用通用的立体图像合成方法将其合成为所需分辨率、视点个数和光栅参数的立体图像(进一步可以连接成立体视频)，从而大大扩展了立体图像的应用领域。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术不足，提供一种基于柱镜光栅LCD自由立体显示设备的通用立体图像分解方法。

基于柱镜光栅LCD自由立体显示设备的通用立体图像分解方法，其特征在于包括以下步骤：

1)测量柱镜光栅的实际线数LPI值和实际倾斜角α值；

2)根据实际线数LPI值和实际倾斜角α值以及立体图像的视点个数N和分辨率，将立体图像的RGB分量填充到N个视点图像的RGB分量中，得到N个粗略视点图像，其中，N≥2；

3)对N个粗略视点图像中的部分RGB分量进行修正，得到最终的N个视点图像。

所述的测量柱镜光栅的实际线数LPI值和实际倾斜角α值步骤：

(a)取4幅全黑、2幅全白共6幅RGB图像，其中4幅全黑图像作为视点1、视点2、视点5和视点6，2幅全白图像作为视点3和视点4，并估计得到柱镜光栅的近似线数LPI值和近似倾斜角α值；

(b)根据估计的近似线数LPI值和近似倾斜角α值将6幅RGB图像合成6个视点的立体图像；

(c)通过基于柱镜光栅LCD自由立体显示设备观察立体图像，如果能够在显示设备正前方观察到全白的视觉效果，同时在正前方偏左和偏右两个方向观察到全黑的视觉效果，说明步骤(a)估计的近似线数LPI值和近似倾斜角α值就是该柱镜光栅的实际线数LPI值和实际倾斜角α值；

(d)如果观察不到步骤(c)所述的全黑或者全白的视觉效果，则取近似值附近的线数LPI值和倾斜角α值，重复进行步骤(b)和步骤(c)操作，直到观察到全黑或者全白的视觉效果为止。

所述的将立体图像的RGB分量填充到N个视点图像的RGB分量中，得到N个粗略视点图像步骤：