[发明专利]一种一维集成成像方法和装置

权利要求书

1.一种一维集成成像方法，其特征在于，该方法包括拍摄、图像处理和显示三个过程，拍摄过程中，采用一维平行摄像机阵列拍摄三维场景，获取多幅视差图像，图像处理过程中，将获得的视差图像的所有像素按照设定的方式映射成一维微图像阵列，显示过程中，一维微图像阵列显示于图像显示设备上，图像显示设备置于柱透镜板的后焦平面上，重建出三维场景的全真立体图像。

2.根据权利要求1所述的一种一维集成成像方法，其特征在于，拍摄过程采用一维平行摄像机阵列拍摄三维场景，选择三维场景的一个平面，该平面平行于一维平行摄像机阵列且垂直于摄像机光轴，该平面距一维平行摄像机阵列的距离为l，一维平行摄像机阵列包含的摄像机个数N大于一维微图像阵列的组成单元——一维微图像元的水平分辨率r，每个摄像机水平等间距排列，相邻摄像机间距为d，各摄像机光轴互相平行，所有摄像机光心连线的总长度等于或稍大于H*p+p*l / f，其中H为一维微图像阵列的一维微图像元的个数，H也为柱透镜板的组成单元——柱透镜元的个数，p为一维微图像元和柱透镜元在水平方向上的尺寸，f为柱透镜板的焦距，这样获得N幅视差图像，每幅视差图像的水平分辨率为H，垂直分辨率为V。

3.根据权利要求1所述的一种一维集成成像方法，其特征在于，图像处理过程按照如下方式进行，P_i, j表示第i幅视差图像中的第j列像素，将该列像素映射到一维微图像阵列的第j个一维微图像元中的第k列像素位置上，由I_j,k表示，由公式                                                计算得到k，其中round( )函数表示四舍五入取整，将i在 1~N范围内循环取值，j在1~H范围内循环取值，这样将 N幅视差图像的所有像素进行像素映射，得到一维微图像阵列。

4.根据权利要求3所述的一种一维集成成像方法，其特征在于，当计算出的k值大于一维微图像元的水平分辨率r时，则舍弃该列像素，以避免相邻一维微图像元间的串扰。

5.根据权利要求1所述的一种一维集成成像方法，其特征在于，在显示过程中，将生成的一维微图像阵列显示于图像显示设备上，图像显示设备置于柱透镜板的后焦平面上，且两者中心对齐，一维微图像元和柱透镜元在水平方向上的尺寸相同，柱透镜板将所有一维微图像元透射出来的光线聚集还原，从而在柱透镜板附近重建出三维场景的全真立体图像。

6.一种一维集成成像装置，其特征在于，该装置包括拍摄装置、图像处理装置和显示装置三部分，拍摄装置采用一维平行摄像机阵列拍摄三维场景，获取多幅视差图像，图像处理装置将多幅视差图像的所有像素按照设定的方式映射成一维微图像阵列，显示装置包括图像显示设备和柱透镜板，图像显示设备显示一维微图像阵列，图像显示设备置于柱透镜板的后焦平面上，重建出三维场景的全真立体图像。

7.根据权利要求6所述的一种一维集成成像装置，其特征在于，拍摄装置采用一维平行摄像机阵列拍摄三维场景，选择三维场景的一个平面，该平面平行于一维平行摄像机阵列且垂直于摄像机光轴，该平面距一维平行摄像机阵列的距离为l，一维平行摄像机阵列包含的摄像机个数N大于一维微图像阵列的组成单元——一维微图像元的水平分辨率r，每个摄像机水平等间距排列，相邻摄像机间距为d，各摄像机光轴互相平行，所有摄像机光心连线的总长度等于或稍大于H*p+p*l / f，其中H为一维微图像阵列的一维微图像元的个数，H也为柱透镜板的组成单元——柱透镜元的个数，p为一维微图像元和柱透镜元在水平方向上的尺寸，f为柱透镜板的焦距，这样获得N幅视差图像，每幅视差图像的水平分辨率为H，垂直分辨率为V。