[发明专利]一种多屏拼接的集成成像3D图像配准方法

说明书

本发明提出一种多屏拼接的集成成像3D图像配准方法，所述方法通过摄像机和外接2D显示屏，对比测试模型的正确3D图像与原始3D图像，建立每幅子图像阵列对应的配准矩阵，对子图像阵列进行仿射变换，使得再现的3D图像精确配准，完成了空间中再现3D图像的正确融合，提升了观看者的视觉体验。

一、技术领域

本发明涉及图像处理技术，特别涉及一种多屏拼接的集成成像3D图像配准方法。

二、背景技术

集成成像是一种裸眼3D显示技术，核心原理为图像阵列通过透镜阵列在观看空间重建出3D图像。集成成像3D显示能够重建出全彩色、全视差的真3D图像，因此不但可以用于常规墙面3D显示中，还可应用到桌面3D显示中。

3D显示的临场感和震撼性与显示幅面密切相关，现有的大幅面集成成像3D显示装置通过横向或纵向拼接2D显示屏的方式，实现大尺寸3D场景的再现，使观看者获得更多的3D信息。但是3D场景的再现效果与2D显示屏的拼接效果密切相关，理想的多屏拼接中，显示区域边界相互平行，而实际中，显示区域边界存在一定的夹角，如附图1所示，导致重建的3D图像存在拼接错乱的问题，如附图2所示，严重影响了显示效果。因此需要对多屏拼接再现的3D图像进行配准，为观看者提供正确的大尺寸3D图像。

三、发明内容

本发明的目的在于提出一种多屏拼接的集成成像3D图像配准方法。

所述方法包括以下几个步骤。

第一步，生成测试模型的整体图像阵列。

第二步，划分每块显示屏对应的子图像阵列。

第三步，计算中心点坐标，获取旋转矩阵和平移矩阵。

第四步，计算配准矩阵，变换得到3D模型的配准子图像阵列。

所述第一步，生成测试模型的整体图像阵列步骤中，在中心深度平面上放置测试模型，搭建摄像机阵列对测试模型拍摄，获取视差图像阵列，最终合成整体图像阵列。所述整体图像阵列包含的像素数目为K×P。

所述第二步，划分每块显示屏对应的子图像阵列步骤中，根据M×N块显示屏的拼接方式以及单块显示屏的分辨率I×J，将整体图像阵列划分为M×N幅子图像阵列。所述每幅子图像阵列包含的像素个数为I×J，与单块显示屏的分辨率相等。

所述第三步，计算中心点坐标，获取旋转矩阵和平移矩阵步骤中，首先计算每幅子图像阵列的中心点坐标(x_center,y_center)_m,n，其满足：

(x_center,y_center)_m,n＝(round(I/2),round(J/2))_m,n (1)

其中，m和n为子图像阵列在横向与纵向的索引，m∈{1,2,3,…,M}，n∈{1,2,3,…,N}，round(*)表示四舍五入取整。如附图3所示，固定于集成成像3D显示装置正上方的摄像机对测试模型3D图像进行拍摄，并将拍摄图像传输至外接2D显示屏上显示。所述外接2D显示屏上同时显示有与再现理想模型3D图像等大的预置半透明测试模型图像。对比拍摄图像与预置半透明测试模型图像，处理得到两幅图像的夹角θ_m,n，所述夹角θ_m,n即为旋转角度。

接着，对每幅子图像阵列分别以中心点(x_center,y_center)_m,n为旋转中心进行旋转，得到M×N幅旋转后的子图像阵列。原始子图像阵列的像素表示为(x_i,y_j)_m,n，旋转后的子图像阵列像素表示为(x'_i,y'_j)_m,n，两者之间的关系满足：