CN105338336B - 基于柱镜光栅与lcd屏幕的立体图像快速合成方法 - Google Patents

基于柱镜光栅与lcd屏幕的立体图像快速合成方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于柱镜光栅与LCD屏幕的立体图像快速合成方法，其方法步骤如下：A、立体图像快速合成方法包括视点模块、权值模块和差值模块，所述视点模块用于确定子像素与视点之间的一一映射关系，所述权值模块用于解决视点间的融合关系，所述差值模块用于判断视点的跳变并修正跳变；获得自由立体显示器的光栅参数：B、根据公式计算初始两个视点值，C、通过初始两个视点值的差值判断出视点排列类型，D、根据累加法排列全部子像素对应的视点映射表，就能合成出自由立体图像，然后根据排列类型开始逐一排列视点。本发明采用一种直接排列子像素映射视点的方式，能够快速精准地合成3D立体图像。

Description

基于柱镜光栅与LCD屏幕的立体图像快速合成方法
技术领域
本发明涉及自由立体显示合成图生成方法，尤其涉及一种基于柱镜光栅与LCD屏幕的立体图像快速合成方法。
背景技术
4K分辨率是发展的趋势，即4096×2160的像素分辨率，在此分辨率下，观众将可以看清画面中的每一个细节，每一个特写。继液晶电视之后，裸眼3D播放机也开始逐渐配备4K分辨率超清屏幕，实现更精细的裸眼3D显示效果。
在合成自由立体显示图像时，并非所有的子素对3D图像的合成有贡献，合成处理只需要选取每个视点视图的一部分，并将其取出来，最后合成一幅立体图像。例如，要合成拥有8个视点的立体图像，每个视点视图的分辨率为1920*1080，最后合成的立体图像的分辨率也是1920*1080，这样数据总量下降为原来的1/8，这样自由立体显示合成图像的清晰度和亮度都会随着视点数的增多而减弱。因此4K裸眼3D显示器在很大程度上能解决亮度和清晰度上的问题。
4K裸眼3D显示伴随而来的是4倍于1080p裸眼3D显示的子像素处理量，对硬件的配置要求也越高，所以一个快速有效的自由立体合成算法是很有必要的。
就目前的光栅的制作和贴合工艺而言，当最终生产出来裸眼3D显示器参数和设计之初的参数可能会存在一定的误差，由于误差，获得子像素和视点的映射表会造成较大的运算量。
发明内容
针对现有技术存在的不足之处，本发明的目的在于提供一种基于柱镜光栅与LCD屏幕的立体图像快速合成方法，该方法采用一种直接排列子像素映射视点的方式实现高效的合成方法。
本发明的目的通过下述技术方案实现：
一种基于柱镜光栅与LCD屏幕的立体图像快速合成方法，其方法步骤如下：
A、立体图像快速合成方法包括视点模块、权值模块和差值模块，所述视点模块用于确定子像素与视点之间的一一映射关系，所述权值模块用于解决视点间的融合关系，所述差值模块用于判断视点的跳变并修正跳变；获得自由立体显示器的光栅参数：视点数N、pitch值P、光栅倾斜角度θ；
B、根据公式计算初始两个视点值，即算出第一个子像素的视点值和第二个子像素的视点值
C、计算初始两个视点值的差值Δ＝n1-n0，通过的值决定了视点的排列类型；当时，视点排列类型为135型，在没有跳变点的情况下，相邻两子像素映射的视点相差2；当时，视点排列类型为123型，在没有跳变点的情况下，相邻两子像素的映射的视点相差1；当时，视点排列类型为112型，在没有跳变点的情况下，相邻两个子像素映射的视点每两个相差1；通过上述方法即可确定出视点排列类型；
D、通过公式计算出视点值，然后分离出视点值的小数部分s，然后求得δ＝s-1，δ是每一个固定参数的光栅的一个定值，称之为修正参数δ；
E、通过公式计算第一列子像素对应的视点值，分离出整数部分和小数部分分别作为每一行视点模块的初值M和每一行权值模块的初值D；
F、通过步骤D、步骤E所得到的数值根据累加法排列全部子像素对应的视点映射表，然后就能合成出自由立体图像；然后所述视点模块根据步骤C中的确定的排列类型开始逐一排列视点。
本发明基于柱镜光栅与LCD屏幕的立体图像快速合成方法优选的步骤E中还包括如下：所述视点模块根据步骤C中确定的排列类型开始逐一排列视点；当排下一个视点同时，所述权值模块也会累加一个修正参数，权值模块中的权值自更新一次，作为下一个视点的小数部分权值，并判断是否小于零，如果小于零，所述权值模块中的权值自更新加1，同时下一个视点模块中视点值也会减去1。
本发明较现有技术相比，具有以下优点及有益效果：
本发明采用一种直接排列子像素映射视点的方式，能够快速精准地合成3D立体图像。
附图说明
图1是本发明的整体上的流程图；
图2是本发明中的三种视点排列类型示意图；
图3是本发明中判断的排列类型的示意图；
图4是本发明中修正视点模块和权值模块的流程图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步地详细说明：
实施例一
如图1～图4所示，一种基于柱镜光栅与LCD屏幕的立体图像快速合成方法，其方法步骤如下：
A、立体图像快速合成方法包括视点模块、权值模块和差值模块，所述视点模块用于确定子像素与视点之间的一一映射关系，所述权值模块用于解决视点间的融合关系，所述差值模块用于判断视点的跳变并修正跳变；获得自由立体显示器的光栅参数：视点数N、pitch值P、光栅倾斜角度θ；
B、根据公式计算初始两个视点值，即算出第一个子像素的视点值和第二个子像素的视点值
C、计算初始两个视点值的差值Δ＝n1-n0，通过的值决定了视点的排列类型；当时，视点排列类型为135型，在没有跳变点的情况下，相邻两子像素映射的视点相差2；当时，视点排列类型为123型，在没有跳变点的情况下，相邻两子像素的映射的视点相差1；当时，视点排列类型为112型，在没有跳变点的情况下，相邻两个子像素映射的视点每两个相差1；通过上述方法即可确定出视点排列类型；
D、通过公式计算出视点值，然后分离出视点值的小数部分s，然后求得δ＝s-1，δ是每一个固定参数的光栅的一个定值，称之为修正参数δ；
E、通过公式计算第一列子像素对应的视点值，分离出整数部分和小数部分分别作为每一行视点模块的初值M和每一行权值模块的初值D；
F、通过步骤D、步骤E所得到的数值根据累加法排列全部子像素对应的视点映射表，然后就能合成出自由立体图像；然后所述视点模块根据步骤C中的确定的排列类型开始逐一排列视点。
根据本发明的一种优选实施例，所述步骤E中还包括如下：所述视点模块根据步骤C中确定的排列类型开始逐一排列视点；当排下一个视点同时，所述权值模块也会累加一个修正参数，权值模块中的权值自更新一次，作为下一个视点的小数部分权值，并判断是否小于零，如果小于零，所述权值模块中的权值自更新加1，同时下一个视点模块中视点值也会减去1。
实施例二
如图1～图4所示，一种基于柱镜光栅与LCD屏幕的立体图像快速合成方法，其方法步骤如下：
本发明立体图像快速合成方法主要是将合成图像的过程分为三个模块：视点模块、权值模块和差值模块。其中，视点模块确定子像素与视点之间的一一映射关系，权值模块解决视点间的融合关系，差值模块用来判断视点的跳变并修正跳变。
传统的方法是利用公式计算每一个子像素点与视点之间的一一映射关系，然后按照映射关系将不同视图的子像素填充到合成图相应的子像素当中，而本方法中提出的一种高效排列视点的方法，省去了合成过程中逐一计算子像素与视点之间的映射关系，以达到快速准确的得出子像素与视点的映射图。
本方法的主要步骤如下：
1)获得自由立体显示器的光栅参数，视点数N、pitch值P、光栅倾斜角度θ。
2)根据公式计算初始两个视点值，即算出第一个子像素的的视点值
3)求出视点模块，视点模块中比较重要的部分是视点的排列类型，从立体效果和多视点平滑过渡方面考虑，本方法中区分了135、123、112主要这三种排列类型(如图2所示)，此方法也可以适用于其他诸如147、111等等具有规律性排列的类型。
4)计算前两个视点值的差值Δ＝n1-n0，的值决定了视点的排列类型，当时，视点排列类型为135型，在没有跳变点的情况下，相邻两子像素映射的视点相差2；当时，视点排列类型为123型，在没有跳变点的情况下，相邻两子像素的映射的视点相差1,；当时，视点排列类型为112型，在没有跳变点的情况下，相邻两个子像素映射的视点每两个相差1。这样我们就确定了排列类型。
5)计算分离出视点n小数部分s，然后求得δ＝s-1，δ是每一个固定参数的光栅的一个定值，称之为修正参数δ。
6)接着我们计算第一列子像素对应的视点值，分离出整数部分和小数部分分别作为每一行的视点模块的初值M和权值模块的初值D。
7)上面的6个步骤就确定了视点模块、修正模块和权值模块，这样就能开始直接用累加法排列全部子像素对应的视点映射表，然后就行合成自由立体图像。
8)视点模块开始根据步骤4中的确定的排列类型开始逐一排列视点，当排下一个视点同时，权值模块也会累加一个修正参数，权值模块中的权值自更新一次，作为下一个视点的小数部分权值，并判断是否小于零，如果小于零，权值模块中的权值自更新加1，同时下一个视点模块中视点值也会减去1。
以光栅视点为8、排列类型为123的为例，直到每一行所有的11520个子像素全部映射完成。进而计算出所有行的子像素对应的视点模块的值和权值模块的值，完成整个屏幕的子像素对应的视点模块的值和权值模块的值。
实施例三
如图1～图4所示，一种基于柱镜光栅与LCD屏幕的立体图像快速合成方法，本发明快速合图方法如图1中所示，是本方法的一个整体流程，包括以下步骤：
a:选择一台分辨率为4K的裸眼3D显示器，裸眼3D显示器的光栅参数为pitch值为8.01，倾斜角θ的正切值tanθ＝0.2344，光栅视点为8；
b:计算第一行的前两个子像素对应得视点值(保留小数点后5位)，n0＝0，n1＝0.99875；
c：计算两个视点值之间的差值Δ＝n1-n0＝0.99875，接着根据图3判断参照图2中的排列类型，视点的排列类型为123型，；
d：计算修正参数δ＝0.99875-1＝-0.00125；
e：参照图4中得出权值模块和视点模块的初值都为0；
f：继续执行图4中的流程，开始计算下一个子像素对应的视点模块的值和权值模块的值，视点模块的值M＝1，权值模块的值D＝-0.00125，此时识别到D<0，于是视点模块的值自更新减1，M＝0，权值模块的值自更新加1，D＝0.99875；
g：接着继续计算第三个子像素视点模块的值和权值模块的值，视点模块的值M＝0+1＝1，权值模块的值D＝0.99875-0.00125＝0.99750,此时识别到D>0，因此继续计算下一个子像素视点模块和权值模块；
h.按照f和g的方式，以此循环直到计算出一行中所有11520个子像素的对应的视点模块的值和权值模块的值。
i.新的一行子像素排列我们继续重复步骤e、f、g、h的四个步骤计算出新的一行中全部11520个子像素对应的视点模块的值和权值模块的值。
j.重复i中的方式，计算出所有行的子像素对应的视点模块的值和权值模块的值，完成整个屏幕的子像素对应的视点模块的值和权值模块的值。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种基于柱镜光栅与LCD屏幕的立体图像快速合成方法，其特征在于：其方法步骤如下：
A、立体图像快速合成方法包括视点模块、权值模块和差值模块，获得自由立体显示器的光栅参数：所述视点模块用于确定子像素与视点之间的一一映射关系，所述权值模块用于解决视点间的融合关系，所述差值模块用于判断视点的跳变并修正跳变；视点数N、pitch值P、光栅倾斜角度θ；
B、根据公式计算初始两个视点值，即算出第一个子像素的视点值和第二个子像素的视点值C、计算初始两个视点值的差值Δ＝n1-n0，通过的值决定了视点的排列类型；当时，视点排列类型为135型，在没有跳变点的情况下，相邻两子像素映射的视点相差2；当时，视点排列类型为123型，在没有跳变点的情况下，相邻两子像素的映射的视点相差1；当时，视点排列类型为112型，在没有跳变点的情况下，相邻两个子像素映射的视点每两个相差1；通过上述方法即可确定出视点排列类型；
D、通过公式计算出视点值，然后分离出视点值的小数部分s，然后求得δ＝s-1，δ是每一个固定参数的光栅的一个定值，称之为修正参数δ；
E、通过公式计算第一列子像素对应的视点值，分离出整数部分和小数部分分别作为每一行视点模块的初值M和每一行权值模块的初值D；
F、通过步骤D、步骤E所得到的数值根据累加法排列全部子像素对应的视点映射表，然后就能合成出自由立体图像；然后所述视点模块根据步骤C中的确定的排列类型开始逐一排列视点。
2.按照权利要求1所述的基于柱镜光栅与LCD屏幕的立体图像快速合成方法，其特征在于：所述步骤E中还包括如下：所述视点模块根据步骤C中确定的排列类型开始逐一排列视点；当排下一个视点同时，所述权值模块也会累加一个修正参数，权值模块中的权值自更新一次，作为下一个视点的小数部分权值，并判断是否小于零，如果小于零，所述权值模块中的权值自更新加1，同时下一个视点模块中视点值也会减去1。
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