基于不同微透镜阵列参数的集成成像微图像阵列生成方法.docx

第３４卷第２期 ２０１４年６月 光 电 子 技 术 ＯＰＴＯＥＬＥＣＴＲＯＮＩＣ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ Ｖｏｌ．３４Ｎｏ．２ Ｊｕｎ．２０１４ 檸殠檸 檸殠 檸殠 研究与试制 基于不同微透镜阵列参数的集成成像微图像 阵列生成方法＊＊ 邓 欢，王琼华＊＊，刘 尧 （四 川大学 电子信息学院 ，成 都 ６１００６５） 摘 要：提出一种基于不同微透镜阵列参数的集成成像微图像阵列生成方法。 在该方法的拍 摄过程中，首先通过微透镜阵列 １拍摄三维场景获得微图像阵列 １，再通过一个包括 虚拟显示和虚 拟拍摄两个步骤的像素映射算法 ，生 成与微图像阵列 １ 参数不同的微图像阵列 ２。 在显示过程中 使用的微透镜阵列 ２ 与拍摄时的微透镜阵列 １ 具有不同的参数 ，微 图像阵列 ２ 通过微透镜阵列 ２ 重建出全真的３Ｄ 图像，重 建的 ３Ｄ 图像没有图像缩放和畸变。 同时本文还推导了微图像阵列 １、２ 和微透镜阵列１、２各参数应满足的数学关系 。实验结果验证了理论推导的正确性。 关键词：集成成像；像素映射；微透镜阵列；微图像阵列 中图分类号：ＴＮ１４１ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００５－４８８Ｘ（２０１４）０２－００７３－０５ ＧｅｎｅｒａｔｉｏｎＭｅｔｈｏｄｏｆＥｌｅｍｅｎｔａｌＩｍａｇｅＡｒｒａｙｕｓｉｎｇＭｉｃｒｏ－ｌｅｎｓ ＡｒｒａｙｓｗｉｔｈＤｉｆｆｅｒｅｎｔＳｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎｓ ＤＥＮＧ Ｈｕａｎ，ＷＡＮＧ Ｑｉｏｎｇｈｕａ，ＬＩＵ Ｙａｏ （ＳｃｈｏｏｌｏｆＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓａｎｄＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＳｉｃｈｕａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｃｈｅｎｇｄｕ６１００６５，ＣＨＮ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｎｇｅｎｅｒａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｏｆｅｌｅｍｅｎｔａｌｉｍａｇｅａｒｒａｙｕｓｉｎｇｍｉｃｒｏ－ｌｅｎｓａｒｒａｙｓｗｉｔｈｄｉｆｆｅｒ－ ｅｎｔｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎｓｉｓｐｒｏｐｏｓｅｄ．Ｉｎｔｈｅｐｉｃｋｕｐｐｒｏｃｅｓｓｏｆｔｈｅｐｒｏｐｏｓｅｄｍｅｔｈｏｄ，ｔｈｅｅｌｅｍｅｎｔａｌｉｍａｇｅ ａｒｒａｙｃａｌｌｅｄＥＩＡ１ｉｓｃａｐｔｕｒｅｄｔｈｒｏｕｇｈ ＭＬＡ１．Ａｐｉｘｅｌｍａｐｐｉｎｇａｌｇｏｒｉｔｈｍｆｏｒｖｉｒｔｕａｌｄｉｓｐｌａｙａｎｄ ｖｉｒｔｕａｌｐｉｃｋｕｐｐｒｏｃｅｓｓｅｓｉｓｄｅｄｕｃｅｄｔｏｇｅｎｅｒａｔｅｔｈｅｅｌｅｍｅｎｔａｌｉｍａｇｅａｒｒａｙｃａｌｌｅｄＥＩＡ２，ｗｈｉｃｈｉｓ ｐｉｃｋｅｄｕｐｂｙ ＭＬＡ２．Ｔｈｅｍｉｃｒｏ－ｌｅｎｓａｒｒａｙ２ｉｎｔｈｅｄｉｓｐｌａｙｐｒｏｃｅｓｓｃａｌｌｅｄ ＭＬＡ２ｈａｓｓｐｅｃｉｆｉｃａ－ ｔｉｏｎｓｄｉｆｆｅｒｅｎｔｆｒｏｍｔｈｅｍｉｃｒｏ－ｌｅｎｓａｒｒａｙ１ｉｎｔｈｅｐｉｃｋｕｐｐｒｏｃｅｓｓ．Ｔｈｅ３Ｄｉｍａｇｅｓｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｅｄｂｙ ＥＩＡ２ａｎｄ ＭＬＡ２ｄｏｎ＇ｔｓｕｆｆｅｒａｎｙｉｍａｇｅｓｃａｌｉｎｇａｎｄｄｉｓｔｏｒｔｉｏｎｓ．Ｍｅａｎｗｈｉｌｅ，ｔｈｅｍａｔｈｅｍａｔｉｃａｌ ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐｓｂｅｔｗｅｅｎＥＩＡ１，ＥＩＡ２，ＭＬＡ１ａｎｄ ＭＬＡ２ａｒｅｄｅｄｕｃｅｄａｓｗｅｌｌ．Ｔｈｅｃｏｒｒｅｃｔｎｅｓｓｏｆ ｏｕｒｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌａｎａｌｙｓｉｓｉｓｄｅｍｏｎｓｔｒａｔｅｄｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｌｙ ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｉｎｔｅｇｒａｌｉｍａｇｉｎｇ；ｐｉｘｅｌｍａｐｐｉｎｇａｌｇｏｒｉｔｈｍ；ｍｉｃｒｏ－ｌｅｎｓａｒｒａｙ；ｅｌｅｍｅｎｔａｌｉｍａｇｅａｒ－ ｒａｙ ＊ 收稿日期 ：２０１４－０１－１８ ＊ 基金项目 ：国家自然科学基金资助项目；四川省科技支撑计划项目 （２０１１ＧＺ０３３８和 ２０１３ＧＺ００１８） 作者简介 ：邓 欢（１９８５—），女 ，博 士 ，讲 师 ，主要从事三维显示方面的研究 ；（Ｅ－ｍａｉｌ：ｈｕａｎｄｅｎｇ＠ｓｃｕ．ｅｄｕ．ｃｎ） 王琼华（１９６９—），女 ，博 士 ，教 授 ，主要从事信息显示方面的研究 ；（Ｅ－ｍａｉｌ：ｑｈｗａｎｇ＠ｓｃｕ．ｅｄｕ．ｃｎ） 刘 尧（１９８９—），女 ，硕 士研究生 ，主要从事三维成像与显示技术的研究 。 ＊＊ 通讯作者 ７４ 光 电 子 技 术 第 ３４卷 引 言 集成成像因其具有连续视差 、不需要助视设备、 无立体观看视 疲 劳 等 优 势，是 最 有 希 望 实 现 ３Ｄ 电 视的真 ３Ｄ 显 示 方 法 之 一。 到 目 前 为 止，研 究 人 员解决了集成成像 ３Ｄ 分辨率低和 景深小等 同参数的微图像阵列与微透镜阵列间的兼容 ，且 重 建的３Ｄ 图像不会产生图像缩放和图像畸变。 １ 原 理 本文提出的集成成像方法的原