集成成像技術(shù)具有全視差觀看、圖像全真色彩、不需要任何輔助設(shè)備可裸眼觀看等優(yōu)點,成為受到諸多國內(nèi)外研究人員關(guān)注的立體顯示技術(shù)之一。目前集成成像技術(shù)存在系統(tǒng)采集端操作復(fù)雜、觀看視野有限、圖像分辨率低等問題。因此本文使用深度相機簡化了集成成像的拾取過程,同時提出了兩種方法分別對拾取過程中采集的圖像質(zhì)量與視場有限問題進行解決。本文首先提出一種像素填充和改進聯(lián)合雙邊濾波的深度圖修復(fù)算法。針對深度相機由于自身設(shè)備因素或是拍攝環(huán)境因素等問題,采集到的深度圖像存在的背景噪聲和物體邊緣前后景空洞的現(xiàn)象,先對大的邊緣空洞區(qū)域根據(jù)情況采取背景填充法或鄰域值填充法完成初步修復(fù),再結(jié)合加入深度圖像深度值相似因子的改進聯(lián)合雙邊濾波算法對初步修復(fù)深度圖二次修復(fù)優(yōu)化。深度圖像經(jīng)過修復(fù)優(yōu)化處理后,三維物體輪廓清晰、邊緣平滑,結(jié)合拾取的彩色圖像可以后續(xù)生成高質(zhì)量的元素圖像陣列應(yīng)用于集成成像顯示系統(tǒng)。還提出一種將圖像拼接技術(shù)應(yīng)用到集成成像領(lǐng)域中的方法。針對深度相機拍攝視場范圍有限且物體前后景之間由于拍攝角度問題存在遮擋的現(xiàn)象,通過彩色圖像拼接擴寬了觀看視場范圍,拼接后的彩色圖像較原圖像觀看視場增大了10.24。。通過深度圖... 

【文章來源】：長春理工大學(xué)吉林省

【文章頁數(shù)】：66 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

Lippmaon集成成像原理

光源，采集和重構(gòu)裝置相對簡便，觀看時不需要額外佩戴輔助裝備等特點，在現(xiàn)實生活中有著很大的實際應(yīng)用價值。本章首先介紹了集成成像技術(shù)的工作原理，然后介紹了系統(tǒng)中關(guān)鍵技術(shù)的分類，并對影響最終顯示效果的分辨率、景深范圍、觀看視場角等性能指標進行了介紹。2.1集成成像基本原理三維集成成像技術(shù)是應(yīng)用透鏡陣列和光電材料（CCD、CMOS等）對三維場景進行采集并同時應(yīng)用相同參數(shù)的透鏡陣列和顯示屏幕對三維場景進行重構(gòu)的立體顯示技術(shù)。該技術(shù)起源于對于昆蟲復(fù)眼的仿生學(xué)研究。眾多的小眼緊密排列形成了昆蟲的復(fù)眼，如圖2.1所示，緊密排列的小眼可以觀察到空間場景多個方向和角度的信息，由這些小眼觀測到的不同像點拼合成了一幅完整的圖像[24]。根據(jù)這個原理模擬昆蟲的復(fù)眼結(jié)構(gòu)，采用透鏡陣列或相機陣列代替復(fù)眼結(jié)構(gòu)，產(chǎn)生圖像的方式主要是透鏡陣列的每一個透鏡或者相機陣列的每一臺相機對三維物體的不同位置的空間信息從不同的方向上來進行記錄的過程，通過記錄的立體圖像信息可以完整的將三維物體還原出來。(a)(b)圖2.1昆蟲復(fù)眼結(jié)構(gòu)(a)昆蟲復(fù)眼；(b)昆蟲復(fù)眼成像效果最初科學(xué)家Lippmann在1908年提出集成成像顯示系統(tǒng)并進行實驗，集成成像技術(shù)在傳統(tǒng)的光線通路中額外加入了微透鏡陣列，可以獲取在同一場景下多個角度的圖像，這些帶有視差信息的圖像存儲待測物體的三維信息[25]。如圖2.2所示，采集過程和重構(gòu)過程是集成成像技術(shù)的兩個核心環(huán)節(jié)。由于當(dāng)時存在的透鏡制作工藝差和光學(xué)器件精度低等問題只能用針孔陣列代替透鏡膠片代替采集屏幕來完成三維立體圖像的顯示需求。近年來，隨著透鏡制作工藝的進步和光電技術(shù)的發(fā)展，在搭建集成成像

第2章集成成像系統(tǒng)的原理和分類8系統(tǒng)時可以采用高分辨率的透鏡陣列和高精度的CCD采集設(shè)備代替原有的試驗設(shè)備，采集效果和重構(gòu)質(zhì)量都有了很顯著的提高。采集過程重構(gòu)過程圖2.2集成成像系統(tǒng)2.1.1集成成像系統(tǒng)采集部分的實現(xiàn)過程從圖2.3可以看出集成成像系統(tǒng)對于三維空間場景物體信息的采集過程大體由以下三部分構(gòu)成：三維空間場景物體、微透鏡陣列和圖像感應(yīng)器。微透鏡陣列對采集到的圖像感應(yīng)器中三維空間場景的物體信息完成記錄和保存。應(yīng)用透鏡的光學(xué)成像原理[26]，公式2-1表示該過程：fgl11111=+（2-1）其中，1l代表微透鏡陣列和作為參照的物體平面之間距離，1g代表圖像感應(yīng)器與微透鏡陣列之間的長度，f代表微透鏡陣列本身的焦距。目標透鏡陣列CCD1l1g圖2.3集成成像系統(tǒng)的采集過程使用微透鏡陣列采集三維空間場景物體信息時，光線穿過物體和微透鏡陣列被圖

【參考文獻】：
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碩士論文
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本文編號：3578740