本文關(guān)鍵詞：江蘇省計(jì)算機(jī)信息處理技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室基金，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

計(jì) 算 機(jī) 工 程 第37卷 第3期

Computer Engineering V ol.37 No.3

文章編號：1000—3428(2011)03—0207—03·圖形圖像處理·

2011年2月

February 2011

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

中圖分類號：TP391

基于柱鏡光柵的自由立體顯示圖像融合算法

況海斌1，徐 成1,2

(1. 湖南大學(xué)計(jì)算機(jī)與通信學(xué)院，長沙 410082；2. 江蘇省計(jì)算機(jī)信息處理技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，江蘇 蘇州 215006）

摘 要：針對現(xiàn)有的圖像融合算法存在頻域混疊現(xiàn)象及通用性差的問題，提出一種基于柱鏡光柵的自由立體圖像融合算法。在低通抗混疊濾波前對視點(diǎn)圖像進(jìn)行非等比例上采樣，調(diào)整視點(diǎn)圖像亞像素映射公式，強(qiáng)化公式的通用性。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該算法在定性的視覺效果及定量的圖像質(zhì)量評估方面都具有一定的優(yōu)勢。

關(guān)鍵詞：柱鏡光柵；自由立體；多視點(diǎn)；亞像素；圖像融合

Lenticular-based Image Fusion Algorithm

for Autostereoscopic Display

KUANG Hai-bin1, XU Cheng1,2

(1. School of Computer and Communication, Hunan University, Changsha 410082, China;

2. Jiangsu Provincial Key Laboratory of Computer Information Processing Technology, Suzhou 215006, China)

【Abstract】Existing image fusion algorithms have the phenomenon of frequency-domain aliasing, and the commonality of algorithms is poor. Aiming at this problem, this paper improves an algorithm from the aspects of low-pass anti-aliasing filtering and sub-pixel mapping point of view, and makes the sub-pixel mapping formula more general. Experimental results show that the improved algorithm has certain advantages in qualitative visual effects and quantitative image quality assessment.

【Key words】lenticular; autostereoscopic; multi-view; sub-pix; image fusion DOI: 10.3969/j.issn.1000-3428.2011.03.073

1 概述

立體圖像顯示技術(shù)日新月異并且種類眾多，根據(jù)觀察者

是否需要配載輔助工具(如偏振眼鏡、液晶眼鏡、立體頭盔等)可以分成2類，其中需要佩戴輔助工具的技術(shù)有色彩多工法、極化多工法、時間多工法、位置多工法，并且所需要的圖像視點(diǎn)數(shù)為2；而不需要佩戴輔助工具的技術(shù)有光柵法等，所需要的圖像視點(diǎn)數(shù)大于2。目前常見的基于光柵的自由立體顯示設(shè)備有狹縫光柵和柱鏡光柵2種[1]。由于不需要佩戴輔助工具，不會因?yàn)榇鬏o助工具而產(chǎn)生不適感，而且方便多人同時觀賞，可增加情感交流、提高娛樂效果。因此，本文研究背景是裸視下的自由立體顯示技術(shù)。

狹縫光柵[2]俗稱黑光柵，其原理為小孔成像原理，它是在透明的膠片上間隔印刷黑色線條從而構(gòu)成一條黑色不透明線條加一條透明縫隙間隔排列的結(jié)構(gòu)，使用狹縫光柵設(shè)備的方法稱為視差遮障法。柱鏡光柵俗稱白光柵，其成像原理為凸透鏡成像原理，由多個一面為曲面和另一面為平面的光學(xué)透鏡單元構(gòu)成。使用柱鏡光柵的方法稱為柱鏡透視陣列法。柱鏡光柵因?yàn)橐子诩庸�，立體圖像亮度高，以及多視點(diǎn)立體效果好，是目前最常用的自由立體顯示設(shè)備。

多視點(diǎn)圖像融合技術(shù)是基于柱鏡光柵的自由立體顯示設(shè)備的關(guān)鍵問題[3]，本文研究工作便是基于柱鏡光柵LCD自由立體顯示設(shè)備實(shí)驗(yàn)平臺上完成的。

1 024×768，共融合9個視點(diǎn)視圖，而最后融合后的自由立體圖像的分辨率也是1 024×768，這樣數(shù)據(jù)量下降為原來總數(shù)據(jù)量的1/9，分辨率下降9倍。傳統(tǒng)的視點(diǎn)圖像像素按水平方向逐像素排列，這樣造成的后果是分辨率只在水平方向下降 9倍，而垂直方向的分辨率不變，造成一種很不自然地的立體效果，視覺體驗(yàn)較差。1968年Winnek發(fā)現(xiàn)把柱鏡光柵傾斜一定的角度，可降低蝶紋(Moire Effect)效應(yīng)以及產(chǎn)生更sharp的圖像，，Winnek當(dāng)時只是把該技術(shù)應(yīng)用于立體攝影上。同樣，柱鏡光柵傾斜一定的角度帶來的好處同樣適用于平板顯示設(shè)備中，Cees van Berkel于2000年使用該技術(shù)在LCD中[4]，得到較好的立體效果。

柱鏡光柵的多視點(diǎn)圖像融合方法分成模擬融合法和數(shù)字融合法2種[5]。模擬融合法采用人工處理的方式，通用性比較差，比較耗時；并且該方法會大量丟失原始圖像信息，使得融合后的圖像失真較嚴(yán)重，因此，本文中的算法采用的是數(shù)字融合法。

數(shù)字融合法由Philips公司較早提出，數(shù)字融合方法主要找出各視點(diǎn)圖像的亞像素與融合后的立體圖像中的映射關(guān)系，Philips公司的自由立體圖像融合算法提出了一種新的亞像素排列規(guī)律[6]，該算法較早給出了亞像素映射公式，然而映射公式中并沒有給出柱鏡左側(cè)圖像亞像素水平方向的偏移值計(jì)算方法，這是本文算法需要改進(jìn)的地方。

基金項(xiàng)目：國家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(60973030)；江蘇省計(jì)算機(jī)信息處理技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室基金資助項(xiàng)目(ZK206007)

作者簡介：況海斌(1984－)，男，碩士研究生，主研方向：嵌入式系統(tǒng)，數(shù)字圖像處理；徐 成，教授、博士、博士生導(dǎo)師 收稿日期：2010-06-10 E-mail：khb.hnu@

2 相關(guān)原理

對于每個視點(diǎn)的視圖，在融合生成一幅立體圖像時，并

非所有像素都對融合后的立體圖像有貢獻(xiàn)，圖像融合處理只選取了每個視點(diǎn)視圖中的一部分信息，并將其提取出來，最后融合成一幅立體圖像。例如，如果每個視點(diǎn)視圖分辨率為

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