欢迎来到知嘟嘟! 联系电话:13095918853 卖家免费入驻,海量在线求购! 卖家免费入驻,海量在线求购!
知嘟嘟
我要发布
联系电话:13095918853
知嘟嘟经纪人
收藏
专利号: 2014102729904
申请人: 长春理工大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 计算;推算;计数
更新日期:2024-02-28
缴费截止日期: 暂无
价格&联系人
年费信息
委托购买

摘要:

权利要求书:

1.一种基于中心投影的集成立体成像元素图像生成的方法,其特征在于,该基于中心投影的集成立体成像元素图像生成的方法包括以下步骤:步骤一,首先利用计算机建立三维立体场景,获取立体场景的坐标与信息对应的数据库;

步骤二,设定虚拟微透镜光学参数,使符合真实微透镜的光学参数,在集成立体成像系统的光学系统中显示;

步骤三,将所有三维场景坐标从局域坐标转到世界坐标;

步骤四,依据虚拟微透镜相机和空间场景的位置,确定视点坐标;

步骤五,将虚拟3D目标根据不同视点转换成2D图像,根据视点坐标生成元素图像。

2.如权利要求1所述的基于中心投影的集成立体成像元素图像生成的方法,其特征在于,该基于中心投影的集成立体成像元素图像生成的方法的具体步骤为:步骤一,首先利用计算机建立三维立体场景,获取立体场景的坐标与信息对应的数据库,如已有三维场景的数据库直接建立三维场景立体像素与坐标对应的数据库;

步骤二,设定虚拟微透镜光学参数,符合真实微透镜的光学参数,在集成立体成像系统的光学系统中显示,微透镜的点阵数为50×50,透镜的焦距为f=3.5mm,微透镜间距为p=1mm的光学参数情况下,系统设定虚拟微透镜阵列数为m×n=50×50,透镜的分辨率M×N=150×150;

步骤三,将所有三维场景坐标从局域坐标转到世界坐标;

步骤四,依据虚拟微透镜相机和空间场景的位置,确定视点坐标,依据参数设定,虚拟微透镜的视点坐标Zcam(虚拟相机坐标)共有50×50,Zcam的第1行第1列的坐标为(75,75,Z),第1行第2列坐标为(75,225,Z),依次类推至第1行第50列坐标为(75,49×150+75,Z),同样第2行第1列坐标为(225,75,Z),依次类推至第50行第1列坐标为(49×150+75,

75,Z),这样共有2500个视点;

步骤五,将虚拟3D目标依据不同视点转换成2D图像,根据视点坐标生成元素图像,当一个微透镜的参数设定好之后,在这一步中,设定视角的值和构成集成图像元素图像的长和宽,根据每个不同的视点获得相应的2D中心投影图构成元素图像,视点的数量与元素图像阵列数相同;

视点转换矩阵如下:

上式中(x,y,z)为三维场景坐标信息,(X',Y',Z')为虚拟微透镜投影面坐标,即可完成虚拟微透镜EI图像的获取,式中(X,Y)为视点起始点坐标(左上角),Wwidth and Hheight为元素图像的长和宽,本系统设定元素图像的分辨率为150×150,即Wwidth,150,Hheight=150,式中MinZ为3D场景与投影面最近的距离,本例中MinZ=16,MaxZ为3D场景与投影面最远的距离,此数据随3D场景的深度变化而变化,根据上式,可建立出每个元素图像;由于元素图像的分辨率为150×150(M×N),式中(X,Y)为视点起始点坐标为(75,75),此外虚拟微透镜的点阵数为50×50,因此共有2500个视点元素图像,依据步骤四可推出每个视点的(X,Y)坐标值。

3.如权利要求1所述的基于中心投影的集成立体成像元素图像生成的方法,其特征在于,该基于中心投影的集成立体成像元素图像生成的方法包括:步骤一,通过计算机生成三维场景信息;

步骤二,设定虚拟的微透镜光学参数;

步骤三,将三维场景信息从局域坐标转到世界坐标;

把物体上移动变量用矢量Δp表示:

p′=p+Δp (1)

在此,p′为转换之后的点,p为原点,Δp为移动矢量;依据坐标关系,p(x,y)和p′(x′,y′)之间存在以下关系:等式(2)中,Δx和Δy为沿着x和y方向的移动变量;

根据齐次坐标,一个点成为一个列向量,单位为1,对三维坐标系统,写成以下齐次坐标矩阵形式:等式(3)中,Δx、Δy、Δz为移动矢量Δp(Δx,Δy,Δz)的坐标变量;

尺度变换是对场景的放大或缩小,也就是目标旋转或缩放功能,依据尺度变换定义,对

3D系统,齐次坐标表示如下:

在此,Δx,Δy,Δz代表X,Y,Z方向的尺度系数;

ON为经过坐标原点的任意一个轴;P点沿着ON轴任意旋转角度Ω,这时P点移动到P1点,依据旋转角度和轴向及p点的坐标,p1点的坐标如下:公式中a11…a33为旋转矩阵系数;

对于任意一个向量Q=q1i+q2j+q3k,单位向量被如下定义: 其中为向量幅度,i,j,k为单位向量,因此;

旋转矩阵:

步骤四,依据虚拟微透镜相机和空间场景的位置,确定视点坐标;

Zcam为虚拟相机坐标,Zsurf为投射面位置,(X,Y,Z)和(X'Y'Z')分别为随意平面和投影坐标面,根据三角形的相似性(ΔPOZcam,ΔP'ZsurfZcam),得如下等式:Zcam为虚拟相机坐标,Zsurf为投射面位置,(X,Y,Z)和(X'Y'Z')分别为随意平面和投影坐标面;考虑到Z坐标轴,最终等式为:按矩阵方式写的时候,上式变为:

步骤五,将虚拟3D目标进行转换成2D的变换,在这一步中,设定视角的值和构成集成图像元素图像的长和宽;当一个微透镜的参数设定好之后,根据每个不同的视点可以获得相应的2D中心投影图构成元素图像;视点的数量与元素图像阵列数相同,根据等式(10),视点转换矩阵如下:依据上式即可完成虚拟微透镜EI图像的获取。