[发明专利]基于单台DLP投影的全角视差立体成像系统及方法

权利要求书

1.一种基于单DLP投影的全角视差立体成像系统，包括一台摄像机（13）、一个低速转台（15）、一台微机（10）、一台DLP投影机（6）、一个高速转台（3）、一面定向漫反射镜（1）、一个保护支架（8）、霍尔器件（4）、和一个强磁铁（5），其特征在于用于图像采集的摄像机（13）对准实物模型（14），摄像机通过视频线连接计算机（10），计算机（10）通过VGA视频线（11）连接DLP投影机（6），所述实物模型（14）放置在低速转台（15）上；所述DLP投影机（6）固定在保护支架（8）上而位于高速转台（3）的上方，所述定向漫反射屏幕（1）通过固定支架（2）斜置于高速转台（3）上，使DLP投影机（6）的投影照射在定向漫反射屏幕（1）上；所述强磁铁（5）固定安装在高速转台（3）上，霍尔器件（4）固定在保护支架（8）上，使霍尔器件（4）靠近强磁铁（5）运行轨迹，霍尔器件（4）连接计算机（10）。

2.一种基于单DLP投影的全角视差立体成像方法，采用根据权利要求1所述的基于单DLP投影的全角视差立体成像系统进行成像操作，其特征在于操作步骤如下：

a.在计算机内的片源生成，步骤为：

①  实现基于旋转摄像的全角度拍摄方法：对拍摄到含实物模型与不含实物模型的一对原始图像，经过背景滤除、二值化、几何校正、分辨率匹配处理后，获取一个角度的投影图像；旋转实物模型，连续拍摄模型的全角度投影图像，实现实物模型的全角视差图像获取；

②  基于计算机虚拟模型的全角度拍摄方法：在计算机（10）内设定虚拟摄像机（13）初始参数和位置，经过投影、渲染处理后，获取计算机模型的投影图像；旋转计算机模型，连续渲染模型投影图像，实现整个模型的全角视差图像获取；

③  彩色投影图像的编码方法：采用单帧彩色图像保存多帧黑白图像的方法，经过灰度值位移、子帧累加，把多个子帧压缩进一帧全彩图像中；

使用高性能现场可编程门阵列FPGA和大容量双数据率同步动态随机存储器DDRRAM作为投影单元的核心，向DMD驱动模块传输模型的视差图像；

c.以定向反射屏幕（1）为显示核心，随着定向反射屏幕（1）的旋转，按时间序列将全角视差图像反射到空间各视点上。

3.根据权利要求2所述的基于单DLP投影的全角视差立体成像方法，其特征在于所述全角度视差立体图像由全角度摄像获得，或者由计算机渲染获得，计算机（10）通过视频线（11）向DLP投影机传输全角度视差图像。

4.根据权利要求2所述的基于单DLP投影的全角视差立体成像方法，其特征在于高性能FPGA和大容量DDRRAM作为DLP投影机（6）的核心，FPGA获得24位彩色视频帧，实时分离出24个单色子帧，实现高速投影。

5.根据权利要求2所述的基于单DLP投影的全角视差立体成像方法，其特征在于各项异性的定向漫反射屏幕（1），它具有横向的镜面反射特性和纵向慢反射特性，被镜化的表面反射投影机投射的每个像素到狭窄的光平面上，定向漫反射镜特性控制光平面的厚度和高度，用以形成视差影像。