[发明专利]一种提高计算机集成图像重构分辨率的方法

说明书

技术领域

本发明属于图像处理技术领域，涉及三维图像处理，是一种提高集成成像系统中计算机重构分辨率的方法，可以用于集成成像中目标场景的三维立体显示。 

背景技术

集成成像（Integral Imaging，II）技术是一种通过微透镜阵列来记录和显示3D空间场景信息的图像技术。II系统包括采集和显示部分，分别如图1a和图1b所示。 

在采集部分，物体通过微透镜阵列成像，每个元素透镜形成了物体的对应图像，称为元素图像，这些元素图像再通过一个高清晰CCD相机成像；在显示部分，采集的元素图像集合位于显示平板上，通过与采集透镜阵列具有同样参数的显示透镜阵列的光线还原，即可再现原来的三维光学场景。另外，可以采用计算机重构方法完成立体显示，即利用计算机模拟光学设备的显示过程，从CCD相机采集的元素图像集合中提取3D信息，通过计算机的合成来形成不同视点的3D图像。计算机重构方法由于不存在由衍射和光学设备限制引起的图像质量下降，所以重构的图像质量要好于光学重构图像。但是，因为元素图像的数目有限，所以传统方法重构图像的分辨率很低。 

发明内容

本发明提供一种提高计算机集成图像重构分辨率的方法，充分利用集成成像中相邻元素图像具有部分相似信息的特点，在计算机重构时对元素图像集合进行周期性选取，从每个选取的元素图像中提取若干像素进行拼接，从而获得最终的重构图像。 

本发明采取的技术方案包括下列步骤： 

（一）、设集成成像系统中，采集微透镜阵列为H×W个微透镜成方形排列，微透镜焦距为f，微透镜宽度为P，CCD相机采集到的元素图像集合为H行×W列，每个元素图像有M×M个像素，元素图像集合平面与微透镜阵列之间的距离为g，3D场景与微透镜阵列之间的距离为z； 

在CCD相机采集的元素图像集合中，首先确定一个元素图像为初始元素图像，然后以N为周期间隔地选取元素图像，得到选取后的元素图像集合ES； 

在CCD相机采集的H行×W列元素图像集合中，首先确定一个元素图像I _p,q为初始元素图像，I_p,q是第p行、第q列元素图像，1≤p,q≤N，然后再以N为周期，依次在第p行选取元素图像I_p,q+N、I_p,q+2N、…，在第p+N行选取元素图像I_p+N,q、I_p+N,q+N、I_p+N,q+2N、…，以此类推，得到选取后的元素图像集合ES； 

周期N值为满足下面条件的任一正整数： 

N≤zg---(1)]]>

（二）、在选取后的元素图像集合ES中，从每个元素图像的同样位置都提取一个像素块、大小为N_extract×N_extract个像素，将这些像素块进行拼接，可获得一个视点的重构图像，改变元素图像中像素块提取的位置，即可由选取后的元素图像集合ES重构出不同视点的图像； 

（1）. 根据集成成像系统参数，计算从每个元素图像中提取的像素个数N_extract×N_extract； 

Nexrtact=NPgzPe---(2)]]>

其中P_e为CCD相机采集到的元素图像中的像素间距，设采集的每个元素图像大小与微透镜大小相同，则：