[发明专利]图像合成方法及装置

说明书

本发明提供一种图像合成方法及装置，方法包括：根据预设三维模型对待合成图像进行分层，获取预设数量个分层子图像；根据填充路径将经预处理后的每幅视差图像中的像素值填充到每个分层子图像中，以获取每个分层的合成子图像；根据每个分层子图像的前后位置关系，将合成子图像进行叠加，获取目标合成图像。所述装置用于执行上述方法。本发明提供的图像合成方法，通过对待合成图像进行分层处理，并利用多视点拟合法对分层后的子图像进行叠加以生成目标合成图像，减弱了大深度三维模型再现时的错切现象，提高了图像还原的精度，提升了图像显示质量。

技术领域

本发明涉及数字图像处理技术领域，尤其涉及一种图像合成方法及装置。

背景技术

现有的集成成像技术采用二维显示面板加载图像信息，并用透镜阵列来记录和再现三维场景。分辨率、视角和显示深度是三维显示技术的三个基础评价指标。在基于透镜阵列的光场显示技术中，错切现象是限制系统显示深度的主要原因。

首先明确两个概念：重构平面和参考平面。重构平面指的是采集过程中三维模型所处的平面，参考平面指的是三维模型再现时的平面，也称为中心深度平面。通过对成像模式下显示过程的分析，当这两个平面位置不一致时就会出现“错切”问题。如图1所示，包括无错切现象(如图1(a)所示)和错切现象，其中，错切现象分为两种情况，一种是当重构平面位于透镜阵列和参考平面中间时出现的错切现象(如图1(b)所示)，另一种是当重构平面远离参考平面时出现的错切现象(如图1(c)所示)。图中的参考平面也称为透镜的共轭平面，从透镜阵列出射的光线只有在重构平面上才能相交汇聚成与原三维模型一致的三维图像。人眼透过不同的透镜可以获取到不同的子图像块，视点处看到的图像是由这一系列子图像块拼接而成的。对于一个固定参数的集成成像系统，在采集过程中，如果三维场景是在远离参考平面处被拍摄，那么人眼通过每个透镜获取到的子图像块是无法完整地拼接成理想的三维图像的，这个现象就称为错切现象，由于错切现象的存在，集成成像系统的景深和显示质量将会下降。

因此，如何减弱由于大深度三维模型带来的错切问题，成为亟需解决的问题。

发明内容

本发明提供的图像合成方法，用于克服现有技术中存在的上述问题，能够通过对待合成图像进行分层处理，并利用多视点拟合法对分层后的子图像进行叠加以生成目标合成图像，减弱了大深度三维模型再现时的错切现象，提高了图像还原的精度，提升了图像显示质量。

本发明提供一种图像合成方法，包括：

根据预设三维模型对待合成图像进行分层，获取预设数量个分层子图像；

根据填充路径将经预处理后的每幅视差图像中的像素值填充到每个分层子图像中，以获取每个分层的合成子图像；

根据每个分层子图像的前后位置关系，将所述合成子图像进行叠加，获取目标合成图像；

其中，所述填充路径是根据视差图像中的像素点与透镜光轴之间的距离确定的；

所述视差图像是根据不同角度拍摄的每个分层子图像确定的。

根据本发明提供的一种图像合成方法，所述预处理后的每幅视差图像中的像素值通过如下方式获取：

根据合成图像素矩阵对每幅视差图像中的像素点的像素值进行加权，以获取所述预处理后的每幅视差图像中的像素值。

根据本发明提供的一种图像合成方法，所述合成图像素矩阵通过如下方式确定：

根据所述预设三维模型的前后边界深度坐标、横向的视差图像数量、纵向的视差图像数量、视差图像素矩阵、权值矩阵、消除深度反转的变换矩阵和上采样矩阵，确定所述合成图像素矩阵。

根据本发明提供的一种图像合成方法，所述权值矩阵、视差图像素矩阵、消除深度反转的变换矩阵和上采样矩阵通过如下方式获取：