图像全息三维展示方法、装置、设备及介质与流程

本发明涉及全息三维展示，尤其涉及一种图像全息三维展示方法、装置、设备及介质。

背景技术：

1、视觉训练是三维显示的一个重要应用，目前基于双目视差的三维显示技术使用地比较广泛，该技术使得观看者左眼和右眼分别单独感知到具有一定视差的两个不同画面，在双眼的辐辏作用下，虚拟图像会呈现在空间中某一位置，跃出屏幕外或凹陷于屏幕内，观看者会产生立体感，并调节双眼眼球运动，达到视觉能力训练和近视防控等目的。但双目视差的三维显示方式只是对于真实立体感的部分还原，存在视觉辐辏调节冲突等问题，造成部分观看人群产生眩晕等不舒适感。

2、而全息三维显示技术可以弥补以上不足，重建出与人眼观看真实三维物体时非常接近的立体图像，全息三维显示将进一步提升三维视觉训练的效果，减少不舒适感的产生。在全息三维显示中，通常首先模拟光场衍射传播的过程，从物体图像的三维模型计算生成出一个全息图，然后将全息图数据加载到空间光调制器等全息显示器件上，在相干光的照射下，波前衍射重建出三维物体图像。对于实时动态全息三维显示，每秒要刷新几十张不同的全息图，而从物体三维模型计算生成全息图往往需要较大的计算量，非常耗时。通常将三维物体模型看作由很多个微小点元，微小面元或者细密深度层的基本单元构成，对每个点元，面元或深度层逐一计算衍射图案，并最终进行叠加，而如果时间维度中下一帧三维场景相比于上一帧发生变化，以上过程还要再次模拟光场衍射传播的过程，从物体图像的三维模型计算再生成出一个全息图，并随着时间维度不断重复生成全息图的过程，即，重新构建大量全息图，由于重新构建全息图需要大量的计算力，进而使得全息三维显示的过程存在容易卡顿和时间延迟等问题。

技术实现思路

1、基于此，有必要针对现有技术中全息三维显示的过程存在容易卡顿和时间延迟的技术问题，提出了一种图像全息三维展示方法、装置、设备及介质。

2、第一方面，提供了一种图像全息三维展示方法，所述方法包括：

3、获取待展示图像的初始帧图像，并获取所述初始帧图像中的子物体和所述子物体的运动参数；

4、将所述子物体按预设分解规则分解为不同的深度层，并获取各个深度层的衍射条纹光场，得到所述子物体的衍射条纹光场集；

5、根据所述衍射条纹光场集确定所述子物体的初始子全息图；

6、根据所述运动参数确定所述子物体的运动位移，并根据所述运动位移对所述初始子全息图进行更新，得到目标子全息图，并将所述目标子全息图进行展示。

7、可选地，所述获取待展示图像的初始帧图像，并获取所述初始帧图像中的子物体和所述子物体的运动参数的步骤，包括：

8、当所述待展示图像为视频图像时，则将按时时间顺序首次存在物体图像的目标帧图像作为所述初始帧图像，并将所述目标帧图像中的物体图像对应的物体作为所述子物体；

9、当所述待展示图像为图片图像时，则将所述待展示图像作为所述初始帧图像，并所述待展示图像进行全息三维展示。

10、可选地，所述将所述子物体按预设分解规则分解为不同的深度层，并获取各个深度层的衍射条纹光场，得到所述子物体的衍射条纹光场集的步骤，包括：

11、将所述子物体按预设分解规则中的预设距离间隔分解为不同的深度层，并将所述深度层作为二维图像；

12、根据所述二维图像、与所述二维图像对应的深度层与所述待展示图像的全息平面的距离，通过菲涅尔卷积变换，生成与所述二维图像对应的深度层的衍射条纹光场，得到所述子物体的衍射条纹光场集。

13、可选地，所述根据所述衍射条纹光场集确定所述子物体的初始子全息图的步骤，包括：

14、将所述衍射条纹光场集中的各个衍射条纹光场进行叠加，得到所述子物体的初始子全息图；

15、将所述初始子全息图和所述子物体的标识信息进行绑定，得到所述子物体的绑定数据，并将所述绑定数据存储至预设存储空间，所述绑定数据用于根据所述运动位移对所述初始子全息图进行更新。

16、可选地，所述根据所述运动参数确定所述子物体的运动位移，并根据所述运动位移对所述初始子全息图进行更新，得到目标子全息图，并将所述目标子全息图进行展示的步骤，包括：

17、获取展示请求信息，并根据所述展示请求信息中的时间数据和所述运动参数确定所述子物体的运动位移；

18、根据所述子物体的标识信息，在所述预设存储空间内调用所述子物体的绑定数据；

19、根据所述运动位移对所述绑定数据的初始子全息图进行更新，得到目标子全息图，并将所述目标子全息图在与所述时间数据对应的时刻进行展示。

20、可选地，所述基于所述时间数据和所述运动参数确定所述子物体的运动位移的步骤，包括：

21、基于所述时间数据和所述运动参数，确定所述子物体在与所述时间数据对应的时刻的目标位置数据；

22、获取所述子物体在所述初始帧图像中的初始位置数据；

23、根据所述初始位置数据和所述目标位置数据确定所述子物体的运动位移。

24、可选地，所述根据所述运动位移对所述绑定数据的初始子全息图进行更新，得到目标子全息图的步骤，包括：

25、根据所述运动位移和预设变化方程，将所述绑定数据的初始子全息图进行变化，得到第一变化数据，并根据所述第一变化数据，得到目标子全息图；

26、或者，根据所述运动位移，通过傅里叶变换方程和傅里叶逆变换方程将所述绑定数据的初始子全息图进行变化，得到第二变化数据，并根据所述第二变化数据，得到目标子全息图。

27、第二方面，提供了一种图像全息三维展示装置，所述装置包括：

28、数据采集模块，用于获取待展示图像的初始帧图像，并获取所述初始帧图像中的子物体和所述子物体的运动参数；

29、分解模块，用于将所述子物体按预设分解规则分解为不同的深度层，并获取各个深度层的衍射条纹光场，得到所述子物体的衍射条纹光场集；

30、生成模块，用于根据所述衍射条纹光场集确定所述子物体的初始子全息图；

31、更新模块，用于根据所述运动参数确定所述子物体的运动位移，并根据所述运动位移对所述初始子全息图进行更新，得到目标子全息图，并将所述目标子全息图进行展示。

32、第三方面，提供了一种计算机设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述图像全息三维展示方法的步骤。

33、第四方面，提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述图像全息三维展示方法的步骤。

34、本技术通过获取待展示图像的初始帧图像，并获取所述初始帧图像中的子物体和所述子物体的运动参数；将所述子物体按预设分解规则分解为不同的深度层，并获取各个深度层的衍射条纹光场，得到所述子物体的衍射条纹光场集；根据所述衍射条纹光场集确定所述子物体的初始子全息图；根据所述运动参数确定所述子物体的运动位移，并根据所述运动位移对所述初始子全息图进行更新，得到目标子全息图，并将所述目标子全息图进行展示。通过对所述初始子全息图进行更新，避免重新构建所述子物体的全息图，即，避免重复执行将所述子物体分解、所述衍射条纹光场集确定所述子物体的全息图等过程，进而减小了全息图序列生成时间，只在初始时间点(初始帧图像)逐个深度层合成各子物体的子全息图，对于其它各帧的全息图，不再需要重复合成，只需要根据运动位移对于初始子全息图进行快速变换，加快整个全息图序列生成流程的计算速度。