基于透镜阵列的图像处理方法及图像处理装置与流程

1.本发明涉及一种vr/ar图像处理方法，具体涉及一种基于透镜阵列的图像处理方法。本发明还涉及一种基于透镜阵列的图像处理方法装置。

背景技术：

2.vr(virtual reality，虚拟现实)技术是一种可以创建和体验虚拟世界的计算机仿真系统，它利用计算机生成一种模拟环境，是一种多源信息融合的、交互式的三维动态视景和实体行为的系统仿真，可以使用户沉浸到该模拟环境中。目前体验vr技术的vr设备即vr眼镜整体上还是太厚重，无法长时间佩戴，这是一个很严重的缺陷。另外，现有的vr眼镜都具有图像畸变严重的问题，导致用户佩戴时感觉不舒适，严重影响用户的体验效果和心情。究其原因，是因为现有的vr眼镜采用的是虚拟现实显示技术，该技术是通过双目视差的方法来产生3d景深效果，这会造成成像不逼真，无法实现看远处景物清晰则近景模糊、看近景清晰则远景模糊这一效果，不符合自然人眼接收图像的规律。因此，长时间佩戴这种vr眼镜，不仅沉浸感不足，甚至会导致大脑产生混乱，从而产生疲劳眩晕等感觉，一些人甚至会出现恶心、呕吐等不适症状。
3.ar(augmented reality，增强现实)技术是一种将真实世界信息和虚拟世界信息“无缝”集成的新技术，是把原本在现实世界的一定时间空间范围内很难体验到的实体信息(视觉信息、声音、味道、触觉等)，通过电脑等科学技术，模拟仿真后再叠加，将虚拟的信息应用到真实世界，被人类感官所感知，从而达到超越现实的感官体验，即真实的环境和虚拟的物体实时地叠加到了同一个画面或空间同时存在。目前市场上体验ar技术的ar设备即ar眼镜一般使用的是光波导技术。该项技术有很多优点，如轻薄、透光性好，但是其缺点也很明显。相对于低的光学利用率，光的高阶传导损失严重；几何光波导光学元件成本高，制作工艺复杂，成品率低；衍射波导在成像过程中，衍射产生的散会导致彩虹和雾霾效应影响图像质量；出瞳距离(eye relief，指眼睛到光学模组之间的距离)相对较大，一般在25mm以上；视场角太小，光波导的视场受到传输光线的全反射角度限制，一般只有50度左右甚至更小；而且波导元件极其波长敏感，要求单光源成像，如果需要全彩成像，技术难度大而且安装成本高。nreal公司的产品在视野前方放置了可拆卸的遮挡板，用于隔离虚拟与现实影像，但是这并不是真正意义上的ar设备。ar设备需要具有大视场角用于为用户提供沉浸式体验。但是，目前的光波导技术是完全达不到要求的。
4.自2010年起开始兴起了近眼光场显示技术，即采用菲涅尔透镜阵列，来实现3d显示。如图1所示为采用菲涅尔透镜阵列的vr/ar镜片，包括lcd显示面板1，显示面板1上依次叠加有四分之一波长的波片(qwp)2、分束器(bs)3、偏振分束器(pbs)4；偏振分束器4的表面固定设置有n个菲涅尔透镜5，n个菲涅尔透镜成矩形阵列分布；n个菲涅尔透镜的总面积与偏振分束器4的面积相匹配。该镜片的工作原理是：从lcd显示面板1的单个像素发出的光是线性偏振的，该光线通过波片(qwp)2、分束器(bs)3后，其偏振状态变为初始线性偏振，光线到达偏振分束器(pbs)4后，先被偏振分束器(pbs)4反射回分束器(bs)3，经过分束器(bs)3
的反射后再次入射到偏振分束器(pbs)4，最后通过偏振分束器(pbs)4并向小透镜阵列传播。由于来自显示面板1的光线在分束器(bs)3与偏振分束器(pbs)4之间重复传播了三次，因此在光学上可以获得比显示面板1与小透镜阵列之间的物理系统距离长三倍的有效光路，也就是说，物理上所需的系统距离可以减少到所需光学系统距离的1/3。该技术基于偏振的光学折叠(pancake lens)，允许光线在界面之间来回反射，能够使有效光路比物理距离更长。这对于减小vr/ar镜片的厚度是非常有利的，其可以将物理系统距离额外减少到所需光学系统距离的1/3。
5.该技术能够呈现比oculus rift(头戴式显示器)更具现实感的3d体验，可将虚拟图像直接通过光场的形式投射在人的视网膜上，而用户除了能看到虚拟图像，还能感知其位置，这种体验如同建立在真实世界之上，且不会产生任何不适感。这正好解决了目前虚拟现实成像所面临的一些技术困境。该技术可以让使用者实现接近真实的立体视觉，让眼睛能够更舒适地体验高清晰度、大视场角的虚拟实境呈现效果，避免用户在佩戴过程中产生头晕、呕吐等不适的情况，给虚拟现实用户带来更好的体验效果。
6.但是，现有的菲涅尔透镜阵列光场显示技术，还存在很多缺陷，诸如：eyebox(即眼盒，是指近眼显示光学模组与眼球之间的一块锥形区域，也是显示内容最清晰的区域)参数小，而出瞳距离大。从显示效果看，由于每个菲涅尔小透镜生成的图像都呈现清晰的边界，因此当人眼瞳孔超出eyebox范围时会清晰的看到图像串扰带来的图像噪声，这降低了成像的质量，这导致该技术的使用无法达到市场预期。另外，由于该技术在应用过程中的传输数据量大，渲染时间长，导致帧率达不到要求而造成视频卡顿。

技术实现要素：

7.本发明所要解决的技术问题是提供一种基于透镜阵列的图像处理方法，它可以消除3d显示过程中所显示图像中因图像串扰带来的图像噪声。
8.为解决上述技术问题，本发明基于透镜阵列的图像处理方法的技术解决方案为，包括以下步骤：
9.步骤一，获取图像作为显示屏的原始图像；确定显示屏上每个像素点的位置；获取当前人眼瞳孔的大小和其中心点所在的位置；
10.步骤二，根据当前瞳孔的位置和大小，确定显示屏上任意一像素点a在虚像平面上的成像点的位置；
11.在另一实施例中，所述步骤二包括：
12.步骤2.1，根据当前瞳孔的位置和大小，确定显示屏与瞳孔之间的透镜阵列中实际参与透射光线的透镜；
13.步骤2.2，根据实际参与透射光线的透镜中心与所述像素点a的连线，确定该像素点a在虚像平面上的成像点的位置。
14.步骤三，计算显示屏上任意一像素点a在虚像平面上各成像点的权重；
15.在另一实施例中，所述步骤三包括：
16.步骤3.1，根据实际参与透射光线的透镜的位置，计算各成像点所对应的透镜的透射光柱与瞳孔相交的面积s；
17.步骤3.2，根据各成像点所对应的透镜的透射光柱与瞳孔相交的面积s，采用以下
公式，计算各成像点的权重；
[0018][0019]
其中，wn是指虚像平面上任意一成像点n的权重；
[0020]
si是指成像点发出的光线柱与瞳孔相交的面积；
[0021]
sn是指当前成像点n发出的光线柱与瞳孔相交的面积。
[0022]
步骤四，根据虚像平面上各成像点的权重，计算像素点a的显示值a；
[0023]
在另一实施例中，所述步骤四采用以下公式计算像素点a的显示值a；
[0024][0025]
其中，a是指像素点a的显示值；
[0026]
z是指像素点a在虚像平面上的成像点的个数；
[0027]
vi是指像素点a在虚像平面上的任一成像点的原始像素值；
[0028]
wi是指虚像平面上该成像点的权重；
[0029]
si是指成像点发出的光线柱与瞳孔相交的面积。
[0030]
步骤五，将计算得出的像素点a的显示值a显示在显示屏上，则显示屏上所显示的图像为渲染图像。
[0031]
在另一实施例中，所述各成像点所对应的透镜的透射光柱与瞳孔相交的面积s为显示屏的像素点a发出的光线经过透镜阵列后与瞳孔及其扩大部分的相交区域。
[0032]
在另一实施例中，所述各成像点所对应的透镜的透射光柱与瞳孔相交的面积s的值为像素点a与成像点所对应透镜的上下缘连线与瞳孔及其扩大部分的相交区域的面积。
[0033]
在另一实施例中，所述面积s由像素点a的位置、透镜阵列中小透镜的面积、瞳孔的大小和其中心点所在位置决定。
[0034]
在另一实施例中，所述步骤3.1之后，执行步骤3.1.1：将各成像点与瞳孔相交的面积s进行从大到小排序，然后选择前两位或者前几位的数据作为s
topi
进行计算；则
[0035]
所述步骤四，采用以下公式，根据虚像平面上各成像点的权重，计算像素点a的值显示a；
[0036][0037]
其中，a是指像素点a的显示值；
[0038]
z是指像素点a在虚像平面上的权重值居前的成像点的个数；
[0039]vtopi
是指像素点a在虚像平面上权重值居前的成像点的原始像素值；
[0040]wtopi
是指虚像平面上权重值居前的成像点的权重；
[0041]stopi
是指虚像平面上权重值居前的成像点的光线柱与瞳孔相交的面积。
[0042]
本发明还提供一种基于透镜阵列的图像处理装置，其技术解决方案为，包括：
[0043]
数据获取模块，被配置为获取图像作为显示屏的原始图像；确定显示屏上每个像
素点的位置；获取当前人眼瞳孔的大小和其中心点所在的位置；
[0044]
成像点定位模块，被配置为根据所述数据获取模块得到的当前瞳孔的位置和大小，确定显示屏上任意一像素点a在虚像平面上的成像点的位置；
[0045]
成像点权重计算模块，被配置为计算显示屏上任意一像素点a在虚像平面上各成像点的权重；
[0046]
像素值计算模块，被配置为采用以下公式，根据虚像平面上各成像点的权重，计算像素点a的值显示a；
[0047][0048]
其中，a是指像素点a的显示值；
[0049]
z是指像素点a在虚像平面上的成像点的个数；
[0050]
vi是指像素点a在虚像平面上的任一成像点的原始像素值；
[0051]
wi是指虚像平面上该成像点的权重；
[0052]
si是指成像点发出的光线柱与瞳孔相交的面积；
[0053]
显示模块，被配置为将计算得出的像素点a的显示值a显示在显示屏上，则显示屏上所显示的图像为渲染图像。
[0054]
在另一实施例中，所述成像点定位模块包括：
[0055]
透镜确定模块，被配置为根据所述数据获取模块得到的当前瞳孔的位置和大小，确定显示屏与瞳孔之间的透镜阵列中实际参与透射光线的透镜；
[0056]
成像点位置确定模块，被配置为根据所述透镜确定模块得到的实际参与透射光线的透镜中心与所述像素点a的连线，确定该像素点a在虚像平面上的成像点的位置；
[0057]
在另一实施例中，所述成像点权重计算模块包括：
[0058]
面积计算模块，被配置为根据所述透镜确定模块得到的实际参与透射光线的透镜的位置，计算各成像点所对应的透镜的透射光柱与瞳孔相交的面积s；
[0059]
权重计算模块，被配置为根据所述面积计算模块得到的各成像点所对应的透镜的透射光柱与瞳孔相交的面积s，采用以下公式，计算各成像点的权重；
[0060][0061]
其中，wn是指虚像平面上任意一成像点n的权重；
[0062]
si是指成像点发出的光线柱与瞳孔相交的面积；
[0063]
sn是指当前成像点n发出的光线柱与瞳孔相交的面积。
[0064]
本发明可以达到的技术效果是：
[0065]
本发明能够解决由于人眼瞳孔变化和人眼位置改变时带来的图像噪声问题，从而有效消除透镜阵列ar/vr成像过程中由于瞳孔扩张或者眼睛旋转导致的瞳孔超出eyebox范围带来的图像噪声，因此能够提高成像质量。
[0066]
本发明能够最大限度地减小内存的使用，适用于板上系统。
[0067]
本发明在图像处理过程中以瞳孔的大小为依据，根据不同的瞳孔大小，能够得到
不同的图像，因此具有极强的自适应能力。
附图说明
[0068]
本领域的技术人员应理解，以下说明仅是示意性地说明本发明的原理，所述原理可按多种方式应用，以实现许多不同的可替代实施方式。这些说明仅用于示出本发明的教导内容的一般原理，不意味着限制在此所公开的发明构思。
[0069]
结合在本说明书中并构成本说明书的一部分的附图示出了本发明的实施方式，并且与上文的总体说明和下列附图的详细说明一起用于解释本发明的原理。
[0070]
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：
[0071]
图1是现有技术采用菲涅尔透镜阵列的vr/ar镜片的示意图；
[0072]
图2是本发明的透镜阵列镜片的光路示意图；其中，位于上方的眼睛，光线与瞳孔及瞳孔扩大部分相交面积s6第三大，光线与瞳孔及瞳孔扩大部分相交面积s7最大，光线与瞳孔及瞳孔扩大部分相交面积s8第二大；位于下方的眼睛，光线与瞳孔及瞳孔扩大部分相交面积s9最大，光线与瞳孔及瞳孔扩大部分相交面积s10第二大；
[0073]
图3是本发明基于透镜阵列的图像处理方法的流程示意图；
[0074]
图4是未采用本发明的透镜阵列镜片的成像照片；
[0075]
图5是采用本发明的透镜阵列镜片的成像照片；
[0076]
图6是未采用本发明的透镜阵列镜片的成像照片；
[0077]
图7是采用本发明的透镜阵列镜片的成像照片。
具体实施方式
[0078]
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例的附图，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。除非另外定义，此处使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本文中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“包括”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。
[0079]
本发明基于透镜阵列的图像处理方法，包括以下步骤：
[0080]
步骤一，获取待处理的视频文件中每一帧图像作为显示屏的原始图像；遍历显示屏，确定显示屏上每个像素点的位置；利用人眼追踪技术获取当前人眼瞳孔的大小和其中心点所在的位置；
[0081]
步骤二，根据瞳孔的位置(即瞳孔中心点所在的位置，下同)和大小，确定显示屏上任意一像素点a在虚像平面上的成像点的位置；
[0082]
步骤2.1，根据瞳孔的位置和大小，确定显示屏与瞳孔之间的透镜阵列中实际参与透射光线的透镜；
[0083]
步骤2.2，根据实际参与透射光线的透镜中心与像素点a的连线，确定该像素点a在
虚像平面上的成像点的位置；
[0084]
步骤三，计算显示屏上任意一像素点a在虚像平面上各成像点的权重；
[0085]
步骤3.1，根据实际参与透射光线的透镜的位置，计算各成像点所对应的透镜的透射光柱与瞳孔相交的面积s；
[0086]
则面积s为显示屏的像素点a发出的光线经过透镜阵列后与瞳孔及其扩大部分的相交区域；
[0087]
面积s的值为像素点a与成像点所对应透镜的上下缘连线与瞳孔及其扩大部分的相交区域的面积；
[0088]
像素点a作为发光点，则像素点a与成像点所对应透镜的上下缘连线为该成像点所发出的光线柱；该光线柱与瞳孔及其扩大部分的相交区域，即为该成像点所发出的光线柱能够进入人眼的量，故该相交区域的面积能够体现出该成像点的权重；
[0089]
显然，该相交区域的面积s由像素点a的位置、透镜阵列中小透镜的面积、瞳孔的大小和其中心点所在位置决定；
[0090]
步骤3.2，根据各成像点所对应的透镜的透射光柱与瞳孔相交的面积s，采用公式(1)，计算各成像点的权重；
[0091][0092]
其中，wn是指虚像平面上任意一成像点n的权重；
[0093]
si是指成像点发出的光线柱与瞳孔相交的面积；
[0094]
sn是指当前成像点n发出的光线柱与瞳孔相交的面积；
[0095]
本发明的步骤三能够得到与像素点a有关的所有成像点的权重。
[0096]
步骤四，采用公式(2)，根据虚像平面上各成像点的权重，计算像素点a的显示值a；
[0097][0098]
其中，a是指像素点a的显示值；
[0099]
vi是指像素点a在虚像平面上的任一成像点的原始像素值(即像素点a对应原始图像的一个像素值)；
[0100]
wi是指虚像平面上该成像点的权重；
[0101]
z是指像素点a在虚像平面上的成像点的个数；
[0102]
si是指成像点发出的光线柱与瞳孔相交的面积；
[0103]
作为一优选实施例，步骤3.1之后，可以执行步骤3.1.1，将各成像点与瞳孔相交的面积s进行从大到小排序，然后选择前两位或者前几位的数据作为s
topi
进行计算，其余的忽略不计算；
[0104]
则
[0105]
[0106]
其中，a是指像素点a的显示值；
[0107]
z是指像素点a在虚像平面上的权重值居前的成像点的个数；
[0108]wtopi
是指虚像平面上权重值居前的成像点的权重；
[0109]stopi
是指虚像平面上权重值居前的成像点的光线柱与瞳孔相交的面积；
[0110]vtopi
是指像素点a在虚像平面上权重值居前的成像点的原始像素值；
[0111]
步骤五，将计算得出的像素点a的显示值a显示在显示屏上，则显示屏上所显示的图像为渲染图像，渲染图像的各像素值为根据显示屏上各像素点的权重校正后的值a。
[0112]
作为一具体实施例，如图2所示，以显示屏的水平中轴线为基准，将显示屏分为上下两个部分；当人眼位于显示屏的上半部分时，显示屏与瞳孔之间的透镜阵列透镜0-18中实际参与透射光线的透镜为透镜6、透镜7和透镜8；其它透镜0-5和9-18所透射光线并未进入人眼，所以忽略不计；
[0113]
根据透镜6的中心点与像素点a的连线的延长线到虚像平面的交点，确定成像点v6的位置；同理，根据透镜7、透镜8的中心点与像素点a的连线，确定成像点v7和v8的位置；则显示屏上的像素点a在虚像平面上的成像点的位置为v6、v7、v8三个像素点；
[0114]
由于透镜阵列是固定在显示屏上的，当瞳孔和像素点a的位置确定后，实际参与透射光线的透镜就能够确定了。如图2所示，当人眼位于显示屏的上半部分时，光线从a点发出后虽然会经过透镜阵列中的全部透镜0-18，但只有透镜6、透镜7和透镜8的透射光柱才能够进入人眼的瞳孔，因此本发明仅考虑能够进入瞳孔的光线所对应的透镜(即实际参与透射光线的透镜)，而光线不进入瞳孔所对应的透镜则不做考虑。
[0115]
v6、v7、v8三个像素点通过显示屏及透镜6、7、8后与瞳孔所形成的相交区域的面积分别是s6、s7、s8；
[0116]
则像素点v6的权重w6等于s6除以s6、s7和s8三者的和，即此时z＝3；像素点v7的权重w7和像素点v8的权重w8计算方法相同；由此可计算出任意一像素点a在虚像平面上的全部成像点的权重；
[0117]
显然，各像素点与瞳孔相交的面积s的值与透镜阵列中小透镜的面积以及瞳孔的大小正相关；小透镜的面积越大，面积s的值越大；而当使用者瞳孔逐渐变大或者使用者转动眼睛，使得瞳孔超出eyebox，面积s的值会随之发生变化，虚像平面上各像素点的权重将会改变，进而显示屏上的每个显示值a也会随之变化，所渲染的图像也会随之变化。
[0118]
同理，当人眼从显示屏的上半部分移动至显示屏的下半部分时，显示屏上的像素点a在虚像平面上的成像点的位置将发生变化，此时实际参与透射光线的透镜为透镜9和透镜10，则显示屏上的像素点a在虚像平面上的成像点所在的位置为v9、v10两个像素点。
[0119]
当人眼的位置发生变化后，成像点位置随之发生变化，因此本发明能够根据人眼的不同位置渲染出不同的图像，从而解决瞳孔变大或者当人眼位置变化导致图像噪声的问题。
[0120]
本发明的步骤四将步骤三所得的权重和对应原始成像点的像素值的乘积之和作为像素点a的显示值a；即，根据公式2，则：
[0121]
a＝v6
×
w6+v7
×
w7+v8
×
w8。
[0122]
本发明通过步骤3.2能够得到某一像素点的权重，即计算该像素点与瞳孔相交所形成相交区域的面积占全部像素点与瞳孔相交所形成相交区域的面积之和的比例，并以该
权重对所显示的显示值a进行校正。
[0123]
本发明在虚像平面上各成像点的像素值的基础上，加载有与像素点a有关的所有组成部分的权重，所得到的新的显示图像与原始图像相比，消除了图像噪声对视觉的影响；相比于传统的大透镜成像，透镜阵列成像中每个小透镜造成的图像畸变几乎可以忽略不计，因此该方法能够明显提高成像质量。
[0124]
本实施例以具有19行的透镜阵列为例，实际的透镜阵列可能远不止19行，则实际参与透射光线的透镜也不止3行，则像素点a对应的虚像平面上的成像点也不止3个。本发明通过步骤3.1.1将各成像点与瞳孔相交的面积s进行从大到小排序，能够忽略权重占比小，对像素点a的值起不到决定性作用，却严重影响计算效率的像素点，从而可以节约计算时间和内存。
[0125]
如图4所示为未采用本发明的透镜阵列镜片的成像照片；从图中可以看出，当瞳孔直径从4.4mm增大至6.2mm时，图像上出现了明显的噪声；当瞳孔到镜片的距离从15mm减小至10mm，图像上也出现了明显的噪声。显然，如果不采用本发明，当瞳孔逐渐变大时，噪声就会出现。
[0126]
如图5所示为采用本发明的透镜阵列镜片的成像照片；从图中可以看出，当瞳孔直径从4.4mm增大至6.2mm时，图像上未出现噪声；当瞳孔到镜片的距离从15mm减小至10mm，图像上也未出现噪声。显然，采用本发明后，当瞳孔变大时，噪声也不会出现。
[0127]
由于本发明所得到的像素点a的显示值a中包含了透镜阵列中小透镜的面积因素，即像素点a的显示值a能够根据透镜阵列中小透镜的面积的不同而发生变化，因此本发明能够避免当使用者瞳孔变大或者由于眼睛旋转造成的瞳孔超出eyebox时图像噪声的出现，因此能够明显提高成像质量。
[0128]
由于本发明的像素点a的显示值a中考虑到了瞳孔的大小和其中心点所在的位置，即像素点a的显示值a能够根据瞳孔的大小和位置的不同而发生变化，因此本发明能够容纳大足够大的瞳孔变化和大的旋转角度，即使在使用过程中瞳孔直径和位置发生了变化，也仍然能够获取到没有噪声的图像。
[0129]
如图6所示为未采用本发明的透镜阵列镜片的成像照片；从图中可以看出，当眼球中心坐标值为(0.8mm，0)时，图像上出现了轻微的噪声；当眼球中心坐标值增大至(1.2mm，0)时，图像上噪声较为明显；当眼球中心坐标值增大至(1.7mm，0)时，图像上出现了明显的噪声。显然，如果不采用本发明，当人眼转动时，噪声就会出现。
[0130]
如图7所示为采用本发明的透镜阵列镜片的成像照片；从图中可以看出，当眼球中心坐标值分别为(0.8mm，0)、(1.2mm，0)、(1.7mm，0)时，图像上均未出现噪声。显然，采用本发明后，当人眼转动时，噪声不会出现或者并不会被察觉。本发明能够满足人类最大的人眼转动速度而不会看到图像噪声。
[0131]
本发明适用于采用小透镜阵列(如菲涅尔小透镜阵列)和/或聚光透镜的vr/ar光学器件。
[0132]
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变形，而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改属于本发明权利要求及其同等技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变形在内。

技术特征：

1.一种基于透镜阵列的图像处理方法，其特征在于,包括以下步骤：步骤一，获取图像作为显示屏的原始图像；确定显示屏上每个像素点的位置；获取当前人眼瞳孔的大小和其中心点所在的位置；步骤二，根据当前瞳孔的位置和大小，确定显示屏上任意一像素点a在虚像平面上的成像点的位置；步骤三，计算显示屏上任意一像素点a在虚像平面上各成像点的权重；步骤四，根据虚像平面上各成像点的权重，计算像素点a的显示值a；步骤五，将计算得出的像素点a的显示值a显示在显示屏上。2.根据权利要求1所述的基于透镜阵列的图像处理方法，其特征在于,所述步骤四采用以下公式计算像素点a的显示值a；其中，a是指像素点a的显示值；z是指像素点a在虚像平面上的成像点的个数；v
i
是指像素点a在虚像平面上的任一成像点的原始像素值；w
i
是指虚像平面上该成像点的权重；s
i
是指成像点发出的光线柱与瞳孔相交的面积。3.根据权利要求1所述的基于透镜阵列的图像处理方法，其特征在于,所述步骤二包括：步骤2.1，根据当前瞳孔的位置和大小，确定显示屏与瞳孔之间的透镜阵列中实际参与透射光线的透镜；步骤2.2，根据实际参与透射光线的透镜中心与所述像素点a的连线，确定该像素点a在虚像平面上的成像点的位置。4.根据权利要求3所述的基于透镜阵列的图像处理方法，其特征在于,所述步骤三包括：步骤3.1，根据实际参与透射光线的透镜的位置，计算各成像点所对应的透镜的透射光柱与瞳孔相交的面积s；步骤3.2，根据各成像点所对应的透镜的透射光柱与瞳孔相交的面积s，采用以下公式，计算各成像点的权重；其中，w
n
是指虚像平面上任意一成像点n的权重；s
i
是指成像点发出的光线柱与瞳孔相交的面积；s
n
是指当前成像点n发出的光线柱与瞳孔相交的面积。5.根据权利要求4所述的基于透镜阵列的图像处理方法，其特征在于,所述各成像点所对应的透镜的透射光柱与瞳孔相交的面积s为显示屏的像素点a发出的光线经过透镜阵列后与瞳孔及其扩大部分的相交区域。
6.根据权利要求4所述的基于透镜阵列的图像处理方法，其特征在于,所述各成像点所对应的透镜的透射光柱与瞳孔相交的面积s的值为像素点a与成像点所对应透镜的上下缘连线与瞳孔及其扩大部分的相交区域的面积。7.根据权利要求4所述的基于透镜阵列的图像处理方法，其特征在于,所述面积s由像素点a的位置、透镜阵列中小透镜的面积、瞳孔的大小和其中心点所在位置决定。8.根据权利要求4所述的基于透镜阵列的图像处理方法，其特征在于,所述步骤3.1之后，执行步骤3.1.1：将各成像点与瞳孔相交的面积s进行从大到小排序，然后选择前两位或者前几位的数据作为stopi进行计算；则所述步骤四，采用以下公式，根据虚像平面上各成像点的权重，计算像素点a的值显示a；其中，a是指像素点a的显示值；z是指像素点a在虚像平面上的权重值居前的成像点的个数；v
topi
是指像素点a在虚像平面上权重值居前的成像点的原始像素值；w
topi
是指虚像平面上权重值居前的成像点的权重；s
topi
是指虚像平面上权重值居前的成像点的光线柱与瞳孔相交的面积。9.一种基于透镜阵列的图像处理装置，其特征在于,包括：数据获取模块，被配置为获取图像作为显示屏的原始图像；确定显示屏上每个像素点的位置；获取当前人眼瞳孔的大小和其中心点所在的位置；成像点定位模块，被配置为根据所述数据获取模块得到的当前瞳孔的位置和大小，确定显示屏上任意一像素点a在虚像平面上的成像点的位置；成像点权重计算模块，被配置为计算显示屏上任意一像素点a在虚像平面上各成像点的权重；像素值计算模块，被配置为采用以下公式，根据虚像平面上各成像点的权重，计算像素点a的值显示a；其中，a是指像素点a的显示值；z是指像素点a在虚像平面上的成像点的个数；v
i
是指像素点a在虚像平面上的任一成像点的原始像素值；w
i
是指虚像平面上该成像点的权重；s
i
是指成像点发出的光线柱与瞳孔相交的面积；显示模块，被配置为将计算得出的像素点a的显示值a显示在显示屏上，则显示屏上所显示的图像为渲染图像。10.根据权利要求9所述的基于透镜阵列的图像处理装置，其特征在于,所述成像点定位模块包括：
透镜确定模块，被配置为根据所述数据获取模块得到的当前瞳孔的位置和大小，确定显示屏与瞳孔之间的透镜阵列中实际参与透射光线的透镜；成像点位置确定模块，被配置为根据所述透镜确定模块得到的实际参与透射光线的透镜中心与所述像素点a的连线，确定该像素点a在虚像平面上的成像点的位置；和/或所述成像点权重计算模块包括：面积计算模块，被配置为根据所述透镜确定模块得到的实际参与透射光线的透镜的位置，计算各成像点所对应的透镜的透射光柱与瞳孔相交的面积s；权重计算模块，被配置为根据所述面积计算模块得到的各成像点所对应的透镜的透射光柱与瞳孔相交的面积s，采用以下公式，计算各成像点的权重；其中，w
n
是指虚像平面上任意一成像点n的权重；s
i
是指成像点发出的光线柱与瞳孔相交的面积；s
n
是指当前成像点n发出的光线柱与瞳孔相交的面积。

技术总结

本发明公开了一种基于透镜阵列的图像处理方法，包括以下步骤：步骤一，获取图像作为显示屏的原始图像；确定显示屏上每个像素点的位置；获取当前瞳孔的大小和其中心点所在的位置；步骤二，根据当前瞳孔的位置和大小，确定显示屏上任意一像素点在虚像平面上的成像点的位置；步骤三，计算显示屏上任意一像素点在虚像平面上各成像点的权重；步骤四，根据虚像平面上各成像点的权重，计算像素点的显示值；步骤五，将计算得出的像素点的显示值显示在显示屏上，则显示屏上所显示的图像为渲染图像。本发明能够有效消除图像噪声。本发明还公开了一种基于透镜阵列的图像处理装置。种基于透镜阵列的图像处理装置。种基于透镜阵列的图像处理装置。