集成成像技术是真三维立体显示技术中很有发展前景的研究热点之一。与其他立体显示技术相比,集成成像技术最大的优势在于其无需借助其他辅助设备,可直接通过人眼看到三维立体效果。集成成像显示系统主要包括采集系统和显示系统。根据采集方法的不同,集成成像系统可以分为纯光学集成成像系统和计算机集成成像系统。集成成像技术的主要思路为,通过微透镜阵列等光学设备或计算机模拟光路照射原理对物体进行采集得到立体元图像阵列,再将立体元图像阵列进行三维显示,得到重建的三维物体。目前国内外存在的立体元图像阵列生成方法主要是利用透镜阵列对物体进行采集,直接得到立体元图像阵列,但这种方法经常受到透镜阵列工艺等影响,无法对较大的物体进行采集,难以推广使用。而相机阵列光学采集法需要放置和调整大量的相机,搭建采集系统的条件较难实现。除此之外,利用计算机模拟透镜阵列和相机阵列光路原理,对虚拟物体进行虚拟采集的方法也应用在立体元图像阵列的获取上,这种方法虽然避免了光学设备对采集过程的限制,但这种方法也存在一些缺点,它无法对真实场景和真实物体进行采集重建。本文采用了计算机辅助生成立体元图像阵列的相机阵列采集方法,首先利用球面相机阵列对真实物体和场景进行拍摄与采集,然后利用matlab对拍摄得到二维图像进行编程,生成立体元图像阵列。但由于本文采用的相机阵列属于稀疏相机阵列,因此本文中采用了基于卷积神经网络的图像超分辨率复原方法对立体元图像阵列进行超分辨率重建,解决了稀疏相机阵列引起的视角图像少的问题。本文的集成成像系统包含采集和显示两个过程。(1)采集过程:本文的采集系统由分布在球体表面的相机阵列和若干补光光源组成,对真实物体进行拍摄,得到多视点图像。然后根据多视点图像与立体元图像阵列之间存在的映射关系,通过编程的方法获取立体元图像阵列。由于为了达到采用少量摄像机就能获取大量摄像机生成的立体元图像阵列的效果,本文引入了超分辨率复原的方法,将稀疏相机生成的立体元图像阵列进行超分辨率复原,得到高分辨率的立体元图像阵列。(2)显示过程:本文搭建的显示平台是由液晶显示器与微透镜阵列组合的光学显示平台,将采集过程生成的立体元图像阵列导入到液晶显示器中,调整立体元图像阵列显示尺寸与微透镜阵列尺寸一致,在不同视角观看立体显示效果。本文的创新点在于实现了球面相机阵列对实际物体进行采集,得到立体元图像阵列,并在显示平台上进行显示,显示结果表明,本文提出的算法具有可行性,且可以实现真正意义上的集成成像实景采集和三维显示。