專利名稱：數(shù)碼相框及立體圖像顯示方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及消費(fèi)電子技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種數(shù)碼相框及一種立體圖像顯示方法。
背景技術(shù)：
隨著數(shù)碼技術(shù)的發(fā)展，數(shù)碼相機(jī)已經(jīng)進(jìn)入人們的日常生活。人們?cè)诔鲩T旅游時(shí)可以利用 數(shù)碼相機(jī)拍攝各種風(fēng)景或人物相片，或利用手機(jī)自帶的攝像頭隨時(shí)隨地拍攝生活中的各種場(chǎng) 景，記住各種美好的瞬間。與傳統(tǒng)相機(jī)拍攝的相片需要沖洗才能瀏覽不同，數(shù)碼相片可以通 過電腦、MP4和數(shù)碼相框等各種電子設(shè)備瀏覽。與使用電腦欣賞照片必須坐在電腦前不同， 數(shù)碼相框不僅方便攜帶，與其他人分享照片，而且可以放在辦公桌、床頭上甚至各種家具上， 連同顯示的照片作為裝飾的一部分。
惠普公司申請(qǐng)?zhí)枮閁S2001-802039的專利中公開了 一種支持無線更新的數(shù)碼相框 (Wireless updateable digital picture frame,)，包括一個(gè)顯示器模塊， 一個(gè)存儲(chǔ)模塊和一個(gè)通過 無線傳輸方式從外部設(shè)備接收數(shù)碼相片的無線模塊。通過無線方式接收的圖像被存儲(chǔ)在存儲(chǔ) 模塊中并被顯示于顯示器上。相片也可以通過無線傳輸方式從數(shù)碼相框傳輸?shù)酵獠吭O(shè)備。但 是該數(shù)碼相框僅能顯示二維圖像，無法實(shí)現(xiàn)三維立體圖像的顯示，即不能給觀看者提供帶來 真實(shí)感的深度信息。
中國(guó)臺(tái)灣致伸實(shí)業(yè)股份有限公司在其申請(qǐng)?zhí)枮镃N99105404的專利申請(qǐng)中公開了一種電 子相框，包含有一方形殼體，影像顯示面板設(shè)于該殼體的正面以用來顯示影像畫面；影像輸 入裝置用來輸入影像數(shù)據(jù)，存儲(chǔ)器用來儲(chǔ)存該影像數(shù)據(jù)，處理器電連接于該影像輸入裝置， 用來處理影像數(shù)據(jù)或使用者輸入的控制信號(hào)，影像控制裝置電連接于該處理器與該影像顯示 面板，以將該處理器處理后的影像數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為影像畫面以顯示于該影像顯示面板上，以及一 控制面板電連接于該處理器，用來供使用者輸入控制信號(hào)。該技術(shù)同樣僅能實(shí)現(xiàn)二維圖像的 顯示，無法實(shí)現(xiàn)三維立體圖像的顯示，即不能給觀看者提供帶來真實(shí)感的深度信息。
因此，目前現(xiàn)有技術(shù)中的各種數(shù)碼相框只能顯示二維圖像，而二維圖像是對(duì)目標(biāo)內(nèi)容的 一種二維表達(dá)，它只能描述景物的內(nèi)容而忽略了物體的遠(yuǎn)近、位置等深度信息，無法提供觀 看者場(chǎng)景內(nèi)容的層次感，從而無法提供一種身臨其境的真實(shí)感。

發(fā)明內(nèi)容
為了使數(shù)碼相框能夠?qū)D像實(shí)現(xiàn)立體顯示，本發(fā)明實(shí)施例提出了一種數(shù)碼相框及一種立 體圖像顯示方法。所述技術(shù)方案如下
一種數(shù)碼像框，所述數(shù)碼像框包括'圖像獲取模塊和立體圖像顯示模塊，其中， 所述圖像獲取模塊，用于接收并保存圖像，并向所述立體圖像顯示模塊發(fā)送所述圖像； 所述立體圖像顯示模塊，用于接收所述圖像獲取模塊發(fā)送的圖像，并將所述圖像顯示為 三維立體圖像。
一種立體圖像顯示方法，所述方法包括以下步驟 獲取二維圖像，將所述二維圖像轉(zhuǎn)換成三維立體圖像； 在數(shù)碼像框中顯示所述三維立體圖像。
通過本發(fā)明實(shí)施例提供的技術(shù)方案，可以讀取輸入的三維立體照片進(jìn)行立體圖像顯示， 向觀看者提供縱深感和層次感的場(chǎng)景景象，從而形成一種身臨其境的效果，帶來更好的用戶 體驗(yàn)。


圖1是本發(fā)明實(shí)施例1中的數(shù)碼相框的模塊組成圖2是本發(fā)明實(shí)施例2中的數(shù)碼相框的模塊組成圖3是本發(fā)明實(shí)施例3中的三維立體圖像顯示方法流程圖4是本發(fā)明實(shí)施例3中雙目攝像機(jī)的模型圖5是本發(fā)明實(shí)施例3中偏振約束求解深度示意圖6是本發(fā)明實(shí)施例4中的立體圖像顯示方法流程圖
圖7是本發(fā)明實(shí)施例4中的用照相機(jī)拍攝目標(biāo)場(chǎng)景示意圖8是本發(fā)明實(shí)施例4中的重新設(shè)置視差的處理流程圖9是本發(fā)明實(shí)施例5中的立體圖像顯示方法流程圖10是本發(fā)明實(shí)施例5中的圖像閾值迭代分割流程圖。
具體實(shí)施例方式
為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明實(shí)施方式作進(jìn) 一步的詳細(xì)描述。實(shí)施例l
本實(shí)施例提供一種數(shù)碼相框，帶有三維立體圖象顯示模塊，能夠直接對(duì)輸入的三維立體 圖像(該三維立體圖像為帶有視差的左右圖像對(duì))進(jìn)行立體顯示。如圖1所示，該數(shù)碼相框 包括傳輸接口模塊，存儲(chǔ)模塊，立體圖像顯示模塊，用戶輸入模塊和控制模塊。各模塊分別 介紹如下
1、 傳輸接口模塊
傳輸接口模塊主要用于從外部設(shè)備接收二維或者三維立體圖像，將接收的圖像發(fā)送到存 儲(chǔ)模塊進(jìn)行存儲(chǔ)；還用于從存儲(chǔ)模塊中獲取圖像，并向外部設(shè)備輸出該存儲(chǔ)在該數(shù)碼相框的 存儲(chǔ)模塊中的圖像，以方便圖像的傳輸和共享。
傳輸接口模塊可以是無線傳輸接口模塊或有線傳輸接口模塊。
無線傳輸接口模塊可以采用包括但不限于藍(lán)牙，紅外，射頻，IEEE802. ll等各種無線傳 輸模式，從而能夠在近距離范圍內(nèi)方便地交換和共享圖像。
有線傳輸接口模塊可以采用USB (Universal Serial Bus，通用串聯(lián)接口) ， RS232 (串 行數(shù)據(jù)接口)等有線連接傳輸接口，通過連線的方式與各種外部存儲(chǔ)設(shè)備交換共享圖像；有 線傳輸模塊還可以采用各種常用存儲(chǔ)卡的接口，如CF卡(Compact Flash) ， SD卡(Compact Flash) ， SM卡(Smart Media Card) ， MMC卡(Multi Memory Card) ， XD卡(XD Picture Card) 等常用數(shù)碼相機(jī)存儲(chǔ)卡的接口，這樣，就可以通過上述的存儲(chǔ)卡接口，直接將存儲(chǔ)卡插入數(shù) 碼相框，作為數(shù)碼相框的存儲(chǔ)模塊的外擴(kuò)部分。
2、 存儲(chǔ)模塊
存儲(chǔ)模塊主要用于接收傳輸接口模塊發(fā)送的二維或者三維立體圖像，保存該二維或者三 維立體圖像，以及保存數(shù)碼相框的相片播放設(shè)置等其它系統(tǒng)設(shè)置信息。還用于將所存儲(chǔ)的二維 或者三維立體圖像發(fā)送到立體圖像顯示模塊進(jìn)行顯示，以及發(fā)送到傳輸接口模塊中以便輸出 到外部設(shè)備。
存儲(chǔ)模塊可以采用硬盤，各種Flash (動(dòng)畫)存儲(chǔ)卡，以及其它各種形式的存儲(chǔ)媒介。 上述傳輸接口模塊和存儲(chǔ)模塊共同構(gòu)成圖像獲取模塊，用于接收并保存圖像，并向所述 立體圖像顯示模塊發(fā)送所述圖像。
3、 立體圖像顯示模塊
立體圖像顯示模塊用于接收存儲(chǔ)模塊發(fā)送的三維立體圖像，即帶視差的左右圖像對(duì)，通 過該模塊可以實(shí)現(xiàn)向觀看者的左右眼分別提供圖像對(duì)的左右圖像，從而使觀看者感受到相片 內(nèi)容的深度信息，對(duì)該三維立體圖像進(jìn)行顯示。該模塊也可以顯示二維圖像。立體圖像顯示模塊可以是自動(dòng)立體顯示器，立體眼鏡和全息顯示設(shè)備等各種可以實(shí)現(xiàn)立 體圖像顯示的設(shè)備中的任意一種。 .
該立體圖像顯示模塊還包括切換單元，用于對(duì)二維顯示和三維立體顯示進(jìn)行切換。這樣， 用戶在進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)置時(shí)可以使用二維顯示以便于用戶進(jìn)行交互，在顯示圖像時(shí)，可以任意設(shè)置 顯示三維立體圖像對(duì)或僅顯示普通二維圖像。
4、 用戶輸入模塊
用戶輸入模塊用于接收用戶輸入的各種設(shè)置信息，并將設(shè)置信息通過控制模塊發(fā)送到存 儲(chǔ)模塊，使控制模塊根據(jù)設(shè)置信息控制數(shù)碼相框與外部設(shè)備進(jìn)行圖像交換和共享，或用于對(duì) 存儲(chǔ)模塊中的圖像進(jìn)行管理等。在已存在預(yù)設(shè)的設(shè)置信息的情況下，數(shù)碼相框也可以不需要 包含用戶輸入模塊。
用戶輸入模塊可以采用在數(shù)碼相框的邊緣部分增加按鈕，或采用觸摸屏進(jìn)行輸入的方式。 控制模塊，用于控制所述數(shù)碼相框的傳輸接口模塊、存儲(chǔ)模塊、立體圖像顯示模塊以及 用戶輸入模塊協(xié)同工作。
5、 控制模塊
控制模塊用于控制所述數(shù)碼相框的傳輸接口模塊、存儲(chǔ)模塊、立體圖像顯示模塊以及用 戶輸入模塊協(xié)同工作。當(dāng)數(shù)碼像框帶有用戶輸入模塊的時(shí)候，該控制模塊可以接收用戶輸入 模塊發(fā)送的用戶設(shè)置信息，根據(jù)各種設(shè)置信息產(chǎn)生控制信號(hào)，向所述用戶傳輸接口模塊、存 儲(chǔ)模塊和立體圖像顯示模塊發(fā)送所述控制信號(hào)，以控制數(shù)碼相框的各個(gè)模塊協(xié)同工作。如控 制傳輸接口模塊與其它外部設(shè)備進(jìn)行圖像交換和共享，控制傳輸接口模塊從其它設(shè)備接收?qǐng)D 像并存儲(chǔ)到存儲(chǔ)模塊中，'從存儲(chǔ)模塊中讀取相關(guān)播放設(shè)置信息和待顯示的圖像送入立體圖像 顯示模塊進(jìn)行立體顯示。
數(shù)碼相框可以有設(shè)置模式和顯示瀏覽模式等工作模式。在設(shè)置模式下，控制模塊控制用 戶輸入模塊接收用戶輸入的設(shè)置信息，并根據(jù)用戶輸入的設(shè)置信息控制傳輸接口模塊與外部 設(shè)備交換圖像，設(shè)置播放模式等信息，同時(shí)控制立體圖像顯示模塊反饋用戶的設(shè)置內(nèi)容；在 顯示瀏覽模塊工作模式下，控制模塊根據(jù)播放設(shè)置信息從存儲(chǔ)模塊讀取圖像進(jìn)行三維立體顯 示。
本實(shí)施例由于具有立體圖像顯示模塊，通過其提供立體圖像對(duì)的左右圖像，從而使觀看 者感受到相片內(nèi)容的深度信息，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)三維圖象的立體顯示。 實(shí)施例2
實(shí)施例1提供的數(shù)碼像框，可以直接對(duì)輸入的三維立體圖像進(jìn)行立體顯示，但不能對(duì)普通二維圖像直接進(jìn)行立體顯示。本實(shí)施例提供一種帶有轉(zhuǎn)換處理模塊，可以將輸入的普通二維圖象轉(zhuǎn)換成三維圖象對(duì)并進(jìn)行立體顯示的數(shù)碼相框。該數(shù)碼相框既可以通過傳輸接口模塊從其它設(shè)備接收三維立體圖像進(jìn)行立體圖像顯示，也可以從其它設(shè)備接收普通二維圖像，通過其中的轉(zhuǎn)換處理模塊將普通二維圖像轉(zhuǎn)換成三維立體圖像用于立體顯示，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)普通二維圖像的立體顯示。如圖2所示，本實(shí)施例所述數(shù)碼相框包括傳輸接口模塊，存儲(chǔ)模塊，轉(zhuǎn)換處理模塊，立體圖像顯示模塊，用戶輸入模塊和控制模塊。各模塊的具體描述如下-1、傳輸接口模塊
傳輸接口模塊與實(shí)施例l中相同，不再贅述。
2、 存儲(chǔ)模塊
存儲(chǔ)模塊除了完成與實(shí)施例l中該模塊相同的功能之外，還接收轉(zhuǎn)換處理模塊從普通二維照片轉(zhuǎn)換生成的三維立體圖像。
上述傳輸接口模塊和存儲(chǔ)模塊共同構(gòu)成圖像獲取模塊，用于接收并保存圖像，并向轉(zhuǎn)換處理模塊發(fā)送所述圖像。
3、 轉(zhuǎn)換處理模塊，用于實(shí)現(xiàn)二維普通圖像到三維立體圖像的轉(zhuǎn)換處理。該模塊是本實(shí)施例數(shù)碼相框的核心模塊，包括以下幾個(gè)單元二維圖像獲取單元，用于從存儲(chǔ)模塊獲取同一目標(biāo)的兩幅二維圖像；
對(duì)齊處理單元用于以所述兩幅二維圖像中的一幅圖像為準(zhǔn)，對(duì)另一幅圖像進(jìn)行掃描線對(duì)齊處理；得到經(jīng)過掃描線對(duì)齊處理后的對(duì)應(yīng)左右眼的兩幅圖像；
視差設(shè)置單元，用于對(duì)對(duì)齊后的圖像進(jìn)行匹配，獲得視差圖，并重新設(shè)置所述視差圖的最大視差，根據(jù)所述最大視差對(duì)所述視差圖進(jìn)行縮放。
圖像重構(gòu)單元利用縮放后的視差圖和所述對(duì)齊的圖像中的一幅圖像重構(gòu)另一圖像，用
于重構(gòu)的對(duì)齊圖像及重構(gòu)獲得的圖像即構(gòu)成三維立體圖像。從而使得觀看者在立體圖像顯示時(shí)可以獲得較舒適的立體觀看效果。
重新設(shè)置最大視差是因?yàn)樵谝苿?dòng)照相機(jī)到另一角度拍攝的移動(dòng)過程中，可能移動(dòng)的間距過小，從而使得兩幅照片的視差較小，導(dǎo)致立體照片顯示時(shí)立體感不強(qiáng)，或移動(dòng)的間距過大，導(dǎo)致視差過大，容易引起觀看疲勞。視差設(shè)置單元又包括以下子單元
左視差圖獲取子單元，用于對(duì)掃描線對(duì)齊后的兩幅圖像進(jìn)行立體匹配，獲得左邊圖像對(duì)應(yīng)的視差最大視差值獲取子單元，用于獲取所述視差圖中的最大視差值；
縮放系數(shù)設(shè)置子單元，用于將預(yù)設(shè)置的最佳視差值除以所述最大視差值，得到視差的縮放系數(shù)；
視差縮放子單元，用于利用所述縮放系數(shù)對(duì)所述視差圖中每一點(diǎn)的視差進(jìn)行縮放。其中立體匹配即尋找場(chǎng)景中某一點(diǎn)在不同圖像中對(duì)應(yīng)成像點(diǎn)的過程。目前的立體匹配技
術(shù)主要包括基于窗口的匹配、基于特征的匹配和動(dòng)態(tài)規(guī)劃法等。其中基于窗口的匹配和動(dòng)
態(tài)規(guī)劃法都采用了基于灰度的匹配算法?；诨叶鹊乃惴ǖ幕舅枷胧菍D像分割成小的子
區(qū)域，以其灰度值作為模版在其它圖像中找到和其最相似灰度值分布的子區(qū)域，如果兩個(gè)子
區(qū)域滿足相似性要求，我們可以認(rèn)為子區(qū)域中的點(diǎn)是匹配的。在匹配過程中，通常使用相關(guān)
函數(shù)衡量?jī)蓚€(gè)區(qū)域的相似性?；诨叶鹊钠ヅ湟话愣嫉玫綀D像的密集的深度圖?；谔卣鞯?br> 匹配沒有直接利用圖像的灰度，而是利用由圖像灰度信息導(dǎo)出的特征進(jìn)行匹配，相比利用簡(jiǎn)
單的亮度和灰度變化信息更加穩(wěn)定。匹配特征可以認(rèn)為是潛在的能夠描述場(chǎng)景3d結(jié)構(gòu)重要
特征，如邊緣和邊緣的交點(diǎn)(角點(diǎn))?；谔卣鞯钠ヅ湟话阆鹊玫较∈璧纳疃刃畔D，然后利
用內(nèi)插值等方法得到圖像的密集深度信息圖。
匹配/深度提取單元的主要功能是對(duì)兩個(gè)鄰近攝像機(jī)采集的視頻圖像進(jìn)行匹配，并計(jì)算得
到視差/深度信息。匹配/深度提取單元對(duì)兩個(gè)鄰近攝像機(jī)拍攝圖像的最大視差進(jìn)行了限制，如
果超過該最大視差，匹配算法的效率會(huì)很差，無法得到較高精度的視差/深度信息。該最大視
差可由系統(tǒng)預(yù)先進(jìn)行配置。匹配/深度提取單元所采用的匹配算法不是固定的，能夠從多種匹
配算法(如窗口匹配，動(dòng)態(tài)規(guī)劃法等)中進(jìn)行選擇，根據(jù)應(yīng)用場(chǎng)景進(jìn)行配置。完成了匹配操
作之后，匹配/深度提取單元根據(jù)得到的圖像視差和攝像機(jī)的參數(shù)求出場(chǎng)景的深度信息。下面
以基于灰度的窗口匹配算法為例進(jìn)行說明-
設(shè)人(x,力和入"力作為左右攝像機(jī)采集的兩幅圖像，(x,.,h)為入(X,力中的一點(diǎn)。以(&,h)為中心構(gòu)成一個(gè)模版T，大小為mxn。可以在厶(x,力中平移該模版，設(shè)在水平位置平移Ax，在垂直位置平移Ay，其在人(x，力中覆蓋的第k個(gè)區(qū)域?yàn)?amp;，則&和T的相關(guān)性可以用相關(guān)函數(shù)衡量
￡>(&,r) = |;t[&(u') —r(u)]2 =|]力&(,',力]2 —2XiX(/,力r(,',力+l^[T(/,力]2當(dāng)d(&,:r)達(dá)到最小時(shí)，可以認(rèn)為達(dá)到最佳匹配。如果&和t相同，則d(^，r)二o
在上式中，l;t[r(/,/)f代表了模版T的能量，為常數(shù)，|;|;[&(/,7')]2為&區(qū)域的能
/=1 J=l '=1 J=l
量，其隨著模版t的變化而變化。如果t的變化范圍較小，|;|;[&(/,/)]2也近似為常量。
為了使d(&,r)最小，則ft&(/，/)r(/,力應(yīng)該最大。此處采用歸一化交叉相關(guān)算法
(Normalized Cross Correlation, NCC)消除亮度差異引起的誤匹配，相關(guān)函數(shù)可表示為
10￡ 1("')-五(&y) -
C(Av， 4v) ="'=1'=| ^~~ 一
、St (''，刀—五(a >]2」￡ t /')—草)]2
V ,=i ./=i V j=i 乂'=1
其中E(&)和五(r)分別為&和T的平均灰度值。當(dāng)C(Ax,A力最大時(shí)，D(&,r)最小，可
以認(rèn)為O"h)和點(diǎn)O, +Ax,k+aj0匹配。Ax,Ay分別為兩幅圖像之間的水平視差和垂直視
差。對(duì)于上面所述的平行攝像機(jī)系統(tǒng)，垂直視差近似為O,水平視差可以表示為AX = ^，
z
從而可以求出場(chǎng)景中某點(diǎn)的深度信息Z=^。
Ax
作為另種實(shí)施方式，轉(zhuǎn)換處理模塊還可以包括以下幾種單元二維圖像獲取單兀，用于從存儲(chǔ)模塊獲取一幅二維圖像；深度圖生成單元，用于根據(jù)二維圖像生成對(duì)應(yīng)的深度視圖重構(gòu)單元，用于綜合深度圖和原始的二維圖像重構(gòu)另一個(gè)眼睛的視圖，該重構(gòu)圖像與原始圖像即構(gòu)成立體圖像對(duì)，通過立體顯示模塊顯示即可使觀看者獲得層次感和深度感。其中，深度圖生成單元包括
分割子單元，用于分割并獲取圖像中各個(gè)目標(biāo)并區(qū)分圖像的前景和背景；深度信息設(shè)置子單元，用于根據(jù)一定的規(guī)則為不同的目標(biāo)設(shè)置不同的深度信息，即為前景設(shè)置較小深度，為背景設(shè)置較大深度，從而生成原始圖像對(duì)應(yīng)的深度圖。
4、 立體圖像顯示模塊
該模塊的描述和實(shí)施例l相同，不再贅述。
5、 用戶輸入模塊
該模塊的描述和實(shí)施例l相同，不再贅述。
6、 控制模塊
控制模塊用于控制數(shù)碼相框的各個(gè)模塊協(xié)同工作，除了在實(shí)施例l中的功能外，還控制轉(zhuǎn)換處理模塊對(duì)接收的二維圖像進(jìn)行三維立體轉(zhuǎn)換，獲得二維立體圖像對(duì)，存入存儲(chǔ)模塊并進(jìn)行立體顯示。
本實(shí)施例通過在數(shù)碼相框中增加轉(zhuǎn)換處理模塊，將普通二維圖象轉(zhuǎn)換為三維圖象，實(shí)現(xiàn)對(duì)普通二維圖像的立體顯示。實(shí)施例3
本實(shí)施例提供一種立體圖像顯示方法，通過基于人的雙目視差原理的三維立體圖像技術(shù)將輸入的三維立體圖像實(shí)現(xiàn)立體顯示。如圖3所示，該方法具體步驟如下歩驟101:從外部設(shè)備接收三維立體圖像，輸入到數(shù)碼相框中。具體可以采用無線傳輸方式和有線傳輸方式。
無線傳輸方式可以包括但不限于藍(lán)牙，紅外，射頻，IEEE802. ll等傳輸方式，方便地實(shí)現(xiàn)了近距離范圍內(nèi)交換和共享圖像；
有線傳輸方式包括通過USB (Universal Serial Bus,通用串聯(lián)接口)， RS232 (串行數(shù)據(jù)接口)等進(jìn)行傳輸，從而通過連線的方式與各種外部存儲(chǔ)設(shè)備交換共享圖像。此外，有線傳輸方式還包括通過各種常用存儲(chǔ)卡的接口，將存儲(chǔ)卡，如CF卡(Compact Flash Card),SD卡(Secure Digital Card), SM卡(Smart Media Card)， MMC卡(Multi Memory Card)，XD卡(XD Picture Card)等常用數(shù)碼相機(jī)存儲(chǔ)卡直接插入數(shù)碼相框，作為數(shù)碼相框的存儲(chǔ)模塊的外擴(kuò)部分。
步驟102:存儲(chǔ)從外部設(shè)備接收到的圖像。
具體可以存儲(chǔ)到硬盤，各種Flash (動(dòng)畫)存儲(chǔ)卡，以及其它各種形式的存儲(chǔ)媒介。步驟103:三維立體圖像顯示。
將步驟102中獲取的三維立體圖像，即帶視差的左右圖像對(duì)，向觀看者的左右眼分別提供圖像對(duì)的左右圖像，從而使觀看者感受到相片內(nèi)容的深度信息，對(duì)該三維立體圖像進(jìn)行顯示。
還可以對(duì)二維顯示和三維立體顯示進(jìn)行切換。這樣，用戶在進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)置時(shí)可以使用二維顯示以便于用戶進(jìn)行交互，在顯示圖像時(shí),可以任意設(shè)置顯示三維立體圖像或僅顯示普通二維圖像。
三維立體圖像技術(shù)是基于人的雙目視差原理(即由于兩只眼睛位置的不同，因而可以分別獲得同一場(chǎng)景但略有差異的兩幅圖像)，通過相隔一定間距(一般為人的雙眼距離)的兩臺(tái)攝像機(jī)獲取同一場(chǎng)景但略有差異的兩幅圖像，分別顯示給人的左眼和右眼，從而使觀看者獲得具有縱深感和層次感的場(chǎng)景景象。
雙目攝像機(jī)的模型如圖4所示，相距B的焦距為f兩臺(tái)攝像機(jī)對(duì)場(chǎng)景中深度為Z的點(diǎn)M進(jìn)行拍攝，如圖5所示，目標(biāo)點(diǎn)M在左右攝像機(jī)的成像分別為恥和nv，則根據(jù)圖像匹配獲得成像點(diǎn)nu和恥視差為d的情況下，可根據(jù)式(1)得到目標(biāo)點(diǎn)的深度信息。
《(附,，附r) = X, - Xr = - A) = ( 1 )
實(shí)施例4
本實(shí)施例提供一種將普通二維圖像轉(zhuǎn)換到三維立體圖像進(jìn)行立體圖像顯示的方法。對(duì)同一目標(biāo)的不同拍攝位置的兩幅圖像的轉(zhuǎn)換處理，將普通二維圖像轉(zhuǎn)換為三維立體圖像，并進(jìn)行立體顯示。如圖6所示，具體方法步驟如下-步驟201:獲取同一目標(biāo)的兩幅二維圖像。
如圖7所示，利用照相機(jī)先在左邊位置拍攝目標(biāo)場(chǎng)景，再將照相機(jī)稍微移動(dòng)一段距離(以近似人的雙目間距為準(zhǔn))，拍攝目標(biāo)場(chǎng)景的另一幅圖像，從而獲得目標(biāo)場(chǎng)景的兩幅圖像。步驟202:從外部設(shè)備接收兩幅二維圖像，并輸入到數(shù)碼相框中。具體歩驟與步驟101相同，不再贅述。步驟203:存儲(chǔ)從外部設(shè)備接收到的二維圖像。
具體可以采用硬盤，各種Flash (動(dòng)畫)存儲(chǔ)卡，以及其它各種形式的存儲(chǔ)媒介。步驟204:將二維圖像轉(zhuǎn)換到三維立體圖像，得到立體圖像對(duì)。
由于通過步驟201獲得的二維圖像在移動(dòng)照相機(jī)時(shí)的間距、角度和垂直方向的位置無法
精確控制，因此需要通過轉(zhuǎn)換處理模塊進(jìn)行處理。包括如下步驟
步驟204a:以其中一幅圖像為準(zhǔn)，對(duì)另一幅圖像進(jìn)行掃描線對(duì)齊處理，得到經(jīng)過掃描線對(duì)齊處理后對(duì)應(yīng)左右眼的兩幅圖像；
由于人的雙眼水平位置高度相同，因此所觀看的場(chǎng)景內(nèi)容在雙目上成像時(shí)不存在垂直方向的差異。而在移動(dòng)照相機(jī)到另一角度拍攝的移動(dòng)過程中，可能會(huì)存在垂直方向的不一致，圖像掃描線對(duì)齊處理實(shí)現(xiàn)左右立體圖像對(duì)場(chǎng)景內(nèi)容的垂直方向?qū)R。而通過立體照片獲得深度信息與其它通過立體圖像重建三維場(chǎng)景模型或測(cè)距相比，所需要的精度較低。
圖像掃描線對(duì)齊處理可以采用如下方式在左右圖像的場(chǎng)景重疊區(qū)，在左邊圖像和右邊圖像中創(chuàng)建兩個(gè)或多個(gè)搜索欄，并將圖像的各欄根據(jù)顏色分量分解成多個(gè)灰度子圖像，采用一種匹配算法對(duì)每個(gè)子圖像搜索欄中的每個(gè)點(diǎn)進(jìn)行匹配并計(jì)算垂直偏移量，利用這些垂直偏移量外推到整個(gè)圖像從而調(diào)整對(duì)齊兩幅圖像。
步驟204b:重新設(shè)置圖像的最大視差，從而使得觀看者在立體圖像顯示時(shí)可以獲得較舒適的立體觀看效果。
重新設(shè)置最大視差是因?yàn)樵谝苿?dòng)照相機(jī)到另一角度拍攝的過程中，可能移動(dòng)的間距過小，從而使得兩幅照片的視差較小，導(dǎo)致立體照片顯示時(shí)立體感不強(qiáng)，或移動(dòng)的間距過大，導(dǎo)致視差過大，容易引起觀看疲勞。如圖8所示，重新設(shè)置最大視差的處理過程具體步驟如下
a:首先對(duì)掃描線對(duì)齊后的兩幅圖像進(jìn)行立體匹配，獲得左邊圖像對(duì)應(yīng)的視差b:獲得視差圖中的最大視差值；
C:將預(yù)設(shè)置的最佳視差值除以得到的最大視差值，從而得到視差的縮放系數(shù)；d:利用該縮放系數(shù)對(duì)視差圖中每一點(diǎn)的視差進(jìn)行縮放；e:利用縮放后的視差和左圖像重構(gòu)右邊圖像；f:從而獲得效果較好的立體圖像對(duì)。
歩驟205:存儲(chǔ)經(jīng)過轉(zhuǎn)換的三維圖象，通過存儲(chǔ)模塊實(shí)現(xiàn)。
步驟206:三維立體圖像顯示。采用三維立體圖像技術(shù)，通過立體圖像顯示模塊、控制 模塊和用戶輸入模塊共同實(shí)現(xiàn)。具體可以二維顯示或三維立體顯示，在進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)置時(shí)，可 以使用二維顯示以便于用戶進(jìn)行交互，在顯示照片時(shí)，可以顯示三維立體照片對(duì)或在進(jìn)行三 維立體顯示時(shí)，立體圖像顯示模塊從存儲(chǔ)模塊中讀取立體圖像對(duì)進(jìn)行立體顯示。
實(shí)施例5
本實(shí)施例提供一種將普通二維圖像轉(zhuǎn)換到三維立體圖像的立體圖像顯示方法。通過直接 對(duì)二維圖像提取前景和背景信息，并為前景和背景設(shè)置不同的視差，從而生成立體圖像對(duì)， 完成普通二維圖像到三維立體圖像的自動(dòng)轉(zhuǎn)換并顯示。如圖9所示，具體方法歩驟如下
步驟301:獲取二維圖像。
步驟302:從外部設(shè)備接收二維圖像，并輸入到數(shù)碼相框中。 具體步驟與歩驟101相同，不再贅述。 步驟303:存儲(chǔ)從外部設(shè)備接收到的二維圖像。
具體可以采用硬盤，各種Flash (動(dòng)畫)存儲(chǔ)卡，以及其它各種形式的存儲(chǔ)媒介。 步驟304:直接對(duì)二維圖像提取其中的前景和背景目標(biāo)，并為前景和背景設(shè)置不同的視 差，從而生成立體圖像對(duì)。立體圖像對(duì)的生成方式為根據(jù)單張普通相片生成三維立體圖像。
包括如下步驟
步驟304A;首先需要分割獲取圖像中各個(gè)目標(biāo)，并將各個(gè)目標(biāo)劃歸為圖像前景或背景。
圖像前景和背景可以采用基于閾值的迭代法進(jìn)行分割，迭代法是基于優(yōu)化思想，其流程
如圖10示，步驟如下
A:求出圖像的最大灰度值和最小灰度值，分別記為Z,和Z,令初始閾值T。^ZMx+Z,)/2; B:根據(jù)閾值TK將圖象分割為前景和背景，分別求出兩者的平均灰度值Z。和ZB; C:求出新閾值L+產(chǎn)(Z。+ZB)/2;
D:若Tk-Tk+,，則所得即為閾值；否則轉(zhuǎn)步驟B,迭代計(jì)算。
步驟304B:接著根據(jù)一定的規(guī)則為不同的目標(biāo)設(shè)置不同的深度信息，為前景設(shè)置較小深
度，為背景設(shè)置較大深度，從而生成原始二維圖像對(duì)應(yīng)的深度圖。
圖像中各目標(biāo)的深度設(shè)定即根據(jù)上述目標(biāo)分割得到的前景和背景關(guān)系，分別為不同的目 標(biāo)設(shè)置不同的深度。圖像中目標(biāo)深度設(shè)置用于使觀看者在欣賞立體相片時(shí)可獲得深度感和層 次感，因此深度設(shè)置的精度要求相比目標(biāo)重構(gòu)和目標(biāo)識(shí)別所要求的精度低，我們可以采用粗粒度的深度設(shè)置場(chǎng)景的前景和背景的深度，為前景設(shè)置較小的深度，而為背景設(shè)置較大的深 度。深度的設(shè)置以在重構(gòu)時(shí)可以保證立體圖像顯示時(shí)觀看者可以顯著感受到場(chǎng)景中的前景和 背景關(guān)系為準(zhǔn)。
步驟304C:綜合深度圖和原始的二維圖像重構(gòu)另一個(gè)眼睛的視圖，該重構(gòu)圖像與原始二 維圖像即構(gòu)成三維立體圖像(立體圖像對(duì))，通過立體顯示模塊顯示即可使觀看者獲得層次 感和深度感。
3D數(shù)碼相框所要求的立體圖像對(duì)即可根據(jù)上述深度關(guān)系和原始的二維圖像重構(gòu)獲得。根 據(jù)公式(l)，設(shè)置攝像機(jī)的焦距f為常用攝像機(jī)的鏡頭焦距，B為人的雙目間距(約為65咖)， Z即為目標(biāo)的深度，從而可以計(jì)算得到視差d。在獲得圖像中各點(diǎn)的視差的前提下，根據(jù)視差
值和原始的二維圖像重構(gòu)另一只眼睛的圖像，重構(gòu)圖像和原始圖像即構(gòu)成立體圖像對(duì)，使用 立體顯示模塊顯示即可獲得立體效果。
步驟305:存儲(chǔ)經(jīng)過轉(zhuǎn)換的三維立體圖像。
該步驟通過存儲(chǔ)模塊實(shí)現(xiàn)。
歩驟306:三維立體圖像顯示。
采用三維立體圖像技術(shù)，具體可以二維顯示或三維立體顯示，在進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)置時(shí)，可以 使用二維顯示以便于用戶進(jìn)行交互，在顯示圖像時(shí)，可以顯示三維立體圖像。
本實(shí)施例通過轉(zhuǎn)換處理模塊完成普通二維圖像到三維立體圖像的自動(dòng)轉(zhuǎn)換，即從二維圖 像生成具有視差的立體圖像對(duì)，有差異的立體圖像對(duì)在顯示時(shí)被分別顯示給觀看者的左眼和 右眼，觀看者通過左右眼有差異的圖像感受到圖像內(nèi)容的深度信息。
以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之 內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種數(shù)碼像框，其特征在于，所述數(shù)碼像框包括圖像獲取模塊和立體圖像顯示模塊，其中，所述圖像獲取模塊，用于接收并保存圖像，并向所述立體圖像顯示模塊發(fā)送所述圖像；所述立體圖像顯示模塊，用于接收所述圖像獲取模塊發(fā)送的圖像，并將所述圖像顯示為三維立體圖像。
2. 如權(quán)利要求l所述的數(shù)碼像框，其特征在于，所述圖像獲取模塊包括傳輸接口模塊和 存儲(chǔ)模塊；所述傳輸接口模塊，為無線傳輸接口模塊或有線傳輸接口模塊，用于接收?qǐng)D像，并將所 述圖像發(fā)送到所述存儲(chǔ)模塊；所述存儲(chǔ)模塊，用于接收并保存所述傳輸接口模塊發(fā)送的圖像并向所述立體圖像顯示模 塊發(fā)送所述圖像。
3. 如權(quán)利要求l所述的數(shù)碼像框，其特征在于，所述立體圖像顯示模塊還包括切換單元， 用于對(duì)二維顯示和三維立體顯示進(jìn)行切換。
4. 如權(quán)利要求l所述的數(shù)碼像框，其特征在于，所述數(shù)碼相框還包括 轉(zhuǎn)換處理模塊，用于接收所述圖像獲取模塊發(fā)送的二維圖像，將所述二維圖像轉(zhuǎn)換處理成三維立體圖像，并將所述三維立體圖像發(fā)送給所述圖像獲取模塊。
5. 如權(quán)利要求4所述的數(shù)碼像框，其特征在于，所述轉(zhuǎn)換處理模塊包括-二維圖像獲取單元，用于從所述圖像獲取模塊獲取同一目標(biāo)的兩幅二維圖像； 對(duì)齊處理單元，用于以所述兩幅二維圖像中的一幅圖像為準(zhǔn)，對(duì)另一幅圖像進(jìn)行掃描線對(duì)齊處理；得到經(jīng)過掃描線對(duì)齊處理后的對(duì)應(yīng)左右眼的兩幅圖像；視差設(shè)置單元，用于對(duì)對(duì)齊后的圖像進(jìn)行匹配，獲得視差圖，并重新設(shè)置所述視差圖的 最大視差值，根據(jù)所述最大視差值對(duì)所述視差圖進(jìn)行縮放；圖像重構(gòu)單元，利用縮放后的視差圖和所述對(duì)齊的圖像中的一幅圖像重構(gòu)另一圖像，所 述對(duì)齊的圖像中的一幅圖像及重構(gòu)獲得的圖像構(gòu)成三維立體圖像。'
6. 如權(quán)利要求5所述的數(shù)碼像框，其特征在于，所述視差設(shè)置單元包括 左視差圖獲取子單元，用于對(duì)掃描線對(duì)齊后的兩幅圖像進(jìn)行立體匹配，獲得左邊圖像對(duì)應(yīng)的視差圖；最大視差值獲取子單元，用于獲取所述視差圖中的最大視差值；縮放系數(shù)設(shè)置子單元，用于將預(yù)設(shè)置的最佳視差值除以所述最大視差值，得到視差的縮 放系數(shù)；視差縮放子單元，用于利用所述縮放系數(shù)對(duì)所述視差圖中每-'點(diǎn)的視差進(jìn)行縮放。
7. 如權(quán)利要求4所述的數(shù)碼像框，其特征在于，所述轉(zhuǎn)換處理模塊包括 —維圖像獲取單元，用于從所述圖像獲取模塊獲取一幅二維圖像； 深度圖生成單元，用于根據(jù)所述二維圖像生成對(duì)應(yīng)的深度圖；視圖重構(gòu)單元，用于根據(jù)所述二維圖像和所述深度圖重構(gòu)另一個(gè)眼睛的視圖，所述重構(gòu) 的圖像與所述二維圖像構(gòu)成三維立體圖像對(duì)。
8. 如權(quán)利要求7所述的數(shù)碼像框，其特征在于，所述深度圖生成單元包括目標(biāo)分割子單元，用于將所述二維圖像分割為多個(gè)目標(biāo)，并區(qū)分所述目標(biāo)屬于前景或背旦 足；深度信息設(shè)置子單元，根據(jù)所述目標(biāo)所屬前景或背景為所述目標(biāo)設(shè)置不同的深度信息。
9. 如權(quán)利要求1所述的數(shù)碼像框，其特征在于，所述數(shù)碼相框還包括 用戶輸入模塊，用于接收用戶輸入的設(shè)置信息，并將所述設(shè)置信息發(fā)送到所述圖像獲取模塊。
10. —種立體圖像顯示方法，其特征在于，所述方法包括以下歩驟 獲取二維圖像，將所述二維圖像轉(zhuǎn)換成三維立體圖像； 在數(shù)碼像框中顯示所述三維立體圖像。
11. 如權(quán)利要求10所述的立體圖像顯示方法，其特征在于，所述獲取二維圖像，將所述 二維圖像轉(zhuǎn)換成三維立體圖像的步驟包括獲取同一目標(biāo)的兩幅二維圖像；以所述兩幅二維圖像中的一幅圖像為準(zhǔn)，對(duì)另一幅圖像進(jìn)行掃描線對(duì)齊處理；得到經(jīng)過 掃描線對(duì)齊處理后的對(duì)應(yīng)左右眼的兩幅圖像；對(duì)對(duì)齊后的圖像進(jìn)行匹配，獲得視差圖和所述視差圖的最大視差值，根據(jù)所述最大視差 值對(duì)所述視差圖進(jìn)行縮放；利用縮放后的視差圖和所述對(duì)齊的圖像中的一幅圖像重構(gòu)另 -圖像，所述對(duì)齊的圖像中 的一幅圖像及重構(gòu)獲得的圖像構(gòu)成三維立體圖像。
12. 如權(quán)利要求ll所述的立體圖像顯示方法，其特征在于，所述對(duì)對(duì)齊后的圖像進(jìn)行匹 配，獲得視差圖和所述視差圖的最大視差值，根據(jù)所述最大視差值對(duì)所述視差圖進(jìn)行縮放的 步驟包括對(duì)掃描線對(duì)齊后的兩幅圖像進(jìn)行立體匹配，獲得左邊圖像對(duì)應(yīng)的視差圖； 獲取所述視差圖中的最大視差值；將預(yù)設(shè)置的最佳視差值除以所述最大視差值，得到視差的縮放系數(shù)； 利用所述縮放系數(shù)對(duì)所述視差圖中每一點(diǎn)的視差進(jìn)行縮放。
13. 如權(quán)利要求10所述的立體圖像顯示方法，其特征在于，所述獲取二維圖像，將所述 二維圖像轉(zhuǎn)換成三維立體圖像的步驟包括獲取一幅二維圖像；根據(jù)所述二維圖像生成對(duì)應(yīng)的深度圖；根據(jù)所述二維圖像和所述深度圖重構(gòu)另一個(gè)眼睛的視圖，所述重構(gòu)的圖像與所述二維圖 像構(gòu)成三維立體圖像對(duì)。
14. 如權(quán)利要求13所述的立體圖像顯示方法，其特征在于，根據(jù)所述二維圖像生成對(duì)應(yīng) 的深度圖的歩驟包括.-將所述二維圖像分割為多個(gè)目標(biāo)，并區(qū)分所述目標(biāo)屬于前景或背景； 根據(jù)所述目標(biāo)所屬前景或背景為所述目標(biāo)設(shè)置不同的深度信息。
全文摘要
本發(fā)明實(shí)施例公開了一種數(shù)碼相框及其立體圖像顯示方法，屬于數(shù)碼相框技術(shù)領(lǐng)域。所述數(shù)碼相框包括圖像獲取模塊和立體圖像顯示模塊；所述三維立體圖像顯示方法包括如下步驟獲取二維圖像，將所述二維圖像轉(zhuǎn)換成三維立體圖像；在數(shù)碼像框中顯示所述三維立體圖像。本發(fā)明提供的技術(shù)方案，可以在數(shù)碼相框中顯示立體的圖像。
文檔編號(hào)H04N13/00GK101527762SQ20081000836
公開日2009年9月9日 申請(qǐng)日期2008年3月4日 優(yōu)先權(quán)日2008年3月4日
發(fā)明者平 方, 樹貴明 申請(qǐng)人:深圳華為通信技術(shù)有限公司