專利名稱：一種無(wú)攝像機(jī)標(biāo)定參數(shù)的三維圖像變換方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于3D電視系統(tǒng)中的基于深度圖像繪制(D印th-Image-Based Rendering,簡(jiǎn)稱DIBR)技術(shù)領(lǐng)域，更為具體地講，涉及一種無(wú)攝像機(jī)標(biāo)定參數(shù)的三維圖像
變換方法。
背景技術(shù)：
基于深度圖像繪制技術(shù)是根據(jù)參考圖像(reference image)及其對(duì)應(yīng)的深度圖 ft (depth image)來(lái)生成一幅新的虛擬視點(diǎn)圖像，即目標(biāo)圖像(destination image)。與利用左右兩路平面視頻合成三維影像即傳統(tǒng)三維視頻格式相比，采用DIBR技術(shù)之后僅需要傳遞一路視頻及其深度圖像序列就可合成三維影像，而且可以很方便的實(shí)現(xiàn)二維和三維的切換，同時(shí)避免了由傳統(tǒng)視圖生成方法所帶來(lái)的三維空間變換的計(jì)算復(fù)雜性。正因?yàn)槿绱?，DIBR技術(shù)在3D電視合成三維影像中得到了廣泛應(yīng)用，它也引起了人們愈來(lái)愈濃厚的興趣。通常，人們把需要采用DIBR技術(shù)的3D視頻稱為基于深度圖像的3D視頻 (depth-image-based 3D video)。DIBR技術(shù)的核心步驟是三維圖像變換(3d image warping) 0三維圖像變換能夠?qū)⒖紙D像中的點(diǎn)投影到三維空間，再將三維空間中的點(diǎn)重投影到目標(biāo)圖像平面上，從而生成新視點(diǎn)視圖，即目標(biāo)圖像。然而，傳統(tǒng)的DIBR技術(shù)需要傳遞許多攝像機(jī)標(biāo)定參數(shù)，如焦距f，基線長(zhǎng)度B等，硬件實(shí)現(xiàn)復(fù)雜。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種無(wú)攝像機(jī)標(biāo)定參數(shù)的三維圖像變換方法。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明無(wú)攝像機(jī)標(biāo)定參數(shù)的三維圖像變換方法，其特征在于，包括以下步驟(1)、初始化視差圖M，將其所有元素置為空洞點(diǎn)視差值；O)、區(qū)分目標(biāo)圖像是左視圖還是右視圖，如果是左視圖，則將布爾變量α置為1， 從右到左，從上到下的順序掃描參考圖像，按行遍歷參考圖像中的像素點(diǎn)；如果是右視圖，則從左到右，從上到下的順序掃描參考圖像，并將布爾變量α置為0，按行遍歷參考圖像中的像素點(diǎn)；在遍歷時(shí)，2. 1)、對(duì)參考圖像中第行第Uref列的像素點(diǎn)uMf，依據(jù)公式⑴ 計(jì)算其在目標(biāo)圖像Ides中對(duì)應(yīng)的匹配像素點(diǎn)Udes ；< Hf =(_1) '^T'(Z)^~D(Mre/'Vre/))(1)
^des ^re/公式(1)中，(uref，vref)，(udes, vdes)分別表示參考圖像Iref上的像素點(diǎn)Uref和其在
3目標(biāo)圖像Ides上對(duì)應(yīng)的匹配像素點(diǎn)Udes的水平、垂直坐標(biāo)，即χ軸、y軸坐標(biāo)；D(uMf，vref)表示深度圖像中像素點(diǎn)(UMf，Vref)的灰度值；g為深度圖像灰度級(jí)，可調(diào)參數(shù)Pr的值被限定在0 ^ pr ^WiX5%(2)零視差平面對(duì)應(yīng)的灰度值Dzps設(shè)置在深度圖像灰度級(jí)g的1/2至2/3的整數(shù)級(jí)之間；2. 2)、判斷像素點(diǎn)Udes是否落在目標(biāo)圖像Ides內(nèi)；如果像素點(diǎn)Udes的水平坐標(biāo)Udes 兩足0 ^ Udes < Wi,(1)則表明像素點(diǎn)Udes落在目標(biāo)圖像Ides內(nèi)，將像素點(diǎn)Uref的像素值拷貝到像素點(diǎn)udes， 將視差圖M中的元素(UMf，Vref)置為Udes-Uref ；其中，Wi為目標(biāo)圖像的水平像素點(diǎn)數(shù)；(3)、遍歷完參考圖像中的所有像素點(diǎn)，則輸出目標(biāo)圖像Ides及視差圖M。本發(fā)明的發(fā)明目的是這樣實(shí)現(xiàn)的本發(fā)明無(wú)攝像機(jī)標(biāo)定參數(shù)的三維圖像變換方法，利用攝像機(jī)標(biāo)定參數(shù)與深度圖像的灰度值之間的關(guān)系，將需要標(biāo)定參數(shù)的三維圖像變換公式簡(jiǎn)化為只含有幾個(gè)可調(diào)參數(shù)的公式形式，以實(shí)現(xiàn)無(wú)攝像機(jī)標(biāo)定參數(shù)下的三維圖像變換。實(shí)驗(yàn)表明，該方法在無(wú)攝像機(jī)標(biāo)定參數(shù)的條件下，不僅能夠生成令人滿意的虛擬視圖，即目標(biāo)視圖，還能使用戶根據(jù)自己的需要對(duì)可調(diào)參數(shù)進(jìn)行調(diào)節(jié)，獲得更好的視覺(jué)效果。同時(shí)，在硬件實(shí)現(xiàn)方面，也比較簡(jiǎn)單易行。


圖1是本發(fā)明中參考圖像作為左視圖生成目標(biāo)圖像即右視圖的示意圖；圖2是本發(fā)明中參考圖像作為右視圖生成目標(biāo)圖像即左視圖的示意圖；圖3是本發(fā)明本發(fā)明無(wú)攝像機(jī)標(biāo)定參數(shù)的三維圖像變換方法一具體實(shí)施方法流程圖
圖4是“Ballet”序列測(cè)試圖及其深度圖像；
圖5是當(dāng)η' =l,y' = 204時(shí)，Dzps取不同的值時(shí)合成的目標(biāo)圖像； 圖6是當(dāng)n' =-1, Y ‘ = 204時(shí)，Dzps取不同的值時(shí)合成的目標(biāo)圖像； 圖7是當(dāng)γ ‘ = 204，Dzps = 128時(shí)，η'取不同正整數(shù)時(shí)合成的目標(biāo)圖像； 圖8是當(dāng)γ' = 204，Dzps= 128時(shí)，η'取不同負(fù)整數(shù)時(shí)合成的目標(biāo)圖像； 圖9是當(dāng)n' = LDzps= 時(shí)，γ'取不同負(fù)整數(shù)時(shí)合成的目標(biāo)圖像； 圖10是當(dāng)n' =Hjzps= 128時(shí)，取不同負(fù)整數(shù)時(shí)合成的目標(biāo)圖像。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
進(jìn)行描述，以便本領(lǐng)域的技術(shù)人員更好地理解本發(fā)明。需要特別提醒注意的是，在以下的描述中，當(dāng)已知功能和設(shè)計(jì)的詳細(xì)描述也許會(huì)淡化本發(fā)明的主要內(nèi)容時(shí)，這些描述在這里將被忽略。在本發(fā)明中，依據(jù)傳感變換攝像機(jī)(shift-sensor camera)設(shè)置以及三維圖像變換的基本變換公式，可以得到新的三維圖像變換公式
權(quán)利要求
1. 一種無(wú)攝像機(jī)標(biāo)定參數(shù)的三維圖像變換方法，其特征在于，包括以下步驟 (1)、初始化視差圖M，將其所有元素置為空洞點(diǎn)視差值；O)、區(qū)分目標(biāo)圖像是左視圖還是右視圖，如果是左視圖，則將布爾變量α置為1，從右到左，從上到下的順序掃描參考圖像，按行遍歷參考圖像中的像素點(diǎn)；如果是右視圖， 則從左到右，從上到下的順序掃描參考圖像，并將布爾變量α置為0，按行遍歷參考圖像 Iref中的像素點(diǎn)；在遍歷時(shí)，2. 1)、對(duì)參考圖像Iref中第行第uMf列的像素點(diǎn)Uref，依據(jù)公式⑴計(jì)算其在目標(biāo)圖像Ides中對(duì)應(yīng)的匹配像素點(diǎn)Udes ；
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無(wú)攝像機(jī)標(biāo)定參數(shù)的三維圖像變換方法，其特征在于在步驟 ⑴中，還要將參考圖像Iref的像素點(diǎn)直接拷貝到目標(biāo)圖像Ides中，并且該像素點(diǎn)在目標(biāo)圖像Ides中的位置與參考圖像中的位置相同。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種無(wú)攝像機(jī)標(biāo)定參數(shù)的三維圖像變換方法，利用攝像機(jī)標(biāo)定參數(shù)與深度圖像的灰度值之間的關(guān)系，將需要標(biāo)定參數(shù)的三維圖像變換公式簡(jiǎn)化為只含有幾個(gè)可調(diào)參數(shù)的公式形式，以實(shí)現(xiàn)無(wú)攝像機(jī)標(biāo)定參數(shù)下的三維圖像變換。實(shí)驗(yàn)表明，該方法在無(wú)攝像機(jī)標(biāo)定參數(shù)的條件下，不僅能夠生成令人滿意的虛擬視圖，即目標(biāo)視圖，還能使用戶根據(jù)自己的需要對(duì)可調(diào)參數(shù)進(jìn)行調(diào)節(jié)，獲得更好的視覺(jué)效果。同時(shí)，在硬件實(shí)現(xiàn)方面，也比較簡(jiǎn)單易行。
文檔編號(hào)H04N13/00GK102447926SQ20111027783
公開(kāi)日2012年5月9日 申請(qǐng)日期2011年9月19日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月19日
發(fā)明者劉然, 劉陽(yáng), 甘平, 田逢春, 羅雯怡, 許小艷, 謝輝, 譚迎春, 邰國(guó)欽, 郭瑞麗, 魯國(guó)寧, 黃揚(yáng)帆 申請(qǐng)人:四川虹微技術(shù)有限公司, 重慶大學(xué)