[發明專利]視差圖像實時合成立體圖像的方法

無效

• 申請號: 200910060302.7
• 申請日: 2009-08-07
• 公開（公告）號: CN101626517A
• 公開（公告）日: 2010-01-13
• 發明（設計）人: 王瓊華;趙悟翔;王愛紅;李大海
• 申請（專利權）人: 四川大學
• 主分類號: H04N13/00
• 分類號: H04N13/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

一、技術領域

本發明涉及光柵式多視點自由立體顯示領域中一種立體圖像的編碼方法。

二、背景技術

光柵式多視點自由立體顯示器由于其結構簡單、易于實現且立體顯示效果良好等優點成為目前主流的立體顯示器之一，其主要結構為平面顯示器加裝狹縫光柵或柱面光柵。目前用得最多的平面顯示器是液晶顯示器，其顯示屏單個像素由紅(R)、綠(G)和藍(B)三個子像素水平排列組成。多幅視差圖像以子像素為單元按一定規律合成為一幅立體圖像并顯示在平面顯示器上，利用光柵的分光作用使得來源于不同于視差圖像的光線向不同方向傳播，當觀看者位于合適的觀看區域時其左右眼觀看到不同的視差圖像，根據雙目視差原理，觀看者便可觀看到有立體感的圖像。

視差圖像合成立體圖像的方法有多種，但都需要較長的處理時間，如傳統的光篩法將一組視差圖像合成為一幅立體圖像需要幾分鐘，而一般的數字合成法也需要數秒。很顯然，這些方法都不能滿足普通視頻每秒24幀的基本需求，從而制約了實時立體拍攝與立體顯示技術的發展。

三、發明內容

本項目提出一種基于地址矩陣的視差圖像實時合成立體圖像的方法。所謂地址矩陣，就是指矩陣中的每個數值都代表一個地址。視差圖像實時合成立體圖像的方法的具體步驟如下。

第一步，生成視點數矩陣。首先確定自由立體顯示器的相關參數——視點數n、光柵傾斜方向和豎直方向夾角的正切值k以及平面顯示器以子像素個數為單位的分辨率H*V。視點數矩陣大小為H*V，其第i行第j列的值為mod(j+round(3(i-1)*k)，n)，其中round()為四舍五入取整函數，mod(j+round(3(i-1)*k)，n)表示把數值j+round(3(i-1)*k)與n相除取其余數，當余數為0時需將其值置換為n。

第二步，生成視差圖像地址矩陣。首先將第一幅視差圖像的第一個子像素的地址定義為1，然后按從左到右從上到下的順序給每幅視差圖像的每個子像素賦予唯一一個地址值，這樣形成視差圖像地址矩陣。假設單幅視差圖像以子像素個數為單位的分辨率為h*v，那么第一幅視差圖像地址矩陣的最后一個元素為h*v。依此類推，第x幅視差圖像地址矩陣的第一個元素為[(x-1)*h*v+1]，最后一個元素為x*h*v，其中x＝1，2，3...n。

第三步，生成視差圖像擴大地址矩陣。視差圖像擴大地址矩陣是對視差圖像地址矩陣進行擴大得到的，且視差圖像擴大地址矩陣與立體圖像地址矩陣大小相等。具體實現過程為：設視差圖像擴大地址矩陣相對于視差圖像地址矩陣的行擴大倍數為n_r，列擴大倍數為n_c，以像素為最小單元將視差圖像地址矩陣第[floor((i’-1)/n_r)+1]行第[floor((j’-1)/n_c)+1]列的地址值賦給視差圖像擴大地址矩陣的第i’行第j’列，其中floor()為舍去小數取整函數。

第四步，生成立體圖像地址矩陣。首先從視點數矩陣的第i”行第j”列取值，設該值為m，然后將第m幅視差圖像擴大地址矩陣的第i”行第j”列的子像素地址值賦給立體圖像地址矩陣的第i”行第j”列。

第五步，根據子像素地址相同則子像素灰度值相同的原則，將n幅視差圖像所有子像素的灰度值賦給立體圖像相應的子像素，這樣便將n幅視差圖像合成為1幅立體圖像。

顯而易見，這種視差圖像實時合成立體圖像的過程就是一個尋址的過程，中間不需要其它任何計算，因此其處理速度相當快，能達到將視差圖像實時合成進而實時立體顯示的目的。

四、附圖說明

圖1實施例1的視點數矩陣，n＝4，k＝-1/3

圖2實施例1的各幅視差圖像地址矩陣

圖3實施例1的各幅視差圖像擴大地址矩陣

圖4實施例1的立體圖像地址矩陣

圖5實施例2的視點數矩陣，n＝8，k＝4/15

圖6實施例2的各幅視差圖像地址矩陣

圖7實施例2的各幅視差圖像擴大地址矩陣

圖8實施例2的立體圖像地址矩陣

五、具體實施方式

結合附圖通過實施例對本發明作進一步的說明。

實施例1：

第一步，自由立體顯示器視點數n為4、光柵傾斜方向和豎直方向夾角的正切值k為-1/3以及平面顯示器以子像素個數為單位的分辨率12*6，生成的視點數矩陣如圖1所示。

第二步，單幅視差圖像以子像素個數為單位的分辨率為6*3，生成的視差圖像地址矩陣如圖2所示。