[發明專利]一種基于深度值非線性變換的虛擬視點繪制方法

有效

• 申請號: 201110234473.4
• 申請日: 2011-08-16
• 公開（公告）號: CN102436671A
• 公開（公告）日: 2012-05-02
• 發明（設計）人: 周軍;王震
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: G06T15/00
• 分類號: G06T15/00;H04N13/00
• 代理公司: 上海漢聲知識產權代理有限公司 31236
• 代理人: 郭國中

1.一種基于深度值非線性變換的虛擬視點繪制方法，其特征在于包括以下步驟：

第一步，建立自適應的基于深度圖像物體邊緣信息的預處理濾波器：該預處理濾波器由邊緣保持濾波器和非對稱的高斯平滑濾波器串聯組成，首先用Sobel算子獲取深度圖中各像素點水平方向的梯度信息，然后利用各像素點水平方向的梯度信息構造邊緣保持濾波器，再構造非對稱的高斯平滑濾波器；

第二步，利用預處理濾波器迭代處理深度圖像：首先用邊緣保持濾波器迭代處理深度圖，接下來用非對稱的高斯平滑濾波器處理深度圖像中物體的邊緣區域，得到處理后的深度圖；

第三步，建立深度圖中像素點灰度值與空間深度值的非線性映射關系：預處理后的深度圖中點的灰度值，其最大值對應于最遠的深度切面，而其最小值則對應于最近的深度切面；

第四步，將參考圖像中的像素點映射到目標圖像中；

第五步，目標圖像的空洞填補。

2.如權利要求1所述的一種基于深度值非線性變換的虛擬視點繪制方法，其特征在于，所述利用Sobel算子獲取深度圖中各像素點水平方向的梯度信息，具體為：采用水平方向的Sobel算子獲取深度圖水平方向的梯度信息，其模板?為矩陣：

模板算子運算時采用類似卷積的方式，即把模板在深度圖像上移動，并在每點計算相應的梯度值，對于點而言，其水平方向梯度值的計算公式如下：

其中代表點的灰度值，為模板的系數，其中和為整數，并且，。

3.如權利要求1所述的一種基于深度值非線性變換的虛擬視點繪制方法，其特征在于，所述利用各像素點水平方向的梯度信息構造邊緣保持濾波器，其中邊緣保持濾波器的模板公式如下：

其中為像素點所對應的模板系數；為上一步中計算得到的點的水平方向梯度值；是根據實際經驗所設定的自適應閾值，所有水平方向梯度值大于的點組成物體邊緣；當時，為減函數，隨著，，而對于的點，具有相同的最大權重。

4.如權利要求1所述的一種基于深度值非線性變換的虛擬視點繪制方法，其特征在于，所述構造非對稱的高斯平滑濾波器，具體為：選取的高斯平滑濾波器在水平方向和垂直方向具有不同的標準差和平滑尺寸，其模板公式如下所示：

其中，和分別代表了水平方向和垂直方向的高斯平滑濾波器，其標準差分別為和，為避免在目標圖像中產生幾何形變，設定和的關系為，平滑窗口大小分別為和。

5.如權利要求1所述的一種基于深度值非線性變換的虛擬視點繪制方法，其特征在于，?所述用邊緣保持濾波器迭代處理深度圖，計算公式如下：

其中平滑區域是大小為的矩形，和為整數，代表的是迭代的次數，為第次迭代完成后，點的深度值；為平滑區域內模板系數之和，在計算的過程中起到了平均作用，每次迭代計算出的都和上一次的迭代結果進行比較，取其中較大的作為本次平滑的結果。

6.?如權利要求5所述的一種基于深度值非線性變換的虛擬視點繪制方法，其特征在于，所述邊緣保持濾波器對深度圖的迭代平滑次數為50次。

7.如權利要求1所述的一種基于深度值非線性變換的虛擬視點繪制方法，其特征在于，所述用非對稱的高斯平滑濾波器處理深度圖像中物體的邊緣區域，計算公式如下：

其中平滑區域是大小為的矩形，和為整數，為經過該濾波器處理后，點的深度值，為該區域內模板系數之和，在計算的過程中起到了平均作用；平滑過程中的平滑系數由水平和垂直高斯平滑濾波器的系數共同決定，最終得到經預處理濾波器處理后的深度圖。

8.如權利要求1所述的一種基于深度值非線性變換的虛擬視點繪制方法，其特征在于，所述建立深度圖中像素點與空間深度值的非線性映射關系，具體過程如下：

1)?獲取灰度直方圖的所有局部最小值點，記為，，在集合中將這些局部最小值點升序排列，有，；

2)認為存在某個局部最小值點，，則深度值處于和之間的像素點組成了整個圖像的大部分背景；

3)選擇使用指數函數，有，來非線性擬合深度圖中的像素點的灰度值與空間深度值的映射關系，其中對應深度圖中像素點的灰度值，則對應于空間深度值。