[發明專利]一種可裸眼觀看視頻的3D視頻監控系統的結構和方法

無效

• 申請號: 201110452388.5
• 申請日: 2011-12-29
• 公開（公告）號: CN102457756A
• 公開（公告）日: 2012-05-16
• 發明（設計）人: 覃團發;杜立嬋;黎相成;鄭嘉利;常侃
• 申請（專利權）人: 廣西大學
• 主分類號: H04N13/00
• 分類號: H04N13/00;H04N7/18
• 代理公司: 廣西南寧公平專利事務所有限責任公司 45104
• 代理人: 王素娥

技術領域

本發明涉及圖像視頻監控技術領域，特別涉及一種可裸眼觀看視頻的3D視頻監控系統的結構和方法。

背景技術

由于人類左右兩眼視角的差異，造成兩眼看到的影像具有微小的差距。兩眼所見的圖像經視網膜傳到大腦后，大腦利用這些微小的差距，產生具有遠近的深度，從而產生有空間感的立體圖像。

3D立體圖像帶給安防監控領域的最主要好處是對目標物體的深度感知。隨著視頻監控領域的急速發展，3D視頻監控將成為未來的發展趨勢。從技術上看，目前的裸眼式3D可分為光屏障式、柱狀透鏡技術和指向光源三種。

光屏障式3D技術的實現方法是利用液晶層和偏振膜制造出一系列方向為90。的垂直條紋。這些條紋寬幾十微米，通過它們的光就形成了垂直的細條柵模式，稱為“視差障壁”。該技術利用了安置在背光模塊及LCD面板間的視差障壁，在立體顯示模式下，應該由右眼看到的圖像顯示在液晶屏上時，不透明的條紋會遮擋左眼，通過將左眼和右眼的可視畫面分開，使觀者看到3D影像。該技術的缺點是畫面亮度低，分辨率會隨著顯示器在同一時間播出影像的增加呈反比降低。

柱狀透鏡技術也被稱為雙透鏡或微柱透鏡3D技術，其原理是在液晶顯示屏的前面加上一層柱狀透鏡，使液晶屏的像平面位于透鏡的焦平面上，這樣在每個柱透鏡下面的圖像的像素被分成幾個子像素，這樣透鏡就能以不同的方向投影每個子像素。由于它的3D顯示基本原理仍與視差障壁技術有相似之處，所以分辨率仍是一個比較難解決的問題。

指向光源3D技術搭配兩組LED，配合快速反應的LCD面板和驅動方法，讓3D內容以排序方式進入觀看者的左右眼互換影像產生視差，進而讓人眼感受到3D三維效果。該技術目前尚在研發階段。

考慮到3D視頻監控的顯示要求，綜合衡量3D視頻的壓縮及解壓效率，本發明提出一種可裸眼觀看視頻的3D視頻監控系統的結構和方法。

發明內容

本發明的目的在于提供一種可裸眼觀看視頻的3D視頻監控系統的結構和方法。本發明解決上述技術問題的技術方案如下：

1.一種可裸眼觀看視頻的3D視頻監控系統的結構，包括：左右兩路視頻攝像機、3D視頻處理主機、3D視頻顯示終端、視頻存儲硬盤矩陣、用戶控制臺。

左右兩路視頻攝像機，用于捕獲視頻圖像。3D視頻處理主機，用于計算深度圖及深度站點，壓縮解壓3D視頻數據、分層發送3D視頻數據至3D顯示終端、存儲3D視頻數據至硬盤矩陣、讀取硬盤矩陣數據、接收用戶控制臺指令并執行。3D視頻顯示終端，用于顯示三維立體圖像，該顯示終端為四層顯示屏結構，前后兩層分別顯示圖像的前景及背景，中間兩層顯示過渡景物的層次畫面，每層顯示的數據由深度站點劃定，深度站點內嵌在3D視頻數據中。視頻存儲硬盤矩陣，用于存儲海量視頻數據；用戶控制臺，用于處理用戶操控系統、發送指令等功能，用戶可以通過該控制臺對歷史視頻或者當前視頻做出系統配置、存儲、搜索、調出查看等操作。1)左右兩路視頻攝像機的鏡頭中心被設計在特定位置：水平相距7.68厘米處，特定相距角度為179.13度。該位置及角度與人的左右兩眼的距離及角度數值相近，這使得3D視頻處理主機在處理視頻數據時，相對高質量獲取相對容易的深度圖。

兩個攝像機應為同一類型元件制造，并配置為相同的焦距及光圈大小。即是預先進行相機標定。兩個攝像機標定后，建立顏色校正模型，校正白平衡等參數，去除視頻顏色差異對視頻效果和編碼效率的影響。兩個攝像機由于成像系統本身具有的非線性或攝像時視角變化可能引起的圖像退化，即幾何畸變，亦需要預先進行幾何校正。兩個攝像機在幾何位置和時間空間上都相關聯。

2)3D視頻處理主機接收左右兩路視頻攝像機采集的2D視頻數據創建出深度圖，通過深度圖把圖像的各像素劃分為不同的層次，該劃分點的深度值被命名為深度站點。

深度圖是基于兩個攝像機所拍攝的視頻數據來計算創建出來的。使用視頻信號創建深度圖的優點在于不需要額外的深度傳感器。

3)3D視頻處理主機按視頻圖像像素的深度站點，把視頻圖像劃分為4層，并按層把圖像發送到3D視頻顯示終端的相應圖像顯示層；

4)3D視頻顯示終端被設計為四層顯示結構，每層只顯示整幅圖像的部分像素，四層合成顯示一幅完整的，可裸眼觀看的3D圖像。

2.上述的可裸眼觀看視頻的3D視頻監控系統，提供了一種可裸眼觀看視頻的3D視頻監控方法，該方法步驟依次為：捕獲2D視頻圖像、創建3D視頻圖像的深度圖、基于深度站點劃分圖層、分層發送及顯示3D視頻圖像。