[發明專利]一種基于相對高度深度線索的深度估計方法

有效

• 申請號: 201310429867.4
• 申請日: 2013-09-22
• 公開（公告）號: CN103903256B
• 公開（公告）日: 2017-01-25
• 發明（設計）人: 劉然;譚迎春;曹東華;田逢春;黃振偉;李博樂;譚偉敏
• 申請（專利權）人: 四川虹微技術有限公司;重慶大學
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00
• 代理公司: 成都行之專利代理事務所(普通合伙)51220
• 代理人: 溫利平

技術領域

本發明屬于視頻圖像處理技術領域，更為具體地講，涉及一種基于相對高度深度線索的深度估計方法。

背景技術

深度估計是2D轉3D中的關鍵技術，而2D轉3D技術從二十世紀九十年代開始起步，到現在經過約二十年的發展，已取得了豐碩的成果。

根據2D轉3D是否實時轉換，所采用的方法也不近相同?，F階段，非實時轉換可以應用于數字電視及電影的后期制作，其典型的技術提供商包括In-Three、PassmoreLab、DDD、CRC和Leonis?Cinema等。

實時轉換適用于電視以及其他移動手持設備，作為真實3D內容的一個有益補充。其典型的技術提供商包括JVC、DDD、HDlogix和CRC等。由于實時處理對于速度要求很高，所以它的深度估計模塊一般不采用復雜的圖像分割技術。

而根據2D轉3D的自動化程度，它可分為四種：全手工、半自動、自動非實時和自動實時轉換。它們分為適用于不同場合或者不同的轉換階段。例如終端放映階段轉換的唯一方式為自動實時轉換。其中全手工的轉換方式能提供最佳的深度品質，但也是四種轉換方式中最耗成本的方式，因為影響轉換方式的關鍵因素為深度估計模塊，因此許多學者開始探討全自動深度估計算法。

Hoiem在假設圖像場景內的所有景物對象都是垂直直立于地面的前提下，提出了一套完整的基于相對高度深度線索的深度估計方法。該方法以像素塊為單位提取顏色、紋理等特征，然后使用adboost分類方法將整個圖像分解為地面、天空、直立景物等，最后對圖像中的地面區域建立3維模型，并依據圖像中景物對象和地面的相交位置重構出整個三維場景。李樂等人通過分析理解街景圖像內景物之間的構圖關系，依據其中蘊含的深度認知線索估計街景圖像的深度信息，對Hoiem的上述方法進行了改進。

當現有的基于相對高度深度線索的深度估計方法都是假設圖像場景內的所有景物對象都是垂直直立于地面即圖像都為下近上遠，但實際的圖像場景還有可能是左近右遠或右近左遠。另外，對圖像中同一深度的目標得到的深度值會出現不一致的情況，估計得到的深度圖準確度有待提高。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的不足，提供一種基于相對高度深度線索的深度估計方法，以實現對多種圖像場景的深度估計，同時提高深度圖準確度。

為實現上述目的，本發明基于相對高度深度線索的深度估計方法，其特征在于，包括以下步驟：

（1）、獲取初始深度圖

對輸入的彩色圖像，首先將彩色圖像轉換為灰度圖像，然后通過邊緣檢測得到邊緣圖；

對邊緣圖進行霍夫變換，檢測直線的交叉點位置，判斷出圖像場景：左近右遠，右近左遠和下近上遠；對于霍夫變換未判斷出的場景，認為為下近上遠場景；然后根據判斷出的圖像場景，選擇相應的模塊進行深度估計：

若是下近上遠模板，線軌跡追蹤是在給定約束的條件下得到水平的不交叉的線軌跡圖，深度賦值子模塊根據線軌跡圖及下近上遠的順序進行賦值；若是左近右遠模板，線軌跡追蹤是在給定約束的條件下得到垂直的不交叉的線軌跡圖，深度賦值子模塊根據線軌跡圖及左近右遠的順序進行賦值；同理，若是右近左遠模板，線軌跡追蹤是在給定約束的條件下得到垂直的不交叉的線軌跡圖，深度賦值子模塊根據線軌跡圖及右近左遠的順序進行賦值；賦值后獲得初始深度圖；

對初始深度圖進行聯合雙邊濾波得到改善的初始深度圖；

（2）、獲取顯著圖

對輸入的彩色圖像通過視覺注意計算獲得顯著圖，然后采用聯合雙邊濾波對其進行濾波；

（3）、將視覺注意計算并濾波獲得的顯著圖疊加到改善的初始深度圖上，獲得最終的深度圖。

本發明的發明目的是這樣實現的：

本發明基于相對高度深度線索的深度估計方法，首先通過邊緣檢測獲得邊緣圖，然后通過霍夫變換判斷出圖像場景，根據圖像場景選擇相應的模板進行深度估計，獲得初始深度圖，從而實現多種圖像場景的深度估計。此外，通過獲取圖像的顯著圖，使圖像中同一深度的目標得到的深度值會不一致的情況得以改善，提高深度圖準確度。同時采用聯合雙邊濾波對初始深度圖以及顯著圖進行濾波，使其平滑強度更好，進一步改善深度圖的質量。

附圖說明

圖1是本發明基于相對高度深度線索的深度估計方法一種具體實施方式流程圖；

圖2是于線軌跡追蹤的深度估計的流程圖；

圖3是像素點(i,j)周圍的灰度值；

圖4是Sobel算子的水平模板及垂直模板；

圖5是下近上遠模板時的初始線軌跡圖的參數圖；