[發明專利]一種無形變立體圖像視差快速調節方法

有效

• 申請號: 201410088342.3
• 申請日: 2014-03-11
• 公開（公告）號: CN103841403A
• 公開（公告）日: 2014-06-04
• 發明（設計）人: 蘭誠棟;李亞格;吳宇笙;楊秀芝;陳建
• 申請（專利權）人: 福州大學
• 主分類號: H04N13/00
• 分類號: H04N13/00;H04N13/04
• 代理公司: 福州元創專利商標代理有限公司 35100
• 代理人: 蔡學俊

技術領域

本發明涉及視差調節技術領域，特別是一種無形變立體圖像視差快速調節方法。

背景技術

當前國內外對3D立體視頻深度感調節技術已經取得一定研究成果。J.Konrad^[2]最先提出通過兩個視圖估計出原始深度，在此基礎上采用比例權重調整深度，最后合成新視圖。該方法存在一定的圖像扭曲。D.Kim等人^[3]在調整深度之前增加視覺疲勞預測方法，當視頻內容出現視覺疲勞，則利用基于視圖合成的方法調節視差。Chang?Yuan等人^[4]提出了一種根據觀眾的舒適度和喜好來調整3D立體內容的方法。首先通過左右2D視圖由塊匹配估計方法估計視差，然后將人的視覺舒適度模型應用于指導深度調整方法。以上所述方法需要將視差先轉換成具有視差信息的深度圖像，然后對深度圖像進行分析調整，最后合成出新視圖。Z.Arican等人^[5]比較了多種視差調節方法，認為視差估計方法復雜度高且精確性有限，而直接對圖像進行平移和縮放的視差調節方法更加簡便和實用。N.S.Holliman^[6]將深度范圍映射到人眼感知的感興趣區域，而這個映射過程主要是通過尋找圖像伸縮因子來完成的。W.C.Chen等人^[7]認為屏幕邊界區域視差會造成立體圖像模糊和觀看不適，因此對該區域進行平移以消除視差，平移距離由區域的位置決定。Di?Xu等人^[8]首先利用伸縮不變特征變換方法提取左右圖像的特征，然后通過平移視頻幀來改變深度。但是，以上這些對圖像進行平移和縮放的方法會造成立體對象的形狀變化，使圖像發生扭曲和失真。岳斌等人^[9]基于視差平移調整方法，引入人類立體視覺的Panum融合區計算出視差調整的范圍，消除立體感雙眼復視。羅洪艷等人^[10]分析了水平式三維成像的視差范圍改變和畸變矯正問題，通過裁剪和插黑左右視圖的兩邊的邊緣部分改變視差和消除畸變。

視差調節技術是通過調節視差的大小來改變深度值，從而達到調整深度感效果的目的。其中，視差是人的左右眼在觀測相同的立體影像點時，由于人的雙眼間距通常為6.5cm,使得左眼所看到的該立體影像點在顯示屏上的位置與右眼所看到的該立體影像點在顯示屏上的位置不同，這種位置的差異就是視差。而深度值是人的雙眼到立體影像點的距離。

基于圖像形變的視差調節方法是一種與本申請提案密切相關前沿的方法，該方法包括基于圖像平移和伸縮的視差調節方法。其中，基于平移的方法是通過右眼圖像往右平移一段距離，同時相對應地把左眼圖像往左平移相同的距離來增大視差，這樣視差增大后景深也會跟著變遠。而拉伸方法增大視差的想法是把右眼看到的圖像往右等比例放大，相應地把左眼看到的圖像往左以同樣比例放大。經過基于圖像形變的視差調節方法處理后的圖像效果可以通過形變系數來描述，形變系數越大圖像效果就越不理想。

可以總結，基于平移和伸縮的視差調節技術方法所存在的問題，其問題包括：傳統基于平移的方法在深度感調節后，圖形發生了可察覺的形變。同時，在圖像平移時，顯示屏邊緣會產生空洞及信息丟失的問題。而拉伸方法同樣會導致原始圖形的形變，在深度調節后圖像左右邊緣的信息會消失掉一部分。進而為了消除圖像變形提出精細視差調節方法，推導無形變視差調節方法，同時引入人眼深度可覺察誤差模型，尋找一種更為符合人眼觀影體驗的視差調節方法。

發明內容

為解決上述問題，本發明的目的是提供一種無形變立體圖像視差快速調節方法。

本發明采用以下方案實現：一種無形變立體圖像視差快速調節方法，其特征在于包括以下步驟：

步驟S01：確定一個想要調節的深度值，既深度變化值DA；

步驟S02：計算視差調節系數k=f(DA)；

步驟S03：根據人眼可察覺到景深變化的最小誤差閾值S_DA=f(v,d)，計算視差調節系數k的取值范圍(k₁,k₂),其中，v為人離屏幕的觀看距離，d為立體圖像離屏幕的距離；

步驟S04：將原始的圖像按固定的拉伸系數k進行縮放，并將k的取值范圍限制在(k₁,k₂)內保證形變不可覺察。

在本發明一實施例中，所述步驟S02中計算的方式是通過三角比例關系和幾何關系獲得視差調節系數：其中AO為原始景深，DA為要調節的深度值。