[發(fā)明專利]一種用單張圖像生成裸眼3D立體效果的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811636643.X
• 申請日: 2018-12-29
• 公開（公告）號: CN109672872B
• 公開（公告）日: 2021-05-04
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 杜威國;徐健勛
• 申請（專利權(quán)）人: 合肥工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: H04N13/106
• 分類號: H04N13/106;H04N13/122;H04N13/302;H04N13/385
• 代理公司: 南京經(jīng)緯專利商標(biāo)代理有限公司 32200
• 代理人: 朱小兵

本發(fā)明公開了一種用單張圖像生成裸眼3D立體效果的方法，首先，輸入立體場景的2D左視圖像和視差圖像；接著，構(gòu)造左視圖像的方向可控金字塔和構(gòu)造視差圖像的高斯金字塔；之后，計算方向可控金字塔每個子帶圖像的權(quán)重系數(shù)生成加權(quán)的方向可控金字塔；然后，重構(gòu)加權(quán)的方向可控金字塔生成視差誘導(dǎo)器；最后，使用視差誘導(dǎo)器分別生成左右立體圖像，最終生成一個物理融合的2D場景。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明不需要硬件支持，一般的PC臺式機(jī)或智能手機(jī)平臺均可實(shí)現(xiàn)，同時本發(fā)明不損失分辨率和亮度，不會產(chǎn)生模糊和重影現(xiàn)象。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種用單張圖像生成裸眼3D立體效果的方法，屬于圖像及視覺處理領(lǐng)域。

背景技術(shù)

隨著立體技術(shù)的快速發(fā)展，3D立體相關(guān)終端產(chǎn)品逐漸走進(jìn)人們生活中。大多數(shù)人對3D電視和3D電影并不陌生，戴一副特殊的3D眼鏡，就可以感受到具有空間深度且懸浮于屏幕外的逼真立體效果。人們也開始逐漸研究裸眼3D圖像生成方法，即利用人眼觀察客觀世界的視差特性，通過方法在無需戴3D眼鏡的情況下感受到3D立體效果。當(dāng)前，裸眼3D技術(shù)研究已引起越來越多研究者、顯示技術(shù)研發(fā)公司的注意，并已開展有關(guān)立體顯示技術(shù)的研究。本發(fā)明給出一種用單張立體圖像生成裸眼3D效果的方法。

現(xiàn)有的裸眼3D顯示技術(shù)可分為三類，光屏障式3D技術(shù)、柱狀透鏡3D技術(shù)和方向性背光3D技術(shù)。光屏障式3D技術(shù)是在顯示立體圖像的時候，屏幕上分別顯示左眼和右眼觀察到的畫面，利用一個不透明的光柵分別快速遮擋住右眼和左眼，將左眼和右眼的顯示畫面分開，就可在觀察者的大腦中形成立體的顯示畫面。此技術(shù)在圖像顯示過程中會降低圖像的分辨率和亮度，較難享受到高清的立體畫面效果。柱狀透鏡3D技術(shù)是在液晶屏幕前加一層柱狀透鏡，通過柱狀透鏡把圖像像素分為左、右眼圖像的子像素光，并以不同的角度折射后分別進(jìn)入左眼和右眼，在觀賞的大腦中形成3D立體圖像。柱狀透鏡3D技術(shù)在分辨率上仍然有損失，生成的3D效果圖像也存在質(zhì)量下降的問題。方向性背光3D技術(shù)采用左右分開的兩塊LED背光源，在顯示3D圖像時兩塊背光源的交替點(diǎn)亮，顯示左眼圖像時，反射左邊背光源的背光，折射后將圖像匯入觀察者的左眼；顯示右眼圖像時，反射右邊背光源的背光，以相似方式匯入右眼形成右眼圖像，從而形成3D立體效果。柱狀透鏡3D技術(shù)不降低顯示分辨率和亮度，但系統(tǒng)成本比較昂貴。光屏障式3D技術(shù)、柱狀透鏡3D技術(shù)和方向性背光3D技術(shù)需要硬件支持，成本比較昂貴。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是：針對在觀察者在沒有3D眼鏡情況下看立體場景圖像時，會出現(xiàn)模糊和“重影”現(xiàn)象，本發(fā)明提出了一種基于單張圖像的裸眼3D效果生成方法，在觀察者沒有佩戴3D眼鏡的情況下，仍然可以感受到高質(zhì)量的3D效果，不會出現(xiàn)模糊和“重影”現(xiàn)象，且不會損失分辨率和亮度。

本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題采用以下技術(shù)方案：

本發(fā)明提出一種基于單張圖像的裸眼3D效果生成方法，包括以下步驟：

步驟1、輸入立體場景的2D左視圖像和視差圖像；

步驟2、構(gòu)造左視圖像的方向可控金字塔和構(gòu)造視差圖像的高斯金字塔；

步驟3、計算方向可控金字塔每個子帶圖像的權(quán)重系數(shù)，生成加權(quán)的方向可控金字塔；

步驟4、重構(gòu)加權(quán)的方向可控金字塔生成視差誘導(dǎo)器；

步驟5、使用視差誘導(dǎo)器分別生成左右立體圖像；

步驟6、根據(jù)左右立體圖像生成一個物理融合的2D場景。

進(jìn)一步的，本發(fā)明前述的方法，步驟2中，構(gòu)造左視圖像I_C的方向可控金字塔S_C'具體包括如下的步驟：

(201)、通過高通濾波器H₀(ω)和低通濾波器L₀(ω)分別將圖像I_c分解成低通子帶圖像和高通子帶圖像