專利名稱：一種2d轉(zhuǎn)3d技術(shù)中易于硬件實現(xiàn)的運動向量提取方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于視頻圖像處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種2D轉(zhuǎn)3D技術(shù)中易于硬件實現(xiàn)的運動向量提取方法。
背景技術(shù)：
2D轉(zhuǎn)3D技術(shù)可應(yīng)用于頭戴式立體顯示器，3D電視，3D顯示器等，實現(xiàn)數(shù)字視頻信號從2D格式轉(zhuǎn)換為3D格式的功能，旨在輸出足夠亮度，不發(fā)生閃爍的穩(wěn)定高素質(zhì)3D影像。2D轉(zhuǎn)3D技術(shù)，經(jīng)過深度圖提取，立體模型生成，3D視頻合成，縮放及畫質(zhì)處理等過程從而完成2D視頻信號，向特定分辨率的3D視頻信號的轉(zhuǎn)換。應(yīng)用2D轉(zhuǎn)3D芯片的立體顯示器及電視現(xiàn)在處于發(fā)展的初始階段，但獲得長足發(fā)展是大勢所趨，可以真正實現(xiàn)隨身3D影院的目標。在2D轉(zhuǎn)3D的過程中，首先需要從已有2D視頻中提取出物體的深度信息，再結(jié)合深度信息和已有一路視頻生成另一路視頻。在提取深度信息的過程中，運動向量是非常重要的一個信息。為了進行實際的實現(xiàn)，我們需要一種易于硬件實現(xiàn)的運動向量提取方法?，F(xiàn)有的運動向量檢測算法多為全圖進行分塊匹配，運算復(fù)雜度較大。同時，在實際視頻中的運動，由于連續(xù)兩幀時間間隔非常短，基本可以認為是剛體的線性運動，因此，本發(fā)明中認為同一個剛體的運動向量是相同的，將運動向量檢測與圖像分割結(jié)合起來，僅對處在物體邊緣的塊就行運動匹配，再通過圖像分割將運動向量賦給所有的塊。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本發(fā)明的目的在于提供一種2D轉(zhuǎn)3D技術(shù)中易于硬件實現(xiàn)的運動向量提取方法，提取圖像中運動物體邊緣上的運動向量，對于非邊緣的塊，通過計算確定其運動向量，在獲得準確運動向量檢測結(jié)果的基礎(chǔ)上，不僅可以節(jié)省運算時間，而且相較于全圖像直接匹配的方法，極大地減小了運算量，便于在硬件上的實現(xiàn)。為了達到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的—種2D轉(zhuǎn)3D技術(shù)中易于硬件實現(xiàn)的運動向量提取方法，包括以下步驟步驟一、對于處在圖像中物體邊緣上的塊提取運動向量要獲取圖像的運動向量，首先對圖像進行邊緣提取的操作，然后對于輸入的連續(xù)兩幀的圖像中處于物體邊緣的塊進行塊匹配，得到它們的運動向量；步驟二、對圖像進行分層對圖像進行分層，分為亮度分層與色度分層兩個方面，亮度分層方面，首先提取出圖像的亮度信息，再對其進行灰度分層，色度分層方面，首先將圖像轉(zhuǎn)換為HSV格式，然后提取色度信息，經(jīng)過處理后對其進行分層，最后，當(dāng)分別完成兩種分層后，再對兩種不同分層方式的結(jié)果進行綜合，完成對圖像的分層；步驟三、對圖像進行連通域標記
所謂連通域標記，是指對圖像中像素做標記，找出圖像的連通區(qū)域，對圖像進行連通域標記，首先讀入已經(jīng)完成分層的圖像，對其進行中值濾波，完成圖像的減噪處理，接下來對處理過的圖像分區(qū)域進行連通域標記，在標記過程中，每個像素點分別與其左方及上方，右上方三像素點比較，從而找出圖像中連通的區(qū)域；步驟四、結(jié)合步驟一和步驟三生成運動向量圖 連通域標注完畢后，與提取出的運動向量相結(jié)合，由于連續(xù)兩幀間的時間非常短，運動物體可以認為是剛體運動，即相鄰幀中物體的形態(tài)沒有顯著變化，因而剛體整體具有單一的運動向量，對于一個固定的連通域，將該連通域中處于圖像邊緣上的點的運動向量求取均值，并賦給整個連通域，認為這是他們共同的運動向量，這種方法同時減少了剛體內(nèi)部進行塊匹配時的匹配誤差。本發(fā)明是一種易于硬件實現(xiàn)的高效運動向量提取方法，在提取圖像的運動向量時，相較于被普遍采用的全圖進行運動匹配的方法，本發(fā)明僅在邊緣部位進行了匹配，很大程度上減少了運算復(fù)雜度及運算量，而且提高了查找運動向量的準確度，易于在硬件上的實現(xiàn)。


圖I是本發(fā)明的整體流程框圖。圖2是提取處在運動物體邊緣塊的運動向量的示意圖。圖3是對圖像進行分層模塊B的示意圖。圖4是對圖像進行連通域標記模塊C的示意圖。圖5是生成最終運動向量圖|吳塊D的不意圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明進行進一步的詳細說明，一種2D轉(zhuǎn)3D技術(shù)中易于硬件實現(xiàn)的運動向量提取方法，包括以下步驟參見圖1，步驟一、提取物體邊緣的運動向量；步驟二、對圖像進行分層；步驟三、對圖像進行連通域標記；步驟四、結(jié)合步驟一和步驟三生成運動向量圖。步驟一、提取圖像邊緣的運動向量要獲取圖像的運動向量，首先對圖像進行提取邊緣的操作，然后對于輸入的連續(xù)兩幀的圖像中處于物體邊緣的塊進行塊匹配，得到它們的運動向量；參見圖2，本步驟具體為讀入前后兩幀圖像后，本步驟會對圖像分別使用Sobel算子進行濾波以生成其邊緣，該算子包含兩組3x3的矩陣，分別為橫向及縱向，
權(quán)利要求
1.一種2D轉(zhuǎn)3D技術(shù)中易于硬件實現(xiàn)的運動向量提取方法，其特征在于，包括以下步驟 步驟一、對于處在圖像中物體邊緣上的塊提取運動向量 要獲取圖像的運動向量，首先對圖像進行邊緣提取的操作，然后對于輸入的連續(xù)兩幀的圖像中處于物體邊緣的塊進行塊匹配，得到它們的運動向量； 步驟二、對圖像進行分層 對圖像進行分層，分為亮度分層與色度分層兩個方面，亮度分層方面，首先提取出圖像的亮度信息，再對其進行灰度分層，色度分層方面，首先將圖像轉(zhuǎn)換為HSV格式，然后提取色度信息，經(jīng)過處理后對其進行分層，最后，當(dāng)分別完成兩種分層后，再對兩種不同分層方式的結(jié)果進行綜合，完成對圖像的分層； 步驟三、對圖像進行連通域標記 所謂連通域標記，是指對圖像中像素做標記，找出圖像的連通區(qū)域；對圖像進行連通域標記，首先讀入已經(jīng)完成分層的圖像，對其進行中值濾波，完成圖像的減噪處理，接下來對處理過的圖像分區(qū)域進行連通域標記，在標記過程中，每個像素點分別與其左方及上方，右上方三像素點比較，從而找出圖像中連通的區(qū)域； 步驟四、結(jié)合步驟一和步驟三生成運動向量圖 連通域標注完畢后，與提取出的運動向量相結(jié)合，由于連續(xù)兩幀間的時間非常短，運動物體可以認為是剛體運動，即相鄰幀中物體的形態(tài)沒有顯著變化，因而剛體整體具有單一的運動向量，對于一個固定的連通域，我們將該連通域中處于圖像邊緣上的點的運動向量求取均值，并賦給整個連通域，認為這是他們共同的運動向量。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種2D轉(zhuǎn)3D技術(shù)中易于硬件實現(xiàn)的運動向量提取方法，其特征在于，步驟一具體為讀入前后兩幀圖像后，本步驟會對圖像分別使用Sobel算子進行濾波以生成其邊緣，該算子包含兩組3x3的矩陣，分別為橫向及縱向，
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種2D轉(zhuǎn)3D技術(shù)中易于硬件實現(xiàn)的運動向量提取方法，其特征在于，步驟三具體為對圖像進行連通域標記，首先讀入已經(jīng)完成分層的圖像，對其進行連通域標記，在標記過程中，像素點的位置不同，與其進行比對的點也不完全相同，因此.首先判斷像素位置；如果像素處在第一行第一列，則賦給一個初始編號，如果像素處在第一行，則與其左側(cè)元素進行比較，處在同一個層則賦給與其左側(cè)元素相同的編號，處在不同層則創(chuàng)建一個新編號；如果像素處在第一列，則與其上方及右上方的兩個元素進行比較，如果其中有與該像素處在同一層的像素，則賦給該像素它的編號，如果沒有，則為該像素創(chuàng)建新編號；對于其余元素，需要與其左方，上方，右上方三個元素進行比較，如果其中有與該像素處在同一層的像素，則賦給該像素它的編號，如果沒有，則為該像素創(chuàng)建新編號，另外，若在比較過程中發(fā)現(xiàn)待比較元素與三個比較元素中不止一個編號相同，則將他們的編號統(tǒng)一。
全文摘要
一種2D轉(zhuǎn)3D技術(shù)中易于硬件實現(xiàn)的運動向量提取方法，從連續(xù)兩幀的圖像信息中提取運動向量，生成向量圖，在對兩幀圖像進行匹配時，先對處于圖像中物體邊緣上的點進行了運動匹配，然后通過圖像分層及連通域標記對圖像分塊，認為同一個塊具有相同的運動向量，分塊結(jié)果結(jié)合前面的邊緣運動向量得到最終的運動向量圖，本發(fā)明在獲得準確運動向量檢測結(jié)果的基礎(chǔ)上，不僅可以節(jié)省運算時間，而且相較于全圖像直接匹配的方法，極大地減小了運算量，便于在硬件上的實現(xiàn)。
文檔編號H04N13/00GK102622770SQ201210076219
公開日2012年8月1日 申請日期2012年3月21日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月21日
發(fā)明者任鵬舉, 姚慧敏, 李倩敏, 江豪, 葛晨陽, 鄭南寧, 陳磊 申請人:西安交通大學(xué)