專利名稱：一種立體圖像視差優(yōu)化方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于視頻成像技術(shù)領(lǐng)域，涉及視差優(yōu)化方法，特別涉及一種在移動(dòng)終端設(shè)備上裸眼觀看立體視頻時(shí)能夠增加立體逼真效果的立體圖像視差優(yōu)化方法。
背景技術(shù)：
2009年底3D電影《阿凡達(dá)》的熱映，點(diǎn)燃了人們對3D電影的熱情，接下來的幾年間，3D電影無疑是大眾和傳媒領(lǐng)域關(guān)注的焦點(diǎn)，影片數(shù)量逐年遞增。而隨著市場對立體影視內(nèi)容的渴求，也促使越來越多的公司制作立體視頻，研發(fā)立體視頻顯示系統(tǒng)及相關(guān)設(shè)備，在這期間各種具有立體顯示功能的移動(dòng)終端也應(yīng)運(yùn)而生，比如立體手機(jī)、立體數(shù)碼相機(jī)、立體游戲機(jī)等。目前，具有立體顯示功能的移動(dòng)終端有以下特點(diǎn)一是裸眼3D不需要配戴眼鏡， 移動(dòng)終端按分光法可分為狹縫式立體顯示移動(dòng)終端和透鏡式立體顯示移動(dòng)終端；二是移動(dòng)終端的顯示屏幕的物理尺寸較小，并由此導(dǎo)致的觀賞角度和距離較??；三是不同品牌的移動(dòng)終端的裸眼立體顯示屏的光學(xué)參數(shù)、顯示屏幕尺寸，支持視頻的分辨率都不相同。從以上特點(diǎn)可知,移動(dòng)終端立體顯示范圍小并且規(guī)格靈活多樣。但是，目前3D片源的規(guī)格都是統(tǒng)一的，而且基本上是為了滿足3D電視或者3D電腦顯示器等大尺寸顯示設(shè)備制作的立體視頻。這樣的立體視頻的視差參數(shù)范圍，在大尺寸的顯示設(shè)備上觀看會(huì)有很好的效果。而如果把大尺寸立體片源進(jìn)行簡單的大比例下采樣后，放在較小的立體移動(dòng)終端上欣賞，視差信息不會(huì)隨著下采樣的比例線性變化，會(huì)發(fā)生錯(cuò)亂，立體失真的現(xiàn)象，從而影響立體圖像的顯示質(zhì)量和觀看舒適度。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在至少解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問題，特別創(chuàng)新地提出了一種立體圖像視差優(yōu)化方法。為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的上述目的，本發(fā)明提供了一種立體圖像視差優(yōu)化方法，其包括如下步驟SI :在世界坐標(biāo)系下,確定最小視差值Pmin和最大視差值Pmax,所述最小視差值Pmin是與最小福輳距離Lmin對應(yīng)的視差值,所述最大視差值Pmax是與最大福輳距離Lmax對應(yīng)的視差值；S2 :將世界坐標(biāo)系下的最小視差值Pmin和最大視差值Pmax轉(zhuǎn)換成立體顯示屏屏幕坐標(biāo)系下的最小視差值Plmin和最大視差值Plmax ；S3 :計(jì)算虛擬物體距離觀看者最近時(shí)的視差值所對應(yīng)的偏移像素?cái)?shù)目PNmin和虛擬物體距離觀看者最遠(yuǎn)時(shí)的視差值所對應(yīng)的偏移像素?cái)?shù)目PNmax ；S4:根據(jù)深度圖計(jì)算左右視圖中對應(yīng)點(diǎn)之間偏移的像素個(gè)數(shù)PN，設(shè)置零深度層并對視差進(jìn)行優(yōu)化。本發(fā)明結(jié)合立體移動(dòng)終端顯示性能和人眼感知立體的生理機(jī)能，推導(dǎo)出了最佳視差范圍，并將現(xiàn)有立體視頻的視差按照該范圍進(jìn)行調(diào)節(jié)優(yōu)化，提高了在移動(dòng)終端上觀看立體視頻的舒適度。本發(fā)明的附加方面和優(yōu)點(diǎn)將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本發(fā)明的實(shí)踐了解到。


本發(fā)明的上述和/或附加的方面和優(yōu)點(diǎn)從結(jié)合下面附圖對實(shí)施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中圖I是現(xiàn)有技術(shù)中輻輳和焦點(diǎn)調(diào)節(jié)的兩種情況；圖2是處于最佳觀賞距離時(shí)最大視差與最小視差的對比圖；
圖3是本發(fā)明立體圖像視差優(yōu)化方法的流程圖。
具體實(shí)施例方式下面詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施例，所述實(shí)施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標(biāo)號(hào)表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實(shí)施例是示例性的，僅用于解釋本發(fā)明，而不能理解為對本發(fā)明的限制。為了更好的理解本發(fā)明，首先對人眼感知立體的原理和視疲勞的原因作一介紹。人眼間距大約65mm，觀看物體時(shí)，雙眼從稍有不同的兩個(gè)角度去觀看客觀三維世界的景物，由于光學(xué)的投影，離觀察者不同距離的像點(diǎn)落在左右眼視網(wǎng)膜相應(yīng)的不同位置上，通過神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的融合在人腦中形成立體視覺，而雙眼視網(wǎng)膜上的水平位差即為雙目視差。雙眼所具有的輻輳和調(diào)節(jié)功能給視覺系統(tǒng)對事物深度和空間感知提供了極其細(xì)微的分辨能力，而輻輳與焦點(diǎn)調(diào)節(jié)不一致是產(chǎn)生視疲勞的主要原因，在現(xiàn)實(shí)世界中，輻輳與焦點(diǎn)調(diào)節(jié)是一致的，如圖I左圖所示。而在觀看立體圖像時(shí)，如圖I的右圖所示，如果視差的大小在視神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)能夠融合的范圍內(nèi)，輻輳和焦點(diǎn)調(diào)節(jié)雖然不一致，仍可以把左右眼視差圖像融合成一幅立體圖像，使觀看者感受到立體深度感，但輻輳和焦點(diǎn)調(diào)節(jié)不一致所引起的視疲勞是不可消除的，只能盡可能減小。如圖2所示，當(dāng)改變一幅立體圖像的尺寸時(shí)，相對視差也隨著圖像的尺寸變化而變化，然而由于人雙眼間的距離不變，在大屏幕、遠(yuǎn)距離觀看立體視頻的視差范圍與小屏幕、近距離通過移動(dòng)終端觀看立體視頻時(shí)的視差范圍不同。為了得出立體視頻的最佳觀賞視差范圍，本發(fā)明提出了一種立體圖像視差優(yōu)化方法，如圖3所示，該立體圖像視差優(yōu)化方法包括如下步驟SI :在世界坐標(biāo)系下,確定最小視差值Pmin和最大視差值Pmax,所述最小視差值Pmin是與最小福輳距離Lmin對應(yīng)的視差值,所述最大視差值Pmax是與最大福輳距離Lmax對應(yīng)的視差值；S2 :將世界坐標(biāo)系下的最小視差值Pmin和最大視差值Pmax轉(zhuǎn)換成立體顯示屏屏幕坐標(biāo)系下的最小視差值Plmin和最大視差值Plmax ；S3 :計(jì)算虛擬物體距離觀看者最近時(shí)的視差值所對應(yīng)的偏移像素?cái)?shù)目PNmin和虛擬物體距離觀看者最遠(yuǎn)時(shí)的視差值所對應(yīng)的偏移像素?cái)?shù)目PNmax ；S4:根據(jù)深度圖計(jì)算左右視圖中對應(yīng)點(diǎn)之間偏移的像素個(gè)數(shù)PN，設(shè)置零深度層并對視差進(jìn)行優(yōu)化。在世界坐標(biāo)系下，當(dāng)人們在移動(dòng)終端觀看立體視頻時(shí)，常常會(huì)被設(shè)備提示，距離屏幕30厘米至40厘米觀賞為佳。在實(shí)施方式中，假設(shè)最佳觀賞距離是40厘米，即調(diào)節(jié)距離H=40cm,最小福輳距離Lmin為28cm,最大福輳距離Lmax為80cm。取兩眼之間的距離0=6. 5cm,與最小福輳距離和最大福輳距離對應(yīng)的視差值分別記為Pmin和Pmax,視差值為左視點(diǎn)坐標(biāo)減去右視點(diǎn)坐標(biāo)，規(guī)定左視點(diǎn)到右視點(diǎn)為正方向。在本實(shí)施方式中，最小視差值Pmin取為-2. 7cm，最大視差值Pmax為取3. 25cm,即用如下公式計(jì)算，如圖2所示
權(quán)利要求
1.一種立體圖像視差優(yōu)化方法，其特征在于，包括如下步驟 51:在世界坐標(biāo)系下,確定最小視差值Pmin和最大視差值Pmax,所述最小視差值Pmin是與最小福輳距離Lmin對應(yīng)的視差值,所述最大視差值Pmax是與最大福輳距離Lmax對應(yīng)的視差值； 52:將世界坐標(biāo)系下的最小視差值Pmin和最大視差值Pmax轉(zhuǎn)換成立體顯示屏屏幕坐標(biāo)系下的最小視差值Plmin和最大視差值Plmax ； 53:計(jì)算虛擬物體距離觀看者最近時(shí)的視差值所對應(yīng)的偏移像素?cái)?shù)目PNmin和虛擬物體距離觀看者最遠(yuǎn)時(shí)的視差值所對應(yīng)的偏移像素?cái)?shù)目PNmax ； S4:根據(jù)深度圖計(jì)算左右視圖中對應(yīng)點(diǎn)之間偏移的像素個(gè)數(shù)PN，設(shè)置零深度層并對視差進(jìn)行優(yōu)化。
2.如權(quán)利要求I所述的立體圖像視差優(yōu)化方，其特征在于，所述最小輻輳距離Lmin為28cm,所述最大福輳距離Lmax為80cm。
3.如權(quán)利要求I所述的立體圖像視差優(yōu)化方，其特征在于，所述最小視差值Pmin為-2. 7cm,所述最大視差值Pmax為3. 25cm。
4.如權(quán)利要求I所述的立體圖像視差優(yōu)化方，其特征在于，計(jì)算虛擬物體距離觀看者最近時(shí)的視差值所對應(yīng)的偏移像素?cái)?shù)目PNmin和虛擬物體距離觀看者最遠(yuǎn)時(shí)的視差值所對應(yīng)的偏移像素?cái)?shù)目PNmax的方法為 其中，W為移動(dòng)終端的寬度；Wpic為移動(dòng)終端的立體視頻的分辨率，即視頻寬度方向的像素點(diǎn)數(shù)量。
5.如權(quán)利要求I所述的立體圖像視差優(yōu)化方，其特征在于，根據(jù)深度圖計(jì)算左右視圖 中對應(yīng)點(diǎn)之間偏移的像素點(diǎn)個(gè)數(shù)PN的方法為 其中，di是立體視頻中第i個(gè)像素的深度值。
6.如權(quán)利要求5所述的立體圖像視差優(yōu)化方，其特征在于，所述立體視頻中第i個(gè)像素的深度值di的取值范圍為0≤di≤255。
全文摘要
本發(fā)明提出了一種立體圖像視差優(yōu)化方法，其包括如下步驟首先，在世界坐標(biāo)系下，確定最小視差值Pmin和最大視差值Pmax；然后，將世界坐標(biāo)系下的最小視差值Pmin和最大視差值Pmax轉(zhuǎn)換成立體顯示屏屏幕坐標(biāo)系下的最小視差值P1min和最大視差值P1max；再后，計(jì)算虛擬物體距離觀看者最近時(shí)的視差值所對應(yīng)的偏移像素?cái)?shù)目PNmin和虛擬物體距離觀看者最遠(yuǎn)時(shí)的視差值所對應(yīng)的偏移像素?cái)?shù)目PNmax；最后，根據(jù)深度圖計(jì)算左右視圖中對應(yīng)點(diǎn)之間偏移的像素個(gè)數(shù)PN，設(shè)置零深度層并對視差進(jìn)行優(yōu)化。本發(fā)明結(jié)合立體移動(dòng)終端顯示性能和人眼感知立體的生理機(jī)能，推導(dǎo)出了最佳視差范圍，并將現(xiàn)有立體視頻的視差按照該范圍進(jìn)行調(diào)節(jié)優(yōu)化，提高了在移動(dòng)終端上觀看立體視頻的舒適度。
文檔編號(hào)H04N13/04GK102802015SQ201210299888
公開日2012年11月28日 申請日期2012年8月21日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月21日
發(fā)明者戴瓊海, 李唯一 申請人:清華大學(xué)