基于立体扰动的立体相机会聚拍摄客观评价方法技术

本发明专利技术涉及一种基于立体扰动的立体相机会聚拍摄客观评价方法，包括：选取立体相机会聚拍摄时立体形状畸变μt作为立体图像对的一个客观评价指标；综合分析影响图像质量的剧场效应和纸板效应，提出立体感知失真指标ηt；提出Lb与dc相互关系式kt，以kt作为综合分析拍摄距离与相机间距的相互影响的客观评价指标；利用立体相机在会聚设置情况下拍摄立体图像对；计算立体图像的客观评价指标μt、ηt和kt，将三部分研究结果整理综合在一起，形成一个最终指标立体感知εt，进一步将εt与相机焦距f结合；得到最终的客观评价指标——小焦距客观指标ω和大焦距客观指标σ。本发明专利技术能很好的应用于立体图像的质量评价，评价结果与主观评价结果相关性很强。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于三维图像采集
，具体涉及基于立体扰动和主观评价的一种新的立体相机会聚拍摄客观评价方法。
技术介绍
众所周知，图像技术涉及娱乐、工业、军事等各大领域，是科学技术发展和世界进步不可或缺的重要技术。如今，传统的二维图像已不能满足需要，新的立体图像技术已得到广泛应用。相比于二维图像，立体图像更加贴近人眼所捕捉到的真实图像，增加了深度感和真实感，能够更加准确地重现真实场景。然而，立体图像在采集、存储、传输、压缩及显示的过程中，由于算法及设备本身的误差，会不可避免地产生各中各样的失真，如梯形失真、聚散冲突、剧场效果、纸板效果等，于是怎样准确地衡量出这些失真对立体图像质量的影响，成为了3D领域研究的重点话题。在立体图像评价技术研究领域，大多数人把研究重点放在立体图像信息丢失程度上，即立体图像在采集之后的一系列后期处理过程中的失真程度，很少有人着眼对原始立体图像的评价。在立体图像采集系统中，主要应用的是模拟人眼系统的左右视觉图像叠加的方法，在这个过程中，涉及到许多参数，如相机焦距、拍摄距离、相机内轴间距、视野角等，因此，如何合理地运用这些参数形成立体相机质量评价系统，以指导立体拍摄就成了本专利技术的研究重点。立体图像质量评价方法可分为主观评价方法和客观评价方法。主观评价方法由人主导，即人眼主观感知立体图像所包含的信息，以此判断立体图像的好坏；客观评价方法是指根据立体图像本身或立体图像产生的过程中的某些特征，从而计算推导而得出的评价因子及公式，可以形成算法或模型，进而由编程实现。由于立体图像的好坏最终都是由人眼判定，所以主观评价方法是最可靠的方法。但是主观评价实验步骤繁琐，耗费时间长，而且实验主体(人)的个体差异性大，主观分数容易出现波动，而客观评价方法效率较高，可操作性较好，更重要的是可以实现自动评价体系，所以主观评价方法的应用范围不如客观评价方法广泛。如果要得到较为精准的评价指标，主观评价是必不可少的，因此，本专利技术在提出立体相机会聚拍摄准则的基础上，结合现有的立体扰动并进一步进行更深层次的研究，利用主观实验进行验证，从而得出具有普适性的拍摄标准。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是：提出一种基于立体扰动的立体相机会聚拍摄客观评价方法，可以有效地评价立体相机会聚拍摄的立体图像质量，并可以为立体拍摄业余爱好者们提供拍摄准则。本专利技术的技术解决方案如下：一种基于立体扰动的立体相机会聚拍摄客观评价方法，所涉及到的符号及其含义如下表所示：该方法包括下列步骤：1)设主观评价值为MOS，确定立体相机微距拍摄质量的评价评分标准：2)根据主观和客观实验结果，选取立体相机会聚拍摄时立体形状畸变μt作为立体图像对的一个客观评价指标：μt=Ls·dcLb·de]]>3)综合分析影响图像质量的剧场效应和纸板效应，提出立体感知失真指标ηt：ηt=de·tanβ2dc·tanα2]]>4)根据主观和客观实验结果，提出Lb与dc相互关系式kt，以kt作为综合分析拍摄距离与相机间距的相互影响的客观评价指标：kt＝dc-0.0038·Lb1.175)利用立体相机在会聚设置情况下拍摄立体图像对；6)根据所拍摄的立体图像对，提取立体相机会聚拍摄时的相机拍摄距离Lb、相机间距dc和相机焦距f；7)计算立体图像的客观评价指标μt、ηt和kt，将三部分研究结果整理综合在一起，形成一个最终指标立体感知εt，进一步将εt与相机焦距f结合；ϵt=ω·e0.0444·ff≤43.456600·(f-30)-σf>43.456]]>式中，ω为小焦距客观指标，σ为大焦距客观指标；8)得到最终的客观评价指标——小焦距客观指标ω和大焦距客观指标σ：ω=Ls·tan(β/2)·(dc-0.0038·Lb1.17)100·de·tan(α/2)e-0.0444f]]>σ=log(f-30)[3Ls·tan(β/2)de·tan(α/2)·(dc-0.0038·Lb1.17)]]]>当f≤43.456时，ω的取值越小，说明此立体相机会聚拍摄质量越好；当f＞43.456时，大焦距客观指标σ的取值越大，说明立体相机会聚拍摄时质量越好。本专利技术与现有技术相比的优点在于：本专利技术利用双视点立体图像对提取立体相机的内部参数、外部参数和场景参数，通过主观探测试验对立体图像对做出主观评价，基于立体相机会聚拍摄的特点以及对拍摄参数的要求，充分研究立体扰动对立体拍摄效果的影响，建立一种新的立体相机会聚拍摄准则，此方法可以有效地评价立体相机会聚拍摄时立体图像的立体效果及图像质量，并为立体拍摄的业余爱好者提供相应的拍摄准则。附图说明通过参照附图来详细地描述本专利技术的实施方式，本专利技术的以上特征和优点对于本领域的技术人员将易于变得明显，其中：图1是立体相机会聚示意图,(a)拍摄示意图，(b)观看立体示意图；图2是立体相机会聚拍摄质量客观评价模型；图3是Lb与dc的相互关系示意图；图4是εt与f相互关系示意图。具体实施方式现在将在下文中参照附图更加详细地描述本专利技术的实施方式。然而，可以通过不同的形式来具体实施本专利技术并且不应将本专利技术解释为限于这里所阐述的实施方式。更准确地说，提供这些实施方式是为了使公开全面并且完整，而且将全面地向本领域的技术人员传达本专利技术的观念。本专利技术只针对立体相机会聚拍摄进行研究，结合会聚相机的拍摄及立体图像观看时的特点(如图1)和现存的拍摄准则，探究和扩展了多个立体相机拍摄参数对图像质量的影响，并建立了相应的模型。同时结合会聚拍摄的场景参数的限制的基础和立体扰动的分析研究，提出了新的一种立体相机会聚拍摄准则。对于立体相机会聚拍摄来说，本专利技术基于立体扰动和主观评价建立了一种新的立体相机会聚拍摄准则模型，如图2所示。首先，从立体图像对中获取立体相机的拍摄参数，将参数输入到会聚相机拍摄质量评价模块，将现有的拍摄准则、有效避免立体扰动的法则与本专利技术提出的评价指标相结合，并输出相应的客观评价值，通过此客观评价值与主观评价值MOS的对比，可以得知本专利技术提出的拍摄准则适用于对立体相机会聚拍摄本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于立体扰动的立体相机会聚拍摄客观评价方法，所涉及到的符号及其含义如下表所示：该方法包括下列步骤：1)设主观评价值为MOS，确定立体相机微距拍摄质量的评价评分标准。2)根据主观和客观实验结果，选取立体相机会聚拍摄时立体形状畸变μt作为立体图像对的一个客观评价指标：μt=Ls·dcLb·de]]>3)综合分析影响图像质量的剧场效应和纸板效应，提出立体感知失真指标ηtηt=de·tanβ2dc·tanα2]]>4)根据主观和客观实验结果，提出Lb与dc相互关系式kt，以kt作为综合分析拍摄距离与相机间距的相互影响的客观评价指标：kt＝dc‑0.0038·Lb1.175)利用立体相机在会聚设置情况下拍摄立体图像对；6)根据所拍摄的立体图像对，提取立体相机会聚拍摄时的相机拍摄距离Lb、相机间距dc和相机焦距f；7)计算立体图像的客观评价指标μt、ηt和kt，将三部分研究结果整理综合在一起，形成一个最终指标立体感知εt，进一步将εt与相机焦距f结合；ϵt=ω·e0.0444·ff≤43.456600·(f-30)-σf>43.456]]>式中，ω为小焦距客观指标，σ为大焦距客观指标；8)得到最终的客观评价指标——小焦距客观指标ω和大焦距客观指标σ：ω=Ls·tan(β/2)·(dc-0.0038·Lb1.17)100·de·tan(α/2)e-0.0444f]]>σ=log(f-30)[3Ls·tan(β/2)de·tan(α/2)·(dc-0.0038·Lb1.17)]]]>当f≤43.456时，ω的取值越小，说明此立体相机会聚拍摄质量越好；当f＞43.456时，大焦距客观指标σ的取值越大，说明立体相机会聚拍摄时质量越好。...

【技术特征摘要】
1.一种基于立体扰动的立体相机会聚拍摄客观评价方法，所涉及到的符号及其含义如下表所示：
该方法包括下列步骤：
1)设主观评价值为MOS，确定立体相机微距拍摄质量的评价评分标准。
2)根据主观和客观实验结果，选取立体相机会聚拍摄时立体形状畸变μt作为立体图像对的一个客观
评价指标：
μt=Ls·dcLb·de]]>3)综合分析影响图像质量的剧场效应和纸板效应，提出立体感知失真指标ηtηt=de·tanβ2dc·tanα2]]>4)根据主观和客观实验结果，提出Lb与dc相互关系式kt，以kt作为综合分析拍摄距离与相机间距
的相互影响的客观评价指标：
kt＝dc-0.0038·Lb1.175)利用立体相机在会聚设置情况下拍摄立体图像对；
6)根据所拍摄的立体图像对，提取立体相机会聚拍摄时的相机拍摄距离Lb、相机间距dc和相机焦距
f；
7)计算立体图像的客观评价指标μt、ηt和kt，将三部分研究结果整理综合在一起，形成一个最终指
标立体...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨嘉琛，楚容容，刘允，高志群，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：天津;12