离轴式虚拟摄像机参数确定方法及系统技术方案

本发明专利技术实施例提供的一种离轴式虚拟摄像机参数确定方法及系统，可以从深度缓冲区中提取各视频帧的场景深度图；并将场景深度图的边缘深度值中的最小值确定为各视频帧的场景边缘最近深度，将第一物体的深度确定为各视频帧的感兴趣物体深度，使用场景边缘最近深度和感兴趣物体深度中的较小值作为零视差值，得到由各视频帧的零视差值组成的零视差值序列。本发明专利技术实现了各视频帧的零视差值的自动确定，无需人工设置，因此不受经验不足等因素的影响，也减小了技术人员的工作量。同时，本发明专利技术还可以在不发生窗口遮挡问题的前提下，令零视差尽可能地靠近感兴趣物体，从而可以在保证舒适性的同时尽量提升立体感，保证了所确定的零时差的使用效果。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及三维动画制作
，特别是涉及离轴式虚拟摄像机参数确定方法及系统。
技术介绍
近年来，随着三维动画电影的流行，三维动画制作技术已经成为电影制作中十分重要的技术。三维动画制作中对立体效果的控制尤为重要。零视差是左右两个摄像机在拍摄方向上交叉会聚的点到两个摄像机基线中点的距离，零视差的值对立体视觉效果影响较大。零视差确定后，可以根据零视差调整离轴式虚拟摄像机，从而得到较好的立体视觉效果。现有的零视差由人工进行设定，容易受经验不足等因素影响，而且由于需要对每一个视频帧设定零视差，因此工作量巨大。
技术实现思路
本专利技术实施例的目的在于提供一种离轴式虚拟摄像机参数确定方法级系统，以实现自动确定离轴式虚拟摄像机参数的目的。为达到上述目的，本专利技术实施例公开了一种离轴式虚拟摄像机参数确定方法，应用于计算机，所述方法包括：从深度缓冲区中提取离轴式虚拟摄像机中心点视角的各视频帧的场景深度图；对各视频帧：将该视频帧的所述场景深度图的边缘深度值中的最小值确定为该视频帧的场景边缘最近深度Zb，将该视频帧的第一物体的深度确定为该视频帧的感兴趣物体深度Zi；对各视频帧：通过公式zpo＝min(Zb,Zi)计算该视频帧的零视差值zpo，获得由各视频帧的零视差值zpo组成的零视差值序列。可选的，还包括：对所述零视差值序列进行数据平滑处理，获得由各视频帧的零视差终值zp组成的零视差终值序列。可选的，还包括：对各视频帧：将该视频帧的所述场景深度图中的深度最小值确定为该视频帧的场景最近深度Zmin，将该视频帧的所述场景深度图中的深度最大值确定为该视频帧的场景最远深度Zmax；获得瞳距pd、观看距离vd、角差值的最小值γmin和角差值的最大值γmax，其中，所述角差值为辐辏角与调节角的差值；根据公式Dneg=vd-pd2tanα-γmin2]]>计算得出最大出屏感知距离Dneg，其中，α=2tan-1pd2vd;]]>根据公式Dpos=pd2tanα-γmax2-vd]]>计算得出最小出屏感知距离Dpos，其中，α=2tan-1pd2vd]]>;]]>通过公式s=2·zp·tanα2·pd·(1-vdD)δ·Ws·(1-zpZ)]]>计算得到各视频帧的摄像机间距s，其中，δ为视频显示设备的像素宽度，Ws为用户输入的立体图像的像素宽度，在ρ1≤ρ2且ρ2≥0时，Z＝Zmin且D＝Dmin；在zp＞Zmax时，Z＝Zmin且D＝Dmin；在ρ1＞ρ2且ρ2≥0时，Z＝Zmax且D＝Dmax；在zp＜Zmin时，Z＝Zmax且D＝Dmax，其中，Dmax＝Dpos+vdDmin＝vd-Dnegρ1=DnegDpos]]>ρ2=zp-ZminZmax-zp.]]>可选的，所述对所述零视差值序列进行数据平滑处理，获得由各视频帧的零视差终值zp组成的零视差终值序列，包括：使用七点线性平滑算法对所述零视差值序列进行预设次数的数据平滑处理，获得由各视频帧的零视差终值zp组成的零视差终值序列。可选的，还包括：根据所述零视差终值序列和各视频帧的摄像机间距s对离轴式虚拟摄像机进行参数设置。一种离轴式虚拟摄像机参数确定系统，应用于计算机，所述系统包括：深度图提取单元、第一深度确定单元和零时差序列获得单元，所述深度图提取单元，用于从深度缓冲区中提取离轴式虚拟摄像机中心点视角的各视频帧的场景深度图；所述第一深度确定单元，用于对各视频帧：将该视频帧的所述场景深度图的边缘深度值中的最小值确定为该视频帧的场景边缘最近深度Zb，将该视频帧的第一物体的深度确定为该视频帧的感兴趣物体深度Zi；所述零时差序列获得单元，用于对各视频帧：通过公式zpo＝min(Zb,Zi)计算该视频帧的零视差值zpo，获得由各视频帧的零视差值zpo组成的零视差值序列。可选的，还包括：平滑处理单元，用于对所述零时差序列获得单元获得的零视差值序列进行数据平滑处理，获得由各视频帧的零视差终值zp组成的零视差终值序列。可选的，还包括：第二深度确定单元、参数获得单元、第一距离计算单元、第二距离计算单元和间距计算单元，所述第二深度确定单元，用于对各视频帧：将该视频帧的所述场景深度图中的深度最小值确定为该视频帧的场景最近深度Zmin，将该视频帧的所述场景深度图中的深度最大值确定为该视频帧的场景最远深度Zmax；所述参数获得单元，用于获得瞳距pd、观看距离vd、角差值的最小值γmin和角差值的最大值γmax，其中，所述角差值为辐辏角与调节角的差值；所述第一距离计算单元，用于根据公式Dneg=vd-pd2tanα-γmin2]]>计算得出最大出屏感知距离Dneg，其中，α=2tan-1pd2vd;]]>所述第二距离计算单元，用于根据公式Dpos=pd2tanα-γmax2-vd]]>计算得出最小出屏感知距离Dpos，其中，α=2tan-1pd2vd;]]>所述间距计算单元，用于通过公式s=2·zp·tanα2·pd·(1-vdD)δ·Ws·(1-zpZ)]]>计算得到各视频帧的摄像机间距s，其中，δ为视频显示设备的像素宽度，Ws为用户输入的立体图像的像素宽度，在ρ1≤ρ2且ρ2≥0时，Z＝Zmin且D＝Dmin；在zp＞Zmax时，Z＝Zmin且D＝Dmin；在ρ1＞ρ2且ρ2≥0时，Z＝Zmax且D＝Dmax；在zp＜Zmin时，Z＝Zmax且D＝Dmax，其中，Dmax＝Dpos+vdDmin＝vd-Dnegρ1=DnegDpos]]>ρ2=zp-ZminZmax-zp.]]>可选的，所述平滑处理单元，具体用于：使用七点线性平滑算法对所述零视差值序列进行预设次数的数据平滑处理，获得由各视频帧的零视差终值zp组成的零视差终值序列。可选的，还包括：参数设置单元，用于根据所述零视差终值序列和各视频帧的摄像机间距s对离轴式虚拟摄像机进行参数设置。本专利技术实施本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种离轴式虚拟摄像机参数确定方法，其特征在于，应用于计算机，所述方法包括：从深度缓冲区中提取离轴式虚拟摄像机中心点视角的各视频帧的场景深度图；对各视频帧：将该视频帧的所述场景深度图的边缘深度值中的最小值确定为该视频帧的场景边缘最近深度Zb，将该视频帧的第一物体的深度确定为该视频帧的感兴趣物体深度Zi；对各视频帧：通过公式zpo＝min(Zb，Zi)计算该视频帧的零视差值zpo，获得由各视频帧的零视差值zpo组成的零视差值序列。

【技术特征摘要】
1.一种离轴式虚拟摄像机参数确定方法，其特征在于，应用于计算机，
所述方法包括：
从深度缓冲区中提取离轴式虚拟摄像机中心点视角的各视频帧的场景深
度图；
对各视频帧：将该视频帧的所述场景深度图的边缘深度值中的最小值确定
为该视频帧的场景边缘最近深度Zb，将该视频帧的第一物体的深度确定为该视
频帧的感兴趣物体深度Zi；
对各视频帧：通过公式
zpo＝min(Zb，Zi)
计算该视频帧的零视差值zpo，获得由各视频帧的零视差值zpo组成的零视
差值序列。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：
对所述零视差值序列进行数据平滑处理，获得由各视频帧的零视差终值zp
组成的零视差终值序列。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，还包括：
对各视频帧：将该视频帧的所述场景深度图中的深度最小值确定为该视频
帧的场景最近深度Zmin，将该视频帧的所述场景深度图中的深度最大值确定为
该视频帧的场景最远深度Zmax；
获得瞳距pd、观看距离vd、角差值的最小值γmin和角差值的最大值γmax，
其中，所述角差值为辐辏角与调节角的差值；
根据公式
Dneg=vd-pd2tanα-γmin2]]>计算得出最大出屏感知距离Dneg，其中，
α=2tan-1pd2vd;]]>根据公式
Dpos=pd2tanα-γmax2-vd]]>计算得出最小出屏感知距离Dpos，其中，
α=2tan-1pd2vd;]]>通过公式
s=2·zp·tanα2·pd·(1-vdD)δ·Ws·(1-zpZ)]]>计算得到各视频帧的摄像机间距s，其中，δ为视频显示设备的像素宽度，
Ws为用户输入的立体图像的像素宽度，在ρ1≤ρ2且ρ2≥0时，Z＝Zmin且
D＝Dmin；在zp＞Zmax时，Z＝Zmin且D＝Dmin；在ρ1＞ρ2且ρ2≥0时，
Z＝Zmax且D＝Dmax；在zp＜Zmin时，Z＝Zmax且D＝Dmax，其中，
Dmax＝Dpos+vd
Dmin＝vd-Dnegρ1=DnegDpos]]>ρ2=zp-ZminZmax-zp.]]>4.根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于，所述对所述零视差值序
列进行数据平滑处理，获得由各视频帧的零视差终值zp组成的零视差终值序列，
包括：
使用七点线性平滑算法对所述零视差值序列进行预设次数的数据平滑处
理，获得由各视频帧的零视差终值zp组成的零视差终值序列。
5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，还包括：
根据所述零视差终值序列和各视频帧的摄像机间距s对离轴式虚拟摄像机
进行参数设置。
6.一种离轴式虚拟摄像机参数确定系统，其特征在于，应用于计算机，
所述系统包括：深度图提取单元、第一深度确定单元和零时差序列获得单元，
所述深度图提取单元，用...

【专利技术属性】
技术研发人员：马华东，刘安尔，卢大玮，
申请(专利权)人：北京邮电大学，
类型：发明
国别省市：北京;11