三维图像的成像方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种三维图像的成像方法及系统。根据所述方法，所述系统包括：获取由位于同一直线上且光轴方向一致的至少三个摄像头所提供的、包含共同图像区域的二维图像，以及各摄像头的空间信息；基于预配对的两幅二维图像的共同图像区域，分别对各二维图像进行基于空间重建的预处理；基于预处理后的每对二维图像和所述空间信息，重建所要显示的三维图像的空间像素值；将所重建的空间像素值在预设的用于显示三维图像的屏幕上投影，得到所述三维图像。本发明专利技术有效解决三维图像的立体感差的问题。

Method and system for imaging three-dimensional image

The invention discloses a method and a system for imaging three-dimensional images. According to the method, the system includes: access provided by at least three cameras are positioned on the same straight line and the direction of the optical axis of the two-dimensional image, contains a consistent common image region, and the camera's spatial information; common image region two 2D image pre matching based on the two-dimensional image, respectively. Pretreatment of space reconstruction based on two-dimensional; each after image preprocessing and the spatial information based on spatial pixel reconstruction of three-dimensional images to display the spatial pixel value; reconstruction of value in the default is used to display 3D image projection screen, get the three-dimensional image. The invention effectively solves the problem of three dimensional image stereo difference.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术实施例涉及图像处理技术，尤其涉及一种三维图像的成像方法及系统。
技术介绍
三维图像是利用两投放设备将具有重叠图像的两幅视图投射到同一屏幕上，并利用偏光眼镜将两幅视图分别呈现在两个眼睛中，由此显示出具有3D效果的图像。上述呈现方式中，人们必须佩带偏光眼镜。随着三维图像技术的发展，裸眼3D技术寄希望通过改变显示屏的光栅结构来将一幅三维图像呈现给人们。为此，需要将现有的两幅视图交织到一幅三维图像中。为了解决上述问题，现有技术中通过估计两幅视图中重叠区域中各点视差来分配两幅视图中各RGB值在三维图像中的各子像素位置，如此得到所要呈现的三维图像。上述方式虽然能够实现裸眼3D的效果，但是由于未考虑拍摄视图时的真实空间信息，所得到的三维图像的立体感不好。因此，需要对现有技术进行改进。
技术实现思路
本专利技术提供一种三维图像的成像方法及系统，以解决三维图像的立体感差的问题。第一方面，本专利技术实施例提供了一种三维图像的成像方法，包括：获取由位于同一直线上且光轴方向一致的至少三个摄像头所提供的、包含共同图像区域的二维图像，及各摄像头的空间信息；基于预配对的两幅二维图像的共同图像区域，分别对各二维图像进行基于空间重建的预处理；基于预处理后的每对二维图像和所述空间信息，重建所要显示的三维图像的空间像素值；将所重建的空间像素值在预设的用于显示三维图像的屏幕上投影，得到所述三维图像。第二方面，本专利技术实施例还提供了一种三维图像的成像系统，包括：二维图像获取单元，用于获取由位于同一直线上且光轴方向一致的至少三个摄像头所提供的、包含共同图像区域的二维图像，及各摄像头的空间信息；二维图像预处理单元，用于基于预配对的两幅二维图像的共同图像区域，分别对各二维图像进行基于空间重建的预处理；空间建模单元，用于基于预处理后的每对二维图像和所述空间信息，重建所要显示的三维图像的空间像素值；三维图像成像单元，用于将所重建的空间像素值在预设的用于显示三维图像的屏幕上投影，得到所述三维图像。本专利技术由于加入了实际摄像头的空间信息，并在此基础上反向重建假设屏幕前的三维模型，再借助三维模型在屏幕上的投影，能够提高三维图像视觉上的立体感。附图说明图1是本专利技术实施例一中的一种三维图像的成像方法的流程图；图2是本专利技术实施例一中的另一种三维图像的成像方法的流程图；图3是本专利技术实施例一中的两幅二维图像共同图像区域中一像素点的视差构成示意图；图4是本专利技术实施例一中的两视点在显示空间中的交汇区域示意图；图5是本专利技术实施例一中的两个视点投影到屏幕中一像素区域时在显示空间的交汇区域的示意图；图6是本专利技术实施例一中的两个视点投影到屏幕中一像素区域时在显示空间的交汇区域的又一示意图；图7是本专利技术实施例一中各子像素位与视点的对应关系示意图；图8是本专利技术实施例一中由视点向屏幕像素区域投影时，未遮挡体素与相应像素区域的投影示意图；图9是本专利技术实施例二中的一种三维图像的成像系统的结构示意图；图10是本专利技术实施例二中的另一种三维图像的成像系统的结构示意图；图11是本专利技术各实施例中各摄像头的位置示意图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本专利技术，而非对本专利技术的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本专利技术相关的部分而非全部结构。实施例一图1为本专利技术实施例一提供的三维图像的成像方法的流程图，本实施例可适用于基于多于两个摄像头同时拍摄的二维图像进行三维重建的情况，所述成像方法由安装在终端/服务器等电子设备中的成像系统来执行。所述终端包括但不限于：手机、平板电脑、虚拟现实装置等。所述成像方法具体包括如下步骤：步骤S110、获取由位于同一直线上且光轴方向一致的至少三个摄像头所提供的、包含共同图像区域的二维图像，及各摄像头的空间信息。所述成像系统可利用所在电子设备内置的、或外接于所述电子设备的摄像组获取至少三个二维图像。其中，该摄像组中包含至少两个第一摄像头和至少一个第二摄像头。其中，所有第一摄像头位于同一直线上，且光轴方向一致。如图11所示。其中，所述第一摄像头的光轴方向一致且均垂直于所述直线，所摄取的图像中包含共同的图像区域。所述第二摄像头分设在所述第一摄像头至少一侧，用于补充所述第一摄像头所未能共同拍摄到的图像区域。需要说明的是，所述第二摄像头的数量并非一定为单数个。实际上，在实际设计时，更倾向于在所有第一摄像头的两边对称设置至少一个第二摄像头。例如，获取两个第一摄像头和分列于该两个第一摄像头两侧的第二摄像头的图像。所述成像系统在获取各对二维图像的同时，还获取各摄像头的空间信息，其中，所述空间信息包括：预配对的各摄像头中心点之间的间距，以及可选的包含实际拍摄距离等。步骤S120、基于预配对的两幅二维图像的共同图像区域，分别对各二维图像进行基于空间重建的预处理。在此，为了便于后续基于两两图像来估计视差信息，所述成像系统可对各摄像头的参数进行调整。例如，对摄像头的自动曝光控制、自动聚焦控制、和自动白平衡控制进行调整。或者，所述成像系统将所接收的各图像进行降噪、白平衡等处理。一种可选方案为，所述步骤S120包括：步骤S121、S122、S123。(均未予图示)步骤S121、预先进行帧同步及参数同步设置，并输出同步指令。步骤S122、基于所接收的同步指令，对各摄像头的参数进行设置，和/或将所拍摄的图像进行信号处理。步骤S123、基于共同图像区域分别对两摄像头所摄取的图像进行裁剪。其中，所述成像系统所在电子设备中、或所述电子设备外接设备中包含同步模块，同步模块在摄像头获取图像时发出同步指令。所述同步指令中包括但不限于：同步触发指令，以及以下至少一种：各摄像头的统一拍照参数、各图像的滤波参数、各图像滤波后的目标参数等。在一种情况下，若各摄像头的型号相同，则所述成像系统在同步指令的指示下，向各摄像头发送统一的拍照参数，并获取相应摄像头所拍摄的图像。若各摄像头的型号不同，则所述成像系统将同步指令中对应自己的拍照参数发送给所连接的摄像头，并获取相应摄像头所拍摄的图像。和/或，再另一种情况下，所述成像系统无论所连接的摄像头的型号是否相同，可根据所述同步指令所提供的滤波参数、或目标滤波参数，对所接收的图像进行信号处理。其中，所述信号处理包括去噪、和白平衡等。接着，所述成像系统根据预配对的摄像头，将所接收的两幅图像中的共同图像区域分别对两幅图像进行裁剪。例如，所述成像系统可利用基于轮廓、图像块特征等的匹配方式得到两幅图像的共同图像区域，并将所得到的共同图像区域予以裁剪。步骤S130、基于预处理后的每对二维图像和各摄像头的空间信息，重建所要显示的三维图像的空间像素值。具体地，所述成像系统根据所述空间信息重建3D模型，并对构成该3D模型的空间像素值进行赋值。一种可选方案为，如图2所示，步骤S130包括：步骤S131、S132、S133、S134。步骤S131、基于二维图像的尺寸、预设屏幕的尺寸，确定所述屏幕中的像素尺寸及所述屏幕前显示空间的体素尺寸。在此，所述二维图像的尺寸和屏幕的尺寸可用毫米、英寸等来表示。所述预设屏幕的尺寸可根据智能终端的设计需要而定。其中，屏幕中像素区域的尺寸为p＝l/n，其中，l为二维图像的尺本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种三维图像的成像方法，其特征在于，包括：获取由位于同一直线上且光轴方向一致的至少三个摄像头所提供的、包含共同图像区域的二维图像，以及各摄像头的空间信息；基于预配对的两幅二维图像的共同图像区域，分别对各二维图像进行基于空间重建的预处理；基于预处理后的每对二维图像和所述空间信息，重建所要显示的三维图像的空间像素值；将所重建的空间像素值在预设的用于显示三维图像的屏幕上投影，得到所述三维图像。

【技术特征摘要】
1.一种三维图像的成像方法，其特征在于，包括：获取由位于同一直线上且光轴方向一致的至少三个摄像头所提供的、包含共同图像区域的二维图像，以及各摄像头的空间信息；基于预配对的两幅二维图像的共同图像区域，分别对各二维图像进行基于空间重建的预处理；基于预处理后的每对二维图像和所述空间信息，重建所要显示的三维图像的空间像素值；将所重建的空间像素值在预设的用于显示三维图像的屏幕上投影，得到所述三维图像。2.根据权利要求1所述的三维图像的成像方法，其特征在于，所述基于预配对的两幅二维图像的共同图像区域，分别对各二维图像进行基于空间重建的预处理包括：预先进行帧同步及参数同步设置，并输出同步指令；基于所接收的同步指令，对各摄像头的参数进行设置，和/或基于所接收的同步指令，将各摄像头所拍摄的图像进行信号处理；基于共同图像区域分别对两摄像头所摄取的图像进行裁剪。3.根据权利要求1所述的三维图像的成像方法，其特征在于，所述基于预处理后的每对二维图像和所述空间信息，重建所要显示的三维图像的空间像素值包括：基于二维图像的尺寸、预设屏幕的尺寸，确定所述屏幕中的像素尺寸及所述屏幕前显示空间的体素尺寸；对各视点中预配对的二维图像进行左右图匹配；为已匹配的每对二维图像估计三维图像素材；其中，每个三维图像素材包含多组参数，所述参数包括同一物理空间点在所述屏幕上投影的一个像素区域和该物理空间点在所述屏幕上的视差信息；根据每对摄像头的空间信息、和对应三维图像素材，填充所述显示空间中体素的空间像素值。4.根据权利要求3所述的三维图像的成像方法，其特征在于，所述根据每对摄像头的空间信息、和对应三维图像素材，填充所述显示空间中体素的空间像素值包括：当以拍摄二维图像的各摄像头为视点，利用每对摄像头的空间信息，向屏幕上的像素区域投影时，计算两视点光线在所述显示空间中的交汇区域；根据所述交汇区域与体素的重叠情况，将对应该像素区域的参数中像素点的像素值赋给与所述交汇区域重叠的至少一个体素。5.根据权利要求4所述的三维图像的成像方法，其特征在于，所述根据交汇区域与体素的重叠情况，将相应参数中像素点的像素值赋给与所述交汇区域重叠的至少一个体素包括以下任一种：根据每两个摄像头的空间信息、和对应三维图像素材，确定各组参数所对应的交汇区域上的至少一个关键点；将相应参数中像素点的像素值赋给每个所述关键点所落入的体素；以及，根据每两个摄像头的空间信息、和对应三维图像素材，确定各组参数所对应的交汇区域与至少一个体素的重叠比例；按照所述重叠比例，将相应参数中像素点的像素值赋给相应的体素。6.根据权利要求5所述的三维图像的成像方法，其特征在于，在每次赋值一像素区域之后，还包括：判断已赋值体素占所述显示空间中所有体素的覆盖范围是否达到预设的范围门限，若是，则继续为新的体素赋值，若否，则退出体素赋值。7.根据权利要求3所述的三维图像的成像方法，其特征在于，所述根据每两个摄像头的空间信息、和对应三维图像素材，填充所述显示空间中体素的空间像素值包括：以垂直所述屏幕的维度的体素为行单位，利用每两个摄像头的空间信息和各三维图像素材中像素点的像素值，逐行填充各平面体素的空间像素值。8.根据权利要求1所述的三维图像的成像方法，其特征在于，所述将所重建的空间像素值在预设的用于显示三维图像的屏幕进行投影，得到所述三维图像包括：基于给定视点确定各视点在对应像素中的子像素位；基于各视点光线投影到对应子像素位所在像素区域上所途经的未遮挡体素的投影占所述像素区域的比例，逐个的将未遮挡体素中同一子像素位的像素值进行加权，并赋值给所述像素区域中对应的子像素位。9.一...

【专利技术属性】
技术研发人员：于炀，
申请(专利权)人：上海玮舟微电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31