用于从单一的图像生成多视图像的方法技术

仅从一场景的单一的二维源图像（20）中生成场景的多个图像（28），其中每个图像来自从不同的视角方向或角度。对于多个图像中的每个图像，对应于视角方向生成视差，并且该视差与在源图像中的显著像素（例如，边缘检测的像素）结合。视差在与显著像素结合之前可被滤波（26）（例如，低通滤波）。多个图像被结合成一集成的图像用于显示例如在自动立体显示器（10）上。这个过程可以在多个相关的源图像上重复以创建一视频序列。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术一般涉及多视图像的生成。更具体地说，本专利技术涉及仅从二维源图像中的像素生成多视图像。
技术介绍
多视图像以当使用特殊眼镜观看时立体效果好而著称。然而，最近出现的自动立体显示使得能向观众提供三维(3-D)对象场景的部分重建，而无需观众佩戴快门式眼镜或偏振眼镜/立体眼镜。在这种方法中，对象场景由相机阵列抓取，其中，相机阵列中每个相机沿不同的光轴取向。各相机的输出然后被集合到多视图自动立体显示器上。尽管该方法有效，但是设置相机阵列、使各相机的光学特性(如变焦、聚焦等)同步是非常繁琐的。此外，存储和分发多通道的视频信息也很难。这导致了普遍缺乏这样的3D容量，因而对在自动立体显示器(monitor)、或如3D数码相框的相关产品的商业化施加了一主要瓶颈。因此，需要有更简单的方法以生成多视图像，而不需要使用相机阵列。
技术实现思路
简单地说，本专利技术通过仅使用源图像的像素生成多视图像满足以简单的方式生成多视图像的需要。本专利技术描述了一种将单一的静态图片转换成多个图像的方法，各图像沿着特定的视角方向合成3D对象场景的投影图像。该多个图像模拟由照相机阵列对这样的图像的拍摄(capture)。接着，该多个图像可被提供并显示在显示器(例如，3D自动立体显示器)上。本专利技术的方法可以被实施为运行于计算单元上的独立软件程序、或被实施为硬件处理电路(如FPGA芯片)。它可以应用于处理通过光学的或数字的装置所拍摄的静态图像。本专利技术的第一方案提供一种生成场景的多视图像的方法。该方法包括获取场景的单一的二维源图像，所述源图像包括多个源像素；以及仅从所述多个源像素中的至少一些源像素中自动生成所述场景的至少两个多视图像，所述至少两个多视图像的各多视图像具有针对所述场景的不同的视角方向。本专利技术的第二方案提供一种计算单元，包括一存储器以及与所述存储器通信的用于根据一方法生成场景的多个多视图像的处理器。该方法包括获取场景的单一的二维源图像，所述源图像包括多个源像素；以及仅从所述多个源像素中的至少一些源像素中自动生成所述场景的至少两个多视图像，所述至少两个多视图像的各多视图像具有针对所述场景的不同的视角方向。本专利技术的第三方案提供至少一种硬件芯片，用于根据一方法生成场景的多个多视图像。该方法包括获取场景的单一的二维源图像，所述源图像包括多个源像素；以及仅从所述多个源像素中的至少一些源像素中自动生成所述场景的至少两个多视图像，所述至少两个多视图像的各多视图像具有针对所述场景的不同的视角方向。本专利技术的第四方案提供一种计算机程序产品，用于生成场景的多视图像，所述计算机程序产品包括存储介质，其由一处理电路可读且存储用于由所述处理电路执行以执行一方法的指令。该方法包括获取场景的单一的二维源图像，所述源图像包括多个源像素，以及仅从所述多个源像素中的至少一些源像素中自动生成所述场景的至少两个多视图像，所述至少两个多视图像的各多视图像具有针对所述场景的不同的视角方向。从下面结合附图对本专利技术的各个方案的详细描述中，本专利技术的这些和其它目的、特点和优点将变得显而易见。附图说明本专利技术的一个或多个方案具体地被指出，并清楚地作为例子主张在本说明书结束处的权利要求书中。从如下结合相应附图的详细描述中，本专利技术的上述和其它目的、特点和优点变得显而易见，附图中图1示出了显示根据本专利技术的方法生成的多视图像的自动立体显示器。图2是根据本专利技术各方案的生成一场景的多个多视图像的方法的流程图/方框图。图3是根据本专利技术的其他方案的生成一场景的多个多视图像的方法的流程图/方框图。图4是一种存储实施本专利技术方法的代码或逻辑的计算机程序产品的一个示例的方框图。图5是一种存储及执行实施本专利技术方法的程序代码或逻辑的计算单元的一个示例的方框图。图6示出了根据本专利技术的从多个多视图像中生成单一的图像的一个示例的流程图/方框图。具体实施例方式本专利技术将单一的静态图片转换成多个图像，各图像沿着特定的视角方向模拟3D对象场景的投影图像。对于每个创建的图像生成一偏移量，并将该偏移量增加到源图像中的至少一些像素。要创建3D效果，需要至少两幅图像，每幅图像来自不同的视角方向。如下所述，附加的处理也可能发生。然后可以提供(render)和显示多个图像。M个(多个)图像(以下简称为多视图像)从单一的、静态的二维图像(以下简称为源图像)生成。设I(x，y)代表源图像，并且gi(x，y) I “i<M表示要生成的第i幅多视图像。I (X，y)至gi (X，y) I Q<i<M的转换可以被定义为gi (x, y) I O ^ KM=I (χ+ δ J (χ, y) , y) (I)其中χ和y分别是像素在源图像中的水平和垂直坐标，Si(XJ)和Λχ是整数，并且Si(Xj)是被定义在区间[-Λχ，Δχ]中的变量。Si(Xj)是在源图像I(X，y)中的像素与在gi(x，y) I wi<M中对应的像素之间的视差(disparity)或偏移量。当多视图像被显示在3D自动立体显示器时，例如，它会在源图像I(x，y)上产生三维的感觉(perception)。更具体地说,如果在3D自动立体显示器(10,图1)上显示多视图像，图像序列[gQ(x，y), gi (χ, y),. gM-1 (χ, y)] 12中的每幅图像会被折射到唯一的角度上，如图1所示。图2是根据本专利技术各方案的生成一场景的多个多视图像的方法的流程图/方框图。源图像I (X，y)20被输入到视差估计器22以提供初始的视差图0(x，y) 24，该视差图从I (x, y)中的每个像素的三个主要分量(或其它等效表示)的加权和中得出。在数学上，O (χ, y) =K+weR(x, y) +wgG (x, y) +wbB (χ, y) (2)其中K是常数。R(x, y)、G(x, y)和B(x, y)是源图像I (χ, y)中处于位置(χ, y)处的像素的红色值、绿色值和蓝色值。wK、wG和wB分别是R(x, y)、G(x, y)和B(x, y)的加权因子。应当注意，在源图像中的像素可以被表示成其他等效形式，如亮度(Y(x，y))和色度(U(x，y)和V(x，y))分量，如本领域技术人员知晓的，其中的每个分量可以从R(x，y)、G(x, y)和B(x，y)的某一线性或非线性的组合推导出。 在一个示例中，K=O并且三个加权因子被分配相同的值1/3。这意味着，在确定视差图时三个颜色分量被分配相等的权重。在第二示例中，加权因子被分配为wE=-0. 3, wG=-0. 59, Wb=-O. 11其中，K是正的常数使得对于源图像I (x，y)中的所有像素，0(x，y)彡O。这样的加权意味着视差图中的每个点的值是正的，并且与源图像I (x，y)中的对应像素的亮度成反比。在第三示例中，常数K和三个加权因子受如下的限制而被手动调整wE+wG+wB=V其中，V是有限的常数，例如它可以等于I。观众可以根据个人对3D效果的喜好确定权重。在一组多视图像中，每幅图像通过对源图像中的每个像素增加视差或偏移量而得以生成。然而，这可能会导致在近邻域内的像素之间的视差值的突然变化，从而造成在3D感觉上的不连续性。为增强多视图像的视觉愉悦性，初始的视差图可以由视差滤波器26处理，从而获得增强的视差图2本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种生成场景的多个多视图像的方法，该方法包括获取一场景的单一的二维源图像，所述源图像包括多个源像素(20);以及仅从所述多个源像素中的至少一些源像素中自动生成所述场景的至少两个多视图像 (28)，所述至少两个多视图像的各多视图像具有针对所述场景的不同的视角方向。2.根据权利要求1所述的方法，还包括将所述至少两个多视图像(60)结合(64)成所述场景(62)的单一的集成图像。3.根据权利要求2所述的方法，还包括在显示器(10)上显示所述单一的集成图像。4.根据权利要求3所述的方法，其中所述显示器包括自动立体显示器。5.根据权利要求1所述的方法，其中所述自动生成包括对于所述至少两个多视图像 (28)中的每个多视图像，为所述多个源像素中的至少一些源像素的每个生成视差(24)。6.根据权利要求5所述的方法，其中所述视差包括用于红色、蓝色和绿色中每种颜色的加权值。7.根据权利要求5所述的方法，其中所述自动生成还包括对于所述至少两个多视图像(28)中的每个多视图像，将所述视差与所述多个源像素中的至少一些源像素的每个进行结合(29)。8.根据权利要求7所述的方法，其中所述自动生成还包括在所述结合之前，进行滤波 (2...

【专利技术属性】
技术研发人员：曾伟明，
申请(专利权)人：香港城市大学，
类型：
国别省市：