CN103929633A - 影像仿真补正的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种影像仿真补正的方法，主要将拍摄的一即时影像与一平面影像进行比对，并将即时影像不同于平面影像的部分判断为一主体影像，接着依据主体影像的光源反射信息选取出多个具有x、y轴向位的基准点，计算各基准点的理想z轴向位及实际投影长度，以推导出相对基准点的补正值，令主体影像依据补正后的各基准点的z轴向位延伸至对应位置，以模拟生成曲面化的主体影像，最后再将经曲面化的主体影像与平面影像合成后，即可获得一仿真影像。

Description

影像仿真补正的方法

技术领域

本发明涉及3D影像处理方法，更具体地说，是一种影像仿真补正的方法。

背景技术

随着近年来科技的进步，影像显示技术有显着性的突破，因此一般2D平面的显示画面已无法满足人们对于视觉感官的要求，于是造就了仿真的3D影像（3-dimensional stereoscopic display）的诞生。

3D影像的成像原理，主要利用让左、右眼分别看到不同视差的影像，以造成有远近感的仿真视觉感受。而目前3D影像的制作主要系透过两个镜头模组以取得两张具有视角差的影像，再经合成处理后以形成具有立体视觉感受的3D影像。然而采用两个镜头模组取得不同视差的影像制成3D影像的方式，不仅前置作业需耗费大量时间，另使用多个镜头模组也代表其成本较高，且为了避免合成后的3D影像会有色彩失真的情形，必须使用具有高像素的镜头模组，更会导致成本的大幅提高。

再者，采用上述方式所制作合成的3D影像，其3D影像的档案容量也都相当庞大，因此尚有耗占记忆体空间的问题存在。

发明内容

本发明的主要目的，在于提供一种影像仿真补正的方法，其具有可以低成本完成平面影像的仿真作业以及合成后的影像档案容量较小的功效。

为达前述的目的，本发明提供一种影像仿真补正的方法，包含有以下步骤：

（ａ）储存一平面影像；

（ｂ）利用一摄影装置拍摄具有该平面影像的一即时影像，依据该平面影像比对出该即时影像中的不同部份，并将该不同部分判断为一主体影像后取出；

（ｃ）依据该主体影像的光源反射信息选取出多个具有x、y轴向位的基准点，并计算该各基准点的理想z轴向位，以及该各基准点的实际投影长度，依据该各基准点的实际投影长度得出相对基准点的补正值，再以该补正值对该各基准点的理想z轴向位进行补正，令补正后的该各基准点的z轴向位延伸至对应位置，以模拟生成曲面化的主体影像；

（ｄ）将经曲面化的主体影像与该平面影像合成（Interweaving）后，即可获得一仿真影像。

较佳地，于步骤（ｂ）中，其比对方式依据该平面影像与即时影像画素中的灰阶差值，当画素的灰阶差值大于一预定值时，则判断该画素为主体影像的画素，并藉此以得到该主体影像。

较佳地，于步骤（ｃ）中，依据该主体影像的光源反射信息，判断出该主体影像中之那些部分应属于凹面，那些部分应属于凸面，藉以判断出该主体影像于真实环境中的立体状态，并藉此选取出多个具有x、y轴向位的基准点。

更进一步地，于步骤（ｃ）中，利用计算出的z轴向位以三角函数公式进一步代出包含有一向位角补正值及一旋转角补正值的补正值。且当代出包含有该向位角补正值及该旋转角补正值的补正值后，再以黎曼元素迫近法则取极限得到更趋近真实的补正值，该补正值可用以对该各基准点的光源及色差进行补正。

而本发明的上述及其他目的与优点，不难从下述所选用实施例的详细说明与附图中，获得深入了解。

附图说明

图1为本发明的步骤流程方块图。

图2为本发明计算实际投影长度的示意图。

具体实施方式

请参阅图1，本发明提供的一种影像仿真补正的方法，包含有以下步骤：

（ａ）首先，建立一平面影像于一记忆体中，其可利用一摄影装置预先拍摄该平面影像，并将该平面影像储存于该记忆体中。

（ｂ）利用该摄影装置拍摄具有该平面影像的一即时影像，并依据该平面影像比对出该即时影像中的不同部份，再将该不同部分判断为一主体影像后取出。其比对方式依据该平面影像与即时影像画素中的灰阶差值，当画素的灰阶差值大于一预定值时，则判断该画素为主体影像的画素，并由此以得到该主体影像。

（ｃ）依据该主体影像的光源反射信息，判断出该主体影像中的那些部分应属于凹面，那些部分应属于凸面，意即，由光源反射信息的不同以判断出该主体影像于真实环境中的立体状态，并藉此选取出多个具有x、y轴向位的基准点；

接着计算该各基准点的理想z轴向位，以及该各基准点的实际投影长度，依据该各基准点的实际投影长度得出相对基准点的补正值，再以该补正值对该各基准点的理想z轴向位进行补正，令补正后的该各基准点的z轴向位延伸至对应位置，以模拟生成曲面化的主体影像。

计算该各基准点的理想z轴向位以及实际投影长度的步骤，举例说明如下：

例如一个圆球的直角坐标方程式为x²+y²=z²。

而r为圆球的半径，因此x=γcosθ；y=rsinθ；z=C1（常数）

将其带入x²+y²=z²的式子中，可得出：

又，cos²θ+sin²θ＝1

所以r²(1)=z²→γ²=z²→γ=z，并由此即可利用各基准点已知的x、y轴向位算出其理想的z轴向位长度，而z轴向位的长度即等于圆球的半径r。

而当z轴向位的长度为已知时，即可进一步利用z轴向位的长度代出包含有一向位角补正值及一旋转角补正值的补正值。

如图2所示，依三角函数公式可知而前述计算式已得r=z，因此当时，r=ρ，此时ρ即为实际投影长度。

并进一步考量到该主体影像的倾角变化差异，因此再将一变数值ι加入，使圆球的直角座标方程式为：

x²+ιy²=C1

由前述计算式可知，x=rcosθ，y=rsinθ，并将代入x²+ιy²=C1的直角坐标方程式中，即得：

其中ι为复变数值，为向位角补正值，θ为旋转角补正值，为实际投影长度。并由此以可根据主体行动轨迹的自由度进行仿真对应的影像模拟仿真。

接着再以黎曼元素迫近法则取极限得到更趋近真实的补正值：

$\left\{\begin{array}{c}\mathrm{lim\ρ}\sin \mathrm{\φ}=c2\\ \mathrm{lim\ρ}\sin \mathrm{\θ}=c3\\ \mathrm{lim\ρ}\cos \mathrm{\φ}=c4\\ \mathrm{lim\ρ}\cos \mathrm{\θ}=c5\end{array}\right.$

其中C2，C3，C4，C5分别为一常数。并由此即可依据该各基准点的实际投影长度得出相对基准点的补正值，再以所得出的补正值对该各基准点的理想z轴向位进行补正。详言之，本发明的主体影像系依据该各基准点经补正后的z轴向位而延伸至对应位置，以模拟生成曲面化的主体影像，接着即可针对经曲面化的主体影像进行光源及色差的补正动作，并藉点对点的仿真与面对面的补正，大幅提升该主体影像曲面化后的曲面的柔和度，进而使经曲面化后的主体影像更为自然。

（ｄ）最后，再将经曲面化的主体影像与该平面影像经一处理单元予以合成（Interweaving）后，即可获得平面2D+模拟曲面3D的仿真影像。

本发明的实际运作情形如附件一所示，附件一照片中所显示的手部因处于移动状态，因此可依据其光源反射信息，以判断出凹面／凸面，并藉此选取出多个具有x、y轴向位的基准点，以进行后续模拟曲面化的运算，以及光源及色差的补正动作；而附件二用以显示本发明于进行模拟曲面化的运算后，其针对光源及色差补正前、后的影像比对照片，而于此实际测试中采用加强影像对比的方式进行光源及色差的补正动作，并由附件二其经补正后的照片可清楚看出，经补正后的影像其影像中的红色更加鲜艳，且其手部的细节纹路更加明显、真实，并藉此即可达到高画质的影像效果。

而本发明所提供的影像仿真补正方法，仅需以一台摄影装置，即可将2D的平面影像模拟生成仿真的3D影像，不仅可有效降低设备成本以及降低使用者的人力负荷之外，本发明利用计算出该各基准点的补正值，而可针对其曲面化的主体影像的光源、色差及曲面进行仿真补正，且藉由点对点的仿真与面对面的补正，更可大幅提升该主体影像经曲面化后的曲面柔和度与真实度，并进而使本发明仅须采用一般成本较低廉的镜头模组，即可达到高画质的影像效果。再者，由于本发明仅针对即时影像中不同于平面影像的主体影像进行曲面化的仿真补正作业，因此除了可有效缩减其处理时间，更可达到大幅缩小其合成影像的档案容量的功效。

Claims (6)

1.一种影像仿真补正的方法，其特征在于，它包含有以下步骤：

（ａ）储存一平面影像；

（ｂ）利用一摄影装置拍摄具有该平面影像的一即时影像，依据该平面影像比对出该即时影像中的不同部份，并将该不同部分判断为一主体影像后取出；

（ｃ）依据该主体影像的光源反射信息选取出多个具有x、y轴向位的基准点，并计算该各基准点的理想z轴向位，以及该各基准点的实际投影长度，依据该各基准点的实际投影长度得出相对基准点的补正值，再以该补正值对该各基准点的理想z轴向位进行补正，令补正后的该各基准点的z轴向位延伸至对应位置，以模拟生成曲面化的主体影像；

（ｄ）将经曲面化的主体影像与该平面影像合成后，即可获得一仿真影像。

2.根据权利要求1所述的影像仿真补正的方法，其特征在于：在步骤（ｂ）中，比对方式依据该平面影像与即时影像画素中的灰阶差值，当画素的灰阶差值大于一预定值时，则判断该画素为主体影像的画素，并由此以得到该主体影像。

3.根据权利要求1所述的影像仿真补正的方法，其特征在于：在步骤（ｃ）中，依据该主体影像的光源反射信息，判断出该主体影像中的那些部分应属于凹面，那些部分应属于凸面，以判断出该主体影像于真实环境中的立体状态，并由此选取出多个具有x、y轴向位的基准点。

4.根据权利要求1所述的影像仿真补正的方法，其特征在于：在步骤（ｃ）中，利用计算出的z轴向位以三角函数公式进一步代出包含有一向位角补正值及一旋转角补正值的补正值。

5.根据权利要求4所述的影像仿真补正的方法，其其特征在于：当代出包含有该向位角补正值及该旋转角补正值的补正值后，再以黎曼元素迫近法则取极限得到更趋近真实的补正值。

6.根据权利要求5所述的影像仿真补正的方法，其特征在于：该补正值用以对该各基准点的光源色差进行补正。