CN109819231A - 一种视觉自适应裸眼3d图像处理方法及装置 - Google Patents
一种视觉自适应裸眼3d图像处理方法及装置 Download PDFInfo
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Abstract
本发明提供了一种视觉自适应裸眼3D图像处理方法及装置，其方法包括：获取当前观察者脸部特征的图像信息；对所述当前观察者脸部特征的图像信息进行分析，生成当前观察者的实际瞳距数据信息；根据所述当前观察者的实际瞳距数据信息对3D图像的数据源进行调节，生成与当前观察者的瞳距相适应的3D图像。本发明的有益效果是：通过根据当前观察者的实际瞳距数据信息对3D图像的数据源进行调节，生成与当前观察者的瞳距相适应的3D图像。使得从更多视角观看裸眼3D视频或图像都能达到理想的3D效果，提高用户体验。
Description
技术领域
本发明涉及图像处理技术领域，尤其涉及一种视觉自适应裸眼3D图像处理方法及装置。
背景技术
随着科技的迅速发展，裸眼3D图像显示技术日趋成熟，裸眼3D图像显示技术已经逐渐渗透至人们的日常生活中。在现有技术中，裸眼3D图像显示过程中，观察者在不同的角度以及不同的距离观看裸眼3D图像时，会有不同的视觉效果，因此，在不适当的位置观看裸眼3D图像时，会存在视觉效果不佳的情况，影响用户体验。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种视觉自适应裸眼3D图像处理方法及装置。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种视觉自适应裸眼3D图像处理方法，其包括：
获取当前观察者脸部特征的图像信息；
对所述当前观察者脸部特征的图像信息进行分析，生成当前观察者的实际瞳距数据信息；
根据所述当前观察者的实际瞳距数据信息对3D图像的数据源进行调节，生成与当前观察者的瞳距相适应的3D图像。
本发明的有益效果是：通过根据当前观察者的实际瞳距数据信息对3D图像的数据源进行调节，生成与当前观察者的瞳距相适应的3D图像。使得从更多视角观看裸眼3D视频或图像都能达到理想的3D效果，提高用户体验。
在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。
进一步地，所述对所述当前观察者脸部特征的图像信息进行分析，生成当前观察者的实际瞳距数据信息的步骤，包括：
获取当前观察者脸部特征的图像信息中观察者的左眼图像位置信息以及右眼位置信息；
对所述左眼图像位置信息以及所述右眼位置信息进行分析，生成观察者脸部特征的图像瞳距数据信息；
根据获取的真实空间的尺寸因素检测信息对所述观察者脸部特征的图像瞳距数据信息进行转换，生成三维空间坐标系下的当前观察者的实际瞳距数据信息。
采用上述进一步方案的有益效果是：将获取的真实空间的尺寸因素检测信息对观察者脸部特征的图像瞳距数据信息进行转换，生成三维空间坐标系下的当前观察者的实际瞳距数据信息，通过根据所述当前观察者的实际瞳距数据信息对3D图像的数据源进行调节，生成与当前观察者的瞳距相适应的3D图像。使得从更多视角观看裸眼3D视频或图像都能达到理想的3D效果，提高用户体验。
进一步地，所述根据所述当前观察者的实际瞳距数据信息对3D图像的数据源进行调节，生成与当前观察者的瞳距相适应的3D图像的步骤，包括：
采集第一双路视频影像信息；
对所述双路视频影像信息进行实时压缩、解码以及畸变校正，生成第二双路视频影像信息；
根据所述当前观察者的实际瞳距数据信息对所述第二双路视频影像信息中的实时场景进行深度计算以及合成，生成与当前观察者的瞳距相适应的3D图像。
采用上述进一步方案的有益效果是：根据当前观察者的实际瞳距数据信息对第二双路视频影像信息中的实时场景进行深度计算以及合成，生成与当前观察者的瞳距相适应的3D图像。通过根据当前观察者的实际瞳距数据信息对3D图像的数据源进行调节，生成与当前观察者的瞳距相适应的3D图像。使得从更多视角观看裸眼3D视频或图像都能达到理想的3D效果，提高用户体验。
进一步地，所述根据所述当前观察者的实际瞳距数据信息对所述第二双路视频影像信息中的实时场景进行深度计算以及合成，生成与当前观察者的瞳距相适应的3D图像的步骤，包括：
获取所述第二双路视频影像信息中的实时场景中的视差角信息；
对所述视差角信息进行分析，生成视差范围信息；
对所述视差范围信息、获取的像点相关性信息以及获取的调节因子信息进行分析，生成当前观察者的最大视差角动态约束信息；
根据所述当前观察者的最大视差角动态约束信息对第二双路视频影像信息中立体影像对的合成偏移进行处理，生成与当前观察者的瞳距相适应的3D图像。
采用上述进一步方案的有益效果是：对视差范围信息、获取的像点相关性信息以及获取的调节因子信息进行分析，生成当前观察者的最大视差角动态约束信息，提高3D图像的辨识度，降低3D图像的失真率，提高用户体验。
进一步地，所述像点相关性信息通过下述方法获得：
获取多个第二双路视频影像信息中的实时场景的任意一点；
对多个所述第二双路视频影像信息中的实时场景的任意一点进行分析，生成像点相关性信息。
采用上述进一步方案的有益效果是：对多个第二双路视频影像信息中的实时场景的任意一点进行分析，生成像点相关性信息，通过获取像点相关性信息，减小视距范围，加快***匹配点的计算速度，降低误匹配的几率。
进一步地，在显示界面中建立坐标系，所述第二双路视频影像信息中的实时场景的任意一点通过下述公式计算：
Pc(xc,yc,zc)＝(B·XL|D,B·Y|D,B·F|D)...........(1)，
其中，Pc(xc，yc，zc)为第二双路视频影像信息中的实时场景的任意一点；B为当前观察者的实际瞳距；D为立体影像对的视差，D＝XL-XR；F为当前观察者的两眼的焦距；X为从左眼指向右眼的方向；XL为点在X轴的相对位置；Y为坐标系中垂直向下的Y轴；z为向显示界面观察的方向；
所述像点相关性信息通过下述公式计算：
其中，W为像点相关性；dmax为最大视距；dmin为最小视距；m为模板尺寸，即显示界面的尺寸；Iright为右边的图像；Ileft为左边的图像；i为左视点到显示界面中心的距离；d为左视点到界面边界的距离；x，y为像点在左右影像中的线束坐标。
采用上述进一步方案的有益效果是：对多个第二双路视频影像信息中的实时场景的任意一点进行分析，生成像点相关性信息，通过获取像点相关性信息，减小视距范围，加快***匹配点的计算速度，降低误匹配的几率。
进一步地，所述视差角信息通过下述公式计算：
β＝2arctan(D/2f)，
其中，β为视差角；D为立体影像对的视差；f为观察者眼睛到显示界面的距离；
所述调节因子信息通过下述公式计算：
其中，delta为调节因子信息；ω为立体影像对的宽度，e为当前观察者的实际瞳距；f为观察者眼睛到显示界面的距离；φ为显示界面的光圈；
所述成当前观察者的最大视差角动态约束信息通过下述公式计算：
其中，f为观察者眼睛到显示界面的距离；P为多个第二双路视频影像信息中的实时场景的任意一点；β为视差角。
采用上述进一步方案的有益效果是：对视差范围信息、获取的像点相关性信息以及获取的调节因子信息进行分析，生成当前观察者的最大视差角动态约束信息，提高3D图像的辨识度，降低3D图像的失真率，提高用户体验。
此外，本发明提供了一种视觉自适应裸眼3D图像处理装置，其包括：
存储器1，用于存储计算机程序；
处理器2，用于执行所述计算机程序，实现如上任一项所述的视觉自适应裸眼3D图像处理方法。
本发明的有益效果是：通过根据当前观察者的实际瞳距数据信息对3D图像的数据源进行调节，生成与当前观察者的瞳距相适应的3D图像。使得从更多视角观看裸眼3D视频或图像都能达到理想的3D效果，提高用户体验。
另外，本发明提供了一种存储介质，所述存储介质中存储有指令，当计算机读取所述指令时，使所述计算机执行如上任一项所述的一种视觉自适应裸眼3D图像处理方法。
本发明的有益效果是：通过根据当前观察者的实际瞳距数据信息对3D图像的数据源进行调节，生成与当前观察者的瞳距相适应的3D图像。使得从更多视角观看裸眼3D视频或图像都能达到理想的3D效果，提高用户体验。
本发明附加的方面的优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明实践了解到。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种视觉自适应裸眼3D图像处理方法的示意性流程图。
图2为本发明实施例提供的一种视觉自适应裸眼3D图像处理装置的示意性结构框图。
图3为本发明实施例提供的一种视觉自适应裸眼3D图像处理方法的原理示意图之一。
图4为本发明实施例提供的一种视觉自适应裸眼3D图像处理方法的原理示意图之二。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
如图1至图4所示，图1为本发明实施例提供的一种视觉自适应裸眼3D图像处理方法的示意性流程图。图2为本发明实施例提供的一种视觉自适应裸眼3D图像处理装置的示意性结构框图。图3为本发明实施例提供的一种视觉自适应裸眼3D图像处理方法的原理示意图之一。图4为本发明实施例提供的一种视觉自适应裸眼3D图像处理方法的原理示意图之二。
本发明实施例提供了一种视觉自适应裸眼3D图像处理方法，其包括：
获取当前观察者脸部特征的图像信息；
对所述当前观察者脸部特征的图像信息进行分析，生成当前观察者的实际瞳距数据信息；
根据所述当前观察者的实际瞳距数据信息对3D图像的数据源进行调节，生成与当前观察者的瞳距相适应的3D图像。
上述实施例中，通过根据当前观察者的实际瞳距数据信息对3D图像的数据源进行调节，生成与当前观察者的瞳距相适应的3D图像。使得从更多视角观看裸眼3D视频或图像都能达到理想的3D效果，提高用户体验。
具体地，获取包含观察者脸部特征的图像数据；依据所述图像数据，基于观察者脸部特征分析获得左眼图像位置和右眼图像位置；根据所述左眼图像位置和右眼图像位置，获得人眼图像瞳距值；获取真实空间的尺寸因素检测结果，依据该结果将所述人眼图像瞳距值，转化为三维空间系下的实际瞳距值；输出所述实际瞳距值。
自动实时获得观察的瞳距，提高瞳距检测的实时性。并且基于此自动实时获取的瞳距，可以随着观察者自身的瞳距来自动调节3D画面的数据源，从而使得3D显示效果能够跟随观察者的瞳距发生改变。
实现了自动获取观察者脸部特征的图像数据，并能输出实际瞳距值；提高瞳距检测的实时性，可以随着观察者自身的瞳距来自动调节3D画面的数据源。
对于所述对所述当前观察者脸部特征的图像信息进行分析，生成当前观察者的实际瞳距数据信息的步骤，可以包括：
获取当前观察者脸部特征的图像信息中观察者的左眼图像位置信息以及右眼位置信息；
对所述左眼图像位置信息以及所述右眼位置信息进行分析，生成观察者脸部特征的图像瞳距数据信息；
根据获取的真实空间的尺寸因素检测信息对所述观察者脸部特征的图像瞳距数据信息进行转换，生成三维空间坐标系下的当前观察者的实际瞳距数据信息。
上述实施例中，将获取的真实空间的尺寸因素检测信息对观察者脸部特征的图像瞳距数据信息进行转换，生成三维空间坐标系下的当前观察者的实际瞳距数据信息，通过根据所述当前观察者的实际瞳距数据信息对3D图像的数据源进行调节，生成与当前观察者的瞳距相适应的3D图像。使得从更多视角观看裸眼3D视频或图像都能达到理想的3D效果，提高用户体验。
对于所述根据所述当前观察者的实际瞳距数据信息对3D图像的数据源进行调节，生成与当前观察者的瞳距相适应的3D图像的步骤，可以包括：
采集第一双路视频影像信息；
对所述双路视频影像信息进行实时压缩、解码以及畸变校正，生成第二双路视频影像信息；
根据所述当前观察者的实际瞳距数据信息对所述第二双路视频影像信息中的实时场景进行深度计算以及合成，生成与当前观察者的瞳距相适应的3D图像。
其中，所述根据所述当前观察者的实际瞳距数据信息对所述第二双路视频影像信息中的实时场景进行深度计算以及合成，生成与当前观察者的瞳距相适应的3D图像的步骤，可以包括：
获取所述第二双路视频影像信息中的实时场景中的视差角信息；
对所述视差角信息进行分析，生成视差范围信息；
对所述视差范围信息、获取的像点相关性信息以及获取的调节因子信息进行分析，生成当前观察者的最大视差角动态约束信息；
根据所述当前观察者的最大视差角动态约束信息对第二双路视频影像信息中立体影像对的合成偏移进行处理，生成与当前观察者的瞳距相适应的3D图像。
上述实施例中，根据当前观察者的实际瞳距数据信息对第二双路视频影像信息中的实时场景进行深度计算以及合成，生成与当前观察者的瞳距相适应的3D图像。通过根据当前观察者的实际瞳距数据信息对3D图像的数据源进行调节，生成与当前观察者的瞳距相适应的3D图像。使得从更多视角观看裸眼3D视频或图像都能达到理想的3D效果，提高用户体验。
具体地，采用已标定的双路视频高分彩色采集器，视频采集中一个重要的环节是左右眼图像的同步，经同步后的左右影像构成立体影响对。
对立体影像进行压缩，以便传输，实时视频压缩可以通过固化在***内的编码芯片实现，也可以由软件通过编码实现。经压缩后的立体影像对传送到视频服务器，经过解码还原成RAW格式图像数据，修正立体影像中对左右影像由显示界面造成的边角处的失真。辅助调节立体影像对合成时的相对位移。把立体影像对按照立体显示器要求的图像格式进行合成，并传送到立体影像显示器上进行显示。
进一步地，所述像点相关性信息通过下述方法获得：
获取多个第二双路视频影像信息中的实时场景的任意一点；
对多个所述第二双路视频影像信息中的实时场景的任意一点进行分析，生成像点相关性信息。
上述实施例中，对多个第二双路视频影像信息中的实时场景的任意一点进行分析，生成像点相关性信息，通过获取像点相关性信息，减小视距范围，加快***匹配点的计算速度，降低误匹配的几率。
进一步地，在显示界面中建立坐标系，所述第二双路视频影像信息中的实时场景的任意一点通过下述公式计算：
Pc(xc，yc,zc)＝(B·XL|D,B·Y|D,B·F|D)，
其中，Pc(xc，yc，zc)为第二双路视频影像信息中的实时场景的任意一点；B为当前观察者的实际瞳距；D为立体影像对的视差，D＝XL-XR；F为当前观察者的两眼的焦距；X为从左眼指向右眼的方向；XL为点在X轴的相对位置；Y为坐标系中垂直向下的Y轴；z为向显示界面观察的方向；
所述像点相关性信息通过下述公式计算：
其中，W为像点相关性；dmax为最大视距；dmin为最小视距；m为模板尺寸，即显示界面的尺寸；Iright为右边的图像；Ileft为左边的图像；i为左视点到显示界面中心的距离；d为左视点到界面边界的距离；x，y为像点在左右影像中的线束坐标。
上述实施例中，对多个第二双路视频影像信息中的实时场景的任意一点进行分析，生成像点相关性信息，通过获取像点相关性信息，减小视距范围，加快***匹配点的计算速度，降低误匹配的几率。
立体场景的景深是通过在左右影像中进行像素特征匹配计算的，视场中任意一点Pc(xc,yc,zc)在显示界面坐标系下的坐标可以由公式(1)计算得到。
对于立体影像对左边影像上任意一个像点，只要能够找到右边影像上与之对应的相关点，则该点的深度坐标就可以用公式(1)计算得到。
公式(2)中，最大视距定义了能被检测到的距离最近的物体，0像素的视距代表无穷远处的物体。减小视距范围可以加快***匹配点的计算速度，并降低误匹配的几率。
进一步地，所述视差角信息通过下述公式计算：
β＝2arctan(D/2f).....................(3)，
其中，β为视差角；D为立体影像对的视差；f为观察者眼睛到显示界面的距离；
所述调节因子信息通过下述公式计算：
其中，delta为调节因子信息；ω为立体影像对的宽度，e为当前观察者的实际瞳距；f为观察者眼睛到显示界面的距离；φ为显示界面的光圈；
所述成当前观察者的最大视差角动态约束信息通过下述公式计算：
其中，f为观察者眼睛到显示界面的距离；P为多个第二双路视频影像信息中的实时场景的任意一点；β为视差角。
上述实施例中，对视差范围信息、获取的像点相关性信息以及获取的调节因子信息进行分析，生成当前观察者的最大视差角动态约束信息，提高3D图像的辨识度，降低3D图像的失真率，提高用户体验。
观察者在观察一个立体影像时所能允许的视差范围是有限的，视差范围可以用视差角表述，视差角由公式(3)计算。
观察者能够接收的最大视差角β小于等于1.5度。当视差角β大于1.5度时，观察者就会感到明显的不适，并且合成影像的立体效果也会大幅下降。
为了确保合成的立体影像的视差不大于最大视差角，定义公式(4)来表示调节因子。
在公式(4)中，如果用公式(3)计算的f的取值，立体影像对的合成偏移就可以用观察者的最大视差角动态约束，公式(4)和公式(5)保证了立体影像对符合观察者视觉要求的合成的实时调节。
此外，本发明实施例提供了一种视觉自适应裸眼3D图像处理装置，其包括：
存储器，用于存储计算机程序；
处理器，用于执行所述计算机程序，实现如上任一项所述的视觉自适应裸眼3D图像处理方法。
上述实施例中，通过根据当前观察者的实际瞳距数据信息对3D图像的数据源进行调节，生成与当前观察者的瞳距相适应的3D图像。使得从更多视角观看裸眼3D视频或图像都能达到理想的3D效果，提高用户体验。
另外，本发明实施例提供了一种存储介质，所述存储介质中存储有指令，当计算机读取所述指令时，使所述计算机执行如上任一项所述的一种视觉自适应裸眼3D图像处理方法。
上述实施例中，通过根据当前观察者的实际瞳距数据信息对3D图像的数据源进行调节，生成与当前观察者的瞳距相适应的3D图像。使得从更多视角观看裸眼3D视频或图像都能达到理想的3D效果，提高用户体验。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (9)
1.一种视觉自适应裸眼3D图像处理方法，其特征在于，包括：
获取当前观察者脸部特征的图像信息；
对所述当前观察者脸部特征的图像信息进行分析，生成当前观察者的实际瞳距数据信息；
根据所述当前观察者的实际瞳距数据信息对3D图像的数据源进行调节，生成与当前观察者的瞳距相适应的3D图像。
2.根据权利要求1所述的一种视觉自适应裸眼3D图像处理方法，其特征在于，所述对所述当前观察者脸部特征的图像信息进行分析，生成当前观察者的实际瞳距数据信息的步骤，包括：
获取当前观察者脸部特征的图像信息中观察者的左眼图像位置信息以及右眼位置信息；
对所述左眼图像位置信息以及所述右眼位置信息进行分析，生成观察者脸部特征的图像瞳距数据信息；
根据获取的真实空间的尺寸因素检测信息对所述观察者脸部特征的图像瞳距数据信息进行转换，生成三维空间坐标系下的当前观察者的实际瞳距数据信息。
3.根据权利要求1所述的一种视觉自适应裸眼3D图像处理方法，其特征在于，所述根据所述当前观察者的实际瞳距数据信息对3D图像的数据源进行调节，生成与当前观察者的瞳距相适应的3D图像的步骤，包括：
采集第一双路视频影像信息；
对所述双路视频影像信息进行实时压缩、解码以及畸变校正，生成第二双路视频影像信息；
根据所述当前观察者的实际瞳距数据信息对所述第二双路视频影像信息中的实时场景进行深度计算以及合成，生成与当前观察者的瞳距相适应的3D图像。
4.根据权利要求3所述的一种视觉自适应裸眼3D图像处理方法，其特征在于，所述根据所述当前观察者的实际瞳距数据信息对所述第二双路视频影像信息中的实时场景进行深度计算以及合成，生成与当前观察者的瞳距相适应的3D图像的步骤，包括：
获取所述第二双路视频影像信息中的实时场景中的视差角信息；
对所述视差角信息进行分析，生成视差范围信息；
对所述视差范围信息、获取的像点相关性信息以及获取的调节因子信息进行分析，生成当前观察者的最大视差角动态约束信息；
根据所述当前观察者的最大视差角动态约束信息对第二双路视频影像信息中立体影像对的合成偏移进行处理，生成与当前观察者的瞳距相适应的3D图像。
5.根据权利要求4所述的一种视觉自适应裸眼3D图像处理方法，其特征在于，所述像点相关性信息通过下述方法获得：
获取多个第二双路视频影像信息中的实时场景的任意一点；
对多个所述第二双路视频影像信息中的实时场景的任意一点进行分析，生成像点相关性信息。
6.根据权利要求5所述的一种视觉自适应裸眼3D图像处理方法，其特征在于，在显示界面中建立坐标系，所述第二双路视频影像信息中的实时场景的任意一点通过下述公式计算：
Pc(xc,yc,zc)＝(B·XL|D,B·Y|D,B·F|D)，
其中，Pc(xc,yc,zc)为第二双路视频影像信息中的实时场景的任意一点；B为当前观察者的实际瞳距；D为立体影像对的视差，D＝XL-XR；F为当前观察者的两眼的焦距；X为从左眼指向右眼的方向；XL为点在X轴的相对位置；Y为坐标系中垂直向下的Y轴；z为向显示界面观察的方向；
所述像点相关性信息通过下述公式计算：
其中，W为像点相关性；dmax为最大视距；dmin为最小视距；m为模板尺寸，即显示界面的尺寸；Iright为右边的图像；Ileft为左边的图像；i为左视点到显示界面中心的距离；d为左视点到界面边界的距离；x，y为像点在左右影像中的线束坐标。
7.根据权利要求4所述的一种视觉自适应裸眼3D图像处理方法，其特征在于，所述视差角信息通过下述公式计算：
β＝2arctan(D/2f)，
其中，β为视差角；D为立体影像对的视差；f为观察者眼睛到显示界面的距离；
所述调节因子信息通过下述公式计算：
其中，delta为调节因子信息；ω为立体影像对的宽度，e为当前观察者的实际瞳距；f为观察者眼睛到显示界面的距离；φ为显示界面的光圈；
所述成当前观察者的最大视差角动态约束信息通过下述公式计算：
其中，f为观察者眼睛到显示界面的距离；P为多个第二双路视频影像信息中的实时场景的任意一点；β为视差角。
8.一种视觉自适应裸眼3D图像处理装置，其特征在于，包括：
存储器，用于存储计算机程序；
处理器，用于执行所述计算机程序，实现如权利要求1至7中任一项所述的视觉自适应裸眼3D图像处理方法。
9.一种存储介质，其特征在于，所述存储介质中存储有指令，当计算机读取所述指令时，使所述计算机执行如权利要求1至7中任一项所述的一种视觉自适应裸眼3D图像处理方法。
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