CN113271451B - 3d成像视差调整方法、控制设备和3d成像*** - Google Patents

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Abstract

本申请涉及一种3D成像视差调整方法、控制设备和3D成像***，该3D成像视差调整方法通过预先设定3D视镜零视差平面与3D视镜的镜片所在平面之间的预设距离，确定得到3D视镜的两侧镜片光轴之间的基线距离、3D视镜的镜头参数，然后基于该预设距离、该基线距离和该镜头参数确定得到调整组件的移动参数，最后基于该移动参数控制调整组件移动，便可将3D视镜的零视差平面的位置调节至预设位置，即调节至与上述预设距离对应的位置。解决了现有技术中存在的目前3D电子腹腔镜的成像灵活性较差的技术问题，达到了提高3D电子腹腔镜的成像灵活性的技术效果。

Description

3D成像视差调整方法、控制设备和3D成像***
技术领域
本申请涉及3D成像技术领域，特别是涉及一种3D成像视差调整方法、控制设备和3D成像***。
背景技术
随着3D图像显示技术的发展，3D电子腹腔镜也应运而生。3D电子腹腔镜为双目镜头，两组镜头分别用于模拟人的左右眼以采集不同的视角图像，每组镜头包括一个镜片，以及与该镜片对应的光学传感器。
其中，每组镜头中镜片的中心点与该组镜头中光学传感器的中心点之间的连线均与3D电子腹腔镜的中轴线平行，也就意味着这两条连线相互平行，无交点，则该交点对应的平面，也就是该3D电子腹腔镜的零视差平面便位于无穷远处。一旦3D电子腹腔镜的零视差平面位于无穷远处，3D电子腹腔镜的显示场景必然处于零视差平面以内，即该3D电子腹腔镜仅可以提供交叉视差的显示效果，而无法提供非交叉视差的显示效果。
因此，目前3D电子腹腔镜的成像灵活性较差。
发明内容
基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种3D成像视差调整方法、控制设备和3D成像***。
第一方面，提供了一种3D成像视差调整方法，该方法应用于3D视镜中，3D视镜包括可移动的调整组件，调整组件包括镜片和/或遮光片，方法包括：根据预设距离与3D视镜的镜头参数确定调整组件的移动参数；其中，预设距离是指预设的3D视镜零视差平面与3D视镜的镜片所在平面之间的距离；根据移动参数控制调整组件移动，以调整3D视镜的零视差平面的位置。
在本申请的一个可选实施例中，调整组件包括镜片，镜头参数包括镜片的镜片焦距、镜片宽度与两个镜框之间的间隔距离，根据预设距离与3D视镜的镜头参数确定调整组件的移动参数，包括：根据预设距离、镜片焦距、镜片宽度与间隔距离，确定镜片的镜片移动参数；根据移动参数控制调整组件移动，包括：根据镜片移动参数控制镜片移动；或者，
调整组件包括遮光片，镜头参数包括镜片的镜片焦距、镜片宽度与两个镜框之间的间隔距离，根据预设距离与3D视镜的镜头参数确定调整组件的移动参数，包括：根据预设距离、镜片焦距、镜片宽度与间隔距离，确定遮光片的遮光片移动参数；根据移动参数控制调整组件移动，包括：根据遮光片移动参数控制遮光片移动。
在本申请的一个可选实施例中，调整组件包括镜片和遮光片，镜头参数包括镜片的镜片焦距、镜片宽度与两个镜框之间的间隔距离，根据预设距离与3D视镜的镜头参数确定调整组件的移动参数，包括：根据预设距离、镜片焦距、镜片宽度与间隔距离，确定镜片的镜片移动参数与遮光片的遮光片移动参数；根据移动参数控制调整组件移动，包括：根据镜片移动参数控制镜片移动，以及根据遮光片移动参数控制遮光片移动。
在本申请的一个可选实施例中，该方法还包括：获取3D视镜采集到的初始图像的初始像素宽度、3D视镜中传感器的有效感光宽度与两个镜片之间的基线距离；根据预设距离、初始像素宽度、有效感光宽度、基线距离与镜片的镜片焦距确定像素剪裁宽度；根据像素剪裁宽度对初始图像进行剪裁。
在本申请的一个可选实施例中，在根据像素剪裁宽度对初始图像进行剪裁之后，该方法还包括：采用图像插值法对剪裁后的初始图像进行分辨率放大。
在本申请的一个可选实施例中，初始图像包括第一初始图像和第二初始图像，该方法还包括：将剪裁后的第一目标图像沿第一方向平移像素剪裁宽度的距离；将剪裁后的第二目标图像沿第二方向平移像素剪裁宽度的距离；其中，第二方向与第一方向相反；对第一目标图像与第二目标图像的空缺位置填充预设像素值的像素点。
在本申请的一个可选实施例中，3D视镜为3D电子腹腔镜。
第二方面，提供了一种3D成像视差调整方法，包括：获取3D视镜采集到的初始图像的初始像素宽度、3D视镜中传感器的有效感光宽度与两个镜片之间的基线距离；根据预设距离、初始像素宽度、有效感光宽度、基线距离与镜片的镜头焦距确定像素剪裁宽度；其中，预设距离是指预设的3D视镜零视差平面与3D视镜的镜片所在平面之间的距离；根据像素剪裁宽度对初始图像进行剪裁。
第三方面，提供了一种控制设备，包括存储器和处理器，存储器存储有计算机程序，其特征在于，处理器执行计算机程序时实现如上方法的步骤。
第四方面，提供了一种3D成像***，包括：3D视镜，3D视镜包括可移动的调整组件，调整组件包括镜片和/或遮光片；调整组件用于根据移动参数控制调整组件移动，以调整3D视镜的零视差平面的位置；其中，移动参数根据预设距离与3D视镜的镜头参数确定，预设距离是指预设的3D视镜零视差平面与3D视镜的镜片所在平面之间的距离。
上述3D成像视差调整方法，应用于包括可移动调整组件的3D视镜中。在使用时，只需要预先设定3D视镜零视差平面与3D视镜的镜片所在平面之间的预设距离，然后基于该预设距离与3D视镜的镜头参数确定得到调整组件的移动参数，通过该移动参数控制3D视镜中的调整组件移动，便可将该3D视镜的零视差平面调整至与上述预设距离相对应的位置。也就是说，本申请实施例提供的3D成像视差调整方法通过设定不同的预设距离即可将3D视镜的零视差平面的位置调节至不同的预设位置，从而解决了现有技术中存在的目前3D电子腹腔镜的成像灵活性较差的技术问题，达到了提高3D电子腹腔镜的成像灵活性的技术效果。
附图说明
图1为一个实施例中3D成像视差调整方法的应用环境图；
图2为一个实施例中3D成像视差调整方法的流程示意图；
图3为一个实施例中3D成像视差调整方法的原理示意图；
图4-图9为一个实施例中3D成像视差调整方法的流程示意图；
图10-图11为一个实施例中3D成像视差调整方法的原理示意图；
图12为一个实施例中3D成像视差调整方法的流程示意图；
图13为一个实施例中控制设备的结构框图。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
随着3D图像显示技术的发展，3D电子腹腔镜也应运而生。3D电子腹腔镜为双目镜头，两组镜头分别用于模拟人的左右眼以采集不同的视角图像，每组镜头包括一镜片，以及与该镜片对应的光学传感器。其中，每组镜头中镜片的中心点与该组镜头中光学传感器的中心点之间的连线均与3D电子腹腔镜的中轴线平行，也就意味着这两条连线相互平行，无交点，则该交点对应的平面，也就是该3D电子腹腔镜的零视差平面便位于无穷远处。一旦3D电子腹腔镜的零视差平面便位于无穷远处，3D电子腹腔镜的显示场景必然处于零视差平面以内，只能提供交叉视差的显示效果。因此，目前3D电子腹腔镜的成像灵活性较差。
有鉴于此，本申请实施例提供了一种3D成像视差调整方法，应用于包括可移动调整组件的3D视镜中。在使用时，只需要预先设定3D视镜零视差平面与3D视镜的镜片所在平面之间的预设距离，然后基于该预设距离与3D视镜的镜头参数确定得到调整组件的移动参数，通过该移动参数控制3D视镜中的调整组件移动，便可将该3D视镜的零视差平面调整至与上述预设距离相对应的位置。也就是说，本申请实施例提供的3D成像视差调整方法通过设定不同的预设距离即可将3D视镜的零视差平面的位置调节至不同的预设位置，从而解决了现有技术中存在的目前3D电子腹腔镜的成像灵活性较差的技术问题，达到了提高3D电子腹腔镜的成像灵活性的技术效果。
下面，将对本申请实施例提供的3D成像视差调整方法所涉及的实施环境进行简要地说明。
请参见图1，本申请实施例提供的3D成像视差调整方法应用于3D视镜10中，该3D视镜10可以为内视镜、例如3D电子腹腔镜等，也可以为外视镜，例如3D汽车后车镜等，本实施例不作具体限定，可根据实际情况具体选择或者设定。本实施例中的3D视镜10至少包括光学传感器、可移动的调整组件和控制设备等。其中，该光学传感器至少包括第一光学传感器110和第二光学传感器120，同时，第一光学传感器110和第二光学传感器120完全相同且对称设置，用于模拟人的双眼分别采集左右眼对应的第一视野图像与第二视野图像，以方便后续控制设备进行处理，以形成3D图像效果。该调整组件包括可移动镜片、遮光片中的至少一种。对应的，可移动镜片的数量为两个，第一镜片130与第二镜片140完全相同且对称设置，第一镜片130与第一光学传感器110，第二镜片140与第二光学传感器120相对，用于透光以及调焦。该遮光片的数量也为两个，第一遮光片150与第二遮光片160完全相同且对称设置，第一遮光片150设置于第一光学传感器110的感光面，第二遮光片160设置于第二光学传感器120的感光面，用于调整光学传感器的感光面积或者感光宽度。该控制设备(图1中未示出)与该可移动调整组件信号连接，用于控制该可移动的调整组件移动，例如控制该可移动镜片或者遮光片移动，以实现对于可移动镜片或遮光片的位置的调整。
以下实施例以该方法应用于上述的控制设备，用于对该3D视镜的3D成像视差进行调整为例进行说明，请参见图2，该方法包括如下步骤201-步骤202：
步骤201、控制设备根据预设距离与3D视镜的镜头参数确定调整组件的移动参数。
该镜头参数是指3D视镜本体固有的结构参数与光学参数等，而非仅镜片的镜片参数。该镜头参数例如可以为镜片宽度、镜片焦距、镜框宽度、传感器感光宽度、两侧镜框之间的距离等，本实施例不作具体限定，可根据实际情况具体选择。该调整组件的移动参数是指镜片或者遮光片需要移动的距离等，例如可移动镜片的移动距离，或者遮光片的移动距离等。该预设距离D0是指预设的3D视镜零视差平面与3D视镜的镜片所在平面之间的距离。其中，零视差平面是指，两侧光学传感器的中心点分别与两侧镜片中心点之间的第一连线与第二连线的交点所在的多个平面中，且与两侧镜片所在平面平行的一个平面。如图3中，零视差平面是指第一连线O1O2所在直线和第二连线O3O4所在直线的交点O0所在的平面P，其中，O1为第一镜片的中心点，O2为第一光学传感器的中心点，O3为第二镜片的中心点，O4为第二光学传感器的中心点，O0为第一连线O1O2所在直线和第二连线O3O4所在直线的交点。基线距离是指3D视镜的两侧镜片光轴之间的距离，对应图3中第一镜片的中心点O1与第二镜片的中心点O2之间的距离B(即图3中的O1O2)。
例如，当上述镜头参数包括镜框宽度、镜片焦距与两侧镜框之间的距离时，请参见图3，以第一镜片与第一光学传感器为例，第一镜片的位置与第一光学传感器之间具有如下关系：
Figure GDA0003868535660000071
(1)式中，w1为3D视镜的投射视角，B为第一镜片与第二镜片之间的基线距离，D0为预设距离。其中，(1)式中的基线距离B可以通过如下公式(2)计算得到：
B＝2D+d-2m (2)
(2)式中，B为基线距离，D为第一镜框的宽度，d为第一镜框与第二镜框之间的间隔距离，m为第一镜片中心点O1距离第一镜框远离第二镜片一侧的距离。
将(2)式中的B代入上式(1)中，可得到如下式(3)：
Figure GDA0003868535660000072
(3)式中，w1为3D视镜的投射视角，D为第一镜框的宽度，d为第一镜框与第二镜框之间的间隔距离，m为第一镜片中心点O1距离第一镜框远离第二镜片一侧的距离，D0为预设距离。
又如图3中，
Figure GDA0003868535660000073
(4)式中，w2为3D视镜的投射视角，m为第一镜片中心点O1距离第一镜框远离第二镜片一侧的距离，L为第一光学传感器与第二光学传感器的原始传感宽度，n为需要对第一光学传感器进行遮挡的长度，D为第一镜框的宽度，f为第一镜片的镜片焦距。
因为零视差平面P平面与第一光学传感器和第二光学传感器所在平面平行，因此，w1＝w2，tan(w1)＝tan(w2)，即上式(3)与式(4)相等：
Figure GDA0003868535660000081
(5)式中，D为第一镜框的宽度，d为第一镜框与第二镜框之间的间隔距离，m为第一镜片中心点O1距离第一镜框远离第二镜片一侧的距离，D0为预设距离，L为第一光学传感器与第二光学传感器的原始传感宽度，n为需要对第一光学传感器进行遮挡的长度，f为第一镜片的镜片焦距。
对式(5)经过等式换算，可得到镜片位置与光学传感器之间的对应关系，以第一镜片与第一光学传感器为例，即为第一镜片的位置与第一光学传感器之间具有如下关系：
2(D0+f)m+D0n＝2Df+df+DD0 (6)
(6)式中，D0为预设距离，f为第一镜片的镜片焦距，m为第一镜片中心点O1距离第一镜框远离第二镜片一侧的距离，n为需要对第一光学传感器进行遮挡的长度，D为第一镜框的宽度，d为第一镜框与第二镜框之间的距离。
需要指出的是，该镜头参数不局限于上述镜框宽度、镜片焦距与两个镜框之间的间隔距离，也可以为其他的镜头参数，例如镜框径口等，通过结构计算可以得到第一镜片的位置与第一光学传感器之间的不同对应关系式，即该对应关系式不局限于上式(6)。
通过如上公式(6)得到m与n之间的对应关系，第一种情况，固定m为3D视镜初始值不变，通过上式(2)计算得到需要对第一光学传感器进行遮挡的长度n，然后将该特征长度n确定为上述的移动参数。第二种情况，固定3D视镜第一光学传感器的初始感光宽度不变，即固定特征长度n＝0，通过上式(2)计算得到第一镜片中心点O1距离第一镜框远离第二镜片一侧的特征距离m，将该特征距离m确定为上述的移动参数。第三种情况，对m和n分别赋予不同的数值，只需要m和n之间的对应关系满足上述公式(2)即可，然后将该特征距离m和该特征长度n确定为上述的移动参数。
步骤202、控制设备根据移动参数控制调整组件移动，以调整3D视镜的零视差平面的位置。
控制设备通过上述步骤202确定得到调整组件的移动参数，然后基于该移动参数控制调整组件移动。例如针对上述的第一种情况，控制设备基于该特征长度n控制遮光片移动，对第一光学传感器与第二传感器的感光面进行长度为n的遮挡。针对上述的第二种情况，控制设备基于该特征距离m控制可移动镜片移动，以使得该可移动镜片的第一镜片中心点O1与第一镜框远离第二镜片一侧的距离为m。针对上述第三种情况，控制设备基于该特征距离m控制可移动镜片移动，以使得该可移动镜片的第一镜片中心点O1与第一镜框远离第二镜片一侧的距离为m，同时基于该特征长度n控制遮光片移动，对第一光学传感器与第二传感器的感光面进行长度为n的遮挡。当上述该特征距离为m，特征长度为n时，3D视镜的镜片所在平面与3D视镜的零视差平面之间的距离即为预设距离D0，即将3D视镜的零视差平面调整至预设的位置。
上述3D成像视差调整方法，应用于包括可移动调整组件的3D视镜中。在使用时，只需要预先设定3D视镜零视差平面与3D视镜的镜片所在平面之间的预设距离，然后基于该预设距离与3D视镜的镜头参数确定得到调整组件的移动参数，通过该移动参数控制3D视镜中的调整组件移动，便可将该3D视镜的零视差平面调整至与上述预设距离相对应的位置。也就是说，本申请实施例提供的3D成像视差调整方法通过设定不同的预设距离即可将3D视镜的零视差平面的位置调节至不同的预设位置，从而解决了现有技术中存在的目前3D电子腹腔镜的成像灵活性较差的技术问题，达到了提高3D电子腹腔镜的成像灵活性的技术效果。
请参见图4，在本申请的一个可选实施例中，调整组件包括镜片，镜头参数包括镜片的镜片焦距、镜片宽度与两个镜框之间的间隔距离，步骤201包括步骤401，步骤202包括步骤402：
步骤401、控制设备根据预设距离、镜片焦距、镜片宽度与间隔距离，确定镜片的镜片移动参数。
步骤402、控制设备根据镜片移动参数控制镜片移动。
请继续参见图3，在本实施例中，遮光片的位置固定不变，始终位于各镜框的中心位置，不对光学传感器进行遮挡，保持光学传感器的感光宽度为初始感光宽度不变，仅调整镜片的位置。当不对光学传感器进行遮挡时，即上述的遮挡长度n＝0。将n＝0代入如上公式(6)中，即可得到仅针对镜片进行调整的镜片移动参数：
Figure GDA0003868535660000101
(7)式中，m为第一镜片中心点O1距离第一镜框远离第二镜片一侧的距离，D为第一镜框的宽度，f为第一镜片的镜片焦距，d为第一镜框与第二镜框之间的距离，D0为预设距离。
通过上式(7)即可确定得到第一镜片中心点O1距离第一镜框远离第二镜片一侧的距离，控制设备基于该镜片移动参数m将第一镜片调整至第一镜片中心点O1距离第一镜框远离第二镜片一侧的距离为m，将第二镜片调整至第二镜片中心点O3距离第二镜框远离第二镜片一侧的距离为m的位置，即可将零视差平面调整至预设位置，无需对其他器件进行调整，可以提高本申请实施例提供的3D成像视差调整方法的调整便利性。
请参见图5，在本申请一个具体的实施例中，上述步骤402可以包括如下步骤501-步骤503：
步骤501、控制设备获取镜片当前的镜片位置信息。
步骤502、控制设备根据镜片移动参数与镜片位置信息，确定镜片的镜片移动方向与镜片移动位移量。
步骤503、控制设备根据镜片移动方向与镜片移动位移量控制镜片移动。
本实施例通过镜片当前的位置信息与镜片的移动参数确定得到镜片的移动方向与镜片移动位移量，基于该镜片移动方向与该镜片移动位移量对镜片进行移动，即可将两侧镜片分别调节至距离两侧镜框内壁两端距离为m的位置，也就将3D视镜的零视差平面调整至目标位置，大大了提高3D成像视差的调整效率，同时也提高了3D成像视差调整效果。
请参见图6，在本申请的一个可选实施例中，调整组件包括遮光片，镜头参数包括镜片的镜片焦距、镜片宽度与两个镜框之间的间隔距离，步骤201包括如下步骤601，步骤202包括如下步骤602：
步骤601、控制设备根据预设距离、镜片焦距、镜片宽度与间隔距离，确定遮光片的遮光片移动参数。
步骤602、控制设备根据遮光片移动参数控制遮光片移动。
在本实施例中，镜片的位置固定不变，仅对遮光片的位置进行调整。不对镜片的位置进行调整，保持镜片的中心点固定不变，即第一镜片与第二镜片的中心点分别位于第一镜框与第二镜框的中心点，也就是说，镜片中心点距离两侧镜框之间的距离m均为D/2，将m＝D/2代入如上公式(6)中，即可得到仅针对遮光片进行调整的遮光片移动参数：
Figure GDA0003868535660000111
(8)式中，n为需要对第一光学传感器进行遮挡的长度，D为第一镜框的宽度，d为第一镜框与第二镜框之间的距离，f为第一镜片的镜片焦距，D0为预设距离。
通过上式(8)即可确定得到需要对第一光学传感器和第二光学传感器进行遮挡的长度n，控制设备控制遮光片对第一光学传感器和第二光学传感器分别遮挡宽度为n的感光面，即可将零视差平面调整至预设位置，无需对其他器件进行调整，可以提高本申请实施例提供的3D成像视差调整方法的调整便利性。
请参见图7，在本申请一个具体的实施例中，上述步骤602可以包括如下步骤701-步骤703：
步骤701、控制设备获取遮光片当前的遮光片位置信息；
步骤702、控制设备根据遮光片移动参数与遮光片位置信息，确定遮光片的遮光片移动方向与遮光片移动位移量；
步骤703、控制设备根据遮光片移动方向与遮光片移动位移量控制遮光片移动。
本实施例通过遮光片当前的位置信息与遮光片移动参数确定得到遮光片移动方向与遮光片移动位移量，基于该遮光片移动方向与该遮光片移动位移量对遮光片进行移动，即对两侧的第一光学传感器与第二光学传感器遮挡宽度为n的感光面，也就将3D视镜的零视差平面调整至目标位置，大大了提高3D成像视差的调整效率，同时也提高了3D成像视差调整效果。
请参见图8，在本申请的一个具体实施例中，调整组件包括镜片和遮光片，镜头参数包括镜片的镜片焦距、镜片宽度与两个镜框之间的间隔距离，步骤201可以包括如下步骤801，步骤202可以包括如下步骤802：
步骤801、控制设备根据预设距离、镜片焦距、镜片宽度与间隔距离，确定镜片的镜片移动参数与遮光片的遮光片移动参数。
以第一镜片与第一光学传感器为例，第一镜片的位置与第一光学传感器之间具有如下关系：
2(D0+f)m+D0n＝2Df+df+DD0 (6)
(6)式中，D0为预设距离，f为第一镜片的镜片焦距，m为第一镜片中心点O1距离第一镜框远离第二镜片一侧的距离，n为需要对第一光学传感器进行遮挡的长度，D为第一镜框的宽度，d为第一镜框与第二镜框之间的距离。
也就是说，对m和n分别赋予不同的数值，只需要m和n之间的对应关系满足上述公式(6)即可，然后将该特征距离m确定为上述的镜片移动参数，将该特征长度n确定为上述的遮光片移动参数即可。
步骤802、控制设备根据镜片移动参数控制镜片移动，以及根据遮光片移动参数控制遮光片移动。
本实施例对镜片和遮光片进行同时调整，两者相互补充与适应，以将3D视镜的零视差平面调整至目标位置，对于镜片与遮光片同时调整可以满足不同3D视镜由于自身结构的限制而对镜片与遮光片移动的限定，进一步提高本申请实施例提供的3D成像视差的调整灵活性与调整效果。
在一个可选的实施例中，若需要对零视差平面调整后进行位置固定，可以对光学传感器的感光面进行剪裁，也就是直接对第一光学传感器与第二光学传感器剪裁长度为n的感光面，使得第一光学传感器与第二光学传感器的感光面感光宽度固定，使得调整后的3D视镜的零视差平面稳定，成像效果稳定。
请参见图9，在本申请的一个可选实施例中，3D成像视差调整方法还包括如下步骤901-步骤903：
步骤901、控制设备获取3D视镜采集到的初始图像的初始像素宽度、3D视镜中传感器的有效感光宽度与两个镜片之间的基线距离。
其中，基线距离是指3D视镜的两侧镜片光轴之间的距离，对应图3中第一镜片的中心点O1与第二镜片的中心点O2之间的距离B(即图3中的O1O2)。在本实施例中，基线距离B可以直接通过3D视镜的结构参数获取得到，也可以基于其他结构参数，如第一镜框的宽度D、第一镜框与第二镜框之间的间隔距离d、第一镜片中心点O1距离第一镜框远离第二镜片一侧的距离m等，然后通过如下公式(2)计算得到：
B＝2D+d-2m (2)
(2)式中，B为基线距离，D为第一镜框的宽度，d为第一镜框与第二镜框之间的间隔距离，m为第一镜片中心点O1距离第一镜框远离第二镜片一侧的距离。
控制设备在得到3D视镜采集到的初始图像后，基于Ps软件、画图软件等图像处理软件获取得到该初始图像的像素宽度，该像素宽度可以采用像素单元数量表示，如图10，第一图像与第二图像的像素宽度均为N。3D视镜中传感器的有效感光宽度可以基于3D视镜中光学传感器的出厂参数确定，也可以通过红外测距仪、游标卡尺等进行测量，本实施例不作具体限定，可根据实际情况具体选择。
步骤902、控制设备根据预设距离、初始像素宽度、有效感光宽度、基线距离与镜片的镜片焦距确定像素剪裁宽度。
控制设备通过上述步骤201确定得到预设距离D0、基线距离B，根据步骤901获取得到该有效感光宽度，然后结合镜片的镜片焦距即可计算得到需要对初始图像进行剪裁的像素剪裁宽度。例如，控制设备可以根据如下公式(5)计算得到该像素剪裁宽度：
Figure GDA0003868535660000141
(9)式中，k为像素剪裁宽度，B为基线距离，f为镜片焦距，N为初始像素宽度，D0为预设距离，l为有效感光宽度。
步骤903、控制设备根据像素剪裁宽度对初始图像进行剪裁。
控制设备基于上述步骤902计算得到需要对初始图像进行剪裁的像素剪裁宽度，然后利用Ps、画图等图像处理软件对得到的初始图像进行剪裁，得到第一目标图像与第二目标图像。其中，如图10，剪裁后得到的第一目标图像包括第一缺口10a，剪裁后得到的第二目标图像中包括第二缺口10b。剪裁后得到的目标图像以各自成像平面左上角的一个像素点为原点建立坐标系，设定第一目标图像中一个像素点的坐标为(x1，y1)，则在第二目标图像中，与该像素点(x1，y1)对应的像素点的坐标为(x2，y2)，那么，此时第一目标图像与第二目标图像的3D视差即为|x1-x2|。本实施例对初始图像进行剪裁，即改变了像素点在各自图像中的坐标，通过调整各图像中像素点的坐标达到了调整3D视差的目的。
本实施例提供的3D成像视差调整方法通过基于像素剪裁宽度对初始图像进行剪裁，即可将零视差平面调整至与预设距离对应的平面位置，无需对硬件设备进行改进或者调整，只需要对3D视镜采集到的图像基于计算得到的像素剪裁宽度进行剪裁即可实现对于零视差平面的调整，视差调整更为方便，且视差调整成本更低。
请继续参见图9，在本申请的一个可选实施例中，初始图像包括第一初始图像和第二初始图像，3D成像视差调整方法还包括如下步骤904-步骤907：
步骤904、控制设备采用图像插值法对剪裁后的初始图像进行分辨率放大。
在对图像进行剪裁后，图像的分辨率对应也会降低，因此本实施例采用图像插值法对剪裁后的初始图像，也即上述的第一目标图像与第二目标图像进行分辨率放大，以提高图像的分辨率，进一步提高本申请实施例提供的3D成像视差调整方法的视差调整效果。本实施例中的图像插值法可以为最近邻插值法、双线性插值法等方法，本实施例不作具体限定，可根据实际情况具体选择，只需要满足可以实现放大初始图像分辨率的功能即可。
步骤905、控制设备将剪裁后的第一目标图像沿第一方向平移像素剪裁宽度的距离。
请一并参见图10和图11，控制设备基于步骤903分别对第一初始图像与第二初始图像进行像素剪裁宽度为k的剪裁后，得到如图10中第一目标图像的第一缺口10a与第二目标图像中的第二缺口10b。然后将第一目标图像沿第一方向平移像素剪裁宽度为k的距离，例如向左移动，第一缺口10a由原来图10中的左侧位置移动到图11中的中间位置。本实施例中第一方向优选为与初始图像宽度平行的方向。
步骤906、控制设备将剪裁后的第二目标图像沿第二方向平移像素剪裁宽度的距离。
请继续参见图10和图11，将剪裁后的第二目标图像沿第二方向平移像素剪裁宽度的距离，其中，第二方向与第一方向相反，例如向右移动，第二缺口10b由原来图10中的右侧位置移动到图11中的中间位置。如此以来，可以将经过剪裁后得到的第一目标图像与第二目标图像在一个水平方向上，沿相反的两个方向移动，以调整第一目标图像与第二目标图像中各像素点的相对坐标位置。
步骤907、控制设备对第一目标图像与第二目标图像的空缺位置填充预设像素值的像素点。
控制设备通过步骤903对第一初始图像与第二初始图像进行剪裁后，对应图像中便会出现像素缺口，即上述第一缺口10a与第二缺口10b，然后又通过步骤905和步骤906对剪裁后的第一初始图像与第二初始图像，也就是第一目标图像与第二目标图像分别向第一方向与第二方向平移后，上述的第一缺口10a与第二缺口10b也由图10中的两侧位置移动到图11中的中间相邻位置。
通过上述步骤906对图像进行分辨率放大，但是分辨率放大后图像容易发生形变，因此，本实施例对经过剪裁与平移后得到的第一目标图像与第二目标图像的空缺位置填充像素点，可以防止图像发生形变，进一步提高本申请实施例提供的3D成像视差调整方法的视差调整效果。需要指出的是，该预设像素值可以根据实际情况具体设定，本实施例不作具体限定。在一个具体的实施例中，该预设像素值可以设定为黑色，即其RGB值为0，0，0，可以最大程度降低剪裁区块对于图像中其他区块的成像影响。
请参见图12，在本申请的一个实施例中，提供了一种3D成像视差调整方法，包括如下步骤121-步骤124：
步骤121、控制设备获取3D视镜采集到的初始图像的初始像素宽度、3D视镜中传感器的有效感光宽度与3D视镜的镜头参数。
如上述步骤901，控制设备基于Ps软件、画图软件等图像处理软件获取得到该初始图像的像素宽度，基于3D视镜中光学传感器的出厂参数、红外测距仪、游标卡尺等获取得到传感器的有效感光宽度。
步骤122、控制设备根据预设距离、初始像素宽度、有效感光宽度、基线距离与镜片的镜头焦距确定像素剪裁宽度。
其中，预设距离是指预设的3D视镜零视差平面与3D视镜的镜片所在平面之间的距离。同上述步骤901，控制设备基于上述公式(2)计算得到两侧镜片光轴之间的基线距离B。
如上述步骤902，控制设备基于如上公式(9)计算得到像素剪裁宽度k。
步骤123、控制设备根据像素剪裁宽度对初始图像进行剪裁。
控制设备基于得到的像素剪裁宽度对初始图像进行剪裁，即可将零视差平面调整至与预设距离对应的平面位置，无需对硬件设备进行改进或者调整，只需要对3D视镜采集到的图像基于计算得到的像素剪裁宽度进行剪裁即可实现对于零视差平面的调整，视差调整更为方便，且视差调整成本更低。
应该理解的是，虽然流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，图中的至少一部分步骤可以包括多个步骤或者多个阶段，这些步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤中的步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。
图13为本申请一个实施例中控制设备的内部结构示意图，该控制设备可以为服务器。如图13所示，该控制设备包括通过***总线连接的处理器、存储器以及通信组件。其中，该处理器用于提供计算和控制能力，支撑整个控制设备的运行。存储器可包括非易失性存储介质及内存储器。非易失性存储介质存储有操作***和计算机程序。该计算机程序可被处理器所执行，以用于实现以上各个实施例所提供的3D成像视差调整方法。内存储器为非易失性存储介质中的操作***以及计算机程序提供高速缓存的运行环境。控制设备可以通过通信组件与其他的控制设备(例如STA)进行通信。
本领域技术人员可以理解，图13中示出的结构，仅仅是与本申请方案相关的部分结构的框图，并不构成对本申请方案所应用于其上的控制设备的限定，具体的控制设备可以包括比图中所示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者具有不同的部件布置。
在一个实施例中，提供了一种控制设备，包括：包括存储器和处理器，存储器存储有计算机程序，处理器执行计算机程序时实现如下步骤：
根据预设距离与3D视镜的镜头参数确定调整组件的移动参数；其中，预设距离是指预设的3D视镜零视差平面与3D视镜的镜片所在平面之间的距离；根据移动参数控制调整组件移动，以调整3D视镜的零视差平面的位置。
在本申请的一个实施例中，调整组件包括镜片，镜头参数包括镜片的镜片焦距、镜片宽度与两个镜框之间的间隔距离，处理器执行计算机程序时还实现以下步骤：根据预设距离、镜片焦距、镜片宽度与间隔距离，确定镜片的镜片移动参数；根据镜片移动参数控制镜片移动；
在本申请的一个实施例中，调整组件包括遮光片，镜头参数包括镜片的镜片焦距、镜片宽度与两个镜框之间的间隔距离，根据预设距离与3D视镜的镜头参数确定调整组件的移动参数，包括：根据预设距离、镜片焦距、镜片宽度与间隔距离，确定遮光片的遮光片移动参数；根据移动参数控制调整组件移动，包括：根据遮光片移动参数控制遮光片移动。
在本申请的一个实施例中，调整组件包括镜片和遮光片，镜头参数包括镜片的镜片焦距、镜片宽度与两个镜框之间的间隔距离，处理器执行计算机程序时还实现以下步骤：根据预设距离、镜片焦距、镜片宽度与间隔距离，确定镜片的镜片移动参数与遮光片的遮光片移动参数；根据镜片移动参数控制镜片移动，以及根据遮光片移动参数控制遮光片移动。
在本申请的一个实施例中，处理器执行计算机程序时还实现以下步骤：获取3D视镜采集到的初始图像的初始像素宽度、3D视镜中传感器的有效感光宽度与两个镜片之间的基线距离；根据预设距离、初始像素宽度、有效感光宽度、基线距离与镜片的镜片焦距确定像素剪裁宽度；根据像素剪裁宽度对初始图像进行剪裁。
在本申请的一个实施例中，处理器执行计算机程序时还实现以下步骤：采用图像插值法对剪裁后的初始图像进行分辨率放大。
在本申请的一个实施例中，初始图像包括第一初始图像和第二初始图像，处理器执行计算机程序时还实现以下步骤：将剪裁后的第一目标图像沿第一方向平移像素剪裁宽度的距离；将剪裁后的第二目标图像沿第二方向平移像素剪裁宽度的距离；其中，第二方向与第一方向相反；对第一目标图像与第二目标图像的空缺位置填充预设像素值的像素点。
在本申请的一个实施例中，3D视镜为3D电子腹腔镜。
在本申请的一个实施例中，处理器执行计算机程序时还实现以下步骤：获取3D视镜采集到的初始图像的初始像素宽度、3D视镜中传感器的有效感光宽度与两个镜片之间的基线距离；根据预设距离、初始像素宽度、有效感光宽度、基线距离与镜片的镜头焦距确定像素剪裁宽度；其中，预设距离是指预设的3D视镜零视差平面与3D视镜的镜片所在平面之间的距离；根据像素剪裁宽度对初始图像进行剪裁。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和/或易失性存储器。非易失性存储器可包括只读存储器(ROM)、可编程ROM(PROM)、电可编程ROM(EPROM)、电可擦除可编程ROM(EEPROM)或闪存。易失性存储器可包括随机存取存储器(RAM)或者外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，RAM以M种形式可得，诸如静态RAM(SRAM)、动态RAM(DRAM)、同步DRAM(SDRAM)、双数据率SDRAM(DDRSDRAM)、增强型SDRAM(ESDRAM)、同步链路(SyMchliMk)DRAM(SLDRAM)、存储器总线(RaMbus)直接RAM(RDRAM)、直接存储器总线动态RAM(DRDRAM)、以及存储器总线动态RAM(RDRAM)等。
在本申请的一个实施例中，提供了一种3D成像***，包括：3D视镜，3D视镜包括可移动的调整组件，调整组件包括镜片和/或遮光片；调整组件用于根据移动参数控制调整组件移动，以调整3D视镜的零视差平面的位置；其中，移动参数根据预设距离与3D视镜的镜头参数确定，预设距离是指预设的3D视镜零视差平面与3D视镜的镜片所在平面之间的距离。
上述3D成像***包括3D视镜，3D视镜包括可移动的调整组件，调整组件用于根据移动参数控制调整组件移动，以调整3D视镜的零视差平面的位置。在使用时，只需要根据预先设定3D视镜零视差平面与3D视镜的镜片所在平面之间的预设距离，然后基于该预设距离与3D视镜的镜头参数确定得到调整组件的移动参数，通过该移动参数控制3D视镜中的调整组件移动，便可将该3D视镜的零视差平面调整至与上述预设距离相对应的位置。也就是说，本申请实施例提供的3D成像***通过设定不同的预设距离即可将3D视镜的零视差平面的位置调节至不同的预设位置，从而解决了现有技术中存在的目前3D电子腹腔镜的成像灵活性较差的技术问题，达到了提高3D电子腹腔镜的成像灵活性的技术效果。
在本申请的一个实施例中，镜片用于根据镜片移动参数控制镜片移动；其中，镜片移动参数根据预设距离、镜片焦距、镜片宽度与两个镜框之间的间隔距离确定。
在本申请的一个实施例中，遮光片用于根据遮光片移动参数控制遮光片移动，其中，遮光片移动参数根据预设距离、镜片焦距、镜片宽度与两个镜框之间的间隔距离确定。
在本申请的一个实施例中，调整组件用于根据镜片移动参数控制镜片移动，以及根据遮光片移动参数控制遮光片移动；其中，镜片的镜片移动参数与遮光片的遮光片移动参数均根据预设距离、镜片焦距、镜片宽度与间隔距离确定。
在本申请的一个实施例中，该3D成像***还用于，获取3D视镜采集到的初始图像的初始像素宽度、3D视镜中传感器的有效感光宽度与两个镜片之间的基线距离；根据预设距离、初始像素宽度、有效感光宽度、基线距离与镜片的镜片焦距确定像素剪裁宽度；根据像素剪裁宽度对初始图像进行剪裁。
在本申请的一个实施例中，该3D成像***还用于，在根据像素剪裁宽度对初始图像进行剪裁之后，采用图像插值法对剪裁后的初始图像进行分辨率放大。
在本申请的一个实施例中，初始图像包括第一初始图像和第二初始图像，该3D成像***还用于，将剪裁后的第一目标图像沿第一方向平移像素剪裁宽度的距离；将剪裁后的第二目标图像沿第二方向平移像素剪裁宽度的距离；其中，第二方向与第一方向相反；对第一目标图像与第二目标图像的空缺位置填充预设像素值的像素点。
在本申请的一个实施例中，该3D成像***中的3D视镜为3D电子腹腔镜。
以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (9)

1.一种3D成像视差调整方法，其特征在于，所述方法应用于3D视镜中，所述3D视镜包括可移动的调整组件以及光学传感器，所述调整组件包括镜片和/或遮光片，所述方法包括：
根据预设距离与所述3D视镜的镜头参数确定所述调整组件的移动参数；其中，所述预设距离是指预设的3D视镜零视差平面与所述3D视镜的镜片所在平面之间的距离，所述镜头参数包括所述镜片的镜片焦距、镜片宽度与两个镜框之间的间隔距离，所述调整组件的移动参数用于表示所述镜片和/或所述遮光片需要移动的距离；
根据所述移动参数控制所述调整组件移动，以调整所述3D视镜的零视差平面的位置；
其中，所述根据预设距离与所述3D视镜的镜头参数确定所述调整组件的移动参数，包括：
根据所述预设距离与所述3D视镜的镜头参数，确定所述3D视镜的镜片位置与所述光学传感器之间的对应关系；
根据所述对应关系，确定所述移动参数。
2.根据权利要求1所述的3D成像视差调整方法，其特征在于，所述调整组件包括所述镜片，所述根据预设距离与所述3D视镜的镜头参数确定所述调整组件的移动参数，包括：
根据所述预设距离、所述镜片焦距、所述镜片宽度与所述间隔距离，确定所述镜片的镜片移动参数；
所述根据所述移动参数控制所述调整组件移动，包括：
根据所述镜片移动参数控制所述镜片移动；
或者，所述调整组件包括遮光片，所述根据预设距离与所述3D视镜的镜头参数确定所述调整组件的移动参数，包括：
根据所述预设距离、所述镜片焦距、所述镜片宽度与所述间隔距离，确定所述遮光片的遮光片移动参数；
所述根据所述移动参数控制所述调整组件移动，包括：
根据所述遮光片移动参数控制所述遮光片移动。
3.根据权利要求1所述的3D成像视差调整方法，其特征在于，所述调整组件包括镜片和遮光片，所述根据预设距离与所述3D视镜的镜头参数确定所述调整组件的移动参数，包括：
根据所述预设距离、所述镜片焦距、所述镜片宽度与所述间隔距离，确定所述镜片的镜片移动参数与所述遮光片的遮光片移动参数；
所述根据所述移动参数控制所述调整组件移动，包括：
根据所述镜片移动参数控制所述镜片移动，以及根据所述遮光片移动参数控制所述遮光片移动。
4.根据权利要求1所述的3D成像视差调整方法，其特征在于，所述方法还包括：
获取所述3D视镜采集到的初始图像的初始像素宽度、所述3D视镜中传感器的有效感光宽度与两个镜片之间的基线距离；
根据所述预设距离、所述初始像素宽度、所述有效感光宽度、所述基线距离与所述镜片的镜片焦距确定像素剪裁宽度；
根据所述像素剪裁宽度对所述初始图像进行剪裁。
5.根据权利要求4所述的3D成像视差调整方法，其特征在于，在所述根据所述像素剪裁宽度对所述初始图像进行剪裁之后，所述方法还包括：
采用图像插值法对剪裁后的初始图像进行分辨率放大。
6.根据权利要求5所述的3D成像视差调整方法，其特征在于，所述初始图像包括第一初始图像和第二初始图像，所述方法还包括：
将剪裁后的第一目标图像沿第一方向平移所述像素剪裁宽度的距离；
将剪裁后的第二目标图像沿第二方向平移所述像素剪裁宽度的距离；其中，所述第二方向与所述第一方向相反；
对所述第一目标图像与所述第二目标图像的空缺位置填充预设像素值的像素点。
7.根据权利要求1-6任一项所述的3D成像视差调整方法，其特征在于，所述3D视镜为3D电子腹腔镜。
8.一种控制设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至7中任一项所述的方法的步骤。
9.一种3D成像***，其特征在于，包括：3D视镜，所述3D视镜包括可移动的调整组件以及光学传感器，所述调整组件包括镜片和/或遮光片；
所述调整组件用于根据移动参数控制所述调整组件移动，以调整所述3D视镜的零视差平面的位置；其中，所述移动参数根据所述3D视镜的镜片位置与所述光学传感器之间的对应关系确定，所述对应关系根据预设距离与所述3D视镜的镜头参数确定，所述移动参数用于表示所述镜片和/或所述遮光片需要移动的距离，所述预设距离是指预设的3D视镜零视差平面与所述3D视镜的镜片所在平面之间的距离，所述镜头参数包括所述镜片的镜片焦距、镜片宽度与两个镜框之间的间隔距离。
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