立体摄影系统及其方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种立体摄影系统及其方法，特别涉及一种可减少运算量的立体摄影系统及其方法。
【背景技术】
[0002]近年来，随着立体显示技术的发展，立体影像的处理亦愈来愈重要。一般而言，形成立体影像可通过下列几种方式，例如利用可得到深度信息的深度摄影机进行拍摄、或由仿真人类双眼视觉的双摄影机进行拍摄，再将拍摄到的二维影像经过适当的影像处理以得到立体影像。
[0003]所谓的立体影像，即除了一般二维平面影像之外，还要对于影像对中的对象具有不同的视觉深度。而将二维影像转换为立体影像的技术称为立体匹配(stereo matching)技术。立体匹配是对某一场景拍摄两个以上影像，通过精确地找出影像间的匹配像素来估计所述场景的三维模型，并且将这些影像间的匹配像素的二维位置转换为三维深度的处理。
[0004]在传统的立体匹配的运算技术中，通常将分别由两个相机获取的两个影像中的一个影像作为参考图像、另一个影像作为目标图像，并且输出目标图像相对于参考图像的视差图(disparity map)。而每一像素的视差与被拍摄物体的距离呈反比。故，视差图可用来描述所拍摄图像中的立体深度。
[0005]然而，由于参考图像中的每一像素均需计算出其视差，且现有的立体匹配的算法极为复杂，故运算量极大。因此，在目前的半导体技术发展的限制之下，采用双摄影机进行立体摄影的技术都还在研发的阶段，还难以达到商品化的阶段。
【发明内容】
[0006]本发明的目的在于提供一种立体摄影系统，其提供了实现立体摄影的具体架构，且可降低立体匹配的运算量，使得所述立体摄影系统可实现商品化。
[0007]本发明的另一目的在于提供一种立体摄影方法，其采用间隔方式来计算视差，降低了运算量，以解决目前半导体发展限制的问题。
[0008]本发明的再另一目的在于提供一种用于立体摄影系统的立体匹配的方法，其采用间隔方式来计算视差，降低了运算量，达到所述立体摄影系统可实现商品化的目的。
[0009]为实现上述目的，本发明提供的立体摄影系统包括一第一影像传感器、一第二影像传感器、一同步模块、一结合模块、一校准模块及一立体匹配模块。所述第一影像传感器用于撷取一第一影像，以产生一第一数据串流。所述第二影像传感器相距所述第一影像传感器一水平距离设置，用于撷取一第二影像，以产生一第二数据串流。所述同步模块电性连接于所述第一影像传感器及第二影像传感器，用于同步化所述第一数据串流及所述第二数据串流，并同步化所述第一影像传感器及所述第二影像传感器的自动曝光及自动白平衡参数。所述结合模块用于结合所述第一数据串流及所述第二数据串流以输出一结合影像数据，所述结合影像数据包括所述第一影像及所述第二影像。所述校准模块用于对所述结合影像数据中的所述第一影像及所述第二影像进行一影像校准及一水平校正。所述立体匹配模块用于计算所述第一影像中的一参考像素与所述第二影像中的一对应像素的一距离差值，其中所述立体匹配模块在所述第二影像的一像素列上以间隔方式比较多个像素相对于所述参考像素的价值。
[0010]在一优选实施例中，所述间隔方式为间隔一预定数量的像素。具体而言，所述预定数量为一正整数。
[0011 ] 在一优选实施例中，所述价值为亮度差异。
[0012]在一优选实施例中，所述立体匹配模块还包括一次像素内插单元，用于精确计算所述距离差值，使得所述距离差值的误差小于0.1像素。
[0013]在一优选实施例中，所有所述像素位于所述像素列上的一搜寻区间。
[0014]在一优选实施例中，所述同步模块提供一控制频率信号至所述第一影像传感器及所述第二影像传感器。此外，所述第一数据串流与所述第二数据串流具有同步的数据行信号。
[0015]在一优选实施例中，所述立体匹配模块利用软件、固件、或硬件其中之一或其组合来实施。
[0016]为实现上述目的，本发明提供的立体摄影方法包括下列步骤:分别通过一第一影像传感器及一第二影像传感器撷取一第一影像及一第二影像，以产生一第一数据串流及一第二资料串流；同步化所述第一数据串流及所述第二数据串流，并同步化所述第一影像传感器及所述第二影像传感器的自动曝光及自动白平衡参数；结合所述第一数据串流及所述第二数据串流以输出一结合影像数据，所述结合影像数据包括所述第一影像及所述第二影像；对所述结合影像数据中的所述第一影像及所述第二影像进行一影像校准及一水平校正；以及计算所述第一影像中的一参考像素与所述第二影像中的一对应像素的一距离差值，其中计算所述距离差值还包括在所述第二影像的一像素列上以间隔方式比较多个像素相对于所述参考像素的价值。
[0017]在一优选实施例中，所述间隔方式为间隔一预定数量的像素。具体而言，所述预定数量为一正整数。
[0018]在一优选实施例中，所述价值为亮度差异。
[0019]在一优选实施例中，计算所述距离差值还包括进行次像素内插计算，以精确计算所述距离差值，使得所述距离差值的误差小于0.1像素。
[0020]在一优选实施例中，所有所述像素位于所述像素列上的一搜寻区间。
[0021]在一优选实施例中，计算所述距离差值利用软件、固件、或硬件其中之一或其组合来实施。
[0022]为实现上述目的，本发明提供了用于立体摄影系统的立体匹配的方法，所述立体摄影系统包括撷取一第一影像的一第一影像传感器及撷取一第二影像的一第二影像传感器，所述方法包括:计算所述第一影像中的一参考像素与所述第二影像中的一对应像素的一距离差值，其中计算所述距离差值还包括在所述第二影像的一像素列上以间隔方式比较多个像素相对于所述参考像素的价值。
[0023]在一优选实施例中，所述间隔方式为间隔一预定数量的像素，且所述预定数量为一正整数。
[0024]相较于现有技术，本发明采用的立体匹配模块不仅以间隔方式降低计算视差的运算量，且通过次像素内插的计算，还可提高计算立体深度的精准度。也就是说，本发明的立体摄影系统及方法不仅通过间隔方式减少了计算量，且也因具有次像素内插计算使得精确度提高，从而达到可实现商品化的目的。
[0025]为让本发明的上述和其它目的、特征、和优点能更明显易懂，配合附图，作详细说明如下。
【附图说明】
[0026]图1为本发明一优选实施例的立体摄影系统的示意方块图。
[0027]图2为第一数据串流及第二数据串流的时序示意图。
[0028]图3为结合模块的运作示意图。
[0029]图4为立体匹配模块的运作示意图。
[0030]图5为第一影像及所述第二影像的示意图。
[0031]图6为计算距离差值的示意图。
[0032]图7为根据本发明实施例的价值函数示意图。
[0033]图8为本发明一优选实施例的立体摄影方法的流程图。
[0034]附图标记:
10立体摄影系统；
120第一影像传感器；
140第二影像传感器；
150同步模块；
160结合模块；
170影像信号处理模块；
180校准模块；
190立体匹配模块；
195次像素内插单元；
220第一资料串流；
222数据行信号；
222 (1Γ 222 (N)第I行的数据行信号至第N行的数据行信号；
240第二资料串流；
242数据行信号；
242 (1Γ 242 (N)第I行的数据行信号至第N行的数据行信号；
260结合影像数据；
310控制频率信号；
420第一影像；
440第二影像；
450极线；
460像素列；D资料点；
P像素；
Pl参考像素；
Pr对应像素；
R搜寻区间；
Xl、Xr坐标；
f(x)价值函数；
SlO?S50步骤。
【具体实施方式】
[0035]本发明的多个优选实施例通过附图与下面的说明作详细描述，在不同的附图中，相同的组件符号表示相同或相似的组件。
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