专利名称：平面图像转伪立体图像的方法
技术领域：
本发明涉及一种图像转换方法，尤其是一种平面图像转伪立体图像的方法。
背景技术：
随着显示技术的发展，人们逐渐不满住于简单的平面显示，逐渐开发出了更多的立体(3D)显示技术，立体显示技术极大地丰富了人们的视觉享受。
立体显示技术的重点在于使观看者左右眼睛看到不同的画面，然后在生理及心理等多重因素的综合作用下，使观看者产生立体图像的感觉。
然而在众多的立体显示技术中，往往需要有高昂的显示设备及复杂的观测设备，比如特殊的眼镜等，且其成像方法严格依赖于所述设备，其通用性较差。
发明内容
为解决现有技术平面图像转伪立体图像的方法通用性较差的问题，有必要提供一种简单通用性高的平面图像转伪立体图像的方法，还有必要提供用于上述平面图像转伪立体图像的方法中的平面图像特征图像的提取方法、平面图像进行伪立体运算的方法以及两个图像合并成为立体图像的方法。
一种平面图像转伪立体图像的方法，包括用一计算模块提取原平面图像；用一计算模块根据该原平面图像生成特征图像；用一计算模块对该原平面图像进行伪立体运算；用一计算模块生成对应该原平面图像的左眼图像和右眼图像；用一计算模块合成对应该原平面图像的立体图像。
一种平面图像特征图像的提取方法，该特征图像为原平面图像的亮度信号，该亮度Y =尸s + & + 、
信号采用如下方程 3 计算得到，或采用方程
Y = * 0,299 + & * 0,587 + * 0■ i 1 4
得到，其中，Y表示特征图像中任意一像素的亮度；、S分别表示原平面图像中任意一像素的红色、绿色、蓝色子像素亮度分量。
一种对平面图像进行伪立体运算的方法，该平面图像中任意一点P的深度信息(/_"采用如下方程计算得到
—z =
其中，y.表示设想系统的焦距，s表示两个摄像系统中心间的距离，d表示视差
一种对两个图像合并成为立体图像的方法，合成的立体图像用一计算模块根据如下 方程计算得到，其中该合并后生成的立体图像适合于用红兰眼睛观察，该计算模块依据方程
如下
尸謹"美=版>%
广
^ 户C隱"力G二5"J)G
其中，
分别为合并图像对应的RGB分」
^为合并图像中的像素， '为左眼图像中的像素，A "为右眼图像中的像素
与现有技术相比较，该平面图像转伪立体图像的方法步骤少，计算简单，立体成像效果 较好，且通用性较好， 一般具备计算功能的装置均能采用上述方法实现平面图像转位立体图 像，其成本得以进一步降低。
图l是本发明平面图像转伪立体图像的方法流程示意图。 图2为人眼视差原理示意图。 图3是人眼观察物体的示意图。 图4是物体在人眼中能够的视图投影示意图。
具体实施例方式
请参阅图l，图l是本发明平面图像转伪立体图像的方法流程示意图。该方法包括如下步 骤Sl，提取原平面图像；S2，生成特征图像；S3，进行伪立体运算；S4，生成左眼图像； S5，生成右眼图像；S6，合成立体图像。其中，原平面图像表示为^^& 特征图像表示为7^^,、生成的左眼图象表示为 /M( '，生成的右眼图象表示为/￥^，以及合并后的立体图象表示为74^^^。以像素( pixel)为单位，设原平面图像^^^"'的宽为X ，高为、'，原平面图像^^^"'的任意一点的
像素p"^包含有r、 g、 b三个分量，记为p(x'y)R， p(x'y)G， p(x，y、
以下结合图l详细介绍该平面图像转伪立体图像的方法。
在步骤S1中，计算机或其他图像处理器从数据源提取原平面图像^^& 当然该图像可
以是静态图像也可以是动态图象。
在步骤S2中，该图像图利设备按照一定计算规则生成原平面图像^^^"'的特征图像 /AfGL'A。特征图像7^^"^中任意一像素的亮度信息表示为Y，亮度信息Y的提取方法有两种<formula>formula see original document page 7</formula>
其中，可以根据实际需要采用上述任意一种计算方法。
在步骤S3中，请参考图2，图2为人眼视差原理示意图。其中，P表示空间中一点，它的
空间三维坐标为P"7' — )' ^分别表示左、右两个输入设备(如摄影机等摄影设备)
的位置，而点《"^'z)，《(A^z)则分别表示P点在左、右两个图像平面中的投影坐标，利 用几何计算可以得到，P点的深度信息C —2)和视差;成反比，得如下方程
其中，y.表示摄像机的焦距，s表示两个摄像机中心间的距离，即基线 (baseline)长度，d表示视差，它等于X/ — ，从立体视觉的基本模型可以看出，立体图 像隐含着物体的三维深度信息，这个三维深度信息和视察d有关系，通过d可以计算出物体的
三维信息。
在步骤S4和步骤S5中，请参阅图3和图4，图3是人眼观察物体的示意图，图4是物体在人 眼中的视图投影示意图。依据上述原理，针对于进入左右眼的图像，如果物体位置一定，人 的左眼与右眼观察到的图像，其规律是
设/￥( '为左眼观察到的视图，/￥^为右眼观察到的视图。a， b分别为近远两个物4 A
体， '表示左眼视图中A在 的投影，'表示左眼视图中B在 的投影，
表示右眼视图中A在 的投影， '表示右眼视图中B在 的投影。
在视点(Viewpoint)处观察， '于r在同一个图像中的投影差别较大， ；于 在同一个图像中的投影差别较小。
根据步骤S2中取原平面图像W&"'得到的特征图像1^6^^ ，其中特征图像1^6^^中记 录的是取原平面图像^^^"'的亮度信息y，根据亮度信息Y对原平面图像JM^"'进行伪立体 计算，得到左眼图像/￥( '和左眼图像/￥^。设像素的最大移动距离为M皿，图像的任意
一点的像素为p(x'y)，此点像素的亮度为p，则左眼图像中左眼图像像素为
P(i + M藍x 1 j) 尸(J — M丽x2，y)
a ，右眼的图像中像素为 a ，从而得
到左眼图像/￥( '和油烟图像/￥^，其中》为亮度数最大值，如255等。
在步骤S6中，为了能够将所生成的左眼图像/￥^和右眼图像/￥^保存在单幅图像中，
需要将其进行一定的合并运算，得到合并图像/M:L^。 合并方法有以下几种合并方法
a)奇偶行交错b)偶奇行交错c)奇偶列交错d)偶奇列交错e)奇偶点交错f)偶 奇点交错g)红蓝模式。
其中a f适用于光栅或者透镜等立体观察设备观察立体图像，g需要使用红蓝眼镜观 察立体图像，现针对于合并方法g做详细介绍，其转换方法如下
/M7 a 尸國(W) 服G,
设合并图像 ^"^中的像素为 ，左眼图像 '中的像素为
/;(j:，y) /M《 O，力 腐u
，右眼图像中的像素为 f、 'z^，其中合并图像 ^"^对应的
尸C ( J ，力A 尸C翻(J，力G 尸c, ￡ RGB分量分别为'7"， ， ^础、""，RGB分量分别
用下面的方程计算<formula>formula see original document page 9</formula>
由上述方程得出合并图像 ，每一像素的参数，从而进行图像合并，生成立体合成 图像。人眼观测该合并图像时，则会产生立体的感觉。
上述平面图像转伪立体图像的方法步骤少，计算简单，立体成像效果较好，且通用性较 好， 一般具备计算功能的装置均能采用上述方法实现平面图像转位立体图像，其成本得以进 一步降低。
权利要求
1.一种平面图像转伪立体图像的方法，包括用一计算模块提取原平面图像；用一计算模块根据该原平面图像生成特征图像；用一计算模块对该原平面图像进行伪立体运算；用一计算模块生成对应该原平面图像的左眼图像和右眼图像；以及用一计算模块合成对应该原平面图像的立体图像。
2.如权利要求l所述的平面图像转伪立体图像的方法，其特征在于:生成特征图像为原平面图像的亮度信号。
3.如权利要求2所述的平面图像转伪立体图像的方法，其特征在于:该亮度信号采用如下方程计算得到<formula>formula see original document page 2</formula>其中Y表示特征图像中任意一像素的亮度；^ 、 ^ 、 ^分别表示原平面图像中任意一像素的红色、绿色、蓝色子像素亮度
4.如权利要求2所述的平面图像转伪立体图像的方法，其特征在于:该亮度信号采用如下方程计算得到<formula>formula see original document page 2</formula>其中Y表示特征图像中任意一像素的亮度；^ 、 ^ 、 ^分别表示原平面图像中任意一像素的红色、绿色、蓝色子像素亮度
5.如权利要求l所述的平面图像转伪立体图像的方法，其特征在于:对该原平面图像进行伪立体运算中，P点的深度信息^ _ z)采用如下方程计算得到其中，；表示设想系统的焦距，s表示两个摄像系统中心间的距离，d表示视差。
6 如权利要求l所述的平面图像转伪立体图像的方法，其特征在于左眼图像像素为 《 ，右眼的图像中像素为 《 ，其中，￥皿为像素的最大移动距离，图像的任意一点的像素为p"，y、该点像素的亮度为1:
7 如权利要求l所述的平面图像转伪立体图像的方法，其特征在于合成的立体图像采用如下方程计算得到其中，《-m(《:^w， ^^eC^y)c;，《^e"y)s分别为合并图像对应的RGB分量，^fe力为合并图像中的像素，C"』为左眼图像中的像素，^"^为右眼图像中的像素。
8 一种平面图像特征图像的提取方法，其特征在于，该特征图像为原平面图像的亮度信号，该亮度信号采用如下方程 3 计Y = & *0,299+ Pr * 0,587 + & * 0,114算得到，或采用方程 得到，其中，Y表示特征图像中任意一像素的亮度；P 、 ^、 ^分别表示原平面图像中任意一像素的红色、绿色、蓝色子像素亮度分量。
9 一种对平面图像进行伪立体运算的方法，其特征在于该平面图像中任意一点P的深度信息a — z)采用如下方程计算得到其中，；表示设想系统的焦距，s表示两个摄像系统中心间的距离，d表示视差。
10. 一种对两个图像合并成为立体图像的方法，其特征在于合成的立体图像用一计算模块根据如下方程计算得到<formula>formula see original document page 4</formula>其中，《-m(《:^w， ^^eC^y)c;，《^e"y)s分别为合并图像对应的RGB分量，^fe力为合并图像中的像素，C"』为左眼图像中的像素，^"^为右眼图像中的像素。
全文摘要
本发明涉及一种平面图像转伪立体图像的方法，该方法包括用一计算模块提取原平面图像；用一计算模块根据该原平面图像生成特征图像；用一计算模块对该原平面图像进行伪立体运算；用一计算模块生成对应该原平面图像的左眼图像和右眼图像；用一计算模块合成对应该原平面图像的立体图像。该方法具有简单、通用性高的优点。
文档编号G06T15/00GK101655986SQ20091030425
公开日2010年2月24日 申请日期2009年7月10日 优先权日2009年7月10日
发明者杨 孙, 蔡达维 申请人:天马微电子股份有限公司