插值方法和对应设备的制造方法_3

文档序号:9252445阅读:来源:国知局
联的值V是由垂直插值因子加权的像素131 和132周围的第一像素124和第二像素129相关联的值的和的平均,即:
[005引Vpixel= (口_X*V Pixel,124+ 0 _X*Vpixel,129)
[0056]其中Vphd是要与我们试图确定其相关联值的像素相关联的值,是与在我 们试图确定其相关联值的像素周围的第一像素相关联的值,而Vphd,i29是与在我们试图确 定其相关联值的像素周围的第二像素相关联的值。
[0化7] 应用于像素131和132,得到;
[005引 Vi3i=(2/3*VPixel,124+l/3*Vpixel,129)
[005引 ¥口2- (1/3*V Pixel,124+2/3*Vphel,129)
[0060] 双线性插值法有益地用于;当与在我们试图确定其相关联值的像素周围的像素相 关联的值已知和/或从一个像素到另一个像素没有显著变化时,确定不知道相关联值的像 素的值。例如,如果与第一矩阵10的一个或更多个像素101至104相关联的值是未知的, 双线性插值法将不用于确定由第二矩阵13的4个像素111至114围绕并与第一矩阵10的 4个像素101至104相对应的第二矩阵13的像素。W相同方式,如果第一矩阵10的4个像 素101至104中两个相邻像素之间的差出现(即如果与两个相邻像素相关联的值之间的差 大于所确定的阔值,该在实际中意味着该2个考虑的相邻像素属于与第一矩阵10相关联的 图像上的2个不同对象),则双线性插值法将不用于确定由第二矩阵13的4个像素111至 114围绕并与第一矩阵10的4个像素101至104相对应的第二矩阵13的像素。当该些情 况中的一种情况或其他情况发生时,将有益地使用结合图2描述的方法,W最小化插值误 差。
[0061] 图2示出了根据本发明的特定和有益实施例将第一组像素21、22、23和24(所谓 第一像素块)插值为第二组像素201至230 (所谓第二像素块)。第一像素块21至24对应 于例如第一像素矩阵10的像素块或对应于仅包括4个像素的第一像素矩阵20。根据图2 的非限制性示例,水平上采样因子N等于4,而垂直上采样因子M等于5。与像素21、23和 24相关联的值是已知的(经由由一个或更多个合适的传感器实施的测量或经由本领域技 术人员已知的任意估计方法)。=个像素21、23和24是相邻的并分布在两个相邻列和两个 相邻行上。根据第一示例,与第四像素22相关联的值是未知的,或代表捕捉或估计误差。根 据第二示例,与第一像素22相关联的值和与相同行的相邻像素21相关联的值之间的差大 于阔值,或与该像素22相关联的值和与相同列的相邻像素24相关联的值之间的差大于阔 值。值的差大于阔值代表一方面的该像素22和另一方面的像素21、23和24属于与第一块 10相关联的图像的两个不同对象。例如,如果与像素21至24相关联的值代表视差,两个像 素之间视差的显著差(即大于阔值(例如大于10个像素或15个像素))意味着一方面的 像素22和另一方面的像素21、23和24所属的对象属于不同深度面。W相同方式,如果与 像素21至24相关联的值代表灰度,灰度中的显著差(即大于阔值(例如当W8比特对灰 度进行编码时(即在0至255的范围中)大于16或32))揭示在像素21至24处存在轮廓 (contour),即一方面的像素22和另一方面的像素21、23和24属于图像的不同对象。为了 克服在对第一块20的4个像素进行上采样W生成第二块200的情况下将基于与4个像素 21至24相关联的4个值的插值问题,拷贝与像素21、23和24相关联的值并将其与第二块 200的对应像素相关联,即分别与像素201、226和230相关联。还拷贝与像素22相关联的 未知值(或相对于与像素21和24相关联的值之一,差比阔值大的值)并将其与同第一块 20的像素22相对应的第二块200的像素205相关联。如结合图1所解释,根据第一块20 中像素21、22、23和24的坐标并根据上采样因子M和N,确定分别与像素21、22、23和24相 对应的第二块200的像素201、205、226和230在X、Y参考系统中的坐标(即行号和列号)。 第一块20中像素21、22、23和24的坐标因此例如分别是(0,0)、(1,0)、(0,1)和(1,1),第 二块200中对应像素201、205、226和230的坐标分别是(0,0)、(4,0)、(0, 5)和(4, 5)。为 了确定要与其他像素 202、203、204、206 至 210、211 至 215、216 至 220、221 至 225、227、228 和229相关联的值,确定穿过已知相关联值的(第一块20的或等同的第二块200的(第一 块的像素21至24被拷贝到第二块))=个像素的平面的方程。平面的卡迪尔方程具有W 下形式:
[0062]a*x+b*y+c*z+d=0
[006引其中,X和y对应于平面的像素的坐标(即分别是平面的像素的列号和行号);z对应于与平面的像素相关联的值;a、b、C和d对应于通过已知平面的=个像素而能够确定 的平面的因子。
[0064] 一旦根据本领域技术人员已知的任意方法、基于已知X、y和Z的S个像素确定了 平面的方程(即一旦确定了因子a、b、c和d的值),能够找到与像素相关联的值,该值是通 过已知像素在第二块200中的坐标X和y(即列号和行号)来寻找的,Zpiwi对应于要与寻 找(已知像素的列号Xphd和像素的行号YphJ其相关联值的像素相关联的值。于是,我们 有:
[0065] = - (a*xpi,ei+b*ypixei+d)/c
[0066] 根据该等式并且已知我们想要确定其相关联值的像素的坐标X和y,能够确定针 对第二块200的每个像素(即对于经由第一块20而已知相关联值的4个像素201、205、226 和230所限制的区域中的每个像素)的Z(相关联值)。因此,能够确定位于S角形内部的 像素相关联的值(该=角形W用于确定平面的方程的=个点作为顶点,即像素201、226和 230),还能够确定与位于该S角形之外的像素相关联的值(例如像素202、203、220、225和 在图2中未呈现其参考的其他像素)。根据变体,将与像素22相关联并拷贝W与第二块200 的像素205相关联的值指派给我们设法确定要相关联的值的第二块的其他像素。根据图2 的示例,将像素205的值传播给属于与像素205的列相邻的列(在由像素201、205、226和 230限制的区域内)和与包括像素205的行最近的两行两者的像素。该值因而与像素204、 209、210、214和215相关联。有益地预定确定必须向第二块200中的哪些像素指派像素205 的值的一个或多个规则。用于决定向哪些像素指派未知值的准则之一是(水平和垂直)上 采样因子的奇偶性。在上采样因子M或N是奇数的情况下,在一半插值的列/行上传播像 素205的值,所关注的列/行号等于(M-D/2或(N-D/2。根据图2的示例,我们有奇数的 垂直上采样因子,因为其等于5。该意味着在包括其相关联值源自第一块20的像素201、 205和226、230的行之间存在4行。包括像素201和205的行例如被编号为0,且包括像素 226和230的行被编号为5。因此,包括被指派像素205的值的像素的两行是编号为1和2 的行。水平上采样因子N是偶数(根据图2的示例等于4),不能将第二块200的列数除W 二W获得整数。对于中间列(包括像素203和228的编号为2的列,依据编号为0的列是 最左侧列的原则,即包括像素201和226的列)的像素,需要确定应用哪个规则来确定它们 相关联的值的先验信息;使用平面的方程还是拷贝与像素205相关联的值。该意味着确定 中间列的像素必须属于包括像素21、23、24的对象或平面还是属于包括像素22的对象或平 面。根据情况,两种规则是有意义的。有益地,决定应用哪个规则的先验信息,在实现本文 所描述的插值方法之后缺省地编程和应用该规则。例如,为了综合查看的目的,将拷贝与距 离摄像机(距离视角)最远的深度相对应的视差值,并将限制视差值是不确定的像素的个 数。相反,为了 3D重构的目的,中间行和/或列的像素将保持不确定,即与该些像素相关联 的值将保持未知或不确定。在图2的示例中,决定使用穿过像素21、23、24(或等同地穿过 像素201、226和230)的平面的方程,W确定要与第2列的像素(例如像素203和208)相 关联的值,该些像素中的一些位于由顶点201、226和230形成的S角形的内部(即行3、4 和5的像素),其他像素位于该S角形的外部(即行0、1、2的像素)。根据图2的示例,6个 像素接收像素22的值,即针对具有列号3和4W及行号〇、1、2的第二块的6个
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