立体图像产生方法及其装置与流程
本发明涉及一种图像产生方法，特别是涉及一种立体图像产生方法及其装置。
背景技术：
现有的立体图像技术是通过一立体显示器播放左右眼画面，分别传送到左眼及右眼中，让观赏者在脑中产生立体三维空间的错觉进而产生立体效果，亦即利用双眼的水平视差而产生立体感。然而，借由双眼视差而产生立体空间感，违背了人眼正常的视觉反应，使得双眼视觉不协调，因而让观赏者产生头痛、眼睛疲倦等不舒适的感觉。
上述造成双眼视觉不协调的原因可归咎于立体图像的深度信息所产生的左右眼视差太大，为了提高观赏质量，许多现有技术皆着重于如何借由调整视差值来得到更好的观赏质量的研究上例如，以双眼聚合能力决定视差值的上下限。或是在图像的特定范围当中，强化其深度感，调整的过程中更考虑到了人眼对深度信息的灵敏度。又或是为了强调特定区域的立体视觉，把容易混淆深度的画面信息删除或模糊弱化。
然而，现有的立体图像技术，虽然考虑了人眼视觉因素来优化立体图像，但是对于观赏者与该立体显示器的互动着墨甚少，以至于需要观赏者的观赏条件，例如观赏者注视该立体显示器的注视位置，刚好落在优化范围内才能获得良好的立体视觉。换句话说，如果观赏者的观赏条件改变后不在目前优化演算法的范围内，则立体图像优化的效果大幅减低。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种能根据观赏者的注视位置即时地优化立体图像的立体图像产生方法。
本发明的立体图像产生方法，由一处理单元来实施，该处理单元电连接一存储单元及一显示单元，该存储单元存储多个对应于一第一视角的第一图像、多个对应于一第二视角且分别对应所述第一图像的第二图像、多张视差图及一相关于该显示单元的单位面积上的像素数量的像素密度值，每一视差图对应于所述第一图像的其中一个与所对应的该第一图像对应的第二图像，并包括多个分别对应多个像素点的视差值，该立体图像产生方法包含以下步骤：(a)获得相关于该观赏者的观赏数据，该观赏数据包括一相关于该观赏者两眼瞳孔的瞳孔距离、一第一常数值及一第二常数值；(b)对于每一第一图像及每一对应该第一图像的第二图像，在接收到相关于该观赏者于该显示单元的一注视位置的位置信息后，根据一相关于该第一图像及该第二图像所对应的视差图及该位置信息，获得位于该位置信息中的像素点所对应的一聚合处视差值；(c)对于每一第一图像及每一对应该第一图像的第二图像，至少根据该观赏数据及该聚合处视差值产生一转换模型；(d)对于每一第一图像及每一对应该第一图像的第二图像，根据该转换模型，将该视差图的所述视差值分别转换成多个转换后视差值，以获得一转换后的视差图；及(e)对于每一第一图像及每一对应该第一图像的第二图像，根据该转换后的视差图将该第一图像及该第二图像合成为一立体图像。
本发明的立体图像产生方法，该处理单元还电连接一眼动追踪单元，该存储单元还存储该第一常数值及该第二常数值，在步骤(a)中，该处理单元接收来自该眼动追踪单元所估测的该瞳孔距离，以获得该观赏数据中的该瞳孔距离，并自该存储单元获得该观赏数据的该第一常数值及该第二常数值，且在步骤(b)中，该处理单元接收来自该眼动追踪单元的该位置信息。
本发明的立体图像产生方法，该处理单元还电连接一输入单元，在步骤(a)中，该处理单元接收来自该输入单元所产生的该观赏数据，以获得该观赏数据，在步骤(b)中，该处理单元接收来自该输入单元所产生的该位置信息。
本发明的立体图像产生方法，该处理单元还电连接一眼动追踪单元及一输入单元，在步骤(a)中，该处理单元接收来自该眼动追踪单元所估测的该瞳孔距离，以获得该观赏数据中的该瞳孔距离，并接收来自该输入单元所产生的该第一常数值及该第二常数值，以获得该观赏数据中的该第一常数值及该第二常数值，在步骤(b)中，该处理单元接收来自该眼动追踪单元的该位置信息。
本发明的立体图像产生方法，步骤(c)包括以下子步骤：(c-1)对于每一第一图像及每一对应该第一图像的第二图像，根据该观赏数据的该瞳孔距离、该第一常数值及该像素密度获得一视差上限值，且根据该观赏数据的该瞳孔距离与该第二常数值及该像素密度产生一视差下限值；及(c-2)对于每一第一图像及每一对应该第一图像的第二图像，至少根据该视差上限值、该视差下限值及该聚合处视差值产生该转换模型。
本发明的立体图像产生方法，在步骤(c-1)中，该视差上限值以下式表示：dmax＝(deye×ppi)/(cmax+1)，其中dmax代表该视差上限值，deye代表该瞳孔距离，ppi代表该像素密度值，cmax代表该第一常数值；该视差下限值以下式表示：dmin＝(deye×ppi)/(cmin+1)，其中dmin代表该视差下限值，cmin代表该第二常数值。
本发明的立体图像产生方法，在步骤(c-2)中，该转换模型以下式表示：
本发明的立体图像产生方法，在步骤(c-2)中，不仅根据该视差上限值与该视差下限值，还根据一相关于该视差图的原始视差下限值及一相关于该视差图的原始视差上限值产生该转换模型，该转换模型以下式表示：
t(ds)＝as×ds×(dmax－dmin)/(dmaxnt－dminnt)+dmin，dminnt<d<dmaxnt，dminnt<d<dmaxnt，df-s<ds<df+s；
t(dns)＝ans×dns×(dmax－dmin)/(dmaxnt－dminnt)+dmin，dminnt<d<dmaxnt，dminnt<d<dmaxnt，dminnt<dns<df－s或df+s<dns<dmaxnt，
其中t(ds)代表一第一转换函数，t(dns)代表一第二转换函数，s代表一第一预定值，as代表一第二预定值，ans代表一第三预定值，df代表该聚合处视差值，dminnt代表该原始视差下限值，dmaxnt代表该原始视差上限值。
本发明的另一目的在于提供一种能根据观赏者的注视位置即时地优化立体图像的立体图像产生装置。
本发明的立体图像产生装置包含一存储单元及一处理单元。
该存储单元存储多个对应于一第一视角的第一图像、多个对应于一第二视角且分别对应所述第一图像的第二图像、多张视差图及一相关于一显示单元的单位面积上的像素数量的像素密度值，每一视差图对应于所述第一图像的其中一个与所对应的该第一图像对应的第二图像，并包括多个分别对应多个像素点的视差值。
该处理单元电连接该存储单元，用于获得相关于一观赏者的观赏数据，该观赏数据包括一相关于该观赏者两眼瞳孔的瞳孔距离、一第一常数值及一第二常数值，并对于每一第一图像及每一对应该第一图像的第二图像，在该处理单元接收到相关于该观赏者于该显示单元的一注视位置的位置信息后，该处理单元根据一相关于该第一图像及该第二图像所对应的视差图及该位置信息，获得一位于该位置信息中的像素点所对应的一聚合处视差值，且至少根据该观赏数据及该聚合处视差值产生一转换模型，再根据该转换模型，将该视差图的所述视差值分别转换成多个转换后视差值，以获得一转换后的视差图，最后根据该转换后的视差图将该第一图像及该第二图像合成为一立体图像。
本发明的立体图像产生装置，还包含一电连接该处理单元的眼动追踪单元，该眼动追踪单元用于估测该观赏者两眼瞳孔的瞳孔距离，并感测该观赏者的双眼眼球的移动而产生该位置信息，该存储单元还存储该观赏数据的该第一常数值及该第二常数值，该处理单元借由接收来自该眼动追踪单元所估测的该瞳孔距离，以获得该观赏数据中的该瞳孔距离，并自该存储单元获得该观赏数据的该第一常数值及该第二常数值，且该处理单元接收来自该眼动追踪单元的该位置信息。
本发明的立体图像产生装置，还包含一电连接该处理单元的输入单元，该输入单元用于响应于一经由该观赏者的输入操作，产生该观赏数据及该位置信息，该处理单元借由接收来自该输入单元所产生的该观赏数据，以获得该观赏数据，并接收来自该输入单元所产生的该位置信息。
本发明的立体图像产生装置，还包含一电连接该处理单元的眼动追踪单元及一电连接该处理单元的输入单元，该眼动追踪单元用于估测该观赏者两眼瞳孔的瞳孔距离，并感测该观赏者的双眼眼球的移动而产生该位置信息，该输入单元用于响应于一经由该观赏者的输入操作，产生该观赏数据的该第一常数值及该第二常数值，该处理单元借由接收来自该眼动追踪单元所估测的该瞳孔距离，以获得该观赏数据中的该瞳孔距离，并接收来自该输入单元所产生的该第一常数值及该第二常数值，以获得该观赏数据的该第一常数值及该第二常数值，且该处理单元接收来自该眼动追踪单元的该位置信息。
本发明的立体图像产生装置，该处理单元根据该观赏数据的该瞳孔距离、该第一常数值及该像素密度获得一视差上限值，且根据该观赏数据的该瞳孔距离与该第二常数值及该像素密度产生一视差下限值，且至少根据该视差上限值及该视差下限值获得该转换模型。
本发明的立体图像产生装置，该视差上限值以下式表示：dmax＝(deye×ppi)/(cmax+1)，其中dmax代表该视差上限值，deye代表该瞳孔距离，ppi代表该像素密度值，cmax代表该第一常数值；该视差下限值以下式表示：dmin＝(deye×ppi)/(cmin+1)，其中dmin代表该视差下限值，cmin代表该第二常数值。
本发明的立体图像产生装置，该转换模型以下式表示：
本发明的立体图像产生装置，还根据一相关于所述视差值的原始视差下限值及一相关于所述视差值的原始视差上限值产生该转换模型，该转换模型以下式表示：
t(ds)＝as×ds×(dmax－dmin)/(dmaxnt－dminnt)+dmin，dminnt<d<dmaxnt，dminnt<d<dmaxnt，df-s<ds<df+s；
t(ds)＝ans×dns×(dmax－dmin)/(dmaxnt－dminnt)+dmin，dminnt<d<dmaxnt，dminnt<d<dmaxnt，dminnt<dns<df－s或df+s<dns<dmaxnt，
其中t(ds)代表一第一转换函数，t(dns)代表一第二转换函数，s代表一第一预定值，as代表一第二预定值，ans代表一第三预定值，df代表该聚合处视差值，dminnt代表该原始视差下限值，dmaxnt代表该原始视差上限值。
本发明的有益效果在于：对于每一第一图像及每一第二图像，该处理单元在接收该位置信息后，该处理单元根据该视差图与该位置信息获得该聚合处视差值，并至少根据该观赏数据与该聚合处视差值产生该转换模型，再根据该转换模型获得该转换后的视差图，最后根据该转换后的视差图将该第一图像及该第二图像合成为该立体图像，借此根据不同的观赏条件(亦即，不同的注视位置)将该第一图像及该第二图像合成为优化后的该立体图像。
附图说明
本发明的其他的特征及功效，将于参照图式的实施方式中清楚地呈现，其中：
图1是一方块图，说明本发明立体图像产生装置的一实施例；及
图2是一流程图，说明本发明立体图像产生方法的一实施例。
具体实施方式
参阅图1，本发明立体图像产生装置100包含一存储单元11、一输入单元12、一眼动追踪单元13及一处理单元14。
该存储单元11存储多个对应于一第一视角的第一图像、多个对应于一第二视角且分别对应所述第一图像的第二图像、多张视差图及一相关于一显示单元(图未示)的单位面积上的像素数量的像素密度值，亦即每英寸像素(pixelsperinch,ppi)。每一视差图对应于所述第一图像的其中一个与所对应的该第一图像对应的第二图像，并包括多个分别对应多个像素点的视差值。在本实施例中，该第一视角为例如为一观赏者左眼的视角，该第二视角为例如为该观赏者右眼的视角。要特别说明的是，在本实施例中，每一视差图是该处理单元14根据一相关于该第一图像且包括多个分别对应所述像素点的第一视差值的第一视差图及一相关于该第二图像且包括多个分别对应所述像素点的第二视差值的第二视差图而产生，该视差图的每一像素点对应的视差值是取该像素点对应的第一视差值或第二视差值或是两者的平均，由于本发明的特征并不在于本领域技术人员所已知的产生该第一视差图及该第二视差图的技术，故不多加赘述。
该输入单元12用于响应于一经由该观赏者的输入操作，产生一第一常数值及一第二常数值。在本实施例中，该第一常数值为在负视差时，一观赏距离除以一最大虚拟对象距离的值；该第二常数值为在正视差时，该观赏距离除以该最大虚拟对象距离的值，其中，该观赏距离为该观赏者眼睛到该显示单元的距离，该最大虚拟对象距离为该第一图像与该第二图像的虚拟对象与该显示单元的最大距离。
该眼动追踪单元13用于估测该观赏者两眼瞳孔的瞳孔距离，并感测该观赏者的双眼眼球的移动而产生相关于该观赏者于该显示单元的一注视位置的位置信息，该眼动追踪单元13例如为一眼动仪(eyetrackingsystem)。
该处理单元14电连接该存储单元11、该输入单元12及该眼动追踪单元13。
要特别注意的是，在其他实施例中，该立体图像产生装置100不包含该输入单元12，且该存储单元11还存储该第一常数值及该第二常数值。在另一其他实施例中，该立体图像产生装置100不包含该眼动追踪单元13，且该输入单元12用于响应于该观赏者的该输入操作，不仅产生该第一常数值及该第二常数值，还产生该瞳孔距离及该位置信息。且在其他实施例中，该眼动追踪单元13用于感测该观赏者的双眼眼球的一旋转角度而产生相关于该旋转角度的眼球角度信息，该处理单元14再根据该眼球角度信息产生该位置信息。
参阅图1及图2，说明了本发明立体图像产生装置100如何执行本发明立体图像产生方法的一实施例，该实施例包含以下步骤。
在步骤201中，该处理单元14相关于该观赏者的观赏数据，该观赏数据包括该瞳孔距离、该第一常数值及该第二常数值，其中该处理单元14由该眼动追踪单元13获得该瞳孔距离，并由该输入单元12获得该第一常数值及该第二常数值。
在步骤202中，对于每一第一图像及每一对应该第一图像的第二图像，该处理单元14在接收到来自该眼动追踪单元13的该位置信息后，根据该第一图像及该第二图像所对应的视差图及该位置信息，获得一位于该位置信息中的像素点所对应的一聚合处视差值。
要特别注意的是，在其他该立体图像产生装置100不包含该输入单元12的实施例中，在步骤201中，该处理单元14由该存储单元11获得该第一常数值及该第二常数值。在另一其他该立体图像产生装置100不包含该眼动追踪单元13的实施例中，在步骤201中，该处理单元14由该输入单元12获得该瞳孔距离、该第一常数值及该第二常数值。在步骤202中，该处理单元14接收到来自该输入单元12该位置信息。
在步骤203中，对于每一第一图像及每一对应该第一图像的第二图像，该处理单元14根据该瞳孔距离、该第一常数值及该像素密度获得一视差上限值，且根据该瞳孔距离、该第二常数值及该像素密度产生一视差下限值，该视差上限值以下式表示：
dmax＝(deye×ppi)/(cmax+1)，其中dmax代表该视差上限值，deye代表该瞳孔距离，ppi代表该像素密度值，cmax代表该第一常数值。
该视差下限值以下式表示：
dmin＝－(deye×ppi)/(cmin+1)，其中dmin代表该视差下限值，cmin代表该第二常数值。
需注意的是，在本实施例中，步骤203是在步骤202之后执行，但在其它实施例中，步骤203可以与步骤202同时执行，或在步骤202之前执行。
在步骤204中，对于每一第一图像及每一对应该第一图像的第二图像，该处理单元14根据该视差上限值、该视差下限值及该聚合处视差值产生一转换模型，该转换模型以下式表示：
其中t(d)代表一转换函数，df代表该聚合处视差值，dminnt代表相关于该视差图的所述视差值的一原始视差下限值，dmaxnt代表相关于该视差图的所述视差值的一原始视差上限值，erf[.]代表误差函数(errorfunction)。
要再特别注意的是，在其他实施例中，该处理单元14不仅根据该视差上限值与该视差下限值，还根据该原始视差下限值及该原始视差上限值产生该转换模型，且该转换模型可以下式表示：
t(ds)＝as×ds×(dmax－dmin)/(dmaxnt－dminnt)+dmin，dminnt<d<dmaxnt，dminnt<d<dmaxnt，df-s<ds<df+s；
t(dns)＝ans×dns×(dmax－dmin)/(dmaxnt－dminnt)+dmin，dminnt<d<dmaxnt，dminnt<d<dmaxnt，dminnt<dns<df－s或df+s<dns<dmaxnt，
其中t(ds)代表一第一转换函数，t(dns)代表一第二转换函数，s代表一第一预定值，as代表一第二预定值，ans代表一第三预定值，dminnt代表该原始视差下限值，dmaxnt代表该原始视差上限值，ds代表该观赏者所注视该显示单元的感兴趣区域中所包含的像素点所对应的视差值，dns代表该感兴趣区域以外的像素点所对应的视差值。
在步骤205中，对于每一第一图像及每一对应该第一图像的第二图像，该处理单元14根据该转换模型，将该视差图的所述视差值分别转换成多个转换后视差值，以获得一转换后的视差图。借由该转换模型所获得的转换后的视差图可强化该观赏者所注视的感兴趣区域中所包含的像素点所对应的视差值，并降低该观赏者所注视的感兴趣区域以外所包含的像素点所对应的视差值，以使得该观赏者所注视的感兴趣区域的立体感被强化，并抑制非感兴趣区域的立体感，此外，不论是感兴趣区域的像素点所对应的视差值，还是非感兴趣区域的像素点所对应的视差值，皆会落在该视差下限值与该视差上限值所界定出的范围间，进而达成良好舒适的立体观赏体验。
在步骤206中，对于每一第一图像及每一对应该第一图像的第二图像，该处理单元14根据该转换后的视差图将该第一图像及该第二图像合成为一立体图像。
综上所述，本发明立体图像产生方法及其装置，该处理单元14获得该观赏数据，并对于每一第一图像及每一第二图像，该处理单元14在接收该位置信息后，该处理单元14根据该视差图与该位置信息获得该聚合处视差值，并至少根据该观赏数据与该聚合处视差值产生该转换模型，再根据该转换模型获得该转换后的视差图，最后根据该转换后的视差图将该第一图像及该第二图像合成为一立体图像，借此在每一立体图像的合成中，即时地根据该观赏者的不同观赏条件(亦即，不同的注视位置)来将该第一图像及该第二图像合成为优化后的该立体图像，故确实能达成本发明的目的。
以上所述仅为本发明较佳实施例，然其并非用以限定本发明的范围，任何熟悉本项技术的人员，在不脱离本发明的精神和范围内，可在此基础上做进一步的改进和变化，因此本发明的保护范围当以本申请的权利要求书所界定的范围为准。
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