立體攝影系統(tǒng)及其方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種立體攝影系統(tǒng)及其方法，特別涉及一種可減少運(yùn)算量的立體攝影系統(tǒng)及其方法。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，隨著立體顯示技術(shù)的發(fā)展，立體影像的處理亦愈來愈重要。一般而言，形成立體影像可通過下列幾種方式，例如利用可得到深度信息的深度攝影機(jī)進(jìn)行拍攝、或由仿真人類雙眼視覺的雙攝影機(jī)進(jìn)行拍攝，再將拍攝到的二維影像經(jīng)過適當(dāng)?shù)挠跋裉幚硪缘玫搅Ⅲw影像。
[0003]所謂的立體影像，即除了一般二維平面影像之外，還要對(duì)于影像對(duì)中的對(duì)象具有不同的視覺深度。而將二維影像轉(zhuǎn)換為立體影像的技術(shù)稱為立體匹配(stereo matching)技術(shù)。立體匹配是對(duì)某一場(chǎng)景拍攝兩個(gè)以上影像，通過精確地找出影像間的匹配像素來估計(jì)所述場(chǎng)景的三維模型，并且將這些影像間的匹配像素的二維位置轉(zhuǎn)換為三維深度的處理。
[0004]在傳統(tǒng)的立體匹配的運(yùn)算技術(shù)中，通常將分別由兩個(gè)相機(jī)獲取的兩個(gè)影像中的一個(gè)影像作為參考圖像、另一個(gè)影像作為目標(biāo)圖像，并且輸出目標(biāo)圖像相對(duì)于參考圖像的視差圖(disparity map)。而每一像素的視差與被拍攝物體的距離呈反比。故，視差圖可用來描述所拍攝圖像中的立體深度。
[0005]然而，由于參考圖像中的每一像素均需計(jì)算出其視差，且現(xiàn)有的立體匹配的算法極為復(fù)雜，故運(yùn)算量極大。因此，在目前的半導(dǎo)體技術(shù)發(fā)展的限制之下，采用雙攝影機(jī)進(jìn)行立體攝影的技術(shù)都還在研發(fā)的階段，還難以達(dá)到商品化的階段。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于提供一種立體攝影系統(tǒng)，其提供了實(shí)現(xiàn)立體攝影的具體架構(gòu)，且可降低立體匹配的運(yùn)算量，使得所述立體攝影系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)商品化。
[0007]本發(fā)明的另一目的在于提供一種立體攝影方法，其采用間隔方式來計(jì)算視差，降低了運(yùn)算量，以解決目前半導(dǎo)體發(fā)展限制的問題。
[0008]本發(fā)明的再另一目的在于提供一種用于立體攝影系統(tǒng)的立體匹配的方法，其采用間隔方式來計(jì)算視差，降低了運(yùn)算量，達(dá)到所述立體攝影系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)商品化的目的。
[0009]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供的立體攝影系統(tǒng)包括一第一影像傳感器、一第二影像傳感器、一同步模塊、一結(jié)合模塊、一校準(zhǔn)模塊及一立體匹配模塊。所述第一影像傳感器用于擷取一第一影像，以產(chǎn)生一第一數(shù)據(jù)串流。所述第二影像傳感器相距所述第一影像傳感器一水平距離設(shè)置，用于擷取一第二影像，以產(chǎn)生一第二數(shù)據(jù)串流。所述同步模塊電性連接于所述第一影像傳感器及第二影像傳感器，用于同步化所述第一數(shù)據(jù)串流及所述第二數(shù)據(jù)串流，并同步化所述第一影像傳感器及所述第二影像傳感器的自動(dòng)曝光及自動(dòng)白平衡參數(shù)。所述結(jié)合模塊用于結(jié)合所述第一數(shù)據(jù)串流及所述第二數(shù)據(jù)串流以輸出一結(jié)合影像數(shù)據(jù)，所述結(jié)合影像數(shù)據(jù)包括所述第一影像及所述第二影像。所述校準(zhǔn)模塊用于對(duì)所述結(jié)合影像數(shù)據(jù)中的所述第一影像及所述第二影像進(jìn)行一影像校準(zhǔn)及一水平校正。所述立體匹配模塊用于計(jì)算所述第一影像中的一參考像素與所述第二影像中的一對(duì)應(yīng)像素的一距離差值，其中所述立體匹配模塊在所述第二影像的一像素列上以間隔方式比較多個(gè)像素相對(duì)于所述參考像素的價(jià)值。
[0010]在一優(yōu)選實(shí)施例中，所述間隔方式為間隔一預(yù)定數(shù)量的像素。具體而言，所述預(yù)定數(shù)量為一正整數(shù)。
[0011 ] 在一優(yōu)選實(shí)施例中，所述價(jià)值為亮度差異。
[0012]在一優(yōu)選實(shí)施例中，所述立體匹配模塊還包括一次像素內(nèi)插單元，用于精確計(jì)算所述距離差值，使得所述距離差值的誤差小于0.1像素。
[0013]在一優(yōu)選實(shí)施例中，所有所述像素位于所述像素列上的一搜尋區(qū)間。
[0014]在一優(yōu)選實(shí)施例中，所述同步模塊提供一控制頻率信號(hào)至所述第一影像傳感器及所述第二影像傳感器。此外，所述第一數(shù)據(jù)串流與所述第二數(shù)據(jù)串流具有同步的數(shù)據(jù)行信號(hào)。
[0015]在一優(yōu)選實(shí)施例中，所述立體匹配模塊利用軟件、固件、或硬件其中之一或其組合來實(shí)施。
[0016]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供的立體攝影方法包括下列步驟:分別通過一第一影像傳感器及一第二影像傳感器擷取一第一影像及一第二影像，以產(chǎn)生一第一數(shù)據(jù)串流及一第二資料串流；同步化所述第一數(shù)據(jù)串流及所述第二數(shù)據(jù)串流，并同步化所述第一影像傳感器及所述第二影像傳感器的自動(dòng)曝光及自動(dòng)白平衡參數(shù)；結(jié)合所述第一數(shù)據(jù)串流及所述第二數(shù)據(jù)串流以輸出一結(jié)合影像數(shù)據(jù)，所述結(jié)合影像數(shù)據(jù)包括所述第一影像及所述第二影像；對(duì)所述結(jié)合影像數(shù)據(jù)中的所述第一影像及所述第二影像進(jìn)行一影像校準(zhǔn)及一水平校正；以及計(jì)算所述第一影像中的一參考像素與所述第二影像中的一對(duì)應(yīng)像素的一距離差值，其中計(jì)算所述距離差值還包括在所述第二影像的一像素列上以間隔方式比較多個(gè)像素相對(duì)于所述參考像素的價(jià)值。
[0017]在一優(yōu)選實(shí)施例中，所述間隔方式為間隔一預(yù)定數(shù)量的像素。具體而言，所述預(yù)定數(shù)量為一正整數(shù)。
[0018]在一優(yōu)選實(shí)施例中，所述價(jià)值為亮度差異。
[0019]在一優(yōu)選實(shí)施例中，計(jì)算所述距離差值還包括進(jìn)行次像素內(nèi)插計(jì)算，以精確計(jì)算所述距離差值，使得所述距離差值的誤差小于0.1像素。
[0020]在一優(yōu)選實(shí)施例中，所有所述像素位于所述像素列上的一搜尋區(qū)間。
[0021]在一優(yōu)選實(shí)施例中，計(jì)算所述距離差值利用軟件、固件、或硬件其中之一或其組合來實(shí)施。
[0022]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了用于立體攝影系統(tǒng)的立體匹配的方法，所述立體攝影系統(tǒng)包括擷取一第一影像的一第一影像傳感器及擷取一第二影像的一第二影像傳感器，所述方法包括:計(jì)算所述第一影像中的一參考像素與所述第二影像中的一對(duì)應(yīng)像素的一距離差值，其中計(jì)算所述距離差值還包括在所述第二影像的一像素列上以間隔方式比較多個(gè)像素相對(duì)于所述參考像素的價(jià)值。
[0023]在一優(yōu)選實(shí)施例中，所述間隔方式為間隔一預(yù)定數(shù)量的像素，且所述預(yù)定數(shù)量為一正整數(shù)。
[0024]相較于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明采用的立體匹配模塊不僅以間隔方式降低計(jì)算視差的運(yùn)算量，且通過次像素內(nèi)插的計(jì)算，還可提高計(jì)算立體深度的精準(zhǔn)度。也就是說，本發(fā)明的立體攝影系統(tǒng)及方法不僅通過間隔方式減少了計(jì)算量，且也因具有次像素內(nèi)插計(jì)算使得精確度提高，從而達(dá)到可實(shí)現(xiàn)商品化的目的。
[0025]為讓本發(fā)明的上述和其它目的、特征、和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，配合附圖，作詳細(xì)說明如下。
【附圖說明】
[0026]圖1為本發(fā)明一優(yōu)選實(shí)施例的立體攝影系統(tǒng)的示意方塊圖。
[0027]圖2為第一數(shù)據(jù)串流及第二數(shù)據(jù)串流的時(shí)序示意圖。
[0028]圖3為結(jié)合模塊的運(yùn)作示意圖。
[0029]圖4為立體匹配模塊的運(yùn)作示意圖。
[0030]圖5為第一影像及所述第二影像的示意圖。
[0031]圖6為計(jì)算距離差值的示意圖。
[0032]圖7為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的價(jià)值函數(shù)示意圖。
[0033]圖8為本發(fā)明一優(yōu)選實(shí)施例的立體攝影方法的流程圖。
[0034]附圖標(biāo)記:
10立體攝影系統(tǒng)；
120第一影像傳感器；
140第二影像傳感器；
150同步模塊；
160結(jié)合模塊；
170影像信號(hào)處理模塊；
180校準(zhǔn)模塊；
190立體匹配模塊；
195次像素內(nèi)插單元；
220第一資料串流；
222數(shù)據(jù)行信號(hào)；
222 (1Γ 222 (N)第I行的數(shù)據(jù)行信號(hào)至第N行的數(shù)據(jù)行信號(hào)；
240第二資料串流；
242數(shù)據(jù)行信號(hào)；
242 (1Γ 242 (N)第I行的數(shù)據(jù)行信號(hào)至第N行的數(shù)據(jù)行信號(hào)；
260結(jié)合影像數(shù)據(jù)；
310控制頻率信號(hào)；
420第一影像；
440第二影像；
450極線；
460像素列；D資料點(diǎn)；
P像素；
Pl參考像素；
Pr對(duì)應(yīng)像素；
R搜尋區(qū)間；
Xl、Xr坐標(biāo)；
f(x)價(jià)值函數(shù)；
SlO?S50步驟。
【具體實(shí)施方式】
[0035]本發(fā)明的多個(gè)優(yōu)選實(shí)施例通過附圖與下面的說明作詳細(xì)描述，在不同的附圖中，相同的組件符號(hào)表示相同或相似的組件。
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