專利名稱：立體影像的景深數(shù)據(jù)建立方法及其系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一種景深數(shù)據(jù)建立方法，特別是有關(guān)于一種用以計(jì)算兩不同視角的眼影像的偏移量，以取得深度圖的景深數(shù)據(jù)建立方法及其系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
一般而言，立體影像多由兩組不同視角的影像數(shù)據(jù)所組成，其中， 一組是對應(yīng)于左眼視角，另一組則是對應(yīng)于右眼視角。對應(yīng)于左眼視角的影像稱為左眼影像，對應(yīng)于右眼視角的影像稱為右眼影像。
先前技術(shù)中，建立立體影像的方式不外乎有三種。第一種利用虛擬實(shí)境軟件(VirtualSoftware)建立立體(3D， three-dimensional)場景，包含虛擬人物、虛擬物品、虛擬建筑物等等，再利用虛擬實(shí)境軟件的攝影套件以不同視角拍攝此立體場景。然而，利用虛擬實(shí)境軟件(Virtual Software)所制作出的影像本身就具有深度信息存在(即影像已包含3個(gè)相互垂直軸向數(shù)據(jù)，被拍攝的物體或場景可被虛擬實(shí)境軟件控制而轉(zhuǎn)動(dòng))。
第二種利用兩個(gè)拍攝裝置對同一景物進(jìn)行拍攝，產(chǎn)生針對此景物的兩個(gè)視角影像，兩個(gè)視像影像各別為上述的左眼影像與右眼影像。當(dāng)播放影像時(shí)，令觀視者的左眼僅看到左眼影像，令觀視者的右眼僅看到右眼影像。藉此，觀視者即會(huì)于大腦中產(chǎn)生立體視覺，使觀視者感覺看到真實(shí)的立體實(shí)物。
第三種利用具有紅外線傳感器的拍攝裝置對一景物進(jìn)行拍攝，紅外線傳感器是發(fā)射一紅外光線，此紅外光線碰到物體會(huì)反射，紅外線傳感器是接收此反射的紅外光線，并根據(jù)接收紅外光線的時(shí)間與頻率等條件，判斷景物與拍攝裝置的距離，判斷出實(shí)際景物外輪廓的深度變化，進(jìn)而計(jì)算出景物的深度數(shù)據(jù)，以整合于拍攝的影像中。
然利用虛擬實(shí)境軟件建立立體場景再進(jìn)行拍攝的手段，需先設(shè)計(jì)虛擬場景并拍攝制作3D的立體動(dòng)畫，十分費(fèi)時(shí)，而且無法應(yīng)用于實(shí)際物體(包含人體或物品)的拍攝作業(yè)。
其次，對同一景物進(jìn)行拍攝兩不同視角影像，再合成為立體影像者，觀視者皆可從此立體影像感覺出物體的立體感，但此種立體影像并不能得到有景深數(shù)據(jù)或景深訊號。
而且，具有紅外線傳感器的拍攝裝置在拍攝影像時(shí)，雖可利用紅外光線感應(yīng)景物的深淺遠(yuǎn)近以計(jì)算出相關(guān)景深數(shù)據(jù)，但紅外線傳感器的感應(yīng)距離相當(dāng)有限，拍攝裝置與實(shí)際景物太遠(yuǎn)時(shí)，紅外線傳感器即無法感應(yīng)出實(shí)際景物外輪廓的深度變化，即無法正確的取得有效的景深數(shù)據(jù)。
因此，如何有效的取得立體景像的景深數(shù)據(jù)即為各廠商應(yīng)思考的課題。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明所欲解決的問題是在于提供一種快速且有效的取得立體影像的景深數(shù)據(jù)的方法與系統(tǒng)。
為解決上述方法問題，本發(fā)明所提供的技術(shù)手段是揭露一種立體影像的景深數(shù)據(jù)建立方法，是應(yīng)用于一立體影像，此立體影像包含一第一眼影像與一第二fe影像。此方法中，是建立一偏移向量矩陣，此偏移向量矩陣包含復(fù)數(shù)個(gè)數(shù)據(jù)域，各數(shù)據(jù)域是與第一眼影像的n個(gè)第一畫素相互對應(yīng)，n為自然數(shù)。取得第一眼影像的一第a個(gè)第一畫素，i為介于l與n之間的整數(shù)。以一畫素選取區(qū)塊建立一基準(zhǔn)框于第一眼影像，基準(zhǔn)框包含復(fù)數(shù)個(gè)第一畫素，并以第a個(gè)第一畫素為中心。根據(jù)第a個(gè)第一畫素所屬的基準(zhǔn)框，于第二眼影像中搜尋一目標(biāo)框，目標(biāo)框與基準(zhǔn)框具有一最小灰階差值，以根據(jù)最小灰階差值計(jì)算出一偏移向量值。藉此方式將所有第a個(gè)第一畫素對應(yīng)的偏移向量值找出，記錄于偏移向量矩陣。將偏移向量矩陣轉(zhuǎn)換成深度圖。
為解決上述裝置問題，本發(fā)明所提供的技術(shù)手段是揭露一種立體影像的景深數(shù)據(jù)建立系統(tǒng)，是應(yīng)用于一立體影像，此立體影像包含一第一眼影像與一第二眼影像。此系統(tǒng)包含一儲(chǔ)存模塊、 一偏移運(yùn)算器與一比較器。
儲(chǔ)存模塊用以記錄一偏移向量矩陣，此偏移向量矩陣包含復(fù)數(shù)個(gè)數(shù)據(jù)域，各數(shù)據(jù)域是與第一眼影像的n個(gè)第一畫素相互對應(yīng)，n為自然數(shù)。偏移運(yùn)算器用以根據(jù)一畫素選取區(qū)塊建立一基準(zhǔn)框于第一眼影像，基準(zhǔn)框內(nèi)涵蓋多個(gè)第一畫素，并以第a個(gè)第一畫素為中心，及根據(jù)第a個(gè)第一畫素對應(yīng)的基準(zhǔn)框，于第二眼影像中搜尋一目標(biāo)框，目標(biāo)框與基準(zhǔn)框具有一最小灰階差值，以根據(jù)最小灰階差值計(jì)算出一偏移向量值。比較器用以記錄各第一畫素所對應(yīng)的偏移向量值于偏移向量矩陣的各數(shù)據(jù)域，在判斷每一第a個(gè)第一畫素的偏移向量值己全數(shù)記錄于偏移向量矩陣時(shí)，轉(zhuǎn)換偏移向量矩陣為一深度圖。
本發(fā)明所揭露的方法與系統(tǒng)，其使得傳統(tǒng)3D左眼影像與右眼影像在被轉(zhuǎn)換為2D影像時(shí)，迅速產(chǎn)生上述的深度圖，供影像顯示設(shè)備根據(jù)2D影像與深度圖呈現(xiàn)具有立體感的立體影像，并顯示對應(yīng)立體影像的復(fù)數(shù)個(gè)視點(diǎn)的三維效果。而且，偏移向量矩陣是記錄各第一畫素在第二眼影像上的偏移向量值，故轉(zhuǎn)換出來的深度圖，在結(jié)合于原立體影像時(shí)，可有效的改善立體影像的合成效果。而且，本發(fā)明所揭露的方法與系統(tǒng)不僅可對由拍攝設(shè)備進(jìn)行所產(chǎn)出的影像作處理，對于并非拍攝而得的動(dòng)態(tài)畫面或靜態(tài)畫面也可進(jìn)行處理，進(jìn)一步的擴(kuò)大本發(fā)明的實(shí)用范圍、適用場合與應(yīng)用層面。


圖1 是本發(fā)明的系統(tǒng)方塊圖的一例；圖2是本發(fā)明的景深數(shù)據(jù)建立方法流程圖的一例；
圖3是本發(fā)明的基準(zhǔn)框劃分示意圖4是本發(fā)明的基準(zhǔn)框結(jié)構(gòu)示意圖的一例；
圖5是本發(fā)明的景深數(shù)據(jù)建立方法的細(xì)部流程圖6是本發(fā)明的預(yù)選框于第二眼影像的配置圖的一例；
圖7是本發(fā)明的預(yù)選框結(jié)構(gòu)圖的一例；
圖8是本發(fā)明的畫素選取區(qū)塊的格式編碼圖的一例；
圖9是本發(fā)明的偏移向量矩陣示意圖的一例；
圖10是本發(fā)明的偏移向量矩陣Z的一例；
圖11是本發(fā)明的立體影像的景深數(shù)據(jù)建立方法的另一例；
主要組件符號說明
I 景物
II 第一眼影像
12 第二眼影像
13 偏移向量矩陣
21 第一成像模塊
22 第二成像模塊
23 偏移運(yùn)算器
24 比較器
25 儲(chǔ)存模塊
31 基準(zhǔn)框
32 預(yù)選框
41 第a個(gè)第一畫素
42 第a個(gè)第二畫素
43 預(yù)選第二畫素
SllO、 S120、 S130、 S140、 S150、 S160、 S161、 S162、 S163:步驟
具體實(shí)施例方式
為使對本發(fā)明的終點(diǎn)、構(gòu)造特征及其功能有進(jìn)一步的了解，茲配合相關(guān)實(shí)施例及圖式詳細(xì)說明如下
請參照圖l，其為本發(fā)明的系統(tǒng)方塊圖的一例，此系統(tǒng)包含一第一成像模塊21、 一第二成像模塊22、 一儲(chǔ)存模塊25、 一偏移運(yùn)算器23與一比較器24。
第一成像模塊21是拍攝一景物1以產(chǎn)生一第一眼影像11，第二成像模塊22是拍攝相同的景物1以產(chǎn)生一第二眼影像12。儲(chǔ)存模塊25用以記錄一偏移向量矩陣13，此偏移向量矩陣13包含復(fù)數(shù)個(gè)數(shù)據(jù)域，數(shù)據(jù)域的數(shù)量是與第一眼影像11欲進(jìn)行偏移計(jì)算的第一畫素的數(shù)量相同，在此設(shè)為n。
偏移運(yùn)算器23會(huì)以第一眼影像11的第a個(gè)第一畫素41為中心，根據(jù)一畫素選取區(qū)塊建立一基準(zhǔn)框31，此基準(zhǔn)框31除第a個(gè)第一畫素41夕卜，尚涵蓋有多個(gè)第一畫素。偏移運(yùn)算器23會(huì)根據(jù)此基準(zhǔn)框31，在第二眼影像12上找出一個(gè)目標(biāo)框，此目標(biāo)框的第二畫素與基準(zhǔn)框31的第一畫素之間是具有一個(gè)最小灰階差值，以藉由最小灰階差值計(jì)算出第a個(gè)第一畫素41在第二眼影像12上的一個(gè)偏移向量值。
比較器24是用以記錄各偏移向量值至偏移向量矩陣13的數(shù)據(jù)域，即第a個(gè)第一畫素41的偏移向量值即記錄在第a個(gè)數(shù)據(jù)域。比較器24在判斷各第a個(gè)數(shù)據(jù)域皆填入各第a個(gè)第一畫素41的偏移向量值，是將偏移向量矩陣13轉(zhuǎn)換為一深度圖。
在此說明，上述各畫素的類型可為一般公知性的畫素或次畫素。
請參照圖2，其為本發(fā)明的立體影像的景深數(shù)據(jù)建立方法流程圖的一例。請同時(shí)參照圖1所示的系統(tǒng)方塊圖以利于了解。此方法施行前，先利用第一成像模塊21與第二成像模塊22各自拍攝一景物1以形成一立體影像，此立體影像包含一第一眼影像11與第二眼影像12。在此說明，第一眼影像11為一左眼影像，而第二眼影像12為右眼影像；亦或，第一眼影像11為一右眼影像，第二眼影像12為左眼影像。本實(shí)施例中，是以右眼影像視為第一眼影像11，左眼影像視為第二眼影像12。此方法包含下列步驟-
建立一偏移向量矩陣13 (步驟S110)，偏移向量矩陣13包含復(fù)數(shù)個(gè)數(shù)據(jù)域，數(shù)據(jù)域是對應(yīng)第一眼影像ll的ii個(gè)第一畫素，n為自然數(shù)。如圖l,是在儲(chǔ)存模塊25中建立一個(gè)矩陣，此矩陣可為一維矩陣或二維矩陣，但數(shù)據(jù)域位需與第一眼影像11中欲進(jìn)行計(jì)算偏移向量的第一畫素的數(shù)量為高，或相等。在此，視此矩陣為偏移向量矩陣13，數(shù)據(jù)域位的數(shù)量為n，第一眼影像11欲進(jìn)行計(jì)算偏移向量的第一畫素的數(shù)量同為n。
取得第一眼影像ll的一第a個(gè)第一畫素41 (步驟S120)， i為介于l與n之間的整數(shù)。此步驟中，視第一眼影像ll的第一畫素排列方式從左至右，從上至下，視左上的第一畫素為第一眼影像11的第1個(gè)第一畫素，視右下的第一畫素為第一眼影像11的最末個(gè)第一畫素。
以第a個(gè)第一畫素41為中心，根據(jù)一畫素選取區(qū)塊建立一基準(zhǔn)框31于第一眼影像ll(步驟S130)，基準(zhǔn)框31尚復(fù)數(shù)個(gè)用以進(jìn)行灰階比對的第一畫素。此基準(zhǔn)框31可為方形，其長度可為三個(gè)畫素長度、五個(gè)畫素長度、七個(gè)畫素長度或九個(gè)畫素長度，即單數(shù)個(gè)畫素長度。請參照圖3，其為本發(fā)明的基準(zhǔn)框31劃分示意圖，本實(shí)施例以基準(zhǔn)框31為5x5的方形，第1個(gè)第一畫素為其中心進(jìn)行說明。但基準(zhǔn)框31可能會(huì)超出第一眼影像11的邊界，在^:可將第一眼影像11邊界的第一畫素，其包含的數(shù)值遞補(bǔ)基準(zhǔn)框31超出的范圍。舉例來說，設(shè)第一眼影像11的畫素選取區(qū)塊為(x,y)，則若基準(zhǔn)框31超出第一眼影像11上方時(shí)，是以(O,O)至(x,O)的第一畫素進(jìn)行數(shù)值遞補(bǔ)，超出第一眼影像ll左方時(shí)，是以(O，O)至(0，y)的第一畫素進(jìn)行數(shù)值遞補(bǔ)，超出第一眼影像ll下方時(shí)，是以(O,y)至(x，y)的第一畫素進(jìn)行數(shù)值遞補(bǔ)，超出第一眼影像ll上方時(shí)，是以(x,0)至(x，y)的第一畫素進(jìn)行數(shù)值遞補(bǔ)。
請參照圖4，其為本發(fā)明的基準(zhǔn)框31結(jié)構(gòu)示意圖的一例。第一眼影像11的第a個(gè)第一畫素41的畫素坐標(biāo)值為R(ij)，其中ij為自然數(shù)，R代表本實(shí)施例的第一眼影像11為右眼影像。因此，基準(zhǔn)框31內(nèi)包含的所有第一畫素的畫素坐標(biāo)值范圍是為R(i-2j-2)至R(i+2j+2)，順序由左至右，由上至下。假設(shè)，目前第a個(gè)第一個(gè)畫素為第1個(gè)第一畫素，畫素坐標(biāo)為(O，O)，則基準(zhǔn)框31內(nèi)包含的所有第一畫素的畫素坐標(biāo)值范圍是為R(-2，-2)至R(2,2)。
根據(jù)第a個(gè)第一畫素41所屬的基準(zhǔn)框31,于第二眼影像12中搜尋一目標(biāo)框，目標(biāo)框與基準(zhǔn)框31之間具有一最小灰階差值(步驟S140)。
請參照圖5，其為本發(fā)明的景深數(shù)據(jù)建立方法的細(xì)部流程圖，請同時(shí)圖6以利于了解，圖6是本發(fā)明的預(yù)選框32于第二眼影像12的配置圖的一例。此步驟中，根據(jù)第二眼影像12的一第a個(gè)第二畫素42與一偏移畫素值，取得復(fù)數(shù)個(gè)預(yù)選第二畫素43 (步驟S141)。令偏移畫素值為x，預(yù)選第二畫素43的選擇范圍是為第a-x個(gè)第二畫素至第a+x個(gè)第二畫素，其中x為介于O與n之間的整數(shù)。假設(shè)，當(dāng)基準(zhǔn)框31的中心為第l個(gè)第一畫素，且偏移畫素值為10，偏移運(yùn)算器23即從第二眼影像12上選擇第1個(gè)第二畫素，并將第l-10個(gè)第二畫素至第1+10個(gè)第二畫素作為預(yù)選第二畫素43,也就是第-9個(gè)第二畫素至第11個(gè)第二畫素。
偏移運(yùn)算器23是以各預(yù)選第二畫素43為中心，根據(jù)畫素選取區(qū)塊在第二眼影像12劃分復(fù)數(shù)個(gè)預(yù)選框32，每一預(yù)選框32包含復(fù)數(shù)個(gè)第二畫素(步驟S142)。
請參照圖7，其為本發(fā)明的預(yù)選框32結(jié)構(gòu)圖的一例。本實(shí)施例中，每一預(yù)選框32的構(gòu)造雷同圖4所示的基準(zhǔn)框31，為5x5的方形。假設(shè)第二眼影像12的第a個(gè)第二畫素42的畫素坐標(biāo)值為L(ij),其中ij為自然數(shù)，L代表本實(shí)施例的第二眼影像12為左眼影像。
第a個(gè)第二畫素42所屬的預(yù)選框32內(nèi)包含的所有第二畫素，其畫素坐標(biāo)值范圍為L(i-2j-2)至L(i+2j+2)，順序由左至右，由上至下。假設(shè)，目前第a個(gè)第二個(gè)畫素為第l個(gè)第一畫素，畫素坐標(biāo)為L(O，O)，則第1個(gè)第一畫素所屬的預(yù)選框32內(nèi)包含的所有第二畫素的畫素坐標(biāo)值范圍是為L(-2,-2)至L(2,2)。
同理，當(dāng)?shù)赼個(gè)第二個(gè)畫素為第2個(gè)第一畫素，畫素坐標(biāo)為L(l，O)，則預(yù)選框32內(nèi)包含的所有第二畫素的畫素坐標(biāo)值范圍是為L(-l,-2)至L(3,2)。當(dāng)?shù)赼個(gè)第二個(gè)畫素為第10個(gè) 第二畫素，畫素坐標(biāo)為L(10,0)，則預(yù)選框32內(nèi)包含的所有第二畫素的畫素坐標(biāo)值范圍是為 L(8，-2)至L(12，2)。當(dāng)?shù)赼個(gè)第二個(gè)畫素為第-9個(gè)第二畫素，畫素坐標(biāo)為L (-lO，O)，則預(yù)選框 32內(nèi)包含的所有第二畫素的畫素坐標(biāo)值范圍是為L(-12,-2)至L(-8,2)。
但任一預(yù)選框32是超出第二眼影像12的邊界，因此利用第二眼影像12中，處于邊界的 第二畫素包含的畫素值作為遞補(bǔ)。舉例來說，設(shè)第二眼影像12的畫素長寬為(p，q)，則若預(yù) 選框32超出第二眼影像12上方時(shí)，是以(O，O)至(p，O)的第二畫素進(jìn)行數(shù)值遞補(bǔ)，超出第二 眼影像12左方時(shí)，是以(O，O)至(O,q)的第二畫素進(jìn)行數(shù)值遵補(bǔ)，超出第二眼影像12下方時(shí)， 是以(O，q)至(p,q)的第二畫素進(jìn)行數(shù)值遞補(bǔ)，超出第二眼影像12上方時(shí)，是以(p,0)至(p，q) 的第二畫素進(jìn)行數(shù)值遞補(bǔ)。
偏移運(yùn)算器23將基準(zhǔn)圖的所有第一畫素個(gè)別與每一預(yù)選框32的所有第二畫素進(jìn)行位置 匹配，計(jì)算位置相匹配的第一畫素與該第二畫素的灰階差并加總，以取得個(gè)別對應(yīng)該等預(yù)選 框32的復(fù)數(shù)個(gè)灰階差總值(步驟S143)。
舉例而言，偏移運(yùn)算器23取得第1個(gè)第一畫素所屬的基準(zhǔn)框31，其內(nèi)含所有第一畫素， 即R(-2，-2)至R(2，2)中，每一個(gè)第一畫素對應(yīng)的灰階值。偏移運(yùn)算器23是選擇任一預(yù)選第二 畫素43所屬的預(yù)選框32，以第11個(gè)第二畫素所屬的預(yù)選框32為例(即偏移畫素值x40)， 偏移運(yùn)算器23會(huì)取得第11個(gè)第二畫素所屬的預(yù)選框32，其內(nèi)含所有第二畫素的灰階值。
請參照圖8，其為本發(fā)明的畫素選取區(qū)塊的格式編碼圖的一例。如上述，偏移運(yùn)算器23
是利用相同的畫素選取區(qū)塊在第一眼影像11與第二眼影像12上劃分基準(zhǔn)框31與預(yù)選框32。
因此偏移運(yùn)算器23會(huì)根據(jù)畫素選取區(qū)塊的格式，將對應(yīng)相同格式編碼，也就是畫素位置相對
應(yīng)的第一畫素與第二畫素進(jìn)行灰階差的計(jì)算，再將所有灰階差值進(jìn)行加總形成對應(yīng)預(yù)選框32
的一灰階差總值。計(jì)算公式如下
Z)(;c)=一 2 + jc， / 一 2)—及(f — 2， _/ — 2)]2 + — 1 + jc， _/ — 2)—及(/ — 1， y — 2)]2 + ...+ [Z(/ + ;c, _/.)—及a /)]2 +…+ [Z(/ + 2 + x, _/ + 2) _及(i + 2， / + 2)]2
在此例中，第1個(gè)第一畫素的基準(zhǔn)框31與第11個(gè)第二畫素的預(yù)選框32之間的灰階差總
值為
Z)(10)-[Z(/ —2 + 10,y —2)_及(/ ——2)]2+[Z(/_l + 10，y —2)_及(/ —1,/ —2)]2 + ...+ +10,_/) —及(/,_/)]2 +... + [Z(/+ 2 + 10，y + 2) — i (/+ 2，_/+ 2)]2
同理，第1個(gè)第一畫素的基準(zhǔn)框31與其它預(yù)選第二畫素43 (即第10個(gè)第二畫素至第-9 個(gè)第二畫素，偏移畫素值為-10至9之間)的預(yù)選框32之間的灰階差總值各為Z>(9) = [Z(/_2 + 9，y —2) —及(/ —2J —2)]2+[Z(/ —l + 9,y'_2) —/ (/ —1,/_2)]2 + …+ [i(z, + 9,乂) —/ (/,力〗2+ — + ["/ + 2 + 9，_/ + 2)-^(/ + 2,/ + 2)]2
Z)(8)-[Z(/ — 2 + 8j — 2)—及(/ —2，y —2)〗2+[Z(/_l + 8，_/ —2) ——1，_/ —2)]2 + ...+ ["/ + 8，力 - 錄y)]2 +…+ ["/ + 2 + 8， y + 2) - i (〖+ 2， _/ + 2)]2
2，- 2)-及(/ - 2,; - 2)]2 + ["/ — 1, _/ — 2) — i (/ -1, / - 2)]2 + 雄，力]2 +... + ["' + 2， / + 2)-及(/ + 2,7. + 2)]2
D(-8)=- 2 - 8,7' - 2)-邵-2,_/ — 2)]2 + -1 一 8,y - 2)-及(/ -- 2)]2 + …+ [Z(/ —8,刀_及(/,_/)〗2+... + [{(/ + 2_8，7 + 2)_及(〖+ 2，7 + 2)]2
Z)(—9) = — 2 _ 9, _/ _ 2)—及(/ — 2， _/ 一 2)]2 + — 1 — 9， _/ _ 2)-犬(/ — 1, — 2)]2 + …+ [i(/- 9， _/) —/ (U)]2 +…+ [￡(/+ 2 — 9， 乂, + 2)-及(/+ 2, _/+ 2)]2
D(—IO) = [￡(/ — 2 —10，/ _ 2) _ J (/ — 2，y — 2)]2 + — 1 —10_/ _ 2) — — l，j. _ 2)]2 + . . + [^(!. — 10, y) —及(f， /)]2 + -. + + 2 — 10， + 2)—及(/ + 2， J + 2)]2
偏移運(yùn)算器23是從所有灰階差總值取得一最小灰階差值，此最小灰階差值所屬的預(yù)選框 32即為目標(biāo)框(步驟S144)。
偏移運(yùn)算器23會(huì)根據(jù)取得的最小灰階差值計(jì)算出第1個(gè)第一畫素于第二眼影像12的偏
移向量值(步驟S145)。以本實(shí)施例來說，假設(shè)i)(-8)為最小灰階差值，則-8即為第一畫素
于第二眼影像12的偏移向量值。
比較器24會(huì)記錄偏移向量值于偏移向量矩陣13的一第a個(gè)數(shù)據(jù)域(步驟S150)。以本 實(shí)施例來說，第a個(gè)第一畫素41乃指第1個(gè)第一畫素，所取得偏移向量值也是指第1個(gè)第一 畫素在第二眼影像12的偏移量，故比較器24會(huì)將對應(yīng)第1個(gè)第一畫素的偏移向量值(如上 述的-8)記錄在偏移向量矩陣13的第1個(gè)數(shù)據(jù)域。
比較器24會(huì)判斷第a個(gè)第一畫素41的偏移向量值是否全數(shù)記錄于偏移向量矩陣13 (步 驟S160)。本實(shí)施例中，比較器24會(huì)判斷當(dāng)前用以進(jìn)行偏移向量值計(jì)算的第a個(gè)第一畫素41 是否為第一眼影像11的最末一個(gè)第一畫素，即第n個(gè)第一畫素。
當(dāng)比較器24判斷出第a個(gè)第一畫素41不為第n個(gè)第一畫素，尚未全數(shù)取得第一眼影像 11的各第一畫素的偏移向量值。比較器24會(huì)令一第a+l個(gè)細(xì)一畫素為第a個(gè)第一畫素41 (步 驟S163)，以上述實(shí)施例而言，原先第a個(gè)第一畫素41為第1個(gè)第一畫素，第a+l個(gè)第一畫 素為第2個(gè)第一畫素。在步驟S163后，比較器24會(huì)將第2個(gè)第一畫素視為第a個(gè)第一畫素 41，第3個(gè)第二畫素視為第a+l個(gè)第一畫素，第1個(gè)第一畫素視為第a-l個(gè)第一畫素，以此
/)(0)=[丄(/-類推。之后，比較器24會(huì)重新執(zhí)行步驟S130至歩驟S163，直至所有第a個(gè)第一畫素41的 偏移向量值皆全數(shù)記錄于偏移向量矩陣13中。、
當(dāng)比較器24判斷出第a個(gè)第一畫素41為第n個(gè)第一畫素，即全數(shù)第一畫素的偏移向量 值已被記錄在偏移向量矩陣13中。比較器24即轉(zhuǎn)換此偏移向量矩陣13為一深度圖(步驟 S162)。
請參照圖9，其為本發(fā)明的偏移向量矩陣13示意圖的一例。在此，以二維矩陣的形式說 明，令偏移向量矩陣13為A，則所有數(shù)據(jù)域的數(shù)量為n,等同于第一畫素的數(shù)量，每一數(shù)據(jù) 域的函數(shù)則以A(ij)表示。如圖9，偏移向量矩陣13的數(shù)據(jù)域的排列順序如同第一眼影像11 的第一畫素的排列形式，由左至右，由上至下。各數(shù)據(jù)域位是與各第一畫素在第一眼影像11 相互對應(yīng)，如前述，第a個(gè)第一畫素41的偏移向量值是記錄于第a個(gè)數(shù)據(jù)域。每一數(shù)據(jù)域所 記錄的偏移向量值是介于偏移畫素值的正負(fù)數(shù)之間，即-x至x之間。假設(shè)，偏移畫素值為-10 至10，第一眼影像11的分辨率為640x480，供307200個(gè)第一畫素，第1個(gè)第一畫素的偏移 向量值為-8，則第1個(gè)數(shù)據(jù)域即為A(0,0)=-8。同理，第640個(gè)第一畫素的偏移向量值為6。 則第640個(gè)數(shù)據(jù)域位即為A(639，0)=6;第641個(gè)第一畫素的偏移向量值為-7，則第641個(gè)數(shù) 據(jù)域位即為A(0,l)=-7，以此類推，第307200個(gè)第一畫素的偏移向量值為9,則第307200個(gè) 數(shù)據(jù)域即為A(639，479)-9。當(dāng)所有數(shù)據(jù)域各記錄有第a個(gè)第一畫素41的偏移向量值后，此偏 移向量矩陣A可視為一深度圖A。此初步深度圖A即被影像顯示設(shè)備所利用、結(jié)合第一眼影 像11與第二眼影像12以形成一具有景深的立體影像。
請參照圖10，其為本發(fā)明的偏移向量矩陣Z的一例，請同時(shí)參照圖9與圖11以利于了 解，圖ll為本發(fā)明的立體影像的景深數(shù)據(jù)建立方法的另一例。為避免其它廠商或影像顯示設(shè) 備不具有利用此深度圖A的能力，可在比較器24轉(zhuǎn)換此偏移向量矩陣為一深度圖前(步驟 S162)，令比較器24將偏移向量矩陣13的所有偏移向量值轉(zhuǎn)換成符合一灰階值記錄規(guī)則的復(fù) 數(shù)個(gè)灰階差值(步驟S161)。轉(zhuǎn)換公式如下
Z(/，_/) = [W,y) + ;e]*(255/2:c)
其中，x為偏移畫素值，Z(/,力代表由偏移向量矩陣A轉(zhuǎn)換而得的偏移向量矩陣Z。每一
偏移向量值即被轉(zhuǎn)換為符合灰階數(shù)值法則的灰階差值，每一灰階差值為介于0至255之間的 整數(shù)。之后，比較器24會(huì)執(zhí)行步驟S163以將偏移向量矩陣Z轉(zhuǎn)換成Z深度圖，然一般而言， 可視偏移向量矩陣Z為數(shù)值化的Z深度圖。
如圖IO所示，原偏移向量矩陣A中，第1個(gè)數(shù)據(jù)域八(0，0)=-8。第640個(gè)數(shù)據(jù)域八(639,0)=6， 第641個(gè)數(shù)據(jù)域位A(0,l)=-7，以及第307200個(gè)數(shù)據(jù)域A(639，479一9。當(dāng)偏移向量矩陣A被轉(zhuǎn)換成偏移向量矩陣Z后，第1個(gè)數(shù)據(jù)域Z(0,0)=25。第640個(gè)數(shù)據(jù)域Z(639,0)=204，第641 個(gè)數(shù)據(jù)域位Z(0，l)=38，以及第307200個(gè)數(shù)據(jù)域A(639,479)=242。由偏移向量矩陣A轉(zhuǎn)換而 得的偏移向量矩陣Z及其Z深度圖即可為其它廠商或市面上有販賣的影像顯示設(shè)備所使用。
雖然本發(fā)明以前述的較佳實(shí)施例揭露如上，然其并非用以限定本發(fā)明，任何熟習(xí)相像技 藝者，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，所作更動(dòng)與潤飾的等效替換，仍為本發(fā)明的專利保 護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種立體影像的景深數(shù)據(jù)建立方法，是應(yīng)用于一立體影像，該立體影像包含一第一眼影像與一第二眼影像，其特征在于，該景深數(shù)據(jù)建立方法包含以下步驟(1)、建立一偏移向量矩陣，該偏移向量矩陣包含復(fù)數(shù)個(gè)數(shù)據(jù)域，該等數(shù)據(jù)域是對應(yīng)該第一眼影像的n個(gè)第一畫素，n為自然數(shù)；(2)、取得該第一眼影像的一第a個(gè)第一畫素，i為介于1與n之間的整數(shù)；(3)、以該第a個(gè)第一畫素為中心，根據(jù)一畫素選取區(qū)塊建立一基準(zhǔn)框于第一眼影像，該基準(zhǔn)框包含復(fù)數(shù)個(gè)該等第一畫素；(4)、根據(jù)該第a個(gè)第一畫素所屬的該基準(zhǔn)框，于該第二眼影像中搜尋一目標(biāo)框，該目標(biāo)框與該基準(zhǔn)框之間具有一最小灰階差值；(5)、根據(jù)該最小灰階差值計(jì)算出該第a個(gè)第一畫素的一偏移向量值；(6)、記錄該偏移向量值于該偏移向量矩陣的一第a個(gè)數(shù)據(jù)域；(7)、判斷每一該第a個(gè)第一畫素的該偏移向量值是否全數(shù)記錄；(8)、當(dāng)判斷已全數(shù)記錄，轉(zhuǎn)換該偏移向量矩陣為一深度圖；(9)、當(dāng)判斷未全數(shù)記錄，令一第a+1個(gè)第一畫素為該第a個(gè)第一畫素，返回以一畫素選取區(qū)塊建立一基準(zhǔn)框于該第一眼影像的該步驟。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的立體影像的景深數(shù)據(jù)建立方法，其特征在于所述的第一眼影像為一左眼影像，所述的第二眼影像為右眼影像；或者是所述的第一眼影像為一右眼影像，所述的第二眼影像為左眼影像。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的立體影像的景深數(shù)據(jù)建立方法，其特征在于所述的步驟(4)中根據(jù)第a個(gè)第一畫素對應(yīng)的該基準(zhǔn)框，于該第二眼影像上搜尋一目標(biāo)框步驟包含下列步驟1) 、根據(jù)該第二眼影像的一第a個(gè)第二畫素與一偏移畫素值，取得復(fù)數(shù)個(gè)預(yù)選第二畫素;-2) 、以各該預(yù)選第二畫素為中心，根據(jù)該畫素選取區(qū)塊在該第二眼影像建立復(fù)數(shù)個(gè)預(yù)選框，每一該等預(yù)選框包含復(fù)數(shù)個(gè)第二畫素；3) 、將該基準(zhǔn)圖的該等第一畫素個(gè)別與每一該預(yù)選框的該等第二畫素進(jìn)行位置匹配，計(jì)算位置相匹配的該第一畫素與該第二畫素的灰階差并加總，以取得對應(yīng)該等預(yù)選框的復(fù)數(shù)個(gè)灰階差總值；4) 、從該等灰階差總值取得一最小灰階差值，該最小灰階差值所屬的該預(yù)選框即為該目標(biāo)框；以及5) 、根據(jù)該最小灰階差值計(jì)算出該偏移向量值。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的立體影像的景深數(shù)據(jù)建立方法，其特征在于，所述的偏移畫素值為x，該等預(yù)選第二畫素是為一第a-x個(gè)第二畫素至一第a+x個(gè)第二畫素，其中x為介于o與n之間的整數(shù)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的立體影像的景深數(shù)據(jù)建立方法，其特征在于其中每一該偏移向量值為介于-x至x之間的整數(shù)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的立體影像的景深數(shù)據(jù)建立方法，其特征在于所述的畫素選取區(qū)塊是為方形，該方形的長度是為三個(gè)畫素、五個(gè)畫素、七個(gè)畫素或九個(gè)畫素。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的立體影像的景深數(shù)據(jù)建立方法，其特征在于在轉(zhuǎn)換該偏移向量矩陣為一深度圖的步驟前更包含下列步驟將該偏移向量矩陣的該等偏移向量值轉(zhuǎn)換成符合一灰階格式的復(fù)數(shù)個(gè)灰階差值，0f述的每一該灰階差值為介于0至255之間的整數(shù)。
8. —種立體影像的景深數(shù)據(jù)建立系統(tǒng)，是應(yīng)用于一立體影像，該立體影像包含一第一眼影像與一第二眼影像，其特征在于，所述的景深數(shù)據(jù)建立系統(tǒng)包含一儲(chǔ)存模塊，用以記錄一偏移向量矩陣，該偏移向量矩陣包含復(fù)數(shù)個(gè)數(shù)據(jù)域，該等數(shù)據(jù)域是對應(yīng)該第一眼影像的n個(gè)第一畫素，n為自然數(shù)；一偏移運(yùn)算器，用以根據(jù)該第a個(gè)第一畫素為中心，根據(jù)一畫素選取區(qū)塊建立一基準(zhǔn)框于第一眼影像，該基準(zhǔn)框包含復(fù)數(shù)個(gè)該等第一畫素，及根據(jù)該第a個(gè)第一畫素所屬的該基準(zhǔn)框，于該第二眼影像中搜尋一目標(biāo)框，該目標(biāo)框與該基準(zhǔn)框具有一最小灰階差值，以根據(jù)該最小灰階差值計(jì)算出該第a個(gè)第一畫素的一偏移向量值；以及一比較器，用以記錄該偏移向量值于該偏移向量矩陣的一第a個(gè)數(shù)據(jù)域，與判斷該偏移向量矩陣的該等數(shù)據(jù)域未全數(shù)填入數(shù)值時(shí)，令一第a+l個(gè)第一畫素為該第a個(gè)第一畫素以回傳至偏移運(yùn)算器，以及判斷每一該第a個(gè)第一畫素的該偏移向量值已全數(shù)記錄，轉(zhuǎn)換該偏移向量矩陣為一深度圖。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的立體影像的景深數(shù)據(jù)建立系統(tǒng)，其特征在于所述的第一眼影像為一左眼影像，所述的第二眼影像為右眼影像；或者所述的第一眼影像為一右眼影像，所述的第二眼影像為左眼影像。
10. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的立體影像的景深數(shù)據(jù)建立系統(tǒng)，其特征在于所述的比較器再搜尋目標(biāo)框時(shí)，是根據(jù)下列步驟a、 根據(jù)該第二眼影像的一第a個(gè)第二畫素與一偏移畫素值，取得復(fù)數(shù)個(gè)預(yù)選第二畫素；b、 以各該預(yù)選第二畫素為中心，根據(jù)該畫素選取區(qū)塊在該第二眼影像建立復(fù)數(shù)個(gè)預(yù)選框，每一該等預(yù)選框包含復(fù)數(shù)個(gè)第二畫素；c、 將該基準(zhǔn)圖的該等第一畫素個(gè)別與每一該預(yù)選框的該等第二畫素進(jìn)行位置匹配，計(jì)算位置相匹配的該第一畫素與第二畫素的灰階并加總，以取得對應(yīng)該等預(yù)選框的復(fù)數(shù)個(gè)灰階差總值；d、 從該等灰階差總值取得一最小灰階差值，該最小灰階差值所屬的該預(yù)選框即為該目標(biāo)框；e、 根據(jù)該最小灰階差值計(jì)算出該偏移向量值。
11. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的立體影像的景深數(shù)據(jù)建立系統(tǒng)，其特征在于所述的偏移畫素值為x，該等預(yù)選第二畫素是為一第a-x個(gè)第二畫素至一第a+x個(gè)第二畫素，其中x為介于0與n之間的整數(shù)。
12. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的立體影像的景深數(shù)據(jù)建立系統(tǒng)，其特征在于，其中該畫素選取區(qū)塊的畫素長度與像度寬度是為三個(gè)畫素、五個(gè)畫素、七個(gè)畫素或九個(gè)畫素。
13. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的立體影像的景深數(shù)據(jù)建立系統(tǒng)，其特征在于，在所述的比較器轉(zhuǎn)換該偏移向量矩陣為一深度圖前更將該偏移向量矩陣的該等偏移向量值轉(zhuǎn)換成符合一灰階值記錄規(guī)則的復(fù)數(shù)個(gè)灰階差值；所述的灰階差值為介于0至255之間的整數(shù)。
全文摘要
本發(fā)明是揭露一種立體影像的景深數(shù)據(jù)建立方法及其系統(tǒng)，應(yīng)用于一立體影像包含一第一眼影像與一第二眼影像。系統(tǒng)包含一偏移向量矩陣、一偏移運(yùn)算器與一比較器。偏移向量矩陣包含與第一眼影像的畫素?cái)?shù)量相同且位置對應(yīng)的數(shù)據(jù)域，偏移運(yùn)算器是以第一眼影像的第a個(gè)第一畫素為中心，劃分一基準(zhǔn)框，并在第二眼影像中找出一目標(biāo)框，目標(biāo)框與基準(zhǔn)框具有一最小灰階差值，以根據(jù)最小灰階差值計(jì)算出一偏移向量值。比較器是判斷已記錄所有第a個(gè)第一畫素的偏移向量值于偏移向量矩陣，以轉(zhuǎn)換此偏移向量矩陣為一深度圖。
文檔編號G06T7/00GK101566784SQ200910111898
公開日2009年10月28日 申請日期2009年6月2日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月2日
發(fā)明者林享曇, 邱俊杰, 陳建宏, 高盟超 申請人:華映光電股份有限公司;中華映管股份有限公司