專利名稱：一種利用內(nèi)容驅(qū)動(dòng)電路模型修正3d圖像的系統(tǒng)與方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是一種精練(Refine)三維(Three Dimensional, 3D)圖像的系統(tǒng)及方法，包含利用電路模型及優(yōu)化的系統(tǒng)及方法。
背景技術(shù)：
多媒體技術(shù)，包含影片及圖像相關(guān)應(yīng)用被廣泛利用在各種領(lǐng)域，像是娛樂(lè)、教育、醫(yī)學(xué)診斷以及商業(yè)展示中。舉例來(lái)說(shuō)，娛樂(lè)事業(yè)應(yīng)用了更多包含三維(Three Dimensional,3D)內(nèi)容的影片及圖像。多種以圖像為基礎(chǔ)的方法被用來(lái)作為3D圖像呈現(xiàn)。3D圖像可以利用對(duì)應(yīng)的一組二維(Two Dimensional, 2D)圖像及其對(duì)應(yīng)的深度圖呈現(xiàn),其中深度圖指示此組2D圖像中各像素與觀賞點(diǎn)的距離。3D圖像的呈現(xiàn)需要足夠質(zhì)量的深度圖來(lái)配合。對(duì)于一個(gè)示范性且不受限的例子，劣質(zhì)的深度圖會(huì)造成在單、雙眼視覺(jué)上的沖突，讓觀賞者感到不舒服。例如造成觀賞者感到眼睛酸痛、頭痛或是其他3D圖像產(chǎn)生的不適?，F(xiàn)有的深度圖像繪圖法(Depth Image BasedRendering, DIBR)無(wú)法修正上述不良圖像質(zhì)量和不佳深度圖產(chǎn)生的沖突。因此，如何提供合適的系統(tǒng)、方法及其組合，在根據(jù)深度圖像合成出3D圖像之前先針對(duì)深度圖像進(jìn)行精練，為業(yè)界不斷致力的方向之一。

發(fā)明內(nèi)容
實(shí)施例中提供一種用來(lái)精練三維(Three Dimensional, 3D)圖像的計(jì)算機(jī)方法,此計(jì)算機(jī)方法先辨識(shí)此3D圖像，之后建立模擬電路模型。模擬電路模型包含多個(gè)數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)、多個(gè)擴(kuò)散節(jié)點(diǎn)以及多個(gè)連接裝置，其中連接裝置連接數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)以及擴(kuò)散節(jié)點(diǎn)。模擬電路模型提供仿電壓信號(hào)至數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)，此數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)與深度圖中至少一部分?jǐn)?shù)據(jù)點(diǎn)對(duì)應(yīng)。仿電壓信號(hào)實(shí)質(zhì)上與至少一部分?jǐn)?shù)據(jù)點(diǎn)中的深度數(shù)據(jù)相關(guān)。此計(jì)算機(jī)方法還使得至少部分的此些仿電壓信號(hào)通過(guò)此些連接裝置使其的電壓重新分配至此些擴(kuò)散節(jié)點(diǎn)，以對(duì)應(yīng)地實(shí)現(xiàn)優(yōu)化操作來(lái)產(chǎn)生擴(kuò)散電壓信號(hào)。處理器同時(shí)也根據(jù)擴(kuò)散電壓信號(hào)更新深度圖中的深度數(shù)據(jù)。實(shí)施例中進(jìn)一步提供另一種計(jì)算機(jī)方法用來(lái)精練3D圖像，此計(jì)算機(jī)方法辨識(shí)3D圖像中的深度圖。這種計(jì)算機(jī)方法產(chǎn)生總合能量，其中包含對(duì)應(yīng)于一深度限制(DepthConstrain)的第一能量部分、對(duì)應(yīng)于一扭曲限制(Distortion Constrain)的第二能量部分，及對(duì)應(yīng)于邊界彎曲限制(Edge Bending Constrain)的第三能量部分。上述的深度限制、扭曲限制及邊界彎曲限制分別是上述深度圖中深度數(shù)據(jù)的函數(shù)。此計(jì)算機(jī)方法應(yīng)用優(yōu)化操作的總合能量中，最少一組能量部分，來(lái)精練深度圖中的深度數(shù)據(jù)。實(shí)施例中同時(shí)提供一種精練3D圖像的系統(tǒng)，此系統(tǒng)包含儲(chǔ)存裝置，用來(lái)儲(chǔ)存3D圖像中的深度圖，其中此深度圖包含深度數(shù)據(jù)。此系統(tǒng)還包含耦接在儲(chǔ)存裝置上的處理器，同時(shí)此處理器被配置來(lái)建立模擬電路模型。模擬電路模型包含多個(gè)數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)、多個(gè)擴(kuò)散節(jié)點(diǎn)以及多個(gè)連接裝置，其中連接裝置連接數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)以及擴(kuò)散節(jié)點(diǎn)。模擬電路模型提供仿電壓信號(hào)至數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)，此數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)與深度圖中至少一部分?jǐn)?shù)據(jù)點(diǎn)對(duì)應(yīng)。仿電壓信號(hào)實(shí)質(zhì)上與至少一部分?jǐn)?shù)據(jù)點(diǎn)中的深度數(shù)據(jù)相關(guān)。此處理器還使得至少部分的此些仿電壓信號(hào)通過(guò)此些連接裝置使其的電壓重新分配至此些擴(kuò)散節(jié)點(diǎn)，以對(duì)應(yīng)地實(shí)現(xiàn)優(yōu)化操作來(lái)產(chǎn)生擴(kuò)散電壓信號(hào)。處理器同時(shí)也根據(jù)擴(kuò)散電壓信號(hào)更新深度圖中的深度數(shù)據(jù)。實(shí)施例中還進(jìn)一步提供另一種用來(lái)精練3D圖像的系統(tǒng)，此系統(tǒng)包含儲(chǔ)存裝置，用來(lái)儲(chǔ)存3D圖像中的深度圖，其中深度圖中含有深度數(shù)據(jù)。此系統(tǒng)還包含耦接在儲(chǔ)存裝置上的處理器。處理器的配置用來(lái)產(chǎn)生總合能量，其中包含對(duì)應(yīng)于深度限制(D印th Constrain)的第一能量部分、對(duì)應(yīng)于扭曲限制(Distortion Constrain)的第二能量部分,及對(duì)應(yīng)于邊界彎曲限制(Edge Bending Constrain)的第三能量部分。上述的深度限制、扭曲限制及邊界彎曲限制分別是上述深度圖中深度數(shù)據(jù)的函數(shù)。處理器同時(shí)也根據(jù)擴(kuò)散電壓信號(hào)更新深度圖中的深度數(shù)據(jù)。實(shí)施例中進(jìn)一步提供一種非瞬時(shí)計(jì)算機(jī)可讀取媒體，并包含一可執(zhí)行程序在內(nèi)；其中此可執(zhí)行程序指示一處理器來(lái)形成精練3D圖像的方法。這種方法先辨識(shí)3D圖像，之后建立模擬電路模型。模擬電路模型包含多個(gè)數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)、多個(gè)擴(kuò)散節(jié)點(diǎn)以及多個(gè)連接裝置，其中連接裝置連接數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)以及擴(kuò)散節(jié)點(diǎn)。模擬電路模型產(chǎn)生仿電壓信號(hào)至數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)，此數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)與深度圖中至少一部分?jǐn)?shù)據(jù)點(diǎn)對(duì)應(yīng)。仿電壓信號(hào)實(shí)質(zhì)上與至少一部分?jǐn)?shù)據(jù)點(diǎn)中的深度數(shù)據(jù)相關(guān)。此方法還使得至少部分的此仿電壓信號(hào)通過(guò)此連接裝置使其的電壓重新分配至此擴(kuò)散節(jié)點(diǎn)，以對(duì)應(yīng)地實(shí)現(xiàn)優(yōu)化操作來(lái)產(chǎn)生擴(kuò)散電壓信號(hào)。這種方法同時(shí)根據(jù)擴(kuò)散電壓信號(hào)更新深度圖中的深度數(shù)據(jù)。實(shí)施例中還提供另一種非瞬時(shí)計(jì)算機(jī)可讀取媒體，并包含一可執(zhí)行程序在內(nèi)；其中此可執(zhí)行程序指示一處理器來(lái)形成精練3D圖像的方法。這種方法是用來(lái)辨識(shí)3D圖像中的深度圖。此方法還用來(lái)產(chǎn)生總合能量，其中包含對(duì)應(yīng)于深度限制的第一能量部分、對(duì)應(yīng)于扭曲限制的第二能量部分，及對(duì)應(yīng)于邊界彎曲限制的第三能量部分。上述的深度限制、扭曲限制及邊界彎曲限制分別是上述深度圖中深度數(shù)據(jù)的函數(shù)。此計(jì)算機(jī)方法應(yīng)用優(yōu)化操作的總合能量中，最少一組能量部分，來(lái)精練深度圖中的深度數(shù)據(jù)。前文的基本敘述及后續(xù)的細(xì)節(jié)敘述都為用來(lái)幫助了解范例及解釋，并且提供用來(lái)幫助解釋本發(fā)明的權(quán)利要 求。


圖1繪示依照本發(fā)明實(shí)施例的三維圖像處理系統(tǒng)。圖2繪示本發(fā)明實(shí)施例中利用模擬電路模型來(lái)精練深度圖的流程圖。圖3繪示本發(fā)明實(shí)施例的模擬電路模型。圖4繪示本發(fā)明實(shí)施例的子電路模型。圖5繪示本發(fā)明實(shí)施例中利用特征限制法精練深度圖的流程圖。圖6繪示本發(fā)明實(shí)施例中利用模擬電路模型及特征限制來(lái)精練深度圖像的流程圖。圖7繪示本發(fā)明實(shí)施例中利用特征限制作優(yōu)化處理的流程圖。主要元件符號(hào)說(shuō)明100:3D圖像處理系統(tǒng)；110:處理器；
120:存儲(chǔ)器；121:操作系統(tǒng)；122:圖像處理軟件；123:數(shù)據(jù)庫(kù)；130:輸入設(shè)備；140:顯示設(shè)備；150:操作接口；300:模擬電路模型；310,410:數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)；320、421、422、423、424、425:擴(kuò)散節(jié)點(diǎn)；330、431、432、433、434、435:連接裝置；400:子電路模型；I1、12、13、14、15:擴(kuò)散電流。
具體實(shí)施例方式接下來(lái)，標(biāo)號(hào)將被使用在本發(fā)明的詳細(xì)實(shí)施例中，而其例如被繪示于本案附圖當(dāng)中。圖1繪示一組三維圖像處理系統(tǒng)100。和部分實(shí)施例一致，三維(ThreeDimensional, 3D)圖像處理系統(tǒng)100利用一組二維(Two Dimensional, 2D)圖像和一至多個(gè)相關(guān)深度圖構(gòu)成3D圖像。在其他實(shí)施例中，3D圖像處理系統(tǒng)100在增進(jìn)3D合成圖像質(zhì)量之前，先執(zhí)行諸如深度圖像精練操作、2D圖像精練操作或是其操作的組合。和部分實(shí)施例一致，3D圖像處理系統(tǒng)100包括處理器110、存儲(chǔ)器或存儲(chǔ)模塊120、使用者輸入設(shè)備130、顯示設(shè)備140、和操作接口 150。處理器110可為一般處理器(例如ARM 處理器中其中一種)、中央處理單元(CPU)、特殊應(yīng)用集成電路(ASIC)、圖形處理器(GPU)或以上各種電路的任意組合。依據(jù)不同應(yīng)用的硬件類型，處理器110能包含(或耦接至)一至多個(gè)印刷電路板，其中每個(gè)印刷電路板具有一至多個(gè)微處理芯片。在接下來(lái)的實(shí)施例中，處理器110能執(zhí)行計(jì)算機(jī)程序構(gòu)造中的序列，以實(shí)現(xiàn)如下列各實(shí)施例中所描述的多種方法。存儲(chǔ)器120包含隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(Random Access Memory, RAM)、只讀存儲(chǔ)器(ReadOnly Memory, ROM)、閃存(Flash)或以上各種存儲(chǔ)器的任意組合。計(jì)算機(jī)程序可從ROM、RAM、閃存中或以上各種存儲(chǔ)器的任意組合中被讀取出來(lái)，并被加載至處理器110所執(zhí)行的RAM中。舉例來(lái)說(shuō)，存儲(chǔ)器120可以儲(chǔ)存一到多個(gè)應(yīng)用軟件。儲(chǔ)存在存儲(chǔ)器120中的應(yīng)用軟件可包含操作系統(tǒng)121，其例如為一至多個(gè)處理器、一至多個(gè)一般計(jì)算機(jī)系統(tǒng)或是一至多個(gè)軟件控制裝置的操作系統(tǒng)。另外，存儲(chǔ)器120能儲(chǔ)存應(yīng)用軟件或處理器110所處理的應(yīng)用軟件的一部分。在部分實(shí)施例中，存儲(chǔ)器120被用來(lái)儲(chǔ)存處理器110所執(zhí)行的圖像處理軟件122。舉例來(lái)說(shuō)，圖像處理軟件122能用來(lái)精練深度圖。圖像處理軟件122其中的部分或全部可被儲(chǔ)存在可拆卸計(jì)算機(jī)讀取媒體中，例如是硬盤、磁盤、只讀存儲(chǔ)光盤(Compact Disc Read-only Memory, CD-ROM)、數(shù)字多功能只讀存儲(chǔ)光盤(Digital Versatile Disc Read-only Memory, DVD ROM)、CD 或 DVD 刻錄光盤、閃存、通用串行總線(Universal Serial Bus,USB)接口快閃儲(chǔ)存設(shè)備、存儲(chǔ)卡(MemoryStick)或任何其他合適的媒體，同時(shí)可被執(zhí)行于3D圖像處理系統(tǒng)100中合適的子元件中。舉例來(lái)說(shuō)，執(zhí)行圖像處理的應(yīng)用軟件的部分被儲(chǔ)存在可拆卸計(jì)算機(jī)讀取媒體，同時(shí)通過(guò)處理器HO讀取及執(zhí)行復(fù)制到存儲(chǔ)器120的子程序。在部分實(shí)施例中，存儲(chǔ)器120同時(shí)也適用在儲(chǔ)存主文件數(shù)據(jù)、使用者數(shù)據(jù)、應(yīng)用數(shù)據(jù)、程序代碼或以上任意組合。舉例來(lái)說(shuō)，存儲(chǔ)器120能儲(chǔ)存數(shù)據(jù)庫(kù)123，此數(shù)據(jù)庫(kù)123其包含多個(gè)圖像數(shù)據(jù)，像是深度圖中的深度數(shù)據(jù)和2D圖像中的像素?cái)?shù)值。在部分實(shí)施例中，輸入設(shè)備130和顯示設(shè)備140例如可通過(guò)合適的接口或是電路系統(tǒng)接口耦接在處理器110。在實(shí)施例中，輸入設(shè)備130可為實(shí)體鍵盤、袖珍鍵盤、觸碰屏幕或是以上任意組合；被授權(quán)的使用者可經(jīng)由輸入設(shè)備130將信息輸入3D圖像處理系統(tǒng)100。顯示設(shè)備140包含一至多個(gè)顯示屏幕，用來(lái)顯示多種圖像或是其他相關(guān)信息給使用者，例如顯示設(shè)備140能顯示提供的3D圖像，抑或是轉(zhuǎn)換為三維圖像過(guò)程中的2D圖像和深度圖。操作接口 150在部分實(shí)施例中，能使圖像處理系統(tǒng)100和一至多個(gè)外接裝置交換數(shù)據(jù)。和部分實(shí)施例一致，操作接口 150包含網(wǎng)絡(luò)接口、通用串行總線(USB)、HDMI插槽...等(各種裝置未繪出)，并被設(shè)置來(lái)接收3D圖像，像是用3D照相機(jī)這類捕捉圖像裝置產(chǎn)生的2D圖像及深度圖。和部分實(shí)施例一致，操作接口 150同時(shí)也被設(shè)置來(lái)傳送3D圖像數(shù)據(jù)到遙控顯示設(shè)備。3D圖像處理系統(tǒng)100中一至多個(gè)部分可以用來(lái)執(zhí)行相關(guān)于3D圖像的制作方法。舉例來(lái)說(shuō)，圖2繪示流程200的流程圖，此流程利用模擬電路模型來(lái)精練深度圖。流程200最初先接收原始數(shù)據(jù)(步驟201)。舉例來(lái)說(shuō)，原始數(shù)據(jù)是由3D照相機(jī)所記錄，并通過(guò)操作接口 150由3D圖像處理系統(tǒng)100接收。在部分實(shí)施例中，原始數(shù)據(jù)包含2D圖像數(shù)據(jù)DV以及和圖像數(shù)據(jù)DV對(duì)應(yīng)的原始深度數(shù)據(jù)Di。2D圖像數(shù)據(jù)DV含有景物中照明或是色彩信息。深度數(shù)據(jù)Di (或是稱為深度圖或是深度圖像)包含從視點(diǎn)至環(huán)境對(duì)象的表面間的距離相關(guān)信息(或參考距離)。舉例來(lái)說(shuō)，深度數(shù)據(jù)Di包含分別與mXn個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的mXn筆數(shù)據(jù)數(shù)值Di(l，l)、Di(l，2)、Di(l，3)、…、Di (m, η)，同時(shí)2D圖像數(shù)據(jù)DV包含分別與mXn個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的mXn筆數(shù)據(jù)數(shù)值。在其余實(shí)施例中，2D圖像數(shù)據(jù)DV的數(shù)據(jù)點(diǎn)數(shù)量可多于或少于深度數(shù)據(jù)Di中的數(shù)據(jù)點(diǎn)數(shù)量。111\11筆原始深度數(shù)據(jù)數(shù)值01(1，1)-01(111，11)分別與mXn像素?cái)?shù)值I (1，I)-1 (m, η)對(duì)應(yīng)，并代表從視點(diǎn)到像素的相對(duì)距離。
在部分實(shí)施例中，當(dāng)物體接近視點(diǎn)時(shí)，深度數(shù)據(jù)將會(huì)具有較大的數(shù)值。舉例來(lái)說(shuō)，mXη筆原始深度數(shù)據(jù)Di (I，1)-Di (m，η)各自包括8個(gè)位。換句話說(shuō)，各mXn筆原始深度數(shù)據(jù)Di (I，I) -Di (m, η)的數(shù)值介于0-255之間。對(duì)于各mXη筆原始深度數(shù)據(jù)Di (I，I) -Di (m,η)中數(shù)值較大的數(shù)據(jù)來(lái)說(shuō)，其對(duì)應(yīng)到的像素?cái)?shù)值1(1，1)-1 (m，n)具有越小的深度。相反的，對(duì)于原始深度數(shù)據(jù)Di (1，1)-Di (m，η)中的數(shù)值較小的數(shù)據(jù)來(lái)說(shuō)，對(duì)應(yīng)到的像素?cái)?shù)值I (1，I)-Km,η)具有越大的深度。當(dāng)深度數(shù)據(jù)以灰度圖像呈現(xiàn)時(shí)，較靠近的物體為較淺的灰色。步驟202中建立模擬電路模型。舉例來(lái)說(shuō)，圖3繪示范例模擬電路模型300。模擬電路模型300為概念模型，其中的部分包含數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)310、擴(kuò)散節(jié)點(diǎn)320及連接裝置330。連接裝置330是被耦接在數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)310及對(duì)應(yīng)的相鄰擴(kuò)散節(jié)點(diǎn)320之間(概念上電性連接于數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)310及對(duì)應(yīng)的相鄰擴(kuò)散節(jié)點(diǎn)320之間)，使得電流能在數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)310和擴(kuò)散節(jié)點(diǎn)320間流通。連接裝置330也被耦接在兩個(gè)對(duì)應(yīng)的相鄰擴(kuò)散節(jié)點(diǎn)320之間，使得電流能在此些擴(kuò)散節(jié)點(diǎn)320間流通。在部分實(shí)施例中，數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)310和擴(kuò)散節(jié)點(diǎn)320的數(shù)量可以相等、小于，或是大于原始深度數(shù)據(jù)數(shù)值的數(shù)量。利用步驟201中接收到的mXn筆原始深度數(shù)據(jù)數(shù)值Di (1，D-Di (m，η)，模擬電路模型300可由mXη筆數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)310及mXn筆連接裝置330所構(gòu)成。模擬電路模型300對(duì)應(yīng)圖3，包含mX η筆子電路模型M (I，I)、M (I，2)、…、M (m，
η)，其具有相同且重復(fù)或是相似的電路結(jié)構(gòu)。子電路模型M(l，I)、M(l，2).....M(m，n)對(duì)
應(yīng)至或是實(shí)質(zhì)上相關(guān)于原始深度數(shù)據(jù)數(shù)值Di(l，l)-Di(m，η)。舉例來(lái)說(shuō)，圖4繪示范例子電路模型M(i，j)400，實(shí)質(zhì)上對(duì)應(yīng)到原始深度數(shù)據(jù)D(i，j)，其中1、j分別為小于或是等于m、η的自然數(shù)。如圖4所示，子電路模型M(i，j)400包含數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)NS(i，j)410、擴(kuò)散節(jié)點(diǎn)ND(i，j)421、ND(1-l，j)422、ND(i，j-l)423、ND(i，j+l)424 及 ND(i+l，j)425 和連接裝置 431-435。在部分實(shí)施例中，用來(lái)耦接數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)410及擴(kuò)散節(jié)點(diǎn)421的連接裝置431可為空間數(shù)據(jù)擴(kuò)散連接裝置RS。連接裝置432-435耦接在擴(kuò)散節(jié)點(diǎn)421及鄰近擴(kuò)散節(jié)點(diǎn)422-425之間，且可被視為擴(kuò)散連接裝置RD1-RD4。在部分實(shí)施例中，連接裝置431-435可為電阻模型元件。當(dāng)不同的電位被施加在一個(gè)特定連接裝置的兩個(gè)端點(diǎn)上時(shí)，擴(kuò)散電流能流經(jīng)此連接裝置。回到圖2，在步驟203中，原始深度數(shù)據(jù)可轉(zhuǎn)換為仿電壓信號(hào)。舉例來(lái)說(shuō)，處理器110根據(jù)原始深度數(shù)據(jù)Di(l，I)-Di (m，η)產(chǎn)生mX η筆轉(zhuǎn)換仿電壓信號(hào)SV(1，1)、SV(1，
2).....SV(m，η)。在部分實(shí)施例中，處理器110可利用深度數(shù)據(jù)的數(shù)值或是其轉(zhuǎn)換及引導(dǎo)
出的數(shù)值作為仿電壓信號(hào)。在部分實(shí)施例中，處理器110以與上述數(shù)值具有比例關(guān)系的其他數(shù)值來(lái)產(chǎn)生此電壓值。在步驟204中，產(chǎn)生仿電壓信號(hào)到數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)。舉例來(lái)說(shuō)，仿電壓信號(hào)SV(1，I)、SV(1,2),...、SV (m, η)被分別提供至對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn) NS (1，I)、NS (1，2)、...、NS (m,η) ο由于擴(kuò)散節(jié)點(diǎn)ND (I，1)、ND (I，2)、...、ND(m, η)各自具有原點(diǎn)電位(Zero VoltagePotential)，擴(kuò)散電流可能流過(guò)在各個(gè)數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)NS(i，j)及其對(duì)應(yīng)的擴(kuò)散節(jié)點(diǎn)ND(i，j)之間。舉例來(lái)說(shuō)，如圖4所示，擴(kuò)散電流Il由數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)410流向擴(kuò)散節(jié)點(diǎn)421，以對(duì)應(yīng)地增加擴(kuò)散節(jié)點(diǎn)421的電位。同理，擴(kuò)散節(jié)點(diǎn)422-425的電位可因自其相對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)流出的擴(kuò)散電流而增加(圖中未標(biāo)示)。根據(jù)擴(kuò)散節(jié)點(diǎn)421和鄰近擴(kuò)散節(jié)點(diǎn)425之間的電位差，擴(kuò)散電流也可能流通在擴(kuò)散節(jié)點(diǎn)421和422-425之間。舉例來(lái)說(shuō)，如圖4所示，擴(kuò)散電流12由擴(kuò)散節(jié)點(diǎn)421流向擴(kuò)散節(jié)點(diǎn)422 ;擴(kuò)散電流13由擴(kuò)散節(jié)點(diǎn)423流向擴(kuò)散節(jié)點(diǎn)421 ;擴(kuò)散電流14由擴(kuò)散節(jié)點(diǎn)421流向擴(kuò)散節(jié)點(diǎn)424 ;擴(kuò)散電流15由擴(kuò)散節(jié)點(diǎn)425流向擴(kuò)散節(jié)點(diǎn)421。回到圖2,步驟205產(chǎn)生擴(kuò)散電流限制條件(Diffusion Current Constraint)。此夕卜，同時(shí)部分的步驟205也定義出連接裝置330的電阻值。在部分實(shí)施例中，空間數(shù)據(jù)擴(kuò)散連接裝置RS(1，1)-RS(m，η)的電阻值Rs實(shí)質(zhì)上相同。舉例來(lái)說(shuō)，電阻值可由使用者通過(guò)輸入設(shè)備130輸入來(lái)決定。在部分實(shí)施例中，各擴(kuò)散連接裝置的電阻值Rd(例如是子電路模型400中電阻值RD1-RD4)可以下列方程式來(lái)定義:
rf\f\coi Rd = —-7τ( I ) ^-(/ l|Q-c lr)其中α和β表示已知系數(shù)；Ct代表原始深度數(shù)據(jù)Di (i，j)中對(duì)應(yīng)的像素?cái)?shù)據(jù)DV(i, j)中的色彩信息；Cn代表和擴(kuò)散連接裝置RD1-RD4耦接的擴(kuò)散節(jié)點(diǎn)(例如ND(i_l，j)、ND(i，j-1)、ND(i，j+1)、ND(i+l，j))上對(duì)應(yīng)到原始深度數(shù)據(jù)的像素?cái)?shù)據(jù)的色彩信息。和部分實(shí)施例一致，像素?cái)?shù)據(jù)中的色彩信息Ct和Cn由對(duì)應(yīng)像素?cái)?shù)據(jù)中各顏色的子像素?cái)?shù)據(jù)的絕對(duì)值總和來(lái)決定。以部分的步驟205來(lái)說(shuō)，依照歐姆定律，擴(kuò)散電流可以各連接裝置兩端的電位差與各連接裝置的電阻值的商來(lái)定義。舉例來(lái)說(shuō)，圖4中擴(kuò)散電流I1-15可以定義為:



權(quán)利要求
1.一種用來(lái)精練一三維圖像的方法，包括: 辨識(shí)該3D圖像中的一深度圖；以及 以一處理器構(gòu)建一模擬電路模型，該模擬電路模型包括多個(gè)數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)、多個(gè)擴(kuò)散節(jié)點(diǎn)及多個(gè)連接裝置，該些連接裝置連接該些數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)及該些擴(kuò)散節(jié)點(diǎn)，該模擬電路模型提供多個(gè)仿電壓信號(hào)至該些數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)，其中該些數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)與該深度圖中該些數(shù)據(jù)點(diǎn)其中的部分對(duì)應(yīng)，該些仿電壓信號(hào)與至少部分的該些數(shù)據(jù)點(diǎn)上的多筆深度數(shù)據(jù)相關(guān)； 利用該處理器執(zhí)行一優(yōu)化操作，使得至少部分的該些仿電壓信號(hào)通過(guò)該些連接裝置重新分配至該些擴(kuò)散節(jié)點(diǎn)，以對(duì)應(yīng)地實(shí)現(xiàn)優(yōu)化操作來(lái)產(chǎn)生多個(gè)擴(kuò)散電壓信號(hào)；以及 該處理器根據(jù)該些擴(kuò)散電壓信號(hào)來(lái)更新該深度圖中的該些深度數(shù)據(jù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中該優(yōu)化步驟最少還包括降低或使一第一能量最小化，該第一能量和該些連接裝置上的多個(gè)擴(kuò)散電流信號(hào)相關(guān)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中更新該深度數(shù)據(jù)的步驟還包括針對(duì)該深度數(shù)據(jù)進(jìn)行循環(huán)迭代更新，直到該第一能量小于一第一能量上限為止。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中還包括: 辨識(shí)該連接裝置的電阻值；以及 根據(jù)該仿電壓信號(hào)、該擴(kuò)散電壓信號(hào)及該電阻值產(chǎn)生該些擴(kuò)散電流信號(hào)。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中該第一能量中的至少一部分與一深度限制條件、一扭曲限制條件及一邊界彎曲限制條件其中至少一個(gè)相關(guān)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法,其中該第一能量中與該擴(kuò)散電流信號(hào)相關(guān)的該部分對(duì)應(yīng)至一第一加權(quán)系數(shù)，該第一能量中與該深度限制條件、該扭曲限制條件及該邊界彎曲限制條件其中至少一個(gè)相關(guān)的該部分對(duì)應(yīng)至一第二加權(quán)系數(shù)，該方法還包括: 經(jīng)由分析該3D合成圖像來(lái)決定該第一加權(quán)系數(shù)及該第二加權(quán)系數(shù)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中還包括: 根據(jù)一深度限制條件、一扭曲限制條件及一邊界彎曲限制條件其中至少一個(gè)來(lái)修改該深度圖中的深度數(shù)據(jù)； 其中，被提供至該些數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)的該些仿電壓信號(hào)和該優(yōu)化深度數(shù)據(jù)相關(guān)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中的修改步驟包括降低或使一第二能量最小化，該第二能量和該深度限制條件、該扭曲限制條件、該邊界彎曲限制條件其中至少一個(gè)相關(guān)。
9.一種精練一三維圖像的方法，包括: 辨識(shí)該3D圖像中的一深度圖；以及 應(yīng)用一處理器來(lái)決定一能量，該能量包括一第一能量部分、一第二能量部分及一第三能量部分，分別與一深度限制條件、一扭曲限制條件及一邊界彎曲限制條件對(duì)應(yīng)，其中各該深度限制條件、該扭曲限制條件及該邊界彎曲限制條件為該深度圖中的多筆深度數(shù)據(jù)的函數(shù)；以及 應(yīng)用該處理器執(zhí)行一優(yōu)化操作，以利用降低或最小化該能量的方法來(lái)精練該深度圖中的該些深度數(shù)據(jù)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中決定該能量的步驟還包括以不同的權(quán)重參數(shù)來(lái)調(diào)整該第一、該第二及該第三能量部分。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中優(yōu)化該深度數(shù)據(jù)還包括:針對(duì)該深度數(shù)據(jù)進(jìn)行循環(huán)迭代更新，直到該第一能量小于一第一能量上限為止。
12.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中該深度限制條件精煉后的該深度數(shù)據(jù)及一坐標(biāo)軸數(shù)據(jù)及一原始深度數(shù)據(jù)的總合的差值相關(guān)。
13.一種精練三維圖像系統(tǒng)，包括: 一儲(chǔ)存裝置，用來(lái)儲(chǔ)存一 3D圖像的深度圖，該深度圖包括一深度數(shù)據(jù)； 一處理器，耦接至該儲(chǔ)存裝置并被設(shè)定來(lái)執(zhí)行下列程序: 建立一模擬電路模型，該模擬電路模型包括多個(gè)數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)、多個(gè)擴(kuò)散節(jié)點(diǎn)及多個(gè)連接裝置，該些連接裝置連接該些數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)及該些擴(kuò)散節(jié)點(diǎn)，該模擬電路模型提供多個(gè)仿電壓信號(hào)至該些數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)，其中該些數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)與該深度圖中的該些數(shù)據(jù)點(diǎn)其中的部分對(duì)應(yīng)，該些仿電壓信號(hào)與至少部分的該些數(shù)據(jù)點(diǎn)上的多筆深度數(shù)據(jù)相關(guān)； 執(zhí)行一優(yōu)化操作，使得至少部分的該些仿電壓信號(hào)通過(guò)該些連接裝置重新分配至該些擴(kuò)散節(jié)點(diǎn)，以對(duì)應(yīng)地實(shí)現(xiàn)優(yōu)化操作來(lái)產(chǎn)生多個(gè)擴(kuò)散電壓信號(hào)；以及根據(jù)該些擴(kuò)散電壓信號(hào)來(lái)更新該深度圖中的該些深度數(shù)據(jù)。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的系統(tǒng)，其中該些擴(kuò)散電壓信號(hào)是利用降低或使一第一能量最小化的方法來(lái)進(jìn)行優(yōu)化，該第一能量和該些連接裝置上的多個(gè)擴(kuò)散電流信號(hào)相關(guān)。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的系統(tǒng)，其中該第一能量中的至少一部分與一深度限制條件、一扭曲限制條件及一邊界彎曲限制條件其中至少一個(gè)相關(guān)。
16.根據(jù)權(quán)利要求13所述的系統(tǒng)，該處理器還進(jìn)一步被設(shè)置用作: 根據(jù)一深度限制條件、一 扭曲限制條件及一邊界彎曲限制條件其中至少一個(gè)來(lái)修改該深度圖中的深度數(shù)據(jù)； 其中提供至該些數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)的該些仿電壓信號(hào)和優(yōu)化的深度數(shù)據(jù)相關(guān)。
17.一種非瞬時(shí)計(jì)算機(jī)可讀取媒體，包括一可執(zhí)行程序，其中該可執(zhí)行程序指示一處理器執(zhí)行一三維圖像精煉操作，該操作包括: 辨識(shí)該3D圖像中的一深度圖； 建立一模擬電路模型，該模擬電路模型包括多個(gè)數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)、多個(gè)擴(kuò)散節(jié)點(diǎn)及多個(gè)連接裝置，該些連接裝置連接該些數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)及該些擴(kuò)散節(jié)點(diǎn)，該模擬電路模型提供多個(gè)仿電壓信號(hào)至該些數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)，其中該些數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)與該深度圖中的該些數(shù)據(jù)點(diǎn)其中的部分對(duì)應(yīng)，該些仿電壓信號(hào)與至少部分的該些數(shù)據(jù)點(diǎn)上的多筆深度數(shù)據(jù)相關(guān)； 執(zhí)行一優(yōu)化操作，使得至少部分的該些仿電壓信號(hào)通過(guò)該些連接裝置重新分配至該些擴(kuò)散節(jié)點(diǎn)，以對(duì)應(yīng)地實(shí)現(xiàn)優(yōu)化操作來(lái)產(chǎn)生多個(gè)擴(kuò)散電壓信號(hào)；以及根據(jù)該些擴(kuò)散電壓信號(hào)來(lái)更新該深度圖中的該些深度數(shù)據(jù)。
18.—精練三維圖像系統(tǒng)，包括: 一儲(chǔ)存裝置，用來(lái)儲(chǔ)存一 3D圖像的深度圖，該深度圖包括一深度數(shù)據(jù)；以及 一處理器，連接至該儲(chǔ)存裝置，并被設(shè)定來(lái)執(zhí)行下列程序: 決定一能量，該能量包括一第一能量部分、一第二能量部分及一第三能量部分，分別與一深度限制條件、一扭曲限制條件及一邊界彎曲限制條件對(duì)應(yīng)，其中各該深度限制條件、該扭曲限制條件及該邊界彎曲限制條件為該深度圖中的深度數(shù)據(jù)的函數(shù)； 執(zhí)行一優(yōu)化操作，以利用減小或最小化該能量的方法來(lái)精練該深度圖中的該深度數(shù)據(jù)。
19.一種非瞬時(shí)計(jì)算機(jī)可讀取媒體，包括一可執(zhí)行程序，其中該可執(zhí)行程序指示一處理器執(zhí)行一三維圖像精煉操作，該操作包括: 決定該3D圖像中的一深度圖； 決定一能量，該能量包括一第一能量部分、一第二能量部分及一第三能量部分，分別與一深度限制條件、一扭曲限制條件及一邊界彎曲限制條件對(duì)應(yīng)，其中各該深度限制條件、該扭曲限制條件及該邊界彎曲限制條件為該深度圖中的深度數(shù)據(jù)的函數(shù)；以及 應(yīng)用該處理器執(zhí)行一優(yōu)化操作，以利用減小或最小化該能量的方法來(lái)精練該深度圖中的該深度數(shù)據(jù)。
全文摘要
本發(fā)明包含一些用來(lái)精練3D圖像的方法、系統(tǒng)。處理器被用來(lái)辨識(shí)3D圖像中的深度圖，并且建立一個(gè)模擬電路模型。模擬電路模型中包含數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)、擴(kuò)散節(jié)點(diǎn)，以及連接裝置。連接裝置用來(lái)連接數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)和擴(kuò)散節(jié)點(diǎn)。模擬電路模型送出仿電壓信號(hào)給數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)，此數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)到深度圖中至少一部分?jǐn)?shù)據(jù)點(diǎn)。仿電壓信號(hào)實(shí)質(zhì)上與至少一部分?jǐn)?shù)據(jù)點(diǎn)中的深度數(shù)據(jù)相關(guān)。此方法還使得至少部分的仿電壓信號(hào)通過(guò)連接裝置使其的電壓重新分配至擴(kuò)散節(jié)點(diǎn)，以對(duì)應(yīng)地實(shí)現(xiàn)優(yōu)化操作來(lái)產(chǎn)生擴(kuò)散電壓信號(hào)。處理器同時(shí)也根據(jù)擴(kuò)散電壓信號(hào)更新深度圖中的深度數(shù)據(jù)。
文檔編號(hào)G06T1/00GK103186921SQ20121018881
公開日2013年7月3日 申請(qǐng)日期2012年6月11日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月28日
發(fā)明者吳俊德, 何佳航, 羅豐祥, 黃維嘉 申請(qǐng)人:財(cái)團(tuán)法人工業(yè)技術(shù)研究院