本發(fā)明涉及圖像處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種偽立體GIF動(dòng)畫自動(dòng)合成系統(tǒng)及其圖像處理方法。

背景技術(shù)：

立體顯示(又稱3D顯示、三維顯示)，其利用各種光學(xué)手段模擬人眼在現(xiàn)實(shí)世界的觀看方式，實(shí)現(xiàn)具有縱深感的立體信息顯示方式。立體顯示比平面顯示更為真實(shí)地重現(xiàn)了人類的視覺(jué)感知，其在生產(chǎn)、生活中的應(yīng)用也十分廣泛。由于人的雙眼存在位置上的差異，所觀看到的同一場(chǎng)景也存在細(xì)微差異，左右眼獲取圖像的差異通過(guò)大腦感知后可以產(chǎn)生深度信息。這種通過(guò)雙眼獲取圖像的差異感知深度的能力稱為立體視覺(jué)，也稱為深度感知中的雙眼線索。人眼及其大腦的視覺(jué)處理系統(tǒng)，除了通過(guò)雙眼線索感知深度以外，還有多種單眼線索可以提供深度信息。通過(guò)單眼線索，人們可以僅用一只眼睛分辨物體的遠(yuǎn)近，這些單眼線索最早由畫家發(fā)現(xiàn)。其中最常見(jiàn)的單眼線索有遮擋關(guān)系、透視性以及相對(duì)尺寸。當(dāng)一個(gè)物體被其它物體(部分)遮擋時(shí)，人們通常認(rèn)為該物體處在其它物體的后面。

當(dāng)物體運(yùn)動(dòng)時(shí)，物體之間的遮擋關(guān)系會(huì)發(fā)生變化，遮擋關(guān)系帶來(lái)的深度感知會(huì)更加顯著?；谶@種遮擋關(guān)系，以及人們對(duì)立體感知的追捧，就產(chǎn)生了一種偽立體GIF動(dòng)畫。偽立體GIF動(dòng)畫通常在平面圖像中加上白條作為遮擋和被遮擋的物體，動(dòng)畫中的每幀圖像根據(jù)物體遠(yuǎn)近關(guān)系設(shè)計(jì)場(chǎng)景內(nèi)容與白條的遮擋關(guān)系，最終連貫成動(dòng)畫效果。偽立體GIF動(dòng)畫增強(qiáng)了平面動(dòng)畫的立體效果，可以在普通平面顯示媒體上進(jìn)行展示。

基于視覺(jué)遮擋關(guān)系的偽立體GIF動(dòng)畫的制作目前只有純手工制作方法，即利用Photoshop等圖像處理軟件在形成動(dòng)畫的每一幀圖像上添加處于相同位置和寬度的白條，同時(shí)設(shè)計(jì)不同的遮擋關(guān)系。該過(guò)程相當(dāng)繁瑣和耗時(shí)，同時(shí)細(xì)節(jié)處理的效果難免存在瑕疵。一個(gè)完整的偽立體GIF動(dòng)畫通常由上百幀以上的圖像組成，完成其耗費(fèi)的時(shí)間、精力較大。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的以上問(wèn)題，提供一種偽立體GIF動(dòng)畫自動(dòng)合成系統(tǒng)及其圖像處理方法，本發(fā)明的圖像處理方法解決了偽立體GIF動(dòng)畫制作過(guò)程中耗時(shí)費(fèi)力，效果存在瑕疵等問(wèn)題，該系統(tǒng)基于具有視差的雙目立體視頻素材，利用計(jì)算機(jī)圖像處理的方法自動(dòng)在單眼視圖圖像中添加白條，同時(shí)處理遮擋關(guān)系，自動(dòng)合成偽立體GIF動(dòng)畫，該系統(tǒng)利用計(jì)算機(jī)自動(dòng)處理的方式代替人工操作，除了省時(shí)省力之外，還可以達(dá)到較高的處理精度和視覺(jué)效果。

為實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)目的，達(dá)到上述技術(shù)效果，本發(fā)明通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

一種偽立體GIF動(dòng)畫自動(dòng)合成系統(tǒng)，其包括：

立體視頻獲取及處理模塊，所述立體視頻獲取及處理模塊讀取3D視頻素材后進(jìn)行處理和計(jì)算，獲取相關(guān)信息和圖像，所述立體視頻獲取及處理模塊將獲取的相關(guān)信息傳輸給系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置模塊，所述立體視頻獲取及處理模塊將獲取的相關(guān)圖像傳輸給景深圖獲取模塊和白條添加模塊，相關(guān)圖像包括每一幀立體圖像的左視圖和右視圖；

所述景深獲取模塊從所述立體視頻獲取及處理模塊中獲取相關(guān)圖像，并選擇相關(guān)圖像中的一個(gè)視圖為基準(zhǔn)視圖,另一視圖為參考視圖,利用圖像匹配的方式獲取基準(zhǔn)視圖的景深圖；

所述系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置模塊用于設(shè)置在平面圖像上添加白條的數(shù)目n、每個(gè)白條的平面位置x、寬度w、深度位置p，所述系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置模塊將設(shè)置好的參數(shù)傳輸給白條添加模塊；

所述白條添加模塊從所述立體視頻獲取及處理模塊中獲取相關(guān)圖像，用于在基準(zhǔn)視圖上添加白條，每一幀的基準(zhǔn)視圖為左視圖和右視圖中的一個(gè)，并且與景深獲取模塊中的選擇保持一致，在所述白條添加模塊白條添加過(guò)程中，所需的白條添加區(qū)域和白條深度位置p從所述系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置模塊中獲取相關(guān)參數(shù)信息，所需的景深圖從所述景深獲取模塊中獲取，經(jīng)過(guò)所述白條添加模塊獲得的添加了白條的基準(zhǔn)視圖再傳輸給GIF動(dòng)畫合成模塊；

所述GIF動(dòng)畫合成模塊用于從所述白條添加模塊獲取添加了白條的基準(zhǔn)視圖，將每一幀添加了白條的基準(zhǔn)視圖按序合成偽GIF格式的動(dòng)畫。

優(yōu)選地，所述立體視頻獲取及處理模塊處理的素材為由左右視圖組成的3D視頻片段，所述立體視頻獲取及處理模塊讀取3D視頻片段后，對(duì)3D視頻片段進(jìn)行處理和計(jì)算，獲取的相關(guān)信息包括：視頻片段的幀數(shù)N、視頻的分辨率h*v，獲取的相關(guān)圖像包括每一幀立體圖像的左視圖和右視圖，左視圖和右視圖的分辨率都是h*v。

優(yōu)選地，所述景深圖對(duì)應(yīng)每個(gè)像素深度信息，歸一化后利用0-1范圍內(nèi)的值表達(dá)，數(shù)值越大表明場(chǎng)景中的景物越靠近觀察者。

優(yōu)選地，所述系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置模塊可設(shè)置添加n個(gè)白條，每個(gè)白條的寬度w和深度位置p相同，深度位置p的可設(shè)置范圍與景深圖深度信息范圍一致，p為0-1之間的數(shù)值，白條平面位置x和寬度w以像素為單位，具體數(shù)值根據(jù)所述立體視頻獲取及處理模塊獲得的視頻分辨率和相應(yīng)算法計(jì)算而得。

優(yōu)選地，所述白條添加模塊在白條添加過(guò)程中，對(duì)被添加區(qū)域內(nèi)的圖像景深d進(jìn)行獲取，并與該區(qū)域內(nèi)白條的深度位置p進(jìn)行比較，并且根據(jù)比較結(jié)果判斷遮擋關(guān)系，進(jìn)行添加白條的圖像處理。

優(yōu)選地，一種偽立體GIF動(dòng)畫自動(dòng)合成系統(tǒng)中的圖像處理方法，包括以下步驟：

S1輸入立體視頻，進(jìn)入步驟S2；

S2獲取視頻的圖像總幀數(shù)N、水平分辨率h、垂直分辨率v，進(jìn)入步驟S3；

S3從1到N按序讀取第i幀立體圖像，并進(jìn)行圖像切割和插值拉伸處理，獲得分辨率為h*v的左視圖和右視圖，進(jìn)入步驟S4；

S4選擇一幅單眼視圖作為基準(zhǔn)視圖，另一幅作為參考視圖，對(duì)獲得的左視圖和右視圖進(jìn)行立體匹配，獲得基準(zhǔn)視圖對(duì)應(yīng)的景深圖，并進(jìn)入步驟S5；

S5設(shè)置添加白條的參數(shù)，其中，參數(shù)包括數(shù)目n，每個(gè)白條的平面位置x、寬度w、深度位置p，進(jìn)入步驟S6；

S6在白條平面位置x和寬度w定義的區(qū)域范圍內(nèi)，判斷白條與基準(zhǔn)視圖內(nèi)容的遮擋關(guān)系，同時(shí)在基準(zhǔn)視圖上添加白條，并進(jìn)入步驟S7；

S7判斷當(dāng)前處理的圖像幀編號(hào)i是否小于總幀數(shù)N，如果是，返回S3，i＝i+1,處理下一幀圖像，否則進(jìn)入S8中；

S8將每一幀添加了白條的基準(zhǔn)視圖按序合成GIF格式的動(dòng)畫。

優(yōu)選地，S6中圖像處理流程包括：

S601在白條平面位置x和寬度w定義的區(qū)域范圍內(nèi)，通過(guò)景深圖逐個(gè)獲取像素點(diǎn)對(duì)應(yīng)的景深d,并且進(jìn)入步驟S602中；

S602判斷當(dāng)前像素位置對(duì)應(yīng)深度d是否小于設(shè)置的白條深度位置p，如果是，進(jìn)入S603,如果不是，進(jìn)入步驟S604；

S603基準(zhǔn)視圖對(duì)應(yīng)像素位置的內(nèi)容設(shè)置為全白色，進(jìn)入S605；

S604保留基準(zhǔn)視圖對(duì)應(yīng)像素位置的內(nèi)容不變，并進(jìn)入步驟S605；

S605判斷是否完成白條平面位置x和寬度w定義的區(qū)域范圍內(nèi)所有像素的操作，如果是，則獲得在基準(zhǔn)視圖上添加了白條的基準(zhǔn)圖像，否則返回S601，對(duì)白條平面位置x和寬度w定義的區(qū)域范圍內(nèi)其它像素進(jìn)行同樣的操作，直至完成所有像素的操作。

優(yōu)選地，S603中，對(duì)于通常8位3通道彩色圖像，設(shè)置R＝G＝B＝255。

優(yōu)選地，S4中獲得景深圖的方式還包括利用具有深度圖獲取功能的攝像機(jī)直接獲得深度圖。

優(yōu)選地，S6中添加白條的方式包括：添加垂直方向的白條，添加水平方向的白條，添加白色網(wǎng)格以及不同形狀的白色面。

本發(fā)明的有益效果是:

本發(fā)明的圖像處理方法解決了偽立體GIF動(dòng)畫人工制作過(guò)程中耗時(shí)費(fèi)力，效果存在瑕疵等問(wèn)題，該系統(tǒng)基于具有視差的雙目立體視頻素材，利用計(jì)算機(jī)圖像處理的方法自動(dòng)在單眼視圖圖像中添加白條，同時(shí)處理遮擋關(guān)系，自動(dòng)合成偽立體GIF動(dòng)畫，該系統(tǒng)利用計(jì)算機(jī)自動(dòng)處理的方式代替人工操作，除了省時(shí)省力之外，還可以達(dá)到較高的處理精度和視覺(jué)效果。

本發(fā)明建立了圖像處理系統(tǒng)，利用圖像處理的方式自動(dòng)生成偽立體GIF動(dòng)畫，處理速度快，精度高，視覺(jué)效果好。代替繁瑣、耗時(shí)、費(fèi)力的人工操作，可以批量獲取偽立體GIF動(dòng)畫，對(duì)其進(jìn)一步發(fā)展起到積極的促進(jìn)作用。

上述說(shuō)明僅是本發(fā)明技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本發(fā)明的技術(shù)手段，并可依照說(shuō)明書的內(nèi)容予以實(shí)施，以下以本發(fā)明的較佳實(shí)施例并配合附圖詳細(xì)說(shuō)明如后。本發(fā)明的具體實(shí)施方式由以下實(shí)施例及其附圖詳細(xì)給出。

附圖說(shuō)明

為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例技術(shù)描述中所需要使用的附圖做簡(jiǎn)單的介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其它的附圖。

圖1是本發(fā)明的系統(tǒng)原理圖；

圖2是本發(fā)明的方法流程圖；

圖3是圖2中判斷白條與基準(zhǔn)視圖內(nèi)容的遮擋關(guān)系并且添加白條的步驟流程圖；

圖4是實(shí)施例中基準(zhǔn)視圖上白條添加的效果圖。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整的描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其它實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

實(shí)施例1

參照?qǐng)D1所示，實(shí)施例1中公開了一種偽立體GIF動(dòng)畫自動(dòng)合成系統(tǒng)，其包括：立體視頻獲取及處理模塊，景深獲取模塊，系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置模塊，白條添加模塊，GIF動(dòng)畫合成模塊。

上述合成系統(tǒng)的工作原理為：所述立體視頻獲取及處理模塊讀取3D視頻素材后進(jìn)行處理和計(jì)算，獲取相關(guān)信息和圖像，所述立體視頻獲取及處理模塊將獲取的相關(guān)信息傳輸給系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置模塊，所述立體視頻獲取及處理模塊將獲取的相關(guān)圖像傳輸給景深圖獲取模塊和白條添加模塊，相關(guān)圖像包括每一幀立體圖像的左視圖和右視圖。

其中，所述立體視頻獲取及處理模塊的素材為由左右視圖組成的3D視頻片段，所述立體視頻獲取及處理模塊讀取3D視頻片段后，對(duì)3D視頻片段進(jìn)行處理和計(jì)算，獲取的相關(guān)信息包括：視頻片段的幀數(shù)N、視頻的分辨率h*v(以像素列數(shù)h和行數(shù)v表示)，獲取的相關(guān)圖像包括每一幀立體圖像的左視圖和右視圖，左視圖和右視圖的分辨率都是h*v。立體圖像一般是左右格式，左半是左視圖右半是右視圖，兩視圖合成左右格式一般是通過(guò)對(duì)原始左右視圖進(jìn)行了水平方向的壓縮，壓縮為原來(lái)的一半寬度，立體顯示的時(shí)候再通過(guò)插值的方式拉伸成原始寬度，所以此處要獲取原始分辨率的左右視圖圖像，需要分別對(duì)左右視圖進(jìn)行插值拉伸。

所述景深獲取模塊從所述立體視頻獲取及處理模塊中獲取的相關(guān)圖像，利用圖像匹配的方式獲取景深圖；所述景深獲取模塊以左視圖和右視圖中的一個(gè)視圖為基準(zhǔn)視圖,另一視圖為參考視圖，獲取基準(zhǔn)視圖圖像對(duì)應(yīng)的景深圖，景深圖對(duì)應(yīng)每個(gè)像素深度信息，歸一化后利用0-1范圍內(nèi)的值表達(dá)，數(shù)值越大表明場(chǎng)景中的景物越靠近觀察者。

所述系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置模塊用于設(shè)置在平面圖像上添加白條的數(shù)目n、每個(gè)白條的平面位置x、寬度w、深度位置p，所述系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置模塊將設(shè)置好的參數(shù)傳輸給白條添加模塊。一般情況下，所述系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置模塊可設(shè)置添加n個(gè)白條，每個(gè)白條的寬度w和深度位置p相同，深度位置p的可設(shè)置范圍與景深圖深度信息范圍一致，p為0-1之間的數(shù)值，白條平面位置x和寬度w以像素為單位，具體數(shù)值根據(jù)所述立體視頻獲取及處理模塊獲得的視頻分辨率(像素列數(shù)h和行數(shù)v)和相應(yīng)算法計(jì)算而得，比如欲在圖像上添加兩個(gè)水平方向上的垂直白條，白條數(shù)目n設(shè)置為2，白條位置x分別設(shè)置為h/3和h*2/3，白條寬度w設(shè)置成相同的h/30。

所述白條添加模塊從所述立體視頻獲取及處理模塊中獲取相關(guān)圖像，用于在基準(zhǔn)視圖上添加白條，每一幀的基準(zhǔn)視圖為左視圖和右視圖中的一個(gè)，并且與景深獲取模塊中的選擇保持一致，所述白條添加模塊在白條添加過(guò)程中，對(duì)被添加區(qū)域內(nèi)的圖像景深d進(jìn)行獲取，并與該區(qū)域內(nèi)白條的深度位置p進(jìn)行比較，并且根據(jù)比較結(jié)果判斷遮擋關(guān)系，進(jìn)行添加白條的圖像處理。在所述白條添加模塊白條添加過(guò)程中，所需的白條添加區(qū)域和白條深度位置p從所述系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置模塊中獲取相關(guān)參數(shù)信息，所需的景深圖從所述景深獲取模塊中獲取，經(jīng)過(guò)所述白條添加模塊獲得的添加了白條的基準(zhǔn)視圖再傳輸給GIF動(dòng)畫合成模塊。

所述GIF動(dòng)畫合成模塊用于從所述白條添加模塊獲取添加白條的基準(zhǔn)視圖，將每一幀添加了白條的基準(zhǔn)視圖按序合成偽GIF格式的動(dòng)畫。在實(shí)施例1中的按序是指GIF動(dòng)畫中每幀圖像的先后順序與立體視頻中每幀圖像的先后順序一致。

實(shí)施例2

實(shí)施例2中公開了一種圖像處理方法，如圖2中所示，包括以下步驟：

S1輸入立體視頻，進(jìn)入步驟S2；

S2獲取視頻的圖像總幀數(shù)N、水平分辨率h、垂直分辨率v，進(jìn)入步驟S3；

S3從1到N按序讀取第i幀立體圖像，并進(jìn)行圖像切割和插值拉伸處理，獲得分辨率為h*v的左視圖和右視圖，進(jìn)入步驟S4；

S4選擇一幅單眼視圖作為基準(zhǔn)視圖，另一幅作為參考視圖，對(duì)獲得的左視圖和右視圖進(jìn)行立體匹配，獲得基準(zhǔn)視圖對(duì)應(yīng)的景深圖，并進(jìn)入步驟S5；

S5設(shè)置添加白條的參數(shù)，其中，參數(shù)包括數(shù)目n，每個(gè)白條的平面位置x、寬度w、深度位置p，進(jìn)入步驟S6；

S6在白條平面位置x和寬度w定義的區(qū)域范圍內(nèi)，判斷白條與基準(zhǔn)視圖內(nèi)容的遮擋關(guān)系，同時(shí)在基準(zhǔn)視圖上添加白條，并進(jìn)入步驟S7；

S7判斷當(dāng)前處理的圖像幀編號(hào)i是否小于總幀數(shù)N，如果是，返回S3，i＝i+1,處理下一幀圖像，否則進(jìn)入S8中；

S8將每一幀添加了白條的基準(zhǔn)視圖按序合成GIF格式的動(dòng)畫。

其中，S4中除了利用立體匹配的方式獲得深度圖以外，還有可能利用其它方式獲得，比如具有深度圖獲取功能的攝像機(jī)可以直接獲得深度圖，利用這樣的深度圖同樣可以進(jìn)一步進(jìn)行添加白條操作，在圖3的關(guān)鍵圖像處理技術(shù)流程中，深度圖的來(lái)源方式不受限制。

S6中除了可以添加垂直方向的白條外，也可以添加水平方向的白條，甚至可以添加白色網(wǎng)格以及不同形狀的白色面，此處的白條形式僅僅是具有代表性的遮擋，廣義的白色遮擋面的形狀、顏色并不受限制。

如圖3所示，其中，S6中圖像處理流程具體包括：

S601在白條平面位置x和寬度w定義的區(qū)域范圍內(nèi)，通過(guò)景深圖逐個(gè)獲取像素點(diǎn)對(duì)應(yīng)的景深d,并且進(jìn)入步驟S602中；

S602判斷當(dāng)前像素位置對(duì)應(yīng)深度d是否小于設(shè)置的白條深度位置p，如果是，進(jìn)入S603,如果不是，進(jìn)入步驟S604；

S603基準(zhǔn)視圖對(duì)應(yīng)像素位置的內(nèi)容設(shè)置為全白色(對(duì)于通常8位3通道彩色圖像，設(shè)置R＝G＝B＝255，)進(jìn)入S605；

S604保留基準(zhǔn)視圖對(duì)應(yīng)像素位置的內(nèi)容不變，并進(jìn)入步驟S605；

S605判斷是否完成白條平面位置x和寬度w定義的區(qū)域范圍內(nèi)所有像素的操作，如果是，則獲得在基準(zhǔn)視圖上添加了白條的基準(zhǔn)圖像，否則返回S601，對(duì)白條平面位置x和寬度w定義的區(qū)域范圍內(nèi)其它像素進(jìn)行同樣的操作，直至完成所有像素的操作。

基于上述的圖像處理步驟，圖像處理結(jié)果如圖4中所示，該系統(tǒng)和方法能夠達(dá)到較高的處理精度和視覺(jué)效果。圖像處理方法解決了偽立體GIF動(dòng)畫制作過(guò)程中耗時(shí)費(fèi)力，效果存在瑕疵等問(wèn)題，該系統(tǒng)基于具有視差的雙目立體視頻素材，利用計(jì)算機(jī)圖像處理的方法自動(dòng)在單眼視圖圖像中添加白條，同時(shí)處理遮擋關(guān)系，自動(dòng)合成偽立體GIF動(dòng)畫，該系統(tǒng)利用計(jì)算機(jī)自動(dòng)處理的方式代替人工操作，除了省時(shí)省力之外，還可以達(dá)到較高的處理精度和視覺(jué)效果。

對(duì)所公開的實(shí)施例的上述說(shuō)明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本發(fā)明。對(duì)這些實(shí)施例的多種修改對(duì)本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來(lái)說(shuō)將是顯而易見(jiàn)的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，在其它實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)。因此，本發(fā)明將不會(huì)被限制于本文所示的這些實(shí)施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點(diǎn)相一致的最寬的范圍。