[发明专利]使用GPS和DSM的2D到3D图像和视频转换

说明书

技术领域

本发明涉及成像领域。更具体地说，本发明涉及使用全球定位系统（GPS）信息和数字表面模型（DSM）来将二维（2D）数据转换成三维（3D）数据。

背景技术

三维技术业已发展了一个多世纪，然而却尚不能够在主流中建立它自身，这大致是因为其对一般用户而言复杂且成本高。液晶显示器（LCD）和等离子屏在消费类电子及计算机世界两者中的出现激发了对于该技术的兴趣，液晶显示器和等离子屏与传统的阴极射线管（CRT）监视器和电视机相比更适合呈现3D图像。3D系统是从技术好奇心发展而来的，其现在正在变成用于娱乐、商业及科学应用的实际的获取和显示系统。随着关注度的提升，很多硬件和软件公司正在就3D产品进行合作。

NTT DoCoMo披露了最早以能够呈现3D图像的彩色屏幕为特征的Sharp mova SH25liS手机。单个数字照相机允许其用户拍摄二维（2D）图像，然后通过使用编辑系统来将它们转换成3D。3D图像被发送至其他电话，其中如果接收方具有相似装备的手机，那么接收方能够看到3D图像。在自动立体系统上不需要专用眼镜来查看3D图像。然而，这种技术是存在很多问题的。为了看到优质的3D图像，用户不得不位于电话的正前方并且离其屏幕大约1英尺。如果用户接着稍有移动，那么他将会丧失图像的焦点。此外，由于仅仅一个照相机被利用，因此它只能拍摄2D图像，然后经由3D编辑器，图像被不自然地转换成3D图像。因此，图像的质量是一个问题。

可以通过使用多个图像来改善显示，其中每一个图像间隔65mm。使用多个图像，观看者可以向左或向右移动他的头部，并且仍然将看到正确的图像。然而，这种技术存在附加的问题。所需要的照相机的数量增加。举个例子，为了具有四个视图，使用四个照相机。此外，由于数字的集合是重复的，因此将仍然存在导致倒转3D图像的位置，只是其数量将会减少。倒转图像可以通过在重复的集合之间插入空域（field）或黑域来克服。黑域将移除倒转3D的问题，但是然后存在图像不再是3D的位置。此外，所需要的黑域的数量与所使用的照相机的数量是成反比的，使得使用的照相机越多，所需要的黑域就越少。由此，多图像显示具有需要被克服以使得观看者享受他的3D体验的许多问题。

发明内容

在这里描述的是使用全球定位系统（GPS）数据以及数字表面模型（DSM）来将二维图像转换成三维图像。DSM和GPS数据被用于定位虚拟照相机。虚拟照相机与DSM之间的距离被用于重建深度图。深度图和二维图像被用于呈现三维图像。

在一个方面中，一种用于将二维数据转换成三维数据的设备，包括：位置部件，用于提供二维数据的位置信息；数字表面模型部件，用于提供数字表面信息；深度图部件，用于产生二维数据的深度图；以及转换部件，用于使用深度图来将二维数据转换成三维数据。所述设备还包括用于显示三维数据的屏幕。所述位置信息包括全球定位系统数据。所述数字表面信息包括数字表面模型。产生深度图包括：利用位置信息来确定二维数据在数字表面信息上的位置，以及确定二维数据的元素的距离。通过帮助确定二维数据在数字表面信息上的位置，设备设置信息被用在产生深度图中。所述设备设置信息包括指南针信息、镜头信息、缩放信息以及陀螺仪信息中的至少一个。所述二维数据选自由图像和视频组成的组。

在另一方面中，一种在设备上的存储器中编程的用于将二维数据转换成三维数据的方法，包括：获取二维数据；使用全球定位系统数据来确定二维数据在数字表面模型上的配置；确定数字表面模型和二维数据中的对象的距离；使用所确定的距离来产生深度图；以及使用深度图和二维数据来呈现三维数据。所述方法还包括获取数字表面模型以及全球定位系统数据。所述方法还包括在显示器上显示三维数据。确定二维数据在数字表面模型上的配置包括：使用全球定位系统数据来定位数字表面图的大致区域，然后通过映射二维数据的地标（landmark）和数字表面模型来确定二维数据的方位。在确定二维数据在数字表面模型上的配置中使用设备设置信息。所述设备设置信息包括指南针信息、镜头信息、缩放信息以及陀螺仪信息中的至少一个。所述二维数据选自由图像和视频组成的组。确定配置、确定距离、产生深度图以及呈现三维数据发生在服务器设备、照相机、录像摄像机、个人计算机或电视机中的至少一个上。