[发明专利]一种三维显示方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及单目相机的显示技术，尤其涉及一种三维显示方法及系统。

背景技术

随着社会的发展，目前通常的二维平面显示已不能满足用户的需求，用户希望显示器能真实的还原显示出空间的三维信息。三维(3D，Three Dimensions)立体显示技术的基础是双目视差原理，如图1所示，所谓双目视差是指观看者的两眼间有一定的瞳距，在观看物体时左眼和右眼所接收到的视觉图像略有差异，所以能够感知到图像的空间深度信息。基于双目视差原理的三维立体显示为观看者的左右眼分别提供同一场景的立体图像对，采用光学等手段让观看者的左眼和右眼分别只看到相对应的图像，从而让观察者感知到图像的立体信息。

基于双目视差原理的三维立体显示技术通常应用不同的图像处理方法获得模拟人眼观察的空间景物左眼图像和右眼图像，并通过特定的显示方法将两个图像分别输出给左眼和右眼，观看者即可在大脑中感知到景物立体信息。

现阶段能够获取到三维图像的产品有很多，通常为单镜头三维拍摄产品，如索尼爱立信LT18i是根据位移式三维成像原理，相机以高速连拍方式获取一系列的图像，相机内的影像处理器(BIONZ)会根据相邻图片之间的视差信息对拍摄的图像进行提取，从而获得符合左右眼观察的两组图像序列，最后影像处理器(BIONZ)会将这两组图片序列各自拼接成左眼和右眼全景图像，通过不同的三维显示设备进行显示。这种三维全景显示技术，需要实时筛选帧内具有视差效果的图片对，之后整张进行拼接，在整个过程中，不能保证对每部分景物提取的视差信息均匀一致，没有全程模拟人眼观察的效果。

耶路撒冷的希伯来大学计算机科学技术实验室的三维全景显示小组，曾提出获取三维立体图像对的图像捕获方法：环景心投影法。这种方法能够全面的模拟人眼观察的模式，其立体信息获取的效果可以同双目相机媲美。然而在全景拼接的过程中，该实验室选用的基于区域的拼接方式，计算量大且过程复杂，系统拼接时间长效率低。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种三维显示方法及系统，能够高效的实现单目相机的三维立体显示。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

本发明提供一种三维显示方法，包括：

步骤A、绕固定轴心旋转拍摄视频，所述视频作为三维显示的视频素材；

步骤B、根据环景心投影原理，对拍摄的视频中的每一帧进行窄带分割处理，得到左眼环景观察窄带图像序列S₂和右眼环景观察窄带图像序列S₃；

步骤C、对左眼环景观察窄带图像序列S₂和右眼环景观察窄带图像序列S₃进行立体全景图像拼接，得到左眼和右眼的立体全景图像对；

步骤D、对得到的左眼和右眼的立体全景图像对进行输出显示。

上述方法中，所述绕固定轴心旋转拍摄视频为：应用单目相机，在目标景物区域绕固定轴心由左至右或由右至左的旋转拍摄视频。

上述方法中，所述步骤B为：

对于拍摄的视频中图像序列中的每一帧，根据环景心投影原理，沿中心轴线左右两侧对称的部分，分割两条窄带图像，得到左眼窄带图像和右眼窄带图像，将左眼窄带图像作为右眼环形观察图像，将右眼窄带图像作为左眼环形观察图形，得到左眼环景观察窄带图像序列S₂和右眼环景观察窄带图像序列S₃。

上述方法中，所述步骤C为：

步骤C1、对S₂和S₃进行冗余帧筛除处理；

步骤C2、对筛除冗余帧的S₂和S₃进行SIFT特征提取处理；

步骤C3、对经过SIFT特征提取处理的S₂和S₃进行特征点匹配处理；

步骤C4、对经过特征点匹配处理的S₂和S₃进行立体全景图像拼接。

上述方法中，所述步骤C1为：

对左眼环景观察窄带图像序列S₂和右眼环景观察窄带图像序列S₃进行冗余帧筛除处理，从当前帧的下一帧起，对比当前图像帧的SIFT特征点与之后每一帧图像的SIFT特征点匹配数量，选取SIFT特征点匹配数量最少但不为零的图像帧作为立体全景拼接的下一部分。

上述方法中，所述步骤C2为：