[发明专利]一种适于3D电视虚拟视点生成的优化方法

权利要求书

1.一种适于3D电视虚拟视点生成的优化方法，其特征是，该方法的优化步骤如下：

步骤1：利用摄像系统首先获取参考视点图像及其深度图，同时获取辅助参考视点图像；

步骤2：利用闭运算对参考视点图像的深度图进行预处理；

步骤3：对参考视点图像和经过闭运算处理后的深度图，进行三维图像变换，得到虚拟视点图像；

步骤4：对生成的虚拟视点图像利用基于欧式距离和深度值的像素分配算法解决虚拟视点图像中的重叠和细纹空洞问题，处理过程如下：

(a)设虚拟视点图像中的目标整像素点为O(i，j)，首先判断投影在O(i，j)上的像素点的个数，如果为1，则不进行任何处理；如果大于1，则比较对应的深度值，取深度值最大也就是最靠前的像素进行赋值；如果为0，则检测以O(i，j)为中心的2×2像素格内的非整像素点的个数；

(b)如果在2×2这个范围内的非整像素点的个数为零，那么判定O(i，j)为空洞点，不进行赋值；如果在2×2这个范围内非整像素点的个数不为零，则比较这些非整像素点的深度值，求出深度值最大的像素点；

(c)判断深度值最大的像素点是否唯一，如果深度值最大的像素点唯一，将此点的像素值赋给目标整像素点，并转入步骤(d)继续执行；如果深度值最大的像素点不唯一，就分别计算剩余非整数像素点到目标整像素点的欧氏距离，这些欧氏距离中，与目标整像素点距离最小的非整数像素点即为最佳匹配点，将该非整数像素点的值赋给目标整像素点，并转入步骤(d)继续执行；如果欧氏距离仍存在相等的情况，那么就将剩余非整数像素点的平均值赋给目标整像素点，并转入步骤(d)继续执行；无论以上哪种情况，都是将深度值最大的非整像素点赋值，这保证了虚拟视点观看者看到的是前景物体，不会出现重叠问题；

(d)继续寻找下一个目标整像素点，重复步骤(a)-(c)，直至整个目标整像素点处理完毕；

步骤5：经过步骤4的处理，虚拟视点图像的细纹空洞已经处理完毕，但仍存在由于遮挡造成的空洞，通过对生成的虚拟视点图像进行逆三维图像变换来填补大面积空洞，得到了高质量的虚拟视点图像。

2.如权利要求1所述的一种适于3D电视虚拟视点生成的优化方法，其特征是，所述步骤3中三维图像变换的过程如下：

(A)将参考视点图像上所有的像素点的深度图信息，投影到它们对应的三维空间中；

(B)将三维空间上的点，根据目标虚拟视点与参考视点之间的角度，投影到目标图像上，以上为一个二维转换为三维再重新转换为二维的过程；其中，三维图像变换公式为：

Z2P2=Z1k2Rk1-1P1+k2t]]>

其中，P为空间任意一个三维点；P₁＝(u₁，v₁，1)^T、P₂＝(u₂，v₂，1)^T为P点在两个视点图像上的投影；R为一个3×3的旋转矩阵，t为一个3×1的平移矩阵；k₁和k₂分别表示第一个和第二个摄像机的内参数矩阵；Z₁和Z₂分别表示两个摄像机坐标系的场景深度。