[发明专利]一种基于视差分层分割的图像立体表示方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及立体图像表示领域，具体地说，是涉及立体地呈现立体图像的深度层次的信息，特别是一种基于视差分层分割的图像立体表示方法及系统。

背景技术

近年来，3D产业蓬勃发展，无论是电影，还是电视，3D资源越来越广泛进入人们的日常生活。而3D资源由于其构成要素的复杂性，以及一些观众在观看3D后，出现了诸如眩晕、眼球发涨的不舒适现象，使得3D领域的基础研究愈来愈被重视。作为3D的基础技术，3D内容的显示技术虽然已经趋于成熟，但是当前的表现方式从直观上来说，并不能反映出图像的完整信息，特别是作为3D图像的最重要的特征之一-----深度信息，只能借助于特殊的立体显示设备才能观看。所以，3D图像表示时如何显示其深度特征是一个问题。

当前3D图像的主要格式有左右分离，左右合成，上下合成，交错格式，互补色格式，2D+depth等，这些表现方式都成功地应用了现有的2D图像表现形式，从本质上就是2D图像，播放时由3D显示设备进行处理并显示后人眼才能获取立体视觉效果。由于2D图像在压缩，编码，传输方面的成熟技术，使得3D内容迅速地进入了商业化和个人的应用当中，对于广大消费性用户来讲，这些技术是足够的。但是对于3D基础研究人员或者对3D内容感兴趣的人员来说，上面的表示方式无疑是有欠缺的，一个直观的问题就是，图像中的某个物体到底在空间中的什么位置？如果不借助立体播放设备，从上面的表现形式是很难得到这类信息的。

到目前为止，为了解决如何表示3D图像深度信息这一问题，研究者作了很多开创性的工作，如vision.middlebury.edu网站上为我们提供了很多可参考的立体图像视差估计算法，O.P.Gangwal等在2009年IEEE消费电子国际会议(Consumer Electronics,2009.ICCE'09.Digest of Technical Papers International Conference on)上的“3D电视深度图后处理(Depth map post-processing for 3D-TV)”中针对深度图与彩色图对准及伪轮廓提出了处理方法，并有效提升深度图与彩色图的一致性，而给出视差提取算法，这些工作都是围绕深度图获取展开的，并以灰度图的形式来表示图像内不同物体对象距离观察者的远近，这样的表示方法可以定量地获取图像内各个部分的深度。特别是近年来，随着匹配算法的精度的提升，获取的深度图也越来越精确。但是这种表示只能定量地知道图像中各像素的深度值特征，但是从彩色图像上无法定性并直观地感知深度特征。

随着生理学的发展，人们对眼睛的生理功能的认识日趋完善，特别是人眼的立体成像功能。与立体视觉相关的一个重要内容就是人眼的立体视敏度，即人眼分辨相邻物体空间位置关系的能力。研究发现，在好的光线条件下，人眼的立体视敏度可以达到2～6arc sec(弧秒)，而在一般情况下，人眼的立体视敏度可以为2.3arc min(弧分)，这就为在深度方向上分割图像提供了依据。

为了解决立体图像的表示问题，基于人眼立体视敏度和立体图像的视差特征，将原图像按其对应的视差进行深度分层的切割，然后建立空间坐标系，将切割后的图像排列在相应的深度平面上，这样既保留了图像信息的完整性，也可以从中迅速的获取图像各部分之间的深度关系。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种基于视差分层分割的图像立体表示方法及系统，可以明确地标示图像的尺寸，图像内各部分内容在深度空间中所处的深度区间等信息，使人们更直观地看到立体图像的深度特征。

为实现上述的目的，本发明采用的技术方案是：

根据本发明的一个方面，提供一种基于视差分层分割的图像立体表示方法，所述方法包括如下步骤：

第一步、提取反映立体图像深度信息的视差图；

第二步、基于人眼的立体视敏度及立体显示条件下的环境参数，确定立体图像的深度区间；

第三步，确定立体图像深度平面；

第四步、利用第三步得到的各深度平面视差角，确定各深度平面对应的视差角区间，并以此对视差图进行深度层分割，形成各深度层次对应的图像分割模板；

第五步、利用各深度平面对应的深度分割模板，对与视差图对应的原始图像进行掩模分割，得到原图像在不同深度平面上的分割区域结果；将这些分割结果按其所用分割模板所在的深度平面位置显示在相应的深度平面上，形成立体Box。

优选地，所述第一步中，视差图提取方法按所接收的立体图像格式，通过以下方式实现：