[发明专利]三维影像重建方法、装置及其非暂态电脑可读取储存媒体

说明书

一种三维影像重建方法，包含：在第一及第二时间点接收定位信号，判断头戴装置位移向量及头戴装置旋转量；在第一及第二时间点获取第一及第二影像，判断第一相机旋转量；计算头戴装置及第一相机间的相对旋转量及相对位移向量；根据头戴装置位移向量、头戴装置旋转量、相对旋转量以及相对位移向量计算第一相机的位移向量；根据第一相机位移向量及第一相机旋转量获得影像的深度信息；以及根据影像及深度信息进行三维影像重建。本发明的三维影像重建方法、装置及其非暂态电脑可读取储存媒体可获得精确的深度信息并据以进行三维影像重建。

技术领域

本发明是有关于三维影像重建技术，且特别是有关于一种三维影像重建方法、装置及其非暂态电脑可读取储存媒体。

背景技术

近年来，虚拟显示技术广泛地被应用在例如游戏、工程及军事的领域。为了体验虚拟显示的环境，使用者需要通过设置于例如(但不限于)头戴装置上的显示装置来观看显示画面。所显示的画面可由头戴装置上设置的相机产生。然而，如果由相机获取的画面的深度信息或是相机的间距是未知的，则无法由相机获取的画面进行精确的三维影像重建。在此情形下，使用者将无法准确地体验三维虚拟影像的环境。

因此，如何设计一个新的三维影像重建方法、装置及其非暂态电脑可读取储存媒体，以克服上述的缺失，乃为本领域亟待解决的问题。

发明内容

本发明之目的在于提供三维影像重建方法、装置及其非暂态电脑可读取储存媒体，以获得精确的深度信息并据以进行三维影像重建。

本发明的一方面在于提供一种三维(three dimensional；3D)影像重建方法，其应用于三维影像重建装置中，该三维影像重建方法包含下列步骤。由设置于头戴装置(headmounted device；HMD)的信号接收器，在第一时间点以及第二时间点接收多个(复数个)定位信号，以根据定位信号判断头戴装置位移向量以及头戴装置旋转量；由设置于头戴装置的第一相机在第一时间点获取第一影像以及在第二时间点获取第二影像，以根据第一影像以及第二影像判断第一相机旋转量；计算头戴装置以及第一相机间的相对旋转量以及相对位移向量；根据头戴装置位移向量、头戴装置旋转量、相对旋转量以及相对位移向量计算第一相机的第一相机位移向量；根据第一相机位移向量以及第一相机旋转量获得第一影像以及第二影像的深度信息；以及根据第一相机获得的影像以及深度信息进行三维影像重建。

于一实施例中，头戴装置旋转量以及第一相机旋转量表示为三维旋转量、四元数(quaternion)或旋转矩阵。

于一实施例中，三维影像重建方法还包含：在相同的时间点由第一相机获取第三影像以及由设置于头戴装置的第二相机获取第四影像；判断第三影像以及第四影像间的视差(disparity)；以及根据视差以及深度信息判断第一相机以及第二相机间的相机距离(baseline)。

于一实施例中，头戴装置在第一时间点的头戴装置方向与第一相机在第二时间点的相机方向之间的动向，相当于通过第一路径以及第二路径完成，该第一路径为将该头戴装置在该第一时间点的一头戴装置方向先以该头戴装置旋转量进行旋转后再以该相对旋转量进行旋转的结果，该第二路径为将该头戴装置在该第一时间点的该头戴装置方向先以该相对旋转量进行旋转再以该第一相机旋转量进行旋转的结果。

于一实施例中，计算相对旋转量的步骤还包含：采用欧几里得(Euclidean)转换矩阵描述第一路径以及第二路径，以得到等式；以及通过解开此等式计算相对旋转量。

于一实施例中，头戴装置在第一时间点以及第二时间点间的头戴装置动向被分解为对应于头戴装置位移向量的头戴装置位移以及对应于头戴装置旋转量的头戴装置旋转，计算相对位移向量的步骤还包含：将第一相机在第一时间点以及第二时间点间的相机动向分解为相当于头戴装置位移向量并位移至暂时位置的第一位移以及对应于位移向量的第二位移；以及根据相对旋转量、相对位移向量、头戴装置位移向量以及头戴装置旋转量的关系计算相对位移向量。