[发明专利]一种用单张图像生成裸眼3D立体效果的方法

说明书

本发明公开了一种用单张图像生成裸眼3D立体效果的方法，首先，输入立体场景的2D左视图像和视差图像；接着，构造左视图像的方向可控金字塔和构造视差图像的高斯金字塔；之后，计算方向可控金字塔每个子带图像的权重系数生成加权的方向可控金字塔；然后，重构加权的方向可控金字塔生成视差诱导器；最后，使用视差诱导器分别生成左右立体图像，最终生成一个物理融合的2D场景。与现有技术相比，本发明不需要硬件支持，一般的PC台式机或智能手机平台均可实现，同时本发明不损失分辨率和亮度，不会产生模糊和重影现象。

技术领域

本发明涉及一种用单张图像生成裸眼3D立体效果的方法，属于图像及视觉处理领域。

背景技术

随着立体技术的快速发展，3D立体相关终端产品逐渐走进人们生活中。大多数人对3D电视和3D电影并不陌生，戴一副特殊的3D眼镜，就可以感受到具有空间深度且悬浮于屏幕外的逼真立体效果。人们也开始逐渐研究裸眼3D图像生成方法，即利用人眼观察客观世界的视差特性，通过方法在无需戴3D眼镜的情况下感受到3D立体效果。当前，裸眼3D技术研究已引起越来越多研究者、显示技术研发公司的注意，并已开展有关立体显示技术的研究。本发明给出一种用单张立体图像生成裸眼3D效果的方法。

现有的裸眼3D显示技术可分为三类，光屏障式3D技术、柱状透镜3D技术和方向性背光3D技术。光屏障式3D技术是在显示立体图像的时候，屏幕上分别显示左眼和右眼观察到的画面，利用一个不透明的光栅分别快速遮挡住右眼和左眼，将左眼和右眼的显示画面分开，就可在观察者的大脑中形成立体的显示画面。此技术在图像显示过程中会降低图像的分辨率和亮度，较难享受到高清的立体画面效果。柱状透镜3D技术是在液晶屏幕前加一层柱状透镜，通过柱状透镜把图像像素分为左、右眼图像的子像素光，并以不同的角度折射后分别进入左眼和右眼，在观赏的大脑中形成3D立体图像。柱状透镜3D技术在分辨率上仍然有损失，生成的3D效果图像也存在质量下降的问题。方向性背光3D技术采用左右分开的两块LED背光源，在显示3D图像时两块背光源的交替点亮，显示左眼图像时，反射左边背光源的背光，折射后将图像汇入观察者的左眼；显示右眼图像时，反射右边背光源的背光，以相似方式汇入右眼形成右眼图像，从而形成3D立体效果。柱状透镜3D技术不降低显示分辨率和亮度，但系统成本比较昂贵。光屏障式3D技术、柱状透镜3D技术和方向性背光3D技术需要硬件支持，成本比较昂贵。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：针对在观察者在没有3D眼镜情况下看立体场景图像时，会出现模糊和“重影”现象，本发明提出了一种基于单张图像的裸眼3D效果生成方法，在观察者没有佩戴3D眼镜的情况下，仍然可以感受到高质量的3D效果，不会出现模糊和“重影”现象，且不会损失分辨率和亮度。

本发明为解决上述技术问题采用以下技术方案：

本发明提出一种基于单张图像的裸眼3D效果生成方法，包括以下步骤：

步骤1、输入立体场景的2D左视图像和视差图像；

步骤2、构造左视图像的方向可控金字塔和构造视差图像的高斯金字塔；

步骤3、计算方向可控金字塔每个子带图像的权重系数，生成加权的方向可控金字塔；

步骤4、重构加权的方向可控金字塔生成视差诱导器；

步骤5、使用视差诱导器分别生成左右立体图像；

步骤6、根据左右立体图像生成一个物理融合的2D场景。

进一步的，本发明前述的方法，步骤2中，构造左视图像I_C的方向可控金字塔S_C'具体包括如下的步骤：

(201)、通过高通滤波器H₀(ω)和低通滤波器L₀(ω)分别将图像I_c分解成低通子带图像和高通子带图像