视差计算方法及其立体匹配系统技术方案

本发明专利技术公开了一种视差计算方法，用于一立体匹配系统中，该视差计算方法包括根据一第一图像、一第二图像及一先前图像的一先前视差矩阵，计算一全域能量矩阵；根据该全域能量矩阵及一第一匹配算法，计算一全域视差矩阵；根据该第一图像的一第一图像区块、该第二图像的一第二图像区块、该第一图像与该第二图像间的一先前区块视差矩阵及该全域视差矩阵，计算该第一图像区块与该第二图像区块间的一区域能量矩阵；以及根据该区域能量矩阵及一第二匹配算法，计算该第一图像区块与该第二图像区块间的一区域视差矩阵。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种视差计算方法及其立体匹配系统，尤其涉及一种能够产生具有时间及空间上稳定性的视差图的视差计算方法及其立体匹配系统。
技术介绍
随着图像技术不断进步，消费者可挑选的显示装置的尺寸与功能日益多元，而为了满足不同的使用者需求，各家显示装置的制造商也设法提供输出效能及分辨率更佳的新产品，其中最值得关注的产品之一是具有三维立体显示的显示装置。而一般常见的三维立体显示技术有偏光式（Polarized）、交错式（Interlaced）或分时式（Anaglyph）等显示方式，其原理为将相关于深度信息的不同视角图像利用特殊光学设计分别投射到人的左右眼，如此可使人的左右眼分别看到不同视角的图像，并经过人脑的合成后而产生三维深度信息，让人感觉出三维立体的图像。当具有三维立体显示功能的显示装置欲显示的来源图像为不具有深度信息的二维图像时，由于来源图像缺少深度信息，故显示装置无法产生出各种相关于深度信息的多视角（multi-view）图像，以投射到人的左右眼。在此情形下，显示装置需另针对二维图像进行分析以获得深度信息，进而才能显示出多视角图像。在现有技术中，需利用如多个图像撷取装置分别位于不同位置来获得至少两个不同的视角图像，才可分析出深度信息，而针对两不同视角图像来进行分析以获得深度信息的流程称之为立体匹配（stereo matching），其原理为在两不同视角图像之间相互搜寻是否有匹配的物件（或者也可为特>征或像素点等），进而获得两不同视角图像中匹配物件位置值的差值，成为视差（disparity）信息（即所谓的视差图），并通过视差信息可计算出匹配物件的深度信息。然而，当在两不同视角图像间执行立体匹配来取得深度信息时，由于图像的景观不尽相同，且用来取得两不同视角图像的两图像撷取装置间位置距离也不相同，因此如何在两不同视角图像间正确地搜寻出匹配物件并获得正确的视差信息将会影响深度信息的准确性。例如，当两图像的物件发生匹配错误时，例如左视角图像的A物件匹配至右视角图像的B物件而非A物件，则物件的视差信息便会产生错误，故会获得错误的深度信息而使物件显示出错误深度，并使人看不见相对应的物件，或者造成物件变形。因此，在两视角图像间执行立体匹配时，如何准确获得图像中各物件的立体匹配结果，已成为立体视觉技术最重要的课题之一。
技术实现思路
为了解决上述的问题，本专利技术提供了一种能够产生具有时间及空间上稳定性的视差图的视差计算方法及其立体匹配系统。在一方面，公开一种视差（disparity）计算方法，用于一立体匹配系统中，该视差计算方法包括根据一第一图像、一第二图像及一先前图像的一先前视差矩阵，计算一全域能量矩阵；根据该全域能量矩阵及一第一匹配算法，计算一全域视差矩阵；根据该第一图像的一第一图像区块、该第二图像的一第二图像区块、该第一图像与该第二图像间的一先前区块视差矩阵及该全域视差矩阵，计算该第一图像区块与该第二图像区块间的一区域能量矩阵；以及根据该区域能量矩阵及一第二匹配算法，计算该第一图像区块与该第二图像区块间的一区域视差矩阵。另一方面，公开一种立体匹配系统，包括一全域视差储存模块，用来储存一先前图像的一先前视差矩阵及一全域视差矩阵；一先前区块视差储存模块，用来储存一第一图像与一第二图像间的一先前区块视差矩阵；一当前区块视差储存模块，用来储存一区域视差矩阵；一全域视差计算模块，耦接于该全域视差储存模块，用来根据该第一图像、该第二图像及该先前视差矩阵，计算一全域能量矩阵；以及根据该全域能量矩阵及一第一匹配算法，计算该全域视差矩阵；一区域视差计算模块，耦接于该全域视差储存模块、该先前区块视差储存模块及该当前区块视差储存模块，用来根据该第一图像的一第一图像区块、该第二图像的一第二图像区块、该先前区块视差矩阵及该全域视差矩阵，计算该第一图像区块与该第二图像区块间的一区域能量矩阵；根据该区域能量矩阵及一第二匹配算法，计算该第一图像区块与该第二图像区块间的该区域视差矩阵。附图说明图1为本专利技术实施例一立体匹配系统的示意图。图2为本专利技术实施例一非线性方程式的示意图。图3为本专利技术实施例一视差计算方法的示意图。其中，附图标记说明如下：具体实施方式在本专利技术的范例实施例中，立体匹配系统根据一先前图像的视差信息及当前图像的先前区域的视差信息，产生用于判断当前图像的当前区域的视差的能量矩阵。据此，立体匹配系统所输出的视差图可同时具备时间上及空间上的连续性，进而获得精准且稳定的视差图。为更清楚地了解本专利技术，以下将配合图式，以至少一范例实施例来作详细说明。此外，以下实施例中所提到的连接用语，例如：耦接或连接等，仅是参考附图用以例示说明，并非用来限制实际上两个元件之间的连接关系是直接耦接或间接耦接。请参考图1，图1为本专利技术实施例一立体匹配系统10的示意图。立体匹配系统10用来计算立体图像中各像素的视差（disparity）。如图1所示，立体匹配系统10包括一全域视差储存模块100、一先前区块视差储存模块102、一当前区块视差储存模块104、一全域视差计算模块106以及一区域视差计算模块108。全域视差储存模块100用来储存一先前图像PF的先前视差矩阵PDM及一全域视差矩阵GDM。先前区块视差储存模块102用来储存一图像IMG1与一图像IMG2间的一先前区块视差矩阵PBDM。当前区块视差储存模块104用来储存一区域视差矩阵LDM。全域视差计算模块106包括一分辨率调整单元110及一全域视差计算单元112，且耦接于全域视差储存模块100。全域视差计算模块106用来根据图像IMG1、IMG2及先前视差矩阵PDM，计算一全域能量矩阵GEM，并根据全域能量矩阵GEM及一匹配算法SM1，计算全域视差矩阵GDM。区域视差计算模块108耦接于全域视差储存模块100、先前区块视差储存模块102及当前区域视差储存模块104，用来根据图像IMG1中一图像区块B1、图像IMG2中相对应于图像区块B1的一图像区块B2、先前区块视差矩阵PBDM及全域视差矩阵GDM，计算图像区块B1及图像区块B2间的一区域能量矩阵LEM；区域视差计算模块108并根据区域能量矩阵LEM及一匹配算法SM2，计算图像区块B1与B2之间的区域视差矩阵LDM。简言之，由于根据先前图像PF的先前视差矩阵PDM所产生的全域视差矩阵GDM与先前图像PF的视差信息间具有相关性，因此当立体匹配系统10根据全域视差矩本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种视差计算方法，用于一立体匹配系统中，其特征在于：该视差计算方法包括：根据一第一图像、一第二图像及一先前图像的一先前视差矩阵，计算一全域能量矩阵；根据该全域能量矩阵及一第一匹配算法，计算一全域视差矩阵；根据该第一图像的一第一图像区块、该第二图像的一第二图像区块、该第一图像与该第二图像间的一先前区块视差矩阵及该全域视差矩阵，计算该第一图像区块与该第二图像区块间的一区域能量矩阵；以及根据该区域能量矩阵及一第二匹配算法，计算该第一图像区块与该第二图像区块间的一区域视差矩阵。

【技术特征摘要】
1.一种视差计算方法，用于一立体匹配系统中，其特征在于：该视差计算
方法包括：
根据一第一图像、一第二图像及一先前图像的一先前视差矩阵，计算一
全域能量矩阵；
根据该全域能量矩阵及一第一匹配算法，计算一全域视差矩阵；
根据该第一图像的一第一图像区块、该第二图像的一第二图像区块、该
第一图像与该第二图像间的一先前区块视差矩阵及该全域视差矩
阵，计算该第一图像区块与该第二图像区块间的一区域能量矩阵；
以及
根据该区域能量矩阵及一第二匹配算法，计算该第一图像区块与该第二
图像区块间的一区域视差矩阵。
2.如权利要求1所述的视差计算方法，其特征在于：根据该第一图像、该
第二图像及该先前图像的该先前视差矩阵，计算该全域能量矩阵的步骤
包括：
调整该第一图像及该第二图像的分辨率，以分别产生一第一低分辨率图
像及一第二低分辨率图像；以及
根据该第一低分辨率图像、该第二低分辨率图像及该先前视差矩阵，计
算该全域能量矩阵。
3.如权利要求1所述的视差计算方法，其特征在于：该全域能量矩阵中对
应于一第一位置及一第一差异值的一第一全域能量正比于该第一差异值
与该先前视差矩阵中对应于该第一位置的一第一先前视差间的差异。
4.如权利要求1所述的视差计算方法，其特征在于：该区域能量矩阵中对
应于一第一位置及一第一差异值的一第一能量正比于该第一差异值与该
全域视差矩阵中对应于该第一位置的一第一先前视差间的差异。
5.如权利要求1所述的视差计算方法，其特征在于：该区域能量矩阵中对
应于一第一位置及一第一差异值的一第一能量系正比于该第一差异值与
该先前区块视差矩阵中对应于该第一位置的一第一先前区块视差间的差
异。
6.如权利要求1所述的视差计算方法，其特征在于：该第二匹配算法包括
一动态规划算法。
7.如权利要求1所述的视差计算方法，其特征在于：该第二匹配算法包括
一扫描线最佳化算法。
8.一种立体匹配系统，其特征在于：包括：
一全域视差储存模块，用来储存一先前图像的一先前视差矩阵及一全域
视差矩阵；
一先前区块视差...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘广智，周磊，周正伟，
申请(专利权)人：联咏科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾;71