提高三维图像显示质量的方法和系统技术方案

本发明专利技术公开了一种以源深度图作为输入,自动渲染两视点或多视点的三维(3D)显示器,在显示3D图像时提高质量的方法。发明专利技术包括，映射(调整)深度值至实际物理偏离的深度系数之方法,映射至实质偏离值，并获得目标深度图。相应地，本发明专利技术将公开实时的深度图修正于三维显示设备及内容制作过程。本发明专利技术可以为不同参数的三维(3D)显示器针对性地调整3D图像的深度，让用户在观看三维电视时感到更舒适。

【技术实现步骤摘要】
提高三维图像显示质量的方法和系统
本专利技术涉及图像处理
，具体地，涉及通过裸眼三维(3D)图像深度值的调整和多视图生成调整来提高显示质量的方法和系统。
技术介绍
传统的图像只具备二维(2D)信息，其展示内容忽略了物体的深度信息，从而缺乏立体感，不能够展示深度层次。随着科学技术的发展，三维信息立体显示得到越来越多人们的青睐。3D技术已趋成熟，并已进入应用阶段，其中裸眼3D显示技术摆脱了需要借助辅助视觉设备(如头盔显示器、立体偏光眼镜等)的束缚，直接能够观看到立体效果，使用户能够真正体验身临其境的立体视觉场景。显示景深是裸眼立体显示器的一个重要特性，其代表可接受的深度值范围。立体显示器所需的多视点内容可由一张视点图以及与其对应的深度图或视差图经过基于深度图或视差图的渲染(DIBR)的方法获得，深度图决定了立体显示中对应细节的显示深度。使用深度信息进行3D渲染时候，渲染过程会根据深度资料进行多视图产生，总括而言，深度值比零深度平面(zeroplane)大代表该范围影像于3D屏幕前方，深度值比零深度平面深度值少代表该范围影像于3D屏幕后方，深度值与零深度平面深度值相等是代表该范围影像于3D屏幕上。为了产生影像相等于在屏幕前后位置，各种三维显示设备会以不同方法把不同的多视图影像投射到观看者的双眼，做成在观看影像时会有左右眼不同影像的效果。本法明通用于提供以深度资料进行多视图或两视图为基准的三维渲染的技术。一般现有3D显示器提供用户调整深度的选项，我们称之为“深度调整倍率”，每个显示器会有自己定义的可调整深度范围，例如:3D屏幕定义调深度整倍率为0-200，预设值为100。100代表×1.0倍率，0代表×0.0倍率(即是2D)，200为×2.0倍率。当用户调整参数时,整体深度数据将会线性增加或减少，如图1所示，130％,100％and70％。但这种方法会整体降低3D深度，无法自适应每个视频,原有的不需要降低深度的区域也会降低。另一个参数是深度补偿,即是零深度平面位置，通常在是屏幕的位置。当输入深度值与零深度平面为一致时画面偏移为零。此代表观看者左右眼所看到的影像会是相同。用户可以更改此参数使零平面出来或进入屏幕以提供或多或少的弹出及3D效果。此外，由于3D显示器的参数(尤其是光栅结构、柱镜焦距等参数)以及装配工艺、加工误差等因素会影响3D显示器的显示景深，从而在播放相同的视频内容时，显示的效果也不尽相同。因此，需要新的技术来解决现有技术中的上述问题。本
技术实现思路
主要针对因两眼观看的不同视点图视差过大,而导致的视觉误差,而导致观看部分深度相对强的部分会感到模糊的状况。本专利技术利用对深度图的调整，专利技术主要为找到在各三维显示设备的最大可接受强度并进行不失精度的深度限制，从而提高显示质量。
技术实现思路
为了提升3D图像的清晰度，本专利技术提出一种通过调整3D图像的深度值提高显示质量的方法和装置。本专利技术的提高三维(3D)图像显示质量的方法，包括：获得并输入3D图像的源深度图；设置3D显示器的屏幕参数，获得并设置屏幕可接受的深度值上限和下限；根据所述屏幕参数及屏幕可接受的深度值上限和下限对所述源深度图进行调整；根据所述调整步骤将源深度图映射为目标深度图。其中，所述屏幕参数为3D显示器的零平面深度值和3D显示器的深度调整倍率。所述获得并设置屏幕可接受的深度值上限和下限的步骤还包括：获得深度值上限和下限测试结果；根据所述深度值上限和下限测试结果计算深度上限值和深度下限值；并根据得到的深度上限值和下限值获得深度系数；根据所述深度系数获得实际偏移距离的上下限；其中：实质偏移距离为深度系数×(输入深度值-零深度平面深度值)；深度上限深度值计算为测试帧数/测试帧数总数×正深度范围值+零深度平面深度值；深度下限深度值计算为负深度范围值—测试帧数/测试帧数总数×零深度平面深度值。其中所述深度系数为深度上限偏离百分比和深度下限偏离百分比；其中所述深度上限偏离百分比为(上限深度值-零深度平面深度值)/(最大深度值-零深度平面深度值)×原有实质上限偏离百分比；所述深度下限偏离百分比为(零深度平面深度值-下限深度值)/(零深度平面深度值)×原有实质下限偏离百分比。其中采用剪裁修正、二段线性映射或S型(sigmoid)函数修正步骤中的至少一个对源深度图进行调整。其中所述剪裁修正的步骤为设定最大和最小深度阈值，超过最大阈值的部分直接设置成最大阈值，小于最小阈值的深度值直接设置成最小深度阈值；将深度值限于选择范围。其中深度值至偏移转换方程为：F(Zi)＝(Zi-Zo)*Df*Dt(4)在F(Zi)>H的情况下,将H赋值给F(Zi)，即F(Zi)＝H；在F(Zi)<＝H的情况下，如果F(Zi)<L，将L赋值给F(Zi)，即F(Zi)＝L；Zi为输入深度值,Df为偏移系数，即每点深度值变化在屏幕上的偏移的系数；Dt为深度倍率。其中所述二段线性映射的步骤为：对于中低范围值具有线性行为，而对于高范围值，需要取得5点对应的坐标,包括最大负视差偏离，最大正视差偏离，零深度平面位置，负视差曲节点和正视差曲节点；其中负视差曲节点(x,y)＝(Zg*p,L*q)(5)正视差曲节点(x,y)＝(255-(Zg*p),H*q)(6)零深度平面之深度值(Zg)预设为128。p为X轴曲节点比例系数，用于计算输入曲节X坐标。q为Y轴曲节点比例系数，用于计算输出曲节y坐标。其中所述S型(sigmoid)函数修正步骤为：通过sigmoid方程确定sigmoid函数:其中，a，b和c是待确定变量，Dout是目标深度图输出值，Din是源深度图输入值，e为自然常数，θ为sigmoid曲线的斜率。其中θ为0.03。本专利技术的改变3D图像的显示质量的系统，包括：输入模块，获得并输入3D图像的源深度图；设置模块，设置3D显示器的屏幕参数，获得并设置屏幕可接受的深度值上限和下限；调整模块，根据所述屏幕参数及屏幕可接受的深度值上限和下限对所述源深度图进行调整；映射模块，根据所述调整步骤将源深度图映射为目标深度图。在本专利技术的又一方面，还提供了一个或多个存储计算机可执行指令的计算机可读介质，所述指令在由一个或多个计算机设备使用时使得一个或多个计算机设备执行所述的改变3D图像显示质量的方法。根据本专利技术调整后的视频3D质量更佳，保留了更多的细节，并提升了对比度，从而提升了用户的体验效果。本专利技术能够对3D视频数据做有针对性的处理，使得播放同一视频内容时，不同的显示器都能够具有较好的3D效果。附图说明图1是在无修改的状况下，深度图输入和多视图的对应偏离关系示意图。图2示出了本专利技术调整3D图像深度值的方法流程图。图3示出了根据本专利技术一种实施方式的具有不同的上限和下限的深度图映射的对比示意图。图4示出了根据本专利技术另一种实施方式的具有不同的上限和下限的深度图映射的对比示意图。图5示出了根据本专利技术再一种实施方式的具有不同的上限和下限的深度图映射的对比示意图。图6本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种提高三维(3D)图像显示质量的方法，包括：/n获得并输入3D图像的源深度图；/n设置3D显示器的屏幕参数，获得并设置屏幕可接受的深度值上限和下限；/n根据所述屏幕参数及屏幕可接受的深度值上限和下限对所述源深度图进行调整；/n根据所述调整步骤将源深度图映射为目标深度图。/n

【技术特征摘要】
1.一种提高三维(3D)图像显示质量的方法，包括：
获得并输入3D图像的源深度图；
设置3D显示器的屏幕参数，获得并设置屏幕可接受的深度值上限和下限；
根据所述屏幕参数及屏幕可接受的深度值上限和下限对所述源深度图进行调整；
根据所述调整步骤将源深度图映射为目标深度图。


2.如权利要求1所述的方法，其中，所述屏幕参数为3D显示器的零平面深度值和3D显示器的深度调整倍率。


3.如权利要求2所述的方法，其中，所述获得并设置屏幕可接受的深度值上限和下限的步骤还包括：
获得深度值上限和下限测试结果；
根据所述深度值上限和下限测试结果计算深度上限值和深度下限值；
并根据得到的深度上限值和下限值获得深度系数；
根据所述深度系数获得实际偏移距离的上下限；其中：
实质偏移距离为深度系数×(输入深度值-零深度平面深度值)；
深度上限深度值计算为测试帧数/测试帧数总数×正深度范围值+零深度平面深度值；
深度下限深度值计算为负深度范围值-测试帧数/测试帧数总数×零深度平面深度值。


4.如权利要求3所述的方法，其中所述深度系数为深度上限偏离百分比和深度下限偏离百分比；其中
所述深度上限偏离百分比为(上限深度值-零深度平面深度值)/(最大深度值-零深度平面深度值)×原有实质上限偏离百分比；
所述深度下限偏离百分比为(零深度平面深度值-下限深度值)/(零深度平面深度值)×原有实质下限偏离百分比。


5.如权利要求1所述的方法，其中采用剪裁修正、二段线性映射或S型(sigmoid)函数修正步骤中的至少一个对源深度图进行调整。


6.如权利要求5所述的方法，其中所述剪裁修正的步骤为设定最大和最小深度阈值，超过最大阈值的部分直接设置成最大阈值，小于最小阈值的深度值直接设置成最小深度阈值；将深度值限于选择范围。


7.如权利要求6所述的方法，其中
深度值至偏移转换方程为：F(Zi)＝(Zi-Zo)*Df*Dt(4)
在F(Zi)＞H的情况下，将H赋值给F(Zi)，即F(Zi)＝H；在F(Zi)＜＝H的情况下，如果F(Zi)＜L，将L赋值给F(Zi)，即F(Zi)＝L；Zi为输入深度值，Df为偏移系数，即每点深度值变化在屏幕上的偏移的系数；Dt为深度倍率。


8.如权利要求5所述的方法，其中所述二段线性映射的步骤为：对于中低范围值具有线性行为，而对于高范围值，需要取得5点对应的坐标，包括最大负视差偏离，最大正视差偏离，零深度平面位置，负视差曲节点和正视差曲节点；其中
负视差曲节点(x，y)＝(Zg*p，L*q)(5)
正视差曲节点(x，y)＝(255-(Zg*p)，H*q)(6)
其中零深度平面之深度值(Zg)预设为128，p为X轴曲节点比例系数，用于计算输入曲节X坐标，q为Y轴曲节点比例系数，用于计算输出曲节y坐标。


9.如权利要求5所述的方法，其中所述S型(sigmoid)函数修正步骤为：通过sigmoid方程确定sigmoid函数：



其中，a，b和c是待确定变量，Dout是目标深度图输出值，Din是源深度图输入值，e为自然常数，θ为sigmoid曲线的斜率。


10.如权利要求9所述的方法，其中θ为0.03。


11.一种改变3D图像的显示质量的系统，该系统包括：
输入模块，获得并输入3D图像的源深度图；
设置模块，设置3D显示器的屏幕...

【专利技术属性】
技术研发人员：李应樵，
申请(专利权)人：深圳市视觉动力科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44