產生深度圖像的方法及其系統的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種產生深度圖像的方法及其系統，尤其涉及一種可快速找到左圖像與右圖像的對應點的產生深度圖像的方法及其系統。
【背景技術】
[0002]深度計算廣泛用于各種領域，例如可用于產生三維(3D)立體圖像等。對具有兩臺以上的攝影機或立體攝影機(Stereoscopic camera)的裝置來說,可采用基于視差的深度演算法，以圖像視點變化引起的視差為深度計算依據。基于視差的深度演算法利用左右攝影機因拍攝角度不同，同一物體在左右圖像中的成像位置不同造成視差產生位移偏差(disparity),可根據位移偏差來建立一深度圖(depth map),此深度圖包含距物體的距離信息，由此可求得對應物體的深度信息，進而算出與待測物體的距離。之后，此深度圖可應用于各種領域，例如圖像技術中的自動機器人導航、深度圖建立、人/機交談、監視以及自動對焦系統等等。
[0003]也就是說，找深度的問題即為找左右圖像中的對應點的問題。然而，為了找出左右圖像的對應點，通常需要耗費龐大的計算量才能達成。舉例來說，假設一張圖像的大小為1280x960個像素，為了求得整張圖像的深度值，便需要做1228800次搜索。若最大搜尋值設定為128時，則需要進行1280x960x128 = 157286400次搜索才能找出左右圖像的對應點的位置，計算復雜度龐大，使得整體處理速度不佳，難以達到即時運算的需求。因此，需要一種可快速找出左右圖像的對應點，進而求得深度圖的圖像深度計算方法及系統。
【發明內容】
[0004]有鑒于此，為了克服現有技術中存在的缺陷，本發明提供一種產生深度圖像的方法及其系統，用以快速找出左右圖像的對應點，進而求得深度圖。
[0005]本發明一實施例提供一種產生深度圖像的方法，適用于一產生深度圖像的系統。方法包括下列步驟。首先，通過位于不同位置的一第一圖像捕獲裝置與一第二圖像捕獲裝置，捕獲一目標場景，并產生一第一圖像與一第二圖像。接著，沿著Y軸方向取樣該第一圖像與該第二圖像，產生一第一特征圖像與一第二特征圖像，并且沿著X軸方向取樣該第一特征圖像與該第二特征圖像，以產生一第三特征圖像與一第四特征圖像。其次，搜尋該第三特征圖像的一目標點相對于該第四特征圖像的一對應點的位置，其中該目標點有一搜尋范圍。之后，依據該目標點及其相對的該對應點的位置計算一深度信息，得到一第一深度圖像與一第二深度圖像。接著，依據該第一深度圖像與該第二深度圖像，產生一第三深度圖像。其中該搜尋范圍分為多個搜尋區段，并且每一該搜尋區段具有一對應搜尋頻率。
[0006]本發明另一實施例提供一種產生深度圖像的系統，包括一第一圖像捕獲裝置、一第二圖像捕獲裝置、一存儲模塊、一取樣模塊、一搜尋模塊以及一圖像處理模塊。第一圖像捕獲裝置用以捕獲一目標場景，并產生一第一圖像。第二圖像捕獲裝置用以捕獲該目標場景，并產生一第二圖像。存儲模塊耦合于第一圖像捕獲裝置與第二圖像捕獲裝置之間，用以存儲第一圖像與第二圖像。取樣模塊用以沿著Y軸方向取樣第一圖像與第二圖像，產生一第一特征圖像與一第二特征圖像，其中取樣模塊沿著X軸方向取樣第一特征圖像與第二特征圖像，以產生一第三特征圖像與一第四特征圖像。搜尋模塊用以搜尋第三特征圖像的一目標點相對于第四特征圖像的一對應點的位置，其中目標點有一搜尋范圍。圖像處理模塊耦接于取樣模塊以及搜尋模塊，用以依據目標點及相對的對應點的位置計算一深度信息，得到一第一深度圖像與一第二深度圖像。其中，圖像處理模塊依據第一深度圖像與第二深度圖像，產生一第三深度圖像。其中搜尋范圍分為多個搜尋區段，并且每一搜尋區段具有一對應搜尋頻率。
[0007]本發明上述方法可以通過程序碼方式收錄于實體介質中。當程序碼被機器載入且執行時，機器變成用以實行本發明的裝置。
[0008]本發明的有益效果在于，依據本發明的產生深度圖像的方法及其系統，于搜尋通過不同位置的兩個圖像捕獲裝置所捕獲到的圖像的對應點時，采用特定順序的取樣方式，可有效減少需搜尋的目標點，同時維持深度精確度，以較少計算量即可建立深度圖，加快搜尋對應點的速度。此外，依據本發明的產生深度圖像的方法及其系統，還可進一步分割搜尋范圍為多個搜尋區段并賦予每一搜尋區段一個不同搜尋頻率，可大幅減少需搜尋的次數，進而提高搜尋效率與加快搜尋速度。再者，依據本發明的產生深度圖像的方法及其系統可進一步利用連續圖像的特性來輔助，于成本匹配計算時加重前一個找到的深度值的權重以穩定深度，可容易于后續圖像中得到與前張圖像相同的深度值。
【附圖說明】
[0009]圖1為顯示本發明一實施例的產生深度圖像的系統的示意圖。
[0010]圖2為顯示本發明一實施例的圖像的示意圖。
[0011]圖3為顯示依據本發明一實施例的產生深度圖像的方法的流程圖。
[0012]圖4為顯示依據本發明一實施例的圖像深度計算方式的示意圖。
[0013]圖5為顯示依據本發明一實施例的對應點搜尋示意圖。
[0014]圖6為顯示依據本發明一實施例的成本函數-視差的關系圖。
[0015]附圖標記說明如下:
[0016]10?目標場景；
[0017]100?產生深度圖像的系統；
[0018]110?第一圖像捕獲裝置；
[0019]120?第二圖像捕獲裝置；
[0020]130?存儲模塊；
[0021]140?取樣模塊；
[0022]150?搜尋模塊；
[0023]160?圖像處理模塊；
[0024]200 ?圖像；
[0025]201?像素陣列；
[0026](X，Y)?像素點；以及
[0027]S302、S304、…、S310、S312 ?步驟。
【具體實施方式】
[0028]為讓本發明的上述與其他目的、特征、與優點能更明顯易懂，下文特舉出較佳實施例，并配合附圖，作詳細說明如下:
[0029]圖1為顯示本發明一實施例的產生深度圖像的系統100的示意圖。如圖1所示，產生深度圖像的系統100可用以檢測其前方的目標場景10，可用以捕獲關于目標場景的圖像，計算圖像的深度，計算出來深度可應用于各種領域，例如圖像技術中的自動機器人導航、人/機交談、監視以及自動對焦系統等等。產生深度圖像的系統100可至少包括一第一圖像捕獲裝置110、一第二圖像捕獲裝置120、一存儲模塊130、一取樣模塊140、一搜尋模塊150以及一圖像處理模塊160，其中第一圖像捕獲裝置110與第二圖像捕獲裝置120分別設置于相距一固定距離內的不同位置，可用以于同一時間捕獲目標場景10的圖像。具體來說，第一圖像捕獲裝置110可于一第一時間捕獲目標場景10并產生一第一圖像，而第二圖像捕獲裝置120可于相同的第一時間捕獲目標場景10并產生一第二圖像，其中第一圖像以及第二圖