一種3d圖像的視差圖獲取方法及系統的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及3D顯示領域，尤其涉及的是一種3D圖像的視差圖獲取方法及系統。
【背景技術】
[0002] -般來說，3D圖像通常由兩路圖像組成，對應于某一特定的觀看角度。根據這兩 路視頻所包含的視差信息，可以生成新的觀看角度所對應的圖像，這是裸眼3D電視的關鍵 所在。現有的由輸入圖像來計算視差圖，第一步通常是進行塊匹配，然后是采用不同的方法 優化塊匹配的結果，以獲得較為準確的結果。但現有的優化塊匹配結果的全局算法過于復 雜，用硬件實現存在巨大的困難，而非全局算法則無法給出令人滿意的結果，因此現有的獲 取視差圖的方法中視差圖準確率低，帶來了大大的不便。
[0003] 因此，現有技術還有待于改進和發展。
【發明內容】
[0004] 本發明要解決的技術問題在于，提供一種3D圖像的視差圖獲取方法及系統，旨在 解決現有的視差圖獲取方法獲取的視差圖硬件實現困難，準確率低的問題。
[0005] 本發明解決技術問題所采用的技術方案如下： 一種3D圖像的視差圖獲取方法，其中，包括以下步驟： A、 分別對3D圖像的左圖像和右圖像進行灰度處理，得到對應的灰度信息； B、 對所述左圖像和右圖像的灰度信息進行塊匹配處理，得到包含視差圖信息的三維矩 陣； C、 對所述三維矩陣的每一行進行代價矩陣處理，通過維特比算法得到每一行代價矩陣 對應的視差； D、 根據每一行所述的視差形成所述3D圖像的視差圖。
[0006] 所述的3D圖像的視差圖獲取方法，其中，所述步驟A具體包括： A1、將所述左圖像和右圖像進行灰度處理，具體為：I=R+G+B，其中，R，G，B為所述 左圖像和右圖像中每個像素點轉換前的分量值；I為每個像素點轉換后的灰度值，且I 取R、G和B之和的高8位。
[0007] 所述的3D圖像的視差圖獲取方法，其中，所述步驟B具體包括： B1、定義和分別為左圖像和右圖像的灰度信息，其中，以左上角的點為 原點，點為圖像的水平和垂直方向的坐標； B2、通過塊匹配函數對所述左圖像和右圖像的灰度信息進行塊匹配處理，所述塊匹配 函數為：
，其中，h為 一整數，其取值范圍在1到4之間，整數d定義在區間
均為整數； B3、將左圖像向右水平位移d個像素點，通過所述塊匹配函數計算位移后的左圖像與 右圖像以點（x，y)為中心、（2h+ l)*(2h+l)個點對點之間的差值之和，從而得到對應的包 含視差圖信息的三維矩陣。
[0008] 所述的3D圖像的視差圖獲取方法，其中，所述步驟C具體包括： C1、對所述三維矩陣的每一行進行代價矩陣處理，得到每一行對應的代價矩陣； C2、根據預先設置的視差約束條件和優化目標函數，構造隱馬爾可夫模型，對每一行對 應的代價矩陣進行優化；通過維特比算法找出每一行使所述優化目標函數值最小時對應的 視差。
[0009] 所述的3D圖像的視差圖獲取方法，其中，所述步驟C1具體包括： C11、對所述三維矩陣的每一行進行代價矩陣處理；所述三維矩陣為X*Y*(d_-d_+ 1) 的三維矩陣，其中，X和Y分別為3D圖像垂直方向和水平方向上的像素數量；通過所述塊匹 配函數計算第m行的代價矩陣J"為
其中，ye [1，Y]， m e [1，X]，K= dnax-dnin+ 1。
[0010] 所述的3D圖像的視差圖獲取方法，其中，所述步驟C2具體包括： C21、設第m行視差為D =他，."，DY }，其中，d_<Dy彡d_，l彡y彡Y;所述視差約 束條件為1?域況，即同一行相鄰的視差的差異不超過某一正整數N ; C22、定義代價函數Ρ(χ)滿足：0彡P(l)彡Ρ(2)彡……彡Ρ(Ν);其中，當χ>Ν時，Ρ(χ) 為〇〇 ; C 2 3、 定義第m行的優化 目 標函數為：
，其中，Jn(Dy ;y)為所述代價矩陣J"中 的第Dy行第y列的元素； C24、對每一行對應的代價矩陣進行優化，通過維特比算法找出使E" (D)最小的視差D 作為該第m行的視差，即得出
[0011] 所述的3D圖像的視差圖獲取方法，其中，所述步驟D包括： D1、根據所述三維矩陣的每一行對應的視差構成對應的X行Y列的視差矩陣； D2、所述視差矩陣即為所述3D圖像對應的視差圖。
[0012] 一種3D圖像的視差圖獲取系統，其中，包括： 灰度獲取模塊，用于分別對3D圖像的左圖像和右圖像進行灰度處理，得到對應的灰度 信息； 塊匹配處理模塊，用于對所述左圖像和右圖像的灰度信息進行塊匹配處理，得到包含 視差圖信息的二維矩陣； 代價矩陣視差計算模塊，用于對所述三維矩陣的每一行進行代價矩陣處理，通過維特 比算法得到每一行代價矩陣對應的視差； 視差圖生成模塊，用于根據每一行所述的視差形成所述3D圖像的視差圖。
[0013] 所述的3D圖像的視差圖獲取系統，其中，所述塊匹配處理模塊包括： 塊匹配計算單元，用于定義和分別為左圖像和右圖像的灰度信 息，其中，以左上角的點為原點，點編為圖像的水平和垂直方向的坐標；通過塊 匹配函數對所述左圖像和右圖像的灰度信息進行塊匹配處理，所述塊匹配函數為：
，其中，h為一整數， 其取值范圍在1到4之間，整數d定義在區間
均為整 數； 三維矩陣生成單元，用于將左圖像向右水平位移d個像素點，通過所述塊匹配函數計 算位移后的左圖像與右圖像以點（X，y)為中心、（2h+ l)*(2h+l)個點對點之間的差值之 和，從而得到對應的包含視差圖信息的三維矩陣。
[0014] 所述的3D圖像的視差圖獲取系統，其中，所述代價矩陣視差計算模塊包括： 代價矩陣獲取單元，用于對所述三維矩陣的每一行進行代價矩陣處理，得到每一行對 應的代價矩陣； 視差計算單元，用于根據預先設置的視差約束條件和優化目標函數，構造隱馬爾可夫 模型，對每一行對應的代價矩陣進行優化；通過維特比算法找出每一行使所述優化目標函 數值最小時對應的視差。
[0015] 本發明所提供的一種3D圖像的視差圖獲取方法及系統，有效地解決了現有的視 差圖獲取方法獲取的視差圖硬件實現困難，準確率低的問題，通過分別對3D圖像的左圖像 和右圖像進行灰度處理，得到對應的灰度信息；對所述左圖像和右圖像的灰度信息進行塊 匹配處理，得到包含視差圖信息的三維矩陣；對所述三維矩陣的每一行進行代價矩陣處理， 通過維特比算法得到每一行代價矩陣對應的視差；根據每一行所述的視差形成所述3D圖 像的視差圖；將塊匹配后的優化構造成隱馬爾可夫過程，采用維特比算法在所有的可能的 視差圖中尋找最大似然的視差圖，最大似然視差圖和真實的視差圖差距最小，使得得到的 視差圖更準確，并且通過維特比算法求視差圖的最佳解，大大減少了計算量，可通過硬件實 現獲取視差圖，帶來了大大的方便。
【附圖說明】
[0016] 圖1為本發明提供的3D圖像的視差圖獲取方法較佳實施例的流程圖。
[0017] 圖2為本發明提供的3D圖像的視差圖獲取方法中維特比算法的示意圖。
[0018] 圖3為本發明提供的3D圖像的視差圖獲取系統較佳實施例的結構框圖。
【具體實施方式】
[0019] 本發明提供一種3D圖像的視差圖獲取方法及系統，為使本發明的目的、技術方案 及優點更加清楚、明確，以下參照附圖并舉實施例對本發明進一步詳細說明。應當理解，此 處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，并不用于限定本發明。
[0020] 請參閱圖1，圖1為本發明提供的3D圖像的視差圖獲取方法較佳實施例的流程圖， 如圖所示，所述方法包括以下步驟： 步驟S100、分別對3D圖像的左圖像和右圖像進行灰度處理，得到對應的灰度信息； 步驟S200、對所述左圖像和右圖像的灰度信息進行塊匹配處理，得到包含視差圖信息 的三維矩陣； 步驟S300、對所述三維矩陣的每一行進行代價矩陣處理，通過維特比算法得到每一行 代價矩陣對應的視差； 步驟S400、根據每一行所述的視差形成所述3D圖像的視差圖。
[0021] 下面結合具體的實施例對上述步驟進行詳細的描述。
[0022] 在步驟S100中，分別對3D圖像的左圖像和右圖像進行灰度處理，得到對應的灰度 信息。具體來說，就是對所述左圖像和