[发明专利]采用优化技术的单张图片半自动二维转三维方法和装置

权利要求书

1.一种二维图片到三维图片的半自动转换方法，该方法根据单幅图片中的深度一致性原理，将单幅图片的深度分配问题建模成一个有约束的优化问题并求解，具体步骤为：

（1）根据图片场景的结构特征和场景中物体的深度特性，人工选定若干在深度上具有代表性的代表像素，并为选出的代表像素设定相应的深度值；

（2）以步骤（1）中人工设定的代表像素的深度值为约束条件，通过最小化代表像素的深度值与其相邻像素的加权深度之间的差异，求得整幅图片全部像素的深度值，从而得到该幅图片的深度图；

（3）根据步骤（2）中得到的该幅图片的深度图，通过基于深度的渲染技术得到高质量的三维图片。

2.根据权利要求1所述的二维图片到三维图片的半自动转换方法，其特征是：步骤（1）中，通过将图片显示在计算机显示屏上，采用用鼠标划过欲选定的代表像素并选中的方式完成对代表像素的选定。

3.根据权利要求1所述的二维图片到三维图片的半自动转换方法，其特征是：步骤（1）中，对代表像素深度值的设定是通过选择若干深度等级中的相应等级完成的。

4.根据权利要求1至3中任意一项所述的二维图片到三维图片的半自动转换方法，其特征是：步骤（2）中的优化问题采用最小二乘算法求解。

5.根据权利要求1至4中任意一项所述的二维图片到三维图片的半自动转换方法，其特征是：步骤（2）中加权函数的选取满足如下条件：选定像素与其邻域像素之间的亮度值越相近则加权值越大。

6.一种二维图片到三维图片的半自动转换装置，该装置包括如下组成部分:

（1）深度值人工设定模块，该模块将图片进行显示，并提供操作界面，使用户能够在单幅图片上人工选定若干在深度上具有代表性的代表像素，并为选出的代表像素设定相应的深度值；

（2）深度图计算模块，该模块以人工设定的代表像素的深度值为约束条件，通过最小化代表像素的深度值与其相邻像素的加权深度之间的差异，求得整幅图片全部像素的深度值，从而得到该幅图片的深度图；

（3）三维图片形成模块，该模块根据该幅图片的深度图，通过基于深度的渲染技术得到高质量的三维图片。

7.根据权利要求6所述的二维图片到三维图片的半自动转换装置，其特征在于：深度值人工设定模块将图片显示在计算机显示屏上，使用户能够采用用鼠标划过欲选定的代表像素并选中的方式完成对代表像素的选定。

8.根据权利要求6所述的二维图片到三维图片的半自动转换装置，其特征在于：深度值人工设定模块使用户能够通过选择若干深度等级中的相应等级来完成对代表像素深度值的设定。

9.根据权利要求6至8中任意一项所述的二维图片到三维图片的半自动转换装置，其特征在于：深度图计算模块中，采用最小二乘算法求解优化问题。

10.根据权利要求6至9中任意一项所述的二维图片到三维图片的半自动转换装置，其特征在于：深度图计算模块中，加权函数的选取满足如下条件：选定像素与其邻域像素之间的亮度值越相近则加权值越大。