[发明专利]单目转多目的立体视频生成方法、求解深度信息图以及生成视差图的方法

说明书

技术领域

本发明涉及多视点立体视频合成领域，尤其涉及一种单目转多目的立体视频生成方法、求解深度信息图以及生成视差图的方法。

背景技术

随着告别3D电视元年2010年以及进一步放量发展的2011年，3D显示技术已进入3D电视的普及元年2012年。纵观整个3D电视发展历程，无论是眼镜式3D显示技术还是裸眼3D显示技术都已进入稳定发展期。但是，相对于3D显示技术的迅猛发展，3D片源逐渐成为制约3D电视在消费市场上进一步普及的最大瓶颈。

3D片源分为双目片源和多目片源，双目片源需要佩戴辅助设备进行观看，如通过主动快门式、偏振式、红蓝式眼镜等将双目图像分别发送至人的左右两眼，从而形成立体视觉感知。这种方式需要用户佩戴眼镜，观看不便。多目片源播放则采用裸眼3D立体显示设备显示，裸眼3D立体显示技术能够让用户无需佩戴辅助设备即可观看视频所具有的立体效果，是未来立体视频显示的发展方向。

无论是双目还是多目片源，由于制作成本高、周期长、对采集设备及辅助设备的要求高等问题，成为制约3D电视普及的瓶颈，而且现有的大量2D视频资料一方面提供了丰富的片源问题，另一方面却由于显示不兼容的问题而无法在3D立体显示设备上显示。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的在于提供一种单目转多目的立体视频生成方法、求解深度信息图以及生成视差图的方法，能够将现有的2D视频源转换成可以在3D立体显示设备上播放的视频。

为达到上述目的，本发明所述一种单目转多目的立体视频生成方法，包括以下步骤：

将输入的2D视频求解得到图像的深度信息图，利用得到的深度信息图渲染生成N视点的3D视差图，并合成3D视频输出；其中，

求解得到深度信息图的具体步骤为：

对视频图像进行预处理；

对预处理后的图像利用梯度法得到运动矢量；

对运动矢量进行场景改变度检测以得到视频图像的初始深度信息；

对初始深度信息进行再处理以得到清晰的深度图。

优选地，生成视差图的具体步骤为：

结合深度信息图和原始图，视点区的N个视点在显示屏后生成N路虚拟像点，设视点区的N个左视点为L0、L1、L2......LN；N个右视点为R0、R1、R2......RN；则各视点在显示屏后生成的N路虚拟像点曲线为L0”、R0”；L1”、R1”；L2”、20”......LN”、RN”；

求得N视点视差图为：

LN”＝S+(2N+1)*depth；

RN”＝S-(2N+1)*depth；

进而合成N幅输入到显示屏的视频源；

根据显示器特性将N幅视频源合成一幅视频源到显示器上显示。

优选地，对视频图像进行预处理具体为：

将输入的2D视频由RGB色彩空间转换到YUV空间；

对YUV空间的Y分量进行重复下采样处理，同时进行场景自然度检测和场景相关度检测；

对初始深度信息进行再处理具体为：

对初始深度信息进行重复平滑滤波和重复上采样处理，并根据场景相关度检测信息对视频图像内的边界信息进行保留，得到清晰的深度图；

根据场景自然度检测信息和场景改变度检测信息对深度图进行混合滤波，得到最终的图像深度信息图。

优选地，对运动矢量进行场景改变度检测具体为：

若场景发生变化，则重新计算变化后的图像利用梯度法得到运动矢量；

反之，进行运动矢量累加。

优选地，所述场景自然度检测是完成检测视频的电影模式中上方和下方有大面积的黑幕情况，形成有效的视频图像检测区域；

所述场景改变度检测是检测前后帧的图像是否发生场景变化，场景变化时将重新计算运动矢量；

所述场景相关度检测是检测同一帧图像中的相邻像素是否相关。

优选地，所述下采样处理具体是将视频原始分辨率降到低分辨率。

优选地，所述上采样处理具体是将视频所降到的低分辨率还原到原始分辨率。

优选地，所述N视点的N＝2，为佩带眼镜的3D模式；所述N视点的N＞2，为裸眼的3D模式。

为达到上述目的，本发明所述一种求解深度信息图的方法，具体包括以下步骤：

将输入的2D视频由RGB色彩空间转换到YUV空间；

对YUV空间的Y分量进行重复下采样处理，同时进行场景自然度检测和场景相关度检测；