[发明专利]视差计算方法及其立体匹配系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种视差计算方法及其立体匹配系统，尤其涉及一种能够产生具有时间及空间上稳定性的视差图的视差计算方法及其立体匹配系统。

背景技术

随着图像技术不断进步，消费者可挑选的显示装置的尺寸与功能日益多元，而为了满足不同的使用者需求，各家显示装置的制造商也设法提供输出效能及分辨率更佳的新产品，其中最值得关注的产品之一是具有三维立体显示的显示装置。而一般常见的三维立体显示技术有偏光式（Polarized）、交错式（Interlaced）或分时式（Anaglyph）等显示方式，其原理为将相关于深度信息的不同视角图像利用特殊光学设计分别投射到人的左右眼，如此可使人的左右眼分别看到不同视角的图像，并经过人脑的合成后而产生三维深度信息，让人感觉出三维立体的图像。

当具有三维立体显示功能的显示装置欲显示的来源图像为不具有深度信息的二维图像时，由于来源图像缺少深度信息，故显示装置无法产生出各种相关于深度信息的多视角（multi-view）图像，以投射到人的左右眼。在此情形下，显示装置需另针对二维图像进行分析以获得深度信息，进而才能显示出多视角图像。在现有技术中，需利用如多个图像撷取装置分别位于不同位置来获得至少两个不同的视角图像，才可分析出深度信息，而针对两不同视角图像来进行分析以获得深度信息的流程称之为立体匹配（stereo matching），其原理为在两不同视角图像之间相互搜寻是否有匹配的物件（或者也可为特征或像素点等），进而获得两不同视角图像中匹配物件位置值的差值，成为视差（disparity）信息（即所谓的视差图），并通过视差信息可计算出匹配物件的深度信息。

然而，当在两不同视角图像间执行立体匹配来取得深度信息时，由于图像的景观不尽相同，且用来取得两不同视角图像的两图像撷取装置间位置距离也不相同，因此如何在两不同视角图像间正确地搜寻出匹配物件并获得正确的视差信息将会影响深度信息的准确性。例如，当两图像的物件发生匹配错误时，例如左视角图像的A物件匹配至右视角图像的B物件而非A物件，则物件的视差信息便会产生错误，故会获得错误的深度信息而使物件显示出错误深度，并使人看不见相对应的物件，或者造成物件变形。因此，在两视角图像间执行立体匹配时，如何准确获得图像中各物件的立体匹配结果，已成为立体视觉技术最重要的课题之一。

发明内容

为了解决上述的问题，本发明提供了一种能够产生具有时间及空间上稳定性的视差图的视差计算方法及其立体匹配系统。

在一方面，公开一种视差（disparity）计算方法，用于一立体匹配系统中，该视差计算方法包括根据一第一图像、一第二图像及一先前图像的一先前视差矩阵，计算一全域能量矩阵；根据该全域能量矩阵及一第一匹配算法，计算一全域视差矩阵；根据该第一图像的一第一图像区块、该第二图像的一第二图像区块、该第一图像与该第二图像间的一先前区块视差矩阵及该全域视差矩阵，计算该第一图像区块与该第二图像区块间的一区域能量矩阵；以及根据该区域能量矩阵及一第二匹配算法，计算该第一图像区块与该第二图像区块间的一区域视差矩阵。

另一方面，公开一种立体匹配系统，包括一全域视差储存模块，用来储存一先前图像的一先前视差矩阵及一全域视差矩阵；一先前区块视差储存模块，用来储存一第一图像与一第二图像间的一先前区块视差矩阵；一当前区块视差储存模块，用来储存一区域视差矩阵；一全域视差计算模块，耦接于该全域视差储存模块，用来根据该第一图像、该第二图像及该先前视差矩阵，计算一全域能量矩阵；以及根据该全域能量矩阵及一第一匹配算法，计算该全域视差矩阵；一区域视差计算模块，耦接于该全域视差储存模块、该先前区块视差储存模块及该当前区块视差储存模块，用来根据该第一图像的一第一图像区块、该第二图像的一第二图像区块、该先前区块视差矩阵及该全域视差矩阵，计算该第一图像区块与该第二图像区块间的一区域能量矩阵；根据该区域能量矩阵及一第二匹配算法，计算该第一图像区块与该第二图像区块间的该区域视差矩阵。

附图说明

图1为本发明实施例一立体匹配系统的示意图。

图2为本发明实施例一非线性方程式的示意图。

图3为本发明实施例一视差计算方法的示意图。

其中，附图标记说明如下：

具体实施方式