[发明专利]一种面向智能手机的立体视频生成方法及辅助拍摄装置

权利要求书

1.一种面向智能手机的立体视频生成方法，其特征在于，包括：

构建立体视频辅助拍摄装置并将其安装在智能手机上；

标定立体视频辅助拍摄装置的安装参数；

使用智能手机计算投影几何变换矩阵与灰度补偿映射函数；

使用智能手机拍摄视频数据；

将拍摄的视频数据转化为立体视频；

所述将拍摄的视频数据转化为立体视频包括：

将视频数据按帧分解，并对每帧图像使用图像变换矩阵进行几何校正并裁切掉空白区域；

将每帧图像分割为相同大小左视图与右视图，并对右视图进行左右镜面变换；

根据灰度补偿映射对右视图中的每个像素进行颜色补偿；

根据立体视频观察方式适应性处理每一帧左视图与右视图，并将每一帧左视图与右视图合并为立体视频帧，再将所有立体视频帧合并为立体视频；

所述立体视频辅助拍摄装置包括用于获取场景虚像的不锈钢平面镜(1)，不锈钢平面镜(1)所在平面与智能手机(0)背面相交于不锈钢平面镜(1)内边缘：通过连接、固定和调节，确保从智能手机中能够同时观察到范围大小基本相同的场景实像和虚像；

所述标定立体视频辅助拍摄装置的安装参数包括：

使用智能手机拍摄图像，其中，该图像对应的拍摄场景包含较丰富的纹理、颜色信息，并且不能是颜色单一的场景；

从该图像中提取多个稀疏特征点并进行特征点匹配，生成特征点匹配集合；

多次重复随机选取两对特征点进行匹配，生成上述特征点匹配确定的平面镜法向量估计；

根据多个法向量估计各分量的中值确定平面镜法向量作为安装参数。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，不锈钢平面镜(1)所在平面与智能手机(0)背面相垂直，不锈钢平面镜(1)内边缘与智能手机(0)侧边相垂直：同时，不锈钢平面镜(1)由平面镜固定架(2)固定，平面镜固定架(2)通过支架连接部件(3)连接至支架固定架(4)，支架固定架(4)通过手机连接部件(5)与智能手机(0)相连接，平面镜固定架(2)与支架连接部件(3)之间、支架固定架(4)与手机连接部件(5)之间以紧固件(6)固定或调节相对位置与角度。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述从该图像中提取多个稀疏特征点并进行特征点匹配，生成特征点匹配集合包括：

根据图像局部特征检测和描述算法从该图像中提取多个稀疏特征点和每个稀疏特征点的描述向量；

根据距离比测试特征匹配方法将每个稀疏特征点与该图像中的其他特征点进行匹配，生成匹配特征点对；

根据多个稀疏特征点对建立包括至少100个特征点对的特征点匹配集合。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述多次重复随机选取两对特征点进行匹配，生成上述特征点匹配确定的平面镜法向量包括：

根据特征点对的数量确定随机选取两对特征点进行匹配的次数；

每次随机选取两对特征点进行匹配，并根据两对特征点的图像坐标与智能手机摄像头的焦距长度生成上述特征点匹配确定的法向量。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述使用智能手机计算投影几何变换矩阵与灰度补偿映射函数包括：

根据视频帧的长度、宽度与平面镜的法向量生成图像变换矩阵；

根据智能手机摄像头的焦距长度获得特征点匹配集合中所有特征点对的一致性指标；

收集一致性指标大于预先指定阔值的所有特征点对，建立有效特征点匹配对集合；

获取有效特征点匹配对集合中每个特征点位置的图像灰度，并根据三次多项式曲线拟合算法与每个特征点位置的图像灰度拟合灰度补偿映射函数。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述使用智能手机拍摄视频数据时，手机横向侧边与水平面夹角不超过30度。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述立体视频观察方式包括以下至少之一：VR眼镜、红蓝眼镜、裸眼：所述根据立体视频观察方式适应性处理每一帧左视图与右视图，为根据立体视频观察方式指定的视频分辨率与纵横比对每一帧左视图与右视图进行适应性处理。

8.一种应用于如权利要求1-7任一项所述的方法的立体视频辅助拍摄装置，其特征在于，包括用于获取场景虚像的不锈钢平面镜(1)，不锈钢平面镜(1)所在平面与智能手机(0)背面相垂直，不锈钢平面镜(1)所在平面与智能手机(0)背面相交于不锈钢平面镜(1)内边缘，不锈钢平面镜(1)内边缘与智能手机(0)侧边相垂直：同时，不锈钢平面镜(1)由平面镜固定架(2)固定，平面镜固定架(2)通过支架连接部件(3)连接至支架固定架(4)，支架固定架(4)通过手机连接部件(5)与智能手机(0)相连接，平面镜固定架(2)与支架连接部件(3)之间、支架固定架(4)与手机连接部件(5)之间以紧固件(6)固定或调节相对位置与角度。