专利名称：一种2d图像转3d图像的方法
技术领域：
本发明属于3D显示领域，尤其涉及一种2D图像转3D图像的方法。
背景技术：
目前，3D显示技术迎来了新一轮的热潮。显示装置从2D显示向3D显示转换已是大势所趋；此外，3D显示领域蕴藏着丰富的利益，也促使各大厂商纷纷推出自己的3D显示
直ο3D显示装置快速发展，必然需要大量的3D内容。然而，当前3D内容的制作技术还不成熟，制作成本较高，市面上能观看的3D内容很少；而2D内容因积攒多年而内容丰富，把现有的2D内容转成3D内容，不但能解决3D内容紧缺的问题，带来可观的经济利益，更能推动3D技术的协同发展。因此，有必要提供一种2D图像转3D图像的方法，以解决目前3D内容不足的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种2D图像转3D图像的方法，旨在解决现有技术中存在的3D内容不足的问题。本发明是这样实现的，一种2D图像转3D图像的方法，包括步骤A.判断图像上部是否有天花板特性，如果有则进行步骤B，否则进行步骤C ；步骤B.进行弧面法2D图像转3D 图像；步骤C.进行斜面法2D图像转3D图像。该方法的步骤A中，天花板特性是图像上部有1 3条线段，线段长度大于某个预设值，且其中至少有一条线段是倾斜的。该方法的步骤A具体包括如下步骤步骤Al.彩色图转灰度图；步骤A2.截取图像上部；步骤A3.对截取的图像边缘检测；步骤A4.对截取图像进行霍夫变换；步骤A5.确定霍夫变换图的前三个最大值；步骤A6.判断最大值大于预设值η且θ不为O度90度和 180度，如果满足条件，则进行步骤B，否则进行步骤C。其中，步骤Α2中，截取的图像上部最多是图像顶部1/3的部分。该方法的步骤B中，弧面法进行2D转3D，其左视图在左，右视图在右，3D效果都为凹陷，景深感从图像下部分到图像下部按照由近及远再及近。该方法的步骤B中，从高到低将图像划分为4块为例，从图像最低到1/4高处视差由小线性变大；从1/4到1/2高度处，视差继续变大；从1/2到3/4高度处，视差由大变小； 从3/4到最高处，视差继续由大变小。该方法的步骤B具体包括步骤Bi.将图像划分为多块；步骤Β2.利用不同的斜率求各区块中各行的视差，并利用视差获得每块的右视图；步骤Β3.将各块拼接成右视图。 其中，步骤Bl中，图像被划为4个区块，划分方式是沿垂直方向上等分的，按照从上到下的顺序，最上面的区块为区块1，往下依次为区块2，区块3，区块4 ；步骤Β2中，以原始图像为左视图，将每个区块形成对应的右视图的区块；区块1的视差由下到上由小呈线性变大，设
4下端的视差为dis_min，上端的视差为dis_mid，子块的高度为H，则视差的斜率ki = (dis_mid-dis_min)/H设每行的高度为h，区块1每行的视差(I1 = k*h+dis_init其中，dis_init 为 dis_min, dis_min 取 5，dis_mid 取 15。该方法中，区块2的视差由下到上由小变大，最小为dis_mid，最大为disjnax，子块的高度为H，视差的斜率k2 = (dis_max-dis_mid)/H其中 dis_init 为 dis_mid ；此外，区块3的视差斜率k3 = -k2区块4的视差斜率k2 = -Ii1。该方法的步骤C中，转出的3D内容都为正视差，左视图在左，右视图在右，3D效果都为凹陷，景深感从下到上由近及远，整体表现成一个斜面。步骤C中具体包括步骤Cl，计算计算各行的视差；C2.利用各行的视差，形成右视图；C3，将左视图和右视图叠加输出。其中，步骤Cl中，视差随着高度的增加而加大，最小视差为dis_min，最大视差为 di SJIiax，视差的斜率ki = (dis_max-dis_min)/HH为图像的高度，设每行的高度为h，每行的视差d = k*h+dis_min。该方法判断图像上部是否具有天花板特性，作为进行2D图像转3D图像的依据，由于充分考虑了图像在垂直方向上的状态，所以能转换出垂直方向上效果良好3D效果。
图1是凹陷的3D效果形成原理图；图2是以像素为单位的视差跟景物到屏幕间的距离关系示意图；图3是景深与视差的关系示意图；图4是2D图像转3D图像方法的流程图；图5是判断图像上部是否有天花板特性的流程图；图6是截取灰度图顶部1/4高度区域组成新的灰度图；图7是霍夫变换示意图；图8是弧面法2D图像转3D图像的视差示意图；图9是弧面法2D图像转3D图像的流程图；图10是区块划分示意图；图11是垂直方向上左右视图之间的视差示意图；图12是图像块拼接后的示意图；图13是斜面法2D图像转3D图像的流程图；图14是右视图和左视图叠加到一起的视差示意图。
具体实施例方式为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。本发明提供的2D图像转3D图像的方法，针对3D图像在垂直方向上3D效果进行加强。一般而言，图像或视频的一帧在垂直方向上的景物分布有三种类型，第一种是图像从上到下到观察者的距离由远及近；第二种是图像从上到下没有明显的层次感；第三种是 图像的上部和下部到观察者的距离近，中间部分下到观察者的距离较远。对于第一种情况和第二种情况，2D转3D时，3D效果可做成从上到下由远及近的斜面，此种情况的2D转3D 称为斜面法2D转3D ；第三种情况多发生在图像所表现主体的上方有物体遮挡，如室内和走廊的情况，上方有天花板的遮挡；室外的情况，则有树木等高空物体的遮挡。对这种情况，需要做成的3D效果做成从上到下先近后远再近，在垂直方向上整体表现为向里凹的一个弧面，此种情况的2D转3D称为弧面法2D转3D。为了便于理解本发明，下面讨论景深与视差的关系。景深即景物到屏的距离，视差即同一景物在左右视图上水平位置的像素差。根据3D成像的原理，当左视图在左，右视图在右，即视差为正视差时，景物凹陷于屏幕，景深为正景深；反之，则景物凸出于屏幕，景深为负景深。本发明的弧面法2D转3D和斜面法2D转3D转出的3D效果都凹陷于屏幕，景深都为正景深，下面将讲述正景深和正视差的关系，负景深与负视差的关系同理。凹陷的3D 效果形成原理如图1所示，D为景物到屏幕的距离，f为屏幕到观众的距离，d为左右视图的视差，L为左右眼间的距离。根据三角形相似原理可知，
D d
_6] ττη⑴由式(1)可推导出视差与景深的关系
I* ￡)d = —~-
D+f (2)观众到屏幕的观看距离f 一般建议为3m，人两眼间的距离一般取70mm，即0. 07m,
式⑵可改写成式⑶ ,0.07*1)d = -^- (3)其中视差d的单位为米，下面将把d的单位换算为像素。设一台η寸(0.0254*η 米)，分辨率为1080Ρ(水平分辨率为1920)，比例模式为16 9(宽长比为16 9)的电视， 水平方向上的宽w(单位为米)满足
I~77
W2+(9w/16)2 = (0.0254* ==>w = J-——0.0254* = 0.022
V 92 +162( 4 )每个像素的物理分辨率为
, w 0.022* η 「00541 ^ =-=-
L 」 1920 1920( 5 ) 则以像素为单位的视差dp可由式(6)计算得
权利要求
1.一种2D图像转3D图像的方法，包括步骤A.判断图像上部是否有天花板特性，如果有则进行步骤B，否则进行步骤C ； 步骤B.进行弧面法2D图像转3D图像； 步骤C.进行斜面法2D图像转3D图像。
2.根据权利要求1所述的2D图像转3D图像的方法，其特征在于，步骤A中的天花板特性是图像上部有1 3条线段，线段长度大于某个预设值，且其中至少有一条线段是倾斜的。
3.根据权利要求1所述的2D图像转3D图像的方法，其特征在于，步骤A具体包括如下步骤步骤Al.彩色图转灰度图； 步骤A2.截取图像上部； 步骤A3.对截取的图像边缘检测； 步骤A4.对截取图像进行霍夫变换； 步骤A5.确定霍夫变换图的前三个最大值；步骤A6.判断最大值大于预设值η且θ不为0度90度和180度，如果满足条件，则进行步骤B，否则进行步骤C。
4.根据权利要求3所述的2D图像转3D图像的方法，其特征在于，步骤Α2中，截取的图像上部最多是图像顶部1/3的部分。
5.根据权利要求1所述的2D图像转3D图像的方法，其特征在于，步骤B中，弧面法进行2D转3D，其左视图在左，右视图在右，3D效果都为凹陷，景深感从图像下部分到图像下部按照由近及远再及近。
6.根据权利要求5所述的2D图像转3D图像的方法，其特征在于，步骤B中，从高到低将图像划分为4块为例，从图像最低到1/4高处视差由小线性变大；从1/4到1/2高度处， 视差继续变大；从1/2到3/4高度处，视差由大变小；从3/4到最高处，视差继续由大变小。
7.根据权利要求1所述的2D图像转3D图像的方法，其特征在于，步骤B具体包括 步骤Bi.将图像划分为多块；步骤Β2.利用不同的斜率求各区块中各行的视差，并利用视差获得每块的右视图； 步骤Β3.将各块拼接成右视图。
8.根据权利要求7所述的2D图像转3D图像的方法，其特征在于，步骤Bl中，图像被划为4个区块，划分方式是沿垂直方向上等分的，按照从上到下的顺序，最上面的区块为区块 1，往下依次为区块2，区块3，区块4。
9.根据权利要求8所述的2D图像转3D图像的方法，其特征在于，步骤Β2中，以原始图像为左视图，将每个区块形成对应的右视图的区块；区块1的视差由下到上由小呈线性变大，设下端的视差为dis_min，上端的视差为dis_mid，子块的高度为H，则视差的斜率Ii1= (dis_mid-dis_min) /H 设每行的高度为h，区块1每行的视差Cl1 = k*h+dis_init 其中，dis_init 为 dis_min。
10.根据权利要求9所述的2D图像转3D图像的方法，其特征在于，dis_min取5，dis_mid 取 15。
11.根据权利要求9所述的2D图像转3D图像的方法，其特征在于，区块2的视差由下到上由小变大，最小为dis_mid，最大为disjnax，子块的高度为H，视差的斜率k2 = (dis_max-dis_mid)/H其中 dis_init 为 dis_mid ；区块3的视差斜率k3 = "k2区块4的视差斜率k3 = -Ic1。
12.根据权利要求1所述的2D图像转3D图像的方法，其特征在于，步骤C中，转出的3D 内容都为正视差，左视图在左，右视图在右，3D效果都为凹陷，景深感从下到上由近及远，整体表现成一个斜面。
13.根据权利要求1所述的2D图像转3D图像的方法，其特征在于，步骤C中具体包括 步骤Cl，计算计算各行的视差；C2.利用各行的视差，形成右视图；C3，将左视图和右视图叠加输出。
14.根据权利要求13所述的2D图像转3D图像的方法，其特征在于，步骤Cl中，视差随着高度的增加而加大，最小视差为dis_min，最大视差为disjnax，视差的斜率Ii1= (dis_max-dis_min) /HH为图像的高度，设每行的高度为h，每行的视差d = k*h+dis_min。
全文摘要
本发明适用于3D显示领域，提供一种2D图像转3D图像的方法。该方法包括步骤A判断图像上部是否有天花板特性，如果有则进行步骤B，否则进行步骤C；步骤B进行弧面法2D图像转3D图像；步骤C进行斜面法2D图像转3D图像。该方法根据图像上部是否有天花板特性，进行相应的2D图像转3D图像，能增强3D图像在垂直方向上的效果。
文档编号H04N13/00GK102469323SQ20101055388
公开日2012年5月23日 申请日期2010年11月18日 优先权日2010年11月18日
发明者李中梅, 杨福军, 王凌晨 申请人:Tcl集团股份有限公司, 深圳Tcl新技术有限公司