专利名称：一种无摄像机标定参数的三维图像变换方法
技术领域：
本发明属于3D电视系统中的基于深度图像绘制(D印th-Image-Based Rendering,简称DIBR)技术领域，更为具体地讲，涉及一种无摄像机标定参数的三维图像
变换方法。
背景技术：
基于深度图像绘制技术是根据参考图像(reference image)及其对应的深度图 ft (depth image)来生成一幅新的虚拟视点图像，即目标图像(destination image)。与利用左右两路平面视频合成三维影像即传统三维视频格式相比，采用DIBR技术之后仅需要传递一路视频及其深度图像序列就可合成三维影像，而且可以很方便的实现二维和三维的切换，同时避免了由传统视图生成方法所带来的三维空间变换的计算复杂性。正因为如此，DIBR技术在3D电视合成三维影像中得到了广泛应用，它也引起了人们愈来愈浓厚的兴趣。通常，人们把需要采用DIBR技术的3D视频称为基于深度图像的3D视频 (depth-image-based 3D video)。DIBR技术的核心步骤是三维图像变换(3d image warping) 0三维图像变换能够将参考图像中的点投影到三维空间，再将三维空间中的点重投影到目标图像平面上，从而生成新视点视图，即目标图像。然而，传统的DIBR技术需要传递许多摄像机标定参数，如焦距f，基线长度B等，硬件实现复杂。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种无摄像机标定参数的三维图像变换方法。为实现上述目的，本发明无摄像机标定参数的三维图像变换方法，其特征在于，包括以下步骤(1)、初始化视差图M，将其所有元素置为空洞点视差值；O)、区分目标图像是左视图还是右视图，如果是左视图，则将布尔变量α置为1， 从右到左，从上到下的顺序扫描参考图像，按行遍历参考图像中的像素点；如果是右视图，则从左到右，从上到下的顺序扫描参考图像，并将布尔变量α置为0，按行遍历参考图像中的像素点；在遍历时，2. 1)、对参考图像中第行第Uref列的像素点uMf，依据公式⑴ 计算其在目标图像Ides中对应的匹配像素点Udes ；< Hf =(_1) '^T'(Z)^~D(Mre/'Vre/))(1)
^des ^re/公式(1)中，(uref，vref)，(udes, vdes)分别表示参考图像Iref上的像素点Uref和其在
3目标图像Ides上对应的匹配像素点Udes的水平、垂直坐标，即χ轴、y轴坐标；D(uMf，vref)表示深度图像中像素点(UMf，Vref)的灰度值；g为深度图像灰度级，可调参数Pr的值被限定在0 ^ pr ^WiX5%(2)零视差平面对应的灰度值Dzps设置在深度图像灰度级g的1/2至2/3的整数级之间；2. 2)、判断像素点Udes是否落在目标图像Ides内；如果像素点Udes的水平坐标Udes 两足0 ^ Udes < Wi,(1)则表明像素点Udes落在目标图像Ides内，将像素点Uref的像素值拷贝到像素点udes， 将视差图M中的元素(UMf，Vref)置为Udes-Uref ；其中，Wi为目标图像的水平像素点数；(3)、遍历完参考图像中的所有像素点，则输出目标图像Ides及视差图M。本发明的发明目的是这样实现的本发明无摄像机标定参数的三维图像变换方法，利用摄像机标定参数与深度图像的灰度值之间的关系，将需要标定参数的三维图像变换公式简化为只含有几个可调参数的公式形式，以实现无摄像机标定参数下的三维图像变换。实验表明，该方法在无摄像机标定参数的条件下，不仅能够生成令人满意的虚拟视图，即目标视图，还能使用户根据自己的需要对可调参数进行调节，获得更好的视觉效果。同时，在硬件实现方面，也比较简单易行。
图1是本发明中参考图像作为左视图生成目标图像即右视图的示意图；图2是本发明中参考图像作为右视图生成目标图像即左视图的示意图；图3是本发明本发明无摄像机标定参数的三维图像变换方法一具体实施方法流程图
图4是“Ballet”序列测试图及其深度图像；
图5是当η' =l,y' = 204时，Dzps取不同的值时合成的目标图像； 图6是当n' =-1, Y ‘ = 204时，Dzps取不同的值时合成的目标图像； 图7是当γ ‘ = 204，Dzps = 128时，η'取不同正整数时合成的目标图像； 图8是当γ' = 204，Dzps= 128时，η'取不同负整数时合成的目标图像； 图9是当n' = LDzps= 时，γ'取不同负整数时合成的目标图像； 图10是当n' =Hjzps= 128时，取不同负整数时合成的目标图像。
具体实施例方式下面结合附图对本发明的具体实施方式
进行描述，以便本领域的技术人员更好地理解本发明。需要特别提醒注意的是，在以下的描述中，当已知功能和设计的详细描述也许会淡化本发明的主要内容时，这些描述在这里将被忽略。在本发明中，依据传感变换摄像机(shift-sensor camera)设置以及三维图像变换的基本变换公式，可以得到新的三维图像变换公式
权利要求
1. 一种无摄像机标定参数的三维图像变换方法，其特征在于，包括以下步骤 (1)、初始化视差图M，将其所有元素置为空洞点视差值；O)、区分目标图像是左视图还是右视图，如果是左视图，则将布尔变量α置为1，从右到左，从上到下的顺序扫描参考图像，按行遍历参考图像中的像素点；如果是右视图， 则从左到右，从上到下的顺序扫描参考图像，并将布尔变量α置为0，按行遍历参考图像 Iref中的像素点；在遍历时，2. 1)、对参考图像Iref中第行第uMf列的像素点Uref，依据公式⑴计算其在目标图像Ides中对应的匹配像素点Udes ；
2.根据权利要求1所述的无摄像机标定参数的三维图像变换方法，其特征在于在步骤 ⑴中，还要将参考图像Iref的像素点直接拷贝到目标图像Ides中，并且该像素点在目标图像Ides中的位置与参考图像中的位置相同。
全文摘要
本发明公开了一种无摄像机标定参数的三维图像变换方法，利用摄像机标定参数与深度图像的灰度值之间的关系，将需要标定参数的三维图像变换公式简化为只含有几个可调参数的公式形式，以实现无摄像机标定参数下的三维图像变换。实验表明，该方法在无摄像机标定参数的条件下，不仅能够生成令人满意的虚拟视图，即目标视图，还能使用户根据自己的需要对可调参数进行调节，获得更好的视觉效果。同时，在硬件实现方面，也比较简单易行。
文档编号H04N13/00GK102447926SQ20111027783
公开日2012年5月9日 申请日期2011年9月19日 优先权日2011年9月19日
发明者刘然, 刘阳, 甘平, 田逢春, 罗雯怡, 许小艳, 谢辉, 谭迎春, 邰国钦, 郭瑞丽, 鲁国宁, 黄扬帆 申请人:四川虹微技术有限公司, 重庆大学