CN101697597A

CN101697597A - 产生3d影像的方法

Info

Publication number: CN101697597A
Application number: CN200910309415A
Authority: CN
Inventors: 陈建宏; 邱俊杰; 赵曰理
Original assignee: CPTF Visual Display Fuzhou Ltd; Chunghwa Picture Tubes Ltd
Current assignee: CPTF Visual Display Fuzhou Ltd; Chunghwa Picture Tubes Ltd
Priority date: 2009-11-07
Filing date: 2009-11-07
Publication date: 2010-04-21

Abstract

本发明涉及一种利用一背景影像以及一主体影像产生3D影像的方法。利用一摄影机撷取包含该背景影像以及该主体影像的一平面影像，再根据该背景影像由该平面影像中取得该主体影像。接着，根据该背景影像以及该主体影像描绘，以产生一第一视角的影像以及一第二视角的影像。最后，以及根据该第一视角的影像以及该第二视角的影像合成一立体影像。

Description

产生3D影像的方法

技术领域

本发明是关于一种产生3D影像的方法，更进一步地说，是关于一种利用背景影像以及主体影像产生3D影像的方法。

背景技术

为了提供更逼真自然的显示效果，显示技术的发展由提供大型的高画质画面，进而追求提供兼具视觉享受及临场感的三维空间立体影像显示(3-dimensional stereoscopicdisplay，以下简称3D影像)效果。3D影像的成像原理，主要是利用左右眼分别看到不同视差的影像，而造成有远近的视觉感。

早期的3D影像技术大多利用画面分割的概念，将影像画面分割成左眼讯号和右眼讯号，再藉由3D影像显示器将讯号分别传送至左眼和右眼，最后经由人脑将两讯号合成后产生立体感。例如，立体电影的放映是让使用者配戴左、右眼分置一片红色镜片以及一片蓝色镜片的特制眼镜，令观赏者的左、右眼看到不同的影像。然而这种3D影像显示的方法不仅需要配戴特制眼镜，观赏者所看到的画面色彩会因红蓝二色的镜片的滤色效果，无法精准地呈现画面的原色。

液晶显示器的「3D影像显示技术」就是不需要藉由特殊眼镜辅助视觉，而是利用视差遮障(parallax barrier)方式导入显示面板，进而达到技术上突破，使光源能够分离左右两个不同方向，创造出3D影像显示技术。就像模拟人的两只眼睛分别从两个角度来观看物体，利用左右眼所看到的画面所产生的细微差异，再依据两者的差异感测物体的距离，而大脑便将两幅画面混合成一幅完整3D影像。一张3D影像包含复数张い同视角的图的影像数据。3D影像的画素排需与遮障配合，璝遮障的排方向是斜向的，则3D影像的画素排也需以斜向排。

美国专利案号5825997提出一种3D影像的产生方法，一摄影机架设于一固定位置，一物体被放置于一旋转平台上，当该摄影机拍摄该物体时，该旋转平台开始转动，因此摄影机可拍摄该物体不同角度的影像，摄影机所撷取的影像储存于一内存中。当制作3D影像时，由内存中取出符合左右眼的视角的影像，再将该影像合成为3D影像。然而，该方法需要很大的内存空间来储存摄影机所撷取的影像。

发明内容

因此，本发明的一目的在于提供一种产生3D影像的方法。

本发明是提供一种产生立体影像的方法。该方法包含：储存一背景影像；利用一摄影机撷取包含该背景影像以及一主体影像的一平面影像；根据该背景影像由该平面影像中取得该主体影像；根据该背景影像以及该主体影像描绘，以产生一第一视角的影像以及一第二视角的影像；以及根据该第一视角的影像以及该第二视角的影像合成一立体影像。

附图说明

图1为本发明的产生3D影像的第一实施例的方块示意图。

图2为背景影像、撷取影像以及主体影像的示意图。

图3为利用主体影像与背景影像描绘产生的不同视角的影像的示意图。

图4为本发明的产生3D影像的第二实施例的方块示意图。

图5为背景影像、撷取影像、主体影像以及主体影像深度图的示意图。

图6为利用主体影像、背景影像以及主体影像深度图描绘产生的不同视角的影像的示意图。

【主要组件符号说明】

110、410	背景影像产生步骤	120、420	撷取影像步骤
110、410	背景影像产生步骤	120、420	撷取影像步骤	130、430	主体影像判断步骤	131、431	主体影像产生步骤
140、440	描绘步骤	150、450	合成步骤	130、430	主体影像判断步骤	131、431	主体影像产生步骤
140、440	描绘步骤	150、450	合成步骤	21、51	背景影像	22、52	撷取影像
23	主体	24、55	主体影像	21、51	背景影像	22、52	撷取影像
23	主体	24、55	主体影像	31、61	第一视角的影像	32、62	第二视角的影像
53	第一主体	54	第二主体	31、61	第一视角的影像	32、62	第二视角的影像
53	第一主体	54	第二主体	56	主体影像深度图

具体实施方式

在说明书及后续的申请专利范围当中使用了某些词汇来指称特定的组件。所属领域中具有通常知识者应可理解，制造商可能会用不同的名词来称呼同样的组件。本说明书及后续的申请专利范围并不以名称的差异来作为区别组件的方式，而是以组件在功能上的差异来作为区别的基准。在通篇说明书及后续的请求项当中所提及的「包含」是为一开放式的用语，故应解释成「包含但不限定于」。此外，「电性连接」一词在此是包含任何直接及间接的电气连接手段。因此，若文中描述一第一装置电性连接于一第二装置，则代表该第一装置可直接连接于该第二装置，或透过其它装置或连接手段间接地连接至该第二装置。

请参考图1，图1为本发明的产生立体(3D)影像的第一实施例的方块示意图。本发明将平面(2D)影像转换为3D影像方法是利用一摄影机预先拍摄背景影像，将背景影像储存于内存中，当摄影机撷取到的影像与储存于内存中的背景影像不同时，比对影像与背景影像就可以得到主体影像。接着，利用主体影像与背景影像进行描绘产生不同视角(View)的影像。因此，藉由不同视角的影像即可合成产生3D影像。本发明产生3D影像的方法包含下列步骤：

步骤110：将2D影像的背景影像储存于内存中；

步骤120：撷取2D影像；

步骤130：根据背景影像以及撷取影像找出撷取影像中的主体影像；

步骤131：比对背景影像与撷取影像的画素的灰阶差值，当画素的灰阶差值大于一预定值时，则该画素为主体影像的画素，因此可得到主体影像；

步骤140：将背景影像以及主体影像经过描绘(Rendering)之后，可得到不同视角的2D影像；

步骤150：将不同视角的2D影像合成(Interweaving)之后，可得到3D影像。

请参考图2以及图3，图2为背景影像、撷取影像以及主体影像的示意图，第3图为利用主体影像与背景影像描绘产生的不同视角的影像的示意图。如第2图所示，在利用本发明的方法将2D影像转换为3D影像之前，需先建立2D影像的背景影像21，并将背景影像21储存于内存中。当主体23进入背景影像21时，摄影机产生撷取影像22，在比对背景影像21与撷取影像22之后，可以将主体23由撷取影像22中取出而得到主体影像24。比对的方式可根据背景影像21与撷取影像22的画素的灰阶差值，当画素的灰阶差值大于一预定值时，则该画素为主体23的画素，因此可得到主体影像24。如图3所示，根据背景影像21以及主体影像24，就可以经过描绘得到第一视角的影像31以及第二视角的影像32，第一视角的影像31相当于利用摄影机由第一视角拍摄的2D影像，第二视角的影像32相当于利用摄影机由第二视角拍摄的2D影像。本发明利用背景影像21以及主体影像24进行描绘产生第一视角的影像31以及第二视角的影像32，所以利用这样的方式也可以更进一步产生第三视角以上的多视角的2D影像。最后，将第一视角的影像31以及第二视角的影像32进行合成以产生3D影像。如此一来，利用比对背景影像21与撷取影像22的方式，只需要一台摄影机即可将2D影像转换为3D影像。

请参考图4，图4为本发明的产生3D影像的第二实施例的方块示意图。在本实施例中，将更进一步说明利用主体影像产生主体影像深度图以得到较佳的3D影像。同样地，在将2D影像转换为3D影像之前，先将背景影像储存于内存中，当摄影机撷取到的影像与储存于内存中的背景影像不同时，比对影像与背景影像就可以得到主体影像。接着，由主体影像进一步得到主体影像深度图，当主体包含二个以上的对象时，主体影像深度图可用来表示这二个对象的景深，以凸显二对象的相对位置。根据主体影像、主体影像深度图以及背景影像经由描绘产生不同视角的影像，再经由合成即可产生3D影像。本发明产生3D影像的方法包含下列步骤：

步骤410：将2D影像的背景影像储存于内存中；

步骤420：撷取2D影像；

步骤430：根据背景影像以及撷取影像找出撷取影像中的主体影像；

步骤431：比对背景影像与撷取影像的画素的灰阶差值，当画素的灰阶差值大于一预定值时，则该画素为主体影像的画素，因此可得到主体影像；

步骤432：根据主体影像的画素的灰阶值产生对应的主体影像深度图；

步骤440：将主体影像、主体影像深度图以及背景影像经过描绘(Rendering)之后，可得到不同视角的2D影像；

步骤450：将不同视角的2D影像合成(Interweaving)之后，可得到3D影像。

请参考图5以及图6，图5为背景影像、撷取影像、主体影像以及主体影像深度图的示意图，图6为利用主体影像、背景影像以及主体影像深度图描绘产生的不同视角的影像的示意图。如图5所示，2D影像的背景影像51预先建立并储存于内存中。当第一主体53以及第二主体54进入背景影像51时，藉由比对背景影像51与撷取影像52之后，可以将第一主体53以及第二主体54由撷取影像52中取出而得到主体影像55。比对的方式可根据背景影像51与撷取影像52的画素的灰阶差值，当画素的灰阶差值大于一预定值时，则该画素为主体53、54的画素，因此可得到主体影像55。此外，根据主体影像55中的第一主体53以及第二主体54的画素的灰阶值，可决定第一主体53以及第二主体54的相对位置，第一主体53较第二主体54接近观赏者，也就是第一主体53的深度较第二主体54大。如图6所示，根据主体影像55、主体影像深度图56以及背景影像51，就可以经过描绘得到第一视角的影像61以及第二视角的影像62，利用同样样的方式也可以更进一步产生第三视角以上的多视角的2D影像。最后，将第一视角的影像61以及第二视角的影像62进行合成以产生3D影像。如此一来，利用比对背景影像51与撷取影像52的方式，只需要一台摄影机即可将2D影像转换为3D影像。

综上所述，本发明的产生3D影像的方法利用摄影机撷取的影像与储存的背景影像进行比对，以找出所撷取影像的主体影像，再根据主体影像与背景影像产生不同视角的影像，以合成3D影像。相较于先前技术的3D影像合成技术，本发明只需要一台摄影机，即可从2D影像转换成3D影像。此外，本发明的产生3D影像的方法只需要储存背景影像，所需的内存空间很少。本发明的产生3D影像的方法根据主体影像与背景影像产生不同视角的影像，因此可应用于多视角的3D影像以及多景深的3D影像。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims

1.一种产生立体3D影像的方法，其特征是包含：储存一背景影像；利用一摄影机撷取包含该背景影像以及一主体影像的一平面2D影像；根据该背景影像由该平面影像中取得该主体影像；根据该背景影像以及该主体影像描绘，以产生一第一视角的影像以及一第二视角的影像；以及根据该第一视角的影像以及该第二视角的影像合成一立体影像

2.根据权利要求1所述的产生立体3D影像的方法，其特征是另包含：根据该主体影像产生一主体影像深度图。

3.根据权利要求2所述的产生立体3D影像的方法，其特征在于：其中根据该背景影像以及该主体影像描绘，以产生该第一视角的影像以及该第二视角的影像是根据该背景影像、该主体影像以及该主体影像深度图描绘，以产生该第一视角的影像以及该第二视角的影像。

4.根据权利要求2所述的产生立体3D影像的方法，其特征在于：其中根据该主体影像产生该主体影像深度图是根据该主体影像的画素的灰阶值产生该主体影像深度图。

5.根据权利要求2所述的产生立体3D影像的方法，其特征在于：其中该主体影像深度图包含：一第一主体，具有一第一深度值；以及一第二主体，具有一第二深度值；所述的第一深度值与该第二深度值表示该第一主体与该第二主体与一观赏者的距离。

6.根据权利要求1所述的产生立体3D影像的方法，其特征在于：其中根据该背景影像由该平面影像中取得该主体影像包含：比对该背景影像与该平面影像的画素的灰阶差值，当一画素的灰阶差值大于一预定值时，则该画素为该主体影像的画素；以及根据该主体影像的画素取得该主体影像。

7.根据权利要求1所述的产生立体3D影像的方法，其特征是另包含：根据该背景影像以及该主体影像描绘，以产生一第三视角的影像。

8.根据权利要求7所述的产生立体3D影像的方法，其特征在于：其中根据该第一视角的影像以及该第二三视角的影像合成该立体影像是根据该第一视角的影像、该第二视角的影像以及该第三视角的影像合成该立体影像。

9.根据权利要求1所述的产生立体3D影像的方法，其特征是另包含：根据该背景影像以及该主体影像描绘，以产生复数个视角的影像；以及据该复数个视角的影像合成该立体影像。

10.根据权利要求1所述的产生立体3D影像的方法，其特征在于：其中储存该背景影像是将该背景影像储存于一内存中。