CN101917639A - 一种生成立体图像的方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种生成立体图像的方法，包括：将左眼图像和右眼图像分别进行压缩处理或拉伸处理；将处理后的左眼图像和右眼图像分别分割成左眼光栅条图像和右眼光栅条图像；将左眼光栅条图像和右眼光栅条图像以交错间隔的方式进行组合；本发明还提供一种生成立体图像的系统。根据本发明的技术方案，能快速地生成立体狭缝式光栅图像。

Description

一种生成立体图像的方法及系统

技术领域

本发明涉及数字图像处理技术，尤其涉及一种生成立体图像的方法及系统。

背景技术

目前，立体图像大都是利用人两眼的视差特性来实现的，其主要的实现方式是：色分法、光分法、时分法和光栅法。这四种方式的具体实现方法虽然不同，但其基本出发点相同，而且原理大体相似，都是利用两台并排放置的摄影机，这两台摄影机分别代表人的左眼和右眼，同步拍摄出两个略带水平视差的影片。当放映图像时，将这两个影片分别装入代表左眼的放映装置和代表右眼的放映装置，代表左眼的放映装置与代表右眼的放映装置同时运转，同时将图像放映出来，形成包括左眼的图像和右眼的图像的双影图像，然后观众通过一些特殊设备，例如偏光眼镜，观众的左眼只能看到左眼图像，右眼只能看到右眼图像，再通过观众的双眼的汇聚功能，分别将左眼的图像、右眼的图像叠合在视网膜上，由大脑神经产生三维立体的视觉效果。

无论采用哪种方式，关键在于必须做到观众的左眼与右眼所看到的图像不能完全相同，左眼看到的图像与右眼看到的图像必须具有视差，这样对应于左眼的图像只能够被左眼看到，而对应于右眼的图像只能够被右眼看到。

具体的，色分法又叫补色法，其基本原理是：在接收机的屏幕上用互补的两种颜色分别显示出供左眼和右眼的图像，例如显示的左眼的图像只有品红色，显示的右眼的图像只有绿色，观看时观众需要佩戴有色眼镜，这样左眼只能看见品红色图像，右眼只能看见绿色图像，这两个图像在大脑中合成一个彩色立体图像；用色分法传送立体电视图像信号时，可以在一个电视频道内传送一套立体电视节目。

光分法的基本原理是将用于供左眼和右眼观看的图像分别用偏振方向正交的两个偏振光投射到两眼，观看时观众佩戴一副可透过偏振光的眼镜，使两眼分别看到各自的图像。显示器可用两个荧光屏组成，在每个荧光屏前加一块只能透过一个方向偏振光的极化板，两个荧光屏的夹角为90°，它们发出的偏振光通过与两个荧光屏都成45°角的半反射镜，最后投射到观众佩戴的眼镜上；或在两组电视投影管前分别加一块极化板，经过极化板的两束互相垂直的偏振光向同一个屏幕上投射图像，这是利用佩戴眼镜进行观看的方式中，形成的图像质量最好的一种方法，但观看时观众不能偏头。

时分法的基本原理是以一定的速度轮换地传送左眼和右眼的图像，从而在一个荧光屏上轮流显示左眼的图像和右眼的图像；在观看图像时，观众需要佩戴一副液晶眼镜，该液晶眼镜是用一个开关控制，使得当左眼的图像出现时，左眼的液晶体可以透光，右眼的液晶体不透光；当右眼的图像出现时，右眼的液晶体透光，左眼的液晶体不透光，因此左眼和右眼只能看见各自的图像。

采用色分法、光分法、时分法的实现显示立体图像，观众必须佩戴专业眼镜，使得观众不能随时随地观看，而其这种专业眼睛造价较高，因此给观众观看立体图像带来了很多不便。

光栅法与前三种方法的基本原理差别较大，这种方法的基本原理是竖直方向上将屏幕划分成一条条的光栅，光栅分别交错显示左眼和右眼的图像，如第1、3、5...条光栅显示左眼的图像，第2、4、6...条光栅显示右眼的图像；然后在屏幕和观众之间设一层“视差障碍”，它也是由竖直方向上的光栅组成。图1是现有技术中利用光栅法实现立体图像的原理示意图，如图1所示，最右侧两个圆，上面的表示右眼，下面的表示左眼，A1为左眼的图像，A2为右眼的图像，A1、A2时具有视差的两个图像；观众通过光栅G，观众的右眼可以看到A2，观众的左眼可以看到A1；这样，观众就可看到具有强烈的立体感的图像。同时，观众无需佩戴专业眼镜，只需要利用裸眼就可观看图像，因此光栅法可方便地应用于手持设备的显示屏。现有技术中，一些手持设备是利用液晶显示屏作为光栅，其中手持设备包括移动终端和手持游戏机等。

现有技术中，手持设备使用的图像一般都是数字图像。所谓数字图像，又称数码图像或数位图像，其本质是由像素点阵构成的位图，它将对象以一定的分辨率进行分辨以后将每个点的信息以数字化的方式呈现，并可直接且快速的在液晶显示屏上显示出来；数字图像的图像格式包括光栅图像格式的位图图片(BMP，Bitmap)、图像互换格式(GIF，Graphics Interchange Format)、联合图像专家小组(JPEG，Joint Photographic Experts Group)、流式网络图形格式(PNG，Portable Network Graphic Format)等。每个数字图像的像素通常对应于二维空间中一个特定的位置，可以将这个位置用二维坐标表示，图2是现有技术中利用二维坐标表示数字图像像素的示意图，如图2所示，在数字图像10上建立二维坐标系，以数字图像10的左下角顶点为坐标原点O，数字图像10的两条边分别为横坐标X轴和纵坐标Y轴，坐标轴的单位为1个像素点；数字图像10中的一个点A11，其距离坐标原点O在横坐标方向上有10个像素；距离坐标原点O在纵坐标方向上有20个像素，设点A11在坐标系中的坐标为(x1，y1)，则有：x1＝10，y1＝20。

随着计算机技术的发展，数字图像处理技术也日益成熟。其中，数字图像的变形变换，例如压缩变换或拉伸变换，就是将源图像到目标图像的坐标进行变换，即：将源图像每个点的坐标通过变形运算转换为目标图像的相应点的新坐标，完全可实现对数字图像进行压缩变换处理或拉伸变换处理。数字图像的分割技术是基于像素点的坐标，将数字图像按照一定的规则，将部分像素点组成一幅新的数字图像的技术。数字图像的合并技术是基于像素点的坐标，将两幅或多幅数字图像按照一定的规则，组成一幅新的数字图像的技术。上述数字图像处理技术早已在图像处理等领域得到广泛的应用，其完全可应用于手持设备。但是，现有技术中，并没有一种方法是在手持设备上将光栅法和数字图像处理技术相结合，生成立体狭缝式光栅图像的方法。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种生成立体图像的方法及系统，能快速地生成立体狭缝式光栅图像。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

本发明公开一种生成立体图像的方法，包括：

将左眼图像和右眼图像分别进行压缩处理或拉伸处理；

将处理后的左眼图像和右眼图像分别分割成左眼光栅条图像和右眼光栅条图像；

将左眼光栅条图像和右眼光栅条图像以交错间隔的方式进行组合。

上述方法中，所述将左眼图像和右眼图像分别进行压缩处理或拉伸处理具体为：

将具有视差的两幅图像在水平方向上分别压缩为原图像的一半；或，将具有视差的两幅图像在竖直方向上分别拉伸为原图像的两倍。

上述方法中，所述将处理后的左眼图像和右眼图像分别分割成左眼光栅条图像和右眼光栅条图像具体为：

将压缩处理后的左眼图像和右眼图像在水平方向上分别分割为多个光栅条图像，竖直方向上的长度保持不变；或，将拉伸处理后的左眼图像和右眼图像在水平方向上分别分割为多个光栅条图像，竖直方向上的长度保持不变。

上述方法中，所述将左眼光栅条图像和右眼光栅条图像以交错间隔的方式进行组合具体为：

将左眼光栅条图像和右眼光栅条图像以交错间隔的方式进行组合，且每个左眼光栅条图像置于对应的每个右眼光栅条图像的右侧，得到立体狭缝式光栅图像。

本发明还公开一种生成立体图像的系统，包括：图像处理模块、图像分割模块、图像组合模块；其中，

图像处理模块，将左眼图像和右眼图像分别进行压缩处理或拉伸处理；

图像分割模块，将处理后的左眼图像和右眼图像分别分割成左眼光栅条图像和右眼光栅条图像；

图像组合模块，将左眼光栅条图像和右眼光栅条图像以交错间隔的方式进行组合。

上述系统中，所述图像处理模块将左眼图像和右眼图像分别进行压缩处理或拉伸处理具体为：

图像处理模块将具有视差的两幅图像在水平方向上分别压缩为原图像的一半；或，图像处理模块将具有视差的两幅图像在竖直方向上分别拉伸为原图像的两倍。

上述系统中，所述图像分割模块将处理后的左眼图像和右眼图像分别分割成左眼光栅条图像和右眼光栅条图像具体为：

图像分割模块将压缩处理后的左眼图像和右眼图像在水平方向上分别分割为多个光栅条图像，竖直方向上的长度保持不变；或，图像分割模块将拉伸处理后的左眼图像和右眼图像在水平方向上分别分割为多个光栅条图像，竖直方向上的长度保持不变。

上述系统中，所述图像组合模块将左眼光栅条图像和右眼光栅条图像以交错间隔的方式进行组合具体为：

图像组合模块将左眼光栅条图像和右眼光栅条图像以交错间隔的方式进行组合，且每个左眼光栅条图像置于对应的每个右眼光栅条图像的右侧，得到立体狭缝式光栅图像。

本发明提供的生成立体图像的方法及系统，利用手持设备拍摄到的图像，将两幅具有视差的图像分别进行压缩或者拉伸处理，再将处理后的图像分割成光栅条，最后将两幅图像的光栅条进行组合，快速地生成立体狭缝式光栅图像，该图像通过带有光栅条的液晶显示屏进行显示，观众通过肉眼就可观看到立体图像，不再需要佩戴专业眼镜，给用户带来很大的便捷和良好的体验。

附图说明

图1是现有技术中利用光栅法实现立体图像的原理示意图；

图2是现有技术中利用二维坐标表示数字图像像素的示意图；

图3是本发明生成立体图像的方法的流程示意图；

图4是本发明分别对左眼图像和右眼图像进行压缩处理的示意图；

图5是本发明分别对左眼图像和右眼图像进行拉伸处理的示意图

图6是本发明将压缩处理后的图像分割为光栅条图像的示意图；

图7是本发明将拉伸处理后的图像分割为光栅条图像的示意图；

图8是将左眼光栅条图像和右眼光栅条图像以交错间隔的方式组合成新图像的示意图；

图9是本发明观众观看立体狭缝式光栅图像的示意图；

图10是本发明生成立体图像的系统的结构示意图。

具体实施方式

本发明的基本思想是：将左眼图像和右眼图像分别进行压缩处理或拉伸处理；将处理后的左眼图像和右眼图像分别分割成左眼光栅条图像和右眼光栅条图像；将左眼光栅条图像和右眼光栅条图像以交错间隔的方式进行组合。

下面通过附图及具体实施例对本发明再做进一步的详细说明。

图3是本发明生成立体图像的方法的流程示意图，如图3所示，本发明生成立体图像的方法包括以下步骤：

步骤301，将左眼图像和右眼图像分别进行压缩处理或拉伸处理；

具体的，将具有视差的两幅图像即左眼图像和右眼图像在水平方向上，分别压缩为原图像的一半；现以像素分布为水平方向含有8像素，竖直方向含有4像素的手持设备的液晶显示屏，水平方向含有8像素，竖直方向含有4像素的左眼图像以及水平方向含有8像素，竖直方向含有4像素的右眼图像为例，图4是本发明分别对左眼图像和右眼图像进行压缩处理的示意图，上半部分表示左眼图像，下半部分表示右眼图像，如图4所示，将左眼图像20在水平方向上压缩为原图像的一半，得到左眼图像21；将右眼图像30在水平方向上压缩为原图像的一半，得到右眼图像31；

或，将具有视差的两幅图像即左眼图像和右眼图像在竖直方向上，分别拉伸为原图像的两倍；图5是本发明分别对左眼图像和右眼图像进行拉伸处理的示意图，上半部分表示左眼图像，下半部分表示右眼图像，如图5所示，将左眼图像40在竖直方向上拉伸为原图像的两倍，得到左眼图像41；将右眼图像50在竖直方向上拉伸为原图像的两倍，得到右眼图像51。

本发明中，需要将两幅图像合成一幅图像，所以在水平方向上图像的长度扩大了一倍，竖直方向上图像的长度没有发生变化，因此与原图像相比，图像的比例失调，所以需要对图像进行压缩处理；或者，为了保持图像的比例与原图像一致，可以将原图像在竖直方向上拉伸一倍，这样两幅图像在合成后，在水平方向上和竖直方向上都扩大了一倍，图像比例不变。

步骤302，将处理后的左眼图像和右眼图像分别分割成左眼光栅条图像和右眼光栅条图像；

具体的，将压缩处理后的左眼图像和右眼图像在水平方向上分别分割为多个光栅条图像，竖直方向上的长度保持不变；例如，图6是本发明将压缩处理后的图像分割为光栅条图像的示意图，如图6所示，将压缩处理后的左眼图像21在水平方向上平均分割为4个光栅条图像211、212、213和214；将压缩处理后的右眼图像31在水平方向上平均割为4个光栅条图像311、312、313和314；

其中，分割后的光栅条图像211为左眼图像21的横坐标0至1，纵坐标为0至4的图像区域；分割后的光栅条图像212为左眼图像21的横坐标2至3，纵坐标为0至4的图像区域；分割后的光栅条图像213为左眼图像21的横坐标4至5，纵坐标为0至4的图像区域；分割后的光栅条图像214为左眼图像21的横坐标6至7，纵坐标为0至4的图像区域；

分割后的光栅条图像311为右眼图像31的横坐标0至1，纵坐标为0至4的图像区域；分割后的光栅条图像312为右眼图像31的横坐标2至3，纵坐标为0至4的图像区域；分割后的光栅条图像313为右眼图像31的横坐标4至5，纵坐标为0至4的图像区域；分割后的光栅条图像314为右眼图像31的横坐标6至7，纵坐标为0至4的图像区域；

或，将拉伸处理后的左眼图像和右眼图像在水平方向上分别分割为多个光栅条图像，竖直方向上的长度保持不变；例如，图7是本发明将拉伸处理后的图像分割为光栅条图像的示意图，如图7所示，将拉伸处理后的左眼图像41在水平方向上平均分割为4个光栅条图像411、412、413和414；将压缩处理后的右眼图像51在水平方向上平均割为4个光栅条图像511、512、513和514；

其中，分割后的光栅条图像411为左眼图像41的横坐标0至1，纵坐标为0至4的图像区域；分割后的光栅条图像412为左眼图像41的横坐标2至3，纵坐标为0至4的图像区域；分割后的光栅条图像413为左眼图像41的横坐标4至5，纵坐标为0至4的图像区域；分割后的光栅条图像414为左眼图像41的横坐标6至7，纵坐标为0至4的图像区域；

分割后的光栅条图像511为右眼图像51的横坐标0至1，纵坐标为0至4的图像区域；分割后的光栅条图像512为右眼图像51的横坐标2至3，纵坐标为0至4的图像区域；分割后的光栅条图像513为右眼图像51的横坐标4至5，纵坐标为0至4的图像区域；分割后的光栅条图像54为右眼图像51的横坐标6至7，纵坐标为0至4的图像区域。

由于本实施例是以手持设备的液晶显示屏为例，通常手持设备的液晶显示屏较小，所以这里将左眼图像和右眼图像进行平均分割成4个光栅条图像；当本发明应用于较大的液晶显示屏时，例如室外的巨幕电视、电影院的屏幕等，对左眼图像和右眼图像的分割是不平均分割的，而且也不止分割成为4个光栅条图像，光栅条图像的个数要根据液晶显示屏的大小而定。

步骤303，将左眼光栅条图像和右眼光栅条图像以交错间隔的方式进行组合；

具体的，将左眼光栅条图像和右眼光栅条图像以交错间隔的方式进行组合，且每个左眼光栅条图像置于对应的每个右眼光栅条图像的右侧，组合后得到一个新图像，该新图像即是立体狭缝式光栅图像；

例如，图8是将左眼光栅条图像和右眼光栅条图像以交错间隔的方式组合成新图像的示意图，如图8所示，将光栅条图像211、212、213和214分别置于光栅条图像311、312、313和314的右侧，得到一个新图像61；将光栅条图像411、412、413和414分别置于光栅条图像511、512、513和514的右侧，得到一个新图像62；

其中，图像311位于新图像61的横坐标为0至1，纵坐标为0至4的图像区域；图像211位于新图像61的横坐标为1至2，纵坐标为0至4的图像区域；图像312位于新图像61的横坐标为2至3，纵坐标为0至4的图像区域；图像212位于新图像61的横坐标为3至4，纵坐标为0至4的图像区域；图像313位于新图像61的横坐标为4至5，纵坐标为0至4的图像区域；图像213位于新图像61的横坐标为5至6，纵坐标为0至4的图像区域；图像314位于新图像61的横坐标为6至7，纵坐标为0至4的图像区域；图像214位于新图像61的横坐标为7至8，纵坐标为0至4的图像区域；

或，图像511位于新图像62的横坐标为0至1，纵坐标为0至4的图像区域；图像411位于新图像62的横坐标为1至2，纵坐标为0至4的图像区域；图像512位于新图像62的横坐标为2至3，纵坐标为0至4的图像区域；图像412位于新图像62的横坐标为3至4，纵坐标为0至4的图像区域；图像513位于新图像62的横坐标为4至5，纵坐标为0至4的图像区域；图像413位于新图像62的横坐标为5至6，纵坐标为0至4的图像区域；图像514位于新图像62的横坐标为6至7，纵坐标为0至4的图像区域；图像414位于新图像62的横坐标为7至8，纵坐标为0至4的图像区域。

图9是本发明观众观看立体狭缝式光栅图像的示意图，最右侧上面的圆表示右眼，下面的圆表示左眼，如图9所示，观众的双眼通过作为光栅的液晶显示屏看到组合后的新图像，左眼看到光栅条图像71和73，在大脑中形成完整的左眼图像，右眼看到光栅条图像72和73，在大脑中形成完整的右眼图像，这样，观众就观察到具有视差的两幅图像，从而由大脑神经产生三维立体的视觉效果。

为实现上述方法，本发明还提供一种生成立体图像的系统，图10是本发明生成立体图像的系统的结构示意图，如图10所示，该系统包括：图像处理模块101、图像分割模块102、图像组合模块103；其中，

图像处理模块101，将左眼图像和右眼图像分别进行压缩处理或拉伸处理；

图像分割模块102，将处理后的左眼图像和右眼图像分别分割成左眼光栅条图像和右眼光栅条图像；

图像组合模块103，将左眼光栅条图像和右眼光栅条图像以交错间隔的方式进行组合。

这里，图像处理模块101将左眼图像和右眼图像分别进行压缩处理或拉伸处理具体为：将具有视差的两幅图像在水平方向上分别压缩为原图像的一半，或，将具有视差的两幅图像在竖直方向上分别拉伸为原图像的两倍；

图像分割模块102将处理后的左眼图像和右眼图像分别分割成左眼光栅条图像和右眼光栅条图像具体为：将压缩处理后的左眼图像和右眼图像在水平方向上分别分割为多个光栅条图像，竖直方向上的长度保持不变；或，将拉伸处理后的左眼图像和右眼图像在水平方向上分别分割为多个光栅条图像，竖直方向上的长度保持不变；

图像组合模块103将左眼光栅条图像和右眼光栅条图像以交错间隔的方式进行组合具体为：将左眼光栅条图像和右眼光栅条图像以交错间隔的方式进行组合，且每个左眼光栅条图像置于对应的每个右眼光栅条图像的右侧，得到立体狭缝式光栅图像。

以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种生成立体图像的方法，其特征在于，该方法包括：

将左眼图像和右眼图像分别进行压缩处理或拉伸处理；

将处理后的左眼图像和右眼图像分别分割成左眼光栅条图像和右眼光栅条图像；

将左眼光栅条图像和右眼光栅条图像以交错间隔的方式进行组合。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将左眼图像和右眼图像分别进行压缩处理或拉伸处理具体为：

将具有视差的两幅图像在水平方向上分别压缩为原图像的一半；或，将具有视差的两幅图像在竖直方向上分别拉伸为原图像的两倍。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将处理后的左眼图像和右眼图像分别分割成左眼光栅条图像和右眼光栅条图像具体为：

将压缩处理后的左眼图像和右眼图像在水平方向上分别分割为多个光栅条图像，竖直方向上的长度保持不变；或，将拉伸处理后的左眼图像和右眼图像在水平方向上分别分割为多个光栅条图像，竖直方向上的长度保持不变。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将左眼光栅条图像和右眼光栅条图像以交错间隔的方式进行组合具体为：

将左眼光栅条图像和右眼光栅条图像以交错间隔的方式进行组合，且每个左眼光栅条图像置于对应的每个右眼光栅条图像的右侧，得到立体狭缝式光栅图像。

5.一种生成立体图像的系统，其特征在于，该系统包括：图像处理模块、图像分割模块、图像组合模块；其中，

图像处理模块，将左眼图像和右眼图像分别进行压缩处理或拉伸处理；

图像分割模块，将处理后的左眼图像和右眼图像分别分割成左眼光栅条图像和右眼光栅条图像；

图像组合模块，将左眼光栅条图像和右眼光栅条图像以交错间隔的方式进行组合。

6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述图像处理模块将左眼图像和右眼图像分别进行压缩处理或拉伸处理具体为：

图像处理模块将具有视差的两幅图像在水平方向上分别压缩为原图像的一半；或，图像处理模块将具有视差的两幅图像在竖直方向上分别拉伸为原图像的两倍。

7.根据权利里要求5所述的系统，其特征在于，所述图像分割模块将处理后的左眼图像和右眼图像分别分割成左眼光栅条图像和右眼光栅条图像具体为：

图像分割模块将压缩处理后的左眼图像和右眼图像在水平方向上分别分割为多个光栅条图像，竖直方向上的长度保持不变；或，图像分割模块将拉伸处理后的左眼图像和右眼图像在水平方向上分别分割为多个光栅条图像，竖直方向上的长度保持不变。

8.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述图像组合模块将左眼光栅条图像和右眼光栅条图像以交错间隔的方式进行组合具体为：

图像组合模块将左眼光栅条图像和右眼光栅条图像以交错间隔的方式进行组合，且每个左眼光栅条图像置于对应的每个右眼光栅条图像的右侧，得到立体狭缝式光栅图像。

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