CN102685535A - 用于3d视差数据的容易可视化的显示器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于3D视差数据的容易可视化的显示器。本发明的实施例提供用于视差数据的容易可视化的各种显示器。某些实施例提供具有多个标记的“快照”显示器，每个标记表示受测3D图像的水平或竖直段的视差统计量。其他实施例提供具有多个标记的“趋势”显示器，每个标记表示在逐帧的基础上对受测3D视频的单帧或场计算的视差统计量，或视差统计量的改变率。视差统计量可以是最大视差、最小视差、平均视差、RMS视差等。

Description

用于3D视差数据的容易可视化的显示器
相关申请的交叉引用
本申请要求2010年12月23日提交的美国临时专利申请号61/426,949、名称为“METHOD FOR EASY VISUALIZING OF 3D DISPARITY DATA”的优先权。
技术领域
本发明涉及视频测试和测量仪器，并且更特别地涉及用于三维（3D）图像的视差测量。
背景技术
过去几年已经看到了对3D视频-直播和记录的节目材料的兴趣的爆炸式增长。3D内容制作商必须处理各种新消费者问题，包括眼疲劳、头疼等。可以在内容创建期间或后期制作地点通过在逐帧的基础上测量视差值来检测这些问题中的很多。视差值指示每个像素位置处左和右图像帧之间的水平（或竖直）平移值。使用视差值，技术人员或工程师可以确定帧内各个位置处的实际“深度”。
可以以各种方式显示视差信息。例如，可从Cambridege,United Kingdom的Cel-Soft.com Ltd获得的Cel-Scope3D立体分析器（在http://www.cel-soft.com/celscope3d处描述）以“深度映射”格式显示水平和竖直方向两者的视差信息。对于给定帧，Cel-Scope3D计算帧中各个位置处的视差，并且继而创建那些视差的颜色编码分布函数（即，直方图）。此外，在分布中测量的视差值违反预定义范围的任何时候，Cel-Scope3D提供用于警告用户的警报。分布函数中的颜色代码以以下这样的方式映射回到伪颜色编码的边缘映射：当映射到直方图中时，任何边缘点的颜色将与该点处的深度值的颜色相同。
虽然Cel-Scope3D的“深度映射”是有帮助的显示，但是视频技术人员和工程师需要附加的显示，从而对视差信息可视化。
发明内容
本发明的实施例提供用于视差数据的容易可视化的各种显示器。某些实施例提供具有多个标记的“快照”显示器，每个标记表示受测3D图像的水平段或竖直段的视差统计量。其他实施例提供具有多个标记的“趋势”显示器，每个标记表示在逐帧基础上对受测3D视频的单个帧或场计算的视差统计量或视差统计量的改变率。视差统计量可以是最大视差、最小视差、平均视差、RMS视差等。
当结合所附权利要求书和附图阅读时，根据下面的详细描述，本发明的目的、优势和其他新颖特征是清楚的。
附图说明
图1示出了3D视频帧。
图2示出了根据本发明一个实施例的水平分段的视频帧。
图3示出了根据本发明一个实施例的分段的帧视差显示器。
图4示出了根据本发明一个实施例的竖直分段的视频帧。
图5示出了根据本发明一个实施例的视差趋势数据的显示器。
图6示出了根据本发明一个实施例的视差改变率的显示器。
具体实施方式
本发明的实施例提供了用于可视化视差信息的各种新显示器。
I.分段的帧深度“快照”显示器
通过示例，考虑图1，其示出了显示五个对象1、2、3、4和5的视频帧100，每个对象具有不同的视觉深度。对象1和2具有负视差并且因此对于观看者表现为在屏幕平面的前面。对象4和5具有正视差，并且因此对于观看者表现为在屏幕平面的后面。对象3具有零视差，并且因此对于观看者表现为在屏幕平面上。
图2示出了与图1所示的相同的视频帧，除了现在将其划分为五段A、B、C、D和E。在本发明的某些实施例中，针对五段中的每个计算视差值，基于视差值针对五段中的每个计算视差统计量，并且将视差统计量显示在图上。可以使用各种方法中的任意一个来计算视差值，诸如在2011年1月11日提交的共同未决美国专利申请号13/004,124，名称为“System and Method to Efficiently Measure Stereoscopic Disparity and to Generate Related Mismatch Images”中描述的方法。视差统计量可以是最大视差、最小视差、平均视差、RMS视差等。
例如，如图3所示，以条形图形式显示了用于段A、B、C、D和E中每个的最大正和负视差值305、310、315和320。注意，最大正和负视差值305、310、315和320对应于图2中示出的对象1、2、3、4和5。因此，显示器300为技术人员或工程师提供了视频帧的每个竖直段中最大正和负视差的“快照”，或换言之，提供了视差的“分段水平视图”。
“快照”显示器300允许技术人员或工程师立即断定帧的正和负视差值。这对于在后期制作设施处分析视频数据的技术人员特别有用，因为其有助于可视化深度映射而不必分析诸如直方图之类的复杂深度数据。
在某些实施例中，针对正视差显示警报限制325。在其他实施例中，针对负视差显示警报限制330。如果违反了这两个警报限制之一，则警告用户。
图4示出了与图1所示相同的视频帧，除了现在将其竖直划分为五段F、G、H、I和J。在某些实施例中，可以以与图3类似的方式显示这些段中每个的视差，从而提供视差的“分段竖直视图”（未示出）。
尽管将上述视频帧都分成五段，但是将理解，视频帧可以替代地被分成任何数量的段。因而，在某些实施例中，段的数量或替代地段的高度是用户可定义的。
在某些实施例中，可以基于所显示视差统计量的相应视差统计量的值使用不同的灰阶或颜色编码的阴影来描绘显示的视差统计量。例如，可以使用各种红色阴影来描绘负视差统计量，使用更饱和的红色来描绘更负的视差统计量，并且可以使用各种青绿色（cyan）阴影来显示正视差。
在某些实施例（未示出）中，将视差统计量与它们相应的视差值显示在一起，以便提供对视差统计量的更深刻理解。例如，表示特定段的最大视差的条可以被描绘为叠加视差统计量所基于的视差值。
由于这些“快照”显示器在逐帧的基础上描绘了视差信息，所以在某些实施例中，显示器包括用户可定义的弹道学（ballistics），诸如峰值检测、快速攻击、慢速衰变等。
II.“趋势”显示器
在某些实施例中，在逐帧的基础上对单个帧或场计算视差统计量，并且继而由趋势图中的标记来描绘得到的值。视差统计量可以是最大视差、最小视差、平均视差、RMS视差等。例如，图5示出了最大正视差505和最大负视差510的趋势图500，每个标记对应于单个帧。在其他实施例（未示出）中，每个标记表示基于两个或多个帧或场的视差统计量计算的值。例如，趋势图上的每个标记可以表示十个最近帧或场等的视差统计量的移动平均。替代地，代替移动平均，可以使用各种其他计算，诸如滤波等。
在某些实施例中，还显示了正视差警报限制515和负视差警报限制520。如果违反了这两个警报限制之一，则警告用户。
在其他实施例中，显示了上述值的改变率。例如，图6示出了图5中所示的最大正视差605和最大负视差610的改变率的显示器600。图6中所示的数据是图5中所示数据的一阶导数。
在某些实施例中，针对最大正视差的改变率示出了正警报限制615和负警报限制620。在其他实施例中，针对最大负视差的改变率示出了正警报限制625和负警报限制630。如果违反了这些警报限制中的任何警报限制，则警告用户。
这些趋势数据显示器对于理解随时间的深度趋势、逐帧的视差趋势和视差的改变率两者有用。该数据与警报设置一起允许用户查看延长时段的视差信息，这对于连续视频节目材料特别有用。对深度信息如何逐帧地改变的理解对于分析具有3D数据的场景剪切特别有用。
将理解，在此描述的各种显示器对于呈现任何大小的图像（从小的蜂窝电话显示器到大的影院屏幕）的视差信息有用。
将理解，可以在任何视差测量应用中使用在此描述的显示器，并且它们在软件应用（诸如可从Beaverton，Oregon的Tektronix公司获得的VQS1000 Video Quality Analysis Software）中特别有用。VQS1000 Video Quality Analysis Software是对于体验质量（QoE）监视、网络性能优化和广播递送问题的远程使用中（inservice）诊断有用的工具。
虽然在图3中将视差统计量示出为条形，并且在图5中描绘为点，但是将理解，那些描绘仅意味着示范，并且也可以使用任何其他种类的标记来描绘视差统计量。
从前述讨论将理解：本发明代表视频测试和测量仪器领域中的显著进步。尽管已经出于示范的目的示出并且描述了本发明的具体实施例，但是将理解在不脱离本发明精神和范围的情况下可以做出各种修改。因而，除了由所附权利要求书限制外不应限制本发明。

Claims (14)

1.一种包括多个标记的测试和测量仪器的显示器，每个标记表示计算的受测三维图像的段的视差统计量。
2.根据权利要求1所述的显示器，其中从由最大视差、最小视差、平均视差、RMS视差组成的组中选择所述视差统计量。
3.根据权利要求1所述的显示器，其中所述段是水平段。
4.根据权利要求1所述的显示器，其中所述段是竖直段。
5.根据权利要求1所述的显示器，还包括警报限制。
6.根据权利要求1所述的显示器，其中基于相应视差统计量的值以灰阶或颜色编码的阴影描绘每个标记。
7.根据权利要求1所述的显示器，其中所述多个标记与多个相应的视差值一起显示。
8.一种包括多个标记的测试和测量仪器的显示器，每个标记基于一个或多个视差统计量，在逐帧的基础上对受测三维视频的单帧或场计算每个视差统计量。
9.根据权利要求8所述的显示器，其中从由最大视差、最小视差、平均视差、RMS视差组成的组中选择所述视差统计量。
10.根据权利要求8所述的显示器，还包括正警报限制。
11.根据权利要求8所述的显示器，还包括负警报限制。
12.一种包括多个标记的测试和测量仪器的显示器，每个标记表示基于一个或多个视差统计量的值的改变率，在逐帧的基础上对计算的受测三维视频的单帧或场计算每个视差统计量。
13.根据权利要求12所述的显示器，其中从由最大视差、最小视差、平均视差、RMS视差组成的组中选择所述视差统计量。
14.根据权利要求12所述的显示器，还包括警报限制。
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