CN103379353A - 立体取像方法、立体影像摄影机及其水平校正机台 - Google Patents
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Abstract
本发明揭露立体取像方法、立体影像摄影机与立体影像摄影机水平校正机台。所述立体取像方法包括：以左眼摄影机拍摄左眼影像、且以右眼摄影机拍摄右眼影像；比对上述左、右眼影像，以估算上述左、右眼影像的水平相似范围；在上述左、右眼影像的上述水平相似范围内再度比对上述左、右眼影像，以估算上述左、右眼影像的垂直相似范围；以及根据上述左、右眼影像的上述垂直相似范围垂直位移上述左、右眼影像，使上述左、右眼影像水平对齐，供形成一立体影像。
Description
技术领域
本发明有关于一种立体取像技术，特别有关于立体影像的左、右眼影像的水平校正。
背景技术
立体影像通常需要两台摄影机模拟人的左右眼效果。然而，机构误差可能导致左眼摄影机所拍摄到的左眼影像与右眼摄影机所拍摄到的右眼影像不对应同一水平面-例如，拍摄物在左眼画面偏下方、在右眼画面偏上方(如图4所示)。此误差会导致立体成像不佳，需校正。
发明内容
本发明揭露一立体取像方法、一立体影像摄影机与一立体影像摄影机水平校正机台。
根据本发明一种实施例所实现的一立体取像方法包括：以一左眼摄影机拍摄一左眼影像、且以一右眼摄影机拍摄一右眼影像；比对上述左、右眼影像，以估算上述左、右眼影像的水平相似范围；在上述左、右眼影像的上述水平相似范围内再度比对上述左、右眼影像，以估算上述左、右眼影像的垂直相似范围；以及根据上述左、右眼影像的上述垂直相似范围垂直位移上述左、右眼影像，使上述左、右眼影像水平对齐，供形成一立体影像。
根据本发明一种实施方式所实现的立体影像摄影机包括：一左眼摄影机、一右眼摄影机、以及一控制模块。该控制模块用于：控制该左眼摄影机拍摄一左眼影像、且控制该右眼摄影机拍摄一右眼影像；比对上述左、右眼影像以估算上述左、右眼影像的水平相似范围；在上述左、右眼影像的上述水平相似范围内再度比对上述左、右眼影像以估算上述左、右眼影像的垂直相似范围；且根据上述左、右眼影像的上述垂直相似范围垂直位移上述左、右眼影像，使上述左、右眼影像水平对齐，供形成一立体影像。
根据本发明一种实施方式所实现的一立体影像摄影机水平校正机台包括：一连结座以及耦接该连结座的一运算单元。该连结座使一取像模块连接该立体影像摄影机水平校正机台。该取像模块用于拍摄一立体影像所需的一左眼影像以及一右眼影像。该运算单元用于：接收该取像模块所拍摄的该左眼影像以及该右眼影像；比对上述左、右眼影像以估算上述左、右眼影像的水平相似范围；在上述左、右眼影像的上述水平相似范围内再度比对上述左、右眼影像以估算上述左、右眼影像的垂直相似范围；且根据上述左、右眼影像的上述垂直相似范围设定该取像模块的一左眼影像垂直位移参数以及一右眼影像垂直位移参数，使该取像模块所拍摄的左、右眼影像得以根据上述左、右眼影像垂直位移参数垂直位移至水平对齐。
为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附图示，详细说明如下。
附图说明
图1以流程图图解根据本发明一种实施方式所实现的一立体取像方法；
图2以一流程图更加说明步骤S104的一种实施方式的详细程序；
图3以一流程图更加说明步骤S106的一种实施方式的详细程序；
图4显示未经过水平校正的一左眼影像LI以及一右眼影像RI，两影像间存在高低差Δh；
图5A显示左眼影像LI以及右眼影像RI经过步骤S202以及S204处理后的结果；
图5B是图5A波形经步骤S206“位移比对操作”后的结果；
图5C显示根据图5B相似指数低点所对应的位移量而估算出的左眼影像LI与右眼影像RI的水平相似范围；
图6A显示在图5C所标示的水平相似范围内，左眼影像LI以及右眼影像RI经过步骤S302以及S304处理后的结果；
图6B是图6A波形经步骤S306“位移比对操作”后的结果；
图7显示基于所揭露的垂直相似范围水平校正过的左眼影像LI’以及右眼影像RI’；
图8图解根据本发明一种实施方式所实现的一立体影像摄影机800；以及
图9图解根据本发明一种实施方式所实现的一立体影像摄影机水平校正机台900。
【主要组件符号说明】
800：立体影像摄影机；
802、804：左、右眼摄影机；
806：控制模块；
812、814：左、右眼摄影机控制芯片；
816：运算单元；
818：软件驱动器；
820：屏幕；
900：立体影像摄影机水平校正机台；
902：连结座；
904：运算单元；
906：取像模块；
908：水平校正机制；
LI：左眼影像(与之相关数据)；
LI’：垂直位移后的左眼影像；
RI：右眼影像(与之相关数据)；
RI’：垂直位移后的右眼影像；
S102-S108：步骤；
S202-S206：步骤；
S302-S306：步骤；
Δh：左、右眼影像LI、RI的高低差；以及
Δh1、Δh2：对左、右眼影像所作的垂直位移量。
具体实施方式
图1以流程图图解根据本发明一种实施方式所实现的一立体取像方法。步骤S102以一左眼摄影机拍摄一左眼影像、且以一右眼摄影机拍摄一右眼影像。步骤S104比对上述左、右眼影像，以估算上述左、右眼影像的水平相似范围。步骤S106在上述左、右眼影像的上述水平相似范围内再度比对上述左、右眼影像，以估算上述左、右眼影像的垂直相似范围。步骤S108根据上述左、右眼影像的上述垂直相似范围垂直位移上述左、右眼影像，使上述左、右眼影像水平对齐，供形成一立体影像。
图2以一流程图更加说明步骤S104的一种实施方式的详细程序。步骤S202分别计算步骤S102所拍摄的左、右眼影像的垂直投影量。步骤S204提供一阶微分运算，对该左眼影像的上述垂直投影量作一阶微分，且对该右眼影像的上述垂直投影量也作一阶微分。步骤S206对上述左、右眼影像的垂直投影量的一阶微分进行位移比对，以求得上述左、右眼影像的上述水平相似范围。在另外一种实施方式中，也可不作一阶微分运算，直接对上述左、右眼影像的垂直投影量进行位移比对(即略去步骤S204)，以比对结果求得上述左、右眼影像的上述水平相似范围。
图3以一流程图更加说明步骤S106的一种实施方式的详细程序。步骤S302在步骤S104所求得的左、右眼影像水平相似范围内分别计算上述左、右眼影像的水平投影量。步骤S304提供一阶微分运算，对该左眼影像的上述水平投影量作一阶微分，且对该右眼影像的上述水平投影量也作一阶微分。步骤S306对上述左、右眼影像的水平投影量的一阶微分进行位移比对，以求得上述左、右眼影像的上述垂直相似范围。在另外一种实施方式中，也可不作一阶微分运算，直接对上述左、右眼影像的水平投影量进行位移比对(即略去步骤S304)，以比对结果求得上述左、右眼影像的上述垂直相似范围。
图4至图7举例说明本案技术。
图4显示未经过水平校正的一左眼影像LI以及一右眼影像RI，两影像间存在高低差Δh。
图5A显示左眼影像LI以及右眼影像RI经过步骤S202以及S204处理后的结果。垂直投影量的一种实施方式是分行计算像素数据平均-例如，将第一行第一至第480列的像素数据累加求平均，即可得第一行像素的垂直投影量。一阶微分的一种实施方式是将第n行像素的垂直投影量减去第(n-1)行像素的垂直投影量，显示垂直投影量于各行间的变化量。特别声明之，在其它实施方式中，垂直投影量与一阶微分技术也以其它变形实现。
图5B是图5A波形经步骤S206“位移比对操作”后的结果。位移比对操作的一种实施方式是位移图5A的波形LI(或RI)一位移量，再比对位移后的波形LI(或RI)与另一波形RI(或L1)之间的相似度。图中实施例是以数值低者代表相似度高。
根据图5B相似指数低点所对应的位移量，图图解左眼影像LI与右眼影像RI的水平相似范围。
图6A显示在图5C所标示的水平相似范围内，左眼影像LI以及右眼影像RI经过步骤S302以及S304处理后的结果。水平投影量的一种实施方式是分列计算像素数据平均-例如，将第一列第一至第640行的像素数据累加求平均，即可得第一列像素的水平投影量。一阶微分的一种实施方式是将第n列像素的水平投影量减去第(n-1)列像素的水平投影量，显示水平投影量于各列间的变化量。特别声明之，在其它实施方式中，水平投影量与一阶微分技术也以其它变形实现。
图6B是图6A波形经步骤S306“位移比对操作”后的结果。位移比对操作的一种实施方式是位移图6A的波形LI(或RI)一位移量，再比对位移后的波形LI(或RI)与另一波形RI(或LI)之间的相似度。图中实施例是以数值低者代表相似度高。图6B相似指数低点所对应的位移量用于估算左眼影像LI与右眼影像RI的垂直相似范围。
图7显示基于以上方式所求出的垂直相似范围水平校正后的左眼影像LI’以及右眼影像RI’。比较图4与图7，左眼影像LI向上位移Δh1后调整为LI’，右眼影像RI向下位移Δh2后调整为RI’。高低差Δh由以上垂直位移Δh1、Δh2补偿。左、右眼影像水平对齐，得以完美形成一立体影像。
图8图解根据本发明一种实施方式所实现的一立体影像摄影机800。立体影像摄影机800包括：一左眼摄影机802、一右眼摄影机804、以及一控制模块806。控制模块806配置为：控制该左眼摄影机802拍摄一左眼影像、且控制该右眼摄影机804拍摄一右眼影像；比对上述左、右眼影像以估算上述左、右眼影像的水平相似范围；在上述左、右眼影像的上述水平相似范围内再度比对上述左、右眼影像以估算上述左、右眼影像的垂直相似范围；且根据上述左、右眼影像的上述垂直相似范围垂直位移上述左、右眼影像，使上述左、右眼影像水平对齐，供形成一立体影像。
在图8所示实施方式中，该控制模块806包括：一左眼摄影机控制芯片812、一右眼摄影机控制芯片814、以及连接上述左、右眼摄影机控制芯片812与814的一运算单元816。左眼摄影机控制芯片812控制该左眼摄影机802拍摄该左眼影像。右眼摄影机控制芯片814控制该右眼摄影机804拍摄该右眼影像。运算单元816执行一软件驱动器818实现上述水平相似范围与垂直相似范围的估算、以及上述左、右眼影像的水平对齐。在其它实施方式中，所述控制模块也可以其它方式实现，例如：软件、硬件或软硬件共同设计。
关于图8所示的立体影像摄影机800，其中该软件驱动器818更可包括立体影像合成的功能。在包括屏幕820的立体影像摄影机800中，该软件驱动器818更可驱动该屏幕820播放该立体影像。
图9图解根据本发明一种实施方式所实现的一立体影像摄影机水平校正机台900，其中包括：一连结座902以及耦接该连结座902的一运算单元904。该连结座902使一取像模块906得以连接该立体影像摄影机水平校正机台900。该取像模块906用于拍摄一立体影像所需的一左眼影像以及一右眼影像，可包括图8所示的左眼摄影机802、右眼摄影机804以及左、右眼摄影机控制芯片812与814。运算单元904用于接收该取像模块906所拍摄的该左眼影像以及该右眼影像，以进行一水平校正机制908。所述水平校正机制908包括：比对上述左、右眼影像以估算上述左、右眼影像的水平相似范围；在上述左、右眼影像的上述水平相似范围内再度比对上述左、右眼影像以估算上述左、右眼影像的垂直相似范围；且根据上述左、右眼影像的上述垂直相似范围设定该取像模块906的一左眼影像垂直位移参数以及一右眼影像垂直位移参数，使该取像模块906所拍摄的左、右眼影像得以根据上述左、右眼影像垂直位移参数垂直位移至水平对齐。设定好左、右眼影像垂直位移参数的取像模块906用于组装成图8所示的立体影像摄影机800。
虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何熟悉此项技艺者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可做些许更动与润饰，因此本发明的保护范围当视后附的权利要求范围所界定者为准。
Claims (10)
1.一种立体取像方法，包括：
以一左眼摄影机拍摄一左眼影像、并且以一右眼摄影机拍摄一右眼影像；
比对上述左、右眼影像，以估算上述左、右眼影像的水平相似范围；
在上述左、右眼影像的上述水平相似范围内再度比对上述左、右眼影像，以估算上述左、右眼影像的垂直相似范围；以及
根据上述左、右眼影像的上述垂直相似范围垂直位移上述左、右眼影像，使上述左、右眼影像水平对齐，供形成一立体影像。
2.如权利要求1所述的立体取像方法，其特征在于，上述估算水平相似范围的步骤还包括：
分别计算上述左、右眼影像的垂直投影量；
对上述左、右眼影像的垂直投影量进行位移比对，以求得上述左、右眼影像的上述水平相似范围。
3.如权利要求1所述的立体取像方法，其特征在于，上述估算水平相似范围的步骤还包括：
分别计算上述左、右眼影像的垂直投影量；
对该左眼影像的上述垂直投影量作一阶微分，且对该右眼影像的上述垂直投影量作一阶微分；且
对上述左、右眼影像的垂直投影量的一阶微分进行位移比对，以求得上述左、右眼影像的上述水平相似范围。
4.如权利要求1所述的立体取像方法，其特征在于，上述估算垂直相似范围的步骤更包括：
在上述左、右眼影像的上述水平相似范围内，分别计算上述左、右眼影像的水平投影量；
对上述左、右眼影像的水平投影量进行位移比对，以求得上述左、右眼影像的上述垂直相似范围。
5.如权利要求1所述的立体取像方法，其特征在于，上述估算垂直相似范围的步骤还包括：
在上述左、右眼影像的上述水平相似范围内，分别计算上述左、右眼影像的水平投影量；
对该左眼影像的上述水平投影量作一阶微分，且对该右眼影像的上述水平投影量作一阶微分；且
对上述左、右眼影像的水平投影量的一阶微分进行位移比对，以求得上述左、右眼影像的上述垂直相似范围。
6.一种立体影像摄影机，包括：
一左眼摄影机；
一右眼摄影机；以及
一控制模块，控制该左眼摄影机拍摄一左眼影像、且控制该右眼摄影机拍摄一右眼影像，比对上述左、右眼影像以估算上述左、右眼影像的水平相似范围，在上述左、右眼影像的上述水平相似范围内再度比对上述左、右眼影像以估算上述左、右眼影像的垂直相似范围，且根据上述左、右眼影像的上述垂直相似范围垂直位移上述左、右眼影像，使上述左、右眼影像水平对齐，供形成一立体影像。
7.如权利要求6所述的立体影像摄影机，其特征在于，该控制模块包括：
一左眼摄影机控制芯片，控制该左眼摄影机拍摄该左眼影像；
一右眼摄影机控制芯片，控制该右眼摄影机拍摄该右眼影像；以及
连接上述左、右眼摄影机控制芯片的一运算单元，用以执行一软件驱动器实现上述水平相似范围与垂直相似范围的估算、以及上述左、右眼影像的水平对齐。
8.如权利要求7所述的立体影像摄影机，其特征在于，该软件驱动器还合成该立体影像。
9.如权利要求8所述的立体影像摄影机，其特征在于，还包括一屏幕，该屏幕在该软件驱动器驱动下播放该立体影像。
10.一种立体影像摄影机水平校正机台，包括：
一连结座，使一取像模块连结该立体影像摄影机水平校正机台，该取像模块用于拍摄一立体影像所需的一左眼影像以及一右眼影像；以及
耦接该连结座的一运算单元，用以接收该取像模块所拍摄的该左眼影像以及该右眼影像，比对上述左、右眼影像以估算上述左、右眼影像的水平相似范围，在上述左、右眼影像的上述水平相似范围内再度比对上述左、右眼影像以估算上述左、右眼影像的垂直相似范围，且根据上述左、右眼影像的上述垂直相似范围设定该取像模块的一左眼影像垂直位移参数以及一右眼影像垂直位移参数，使该取像模块所拍摄的左、右眼影像得以根据上述左、右眼影像垂直位移参数垂直位移至水平对齐。
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