ES2813425A1 - Metodo y dispositivo para convertir una imagen 2d en una imagen 3d y sistema de formacion de imagenes 3d - Google Patents
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Abstract
Método y dispositivo para convertir una imagen 2D en una imagen 3D, y sistema de formación de imágenes 3D. La presente divulgación divulga un método y un dispositivo para convertir imágenes bidimensionales (2D) en imágenes tridimensionales (3D), y un sistema de formación de imágenes 3D, donde el método comprende los siguientes pasos: adquirir una imagen 2D a procesar; llevar a cabo una transformación de la perspectiva en la imagen 2D a procesar para obtener una imagen de ojo izquierdo y una imagen de ojo derecho, respectivamente; ajustar la distancia entre la imagen de ojo izquierdo y la imagen de ojo derecho de acuerdo con el resultado de la transformación de la perspectiva; y sintetizar la imagen de ojo izquierdo y la imagen de ojo derecho tras ajustar la distancia. En las realizaciones de la presente divulgación, las imágenes de paralaje binocular se crean llevando a cabo la transformación de la perspectiva en la imagen 2D a procesar; la distancia entre la imagen de ojo izquierdo y la imagen de ojo derecho tras la transformación de la perspectiva se ajusta para formar un paralaje binocular y crear un ángulo de convergencia, de modo que las imágenes observadas por ojos desnudos estén a diferentes profundidades, pudiendo observarse así ver diferentes efectos estereoscópicos. La transformación de imágenes se lleva a cabo en la imagen 2D sin que esto afecte a la resolución y definición de la imagen, de modo que la calidad de la imagen 3D sea la misma que la de la imagen 2D original y el efecto de formación de imágenes 3D no se vea afectado.
Description
DESCRIPCIÓN
MÉTODO Y DISPOSITIVO PARA CONVERTIR UNA IMAGEN 2D EN UNA IMAGEN 3D, Y
SISTEMA DE FORMACIÓN DE IMÁGENES 3D
CAMPO DE LA PRESENTE DIVULGACIÓN
La presente divulgación se refiere al campo de la tecnología de procesamiento de imágenes, en particular a un método y un dispositivo para convertir una imagen bidimensional (2D) en una imagen tridimensional (3D), y a u n sistema de formación de imágenes 3D.
ANTECEDENTES DE LA PRESENTE DIVULGACIÓN
Cuando ambos ojos de un ser humano miran un objeto un sentido, la percepción del grosor de los objetos vistos y la profundidad o distancia del espacio y similares pueden ser subjetivos. Esto se conoce como visión estereoscópica. La razón principal es que las imágenes de un mismo objeto visto no son exactamente idénticas en las retinas de ambos ojos, dado que el ojo izquierdo ve más el lado izquierdo del objeto desde la izquierda mientras que el ojo derecho ve más el lado derecho del objeto desde la derecha; y después de procesarse la información de la imagen de ambos ojos a través de un centro visual primario, se genera una imagen estereoscópica del objeto.
Con el desarrollo de la tecnología de visualización y la tecnología digital, imitar la visión estereoscópica de los ojos humanos mediante el uso de productos electrónicos se ha convertido en un punto de referencia de investigación. En la técnica anterior, los usuarios pueden ver una imagen 3D solo si se emplea un dispositivo de cámara 3D. La mayoría de los dispositivos de cámara 3D existentes funcionan imitando la estructura de los ojos humanos, cada uno de los cuales comprende dos cámaras, donde una imagen adquirida por una de las cámaras corresponde a una imagen del ojo izquierdo humano, y una imagen adquirida por la otra cámara corresponde a una imagen del ojo derecho humano; a continuación, pueden sintetizarse la imagen del ojo izquierdo y la imagen del ojo derecho con un medio de procesamiento de imágenes para formar la imagen 3D.
En la técnica anterior, cuando se utiliza el dispositivo de cámara 3D para adquirir la imagen, dos polarizadores con direcciones de polarización perpendiculares entre sí generalmente están dispuestos frente a una lente de cada una de las cámaras, para obtener imágenes correspondientes al ojo izquierdo y al ojo derecho. Dado que cada cámara adquiere la imagen solo en una dirección de polarización, esto supone que la resolución y definición de toda la imagen será la mitad de la imagen real, lo que altera el efecto de formación de imágenes 3D.
SUMARIO DE LA PRESENTE DIVULGACIÓN
En vista de esto, las realizaciones de la presente divulgación proporcionan un método y un dispositivo para convertir la imagen 2D en una imagen 3D, así como un medio de procesamiento de imágenes para resolver el problema del efecto de formación de imágenes 3D deficiente.
En un primer aspecto, una realización de la presente divulgación proporciona un método para convertir una imagen 2D en una imagen 3D, donde el método comprende los siguientes pasos:
adquirir una imagen 2D a procesar;
llevar a cabo la transformación de la perspectiva en la imagen 2D a procesar para obtener una imagen de ojo izquierdo y una imagen de ojo derecho, respectivamente, donde la transformación de la perspectiva se refiere a mapear la imagen 2D a procesar de acuerdo con una regla preestablecida;
ajustar la distancia entre la imagen de ojo izquierdo y la imagen de ojo derecho de acuerdo con el resultado de la transformación de la perspectiva; y
sintetizar la imagen de ojo izquierdo y la imagen de ojo derecho después de ajustar la distancia.
De acuerdo con la realización de la presente divulgación, las imágenes de paralaje binocular se crean llevando a cabo una transformación de la perspectiva en la imagen 2D a procesar para
obtener una visión estereoscópica; la distancia entre la imagen de ojo izquierdo y la imagen de ojo derecho tras la transformación de la perspectiva se ajusta para formar un paralaje binocular y crear un ángulo de convergencia, de modo que las imágenes observadas por ojos desnudos estén a diferentes profundidades, pudiendo observarse así ver diferentes efectos estereoscópicos. Es decir, la transformación de imagen se lleva a cabo en la imagen 2D sin que esto afecte a la resolución y definición de la imagen, de modo que la calidad de la imagen 3D sea la misma que la de la imagen 2D original y el efecto de formación de imágenes 3D no se vea afectado.
En combinación con el primer aspecto, el paso de llevar a cabo la transformación de la perspectiva sobre la imagen 2D a procesar comprende, en un primer modo de implementación del primer aspecto:
alinear la imagen 2D a procesar en una plantilla de imagen y extraer los tamaños de la imagen 2D a procesar;
llevar a cabo de forma secuencial el escalado lineal de los tamaños de los respectivos lados de acuerdo con la regla preestablecida, para obtener una primera imagen;
reflejar la primera imagen para obtener una segunda imagen, donde la primera imagen hace las veces de imagen de ojo izquierdo y la segunda imagen hace las veces de imagen de ojo derecho; o, la primera imagen hace las veces de imagen de ojo derecho y la segunda imagen hace las veces de imagen de ojo izquierdo.
De acuerdo con la realización de la presente divulgación, la imagen 2D se convierte en dos imágenes correspondientes al ojo izquierdo y al ojo derecho mediante escalado lineal, es decir, la imagen 2D sin paralaje se convierte en la imagen de ojo izquierdo y la imagen de ojo derecho con paralaje; y el proceso de conversión implica solo los tamaños de imagen y es irrelevante para la calidad de imagen, por lo que la imagen de ojo izquierdo y la imagen de ojo derecho formadas por escalado lineal tienen la misma calidad que la imagen 2D original. La imagen de
ojo izquierdo y la imagen de ojo derecho pueden formarse a través del método de conversión proporcionado por la presente realización de la presente divulgación, garantizando al mismo tiempo que no haya cambios en la calidad de imagen.
En combinación con el primer modo de implementación del primer aspecto, el proceso de llevar a cabo el escalado lineal secuencialmente sobre los tamaños de los respectivos lados en una secuencia de acuerdo con la regla preestablecida comprende, en un segundo modo de implementación del primer aspecto:
escanear línea por línea la imagen 2D a procesar; y
llevara cabo secuencialmente el escalado lineal sobre las respectivas líneas de la imagen.
De acuerdo con la realización de la presente divulgación, la imagen 2D a procesar se escanea línea por línea, es decir, el escalado lineal se lleva a cabo secuencialmente en cada línea para reducir la cantidad de datos procesados, de modo que la conversión de la imagen 2D pueda llevarse a cabo a tiempo real.
En combinación con la primera implementación del primer aspecto, el proceso de ajuste de la distancia entre la imagen de ojo izquierdo y la imagen de ojo derecho de acuerdo con el resultado de la transformación de la perspectiva comprende, en un tercer modo de implementación del primer aspecto:
alinear la imagen de ojo izquierdo y la imagen de ojo derecho en la plantilla de imagen al mismo tiempo; y
trasladar la imagen de ojo izquierdo o la imagen de ojo derecho en una primera dirección para que la distancia entre la imagen de ojo izquierdo y la imagen de ojo derecho sea una distancia preestablecida.
De acuerdo con la realización de la presente divulgación, la imagen de ojo izquierdo y la imagen
de ojo derecho se forman utilizando la misma plantilla de imagen; y se trasladan la imagen de ojo izquierdo y la imagen de ojo derecho para crear el paralaje binocular y el ángulo de convergencia, de modo que se mejore la eficiencia de conversión.
En combinación con el primer aspecto, en un cuarto modo de implementación del primer aspecto la imagen 2D a procesar es un fotograma de imagen de una secuencia de vídeo.
El método para convertir la imagen 2D en una imagen 3D proporcionado por la realización de la presente divulgación puede convertir un fotograma de imagen de la secuencia de vídeo y una sola imagen 2D, y tiene un amplio valor de aplicación.
En un segundo aspecto, una realización de la presente divulgación proporciona un dispositivo para convertir una imagen 2D en una imagen 3D, que comprende:
un módulo de adquisición para adquirir la imagen 2D a procesar;
un módulo de transformación de la perspectiva para llevar a cabo la transformación de la perspectiva en la imagen 2D a procesar para obtener una imagen de ojo izquierdo y una imagen de ojo derecho, respectivamente, donde la transformación de la perspectiva se refiere a mapear la imagen 2D a procesar de acuerdo con una regla preestablecida;
un módulo de ajuste para ajustar la distancia entre la imagen de ojo izquierdo y la imagen de ojo derecho de acuerdo con el resultado de la transformación de la perspectiva; y
un módulo sintetizador para sintetizar la imagen de ojo izquierdo y la imagen de ojo derecho después de ajustar la distancia.
De acuerdo con la realización de la presente divulgación, las imágenes de paralaje binocular se crean para lograr la visión estereoscópica llevando a cabo la transformación de la perspectiva en la imagen 2D a procesar; la distancia entre la imagen de ojo izquierdo y la imagen de ojo derecho tras la transformación de la perspectiva se ajusta para formar un paralaje binocular y crear un
ángulo de convergencia, de modo que las imágenes observadas por ojos desnudos estén a diferentes profundidades, pudiendo observarse así ver diferentes efectos estereoscópicos. Es decir, la transformación de imagen se lleva a cabo en la imagen 2D sin que esto afecte a la resolución y definición de la imagen, de modo que la calidad de la imagen 3D sea la misma que la de la imagen 2D original y el efecto de formación de imágenes 3D no se vea afectado.
En combinación con el segundo aspecto, en un primer modo de implementación del segundo aspecto el módulo de transformación de la perspectiva comprende:
una unidad de extracción para alinear la imagen 2D a procesar en una plantilla de imagen y extraer los tamaños de la imagen 2D a procesar;
una unidad de escalado lineal para llevar a cabo de forma secuencial el escalado lineal de los tamaños de los respectivos lados de acuerdo con la regla preestablecida, para obtener una primera imagen; y
una unidad de duplicación para reflejar la primera imagen y obtener una segunda imagen, donde la primera imagen hace las veces de imagen de ojo izquierdo y la segunda imagen hace las veces de imagen de ojo derecho; o, la primera imagen hace las veces de imagen de ojo derecho y la segunda imagen hace las veces de imagen de ojo izquierdo.
En un tercer aspecto, una realización de la presente divulgación proporciona un medio de procesamiento de imágenes, que comprende:
una memoria y un procesador, que están conectados de forma comunicada entre sí, donde las instrucciones del ordenador están almacenadas en la memoria; y el procesador implementa el método para convertir la imagen 2D en una imagen 3D en el primer aspecto, o en cualquier modo de implementación del primer aspecto, ejecutando las instrucciones del equipo.
En un cuarto aspecto, una realización de la presente divulgación proporciona un medio de almacenamiento legible por ordenador, donde el medio de almacenamiento legible por ordenador
almacena instrucciones informáticas para permitir que un ordenador implemente el método de conversión de la imagen 2D en una imagen 3D, en el primer aspecto o en cualquier modo de implementación del primer aspecto.
En un quinto aspecto, una realización de la presente divulgación proporciona un sistema de formación de imágenes 3D, que comprende:
un medio de adquisición de imágenes, que tiene una sola lente a modo de lente para adquirir imágenes;
el medio de procesamiento de imágenes del tercer aspecto de la presente divulgación, que está conectado eléctricamente al medio de adquisición de imágenes, para convertir la imagen 2D en la imagen 3D; y
el medio de visualización de imágenes, que está conectado eléctricamente al medio de procesamiento de imágenes para mostrar la imagen 3D.
En el sistema de formación de imágenes 3D proporcionado por la realización de la presente divulgación, la lente del medio de adquisición de imágenes incluye una sola lente, de modo que se reduce el volumen medio de adquisición de imagen en su conjunto; además, el medio de adquisición de imágenes con la lente individual necesita una sola línea de datos para transmitir la imagen adquirida, lo que puede reducir el diámetro interno de una línea de conexión entre el medio de adquisición de imágenes y el medio de procesamiento de imágenes, de modo que el sistema de formación de imágenes 3D pueda aplicarse a órganos humanos pequeños para formar imágenes 3D de órganos humanos, mejorando así adicionalmente el alcance de la aplicación del sistema de formación de imágenes 3D.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS
Las características y ventajas de la presente divulgación se entenderán más claramente con referencia a los dibujos adjuntos. Los dibujos adjuntos son ilustrativos y no deben interpretarse
como una limitación de la presente divulgación, donde
La Fig. 1 muestra un diagrama de flujo esquemático específico de un método para convertir una imagen 2D en una imagen 3D, en una realización de la presente divulgación;
La Fig. 2 muestra otro diagrama de flujo esquemático específico del método de conversión de una imagen 2D en una imagen 3D, en la realización de la presente divulgación;
La Fig. 3 muestra otro diagrama de flujo esquemático específico del método de conversión de una imagen 2D en una imagen 3D, en la realización de la presente divulgación;
La Fig.4 muestra un diagrama estructural esquemático específico de un dispositivo para convertir una imagen 2D en una imagen 3D, en una realización de la presente divulgación;
La Fig. 5 muestra otro diagrama estructural esquemático específico del dispositivo para convertir una imagen 2D en una imagen 3D, en la realización de la presente divulgación;
La Fig. 6 muestra un diagrama estructural esquemático específico del medio de procesamiento de imágenes, en una realización de la presente divulgación; y
La Fig. 7 muestra un diagrama estructural esquemático específico de un sistema de formación de imágenes 3D, en una realización de la presente divulgación.
DESCRIPCIÓN DE LAS REALIZACIONES
Para esclarecer los propósitos, soluciones técnicas y ventajas de las realizaciones de la presente divulgación, las soluciones técnicas de las realizaciones de la presente divulgación se describirán clara y profundamente con referencia a los dibujos adjuntos de realizaciones de la presente divulgación. Aparentemente, las realizaciones descritas son una parte de la presente divulgación y no de todas las realizaciones de la misma. Todas las demás realizaciones obtenidas por los expertos en la materia a partir de las realizaciones descritas en la presente divulgación, sin contribución al proceso creativo, están dentro del alcance de protección de la presente
divulgación.
De acuerdo con el método para convertir una imagen 2D en una imagen 3D, se crean las imágenes de paralaje binocular, es decir una imagen de ojo izquierdo y una imagen de ojo derecho, para lograr una visión estereoscópica transformando la perspectiva de la imagen 2D; se ajusta la distancia entre la imagen de ojo izquierdo y la imagen de ojo derecho para crear un ángulo de convergencia; y utilizando las imágenes de paralaje binoculares en combinación con el ángulo de convergencia, puede formarse una imagen 3D.
Una realización de la presente divulgación proporciona un método para convertir una imagen 2D en una imagen 3D, como se muestra en la Fig. 1, que comprende los siguientes pasos:
S11, adquirir una imagen 2D a procesar;
La imagen 2D a procesar, adquirida por un dispositivo para convertir una imagen 2D en una imagen 3D, puede ser una foto 2D, también puede ser una fotograma de imagen de una secuencia de vídeo, y también puede obtenerse adquiriendo videos a tiempo real y extrayendo cada fotograma de imagen de los videos, siempre y cuando pueda asegurarse que el dispositivo para convertir una imagen 2D en una imagen 3D puede adquirir la imagen 2D a procesar.
S12, llevar a cabo una transformación de la perspectiva en la imagen 2D a procesar para obtener una imagen de ojo izquierdo y una imagen de ojo derecho, respectivamente.
La transformación de la perspectiva se refiere a mapear la imagen 2D a procesar de acuerdo con una regla preestablecida. El dispositivo para convertir una imagen 2D en una imagen 3D mapea la imagen 2D a procesar de acuerdo con la regla preestablecida, es decir, la imagen de ojo izquierdo y la imagen de ojo derecho se forman mediante procesamiento de imágenes de acuerdo con la transformación de la perspectiva basándose en la imagen 2D a procesar. La regla predefinida se utiliza para representar una forma de transformación de la perspectiva, p. ej. una imagen transformada tendrá un extremo cercano que se ve grande y un extremo lejano que
parece pequeño, o se calcula una imagen de perspectiva mediante una fórmula.
513, ajustar la distancia entre la imagen de ojo izquierdo y la imagen de ojo derecho de acuerdo con el resultado de la transformación de la perspectiva;
El dispositivo para convertir una imagen 2D en una imagen 3D ajusta la distancia entre la imagen de ojo izquierdo y la imagen de ojo derecho formadas tras la transformación de la perspectiva, para crear un ángulo de convergencia.
Los inventores han descubierto, a través de una gran número de experimentos, que el correspondiente ángulo de convergencia cambia a medida que se cambia la distancia entre las imágenes. Por ejemplo, como se muestra en la Fig. 2, se describe la relación entre el ángulo de convergencia y la distancia entre la imagen de ojo izquierdo y la imagen de ojo derecho. Como se muestra en la Fig. 2a), cuando el ángulo de convergencia es el a1, la distancia entre el ojo izquierdo y el ojo derecho es relativamente pequeña; y como se muestra en la Fig. 2b), cuando el ángulo de convergencia es a2, la distancia entre el ojo izquierdo y el ojo derecho es relativamente grande. En otras palabras, el ángulo de convergencia cambiará en consecuencia con el cambio de la distancia entre el ojo izquierdo y el ojo derecho. Por lo tanto, en la presente divulgación el ángulo de convergencia se crea ajustando la distancia entre el ojo izquierdo y el ojo derecho.
514, sintetizar la imagen de ojo izquierdo y la imagen de ojo derecho después de ajustar la distancia;
El dispositivo para convertir una imagen 2D en una imagen 3D sintetiza la imagen de ojo izquierdo y la imagen de ojo derecho tras el ajuste, es decir, haciendo uso del paralaje binocular creado a través de la transformación de la imagen y el ángulo de convergencia, se sintetizan la imagen de ojo izquierdo y la imagen de ojo derecho después de ajustar la distancia y luego se envían a un medio de visualización de imagen, para la posterior visualización de la imagen 3D. La posterior visualización de la imagen implica ajustar las direcciones de polarización de la
imagen de ojo izquierdo y la imagen de ojo derecho para hacer que las direcciones de polarización de las dos imágenes sean perpendiculares entre sí, de modo que el usuario pueda ver una imagen 3D usando gafas 3D durante el uso. También pueden utilizarse otras formas para ajustar las direcciones de polarización, siempre y cuando las direcciones de polarización de las dos imágenes, que se ven respectivamente a través ambos ojos de una persona, sean perpendiculares entre sí.
De acuerdo con la realización de la presente divulgación, las imágenes de paralaje binocular se crean para lograr la visión estereoscópica llevando a cabo la transformación de la perspectiva en la imagen 2D a procesar. De forma adicional, la distancia entre la imagen de ojo izquierdo y la imagen de ojo derecho tras la transformación de la perspectiva se ajusta para formar un paralaje binocular y crear el ángulo de convergencia, de modo que las imágenes observadas por ojos desnudos estén a diferentes profundidades, pudiendo observarse así ver diferentes efectos estereoscópicos. En otras palabras, la transformación de imagen se lleva a cabo en la imagen 2D sin que esto afecte a la resolución y definición de la imagen, de modo que la calidad de la imagen 3D sea la misma que la de la imagen 2D original y el efecto de formación de imágenes 3D no se vea afectado.
Una realización de la presente divulgación también proporciona un método para convertir una imagen 2D en una imagen 3D, como se muestra en la Fig. 3, donde el método comprende los siguientes pasos:
S21, adquirir una imagen 2D a procesar;
En la presente realización la imagen 2D a procesar es un fotograma de imagen de una secuencia de vídeo, donde un dispositivo para convertir una imagen 2D en una imagen 3D extrae secuencialmente de la secuencia de vídeo cada fotograma de imagen, como la imagen 2D a procesar. Por lo tanto, el método proporcionado en la presente realización puede convertir la secuencia de vídeo adquirida por el dispositivo en un vídeo 3D a tiempo real.
S22, llevar a cabo la transformación de la perspectiva en la imagen 2D a procesar para obtener una imagen de ojo izquierdo y una imagen de ojo derecho, respectivamente;
La transformación de la perspectiva se refiere a mapear la imagen 2D a procesar de acuerdo con una regla preestablecida. En la presente realización el dispositivo para convertir una imagen 2D en una imagen 3D está provisto de una plantilla de imagen, para normalizar la imagen 2D a procesar.
Específicamente, el paso S22 comprende los siguientes pasos:
S221, alinear la imagen 2D a procesar en la plantilla de imagen y extraer los tamaños de la imagen 2D a procesar;
tras adquirir la imagen 2D a procesar, el dispositivo para convertir una imagen 2D en una imagen 3D alinea la imagen 2D a procesar en la plantilla de imagen, y lleva a cabio un escalado uniforme en la imagen 2D a procesar para asegurarse de que la imagen 2D a procesar no supere el campo de la plantilla de imagen.
Tras alinear la imagen 2D a procesar en la plantilla de imagen, se extraen los tamaños de la imagen 2D a procesar para representar los tamaños de los respectivos lados de la imagen 2D a procesar.
S222, llevar a cabo de forma secuencial el escalado lineal de los tamaños de acuerdo con la regla preestablecida, para obtener una primera imagen;
en la Fig. 4 se muestra el principio de escalado lineal. La transformación de la perspectiva comprende: usando un lado izquierdo de una imagen original a modo de eje giratorio, girar, hacia dentro de una pantalla, la imagen original en determinado ángulo, y girar, hacia fuera de la pantalla, la imagen original en el mismo ángulo, con el fin de formar una imagen central y una imagen más a la derecha en la Fig. 4, respectivamente. En la presente realización, se lleva a cabo en la imagen 2D a procesar un escalado lineal de los tamaños para que la imagen de ojo
izquierdo y la imagen de ojo derecho escaladas presenten el efecto mostrado en la Fig. 4, que comprende específicamente los siguientes pasos:
1) escanear línea por línea la imagen 2D a procesar;
el dispositivo para convertir una imagen 2D en una imagen 3D escanea línea por línea la imagen 2D a procesar mientras está alineada en la plantilla de imagen, para obtener los tamaños de las líneas respectivas de la imagen 2D a procesar.
2) llevar a cabo de manera secuencial un escalado lineal en las respectivas líneas de la imagen;
el dispositivo para convertir una imagen 2D en una imagen 3D lleva a cabo un escalado lineal en los tamaños de las respectivas líneas de la imagen 2D a procesar de acuerdo con el principio de que un extremo se ve grande y el otro extremo se ve pequeño, con el fin de obtener una primera imagen escalada. La cantidad de datos procesados se reduce al llevar a cabo de manera secuencial el escalado lineal en las respectivas líneas, de modo que la conversión de la imagen 2D pueda llevarse a cabo a tiempo real.
S223, reflejar la primera imagen para obtener una segunda imagen.
El dispositivo para convertir una imagen 2D en una imagen 3D refleja la primera imagen para obtener la segunda imagen, es decir, se refleja la primera imagen en dirección vertical para obtener la segunda imagen.
La primera imagen es la imagen de ojo izquierdo y la segunda imagen es la imagen de ojo derecho; o, la primera imagen es la imagen de ojo derecho y la segunda imagen es la imagen de ojo izquierdo.
S23, ajustar la distancia entre la imagen de ojo izquierdo y la imagen de ojo derecho de acuerdo con el resultado de la transformación de la perspectiva;
el dispositivo para convertir una imagen 2D en una imagen 3D ajusta la distancia entre la imagen de ojo izquierdo y la imagen de ojo derecho después de formar la imagen de ojo izquierdo y la imagen de ojo derecho y superponer la imagen de ojo izquierdo y la imagen de ojo derecho, con el fin de generar visiones dobles de las dos imágenes.
S24, sintetizar la imagen de ojo izquierdo y la imagen de ojo derecho después de ajustar la distancia;
el dispositivo para convertir una imagen 2D en una imagen 3D vuelve a superponer las visiones dobles de la imagen de ojo izquierdo y la imagen de ojo derecho tras ajustar la distancia, para mostrar la imagen 3D en el medio de visualización de imágenes.
Enla presente realización, en comparación con el método para convertir una imagen 2D en una imagen 3D de la realización mostrada en la Fig. 1, la imagen 2D se convierte en dos imágenes correspondientes al ojo izquierdo y al ojo derecho mediante escalado lineal de la imagen 2D, es decir, la imagen 2D sin paralaje se convierte en la imagen de ojo izquierdo y la imagen de ojo derecho con paralaje, donde el proceso de conversión solo implica los tamaños de imagen y es irrelevante para la calidad de la imagen, por lo que la imagen de ojo izquierdo y la imagen de ojo derecho formadas por escalado lineal tienen la misma calidad que la imagen 2D original. La imagen de ojo izquierdo y la imagen de ojo derecho pueden formarse a través del método de conversión proporcionado por la presente realización de la presente divulgación, garantizando al mismo tiempo que no haya cambios en la calidad de imagen.
También se proporciona un método adicional para convertir una imagen 2D en una imagen 3D de acuerdo con una realización de la presente divulgación. Como se muestra en la Fig. 5, el método comprende los siguientes pasos:
S31, adquirir una imagen 2D a procesar, que es igual que el paso S21 de la realización mostrada en la Fig. 3 y por lo tanto no se detallará de nuevo.
532, llevar a cabo la transformación de la perspectiva en la imagen 2D a procesar para obtener una imagen de ojo izquierdo y una imagen de ojo derecho, respectivamente, que es igual que el paso S22 de la realización mostrada en la Fig. 3 y por lo tanto no se detallará de nuevo.
533, ajustar la distancia entre la imagen de ojo izquierdo y la imagen de ojo derecho de acuerdo con el resultado de la transformación de la perspectiva.
En la presente realización, la distancia entre la imagen de ojo izquierdo y la imagen de ojo derecho se ajusta utilizando una plantilla de imagen para normalizar la imagen 2D a procesar, que comprende específicamente los siguientes pasos:
5331, alinear la imagen de ojo izquierdo y la imagen de ojo derecho en la plantilla de imagen simultáneamente;
el dispositivo para convertir una imagen 2D en una imagen 3D alinea simultáneamente la imagen de ojo izquierdo y la imagen de ojo derecho en la plantilla de imagen, es decir, se trasladan la imagen de ojo izquierdo y la imagen de ojo derecho en función de la plantilla de imagen, lo que puede garantizar un mejor efecto de traslación y mejorar la eficiencia de conversión de la imagen 2D sin aumentar la cantidad de datos procesados.
5332, trasladar la imagen de ojo izquierdo o la imagen de ojo derecho en la primera dirección para que la distancia entre la imagen de ojo izquierdo y la imagen de ojo derecho sea una distancia preestablecida.
En la presente realización, la primera dirección es una dirección horizontal, y se traslada en la dirección horizontal una de la imagen de ojo izquierdo o la imagen de ojo derecho alineadas con la plantilla de imagen, o bien se desplazan en direcciones opuestas la imagen de ojo izquierdo y la imagen de ojo derecho simultáneamente, de modo que la distancia entre la imagen de ojo izquierdo y la imagen de ojo derecho sea una distancia preestablecida, donde la distancia preestablecida puede establecerse específicamente de acuerdo con el tamaño del medio de
visualización concreto.
S34, sintetizar la imagen de ojo izquierdo y la imagen de ojo derecho después de ajustar la distancia, que es igual que el paso S24 de la realización mostrada en la Fig. 3 y por lo tanto no se detallará de nuevo.
En la presente realización, en comparación con el método para convertir una imagen 2D en una imagen 3D de la realización mostrada en la Fig. 3, la imagen de ojo izquierdo y la imagen de ojo derecho se forman utilizando la misma plantilla de imagen; y se trasladan la imagen de ojo izquierdo y la imagen de ojo derecho para crear el paralaje binocular y el ángulo de convergencia, mejorando de este modo la eficiencia de la conversión.
Una realización de la presente divulgación también proporciona un dispositivo para convertir una imagen 2D en una imagen 3D. Como se muestra en la Fig. 6, el dispositivo comprende:
un módulo de adquisición 41 para adquirir una imagen 2D a procesar;
un módulo de transformación de la perspectiva 42 para llevar a cabo la transformación de la perspectiva en la imagen 2D a procesar y obtener una imagen de ojo izquierdo y una imagen de ojo derecho, respectivamente, donde la transformación de la perspectiva se refiere a mapear la imagen 2D a procesar de acuerdo con una regla preestablecida;
un módulo de ajuste 43 para ajustar la distancia entre la imagen de ojo izquierdo y la imagen de ojo derecho de acuerdo con el resultado de la transformación de la perspectiva; y
un módulo sintetizador 44 para sintetizar la imagen de ojo izquierdo y la imagen de ojo derecho tras ajustar la distancia.
De acuerdo con el dispositivo para convertir una imagen 2D en una imagen 3D proporcionado en la realización de la presente divulgación, las imágenes de paralaje binocular se crean para lograr la visión estereoscópica llevando a cabo la transformación de la perspectiva en la imagen
2D a procesar; la distancia entre la imagen de ojo izquierdo y la imagen de ojo derecho tras la transformación de la perspectiva se ajusta para formar un paralaje binocular y crear un ángulo de convergencia, de modo que las imágenes observadas por ojos desnudos estén a diferentes profundidades, pudiendo observarse así ver diferentes efectos estereoscópicos. En otras palabras, la transformación de imagen se lleva a cabo en la imagen 2D sin que esto afecte a la resolución y definición de la imagen, de modo que la calidad de la imagen 3D sea la misma que la de la imagen 2D original y el efecto de formación de imágenes 3D no se vea afectado.
En algunos modos de implementación opcionales de la presente realización, como se muestra en la Fig. 7, el módulo de transformación de la perspectiva 42 comprende:
una unidad de extracción 421 para alinear la imagen 2D a procesar en una plantilla de imagen y extraer los tamaños de la imagen 2D a procesar;
una unidad de escalado lineal 422 para llevar a cabo de forma secuencial el escalado lineal de los tamaños de acuerdo con una regla preestablecida, para obtener una primera imagen; y
una unidad de duplicación 423 para reflejar la primera imagen y obtener una segunda imagen, donde la primera imagen hace las veces de imagen de ojo izquierdo y la segunda imagen hace las veces de imagen de ojo derecho; o, la primera imagen es la imagen de ojo derecho y la segunda imagen es la imagen de ojo izquierdo.
Una realización de la presente divulgación proporciona también un medio de procesamiento de imágenes. Como se muestra en la Fig. 8, el medio de procesamiento de imágenes puede comprender un procesador 51 y una memoria 52, donde el procesador 51 y la memoria 52 pueden estar conectados a través de un bus u otras formas, p. ej. a través del bus de la Fig. 8.
El procesador 51 puede ser una unidad central de procesamiento (CPU). El procesador 51 también puede ser otros tipos de procesadores de uso general, un procesador de señal digital
(DSP), circuitos integrados específicos de aplicaciones (ASIC), matrices de compuertas program ares en campo (FPGA) u otros dispositivos lógicos programables, dispositivos lógicos de compuertas o transistores discretos, componentes de hardware discretos y otros tipos de chips, o una combinación de los chips anteriores.
Como medio de almacenamiento no transitorio legible por ordenador, la memoria 52 puede utilizarse para almacenar programas de software no transitorios, programas y módulos no transitorios ejecutables por ordenador, tales como instrucciones/módulos de programa (como el módulo de adquisición 41, el módulo de transformación de la perspectiva 42, el módulo de ajuste 43 y el módulo sintetizador44 mostrados en la Fig. 6) correspondientes al método de conversión de una imagen 2D en una imagen 3D de la realización de la presente divulgación. El procesador 51 ejecuta diversas aplicaciones funcionales y procesamiento de datos del procesador mediante la ejecución de programas de software, instrucciones y módulos no transitorios almacenados en la memoria 52, es decir, se implementa el método para convertir una imagen 2D en una imagen 3D de la realización anterior del método.
La memoria 52 puede comprender un área de memoria para programas y un área de memoria para datos, donde el área de memoria para programas puede almacenar los programas de aplicación necesarios para el funcionamiento del sistema y al menos una función; y el área de memoria para datos puede almacenar los datos creados por el procesador 51. Además, la memoria 52 puede incluir una memoria de acceso aleatorio de alta velocidad y también puede incluir una memoria no transitoria, tal como al menos un dispositivo de memoria de disco, un dispositivo de memoria flash u otros dispositivos de memoria de estado sólido no transitorios. En algunas realizaciones, la memoria 52 puede incluir opcionalmente memorias dispuestas remotamente en relación con el procesador 51; y estas memorias remotas pueden estar conectadas al procesador 51 a través de una red. Algunos ejemplos de la red mencionada incluyen, pero no se limitan a, Internet, una intranet, una red de área local, una red de comunicación móvil y combinaciones de las mismas.
El uno o más módulos se almacenan en la memoria 52; y al ser implementados por el procesador 51, se implementa el método para convertir una imagen 2D en una imagen 3D de las realizaciones mostradas en las Fig. 1, Fig. 3 y Fig. 5.
Los detalles específicos del anterior medio de procesamiento de imágenes pueden entenderse con referencia a las correspondientes descripciones y efectos de las realizaciones mostradas en las Fig. 1, Fig. 3 y Fig. 5, y por lo tanto no se repetirán en esta ocasión.
Una realización de la presente divulgación también proporciona un sistema de formación de imágenes 3D; y, como se muestra en la Fig. 8, el sistema comprende un medio de adquisición de imágenes 61, un medio de procesamiento de imágenes 62 y un medio de visualización de imágenes 63.
El medio de adquisición de imágenes 61 comprende una única lente para adquirir imágenes. El medio de procesamiento de imágenes 62 está conectado eléctricamente al medio de adquisición de imágenes 61, para convertir en la imagen 3D la imagen 2D a procesar generada por el medio de adquisición de imágenes 61. El medio de visualización de imágenes 63 está conectado eléctricamente al dispositivo de procesamiento de imágenes 62, para mostrar la imagen 3D emitida por el medio de procesamiento de imágenes 62.
El sistema de formación de imágenes 3D proporcionado por la realización de la presente divulgación, el medio de adquisición de imágenes 61 comprende una única lente, lo que reduce el volumen del medio de adquisición de imágenes 61 en su conjunto. Además, el medio de adquisición de imágenes con una única lente solo necesita una línea de datos para transmitir la imagen adquirida, lo que puede reducir el diámetro interno de una línea de conexión entre el medio de adquisición de imágenes 61 y el medio de procesamiento de imágenes 62, de modo que el sistema de formación de imágenes 3D pueda aplicarse en el interior de objetos más pequeños, tales como órganos humanos, para formar imágenes 3D de dichos órganos humanos, mejorando así adicionalmente el alcance de la aplicación del sistema de formación de imágenes
3D.
Los expertos en la materia deben comprender que mediante la instrucción de hardware relacionado, a través de un programa informático, puede completarse la totalidad o parte de los procesos de los métodos de las realizaciones anteriores; el programa puede almacenarse en un medio de almacenamiento legible por ordenador, y puede comprender los procesos de las realizaciones de los métodos anteriores cuando se ejecute el programa, donde el medio de almacenamiento puede ser un disco magnético, un disco óptico, una memoria de solo lectura (ROM), una memoria de acceso aleatorio (RAM), una memoria flash, una unidad de disco duro (HDD) o una unidad de estado sólido (SSD); y el medio de almacenamiento también puede comprender una combinación de los anteriores tipos de memoria.
Las realizaciones de la presente divulgación se han descrito con referencia a los dibujos adjuntos, pero los expertos en la materia podrán efectuar diversas modificaciones y variaciones sin salirse del espíritu y el alcance de la presente divulgación, y tales modificaciones y variaciones están dentro del alcance definido por las reivindicaciones anexas.
Claims (10)
1. Un método para convertir una imagen 2D en una imagen 3D, que comprende los siguientes pasos:
adquirir una imagen 2D a procesar;
llevar a cabo la transformación de la perspectiva en la imagen 2D a procesar para obtener una imagen de ojo izquierdo y una imagen de ojo derecho, respectivamente, donde la transformación de la perspectiva se refiere a mapear la imagen 2D a procesar de acuerdo con una regla preestablecida;
ajustar la distancia entre la imagen de ojo izquierdo y la imagen de ojo derecho de acuerdo con el resultado de la transformación de la perspectiva; y
sintetizar la imagen de ojo izquierdo y la imagen de ojo derecho después de ajustar la distancia.
2. El método de acuerdo con la reivindicación 1, donde el paso de llevar a cabo la transformación de la perspectiva en la imagen 2D a procesar comprende:
alinear la imagen 2D a procesar en una plantilla de imagen y extraer los tamaños de la imagen 2D a procesar;
llevar a cabo de forma secuencial el escalado lineal de los tamaños de los respectivos lados de acuerdo con la regla preestablecida, para obtener una primera imagen;
reflejar la primera imagen para obtener una segunda imagen, donde la primera imagen hace las veces de imagen de ojo izquierdo y la segunda imagen hace las veces de imagen de ojo derecho; o, la primera imagen hace las veces de imagen de ojo derecho y la segunda imagen hace las veces de imagen de ojo izquierdo.
3. El método de acuerdo con la reivindicación 2, donde el paso de llevar a cabo de manera secuencial el escalado lineal en los tamaños de los respectivos lados de acuerdo con la regla preestablecida comprende:
escanear línea por línea la imagen 2D a procesar; y
llevar a cabo secuencialmente el escalado lineal sobre las respectivas líneas de la imagen.
4. El método de acuerdo con la reivindicación 2, donde el paso de ajustar la distancia entre la imagen de ojo izquierdo y la imagen de ojo derecho de acuerdo con el resultado de la transformación de la perspectiva comprende:
alinear la imagen de ojo izquierdo y la imagen de ojo derecho en la plantilla de imagen al mismo tiempo; y
trasladar la imagen de ojo izquierdo o la imagen de ojo derecho en una primera dirección para que la distancia entre la imagen de ojo izquierdo y la imagen de ojo derecho sea una distancia preestablecida.
5. El método de acuerdo con la reivindicación 1, donde la imagen 2D a procesar es un fotograma de imagen de una secuencia de vídeo.
6. Un dispositivo para convertir una imagen 2D en una imagen 3D, que comprende:
un módulo de adquisición para adquirir la imagen 2D a procesar;
un módulo de transformación de la perspectiva para llevar a cabo la transformación de la perspectiva en la imagen 2D a procesar para obtener una imagen de ojo izquierdo y una imagen de ojo derecho, respectivamente, donde la transformación de la perspectiva se refiere a mapear
la imagen 2D a procesar de acuerdo con una regla preestablecida;
un módulo de ajuste para ajustar la distancia entre la imagen de ojo izquierdo y la imagen de ojo derecho de acuerdo con el resultado de la transformación de la perspectiva; y
un módulo sintetizador para sintetizar la imagen de ojo izquierdo y la imagen de ojo derecho después de ajustar la distancia.
7. El dispositivo de acuerdo con la reivindicación 6, donde el módulo de transformación de la perspectiva comprende:
una unidad de extracción para alinear la imagen 2D a procesar en una plantilla de imagen y extraer los tamaños de la imagen 2D a procesar;
una unidad de escalado lineal para llevar a cabo de forma secuencial el escalado lineal de los tamaños de los respectivos lados de acuerdo con la regla preestablecida, para obtener una primera imagen; y
una unidad de duplicación para reflejar la primera imagen y obtener una segunda imagen, donde la primera imagen hace las veces de imagen de ojo izquierdo y la segunda imagen hace las veces de imagen de ojo derecho; o, la primera imagen hace las veces de imagen de ojo derecho y la segunda imagen hace las veces de imagen de ojo izquierdo.
8. Un medio de procesamiento de imágenes, que comprende:
una memoria y un procesador, que están conectados de forma comunicada entre sí, donde las instrucciones del ordenador se almacenan en la memoria, y el procesador es adecuado para implementar el método de conversión de imágenes 2D en imágenes 3D de cualquiera de las reivindicaciones 1-5 al ejecutar las instrucciones informáticas.
9. Un medio de almacenamiento legible por ordenador, donde el medio de almacenamiento legible por ordenador almacena instrucciones informáticas para permitir que un ordenador
implemente el método de conversión de imágenes 2D en imágenes 3D de una cualquiera de las reivindicaciones 1-5.
10. Un sistema de formación de imágenes 3D, que comprende:
un medio de adquisición de imágenes, que tiene una sola lente a modo de lente para adquirir imágenes;
el medio de procesamiento de imágenes de la reivindicación 8, que está conectado eléctricamente al medio de adquisición de imágenes, para convertir la imagen 2D en la imagen 3D; y
el medio de visualización de imágenes, que está conectado eléctricamente al medio de procesamiento de imágenes para mostrar la imagen 3D.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| BA2A | Patent application published |
Ref document number: 2813425 Country of ref document: ES Kind code of ref document: A1 Effective date: 20210323 |
|
| PA2A | Conversion into utility model |
Effective date: 20211213 |