TW201318424A - 用於視頻通信系統的視頻通信裝置、圖像處理器及方法 - Google Patents

用於視頻通信系統的視頻通信裝置、圖像處理器及方法 Download PDF

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Abstract

一圖像處理器包括獲取模組、旋轉模組、截取模組和合成模組。獲取模組獲取左、右攝像頭攝取的左、右視圖圖像。旋轉模組將左、右視圖圖像進行旋轉處理分別獲得第一、二正面視圖。截取模組判斷並截取每一正面視圖中使用者正面的一半完整輪廓及對應背景構成的視圖而獲得第一半邊、第二半邊正面視圖。合成模組將第一半邊、第二半邊正面視圖進行合成，得到使用者完整輪廓及背景的合成視圖。本發明還提供一種包括該圖像處理器的視頻通信裝置及對應的圖像處理方法。

Description

用於視頻通信系統的視頻通信裝置、圖像處理器及方法
本發明涉及一種能對視頻圖像進行處理的圖像處理器、視頻通信裝置及其圖像處理方法。
視頻通信，例如視頻聊天、視頻會議的運用越來越廣泛。視頻通信能夠提供比語音通信更多的資訊，例如，視頻使用者的相貌、肢體語言及周圍環境等等。
在聊天中，聊天雙方正對對方（視頻使用者的頭部顯示在顯示器上時既不向左偏也不向右偏）能夠更加好的顯示出視頻使用者的情緒及現況。然而，現有的視頻聊天中，由於攝像機的位置、視頻通信參與者相對攝像機位置的移動、偏轉等因素的影響，視頻通信中的一方或雙方參與者不能在所有的時間都呈現正對圖像給攝像機。例如，當使用者頭部相對攝像頭略向下且向左傾斜時，顯示在接收方顯示器上的畫面為使用者頭部略向下且向左傾斜，而沒有正對接收者。
有鑒於此，有必要提供一種用於視頻通信系統的視頻通信裝置、圖像處理器及方法，以對含使用者的圖像進行處理，使得使用者能夠正對顯示。
該用於視頻通信系統的圖像處理器，用於對左攝像頭和右攝像頭分別攝取的圖像進行圖像處理，該左攝像頭能從相應的角度採集包括使用者整體輪廓的至少一半輪廓的左視圖圖像，該右攝像頭能從相應的角度採集包括使用者整體輪廓的至少另一半輪廓的右視圖圖像。該圖像處理器包括獲取模組、旋轉模組、截取模組和合成模組。該獲取模組用於獲取該左攝像頭和右攝像頭分別攝取的左視圖圖像和右視圖圖像；該旋轉模組將該左視圖圖像和右視圖圖像進行旋轉處理分別獲得對應的第一正面視圖和第二正面視圖，其中，第一正面視圖為使用者正面面對左攝像頭時對應的視圖，第二正面視圖為使用者正面面對右攝像頭時對應的視圖。該截取模組判斷並截取第一正面視圖中使用者正面的一半完整輪廓及對應背景構成的視圖而獲得第一半邊正面視圖，判斷並截取第二正面視圖中使用者正面的另一半完整輪廓及對應背景構成的視圖而獲得第二半邊正面視圖。該合成模組將該截取的第一半邊正面視圖和第二半邊正面視圖進行合成，得到使用者正面完整輪廓及完整背景的合成視圖。
一種視頻通信裝置包括一圖像處理器，該圖像處理器用於對左攝像頭和右攝像頭分別攝取的圖像進行圖像處理，該左攝像頭能從相應的角度採集包括使用者整體輪廓的至少一半輪廓的左視圖圖像，該右攝像頭能從相應的角度採集包括使用者整體輪廓的至少另一半輪廓的右視圖圖像，該圖像處理器包括獲取模組、旋轉模組、截取模組和合成模組。該獲取模組用於獲取該左攝像頭和右攝像頭分別攝取的左視圖圖像和右視圖圖像；該旋轉模組將該左視圖圖像和右視圖圖像進行旋轉處理分別獲得對應的第一正面視圖和第二正面視圖，其中，第一正面視圖為使用者正面面對左攝像頭時對應的視圖，第二正面視圖為使用者正面面對右攝像頭時對應的視圖。該截取模組判斷並截取第一正面視圖中使用者正面的一半完整輪廓及對應背景構成的視圖而獲得第一半邊正面視圖，判斷並截取第二正面視圖中使用者正面的另一半完整輪廓及對應背景構成的視圖而獲得第二半邊正面視圖。該合成模組將該截取的第一半邊正面視圖和第二半邊正面視圖進行合成，得到使用者正面完整輪廓及完整背景的合成視圖。
一種用於視頻通信系統的圖像處理方法，用於對左攝像頭和右攝像頭分別攝取的圖像進行圖像處理，該左攝像頭能從相應的角度採集包括使用者整體輪廓的至少一半輪廓的左視圖圖像，該右攝像頭能從相應的角度採集包括使用者整體輪廓的至少另一半輪廓的右視圖圖像，該圖像處理方法包括由圖像處理器執行的步驟：
獲取該左攝像頭和右攝像頭分別攝取的左視圖圖像和右視圖圖像；
將該左視圖圖像和右視圖圖像進行旋轉處理分別獲得對應的第一正面視圖和第二正面視圖，其中，第一正面視圖為使用者正面面對左攝像頭時對應的視圖，第二正面視圖為使用者正面面對右攝像頭時對應的視圖；
判斷並截取第一正面視圖中使用者正面的一半完整輪廓及對應背景構成的視圖而獲得第一半邊正面視圖，判斷並截取第二正面視圖中使用者正面的另一半完整輪廓及對應背景構成的視圖而獲得第二半邊正面視圖；
將該截取的第一半邊正面視圖和第二半邊正面視圖進行合成，得到使用者正面完整輪廓及完整背景的合成視圖。
通過本發明的圖像處理器、視頻通信裝置及圖像處理方法，能夠對視頻通信系統中圖像上的使用者的面部進行處理，使得圖像上使用者的頭部處於正對狀態。
請參閱圖1，為本發明一實施方式中視頻通信系統的原理圖。該視頻通信系統200包括兩個或多個視頻通信裝置100，用於使兩個或多個用戶之間可以通過網路300進行音頻和/或視頻通信。該網路300包括廣域網、局域網等。
請一併參閱圖2和圖3，每個視頻通信裝置100包括麥克風10、揚聲器20、顯示器30、左攝像頭41和右攝像頭42。應當指出，麥克風10、揚聲器20、顯示器30和兩個攝像頭41、42可以全部被集成在一個單獨的單元裏，如筆記本電腦中，也可以被具體化為兩個或多個模組化單元，結合在一起使用，這對於本領域的普通技術人員來說是很顯而易見的。攝像頭41、42分別安裝在顯示器30的左側和右側，且設置在同一水平線上，以使得當使用者處於合理的視頻範圍內時，左攝像頭41能從相應的角度採集包括使用者整體輪廓至少一半（例如左側一半身體）的左視圖圖像411及右攝像頭42能從相應的角度採集包括使用者整體輪廓至少另一半（例如右側一半身體）的右視圖圖像421，如圖3中所示。在本實施方式中，該兩個攝像頭41、42為具有深度測量功能的攝像頭，用於攝取包括使用者的圖像，在通過該兩個攝像頭41、42攝取的圖像中，每個圖元都對應有深度的資訊，從而可以根據該深度資訊容易地將圖像中的使用者和背景進行分離。
視頻通信裝置100還包括圖像處理器50，用於對獲得的視圖圖像進行圖像處理。該圖像處理器50包括獲取模組501、旋轉模組502、截取模組503和合成模組504。該獲取模組501用於從兩個攝像頭41、42分別獲取攝取的左視圖圖像411和右視圖圖像421。該旋轉模組502用於將該左視圖圖像411和右視圖圖像421進行旋轉分別獲得對應的第一正面視圖5021和第二正面視圖5022，其中，第一正面視圖5021為使用者正面面對左攝像頭41時對應的視圖，第二正面視圖5022為使用者正面面對右攝像頭42時對應的視圖。例如，當拍攝的左視圖圖像411為使用者頭部水準（既不向下低又不向上望）但向右傾斜，該圖像411對應的第一正面視圖5021為使用者頭部水準時的正面視圖；當拍攝的右視圖圖像421為使用者頭部略向下且向左傾斜，則該圖像421對應的第二正面視圖5022為使用者頭部略向下傾斜時的正面視圖。
該旋轉模組502可通過多種方式將該左視圖圖像411和右視圖圖像421進行旋轉處理分別獲得對應的第一正面視圖5021和第二正面視圖5022。例如，旋轉模組502可根據獲取模組501獲取的圖像中圖元深度的資訊將左視圖圖像411和右視圖圖像421中的使用者與背景進行分離，採用在關於Automatic Face and Gesture Recognition 2000(自動面部和手勢識別2000)的IEEE會議中，在Y.Li,S.Gong和H.Liddell的“Support Vector Regression and Classification Based Multi-View Face Detection and Recongnition(基於支援向量回歸和分類的多視圖面部檢測與識別)”中描述過的分類技術，將該左視圖圖像411對應的三維視圖繞第一豎直軸A旋轉一角度而調整為使用者為正面面對左攝像頭41時的第一三維視圖，將該右視圖圖像421對應的三維視圖繞第二豎直軸B旋轉一角度而調整為使用者為正面面對右攝像頭42時的第二三維視圖，並截取兩個三維視圖分別對應的第一正面視圖5021和第二正面視圖5022，其中，第一正面視圖5021為恢復了使用者正面的一半完整輪廓（如左側身體一半）及對應背景（如使用者左側身體一半背後的背景）的視圖，第二正面視圖5022為恢復了使用者正面的另一半完整輪廓（如右側身體一半）及對應背景（如使用者右側身體一半背後的背景）的視圖。
截取模組503用於判斷並截取第一正面視圖5021中的使用者的正面的該一半完整輪廓（例如使用者左側一半）及對應背景構成的視圖而獲得第一半邊正面視圖，判斷並截取第二正面視圖5022中使用者的正面的另一半完整輪廓（例如使用者右側一半）及對應背景構成的視圖而獲得第二半邊正面視圖。具體地，截取模組503可以根據旋轉模組502調整後得到的第一三維視圖和第二三維視圖中的使用者判斷該第一正面視圖5021對應的該使用者正面的一半完整輪廓和第二正面視圖5022對應的該使用者正面的另一半完整輪廓，該使用者正面的一半完整輪廓和該使用者正面的另一半完整輪廓組合在一起時則構成該使用者正面的完整輪廓。
合成模組504將截取的第一半邊正面視圖和第二半邊正面視圖進行合成，得到使用者正面完整輪廓及完整背景正對的合成視圖5041。在本實施方式中，由於左攝像頭41和右攝像頭42被安裝於同一水準高度，故左視圖圖像411和右視圖圖像421中的同一特徵處於同一水準高度，則在結合連接處的某一特徵，如使用者鼻子的左側一半在第一半邊正面視圖上靠近結合處，鼻子的右側一半在第二半邊正面視圖上靠近結合處，且將第一半邊正面視圖和第二半邊正面視圖進行結合後，使用者鼻子的特徵變得完整且真實。為了使合成視圖5041效果更佳，在本實施方式中，圖像處理器50還包括一修正模組505，用於對該合成後的視圖5041進行格式修正，使得該合成視圖5041適合顯示在顯示器30上。
在合成模組504得到使用者正面完整輪廓及其完整背景的合成視圖5041後，該合成視圖5041被發送至遠端用戶或呈現給本地用戶，從而使得視頻通信的雙方能夠在顯示器上看到彼此正面狀態的圖像。在本實施方式中，該圖像處理器50用來進行本地的圖像處理，得到反映了本地使用者正面狀態的合成視圖5041後通過網路300發送至遠端使用者。在另一實施方式中，該圖像處理器50可以用來處理從遠端發送來的未經處理的圖像，並將處理後的遠端使用者的合成視圖5041顯示在本地的顯示器30上。該圖像處理器50可以被設置在本地的視頻通信裝置100中，也可以設置在視頻服務供應商的網路服務器中，用於根據本發明自動處理視頻通信中所有參與者的面部圖像。
請參閱圖4，一種用於視頻通信系統的圖像處理方法，用於對視頻畫面進行處理。該圖像處理方法包括由圖像處理器50執行的步驟：
S401: 從左攝像頭41和右攝像頭42分別獲取攝取的左視圖圖像411和右視圖圖像421；
S402:將該左視圖圖像411和右視圖圖像421進行旋轉處理分別獲得對應的第一正面視圖5021和第二正面視圖5022，其中，第一正面視圖5021為使用者正面面對左攝像頭41時對應的視圖，第二正面視圖5022為使用者正面面對右攝像頭42時對應的視圖；
S403: 判斷並截取第一正面視圖5021中的使用者的正面的一半完整輪廓及對應背景構成的視圖而獲得第一半邊正面視圖，判斷並截取第二正面視圖5022中使用者的正面的另一半完整輪廓及對應背景構成的視圖而獲得第二半邊正面視圖；
S404: 將截取的第一半邊正面視圖和第二半邊正面視圖進行合成，得到使用者正面完整輪廓及完整背景正對的合成視圖5041。
100．．．視頻通信裝置
200．．．視頻通信系統
300．．．網路
10．．．麥克風
20．．．揚聲器
30．．．顯示器
41．．．左攝像頭
411．．．左視圖圖像
42．．．右攝像頭
421．．．右視圖圖像
50．．．圖像處理器
501．．．獲取模組
502．．．旋轉模組
5021．．．第一正面視圖
5022．．．第二正面視圖
503．．．截取模組
504．．．合成模組
5041．．．合成視圖
505．．．修正模組
S401-S404．．．步驟
圖1為本發明一實施方式中視頻通信系統的示意圖。
圖2為本發明一實施方式中視頻通信系統中的視頻通信裝置的模組圖。
圖3為本發明一實施方式中視頻通信裝置進行圖像處理的過程示意圖。
圖4為本發明一實施方式中圖像處理方法的流程圖。
S401．．．從左攝像頭和右攝像頭分別獲取攝取的左視圖圖像和右視圖圖像
S402．．．將該左視圖圖像和右視圖圖像進行旋轉處理分別獲得對應的第一正面視圖和第二正面視圖
S403．．．判斷並截取第一、二正面視圖中使用者正面的一半完整輪廓及對應背景構成的視圖而獲得第一、二半邊正面視圖
S404．．．將截取的第一、二半邊正面視圖進行合成，得到使用者正面完整輪廓及完整背景正對的合成視圖

Claims (10)

  1. 一種用於視頻通信系統的圖像處理器，用於對左攝像頭和右攝像頭分別攝取的圖像進行圖像處理，該左攝像頭能從相應的角度採集包括使用者整體輪廓的至少一半輪廓的左視圖圖像，該右攝像頭能從相應的角度採集包括使用者整體輪廓的至少另一半輪廓的右視圖圖像，其改良在於，該圖像處理器包括：
    獲取模組，獲取該左攝像頭和右攝像頭分別攝取的左視圖圖像和右視圖圖像；
    旋轉模組，將該左視圖圖像和右視圖圖像進行旋轉處理分別獲得對應的第一正面視圖和第二正面視圖，其中，第一正面視圖為使用者正面面對左攝像頭時對應的視圖，第二正面視圖為使用者正面面對右攝像頭時對應的視圖；
    截取模組，判斷並截取第一正面視圖中使用者正面的一半完整輪廓及對應背景構成的視圖而獲得第一半邊正面視圖，判斷並截取第二正面視圖中使用者正面的另一半完整輪廓及對應背景構成的視圖而獲得第二半邊正面視圖；
    合成模組，將該截取的第一半邊正面視圖和第二半邊正面視圖進行合成，得到一使用者正面完整輪廓及完整背景的合成視圖。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之用於視頻通信系統的圖像處理器，其中，該左攝像頭和右攝像頭為具有深度測量功能的攝像頭，該左攝像頭和右攝像頭攝取的圖像中，每個圖元都對應有深度的資訊，旋轉模組根據獲取模組獲取的圖像中圖元深度的資訊將左視圖圖像和右視圖圖像中的使用者與背景進行分離，將該左視圖圖像對應的三維視圖繞第一豎直軸旋轉第一角度而調整為使用者為正面面對左攝像頭時的第一三維視圖，將該右視圖圖像對應的三維視圖繞第二豎直軸旋轉第二角度而調整為使用者為正面面對右攝像頭時的第二三維視圖，並截取兩個三維視圖而分別獲得對應的第一正面視圖和第二正面視圖。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之用於視頻通信系統的圖像處理器，其中，合成模組合成的使用者正面完整輪廓及完整背景正對的合成視圖被發送至遠端用戶或呈現給本地用戶。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之用於視頻通信系統的圖像處理器，其中，該圖像處理器還包括一修正模組，用於對該合成後的視圖進行格式修正，使得該合成後的視圖適合顯示。
  5. 一種視頻通信裝置，該視頻通信裝置一圖像處理器，該圖像處理器用於對左攝像頭和右攝像頭分別攝取的圖像進行圖像處理，該左攝像頭能從相應的角度採集包括使用者整體輪廓的至少一半輪廓的左視圖圖像，該右攝像頭能從相應的角度採集包括使用者整體輪廓的至少另一半輪廓的右視圖圖像，該圖像處理器包括：
    獲取模組，獲取該左攝像頭和右攝像頭分別攝取的左視圖圖像和右視圖圖像；
    旋轉模組，將該左視圖圖像和右視圖圖像進行旋轉處理分別獲得對應的第一正面視圖和第二正面視圖，其中，第一正面視圖為使用者正面面對左攝像頭時對應的視圖，第二正面視圖為使用者正面面對右攝像頭時對應的視圖；
    截取模組，判斷並截取第一正面視圖中使用者正面的一半完整輪廓及對應背景構成的視圖而獲得第一半邊正面視圖，截取第二正面視圖中使用者正面的另一半完整輪廓及對應背景構成的視圖而獲得第二半邊正面視圖；
    合成模組，將該截取的第一半邊正面視圖和第二半邊正面視圖進行合成，得到使用者正面完整輪廓及完整背景的合成視圖。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之視頻通信裝置，其中，該左攝像頭和右攝像頭為具有深度測量功能的攝像頭，該左攝像頭和右攝像頭攝取的圖像中，每個圖元都對應有深度的資訊，旋轉模組根據獲取模組獲取的圖像中圖元深度的資訊將左視圖圖像和右視圖圖像中的使用者與背景進行分離，將該左視圖圖像對應的三維視圖繞第一豎直軸旋轉第一角度而調整為使用者為正面面對左攝像頭時的第一三維視圖，將該右視圖圖像對應的三維視圖繞第二豎直軸旋轉第二角度而調整為使用者為正面面對右攝像頭時的第二三維視圖，並截取兩個三維視圖而分別獲得對應的第一正面視圖和第二正面視圖。
  7. 如申請專利範圍第5項所述之視頻通信裝置，其中，合成模組合成的使用者正面完整輪廓及完整背景正對的合成視圖被發送至遠端用戶或呈現給本地用戶。
  8. 如申請專利範圍第5項所述之視頻通信裝置，其中，該圖像處理器還包括一修正模組，用於對該合成後的視圖進行格式修正，使得該合成後的視圖適合顯示。
  9. 一種用於視頻通信系統的圖像處理方法，用於對左攝像頭和右攝像頭分別攝取的圖像進行圖像處理，該左攝像頭能從相應的角度採集包括使用者整體輪廓的至少一半輪廓的左視圖圖像，該右攝像頭能從相應的角度採集包括使用者整體輪廓的至少另一半輪廓的右視圖圖像，其改良在於，該圖像處理方法包括步驟：
    獲取該左攝像頭和右攝像頭分別攝取的左視圖圖像和右視圖圖像；
    將該左視圖圖像和右視圖圖像進行旋轉處理分別獲得對應的第一正面視圖和第二正面視圖，其中，該第一正面視圖為使用者正面面對左攝像頭時對應的視圖，第二正面視圖為使用者正面面對右攝像頭時對應的視圖；
    判斷並截取第一正面視圖中的使用者的正面的一半完整輪廓及對應背景構成的視圖而獲得第一半邊正面視圖，判斷並截取第二正面視圖中使用者的正面的另一半完整輪廓及對應背景構成的視圖而獲得第二半邊正面視圖；
    將該截取的第一半邊正面視圖和第二半邊正面視圖進行合成，得到使用者正面完整輪廓及完整背景的合成視圖。
  10. 如申請專利範圍第9項所述之用於視頻通信系統的圖像處理方法，其中，該左攝像頭和右攝像頭為具有深度測量功能的攝像頭，該左攝像頭和右攝像頭攝取的圖像中，每個圖元都對應有深度的資訊，“將該左視圖圖像和右視圖圖像進行旋轉處理分別獲得對應的第一正面視圖和第二正面視圖”的步驟具體為：根據獲取的圖像中圖元深度的資訊將左視圖圖像和右視圖圖像中的使用者與背景進行分離，將該左視圖圖像對應的三維視圖繞第一豎直軸旋轉第一角度而調整為使用者為正面面對左攝像頭時的第一三維視圖，將該右視圖圖像對應的三維視圖繞第二豎直軸旋轉第二角度而調整為使用者為正面面對右攝像頭時的第二三維視圖，並截取兩個三維視圖而分別獲得對應的第一正面視圖和第二正面視圖。
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