TWI432883B - 立體取像方法、立體影像攝影機、與立體影像攝影機水平校正機台 - Google Patents
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Description
本發明係有關於一種立體取像技術,特別有關於立體影像之左、右眼影像的水平校正。
立體影像通常需要兩台攝影機模擬人的左右眼效果。然而,機構誤差可能導致左眼攝影機所拍攝到的左眼影像與右眼攝影機所拍攝到的右眼影像不對應同一水平面-例如,拍攝物在左眼畫面偏下方、在右眼畫面偏上方(如第4圖所示)。此誤差會導致立體成像不佳,需校正之。
本發明揭露一立體取像方法、一立體影像攝影機與一立體影像攝影機水平校正機台。
根據本發明一種實施例所實現的一立體取像方法包括:以一左眼攝影機拍攝一左眼影像、且以一右眼攝影機拍攝一右眼影像;比對上述左、右眼影像,以估算上述左、右眼影像的水平相似範圍;在上述左、右眼影像的上述水平相似範圍內再度比對上述左、右眼影像,以估算上述左、右眼影像的垂直相似範圍;以及根據上述左、右眼影像的上述垂直相似範圍垂直位移上述左、右眼影像,使上述左、右眼影像水平對齊,供形成一立體影像。
根據本發明一種實施方式所實現的立體影像攝影機包括:一左眼攝影機、一右眼攝影機、以及一控制模組。該控制模組係用於:控制該左眼攝影機拍攝一左眼影像、且控制該右眼攝影機拍攝一右眼影像;比對上述左、右眼影像以估算上述左、右眼影像的水平相似範圍;在上述左、右眼影像的上述水平相似範圍內再度比對上述左、右眼影像以估算上述左、右眼影像的垂直相似範圍;且根據上述左、右眼影像的上述垂直相似範圍垂直位移上述左、右眼影像,使上述左、右眼影像水平對齊,供形成一立體影像。
根據本發明一種實施方式所實現的一立體影像攝影機水平校正機台包括:一連結座以及耦接該連結座的一運算單元。該連結座使一取像模組連結該立體影像攝影機水平校正機台。該取像模組用於拍攝一立體影像所需的一左眼影像以及一右眼影像。該運算單元係用於:接收該取像模組所拍攝的該左眼影像以及該右眼影像;比對上述左、右眼影像以估算上述左、右眼影像的水平相似範圍;在上述左、右眼影像的上述水平相似範圍內再度比對上述左、右眼影像以估算上述左、右眼影像的垂直相似範圍;且根據上述左、右眼影像的上述垂直相似範圍設定該取像模組的一左眼影像垂直位移參數以及一右眼影像垂直位移參數,使該取像模組所拍攝之左、右眼影像得以根據上述左、右眼影像垂直位移參數垂直位移至水平對齊。
為使本發明之上述目的、特徵和優點能更明顯易懂,下文特舉實施例,並配合所附圖示,詳細說明如下。
第1圖以流程圖圖解根據本發明一種實施方式所實現的一立體取像方法。步驟S102以一左眼攝影機拍攝一左眼影像、且以一右眼攝影機拍攝一右眼影像。步驟S104比對上述左、右眼影像,以估算上述左、右眼影像的水平相似範圍。步驟S106在上述左、右眼影像的上述水平相似範圍內再度比對上述左、右眼影像,以估算上述左、右眼影像的垂直相似範圍。步驟S108根據上述左、右眼影像的上述垂直相似範圍垂直位移上述左、右眼影像,使上述左、右眼影像水平對齊,供形成一立體影像。
第2圖以一流程圖更加說明步驟S104的一種實施方式的詳細程序。步驟S202分別計算步驟S102所拍攝之左、右眼影像的垂直投影量。步驟S204提供一階微分運算,對該左眼影像的上述垂直投影量作一階微分,且對該右眼影像的上述垂直投影量也作一階微分。步驟S206對上述左、右眼影像之垂直投影量之一階微分進行位移比對,以求得上述左、右眼影像的上述水平相似範圍。在另外一種實施方式中,也可不作一階微分運算,直接對上述左、右眼影像之垂直投影量進行位移比對(即略去步驟S204),以比對結果求得上述左、右眼影像的上述水平相似範圍。
第3圖以一流程圖更加說明步驟S106的一種實施方式的詳細程序。步驟S302在步驟S104所求得的左、右眼影像水平相似範圍內分別計算上述左、右眼影像的水平投影量。步驟S304提供一階微分運算,對該左眼影像的上述水平投影量作一階微分,且對該右眼影像的上述水平投影量亦作一階微分。步驟S306對上述左、右眼影像之水平投影量之一階微分進行位移比對,以求得上述左、右眼影像的上述垂直相似範圍。在另外一種實施方式中,也可不作一階微分運算,直接對上述左、右眼影像之水平投影量進行位移比對(即略去步驟S304),以比對結果求得上述左、右眼影像的上述垂直相似範圍。
第4圖至第7圖舉例說明本案技術。
第4圖顯示未經過水平校正的一左眼影像LI以及一右眼影像RI,兩影像間存在高低差Δh。
第5A圖顯示左眼影像LI以及右眼影像RI經過步驟S202以及S204處理後的結果。垂直投影量的一種實施方式是分行計算畫素資料平均-例如,將第一行第一至第480列的畫素資料累加求平均,即可得第一行畫素之垂直投影量。一階微分的一種實施方式是將第n行畫素的垂直投影量減去第(n-1)行畫素的垂直投影量,顯示垂直投影量於各行間的變化量。特別聲明之,在其他實施方式中,垂直投影量與一階微分技術也以其他變形實現。
第5B圖係第5A圖波形經步驟S206「位移比對操作」後的結果。位移比對操作的一種實施方式是位移第5A圖之波形LI(或RI)一位移量,再比對位移後的波形LI(或RI)與另一波形RI(或LI)之間的相似度。圖中實施例是以數值低者代表相似度高。
根據第5B圖相似指數低點所對應之位移量,第5C圖圖解左眼影像LI與右眼影像RI之水平相似範圍。
第6A圖顯示在第5C圖所標示之水平相似範圍內,左眼影像LI以及右眼影像RI經過步驟S302以及S304處理後的結果。水平投影量的一種實施方式是分列計算畫素資料平均-例如,將第一列第一至第640行的畫素資料累加求平均,即可得第一列畫素之水平投影量。一階微分的一種實施方式是將第n列畫素的水平投影量減去第(n-1)列畫素的水平投影量,顯示水平投影量於各列間的變化量。特別聲明之,在其他實施方式中,水平投影量與一階微分技術也以其他變形實現。
第6B圖係第6A圖波形經步驟S306「位移比對操作」後的結果。位移比對操作的一種實施方式是位移第6A圖之波形LI(或RI)一位移量,再比對位移後的波形LI(或RI)與另一波形RI(或LI)之間的相似度。圖中實施例是以數值低者代表相似度高。第6B圖相似指數低點所對應之位移量係用於估算左眼影像LI與右眼影像RI之垂直相似範圍。
第7圖顯示基於以上方式所求出的垂直相似範圍水平校正後的左眼影像LI’以及右眼影像RI’。比較第4圖與第7圖,左眼影像LI向上位移Δh1後調整為LI’,右眼影像RI向下位移Δh2後調整為RI’。高低差Δh由以上垂直位移Δh1、Δh2補償。左、右眼影像水平對齊,得以完美形成一立體影像。
第8圖圖解根據本發明一種實施方式所實現的一立體影像攝影機800。立體影像攝影機800包括:一左眼攝影機802、一右眼攝影機804、以及一控制模組806。控制模組806係組態於:控制該左眼攝影機802拍攝一左眼影像、且控制該右眼攝影機804拍攝一右眼影像;比對上述左、右眼影像以估算上述左、右眼影像的水平相似範圍;在上述左、右眼影像的上述水平相似範圍內再度比對上述左、右眼影像以估算上述左、右眼影像的垂直相似範圍;且根據上述左、右眼影像的上述垂直相似範圍垂直位移上述左、右眼影像,使上述左、右眼影像水平對齊,供形成一立體影像。
在第8圖所示實施方式中,該控制模組806包括:一左眼攝影機控制晶片812、一右眼攝影機控制晶片814、以及連結上述左、右眼攝影機控制晶片812與814的一運算單元816。左眼攝影機控制晶片812控制該左眼攝影機802拍攝該左眼影像。右眼攝影機控制晶片814控制該右眼攝影機804拍攝該右眼影像。運算單元816執行一軟體驅動器818實現上述水平相似範圍與垂直相似範圍之估算、以及上述左、右眼影像之水平對齊。在其他實施方式中,所述控制模組也可以其他方式實現,例如:軟體、硬體或軟硬體共同設計。
關於第8圖所示之立體影像攝影機800,其中該軟體驅動器818更可包括立體影像合成的功能。在包括螢幕820的立體影像攝影機800中,該軟體驅動器818更可驅動該螢幕820播放該立體影像。
第9圖圖解根據本發明一種實施方式所實現的一立體影像攝影機水平校正機台900,其中包括:一連結座902以及耦接該連結座902的一運算單元904。該連結座902使一取像模組906得以連結該立體影像攝影機水平校正機台900。該取像模組906用於拍攝一立體影像所需的一左眼影像以及一右眼影像,可包括第8圖所示之左眼攝影機802、右眼攝影機804以及左、右眼攝影機控制晶片812與
814。運算單元904用於接收該取像模組906所拍攝的該左眼影像以及該右眼影像,以進行一水平校正機制908。所述水平校正機制908包括:比對上述左、右眼影像以估算上述左、右眼影像的水平相似範圍;在上述左、右眼影像的上述水平相似範圍內再度比對上述左、右眼影像以估算上述左、右眼影像的垂直相似範圍;且根據上述左、右眼影像的上述垂直相似範圍設定該取像模組906的一左眼影像垂直位移參數以及一右眼影像垂直位移參數,使該取像模組906所拍攝之左、右眼影像得以根據上述左、右眼影像垂直位移參數垂直位移至水平對齊。設定好左、右眼影像垂直位移參數的取像模組906係用於組裝成第8圖所示之立體影像攝影機800。
雖然本發明已以較佳實施例揭露如上,然其並非用以限定本發明,任何熟悉此項技藝者,在不脫離本發明之精神和範圍內,當可做些許更動與潤飾,因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
800...立體影像攝影機
802、804...左、右眼攝影機
806...控制模組
812、814...左、右眼攝影機控制晶片
816...運算單元
818...軟體驅動器
820...螢幕
900...立體影像攝影機水平校正機台
902...連結座
904...運算單元
906...取像模組
908...水平校正機制
LI...左眼影像(與之相關數據)
LI’...垂直位移後的左眼影像
RI...右眼影像(與之相關數據)
RI’...垂直位移後的右眼影像
S102-S108...步驟
S202-S206...步驟
S302-S306...步驟
Δh...左、右眼影像LI、RI之高低差
以及
Δh1、Δh 2...對左、右眼影像所作之垂直位移量
第1圖以流程圖圖解根據本發明一種實施方式所實現的一立體取像方法;
第2圖以一流程圖更加說明步驟S104的一種實施方式的詳細程序;
第3圖以一流程圖更加說明步驟S106的一種實施方式的詳細程序;
第4圖顯示未經過水平校正的一左眼影像LI以及一右眼影像RI,兩影像間存在高低差Δh;
第5A圖顯示左眼影像LI以及右眼影像RI經過步驟S202以及S204處理後的結果;
第5B圖係第5A圖波形經步驟S206「位移比對操作」後的結果;
第5C圖顯示根據第5B圖相似指數低點所對應之位移量而估算出的左眼影像LI與右眼影像RI之水平相似範圍;
第6A圖顯示在第5C圖所標示之水平相似範圍內,左眼影像LI以及右眼影像RI經過步驟S302以及S304處理後的結果;
第6B圖係第6A圖波形經步驟S306「位移比對操作」後的結果;
第7圖顯示基於所揭露之垂直相似範圍水平校正過的左眼影像LI’以及右眼影像RI’;
第8圖圖解根據本發明一種實施方式所實現的一立體影像攝影機800;以及
第9圖圖解根據本發明一種實施方式所實現的一立體影像攝影機水平校正機台900。
S102-S108...步驟
Claims (10)
- 一種立體取像方法,包括:以一左眼攝影機拍攝一左眼影像、並且以一右眼攝影機拍攝一右眼影像;比對上述左、右眼影像,以估算上述左、右眼影像的水平相似範圍;在上述左、右眼影像的上述水平相似範圍內再度比對上述左、右眼影像,以估算上述左、右眼影像的垂直相似範圍;以及根據上述左、右眼影像的上述垂直相似範圍垂直位移上述左、右眼影像,使上述左、右眼影像水平對齊,供形成一立體影像。
- 如申請專利範圍第1項所述之立體取像方法,其中,上述估算水平相似範圍的步驟更包括:分別計算上述左、右眼影像的垂直投影量;對上述左、右眼影像之垂直投影量進行位移比對,以求得上述左、右眼影像的上述水平相似範圍。
- 如申請專利範圍第1項所述之立體取像方法,其中,上述估算水平相似範圍的步驟更包括:分別計算上述左、右眼影像的垂直投影量;對該左眼影像的上述垂直投影量作一階微分,且對該右眼影像的上述垂直投影量作一階微分;且對上述左、右眼影像之垂直投影量之一階微分進行位移比對,以求得上述左、右眼影像的上述水平相似範圍。
- 如申請專利範圍第1項所述之立體取像方法,其中,上述估算垂直相似範圍的步驟更包括:在上述左、右眼影像的上述水平相似範圍內,分別計算上述左、右眼影像的水平投影量;對上述左、右眼影像之水平投影量進行位移比對,以求得上述左、右眼影像的上述垂直相似範圍。
- 如申請專利範圍第1項所述之立體取像方法,其中,上述估算垂直相似範圍的步驟更包括:在上述左、右眼影像的上述水平相似範圍內,分別計算上述左、右眼影像的水平投影量;對該左眼影像的上述水平投影量作一階微分,且對該右眼影像的上述水平投影量作一階微分;且對上述左、右眼影像之水平投影量之一階微分進行位移比對,以求得上述左、右眼影像的上述垂直相似範圍。
- 一種立體影像攝影機,包括:一左眼攝影機;一右眼攝影機;以及一控制模組,控制該左眼攝影機拍攝一左眼影像、且控制該右眼攝影機拍攝一右眼影像,比對上述左、右眼影像以估算上述左、右眼影像的水平相似範圍,在上述左、右眼影像的上述水平相似範圍內再度比對上述左、右眼影像以估算上述左、右眼影像的垂直相似範圍,且根據上述左、右眼影像的上述垂直相似範圍垂直位移上述左、右眼影像,使上述左、右眼影像水平對齊,供形成一立體影像。
- 如申請專利範圍第6項所述之立體影像攝影機,其中該控制模組包括:一左眼攝影機控制晶片,控制該左眼攝影機拍攝該左眼影像;一右眼攝影機控制晶片,控制該右眼攝影機拍攝該右眼影像;以及連結上述左、右眼攝影機控制晶片的一運算單元,用以執行一軟體驅動器實現上述水平相似範圍與垂直相似範圍之估算、以及上述左、右眼影像之水平對齊。
- 如申請專利範圍第7項所述之立體影像攝影機,其中該軟體驅動器更合成該立體影像。
- 如申請專利範圍第8項所述之立體影像攝影機,更包括一螢幕,該螢幕在該軟體驅動器驅動下播放該立體影像。
- 一種立體影像攝影機水平校正機台,包括:一連結座,使一取像模組連結該立體影像攝影機水平校正機台,該取像模組用於拍攝一立體影像所需的一左眼影像以及一右眼影像;以及耦接該連結座的一運算單元,用以接收該取像模組所拍攝的該左眼影像以及該右眼影像,比對上述左、右眼影像以估算上述左、右眼影像的水平相似範圍,在上述左、右眼影像的上述水平相似範圍內再度比對上述左、右眼影像以估算上述左、右眼影像的垂直相似範圍,且根據上述左、右眼影像的上述垂直相似範圍設定該取像模組的一左眼影像垂直位移參數以及一右眼影像垂直位移參數,使該取像模組所拍攝之左、右眼影像得以根據上述左、右眼影像垂直位移參數垂直位移至水平對齊。
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