[发明专利]用于支持立体呈现的图像处理

说明书

技术领域

本发明涉及立体呈现，并且更具体地涉及支持立体呈现的图像数据的处理。

背景技术

立体显示器允许呈现由用户感知为三维(3D)图像的图像。为此，立体显示器在不同的方向上引导来自图像的特定子像素的信息，从而使得查看者可以用每只眼睛看到不同的图片。如果图片足够类似，则人脑会假设查看者正在观看单个物体，并且将两个图片上的匹配点融合在一起以创建感知到的单个物体。人脑会根据左眼和右眼输入来匹配相似的邻近点。在这些点的位置上的小的水平差可以被表示为差异，从而允许眼睛会聚于该点，并且相对于在眼睛之间感知到的差异，构建场景中每个物体的深度的感知。这使得大脑能够将图片融合成单个感知到的3D物体。

例如，可以通过拍摄多个二维图像并且通过将图像的像素组合成用于在立体显示器上呈现的单个图像的子像素来获得用于3D图像的数据。

在一种备选方案中，布置在彼此相对小的预先指定的距离处的两个照相机拍摄用于3D呈现的二维图像。

如从常规二维(2D)图像处理得知的，每个照相机通常包括向所捕获的图像应用图像处理的图像链(image chain)。

利用图像边缘裁切的欧几里德图像偏移(image shift)被应用于经处理的图像，以便将零位移平面(zero displacement plane)或零差异平面(ZDP)移动到位于虚拟场景的中间，从而聚合图像。然后通过交织来组合图像以形成3D呈现。

在ZDP的上下文中，差异是在左边图像上所表示的点和在右边图像上所表示的点之间的差的水平线性测量。对于该差异存在不同的测量，例如，眼睛的弧分(arc-min)、屈光度限制、显示器的最大差异、物体所处显示器之外的距离，等等。这些测量都在几何上彼此相关，但是，对于特定的观察几何结构(viewing geometry)来说，利用一个测量如此确定该差异也为任何其它测量定义了差异。当用平行的照相机来拍摄两个图片时，对于在无穷远处的物体，照相机取得图片之间的零角度差异，而对于近处物体，照相机取得图片之间的最大角度差异，也就是，最大数目的像素差异，这取决于物体的接近度和照相机间隔以及其它因素，像照相机分辨率、视场(FOV)、变焦和镜头特性。因此，由两个平行照相机拍摄的两个输入图像之间的水平差异的范围从零到最大差异。在显示器侧，存在特定的观察几何结构，其定义了例如所允许的屈光度失配，这与最大会聚角有关并且因而与该场景上的最大差异有关。

图像裁切移除了图像的非重叠部分，并且由于欧几里德图像偏移，在ZDP中两个图像的剩余像素具有相同的索引。在ZDP中，XY平面中的所有点均位于左图像和右图像上的相同位置处，促成了将要在屏幕的平面中感知物体的效果。ZDP通常被调整到虚拟场景的中间附近，并且表示出现在屏幕的深处的物体的深度。具有正差异的物体出现在屏幕的前面，而具有负差异的物体出现在屏幕的后面。水平的欧几里德偏移移动ZDP并且相应地改变相对其而言的所有物体差异，由此在充裕的虚拟观察空间(CVVS，comfortable virtual viewing space)中就其整体而言向前或向后移动场景。

在显示器侧，差异的范围可以从针对出现在后限制平面(BLP)的物体的负的最大值，到针对出现在前限制平面(FLP)的物体的最大正值。FLP和BLP因而在虚拟空间中提供了关于以下内容的限制：虚拟物体可以出现在屏幕的前面多远处或在屏幕的后面多远处。

由于在立体成像中，同时观察并相互比较左图像和右图像，因此很容易检测到图像之间最细微的差别。这使得立体成像很容易受到对于在标准2D呈现中甚至不会注意到的图像之间的差别进行测定的影响。在人脑假设从一个3D物体导出两个图像的情况下，人脑对图像进行比较，寻找出细微的不同。例如，在2D成像中可能不会注意到造成物体的一个像素偏移的假象，但是在立体视法中，它可以表示物体在无穷远处和在100m远处之间的差别。而且，在gamma(伽马)、对比度、色平衡和/或锐度等上的差别变得很容易被检测到，并且可以造成严重负面的令人厌恶的感觉。例如，虽然在2D摄影中高达一个f制光圈(f-stop)的不正确曝光并不是至关重要的，但是在立体图像对(stereo image pair)中，这样的差别可能造成变化的眼疲劳度和/或对创建得很差的内容的厌恶，从而降低了立体观察体验。

因而，除了由于不同的视点所造成的视差之外，针对左眼和右眼的图像应当理想地不具有任何差别。