[发明专利]获取视差图像的平行摄像机阵列移位法

说明书

一、技术领域

本发明涉及立体拍摄技术以及数字图像处理技术。

二、背景技术

基于双目视差的立体显示器是一种重要的立体显示器，它利用人两眼观看到的视差图像在大脑中形成具有纵深感的立体图像，视差图像可以利用软件模拟立体摄像机阵列拍摄三维模型得到，也可以用实际的立体摄像机阵列拍摄现实世界的三维场景得到。立体摄像机阵列的摆放方式分为会聚摄像机阵列法和平行摄像机阵列法两种。会聚摄像机阵列法获取的视差图具有正、负水平视差，在立体显示器上可得到既有凸出显示屏外、又有凹进显示屏里的三维场景的再现显示效果，但是利用该方法获得的视差图像不仅具有水平视差，还有多余的垂直视差，并且图像边缘的清晰度下降，使得观看视疲劳增加。平行摄像机阵列法获取的视差图像没有垂直视差，但是三维场景都只有负水平视差，没有正水平视差，在立体显示器上得到只有凸出显示屏外、没有凹进显示屏里的三维场景的再现显示效果，这与观看者观看实际三维场景的纵深视觉习惯不一致，因此平行摄像机阵列法获取的视差图像不能实现三维场景的真实再现。

三、发明内容

本发明提出获取视差图像的平行摄像机阵列移位法，该方法采用平行摄像机阵列对三维场景进行拍摄，依据三维场景内容以及立体显示时所需的凹凸效果选择凸出和凹进显示器的两部分三维场景的分界面，以该分界面作为拍摄时的参考平面，将被拍摄的三维场景的每个点的水平视差都减去参考平面的水平视差，即将每个摄像机获取的视差图像进行相应的平移处理，最后截取用于立体显示所需的图像部分，即可获得立体显示所需的具有正、负水平视差的视差图像。

平行摄像机阵列移位法具体描述如下。

如附图1所示，N个(图中只画出了3个，标号分别为C₁、C₂、C_k)摄像机组成的平行摄像机阵列对三维场景进行拍摄，参考平面为M，立体显示器需要的视差图像大小为H×V，拍摄大小为H′×V的视差图像，H′由式(1)计算得到，

H′=2·tan(θ/2)·LM·H2·tan(θ/2)·LM-(N-1)·D---(1)]]>

其中θ是摄像机的水平视角，L_M为参考平面M与摄像机阵列的距离，D是摄像机间距。

参考平面M的水平视差ΔX′_M由式(2)计算得到。