[发明专利]一种2D转3D技术中易于硬件实现的运动向量提取方法

说明书

技术领域

本发明属于视频图像处理技术领域，具体涉及一种2D转3D技术中易于硬件实现的运动向量提取方法。

背景技术

2D转3D技术可应用于头戴式立体显示器，3D电视，3D显示器等，实现数字视频信号从2D格式转换为3D格式的功能，旨在输出足够亮度，不发生闪烁的稳定高素质3D影像。2D转3D技术，经过深度图提取，立体模型生成，3D视频合成，缩放及画质处理等过程从而完成2D视频信号，向特定分辨率的3D视频信号的转换。应用2D转3D芯片的立体显示器及电视现在处于发展的初始阶段，但获得长足发展是大势所趋，可以真正实现随身3D影院的目标。

在2D转3D的过程中，首先需要从已有2D视频中提取出物体的深度信息，再结合深度信息和已有一路视频生成另一路视频。在提取深度信息的过程中，运动向量是非常重要的一个信息。为了进行实际的实现，我们需要一种易于硬件实现的运动向量提取方法。

现有的运动向量检测算法多为全图进行分块匹配，运算复杂度较大。同时，在实际视频中的运动，由于连续两帧时间间隔非常短，基本可以认为是刚体的线性运动，因此，本发明中认为同一个刚体的运动向量是相同的，将运动向量检测与图像分割结合起来，仅对处在物体边缘的块就行运动匹配，再通过图像分割将运动向量赋给所有的块。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺陷，本发明的目的在于提供一种2D转3D技术中易于硬件实现的运动向量提取方法，提取图像中运动物体边缘上的运动向量，对于非边缘的块，通过计算确定其运动向量，在获得准确运动向量检测结果的基础上，不仅可以节省运算时间，而且相较于全图像直接匹配的方法，极大地减小了运算量，便于在硬件上的实现。

为了达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种2D转3D技术中易于硬件实现的运动向量提取方法，包括以下步骤：

步骤一、对于处在图像中物体边缘上的块提取运动向量

要获取图像的运动向量，首先对图像进行边缘提取的操作，然后对于输入的连续两帧的图像中处于物体边缘的块进行块匹配，得到它们的运动向量；

步骤二、对图像进行分层

对图像进行分层，分为亮度分层与色度分层两个方面，亮度分层方面，首先提取出图像的亮度信息，再对其进行灰度分层，色度分层方面，首先将图像转换为HSV格式，然后提取色度信息，经过处理后对其进行分层，最后，当分别完成两种分层后，再对两种不同分层方式的结果进行综合，完成对图像的分层；

步骤三、对图像进行连通域标记

所谓连通域标记，是指对图像中像素做标记，找出图像的连通区域，对图像进行连通域标记，首先读入已经完成分层的图像，对其进行中值滤波，完成图像的减噪处理，接下来对处理过的图像分区域进行连通域标记，在标记过程中，每个像素点分别与其左方及上方，右上方三像素点比较，从而找出图像中连通的区域；

步骤四、结合步骤一和步骤三生成运动向量图

连通域标注完毕后，与提取出的运动向量相结合，由于连续两帧间的时间非常短，运动物体可以认为是刚体运动，即相邻帧中物体的形态没有显著变化，因而刚体整体具有单一的运动向量，对于一个固定的连通域，将该连通域中处于图像边缘上的点的运动向量求取均值，并赋给整个连通域，认为这是他们共同的运动向量，这种方法同时减少了刚体内部进行块匹配时的匹配误差。

本发明是一种易于硬件实现的高效运动向量提取方法，在提取图像的运动向量时，相较于被普遍采用的全图进行运动匹配的方法，本发明仅在边缘部位进行了匹配，很大程度上减少了运算复杂度及运算量，而且提高了查找运动向量的准确度，易于在硬件上的实现。

附图说明

图1是本发明的整体流程框图。

图2是提取处在运动物体边缘块的运动向量的示意图。

图3是对图像进行分层模块B的示意图。

图4是对图像进行连通域标记模块C的示意图。

图5是生成最终运动向量图模块D的示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行进一步的详细说明，

一种2D转3D技术中易于硬件实现的运动向量提取方法，包括以下步骤：参见图1，步骤一、提取物体边缘的运动向量；步骤二、对图像进行分层；步骤三、对图像进行连通域标记；步骤四、结合步骤一和步骤三生成运动向量图。

步骤一、提取图像边缘的运动向量