[发明专利]基于双目相机的光栅立体印刷图像合成方法

说明书

技术领域

本发明属于印刷技术领域，特别的提供了一种基于双目相机的光栅立体印刷图像合成方法，输出的光栅立体图像，用裸眼就可看到较好的立体效果。

背景技术

现有光栅立体合成技术主要分为基于单幅图像立体合成和基于序列视差图像立体合成。基于单幅图像的立体合成技术主要适用于制作单幅原稿图像的立体印刷产品，但是，由于单幅图像不含有场景的三维信息，这要求操作人员必须凭借自身经验赋予场景中的景物相应的三维深度信息，如果深度信息赋予错误，将大大影响立体图像的质量，而且单幅图像立体化操作要依靠Photoshop、PsdTo3d等专业软件，这要求操作人员要熟悉这些软件，并且在复杂繁琐的操作过程中，操作人员不能出错，因此，单幅图像立体合成技术具有制作难度大，周期长，专业性强等缺点。基于序列视差图像的立体合成方法，在获取序列视差图像时可以使用多镜头立体相机拍摄或基于单镜头移动拍摄。但是，多镜头相机对制作工艺要求非常高，必须保证每个成像系统的各种参数之间的误差控制在一定范围内，这使得相机造价相当高，很难推广。而单镜头移动拍摄需要借助导轨，让单镜头相机在导轨上移动，对物体进行等间距拍摄而且只能拍摄静物。因此，单镜头相机采集序列视差图时对导轨有依赖性，对拍摄主体有要求，也不利于推广。

发明内容

为了克服单幅图像立体合成操作繁琐以及序列视差图像立体合成时所需设备造价高，或依赖导轨，只适用于拍摄静物等缺陷，本发明提供了基于双目相机的光栅立体印刷图像合成方法。

本发明提供的技术方案为一种基于双目相机的光栅立体印刷图像合成方法，包括以下步骤：

步骤1，用双目相机拍摄场景得到双目图像对，所述双目图像对包括左视图和右视图；

步骤2，获得双目图像深度图，包括左视差图和右视差图；

步骤3，构建图像序列，包括以双目图像对的左视图为图像序列中最左的序列视差图像，以双目图像对的右视图为图像序列中最右的序列视差图像，生成位于左视图和右视图之间的多幅序列视差图像，实现方式如下，

设图像序列对应的总镜头光心数为m+1，Cl为第一个镜头光心，对应左视图，Cr为最后一个镜头光心，对应右视图，b为镜头光心Cl、Cr的距离；左视图记为L，右视图记为R，左视差图记为D_L，右视差图记为D_R，设对应位于左视图L和右视图R之间的某幅序列视差图像T的镜头光心Ct位于镜头光心Cl、Cr之间，其中从Cl到Ct的总镜头光心数有n+1个，镜头光心Ct与镜头光心Cl的距离为(n/m)×b，x_l、x_r、x_t分别表示场景中的一点P在Cl、Ct、Cr相应成像平面的成像点的X轴坐标值，视差d＝x_l-x_r，当序列视差图像T距离左视图L较近时，利用左视图L和左视差图D_L以及公式计算左视图L中每个点的横坐标在序列视差图像T中的位置，点的纵坐标不变，从而获得序列视差图像T的初始图像，然后对序列视差图像T中没有赋值的点信息，利用右视图R和右视差图D_R以及公式进行补充，形成完整的序列视差图像T；当序列视差图像T距离右视图R较近时，利用右视图R和右视差图D_R以及公式计算右视图R中每个点的横坐标在序列视差图像T中的位置，点的纵坐标不变，从而获得序列视差图像T的初始图像，然后对序列视差图像T中没有赋值的点信息，利用左视图L和左视差图D_L以及公式进行补充，形成完整的序列视差图像T；

步骤4，根据图像序列合成光栅立体图像；

步骤5，调整光栅立体图像分辨率，以打印机为输出设备，以柱镜光栅为载体，将光栅立体图像输出。

而且，步骤2的实现方式包括，利用Mean shift算法对双目图像对进行色彩分割；利用差值绝对值和函数作为测度函数，计算每个像素的匹配代价；通过基于色彩分割的匹配代价聚集，使用WTA算法以左视图为目标图、右视图为参考图计算每个像素的视差值得到一张初始视差图，以右视图为目标图、左视图为参考图计算每个像素的视差值得到另一张初始视差图；通过图像中值滤波对两张初始视差图进行优化，对比两张初始视差图的图像中值滤波结果，将不一致的视差值修正为两个视差值之间较小值，得到优化后的左右两张视差图。

而且，步骤4的实现方式包括，