[发明专利]一种实时立体图像生成系统

权利要求书

1.一种实时立体图像生成系统，包括多视点生成模块、缓存模块和立 体图像合成模块，其特征在于：

所述多视点生成模块包括N个并行的基于深度图像绘制处理单元，其 中N＝x²，x为大于1的正整数，每一所述基于深度图像绘制处理单元根据原 始图和视差图生成虚拟视点图像并发送至所述缓存模块中，同时发送指示 所述虚拟视点图像绘制完成的信号至所述立体图像合成模块；

所述缓存模块包括N个并行的双端口双缓存单元，分别接收并存储所 述多视点生成模块生成的N个所述虚拟视点图像，其中每一双端口双缓存 单元包括两个深度为所述虚拟视点图像宽度、位宽与所述原始图的颜色深 度一致的双端口RAM，所述两个双端口RAM组成双缓冲结构来实现乒乓操作， 以实现对所述虚拟视点图像的流水处理；以及

所述立体图像合成模块包括像素计数器及立体图像生成单元，所述像 素计数器接收所述指示虚拟视点图像绘制完成的信号后，将其计数作为地 址输入到所述缓存模块，所述立体图像生成单元从所述缓存模块中读取地 址为所述计数的存储单元所存储的虚拟视点图像数据，将所述N个虚拟视 点图像合成为1个立体图像进行输出。

2.如权利要求1所述的实时立体图像生成系统，其特征在于，所述每 个基于深度图像绘制处理单元包括：

视点映射模块，包括坐标计算单元、zbuf缓存单元和视差查找单元， 所述坐标计算单元依据各像素点在所述视差图中的灰度值计算出所述各像 素点在所述虚拟视点图像中对应的坐标值，逐行地完成从参考视点到虚拟 视点的映射；所述zbuf缓存单元由2个深度为所述虚拟视点图像宽度，位 宽为所述视差图灰度位数的单端口RAM组成，用于存储zbuffer算法结果； 所述视差查找单元由一个容量与所述视差图的像素灰度级数一致的ROM构 成，用于完成从视差值到视差函数的计算；

空洞标记缓存模块，由两个深度为所述虚拟视点图像宽度、位宽为1 位的双端口RAM组成，用于存储非空洞标记；

虚视点缓存模块，由两个深度为所述虚拟视点图像宽度、位宽与所述 原始图颜色深度一致的双端口RAM组成，用于存储所述视点映射模块完成 映射后的所述虚拟视点图像数据，其中，所述两个双端口RAM组成双缓冲 结构来实现乒乓操作；以及

空洞填补模块，包括空洞修复单元和空洞查找单元，所述空洞查找单 元读取所述空洞标记缓存模块存储的所述非空洞标记，并将所述原始图中 非空洞像素的坐标值输出给所述空洞修复单元，所述空洞修复单元依据所 述坐标值进行空洞填补。

3.如权利要求2所述的实时立体图像生成系统，其特征在于，所述坐 标计算单元根据基于深度图像绘制算法得到的简化等价公式计算得到所述 虚拟视点图像，所述简化等价公式为：

VIR_n(u0+DEEP(DIS(u0,v0))×n,v0)＝ORI(u0,v0)

其中，VIR_n表示所述虚拟视点图像的像素矩阵，ORI(u0,v0)表示所述 原始图的像素矩阵；所述原始图n＝0，所述原始图相邻左侧m个虚拟视点图 像n＝-1～-m，所述原始图相邻右侧y个虚拟视点图像n＝1～m,m为整数， 当N为奇数时m＝(N-1)/2，当N为偶数时m＝N/2；u0、v0分别表示所述原 始图中像素点的横纵坐标；DIS(u0,v0)表示坐标点(u0,v0)点的视差值， DEEP(DIS(u0,v0))表示坐标点(u0,v0)点的深度值。

4.如权利要求2或3所述的实时立体图像生成系统，其特征在于，所 述zbuffer算法为根据所述坐标计算单元从所述视差图某像素点计算出的 坐标结果，读取并判断所述zbuf缓存单元里地址为所述坐标结果的单元是 否已经存在视差记录，如果存在，则将所述zbuf缓存单元里的视差与当前 计算所采用的视差进行比较，将视差较小的像素点所在坐标作为所述虚拟 视点图像中所述某像素点的来源点坐标，并在所述zbuf缓存单元里地址为 所述坐标结果的单元里记录下计算所采用的视差值。