[发明专利]基于不同相机间距的立体图像克隆方法

说明书

本发明属于图像处理技术领域，为提出针对相机间距不一致时的立体图像克隆算法。本发明采用的技术方案是，基于不同相机间距的立体图像克隆方法,首先进行图像预处理，之后处理用户绘制的轮廓以便进行后续的网格变形，之后通过调整视差来调整立体图像克隆区域的形状和大小，最后将调整后的立体图像克隆区域融合到目标图像中。本发明主要应用于图像处理场合。

技术领域

本发明属于图像处理技术领域，具体讲,涉及一种基于不同相机间距的立体图像克隆算法。

背景技术

随着3D电影和电视等3D媒体的增加，3D内容受到了用户的广泛关注。因此，一旦用户能够很方便地接触到3D相机和3D显示设备，就会希望能够像编辑2D图像一样编辑3D图像，然而，将2D图像编辑的方法直接应用到3D图像，往往不能产生令人舒适愉悦的视觉体验。

目前，关于2D图像克隆已经有很多成熟的算法，然而3D图像克隆面临着许多新的挑战：1)3D图像相比2D图像增加了深度约束，因此，为了保证立体图像克隆过程中的深度一致性，需要对克隆区域的大小和形状进行调整。2)为了舒适的视觉体验，需要保持左视点图像和右视点图像之间的对应关系。

目前，已有部分研究人员对立体图像克隆进行了研究。Lo等人提出了一种3D复制和粘贴的方法，需要精确分割源图像中的待克隆对象，并将其粘贴到目标图像中。Luo等人提出了一种基于透视感知变形的无缝立体图像克隆算法，该算法不需要对源图像中的待克隆区域进行精确分割，可以处理具有模糊边界、不易分割的克隆对象。然而，在立体图像克隆的过程中，上述研究都假设拍摄源图像和拍摄目标图像的立体相机的相机间距是一致的。然而，实际中，拍摄源图像和拍摄目标图像的立体相机的相机间距往往不一致，因此，相机间距不一致时的立体图像克隆问题亟待解决。

发明内容

为克服现有技术的不足，本发明旨在提出针对相机间距不一致时的立体图像克隆算法。本发明采用的技术方案是，基于不同相机间距的立体图像克隆方法,首先进行图像预处理，之后处理用户绘制的轮廓以便进行后续的网格变形，之后通过调整视差来调整立体图像克隆区域的形状和大小，最后将调整后的立体图像克隆区域融合到目标图像中。

图像预处理具体步骤是，计算源图像和目标图像的视差图，同时为源图像和目标图像构建四边形网格，构建方式如下：首先用一个均匀网格M^l＝(V^l,E^l,F^l)表示源图像的左视点图像，其中V^l表示左视点图像的网格顶点，E^l表示左视点图像的网格边，F^l表示左视点图像的网格四边形，之后根据源图像的视差图构建源图像右视点图像的网格M^r＝(V^r,E^r,F^r)，其中，V^r表示右视点图像的网格顶点，E^r表示右视点图像的网格边，F^r表示右视点图像的网格四边形。

轮廓处理具体步骤是，结合源图像的左视点图像的初始均匀网格对用户绘制的任意轮廓进行调整，使新轮廓为包含用户绘制轮廓的最小矩形轮廓，其中矩形轮廓的四个角点均为源图像的左视点图像的初始均匀网格中的网格顶点，在获得源图像的左视点图像的新轮廓之后，根据源图像视差图获得源图像的右视点图像的新轮廓，轮廓包围区域即为源图像克隆区域。

调整视差来迭代调整立体图像克隆区域的形状和大小即迭代优化变形，具体步骤是，

1)视差调整

调整方式如下：采用源图像克隆区域的视差图梯度场作为求解下式的引导场G₀，同时迫使调整后的源图像克隆区域边缘的视差和目标立体图粘贴区域边缘的视差相同，通过求解下述加权泊松等式的最小值获得调整后的源图像克隆区域的视差图