一种多视差图偏色校正方法.pdf

本发明涉及一种多视差图偏色校正的方法，其特征在于先在多幅视差图中选取一幅颜色真实的图像作为标准图，然后分别将标准视差图和偏色视差图进行从RGB到YUV的颜色空间转换，通过偏色视差图在YUV颜色空间下所有像素三个颜色校正系数KY，KU，KV，得到YUV颜色空间下待校正偏色图像的真实颜色灰度值，最后将得到的真实颜色灰度值从YUV转换到RGB颜色空间，从而实现任意多幅偏色视差图的校正。本发明可以实现任意多路视差图在合成立体图像之前的偏色校正，能改善自由立体显示器的效果，方法简单可行。

1.  一种多视差图偏色校正方法，它采用计算机数字图像处理技术对立体摄像系统得到的多幅视差图进行颜色偏色校正，其特征在于先在多幅视差图中选取一幅颜色真实的图像作为标准图来对其它视差图进行偏色校正，然后分别将标准视差图和偏色视差图进行从RGB到YUV的颜色空间转换，再分别计算标准视差图与偏色视差图在YUV颜色空间下所有像素YUV各通道值总和，并分别求出它们的YUV各通道值总和的比值，分别得到三个通道的颜色校正系数K_Y，K_U，K_V，再由求得的Y、U、V三通道的三个校正系数K_Y，K_U，K_V与偏色视差图每个像素的Y、U、V三通道的值分别相乘，得到YUV颜色空间下待校正偏色图像的真实颜色灰度值，最后，将得到的真实颜色灰度值从YUV转换到RGB颜色空间，从而实现任意多幅偏色视差图的校正。

一种多视差图偏色校正方法
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，特别是用于阵列式相机拍摄得到的多视差图的颜色校正。
二、技术背景
三维立体显示一直是人类的梦想，其中基于双目视差的多视点自由立体显示器是一种重要的三维立体显示器，它由二维平面显示器加装狭缝光栅或者柱面光栅而成，能使观看者感受到真实的三维效果。它的显示内容来自于多个角度拍摄到的场景图像，这些场景图像可以由3D建模软件生成，也可以是摄像机阵列从不同角度拍摄得到的多幅视差图。为了增加立体可视区域，需要设置的相机数量通常都比较多，一般会多达8个，甚至十几个以上。然而相机差异是必然存在的，即使它们是来至于同一品牌，如CCD滤色片、相机镜头光圈设置等都不可能完全一致，将对拍摄得到的视差图的颜色产生影响。同时，因相机在拍摄时摆放于不同的位置，拍摄环境也将对每个镜头产生不同的影响。受所有上述因素的影响，摄像机阵列中每个相机拍摄得到的图像将会存在颜色差异，有时这种颜色上的差异会很大，当多幅视差图进行合成之后，它会影响合成图的质量，这不仅使显示器的立体效果受到影响，严重时将使观看者产生视疲劳。因此，为了充分发挥多视点自由立体显示器的性能，在合成立体图像之前，对视差图预先进行颜色校正是十分必要的。
三、发明内容
为此，本发明的目的正是要解决相机阵列拍摄得到的多视差图之间的颜色差异问题，从而使立体显示器具有更加完美的立体显示效果。本发明是在多幅视差图中，选取其中一幅无偏色的标准视差图作为基准，来对其它偏色视差图依次进行颜色校正的。
首先，将标准视差图与偏色视差图进行RGB颜色空间到YUV颜色空间的转换，RGB颜色空间到YUV颜色空间的转换公式表示为：
y＝0.299×r+0.587×g+0.114×b
                                      (1)
u＝(-0.169)×r+(-0.332)×g+0.500×b+128
v＝0.500×r+(-0.419)×g+(-0.0813)×b+128
公式(1)中，r、g、b分别代表一幅视差图中某一像素在RGB颜色空间的灰度值，y、u、v分别代表经过转换后该像素的在YUV颜色空间的灰度值。
其次，分别计算Y、U、V通道的校正系数K_Y，K_U，K_V。
设标准视差图与偏色视差图大小是m×n。将标准视差图所有像素的Y通道灰度值的总和记为Y₁，任意像素的Y通道的灰度值记作y_1mn。偏色视差图所有像素Y通道的值的总和记作Y₂，任意像素的Y通道的值记作y_2mn。则：
Y1=Σm=1,n=1m,ny1mn---(2)]]>
Y2=Σm=1,n=1m,ny2mn---(3)]]>
设Y₁与Y₂的比值记为K_Y，下标y表示为偏色视差图的Y通道校正系数，则：
KY=Y1Y2---(4)]]>
将Y通道校正系数K_Y与偏色视差图中各像素Y通道的值y_2mn相乘，可得到校正后个各像素Y通道值y′_2mn，即：
y′_2mn＝K_Y×y_2mn    (5)
公式(5)中，y_2mn代表校正前偏色视差图某一像素Y通道的值，y′_2mn代表校正后该像素Y通道的值。
参照上述相同的过程，相应偏色视差图的U、V通道校正系数分别为K_U，K_V，这样可实现偏色视差图的U，V通道校正。
然后，在偏色视差图的颜色校正完成后，将校正后的视差图进行YUV到RGB的颜色空间转换。转换公式如下：
r＝y+1.4075×(v-128)
                                        (6)
g＝y+(-0.3445)×(u-128)+(-0.7169)×(v-128)
b＝y+1.7790×(u-128)
公式(6)中的y、u、v分别代表校正后视差图的某一像素在YUV颜色空间的灰度值，r、g、b代表颜色空间转换后该像素在RGB颜色空间的灰度值。完成了校正后视差图YUV颜色空间到RGB颜色空间的转换，也就完成了对一幅偏色视差图的颜色校正。
重复上述过程，从而可以实现对其它所有偏色视差图的颜色校正。
四、附图说明
图1为本发明一种多视差图偏色校正方法流程示意图。
五、具体实施方式
下面对本发明进行进一步说明，具体涉及一个8相机阵列多摄像机系统，所有相机均排列在一条直线上，每个相机的分辨率为m×n＝640×480，颜色为彩色，位深为8位，拍摄速度为视频速度。有必要在此指出的是，该实施例只用于本发明做进一步的说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，该领域技术熟练人员根据上述本发明内容对本发明做出一些非本质的改进和调整，仍属于本发明的保护范围。本发明一种多视差图偏色校正方法的具体实施过程是：
1、利用8相机系统对任一场景进行拍摄，然后从拍摄得到的8幅视差图中选取一幅颜色真实的视差图作为标准视差图；
2、从余下的7幅视差图中任选一幅有偏色现象的视差图；
3、利用公式(1)分别将标准视差图和该偏色视差图进行RGB颜色空间到YUV颜色空间的转换，得到它们的y、u、v值；
4、利用公式(2)和(3)对标准视差图和该偏色视差图各像素Y、U、V三通道的值分别求和；
5、利用公式(4)分别求出标准视差图和该偏色视差图Y、U、V三通道各自的总值的比值，得到颜色校正系数K_Y，K_U，K_V；
6、利用求得的Y、U、V三通道校正系数K_Y，K_U，K_V，分别与该偏色视差图每个像素的Y、U、V的值相乘，得到YUV颜色空间下校正后的偏色视差图；
7、利用公式(6)将校正后的这幅偏色视差图进行YUV颜色空间到RGB颜色空间的转换，得到校正后图像的r、g、b值。
8、重复上述过程，依次完成其它视差图的颜色校正。
至此，一种多视差图偏色校正方法已经介绍完毕，这样就得到消除了颜色偏色的多视点视差图像，它们就可用于多视点自由立体显示。