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1、10申请公布号CN102006493A43申请公布日20110406CN102006493ACN102006493A21申请号201010569412922申请日20101126H04N13/0020060171申请人北京新岸线网络技术有限公司地址100084北京市海淀区中关村东路1号院清华科技园8号楼科技大厦A座17层72发明人王嘉程懿远鲍东山54发明名称一种3D视频图像的视差调节方法及装置57摘要本发明公开了一种3D视频图像的视差调节方法，包括获取3D视频图像信号并计算视差场，统计确定该3D视频图像视差范围；基于所获取的3D视频图像帧计算视频中的运动参数；并计算运动幅度，依据该运动幅度对3。
2、D视频图像的视差范围进行调整；参照调节后的视差范围生成新的3D视频信号。本发明实施例提供的一种3D视频图像的视差调节装置，包括视差信息获取单元、计算单元、调整单元，根据运动参数计算运动幅度，并依据该运动幅度对所述3D视频图像视差场的视差范围进行调整；以及生成单元，参照所述调节后的视差范围生成新的3D视频信号。根据本发明，当视频图像中出现运动画面则相应地压缩视差范围，从而避免视觉疲劳、保护人眼。51INTCL19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书2页说明书5页附图5页CN102006506A1/2页21一种3D视频图像的视差调节方法，其特征在于，包括获取3D视频图像信号并计算。
3、视差场，统计确定所述3D视频图像视差范围；基于所获取的3D视频图像中不同时刻的图像帧计算视频中的运动参数；根据运动参数计算运动幅度，并依据该运动幅度对所述3D视频图像视差场的视差范围进行调整；参照所述调节后的视差范围生成新的3D视频信号。2如权利要求1所述的视差调节方法，其特征在于，所述计算视频中的运动参数，具体包括基于预定的运动模型选择确定相应的运动参数；根据当前与前一时刻的左眼图像，利用图像匹配的方法寻找右眼图像中匹配像素点，然后利用统计得到所述3D视频图像的运动参数。3如权利要求1所述的视差调节方法，其特征在于，依据运动幅度对所述3D视频图像视差场的视差范围进行调整，具体为运动幅度越大，。
4、将相应的视差范围缩小到越小的范围内。4如权利要求1所述的视差调节方法，其特征在于，按照递减函数关系DFM对所述3D视频图像视差场的视差范围进行调整，其中D为视差值，M为3D视频图像中运动幅度值。5如权利要求1所述的视差调节方法，其特征在于，所述计算视频图像中的运动幅度，具体为采用3参数模型，按照如下方法计算运动幅度其中A1代表图像缩放的幅度，A2，A3代表横竖两个水平方向的平移幅度，1和Z是针对图像缩放的权重因子，2和3是针对图像平移的权重因子。6一种3D视频图像的视差调节装置，其特征在于，包括视差信息获取单元，用于获取3D视频图像信号并计算视差场，统计确定所述3D视频图像视差范围；计算单元，。
5、基于所获取的3D视频图像中不同时刻的图像帧计算视频中的运动参数；调整单元，根据运动参数计算运动幅度，并依据该运动幅度对所述3D视频图像视差场的视差范围进行调整；生成单元，参照所述调节后的视差范围生成新的3D视频信号。7如权利要求6所述的视差调节装置，其特征在于，所述计算单元，具体包括参数选择模块，基于预定的运动模型选择确定相应的运动参数；计算统计模块，根据当前与前一时刻的左眼图像，利用图像匹配的方法寻找右眼图像中匹配像素点，然后利用统计得到所述3D视频图像的运动参数。8如权利要求6所述的视差调节装置，其特征在于，所述调整单元按照递减函数关系DFM对所述3D视频图像视差场的视差范围进行调整，其中。
6、D为视差值，M为3D视频图像中运动幅度值。9如权利要求6所述的视差调节装置，其特征在于，还包括权利要求书CN102006493ACN102006506A2/2页3存储单元，用于保存不同的视差值范围相应的参数，供后续调节视差使用。权利要求书CN102006493ACN102006506A1/5页4一种3D视频图像的视差调节方法及装置技术领域0001本发明涉及3D视频图像处理技术领域，具体涉及一种3D视频图像的视差调节方法及装置。背景技术0002随着影视技术的不断发展，3D立体电影、3D立体电视等影像正在逐渐越来越多地进入人们的生活，在欣赏3D视频影像时，人们对3D视频的要求也在提高，既要观赏到逼。
7、真而丰富的画面，又能保证人眼的舒适度，不会导致视觉过度疲劳，乃至损伤眼睛。0003观看3D视频影像时，由于戴3D眼镜后双眼所见到的画面是不同的，需要双眼聚焦并通过大脑的“融合”功能将两只眼睛不同的影像合成为一个立体的影像。3D电影的画面内容多为飞行、旋转、快速切换、穿越起伏的运动场景，这就造成了眼部肌肉要不断的进行调节，以适应近景远景的切换，对于眼部压力比较大。因此，对于3D影像的视差调节是保护视力，提高3D影像舒适度的必要环节。0004同一物体在左右摄像机成像面中的位置不同，形成了视差。相对于成像平面而言，双眼视差可以分为负视差、正视差以及零视差，如图1所示，图1A所示为负视差，即双眼感知到。
8、的物体看起来在屏幕之前；图1B所示为正视差，意味着双眼感知到的物体看起来在屏幕之后；图1C所示为零视差，指感知到的物体看起来与屏幕位于同一平面。会聚角是指双眼视线相交的角度，通常会聚角越大眼睛越容易疲劳。0005如图2所示，对于同时呈现给双眼的一组3D图像，该图像中的每一个像素由于具有不同的视差，而使观察者对整个场景产生错落的深度感和层次感。所有这些像素对应的视差集合，成为视差场或视差图像。视差场中的最大和最小视差决定了3D立体图像的视差范围，视差范围越大，三维效果和层次感越强，反之则越弱。0006由视差产生的立体效果要求人眼根据虚拟景物的位置进行相应地聚焦调节，这种调节需要眼部肌肉群的协调配。
9、合，因此人眼能够舒适观察的立体效果是有限度的，并非越强越好。通常对于静止的3D立体图像，负视差具有更好的三维效果，但由于双眼会聚角较大而容易导致眼睛疲劳，因此静止的三维图像更多地采用正视差。对于运动的三维视频，由于存在三维效果的同时还存在运动，对人眼的聚焦负担更大，更容易产生疲劳感，尤其是存在由摄像机运动引起的图像大范围运动时更为明显，因而需要根据运动信息对产生三维效果的视差场加以控制以减少这种不适。0007关于3D影像的视差调节，前人已有很多探索。其中较具代表性的是由MELSIEGEL和SHOJIRONAGATA提出的“微立体影像MICROSTEREOPSIS”理论，基于人的大脑在分析三维景。
10、物时会结合先验知识，提出“较小的3D效果即足够JUSTENOUGHREALITY”的思想，即3D影像只需提供些微的3D效果，人的大脑就可以根据先验知识体验出足够的三维信息。SONY公司的3D摄像机就是基于这一原理制造并用于电影“阿凡达”的拍摄。“微立体影像MICROSTEREOPSIS”理论的问题在于，它以实质上的牺牲3D效果为代价来保证观众在观看3D节目时的眼睛舒适性。说明书CN102006493ACN102006506A2/5页50008另一种具有代表性的做法是调节视差使得所有虚拟景物都成像在电视屏幕之后，即相对于眼睛处在比电视屏幕较远的区域，即“正视差”。与之相对应地，成像在电视屏幕之前。
11、的情况为“负视差”，刚好成像在屏幕上为“零视差”。通常情况下，观众在观看“正视差”时由于两眼的会聚角较小而感到舒适，而观察“负视差”时两眼的会聚角较大而更容易导致眼睛视觉疲劳。将视差控制为“正视差”的方法可以增加人眼的舒适度，但对于3D视频中由运动导致的眼部不适的情况并没有改善。发明内容0009本发明提供一种一种3D视频图像的视差调节方法及装置，可基于视频图像画面中的运动信息调节视差范围，避免视觉疲劳。0010本发明实施例提供的一种3D视频图像的视差调节方法，包括0011获取3D视频图像信号并计算视差场，统计确定所述3D视频图像视差范围；0012基于所获取的3D视频图像中不同时刻的图像帧计算视。
12、频中的运动参数；0013根据运动参数计算运动幅度，并依据该运动幅度对所述3D视频图像视差场的视差范围进行调整；0014参照所述调节后的视差范围生成新的3D视频信号。0015本发明实施例提供的一种3D视频图像的视差调节装置，包括0016视差信息获取单元，用于获取3D视频图像信号并计算视差场，统计确定所述3D视频图像视差范围；0017计算单元，基于所获取的3D视频图像中不同时刻的图像帧计算视频中的运动参数；0018调整单元，根据运动参数计算运动幅度，并依据该运动幅度对所述3D视频图像视差场的视差范围进行调整；0019生成单元，参照所述调节后的视差范围生成新的3D视频信号。0020综上所述，本发明提。
13、出一种基于运动信息的3D视频图像视差调节方法，可基于视频中的运动信息调节视差范围。通过对3D视频图像进行运动分析，并计算3D视频的视差场，基于运动分析得到的运动信息对3D视频信号的视差范围进行调节。根据本发明，当视频图像中出现运动画面，尤其是较剧烈画面时，会相应地压缩视差范围，得到最舒适的视差范围，提高3D视频影像观赏舒适度的目的。避免视觉疲劳，从而保护人眼。本发明可以打破传统的固定视差的立体显示方式，根据用户需求，提供不同的视差调节模式，可以在提高用户舒适度，保护视力健康的前提下，使用户享受到逼真而生动的3D画面效果。附图说明0021图1为现有技术中视差与3D视频成像面的关系示意图；0022。
14、图2为现有技术中3D视频图像的视差场的示意图；0023图3为本发明实施例中提供的3D视频信号调节原理图；0024图4为本发明实施例中提供的3D视频图像的视差调节方法的流程图；0025图5A和B所示分别为本发明实施例中调节视差所采用函数的曲线图；0026图6为本发明实施例中3D视频图像的视差范围曲线图；说明书CN102006493ACN102006506A3/5页60027图7为本发明实施例提供的3D视频图像中运动幅度曲线图；0028图8为本发明实施例中视差调节范围示意图；0029图9为本发明实施例中视差调节后的调节后的视差场图；0030图10为本发明实施例中提供的3D视频图像的视差调节装置的架。
15、构图。具体实施方式0031人眼的固有生理特性是在观察目标时需要聚焦。观看传统二维视频时，人眼始终维持聚焦在显示器平面即可，不需大幅调整，因而不会引发视觉疲劳；观看3D立体图像时，由于视差场产生的立体效果使虚拟景物呈现在不同的深度，需要眼睛进行相应的聚焦调整，这种调整在观看三维运动视频时会随着景物的变化变得非常频繁，因此非常容易导致视觉疲劳。0032视频的运动按照运动部分所占画面大小可分成全局运动和局部目标运动两类。全局运动主要由摄像机运动引发，此时场景中的所有景物都发生运动；局部运动主要由场景中的目标运动引发，此时只有场景中的特定目标发生运动。当场景中产生运动时，无论是局部运动还是全局运动，都。
16、伴随着景物的变化，这些景物在3D视频中的立体效果也随之变化。在观看3D运动视频时，人的眼睛不得不同时捕捉运动信息和立体视差信息并重新聚焦，当人眼受到生理限制无法跟上运动幅度时，就会感觉看不清画面从而产生头晕感；即使人眼能够跟上运动幅度，在长时间的观看过程中，也必然由于眼睛的被迫调节过于频繁而导致眼部肌肉疲劳。0033由此可见，在观看三维视频时，需要根据运动信息，对立体效果的强度加以控制运动程度越大，立体效果要相对减弱，才能降低眼睛的负担；而当景物相对静止时，则在人眼舒适的范围内最大化立体效果。如此，才能使立体效果的呈现更加符合人眼的生理特性，在保护眼睛健康的基础上让观者体会到最佳的视觉效果。0。
17、034鉴于现有的3D视频技术中存在的不足，本发明提出一种基于运动信息的三维视频视差场调节方法，可基于视频中的运动信息调节视差范围。0035对于以上提到的两类视频运动，全局运动由于场景中的大部分景物都发生运动，对于人眼的负担较大；局部运动由于运动范围较小，对于人眼的负担也相对较小，但是因为人眼的聚焦中心会转移至该运动目标上，因此也需要针对运动目标区域的运动信息对视差进行控制。因此，无论是全局运动还是局部运动，调节方法基本类似，两者的区别只是调节时所考虑的图像范围不同基于全局运动的调节需考虑整幅图像的运动信息和视差信息；而基于局部目标运动的调节只需考虑运动区域的运动信息和视差信息。0036图3所示。
18、为本发明提出一种3D视频视差场调节的原理示意图，对3D视频图像进行运动分析，并计算3D视频的视差场，基于运动分析得到的运动信息对3D视频信号的视差范围进行调节。当视频图像中出现运动较剧烈画面时，会相应地压缩视差范围以减小立体效果，从而保护人眼，避免视觉疲劳。0037参照图4，本发明实施例提供的一种3D视频图像的视差调节方法，包括0038S101，获取3D视频图像信号并计算视差场，统计确定所述3D视频图像视差范围；0039根据当前时刻的一对3D图像即左眼图像、右眼图像计算视差场，并确定视差范围。说明书CN102006493ACN102006506A4/5页70040视差场计算的可选用方法很多，最。
19、典型的方法是采用图像匹配的方法，针对左眼图像中的每个像素PL，在右眼图像中寻找对应的匹配点PR，PL与PR之间的水平位移DPRPL，即为针对像素PL的视差；对左图中的所有像素计算视差得到视差场；0041统计得到视差场中视差的最大值DMAX和最小值DMIN，即为视差范围DMIN，DMAX。0042S102，基于所获取的3D视频图像中不同时刻的图像帧计算视频中的运动参数；0043运动分析根据不同时刻的图像帧计算视频中的运动信息。0044运动分析方法可采用现有的多种方法，例如，基于特定的运动模型如3参数、4参数、6参数、8参数等，根据当前与前一时刻的左或右眼图像，利用图像匹配的方法寻找匹配像素点对，。
20、然后利用统计的方法确定运动模型的运动参数。0045计算视频中的运动参数，具体包括0046基于预定的运动模型选择确定相应的运动参数；0047根据当前与前一时刻的左眼图像，利用图像匹配的方法寻找右眼图像中匹配像素点，然后利用统计得到所述3D视频图像的运动参数，通常，运动参数包括平移幅度、角度、速度等。0048S103，根据运动参数计算运动幅度，并依据该运动幅度对所述3D视频图像视差场的视差范围进行调整；0049依据运动幅度对视差场的视差范围进行调整，具体步骤是0050选定视差调节函数视差调节函数可根据需要任意选择，但需要遵循以下要求0051随着运动幅度增大，允许的视差范围逐步缩小；0052由于负视。
21、差更容易导致视觉疲劳，通常负视差的允许范围较小。0053需要说明的是，根据运动参数计算运动幅度M时，计算方法依赖于运动估计所选用的模型。模型不同，运动参数意义不同，运动幅度计算方法也就不同；0054在对同一段视频进行处理宜选定一个唯一的模型，以保证处理效果的一致性；0055人眼聚焦时对于不同运动参数有不同的敏感度，在计算运动幅度M时需通过施加权重来调节。0056具体地，在本发明具体实施例中，运动幅度越大，通常将相应的视差范围缩小到越小的范围内。0057本实施例中按照递减函数关系DFM对所述3D视频图像视差场的视差范围进行调整，例如，函数DFM的曲线如图5A及B所示，其中D为视差值，M为3D视频。
22、图像中运动幅度值。0058本发明实施例中，计算视频图像中的运动幅度，具体为0059采用三参数模型，按照如下方法计算运动幅度00600061其中A1代表图像缩放的幅度，A2，A3代表横竖两个水平方向的平移幅度，1和Z是针对图像缩放的权重因子，2和3是针对图像平移的权重因子。0062本发明实施例中，首先根据运动幅度和视差调节函数计算视差的允许范围。这里选用图5A所示的反比调节函数，计算获得的视差允许范围的曲线如图8中水平条纹区域所示。图6为本发明实施例中3D视频图像的视差范围曲线图，通过将图6中的曲线与图7的运动幅度曲线叠加，得到图8所示的视差调节范围。图8的竖直条纹区域即为超出允许说明书CN10。
23、2006493ACN102006506A5/5页8范围、需要进行视差调节的部分。由于视差的大小由拍摄时两台摄像机的水平距离决定，可以采用虚拟视角技术，生成间距较小的虚拟视角3D图像来达到减小视差的目的。0063最后，调节后的视差如图9所示的交叉纹理部分，这样实现了根据运动幅度的变化控制视差范围，从而降低人眼负担的目的。0064S104，基于调节后的视差范围生成新的3D视频信号；0065基于调节后的视差范围生成新的3D视频信号，并输出到显示装置。0066参照图10，本发明实施例提供的一种3D视频图像的视差调节装置200，包括0067视差信息获取单元210，用于获取3D视频图像信号并计算视差场，统。
24、计确定所述3D视频图像视差范围；0068计算单元220，基于所获取的3D视频图像中不同时刻的图像帧计算视频中的运动参数；0069调整单元230，根据运动参数计算运动幅度，并依据该运动幅度对该3D视频图像视差场的视差范围进行调整；0070生成单元240，参照所述调节后的视差范围生成新的3D视频信号。0071作为优选，本发明实施例中视差调节装置200，还包括0072存储单元250，用于保存不同的视差值范围相应的参数，供后续调节视差使用。0073计算单元220，具体包括0074参数选择模块220A，基于预定的运动模型选择确定相应的运动参数；0075计算统计模块220B，根据当前与前一时刻的左眼图像，。
25、利用图像匹配的方法寻找右眼图像中匹配像素点，然后利用统计得到3D视频图像的运动参数。0076调整单元230按照递减函数关系DFM对所述3D视频图像视差场的视差范围进行调整，其中D为视差值，M为3D视频图像中运动幅度值。0077综上所述，本发明提出一种基于运动信息的3D视频图像视差调节方法，可基于视频中的运动信息调节视差范围。通过对3D视频图像进行运动分析，并计算3D视频的视差场，基于运动分析得到的运动信息对3D视频信号的视差范围进行调节。根据本发明，当视频图像中出现运动画面，尤其是较剧烈画面时，会相应地压缩视差范围，得到最舒适的视差范围，以达到保护视力、提高3D视频影像观赏舒适度的目的。从而保。
26、护人眼，避免视觉疲劳。本发明可以打破传统的固定视差的立体显示方式，根据用户需求，提供不同的视差调节模式，可以在提高用户舒适度，保护视力健康的前提下，使用户享受到最好的3D效果。0078本发明虽然以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本发明，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以做出可能的变动和修改，因此本发明的保护范围应当以本发明权利要求所界定的范围为准。说明书CN102006493ACN102006506A1/5页9图1图2说明书附图CN102006493ACN102006506A2/5页10图3图4说明书附图CN102006493ACN102006506A3/5页11图5图6说明书附图CN102006493ACN102006506A4/5页12图7图8说明书附图CN102006493ACN102006506A5/5页13图9图10说明书附图CN102006493A。