一種立體視覺三維可視化系統(tǒng)中自動調(diào)節(jié)圖像視差的方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種立體視覺三維可視化系統(tǒng)中自動調(diào)節(jié)圖像視差的方法，其根據(jù)六個輔助相機獲得的觀察位置周邊環(huán)境的深度距離值，對主相機框架進行整體縮放，而后又根據(jù)另一個虛擬輔助相機獲取的深度距離值對虛擬主相機的間距進行調(diào)整，兩次調(diào)整的過程能夠?qū)⑸傻牧Ⅲw視覺三維圖像中主要內(nèi)容與顯示平面在深度上的差距約束在預(yù)設(shè)的范圍里，從而避免會聚/調(diào)節(jié)的問題。每一次調(diào)節(jié)后生成的立體視覺三維圖像都能產(chǎn)生有正確深度層次感，并且圖像中的主要內(nèi)容的視差都不超過d'。因此，本發(fā)明可以廣泛用于計算機立體視覺圖形學(xué)領(lǐng)域。
【專利說明】一種立體視覺三維可視化系統(tǒng)中自動調(diào)節(jié)圖像視差的方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種調(diào)節(jié)圖像視差的方法，特別是關(guān)于一種立體視覺三維可視化系統(tǒng) 中自動調(diào)節(jié)圖像視差的方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 在立體視覺三維可視化系統(tǒng)中，生成立體視覺圖像的方法是在三維場景中布置兩 個分別用于生成左、右眼圖像的虛擬相機。在生成立體視覺圖像時，兩個虛擬相機會分別根 據(jù)各自的模-視矩陣、投影矩陣、視口矩陣、窗口矩陣對場景進行變換、裁剪等處理，最終渲 染生成合適的立體視覺圖像對。立體視覺三維可視化系統(tǒng)用戶在合適的輸出設(shè)備上看到立 體視覺圖像對，并經(jīng)過自身的視覺系統(tǒng)處理合成，最終形成立體視覺感知。
[0003] 在立體視覺三維可視化系統(tǒng)中采用的虛擬相機與一般三維可視化系統(tǒng)中采用的 虛擬相機主要有三點不同：1)需要兩個虛擬相機，同時生成左、右眼圖像；2)需要使用特殊 的離軸投影矩陣作為投影矩陣以保證兩個圖像上的同名點在產(chǎn)生合適的水平視差的同時 不產(chǎn)生垂直視差，避免梯形畸變；3)兩個虛擬相機間的距離需要根據(jù)成像的內(nèi)容進行正確 的調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)的結(jié)果通過圖像同名點的水平視差表現(xiàn)出來。
[0004] 目前的立體視覺三維可視化系統(tǒng)在進行立體視覺圖像的實時渲染時，對離軸投影 矩陣的設(shè)置與兩個虛擬相機間距離的控制，主要是根據(jù)其中一個虛擬相機的深度緩存信息 來進行的。通常，選擇一個虛擬相機作為虛擬主相機獲取它的深度緩存，找到深度最小的緩 存像素求出其深度方向上的距離，即深度距離值，乘上一個比例系數(shù)（一般選擇1/30)后作 為兩個虛擬相機的間隔距離。在三維場景中，構(gòu)建對應(yīng)系統(tǒng)輸出設(shè)備的輔助幾何對象（一 般屏幕是長方形，所以幾何體一般也是長方形），幾何對象、兩個虛擬相機在空間上的結(jié)構(gòu) 與立體視覺三維可視化系統(tǒng)使用時的輸出屏幕、使用者的兩眼構(gòu)成的結(jié)構(gòu)是幾何相似的， 它們的比例關(guān)系由虛擬相機間隔距離與人眼間隔距離的比值確定，使用虛擬相機的位置、 裁剪面的參數(shù)以及輔助幾何對象的屬性即可確定離軸投影矩陣。
[0005] 采用常規(guī)的虛擬相機設(shè)置存在兩個主要問題：1)三維可視化系統(tǒng)具有動態(tài)性質(zhì)， 用戶選擇在場景中移動和轉(zhuǎn)向是非常自由的，當(dāng)虛擬相機在三維場景中的方位發(fā)生改變或 三維場景本身發(fā)生變化時，相關(guān)的設(shè)置需要進行調(diào)節(jié)，由于人的視覺系統(tǒng)承受這種調(diào)節(jié)的 能力有限，客觀上要求相關(guān)參數(shù)的變化速率不能太快，否則會產(chǎn)生視覺上的不適感并積累 視覺疲勞，但如果變化速率較低，又會生成不合適的圖像（例如，當(dāng)虛擬相機很快的從面向 一個遠處的區(qū)域轉(zhuǎn)向一個距離很近的對象時，虛擬相機的投影面需要快速的從很遠的距離 回到近處，若沒有及時完成調(diào)節(jié)就會使用錯誤的投影產(chǎn)生圖像）。2)常規(guī)方法還容易產(chǎn)生 立體視覺的會聚/調(diào)節(jié)問題，由于立體視覺三維可視化系統(tǒng)只考慮了將實際的觀看環(huán)境等 比例的在三維場景中進行虛擬相機的構(gòu)建設(shè)置，很容易就產(chǎn)生深度范圍跨度很大的立體視 覺圖像，當(dāng)人眼實際觀看設(shè)備時是聚焦在顯示設(shè)備平面上的，而立體視覺圖像中深度很大 的部分則有可能在遠離設(shè)備平面很遠的位置，在觀看這部分內(nèi)容時，人眼既要匯聚到一個 很遠的點上，又要調(diào)節(jié)焦距到顯示平面上，這樣產(chǎn)生的矛盾即是會聚/調(diào)節(jié)問題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 針對上述問題，本發(fā)明的目的是提供一種立體視覺三維可視化系統(tǒng)中自動調(diào)節(jié)圖 像視差的方法。
[0007] 為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取以下技術(shù)方案：一種立體視覺三維可視化系統(tǒng)中自 動調(diào)節(jié)圖像視差的方法，其包括以下步驟：1)定義主相機框架、各虛擬相機的參數(shù)及投影 矩陣；其中，水平間隔d mainCams設(shè)置左虛擬主相機和右虛擬主相機，兩左、右虛擬主相機連成 的線段中點為錨點Pivot，與相距D Keet處設(shè)置一矩形投影面Rect，矩形投影面Rect的中 心點為C'，C'與錨點Pivot構(gòu)成的線段垂直于矩形投影面Rect ;矩形投影面Rect的高度 為，寬為wKec;t ;設(shè)定左、右虛擬主相機，錨點Pivot以及矩形投影面Rect之間相對方向 上的位置關(guān)系為主相機框架；在錨點Pivot處設(shè)置七個虛擬輔助相機：front、back、left、 right、up、down 和 additional ;2)根據(jù)使用環(huán)境設(shè)定如下參數(shù)：d、w、h、D、p%、d'、n、f、 a、b、Ci、Vi和uPi，并根據(jù)這些參數(shù)設(shè)置虛擬主相機和虛擬輔助相機；其中，d為左、右虛擬主 相機之間的初始水平間距；w為顯示最終生成的立體視覺三維圖像的顯示設(shè)備的寬度；h為 顯示最終生成的立體視覺三維圖像的顯示設(shè)備的高度；D為顯示最終生成的立體視覺三維 圖像的顯示設(shè)備的最佳觀看距離；P%為顯示的非背景內(nèi)容中主體內(nèi)容所占的百分比閾值； d'為顯示的非背景內(nèi)容中主體內(nèi)容在顯示設(shè)備上可容忍的最大視差；η為左虛擬主相機和 右虛擬主相機初始的近裁剪面距離；f為左虛擬主相機和右虛擬主相機初始的遠裁剪面距 離；且0. l〈n彡0. 3，n〈f ;Ci為觀察位置；Vi為立體視覺三維可視化系統(tǒng)用戶的化身的觀察 方向，Vi以Q為起始點沿任意方向延伸；u Pi為立體視覺三維可視化系統(tǒng)用戶的化身的向 上的方向，uPi以(；為起始點垂直于\沿向上方向延伸；其中，i =0，l，2，...，N;a*aSA 個虛擬輔助相機front、back、left、right、up、down存儲深度距離值的紋理尺寸；b*b為虛 擬輔助相機additional存儲深度距離值的紋理尺寸，其中，a、b均為2 m，m = 1，2,...，N， 且a〈b ;根據(jù)以上參數(shù)設(shè)置虛擬兩個虛擬主相機和七個虛擬輔助相機：①設(shè)置虛擬主相機： a)初始化主相機框架中各參數(shù)；b)以Vi和uPi叉乘確定向量& ;以Q為起點，沿Vi上距 離DKeet處設(shè)置矩形投影面Rect,矩形投影面Rect的高為h Keet，寬為wKeet ;c)將主相機框 架的錨點Pivot與Q重合，兩虛擬主相機之間水平距離為dmaMams，左虛擬主相機的近裁減 面距離η Μ?ηε：3ωΕ；1、遠裁減面距離f"inC；amsl，右虛擬主相機的近裁減面距離η"Μ3ωΕ；2、遠裁減面距 離f maMams2 ;②設(shè)置虛擬輔助相機：a)確定各虛擬輔助相機的朝向；b)設(shè)定各虛擬輔助相機 的近裁剪面距離、遠裁剪面距離；c)針對六個虛擬輔助相機front、back、left、right、up 和down -一對應(yīng)創(chuàng)建一個尺寸為a*a的存儲深度距離值的浮點紋理；針對虛擬輔助相機 additional創(chuàng)建一個尺寸為b*b的存儲深度距離值的浮點紋理；3)當(dāng)Q、Vi和uPi發(fā)生變 化后，重復(fù)步驟2)中①的b)?c)對主相機框架的位置和方向進行調(diào)節(jié)；若立體視覺三維 可視化系統(tǒng)發(fā)出視差調(diào)節(jié)的指令，則進入下一步；若不發(fā)出視差調(diào)節(jié)的指令，則不進行任何 操作；4)根據(jù)步驟3)中Q、 Vi和uPi的變化，重復(fù)步驟2)的②中a)?b) ;5)根據(jù)六個虛 擬輔助相機獲得的q周邊環(huán)境的深度距離值，對主相機框架進行縮放；6)根據(jù)虛擬輔助相 機additional獲取的深度距離值，對兩虛擬主相機的水平間距進行調(diào)整；7)通過步驟5) 和步驟6)實現(xiàn)對主相機框架中兩虛擬主相機、錨點Pivot和矩形投影面Rect之間相對方 向上的位置關(guān)系的調(diào)整，改變兩虛擬主相機的空間位置與投影矩陣，生成立體視覺圖像對； 8)根據(jù)的變化，重復(fù)步驟3)?7)，實現(xiàn)自動調(diào)節(jié)圖像視差。
[0008] 所述步驟1)中，設(shè)定主相機框架、各虛擬相機的參數(shù)及投影矩陣的方法如下：① 左、右虛擬主相機：左虛擬主相機的近裁剪面距離為n maineamsl，遠裁剪面距離為fmaMamsl ;右 虛擬主相機的近裁剪面距離為nmaMams2，遠裁剪面距離為fmaMams2 ;根據(jù)C' 、hRect、"^Rect、nmainCamsl 和fmaMamsl確定左虛擬主相機的離軸投影矩陣，并將其作為左虛擬主相機的投影矩陣；同理 根據(jù)C'、 hRect、WRect、nmainCams2 矛口 f mainCaiiis2 確定右虛擬主相機的投影矩陣；②七個虛擬輔助相 機：各虛擬輔助相機的朝向分布如下：①虛擬輔助相機front、additional垂直并正對矩形 投影面Rect的方向；②虛擬輔助相機back垂直并背向矩形投影面Rect的方向；③虛擬輔 助相機left指向虛擬主相機的方向；④虛擬輔助相機right指向虛擬主相機的方向；⑤虛 擬輔助相機up指向平行于矩形投影面Rect向上的方向；⑥虛擬輔助相機down指向平行于 矩形投影面Rect向下的方向；七個虛擬輔助相機的近裁剪面距離、遠裁剪面距離如下表所 示：
[0009]

【權(quán)利要求】
1. 一種立體視覺三維可視化系統(tǒng)中自動調(diào)節(jié)圖像視差的方法，其包括以下步驟： 1) 定義主相機框架、各虛擬相機的參數(shù)及投影矩陣； 其中，水平間隔設(shè)置左虛擬主相機和右虛擬主相機，兩左、右虛擬主相機連成 的線段中點為錨點Pivot，與相距DKeet處設(shè)置一矩形投影面Rect，矩形投影面Rect的中 心點為C'，C'與錨點Pivot構(gòu)成的線段垂直于矩形投影面Rect ;矩形投影面Rect的高度 為，寬為wKec;t ;設(shè)定左、右虛擬主相機，錨點Pivot以及矩形投影面Rect之間相對方向 上的位置關(guān)系為主相機框架；在錨點Pivot處設(shè)置七個虛擬輔助相機：front、back、left、 right、up、down 和 additional ; 2) 根據(jù)使用環(huán)境設(shè)定如下參數(shù)：d、w、h、D、p%、d' \rKf\a\tKCpVi和upp并根據(jù)這些 參數(shù)設(shè)置虛擬主相機和虛擬輔助相機； 其中，d為左、右虛擬主相機之間的初始水平間距；w為顯示最終生成的立體視覺三維 圖像的顯示設(shè)備的寬度；h為顯示最終生成的立體視覺三維圖像的顯示設(shè)備的高度；D為顯 示最終生成的立體視覺三維圖像的顯示設(shè)備的最佳觀看距離；P%為顯示的非背景內(nèi)容中 主體內(nèi)容所占的百分比閾值；d'為顯示的非背景內(nèi)容中主體內(nèi)容在顯示設(shè)備上可容忍的 最大視差；η為左虛擬主相機和右虛擬主相機初始的近裁剪面距離；f為左虛擬主相機和右 虛擬主相機初始的遠裁剪面距離；且0. l〈n彡0. 3，n〈f ;(；為觀察位置；Vi為立體視覺三維 可視化系統(tǒng)用戶的化身的觀察方向，Vi以Q為起始點沿任意方向延伸；u Pi為立體視覺三維 可視化系統(tǒng)用戶的化身的向上的方向，uPi以Q為起始點垂直于Vi沿向上方向延伸；其中， i = 0, 1，2, ···，N ;a*a 為六個虛擬輔助相機 front、back、left、right、up、down 存儲深度 距離值的紋理尺寸；b*b為虛擬輔助相機additional存儲深度距離值的紋理尺寸，其中，a、 b 均為 2-,111= 1,2，···，N，且a〈b ; 根據(jù)以上參數(shù)設(shè)置虛擬兩個虛擬主相機和七個虛擬輔助相機： ① 設(shè)置虛擬主相機： a) 初始化主相機框架中各參數(shù)； b) 以vJPuPi叉乘確定向量;以(^為起點，沿Vi上距離DKeet處設(shè)置矩形投影面Rect, 矩形投影面Rect的高為h Keet，寬為wKect ; c) 將主相機框架的錨點Pivot與Q重合，兩虛擬主相機之間水平距離為dMineanis，左虛 擬主相機的近裁減面距離n maMamsl、遠裁減面距離fmaineamsl，右虛擬主相機的近裁減面距離 nmainC?s2、遠裁減面距離f mainCams2 ? ② 設(shè)置虛擬輔助相機： a) 確定各虛擬輔助相機的朝向； b) 設(shè)定各虛擬輔助相機的近裁剪面距離、遠裁剪面距離； c) 針對六個虛擬輔助相機front、back、left、right、up和down--對應(yīng)創(chuàng)建一個尺 寸為a*a的存儲深度距離值的浮點紋理；針對虛擬輔助相機additional創(chuàng)建一個尺寸為 b*b的存儲深度距離值的浮點紋理； 3) 當(dāng)Q、Vi和uPi發(fā)生變化后，重復(fù)步驟2)中①的b)?c)對主相機框架的位置和方 向進行調(diào)節(jié)；若立體視覺三維可視化系統(tǒng)發(fā)出視差調(diào)節(jié)的指令，則進入下一步；若不發(fā)出 視差調(diào)節(jié)的指令，則不進行任何操作； 4) 根據(jù)步驟3)中Q、Vi和uPi的變化，重復(fù)步驟2)的②中a)?b); 5) 根據(jù)六個虛擬輔助相機獲得的Ci周邊環(huán)境的深度距離值，對主相機框架進行縮放； 6) 根據(jù)虛擬輔助相機additional獲取的深度距離值，對兩虛擬主相機的水平間距進 行調(diào)整； 7) 通過步驟5)和步驟6)實現(xiàn)對主相機框架中兩虛擬主相機、錨點Pivot和矩形投影 面Rect之間相對方向上的位置關(guān)系的調(diào)整，改變兩虛擬主相機的空間位置與投影矩陣，生 成立體視覺圖像對； 8) 根據(jù)的變化，重復(fù)步驟3)?7)，實現(xiàn)自動調(diào)節(jié)圖像視差。
2. 如權(quán)利要求1所述的一種立體視覺三維可視化系統(tǒng)中自動調(diào)節(jié)圖像視差的方法，其 特征在于：所述步驟1)中，設(shè)定主相機框架、各虛擬相機的參數(shù)及投影矩陣的方法如下： ① 左、右虛擬主相機： 左虛擬主相機的近裁剪面距離為nMinC；anisl，遠裁剪面距離為f；ainC；amsl ;右虛擬主相機的近 裁期面距尚為 nmainC；ams2，遠裁期面距尚為 fmainC；ams2 ;根據(jù) C、hReet、wReet、nmainC；amsl 和 fmainC；amsl 確定 左虛擬主相機的離軸投影矩陣，并將其作為左虛擬主相機的投影矩陣；同理根據(jù)C'、h^t、 WRect、nmaincams2 矛口 f mainCams2 確定右虛擬主相機的投影矩陣； ② 七個虛擬輔助相機： 各虛擬輔助相機的朝向分布如下： ① 虛擬輔助相機front、additional垂直并正對矩形投影面Rect的方向； ② 虛擬輔助相機back垂直并背向矩形投影面Rect的方向； ③ 虛擬輔助相機left指向左虛擬主相機的方向； ④ 虛擬輔助相機right指向右虛擬主相機的方向； ⑤ 虛擬輔助相機up指向平行于矩形投影面Rect向上的方向； ⑥ 虛擬輔助相機down指向平行于矩形投影面Rect向下的方向； 七個虛擬輔助相機的近裁剪面距離、遠裁剪面距離如下表所示：
六個虛擬輔助相機front、back、left、right、up和down的投影矩陣為各使用視角為 90度的透視投影所對應(yīng)的投影矩陣，虛擬輔助相機additional的投影矩陣為使用視角恰 好覆蓋矩形投影面Rect的透視投影所對應(yīng)的投影矩陣。
3. 如權(quán)利要求1所述的一種立體視覺三維可視化系統(tǒng)中自動調(diào)節(jié)圖像視差的方法，其 特征在于：所述步驟2)中，根據(jù)d、w、h、D、p%、d' 和up。設(shè)置虛擬主相機 和虛擬輔助相機方法如下： ①設(shè)置兩虛擬主相機 a)初始化主相機框架中各參數(shù)：令DKec;t = D，矩形投影面Rect的高h^t = h，矩形投影 面Rect的寬wKec;t = w，兩虛擬主相機間的水平間距dmainCams = d，左虛擬主相機的近裁減面 距離nMinCaDlsi = n，左虛擬主相機的遠裁減面距離fMinCamsl = f，右虛擬主相機的近裁減面距 尚niMirCiimS2 = n，右虛擬主相機的遠裁減面距尚fiMirCiimS2 = f ; b) 以vJPuPi叉乘確定向量ti ;以(^為起點，沿Vi上距離DKeet處設(shè)置矩形投影面Rect, 矩形投影面Rect的高為hKeet，寬為w Kect ; c) 將主相機框架的錨點Pivot與Q重合，兩虛擬主相機之間水平距離為dMineanis，左虛 擬主相機的近裁減面距離，左虛擬主相機的近裁減面距離、遠裁減面距離 fnrairCamsil，右虛擬王相機的近裁減面距尚nnrainC：amS2、遠裁減面距尚f mainCams2 ? ②設(shè)置各虛擬輔助相機 對虛擬輔助相機設(shè)置如下： a) 確定各虛擬輔助相機的朝向 虛擬輔助相機fron、additional指向Vi ;虛擬輔助相機back指向Vi的反方向；虛擬輔 助相機left指向的反方向；虛擬輔助相機right指向心；虛擬輔助相機up指向upi ;虛 擬輔助相機down指向upi的反方向； b) 設(shè)定各虛擬輔助相機的近裁剪面距離、遠裁剪面距離 虛擬輔助相機front的 ^front n? f"front ^mainCamsl ? 虛擬輔助相機back的nba(；k = n， fback fmainCamsl ; 虛擬輔助相機 left 的 nleft = n，fleft = f-i ; 虛擬輔助相機right的 ^right Hj fright i'mainCamsl ? 虛擬輔助相機up的 ^up ? i"up i'mainCamsl ? 虛擬輔助相機down的 down n ? f"down fmainCamsl ; 虛擬輔助相機 additional 的 nadd = nmaineamsl，f add fmainCamsl ; c) 針對六個虛擬輔助相機front、back、left、right、up、down--對應(yīng)創(chuàng)建一個尺寸 為a*a的存儲深度距離值的浮點紋理；針對虛擬輔助相機additional創(chuàng)建一個尺寸為b*b 的存儲深度距離值的浮點紋理。
4.如權(quán)利要求2所述的一種立體視覺三維可視化系統(tǒng)中自動調(diào)節(jié)圖像視差的方法，其 特征在于：所述步驟2)中，根據(jù)d、w、h、D、p%、d'、η、?·、α、?3、(^、Vi和up。設(shè)置虛擬主相機 和虛擬輔助相機方法如下： ① 設(shè)置兩虛擬主相機 a) 初始化相關(guān)參數(shù)：令DKeet = D，矩形投影面Rect的高hKeet = h，矩形投影面Rect的 寬wKeet = w，兩虛擬主相機間的水平間距dmainCams = d，左虛擬主相機的近裁減面距離nmainCamsl =n，左虛擬王相機的遠裁減面距尚fmainC；amsl = f，右虛擬王相機的近裁減面距尚nmainC；ams2 = n，右虛擬主相機的遠裁減面距離fmaMams2 = f ; b) 以vJPuPi叉乘確定向量;以(^為起點，沿Vi上距離DKeet處設(shè)置矩形投影面Rect, 矩形投影面Rect的高為h Keet，寬為wKect ; c) 將主相機框架的錨點Pivot與Q重合，兩虛擬主相機之間水平距離為dMineanis，左虛 擬主相機的近裁減面距離，左虛擬主相機的近裁減面距離、遠裁減面距離 fnrairCamsil，右虛擬王相機的近裁減面距尚nnrainC：amS2、遠裁減面距尚f mainCams2 ? ② 設(shè)置各虛擬輔助相機 對虛擬輔助相機設(shè)置如下： a)確定各虛擬輔助相機的朝向 虛擬輔助相機fron、additional指向Vi ;虛擬輔助相機back指向Vi的反方向；虛擬輔 助相機left指向ti的反方向；虛擬輔助相機right指向ti ;虛擬輔助相機up指向upi ;虛 擬輔助相機down指向upi的反方向； b) 設(shè)定各虛擬輔助相機的近裁剪面距離、遠裁剪面距離 虛擬輔助相機front的 ^front n? f"front ^mainCamsl ? 虛擬輔助相機back的nba(；k = n， fback fmainCamsl ; 虛擬輔助相機 left 的 nleft = n，fleft = f-i ; 虛擬輔助相機right的 ^right Hj fright i'mainCamsl ? 虛擬輔助相機up的 ^up ? i"up i'mainCamsl ? 虛擬輔助相機down的 down n ? f"down fmainCamsl ; 虛擬輔助相機 additional 的 nadd = nmaineamsl，f add fmainCamsl ; c) 針對六個虛擬輔助相機front、back、left、right、up、down--對應(yīng)創(chuàng)建一個尺寸 為a*a的存儲深度距離值的浮點紋理；針對虛擬輔助相機additional創(chuàng)建一個尺寸為b*b 的存儲深度距離值的浮點紋理。
5. 如權(quán)利要求1或2或3或4所述的一種立體視覺三維可視化系統(tǒng)中自動調(diào)節(jié)圖像視 差的方法，其特征在于：所述步驟5)包括以下步驟： ① 使用七個虛擬輔助相機對q周邊的三維場景進行渲染，各虛擬輔助相機獲得對應(yīng) Q周邊的深度信息，并將深度信息轉(zhuǎn)化為具體的深度距離值，將六個虛擬輔助相機front、 back、left、right、up和down的各深度距離值存入步驟2)中設(shè)定的各對應(yīng)尺寸為a*a的 浮點紋理中；虛擬輔助相機additional的深度距離值存入步驟2)中設(shè)定的尺寸為b*b的 浮點紋理中； ② 在六個虛擬輔助相機front、back、left、right、up、down的深度距離值中，取各自的 最小深度距離值，并將六個虛擬輔助相機中最小的深度距離值記為min Dist ; ③ 獲取虛擬輔助相機additional的深度距離值中最小的深度距離值記為min AddDist，獲取僅次于虛擬輔助相機additional的遠裁剪面距離f add的深度距離值記為max AddDist ；
計算當(dāng)前 Q周邊環(huán)境的尺度參考值；其中，k是約束系數(shù)，且1彡k彡3 ; ⑤ 根據(jù)公式scalen" = scale^+α ^(scale^f-scale。；^)計算當(dāng)前Q周邊環(huán)境的尺度 值；其中，α是計算環(huán)境尺度時的約束系數(shù)，且0〈〇〈1;8〇&16。 1(1為上一次視差調(diào)節(jié)時(^周 邊環(huán)境的尺度值，其初始值為D ; ⑥ 對當(dāng)前主相機框架進行縮放變換，縮放中心為錨點Pivot點，縮放系數(shù)為scalenOT/ scsileoid'J寸 dmaincams、Dgect、Wgect、liR ect、 ^mainCamsl Λ -^mainCamsl Λ ^mainCams2 Λ -^mainCams2 分別乘以縮放系數(shù) SCalenOT/SCale()ld得到各自對應(yīng)的新值，得到視差調(diào)節(jié)后的兩虛擬主相機、錨點Pivot和矩 形投影面Rect之間相對方向上新的位置關(guān)系。
6. 如權(quán)利要求1或2或3或4所述的一種立體視覺三維可視化系統(tǒng)中自動調(diào)節(jié)圖像視 差的方法，其特征在于：所述步驟6)包括以下步驟： ①在虛擬輔助相機additional的浮點紋理中，篩選出深度距離值小于遠裁剪面距離 值fadd的紋理部分，并對這部分使用區(qū)域增長法，以（max AddDist-min AddDist)/Res為分 割的閾值進行區(qū)域分割處理，處理后得到若干紋理區(qū)域以及各紋理區(qū)域?qū)?yīng)的種子點，采 用各紋理區(qū)域的種子點對對應(yīng)的紋理區(qū)域建立索引；其中，Res為顯示設(shè)備在橫向或縱向 分辨率中較大的一個； ② 對作為各紋理區(qū)域索引的各個種子點，按照其深度距離值從大到小進行排序，按照 這個排序結(jié)果，統(tǒng)計各個種子點所索引的紋理區(qū)域的像素數(shù)并進行累計，截止到累計的像 素數(shù)超過（100-P) %上一步篩選出的紋理部分時，停止累計，對已累計的紋理像素，求其深 度距離值的平均值，得到遠景平均深度距離值avgFarDist ; ③ 根據(jù)公式DepthRange = avgFarDist-min AddDist計算當(dāng)前兩虛擬主相機可見深度 距離值的跨度范圍；
前兩虛擬主相機之間水平間距的參考值dMf ; ⑤ 根據(jù)公式dnew = d^+β *((!#-〇計算當(dāng)前兩虛擬主相機水平間距dnew ;其中，β為 控制兩虛擬主相機水平間距調(diào)節(jié)過程的約束系數(shù)，且〇〈 β〈1 為上一次視差調(diào)節(jié)時采 用的兩虛擬主相機水平間距，且其初始值為d ; ⑥ 以錨點Pivot為中點，使dmainCams = dnOT以調(diào)整兩虛擬主相機的水平間距。
7.如權(quán)利要求5所述的一種立體視覺三維可視化系統(tǒng)中自動調(diào)節(jié)圖像視差的方法，其 特征在于：所述步驟6)包括以下步驟： ① 在虛擬輔助相機additional的浮點紋理中，篩選出深度距離值小于遠裁剪面距離 值fadd的紋理部分，并對這部分使用區(qū)域增長法，以（max AddDist-min AddDist)/Res為分 割的閾值進行區(qū)域分割處理，處理后得到若干紋理區(qū)域以及各紋理區(qū)域?qū)?yīng)的種子點，采 用各紋理區(qū)域的種子點對對應(yīng)的紋理區(qū)域建立索引；其中，Res為顯示設(shè)備在橫向或縱向 分辨率中較大的一個； ② 對作為各紋理區(qū)域索引的各個種子點，按照其深度距離值從大到小進行排序，按照 這個排序結(jié)果，統(tǒng)計各個種子點所索引的紋理區(qū)域的像素數(shù)并進行累計，截止到累計的像 素數(shù)超過（100-P) %上一步篩選出的紋理部分時，停止累計，對已累計的紋理像素，求其深 度距離值的平均值，得到遠景平均深度距離值avgFarDist ; ③ 根據(jù)公式DepthRange = avgFarDist-min AddDist計算當(dāng)前兩虛擬主相機可見深度 距離值的跨度范圍；
前兩虛擬主相機之間水平間距的參考值dMf ; ⑤根據(jù)公式dnew = d^+β *((!#-〇計算當(dāng)前兩虛擬主相機水平間距dnew ;其中，β為 控制兩虛擬主相機水平間距調(diào)節(jié)過程的約束系數(shù)，且〇〈 β〈1 為上一次視差調(diào)節(jié)時采 用的兩虛擬主相機水平間距，且其初始值為d; ⑥以錨點Pivot為中點，使dmainCams = dnOT以調(diào)整兩虛擬主相機的水平間距。
8. 如權(quán)利要求1或2或3或4或7所述的一種立體視覺三維可視化系統(tǒng)中自動調(diào)節(jié)圖 像視差的方法，其特征在于：所述步驟2)中a = 25，b = 26 ;所述步驟3)中采用每幀都進行 視差調(diào)節(jié)指令。
9. 如權(quán)利要求5所述的一種立體視覺三維可視化系統(tǒng)中自動調(diào)節(jié)圖像視差的方法，其 特征在于：所述步驟5)的④中，2. 5彡k彡3 ;所述步驟5)的⑤中0. 3彡α彡〇. 4。
10. 如權(quán)利要求6所述的一種立體視覺三維可視化系統(tǒng)中自動調(diào)節(jié)圖像視差的方法， 其特征在于：所述步驟6)的⑤中，0.3< β <0.4。
【文檔編號】H04N13/00GK104093013SQ201410294832
【公開日】2014年10月8日 申請日期:2014年6月25日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月25日
【發(fā)明者】段祺珅, 龔建華 申請人:中國科學(xué)院遙感與數(shù)字地球研究所