TW201203172A - Depth map enhancing method and computer-readable medium therefor - Google Patents

Description

201203172 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係有關於深度圖，特定而言係有關於深度圖強 化方法。 【先前技術】 二維立體影像顯示技術已成為目前影像顯示技術領域 之趨勢。二維立體影像之成像原理主要係從左右眼所視

侍之對象物之不同影像差異，而形成有遠近深度之立體感 覺目則市場上之3D動畫、遊戲在製作同時便已先有空 間之j訊，故利用空間之資訊可輕易轉換為深度（Depth)資 汛1要製作3D立體影像，則一般係將2D影像依照其影 旦遠近將其灰階（Gray Level)影像之數值以從〇，即最 ^像’到255,即最近影像，來表示，並藉此建立一個 可益對應2D影像尺寸完全—樣之深度圖⑽帥_)，就 可藉此產生3D立體影像。 及本！：上之深度圖之產生方式，通常可分為手動、自動 传由I㈤手動方式係以人工料深度值，而半自動方式 = = 配合物件追縱之演算法算出近似深度 生深卢圖動晝軟體如3DSm寧產 大致分為下列若;::驟 建立視點（Eye Point); 201203172 2.分析要分割出多少3D物件； 3 ·疋義灰階值（Gray Level); 4.框選或分割3D物件； 5·使用多邊形套索工具與線性漸層來製作其他3d 件之灰階圖； 6.以一個灰階值為〇〇〇的圖層作為此些3D物件之背 景； 鲁式7.得到深度圖，並將其儲存成無壓縮之BMp影像格 目前用來製作CG動晝或影片之轉換之技術，普遍係 使用自動方式產生深度值資訊，乃因其深度資訊較為正 確然而，習知技術會將運算出來之深度圖轉換為深度資 況’以產生不同視角之影像’但其並未考慮到傳統之深度 圖產生方式可能造成物體與物體之間相對距離报小，亦= 顏色，相近’對比低，反而造成立體效果不明顯之問題， φ又或是其細節沒有辦法更明確地顯示之問題。 再者’若2D深度圖之深度資訊太集中分佈在某個區 或，亦即深度圖之灰階值分佈不平均，則會使得前後景過 度地融合，造成立體感不佳。此種情況易發生於利用半自 =方式或自動方式所產生之深度圖。若經由改善深度值過 又集中分佈在區域範圍内之缺點，則可以使得 度明顯地改善。 疋故，現今仍需一能夠解決上述傳統深度圖 技術方案。 <门咕之 201203172 【發明内容】 為解決上述傳統深度圖之深度資訊分佈過度集中及物 體間相對距離小之問題’本發明係提供—種深度圖強化方 法及其電腦可讀媒體。 於一觀點中，本發明係揭露一種深度圖強化方法，包 含獲得原始深度圖及深度關係參數，並將上述原始深度圖 及上述深度_參數儲存於儲存媒體；將上述原始深度圖 :之每-畫素之灰階值量化至…之間，以獲得複數個 置化後灰階值；將上述深度關係參數各別取上述量化後灰 階值之次方❹以減-之後，再除以上述深度關係參數減 -後’乘以灰階值最大值，以獲得複數個強化深度關係後 灰階值；以及根據上述複數個強化深度關係後灰階值之間 之相對比例關係將上述複數個強化深度關係後灰階值均勾 分佈至〇與上述灰階值最大值之間，以獲得複數個最終灰

▲於另一觀點中，本發明係揭露一種電腦可讀媒體，其 儲存有電腦程式指令，當由—雷聪拙 ' 、<曰7田田冤細執仃上返電腦程式指令 時會使上述電腦實施上述之方法。 本發明之一優 及其電腦可讀媒體 之前後景深對比度 點係為本發明所提供之深度圖強化方法 ，可使爾後所產生之立體影像具有較高 本I月之另一優點係為本發明所提供之深度圖強化方 法及其電腦可讀媒體，可使爾後所產生之立體影像具有較 佳之前後景物件距離感。 201203172 本發明之又另一偻焱达丄 ^ # . ”、糸為本發明所提供之深度圖強化 方法及其電腦可讀媒體可 又口 5至化 免因深度圖之灰階值不平均分 佈而造成立體效果減弱之問題。 1/1 本心月之再另-優點係為由曰^ ^ ^ ^ ^ 玄一 ^貝异法間易，故可使運算速度快，處理效 率尚，可嵌入多媒體播放器中。 处效 此些優點及其他優點從以下較佳實施例之敛述並伴隨 \ = 申請專利範圍將使讀者得以清楚了解本發明。 月將以較佳實施例及觀點加以敘述，此類敘述係 ==及Γ，僅用以說明而非用以限制本發 月之U利㈣。因此，除說明書中之較佳實施例以外， 本發明亦可廣泛實行於其他實施例中。

於本發明之一實施例中’本發明係揭露一種深度圖強 化方法。在立體影像處理技術中，可利用2D原始圖及深 度圖（depth map)產生立體影像。上述深度圖（depth ma_ 作為移動資訊，亦即物體遠近之描述。深度圖係以〇至2乃 之灰階值表示物體之遠近，最近之物體係以255表示，最 遠之物體則係以〇表示。本發明之深度圖強化方法可改善 習知技術所產生之深度圖，使利用經改善之深度圖所產2 之立體影像具有較高之前後景深對比度，且具有較佳之前 後景物件距離感，進而使所產生之立體影像之立體度明顯 得到改善。 # 為利於達到本發明目的，本發明之深度圖強化方法可 201203172 配合第十圖例示之電腦系統實施或執行相關齡，此電腦 系統係用以說明本發明而W制本發明。如第十圖; 示，電腦系統包含處理單元2G1、記憶體2〇2電性輕合到 處理早兀2(H、顯示器合到處理單元2()ι用以顯示 資訊。輸入裝置204電性輕合到處理單元2〇ι，用以輸入 指令，如輸入裝置2〇4包含鍵盤、迷你鍵盤或滑鼠。網路 介面2〇5電性麵合到處理單元2(Π，網路介® 205可包含 有線網路介面或無線網路介面。儲存裝置或媒體206包含 硬碟機、軟碟機或非揮發性記Μ，電性Μ合到處理單元 2〇1。資料輸入介® 207 t性轉合到處理單元2(Η，資料輸 入介面207包含有線資料輸入介面及無線資料輸入介面。 有線資料輸入介面包含通用序列匯流排（USB, universal sew bus)及高速傳送介面IEEEn94。無線資料輸入介面 包3 k牙（BLUETOOTH)及紅外線。深度圖強化模組2〇8， :般係為儲存在儲存裝置或媒體206 ’内之軟體，經過處理 單元201呼叫而啟動執行下述各實施例所述之深度圖強化 方法。 於本發明之-實施例中，如第一圖所示，本發明之深 度圖強化方法10包含於步驟1〇1獲得一原始深度圖及一深 度關係參數，並將上述原始深度圖及上述深度關係參數儲 存於一儲存㈣。上述原始較圖及深度_參數可透過 網路介面205 4資料輸入介面2G7輸人取得。於_實施例 中’上述原始深度圖及深度關係參數可透過資料輸入介面 207輸入並儲存於儲存媒體中。於一實施例中，上述深度 201203172 關係參數為大於1之數0於_寄 士 心戮^貫轭例中，上述深度關係參 數《較佳大約為40至70。接著，如第一圖所示，於步驟 1〇2,將上述原始深度圖中之每—畫素之灰階值㈣度圖強 化模組20—8量化至〇至！之間，以獲得複數個量化後灰階 值。於一實施例中，步驟102包含步驟1〇21。於步驟ι〇2ι 中，將上述原始深度圖中之每一晝素之灰階值除以灰階值 最大值。於一實施例中，上述灰階值最大值可為255。於 一貫施例中，步驟1 〇21可如下所示：

Qu = 其中d為原始的深度圖之灰階值，g為量化後的深度 圖之灰階值，//為原始影像之長，妒為原始影像之寬。 之後，如第一圖所示，於步驟1〇3，深度圖強化模組 208將深度關係參數各別取量化後灰階值之次方後予以減 一之後’再除以深度關係參數減一後，乘以灰階值最大值， 以獲得複數個強化深度關係後灰階值，用以強化每一晝素 之灰階值之間之對比關係’並強化物體與物體之間相對距 離，亦即使暗者更暗，亮者更亮。於一實施例中’上述灰 階值最大值可為255。於一實施例中，步驟1〇3可如下所 示： .,aQi j -1 ^ij =-x 255 ’} α-1

For \ <i<H, 1 < j<W 201203172 其中’為強化深度關係後的深度圖之灰階值，0為量 化後的深度圖之灰階值，β為深度_參數，#為原始影 像之長，π為原始影像之寬。 之後，如第一圖所示，於步驟1〇4，根據上述複數個 強化深度關係後灰階值之間之相對比例關係將上述複數個 強化深度關係後灰階值均句分佈至〇與灰階值最大值之 間以獲彳于複數個最終灰階值。於一實施例中，步驟1 〇4 包含步驟1041及步驟1〇42。於步驟1041中，從上述複數 個強化深度關係後灰階值中找出強化深度關係後灰階值之 最大值及最小值。於步驟1042中，將上述複數個強化深度 關係後灰階值各別減去強化深度關係後灰階值之最小值 後，再除以強化深度關係後灰階值之最大值及最小值之差 後，乘以灰階值最大值。於一實施例中，上述灰階值最大 值可為255。於一實施例中，步驟1〇42可如下所示：

An _ {A\rMinVal)

MaxVal - MinVal ^

For \ <i<H, 1 < j<w 其中d ’’為調整分佈後的深度圖之灰階值，，為強化深 度關係後的深度圖之灰階值’ 為J，之最小值，

Max心/為’之最大值，丑為原始影像之長’妒為原始影像 之寬。 於步驟104以深度圖強化模組208得到之最終複數個 灰階值所形成之深度圖可與2D原始圖產生立體影像。根 據步驟104所得之深度圖之每一畫素之灰階值可決定出 201203172 2D，原始圖之母一畫素所要位移之量，進而產生立體影像。 =過本發明之方法處理過之深度圖可使產生之立體影像具 =較而之前後景深對比度4具有較佳之前後景物件距離 感。以下將列舉若干實作範例，以說明本發明之深度圖強 方法處理冰度圖之效果。應注意者為，此處所舉任何範 例係用以說明本發明而非用以限制本發明。

第四圖至第九圖係顯示本發明之深度圖強化方法之實 ^範例。於-實施例中，第四圖之左圖係原始圖，而 第四圖之右圖係利用習知技術所產生之原始深度圖。第五 圖之左圖係、2D原始圖’而第五圖之右圖係第四圖之原始 深度圖經過本發明之深度圖強化方法處理後之深度圖，其 所採用之深度關係參數⑷係為5G。比較第四圖之右圖愈第 五圖之右圖可知，原始深度圖，，亦即第四圖之右圖"壺 :壺嘴部份幾乎與壺身之顏色一致’且茶壺之壺身邊緣模 蝴不清，而經過本發明之深度圖強化方法處理後之深度 ，’亦即第五®之右圖中茶壺之壺嘴部份顏色變為較白， :具立體度，且茶壺之壺身邊緣變得清晰。第六圖之左圖 係利用第四圖之2D原始圖及原始深度 像，而第六圖之右圖係利用第五圖之2D原始圖及經= 發明之方法處理後之深度圖所產生之立體影像。透過 面板觀察第六圖之左圖和右圖可知右圖之立體效果較左 為佳。 於另一實施例中，第七圖之左圖係另一 原始圖 而第七圖之右圖係利用習知技術所產生之另一原始深度 201203172 圖：第八圖之左圖係上述另—2D原始圖，而第八圖之右 圖係第七圖之原始深度圖經過本發明之深度圖強化方法處 理後之深度圖，其所採用之深度關係參數⑷係為6〇。比較 第七圖之右圖與第八圖之右圖可知，原始深度圖，亦即第 七圖之右圖中杯子前後景深較無差異，而經過本發明之深 度圖強化方法處理後之深度圖，亦即第八圖之右圖中杯子 差：，且杯子之顏色變為較白，背景仍保持 利用第七圖之扣原始圖及原始深 度圖所產生之立體影像’而第九圖之右圖係利用第八圖之 2D原始圖及經過本發明之方法處理後之深度圖所產 立體影像。透過3D面板觀察第九圖之左圖和右圖可 圖之立體效果較左圖為佳。 除：上實施例以外’本發明亦可以其他替代形式加以 貫知。於-替代實施例中，本發明係提供 存有電腦程式指令’當由電腦執行前述電腦程貝式」 時會使上述電腦實施先前所述之任何方法。應” 上述電腦可讀媒體可為軟碟、硬碟或 用2， 存電腦可執行指令之媒體。 -他用於長期儲 疋故，本發明所提供之深度、^ ^ ^ ^ 媒體，可使爾後所產生之立體影像==可讀 比度及較佳之前後景物件距離感，且;

階值不平均分佈而造成立體效果減弱之 二X 本發明之深度圖強化方法中所牵涉到之^法由於 運算速度快’處理效率高，故可嵌入多媒體播；器中可使 201203172 上边敘述係為本發明之較佳實施例。此領域之技 應得以領會其係用以說明本發明而非用以限定本發明二 張之專利權利範圍。其專利保護範圍當視後附 範圍及其等同領域而定。凡熟悉此領域之技藝者，在 二=利：：或範圍内’所作之更動或潤都，均屬 明所揭讀神下所完成之#纽變或設計，且應包 述之申請專利範圍内。 丁 【圖式簡單說明】 本發明可藉由說明書中之若干較佳實施例及詳細敎述 “ 于瞭解圖式中相同之元件符號係指本發 ^ 〜踢者為，本發明之所有較佳 實施例係僅用以說明而非用以限制申請專利範圍，直中. 第一圖係根據本發明之一實施例顯示深度圖強化方法 之步驟流程圖。 攻化万居 第一圖係根據本發明 之步驟流程圖。 第三圖係根據本發明 之步驟流程圖。 第四圖係顯示2D原 度圖。

之一實施例顯示深度圖強化方法 之一實施例顯示深度圖強化方法 始圖及習知技術所產生之原始深 第五圖係根據本發明之一實施例顯示2d原始圖及第 :圖之原始冰度圖經過本發明之深度圖強化方法處理後之 深度圖。 第六圖係顯示利Μ知技賴產生之原始深度圖及經 12 201203172 過本發明之深度圖強化方法處 影像。 理後之冰度圖所產生之立 體 第七圖係顯示另一 2D原始圖及習知技術所產生之另 一原始深度圖。 之另一實施例顯示另一 2D原始 經過本發明之深度圖強化方法處 第八圖係根據本發明 圖及第七圖之原始深度圖 理後之深度圖。 圖 之

…第九圖係顯示利用上述f知技術所產生之另一深肩 H過本發明之度圖強化方法處理後之深 立體影像。 第十圖係根據本發明之—實施例顯示與本發明之方法 相配合之電腦之範例之方塊圖。 【主要元件符號說明】 10深度圖強化方法 101 102、103、1〇4、1〇21、1〇41、1〇42 步驟 201處理單元 202記憶體 203顯示器 2〇4輸入裝置 205網路介面 206儲存裝置或媒體 207資料輸入介面 208深度圖強化模組

Claims (1)

1. 201203172 :法 &化 JI強 矛圖 專度 請深 lrrt_ .ft ' 1 七1 含 包 及度 圖深 度該 深及 始 圖 原度 一 深 得始 獲原 度 深 數 參 係 於 存 儲 數 參 係 該存 將儲 並一 媒體； 將該原始深度圖中之每一晝素之灰階值量化 至〇至1之間，以獲得複數個量化後灰階值； 將該深度關係參數各別取該量化後灰階值之 ^ 次方後予以減一之後，再除以該深度關係參數 減一後，乘以一灰階值最大值，以獲得複數個 強化深度關係後灰階值；以及 根據該複數個強化深度關係後灰階值之間之 相對比例關係將該複數個強化深度關係後灰 階值均勻分佈至0與該灰階值最大值之間，以 獲得複數個最終灰階值。 籲2.如請求項1所述之深度圖強化方法，其中該灰 階值最大值包含2 5 5。 3. 如請求項1所述之深度圖強化方法，其中該深 度關係參數包含大於1之數。 4. 如請求項3所述之深度圖強化方法，其中該深 度關係參數包含4 0至7 0。 14 201203172 5. 如請求項1所述之深度圖強化方法，其中該獲 得複數個量化後灰階值步驟更包含將該原始 深度圖中之該每一晝素之該灰階值除以該灰 階值最大值。 6. 如請求項1所述之深度圖強化方法，其中該獲 得複數個最終灰階值步驟更包含從該複數個 強化深度關係後灰階值中找出強化深度關係 後灰階值之最大值及強化深度關係後灰階值 之最小值。 7.如請求項6所述之深度圖強化方法，其中該獲 得複數個最終灰階值步驟更包含將該複數個 強化深度關係後灰階值各別減去該強化深度 關係後灰階值之最小值後，再除以該強化深度 關係後灰階值之最大值及該：強化深度關係後 灰階值之最小值之差後，乘以該灰階值最大 值。 8. —種電腦可讀媒體，其儲存有電腦程式指令， 當由一電腦執行該電腦程式指令時會使該電 腦實施請求項1至7中任一者所述之方法。 15