2D图像转3D图像中的图层调整方法及装置

摘要

本发明提供了一种2D图像转3D图像的图层调整方法，包括：获取图像帧，从所述图像帧中的提取出图层；获取所述图层的对比度和深度值，根据所述对比度和深度值计算所述图层的视觉敏感度，获取视觉敏感度最大的最大敏感度图层；将提取出的图层按照其各自对应的深度值的大小进行排序生成图层序列，并计算所述图层的深度值的平均值；判断所述最大敏感度图层的深度值是否小于所述平均值，若是，则根据所述最大敏感度图层在所述图层序列中相邻的图层的深度值调整该图层的深度值。此外，还提供了一种2D图像转3D图像的图层调整装置。上述2D图像转3D图像的图层调整方法和装置能够提高3D效果。

说明书

技术领域

本发明涉及图像处理技术领域，特别是涉及一种2D图像转3D图像中的图层调整方法及装置。

背景技术

在传统的2D图像转3D图像算法中，通常先对图像帧中的纹理进行边缘检测，提取出图像帧中的物体前景的图层，然后通过视差估计调整物体前景的图层在图像帧中的位置。当图层位置调整后的图像帧分别展示给人的左右眼时，即可产生3D效果。

然而，仅仅通过视差估计来调整物体前景的图层在图像帧中的位置产生的3D效果立体感不够强烈。

发明内容

基于此，有必要提供一种能提升3D效果的2D图像转3D图像的图层调整方法。

一种2D图像转3D图像的图层调整方法，包括：

获取图像帧，从所述图像帧中的提取出图层；

获取所述图层的对比度和深度值，根据所述对比度和深度值计算所述图层的视觉敏感度，获取视觉敏感度最大的最大敏感度图层；

将提取出的图层按照其各自对应的深度值的大小进行排序生成图层序列，并计算所述图层的深度值的平均值；

判断所述最大敏感度图层的深度值是否小于所述平均值，若是，则根据所述最大敏感度图层在所述图层序列中相邻的图层的深度值调整该图层的深度值。

在其中一个实施例中，所述根据所述对比度和深度值计算所述图层的视觉敏感度的步骤为：

根据公式：

S=a×F+（1-a）×D

生成图层的视觉敏感度；其中，S为图层的视觉敏感度，F为图层的对比度，D为图层的深度值，a为预设的权重因子。

在其中一个实施例中，所述权重因子a在0.6≤a≤0.7的区间内取值。

在其中一个实施例中，所述根据所述最大敏感度图层在所述图层序列中相邻的图层的深度值调整该图层的深度值的步骤为：

根据公式：

D_i=D_i+c×（D_i-D_i-1）

调整所述最大敏感度图层的深度值，且D_i为最大敏感度图层的深度值；其中，所述图层序列为按照深度值从小到大的顺序排列，D_i-1即为最大敏感度图层在所述图层序列中的前一个相邻的图层的深度值，c为预设的调节因子。

在其中一个实施例中，所述方法还包括：

根据公式：

c=S_i/（S_i-1+S_i+1）

计算调节因子；其中，S_i为所述最大敏感度图层的视觉敏感度，S_i-1和S_i+1分别为最大敏感度图层在所述图层序列中的相邻的图层的视觉敏感度。

此外，还有必要提供一种能提升3D效果的2D图像转3D图像的图层调整装置。

一种2D图像转3D图像的图层调整装置，包括：

图层提取模块，用于获取图像帧，从所述图像帧中的提取出图层；

敏感度计算模块，用于获取所述图层的对比度和深度值，根据所述对比度和深度值计算所述图层的视觉敏感度，获取视觉敏感度最大的最大敏感度图层；

图层排序模块，用于将提取出的图层按照其各自对应的深度值的大小进行排序生成图层序列，并计算所述图层的深度值的平均值；

深度调整模块，用于判断所述最大敏感度图层的深度值是否小于所述平均值，若是，则根据所述最大敏感度图层在所述图层序列中相邻的图层的深度值调整该图层的深度值。

在其中一个实施例中，所述敏感度计算模块还用于根据公式：

S=a×F+（1-a）×D

生成图层的视觉敏感度；其中，S为图层的视觉敏感度，F为图层的对比度，D为图层的深度值，a为预设的权重因子。

在其中一个实施例中，所述权重因子a在0.6≤a≤0.7的区间内取值。

在其中一个实施例中，所述深度调整模块还用于根据公式：

D_i=D_i+c×（D_i-D_i-1）

调整所述最大敏感度图层的深度值，且D_i为最大敏感度图层的深度值；其中，所述图层序列为按照深度值从小到大的顺序排列，D_i-1即为最大敏感度图层在所述图层序列中的前一个相邻的图层的深度值，c为预设的调节因子。

在其中一个实施例中，所述装置还包括调节因子生成模块，用于根据公式：

c=S_i/（S_i-1+S_i+1）

计算调节因子c；其中，S_i为所述最大敏感度图层的视觉敏感度，S_i-1和S_i+1分别为最大敏感度图层在所述图层序列中的相邻的图层的视觉敏感度。

上述2D图像转3D图像的图层调整方法及装置中，先通过计算视觉敏感度将图像帧中最容易引起人注意的图层找出来（即最大敏感度图层），然后将其与其他图层进行比较，若其深度值较小，则根据深度值大小较接近的图层的深度值对该最大敏感度图层的深度值进行调整，使其不会被突出显示，从而不会干扰其他图层的展示效果，提高了3D效果。

附图说明

图1为一个实施例中上述2D图像转3D图像的图层调整方法的流程图；

图2为一个实施例中上述2D图像转3D图像的图层调整装置的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

在一个实施例中，如图1所示，一种2D图像转3D图像的图层调整方法，该方法完全依赖于计算机程序，可运行于基于冯诺依曼体系的计算机系统上。

该方法包括：

步骤S102：获取图像帧，从图像帧中的提取出图层。

在现有技术中，将2D图像转为3D图像（例如，将年代久远的2D电影转成3D电影）的原理通常是将2D图像帧或视频帧中的图层提取出来，然后对应左眼和右眼分别生成相应的图像帧，且对应左眼或右眼调整图层在左眼和右眼对应的图像帧上的位置。在图像帧中提取图层时，可先根据灰度值梯度图或彩色通道值对图像帧进行边缘检测。提取出的图层可以有多个。

步骤S104：获取图层的对比度和深度值，根据对比度和深度值计算图层的视觉敏感度，获取视觉敏感度最大的最大敏感度图层。

在本实施例中，计算单个图层的对比度和深度值时，可将图层分为多个宏块区域（例如8×8的像素区域），分别计算每个宏块的对比度和深度值，然后再对每个宏块的对比度和深度值进行加权平均，即可得到图层的对比度和深度值。

根据公式：

S=a×F+（1-a）×D

计算图层的视觉敏感度；其中，S为图层的视觉敏感度，F为图层的对比度，D为图层的深度值，a为预设的权重因子。

需要说明的是，在计算图层的视觉敏感度S时，也可先将图层的对比度F和图层的深度值D乘以预设的比例系数。

进一步的，权重因子a在0.6≤a≤0.7的区间内取值，优选的，a取值为0.64。

步骤S106：将提取出的图层按照其各自对应的深度值的大小进行排序生成图层序列，并计算图层的深度值的平均值。

若前述步骤S102中提取得到的图层有n个，则将该n个图层按照前述步骤S104计算得到的深度值进行排序，从而得到：D₁，D₂，D₃，……D_n的图层序列。且可通过加权平均计算得到D₁，D₂，D₃，……D_n的深度值得平均值D_avg。

步骤S108：判断最大敏感度图层的深度值是否小于平均值，若是，则执行步骤S110。

步骤S110：根据最大敏感度图层在图层序列中相邻的图层的深度值调整该图层的深度值。

例如，若前述已排序的图层序列D₁，D₂，D₃，……D_n中视觉敏感度S最大的图层为第i个图层，则该第i个图层即为最大敏感度图层。可将D_i和D_avg进行比较，若D_i<D_avg则，根据图层序列中第i-1个图层的深度值调整该最大敏感度图层的深度值。

在本实施例中，可根据公式：

D_i=D_i+c×（D_i-D_i-1）

调整最大敏感度图层的深度值。D_i即为最大敏感度图层的深度值；其中，图层序列为按照深度值从小到大的顺序排列，D_i-1即为最大敏感度图层在图层序列中的前一个相邻的图层的深度值，c为预设的调节因子。

优选的，可根据公式：

c=S_i/（S_i-1+S_i+1）

计算调节因子c。其中，S_i为最大敏感度图层的视觉敏感度，S_i-1和S_i+1分别为最大敏感度图层在图层序列中的相邻的图层的视觉敏感度。

也就是说，如果检测出的视觉敏感度最大的图层处于前景区域，则认为该图层属于全局视觉敏感性图层。因为它已经位于立体成像效果较好的零视差区域附近，因此将不再进行调整；反之，如果检测出的视觉敏感度最大的图层处于背景区域，则说明该图层只是一个局部视觉敏感性图层，则可根据它的视觉敏感度的大小，仅仅在与之相邻的前后2个图层之间的深度变化范围内对其深度值进行微调，通过增强局部层次感来提升3D渲染效果，且并不影响其他图层的立体。

在一个实施例中，如图2所示，一种2D图像转3D图像的图层调整装置，包括图层提取模块102、敏感度计算模块104、图层排序模块106和深度调整模块108，其中：

图层提取模块102，用于获取图像帧，从图像帧中的提取出图层。

敏感度计算模块104，用于获取图层的对比度和深度值，根据对比度和深度值计算图层的视觉敏感度，获取视觉敏感度最大的最大敏感度图层。

图层排序模块106，用于将提取出的图层按照其各自对应的深度值的大小进行排序生成图层序列，并计算图层的深度值的平均值。

深度调整模块108，用于判断最大敏感度图层的深度值是否小于平均值，若是，则根据最大敏感度图层在图层序列中相邻的图层的深度值调整该图层的深度值。

在本实施例中，敏感度计算模块104还用于根据公式：

S=a×F+（1-a）×D

生成图层的视觉敏感度；其中，S为图层的视觉敏感度，F为图层的对比度，D为图层的深度值，a为预设的权重因子。

在本实施例中，权重因子a在0.6≤a≤0.7的区间内取值。

在本实施例中，深度调整模块108还用于根据公式：

D_i=D_i+c×（D_i-D_i-1）

调整最大敏感度图层的深度值，且D_i为最大敏感度图层的深度值；其中，图层序列为按照深度值从小到大的顺序排列，D_i-1即为最大敏感度图层在图层序列中的前一个相邻的图层的深度值，c为预设的调节因子。

在本实施例中，如图2所示，2D图像转3D图像的图层调整装置还包括调节因子生成模块110，用于根据公式：

c=S_i/（S_i-1+S_i+1）

计算调节因子c；其中，S_i为最大敏感度图层的视觉敏感度，S_i-1和S_i+1分别为最大敏感度图层在图层序列中的相邻的图层的视觉敏感度。

上述2D图像转3D图像的图层调整方法及装置中，先通过计算视觉敏感度将图像帧中最容易引起人注意的图层找出来（即最大敏感度图层），然后将其与其他图层进行比较，若其深度值较小，则根据深度值大小较接近的图层的深度值对该最大敏感度图层的深度值进行调整，使其不会被突出显示，从而不会干扰其他图层的展示效果，提高了3D效果。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。