三維電視中虛擬視點合成的技術(shù)研究.pdf

1、隨著三維成像產(chǎn)品在新興市場上的開拓，三維視頻已成為近年來研究的活躍領(lǐng)域。相比于現(xiàn)有的二維產(chǎn)品，三維視頻是能夠提供更加逼真和身臨其境的感性體驗的關(guān)鍵所在。在三維視頻的眾多應(yīng)用中，三維電視(Three-dimensionaltelevision，3DTV)被認為會引領(lǐng)下一代的電視革命。立體顯示是3DTV目前的主流技術(shù)，而自動立體顯示則是其中一種具有廣闊應(yīng)用前景的解決方案，它需要更多的研究工作以解決其中的技術(shù)困難。多視點視頻(Multi-vi

2、ewvideo，MVV)技術(shù)可以滿足眾多用戶同時觀看電視的需求，因而它會在未來得到更多的關(guān)注和發(fā)展。在多視點視頻中，視點數(shù)量的多少決定了觀看質(zhì)量的高低，但是，現(xiàn)實情況中攝像機成本的限制使得人們無法同時獲得足夠多的視點，而虛擬視點的合成可以達到此目的。
　　 基于深度的圖像繪制(Depth-image-basedrendering，DIBR)是一種基于參考視點圖像和相關(guān)的深度信息來繪制目標視點圖像的方法。它由于具有較好的編碼效率、

3、2D/3D選擇性、用戶交互性等優(yōu)點，近些年來備受關(guān)注。目前已經(jīng)有一些基于DIBR的虛擬視點合成方法，然而，在DIBR中仍存在一些問題，如重疊問題、重采樣問題、空洞問題等，這些問題需要得到有效的解決，才能得到高質(zhì)量的虛擬視點。
　　 針對DIBR中存在的問題，本文重點研究了多視點視頻中虛擬視點的合成技術(shù)，提出了兩種不同的方法來改進DIBR，分別是基于DIBR的任意視點合成方法和可用于深度攝像機的彩色圖像生成方法:
　　 (

4、1)提出了一種通過利用兩個相鄰參考視點的圖像和相應(yīng)的深度圖來生成任意視點并提高虛擬視點圖像質(zhì)量的方法。該方法的主要特點是沒有直接對深度圖進行預(yù)處理，而是采取了一種折中的方式來揚長避短。與之前方法中采用的復(fù)雜的補洞算法或耗時巨大的圖像修復(fù)技術(shù)相比，該方法僅采用一些基本的基于像素點的操作來填補虛擬視點圖像中的暴露區(qū)域。本文提出了一種利用深度信息的水平、垂直和對角外推法來填充圖像中的細小空洞。為避免偽影問題的產(chǎn)生，對空洞圖中的空洞邊緣進行形態(tài)

5、學(xué)擴展。在進行圖像互補和圖像融合之后，得到主虛擬視圖，然后把執(zhí)行深度圖處理再進行各步操作之后得到的虛擬視點圖像當作副虛擬視圖對主虛擬視圖進行剩余空洞的填充，從而得到最終的虛擬視點圖像。
　　 (2)提出了一種利用一個參考視點的圖像和相應(yīng)的深度圖來繪制以深度攝像機為目標視點的虛擬彩色圖像的方法。該方法沒有在對參考視點進行三維圖像變換之前進行深度圖預(yù)處理，因為這樣會對虛擬視圖造成幾何畸變。本文提出了一種計算像素點權(quán)值的方法，在圖像映