基于深度圖像的繪制技術(shù)研究.pdf

1、隨著處理器能力的增強(qiáng)與三維顯示技術(shù)的逐漸成熟，多視點(diǎn)視頻的應(yīng)用將越來越廣泛。不同于傳統(tǒng)二維視頻，多視點(diǎn)三維視頻可以讓觀看者從各種不同角度觀看視頻內(nèi)容，使其有更真實(shí)與身臨其境的現(xiàn)場感覺。由于源端的相機(jī)數(shù)是有限的，因此由用戶視點(diǎn)和視向決定的任意視點(diǎn)的生成是多視點(diǎn)視頻應(yīng)用的關(guān)鍵問題之一，稱為視點(diǎn)的稠密化或繪制技術(shù)。
　　 近幾年發(fā)展起來的基于圖像的繪制技術(shù)已經(jīng)引起人們的極大興趣，并成為計(jì)算機(jī)圖形學(xué)和虛擬現(xiàn)實(shí)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。從圖像真實(shí)感

2、和繪制速度而言，圖像繪制技術(shù)具有傳統(tǒng)基于幾何模型繪制技術(shù)無法比擬的優(yōu)勢?；谏疃葓D像的繪制(DIBR)技術(shù)是一種引入圖像深度信息的圖像繪制方法。目前MPEG/JVT擬采用“二維視頻+深度”的3D視頻表示方法，不需要傳輸多個(gè)視點(diǎn)視頻，而是通過在解碼端利用基于深度圖像的繪制技術(shù)(DIBR)，實(shí)時(shí)生成一個(gè)或者多個(gè)虛擬視點(diǎn)的3D場景，產(chǎn)生三維視覺效果并滿足一定范圍的視點(diǎn)選擇的交互性。本文對DIBR的一些關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了研究，主要工作以及創(chuàng)新成果如

3、下：
　　 深度獲取是DIBR技術(shù)的前提與基礎(chǔ)。本文首先討論了深度獲取技術(shù)，重點(diǎn)研究基于立體視覺的深度獲取。立體匹配是基于立體視覺獲取深度的關(guān)鍵，在總結(jié)現(xiàn)有立體匹配算法的基礎(chǔ)上提出了一種基于顏色分割的多目立體匹配獲取深度圖像的方法。首先對所有輸入圖像進(jìn)行圖像規(guī)正，消除因圖像噪聲、光照條件、遮擋等因素造成對應(yīng)點(diǎn)在不同視點(diǎn)圖像上的顏色差異。利用mean-shift算法，根據(jù)顏色信息分割參考圖像，提取圖像中的顏色一致性區(qū)域：然后通過局

4、部窗口匹配算法進(jìn)行多目立體匹配，得到多幅初始視差圖；再根據(jù)融合準(zhǔn)則將多幅視差圖合成為一幅視差圖以提高視差圖的精度，并對視差圖進(jìn)行優(yōu)化后處理；最后根據(jù)視差與深度的關(guān)系，將視差圖轉(zhuǎn)化為深度圖。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該方法能獲得準(zhǔn)確且稠密的深度。
　　 利用上述得到的深度圖像，對基于深度圖像的虛擬視點(diǎn)繪制技術(shù)進(jìn)行了研究，提出一種平行攝像機(jī)配置下虛擬立體圖像對的繪制方法。該方法首先利用一種非對稱的高斯濾波來平滑深度圖以減少虛擬視點(diǎn)圖像中空洞的產(chǎn)

5、生，然后利用3D圖像變換(3D Image Warping)方程生成虛擬立體圖像對，并用插值的方法處理空洞。該算法實(shí)現(xiàn)簡單，能快速繪制質(zhì)量良好的虛擬視點(diǎn)圖像。
　　 最后探討了匯聚攝像機(jī)配置或其它一般攝像機(jī)配置下虛擬視點(diǎn)圖像的繪制，針對由于場景物體間復(fù)雜遮擋關(guān)系導(dǎo)致的大空洞問題，本文提出一種基于圖像融合與逆映射的虛擬視點(diǎn)圖像繪制方法。該方法從多幅參考圖像來合成虛擬視點(diǎn)目標(biāo)圖像，利用多幅參考圖像提供的像素信息，通過圖像融合與逆映射