視頻圖像2D轉(zhuǎn)3D算法研究及硬件實(shí)現(xiàn).pdf

1、隨著科技的進(jìn)步3D顯示技術(shù)已漸漸引起人們的關(guān)注,本文從介紹2D轉(zhuǎn)3D的技術(shù)背景開(kāi)始,依次介紹了3D畫(huà)面的人眼成像原理,二維視頻序列提取深度圖的改進(jìn)算法及3D視差圖像渲染,2D轉(zhuǎn)3D的硬件架構(gòu)及實(shí)現(xiàn)等。
　　本文的重點(diǎn)和難點(diǎn)是二維視頻序列深度圖的生成算法和基于有限邏輯資源的硬件架構(gòu)設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)。主要?jiǎng)?chuàng)新性和特點(diǎn)包括:
　　二維視頻序列的深度圖生成:對(duì)源圖像進(jìn)行恰當(dāng)?shù)南虏蓸涌s放處理,有效降低了深度圖生成過(guò)程中的計(jì)算量,提高了算法模

2、型的工作效率;對(duì)源圖像進(jìn)行了場(chǎng)景相關(guān)度檢測(cè)、場(chǎng)景豐富度檢測(cè)以及場(chǎng)景連貫度檢測(cè)等,為深度圖的優(yōu)化處理提供可靠依據(jù);用運(yùn)動(dòng)矢量的累加值提供最原始的深度信息,得到深度圖像的雛形;基于場(chǎng)景相關(guān)度對(duì)深度圖進(jìn)行平滑濾波處理,在處理的過(guò)程中我們用到了迭代操作,為避免迭代操作帶來(lái)硬件上大量的時(shí)間和邏輯資源開(kāi)支,我們采用分階段迭代處理,在高分辨率的深度圖處理階段迭代次數(shù)少,在低分辨率的深度圖處理階段迭代次數(shù)多,不同的處理階段,量化不同的迭代次數(shù);對(duì)深度圖

3、的邊緣輪廓處進(jìn)行邊緣銳化處理,有效避免在深度圖中運(yùn)動(dòng)物體與背景之間的邊緣交界處,由于像素點(diǎn)灰度值變化緩慢而造成的運(yùn)動(dòng)物體輪廓模糊的缺點(diǎn);基于場(chǎng)景連貫度和場(chǎng)景豐富度的深度圖對(duì)比度提升優(yōu)化處理,利用場(chǎng)景連貫度和場(chǎng)景豐富度檢測(cè)的不同結(jié)果,對(duì)當(dāng)前的深度圖圖像做相應(yīng)的運(yùn)算處理,讓深度圖中的運(yùn)動(dòng)物體更加清晰明顯,整幅圖像的層次感更強(qiáng);本文深度圖的計(jì)算過(guò)程是全自動(dòng)實(shí)時(shí)處理的,不需要人工干預(yù),不需要提供關(guān)鍵幀的深度信息,這種算法極具靈活性并且大大提高了

4、硬件實(shí)現(xiàn)的可行性。
　　基于有限邏輯資源的硬件架構(gòu)設(shè)計(jì):硬件架構(gòu)是算法與芯片或FPGA之間過(guò)渡實(shí)現(xiàn)的橋梁,硬件架構(gòu)的難點(diǎn)之處在于如何把軟件算法的框架體系不失真的轉(zhuǎn)化為硬件實(shí)現(xiàn)的框架體系,該過(guò)程要考慮硬件邏輯資源的限制、系統(tǒng)時(shí)鐘約束等等。鑒于此,本文在實(shí)現(xiàn)硬件架構(gòu)的過(guò)程中局部細(xì)節(jié)地方作了相應(yīng)的優(yōu)化處理,主要包括:下采樣過(guò)程復(fù)用ram存儲(chǔ)器空間,有效降低了硬件邏輯資源;不同分辨率階段對(duì)深度圖進(jìn)行相應(yīng)的硬平滑濾波處理,既最大限度的繼承了