三維電視系統(tǒng)編碼、視點變換算法研究及運動補償硬件設計.pdf

1、三維影像能夠提供給觀眾身臨其境的視覺體驗，三維電視(3DTV)系統(tǒng)是傳統(tǒng)二維電視系統(tǒng)的變革方向，自由立體顯示技術的發(fā)展為3DTV系統(tǒng)的普及提供了可能性，各種高級信號處理算法則為3DTV系統(tǒng)奠定了基礎，研究高效的3DTV系統(tǒng)具有重要的理論、現(xiàn)實和經濟意義。
　　 當前實用的3DTV系統(tǒng)一般采用視頻加深度的場景表示方法，一個顯著特點是包含多視點視頻流。論文一方面圍繞3DTV系統(tǒng)的編碼問題，研究提高壓縮效率、繪制虛擬視點的方法；另一方

2、面從視頻解碼的實時性出發(fā)，研究運動補償?shù)挠布O計。編碼方法、圖像處理構成了3DTV系統(tǒng)的算法基礎，硬件加速則為3DTV系統(tǒng)實現(xiàn)提供了積極的借鑒意義。論文取得的創(chuàng)新性成果包括：
　　 (1)提出一種多視點加深度的編碼方法，在時間域上采用層次化B幀的預測結構、在空間域上利用視點變換來編碼多個視點。該方法將視點分成主視點和輔視點，采用圖像渲染技術來合成輔視點的預測圖像；編碼并傳輸視點的遮擋信息，以在解碼端獲得高質量的重建圖像；可根據(jù)主

3、、輔視點在空間域上相關性的強弱，解耦主視點深度圖周期和圖像組長度，耦合主視點深度圖周期和輔視點圖像組長度，以充分挖掘時空域上的相關性。該編碼方法可擴展至二維排列的視點陣列，在保證重建圖像質量的同時可獲得更高的壓縮性能。
　　 (2)提出一種深度輔助樣本匹配算法，以修復視點內部的空洞。采用提出算法的視點變換流程包括深度圖形態(tài)學處理、圖像渲染和空洞修復。在預處理階段，采用膨脹處理深度圖像，以抑制變換視點中的物體分裂；在后處理階段，通

4、過制定優(yōu)先級確定修復順序，采用塊匹配搜索空洞紋理，在匹配代價函數(shù)中加入深度信息，通過紋理相似性和深度一致性確定最佳匹配塊，根據(jù)視頻采樣的特點采用亮度優(yōu)先的修復策略。采用本算法得到的目標視點具有幾何保真、結構保持、深度區(qū)分方面的優(yōu)越性，能夠為預測編碼提供有效的參考圖像。
　　 (3)提出一種串并混合的運動補償亮度插值結構和三級遞歸色度插值結構，通過在垂直方向串行處理輸入整數(shù)像素點以優(yōu)化數(shù)據(jù)流；提出一種多參考圖像管理的算法和硬件結構