基于深度圖的虛擬視點(diǎn)繪制方法研究.pdf

1、基于深度圖的虛擬視點(diǎn)繪制技術(shù)(Depth Image Based Rendering,DIBR)是自由視點(diǎn)視頻(Free View Video,FVV)系統(tǒng)中的一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)。該技術(shù)主要是用于在客戶端生成任意位置的虛擬視點(diǎn)，由于它具有節(jié)省傳輸帶寬資源和改善立體視覺效果等優(yōu)點(diǎn)而備受用戶的青睞。然而，目前該技術(shù)還存在諸多不足之處，所繪制的虛擬視點(diǎn)的質(zhì)量和速度還有待提高。本文主要針對虛擬視點(diǎn)繪制標(biāo)準(zhǔn)方案中的三維變換(3D-Warping)、像素

2、插值和圖像融合這三個環(huán)節(jié)中所存在的問題，提出了相應(yīng)的改進(jìn)算法。
　　針對虛擬視點(diǎn)繪制標(biāo)準(zhǔn)方案中的3D-Warping環(huán)節(jié)速度過慢的問題，本文提出了一種基于快速3D-Warping的繪制算法。它旨在確保繪制質(zhì)量的同時，盡可能地提高繪制速度，主要在以下三個方面進(jìn)行了改進(jìn)：第一，引入了深度—視差映射表技術(shù)，節(jié)省了視差求取所耗費(fèi)的時間；第二，對深度平坦的像素塊進(jìn)行基于塊的3D-Warping，減少了映射的次數(shù)；第三，提出了一種新的像素插值

3、技術(shù)，提高了像素插值的精度。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，本文算法不但能提高繪制的速度，而且可以改善繪制的客觀質(zhì)量。繪制的平均時間節(jié)省了72.05％；繪制的客觀指標(biāo)PSNR平均提高了0.36dB，SSIM平均提高了0.0012。
　　針對虛擬視點(diǎn)繪制標(biāo)準(zhǔn)方案中像素插值的準(zhǔn)確性不高的問題，本文提出了一種改進(jìn)的繪制算法。該算法按照投影像素點(diǎn)的個數(shù)進(jìn)行了分類，對不同的情形采取了相應(yīng)的像素插值策略?；诳臻g加權(quán)的像素插值是本算法的關(guān)鍵，它充分地考慮到了待

4、插值像素點(diǎn)周圍足夠多的投影像素點(diǎn)，計(jì)算每個投影像素點(diǎn)的空間權(quán)值，并按照各自的權(quán)值對這些投影像素點(diǎn)的像素值進(jìn)行加權(quán)平均，將最終的加權(quán)平均值作為待插值像素點(diǎn)的像素值。為了抑制由于深度失真所引起的繪制失真，本文在左、右參考虛擬視點(diǎn)融合之后，引入了失真檢測與矯正環(huán)節(jié)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該算法可以有效地抑制像素插值過程引入的噪聲，提高了像素插值的精度。與標(biāo)準(zhǔn)方案的半像素精度相比，本算法的繪制虛擬視點(diǎn)的PSNR平均提高了0.30dB，SSIM平均提高了

5、0.0013。
　　針對虛擬視點(diǎn)繪制標(biāo)準(zhǔn)方案中由于視點(diǎn)間的光照差異所導(dǎo)致的繪制失真問題，本文提出了一種基于直方圖匹配的圖像融合算法。該算法主要是采用了直方圖匹配算法來對參考虛擬視點(diǎn)中的公共區(qū)域進(jìn)行失真補(bǔ)償?shù)?。為了達(dá)到比較理想的匹配效果，本文還提出了空洞填補(bǔ)和偽影消除算法，對空洞區(qū)域及其背景邊界進(jìn)行了處理。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，改進(jìn)的空洞填補(bǔ)和偽影消除算法以及基于直方圖匹配的光照補(bǔ)償算法均提高了虛擬視點(diǎn)的質(zhì)量，其中基于直方圖匹配的光照補(bǔ)償算