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自由视点视频系统中深度场的处理和任意视点的绘制

作　者: 朱波
导　师: 蒋刚毅；郁梅
学　校: 宁波大学
专　业: 通信与信息系统
关键词: 自由视点视频深度图虚拟视点绘制视频压缩
分类号: TP391.41
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 77次
引　用: 1次
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内容摘要

自由视点视频系统一种先进的视觉媒体模式,能满足人们观看任意视点的需求,是现阶段视频信号处理领域研究的热点问题。本文主要研究其中深度信息的处理以及虚拟视点绘制相关技术。首先,本文提出了一种面向虚拟视点绘制的深度图压缩方案。该方案主要是考虑了深度图中背景部分抖动效应对编码的影响,利用彩色图像中的编码模式以及深度图边界提取和彩色图像帧差三者结合的方式分割不同区域。基于深度各个区域的模式特点,对不同区域采取率失真匹配不同模式的方法提高编码速度;合理地采用SKIP模式以消除抖动效应对压缩的影响。实验结果表明,本文算法在保证虚拟视点绘制质量的同时,节省了编码码率并加快了编码速度。其次,基于深度图中边缘部分对虚拟视点绘制影响最大这点,进一步利用彩色视频和深度序列模式相关性,在上述方案的基础上进一步进行模式的优化以及编码过程中对深度边缘的保护。实验结果表明改进方案在传输码流大小不变的前提下,提高了最终虚拟视点图像边缘的绘制质量,其余区域的主观质量相近,并提高了深度图的编码速度。接着,为提高虚拟视点绘制速度和绘制精度,提出了两种空间域快速算法。1)提出了基于块的思想,将深度图划分为平坦和纹理区域,采用基于块的思想减少映射计算,从而降低绘制时间。2)结合基于对象的分层绘制,以及可分级块绘制的思想进一步解决视点绘制的精度问题,并提高绘制速度。本文提出了新的空洞填补方法,解决了插值填补所带来的边界模糊问题。实验结果显示,本文算法都提高了绘制的速度,方案二进一步提高了绘制质量。最后,为了进一步提高虚拟视点绘制的速度,提出了时空结合的快速算法。利用深度图的编码模式来确定前后帧中深度值保持不变的区域,对深度值不变区域采用拷贝映射点的方式对其余区域则按基于块的思想绘制,减少了3D-warping映射次数。并提出了基于虚拟深度图错误检测的噪声处理方案解决了绘制过程中存在的噪声问题。与经典的绘制算法相比,本文算法提高了虚拟视点绘制的速度,并良好的解决了绘制过程中的噪声问题,提高了主观质量。

全文目录

摘要  2-3
Abstract  3-8
引言  8-9
1 绪论  9-13
  1.1 选题背景  9-11
  1.2 论文的主要工作及创新点  11-12
  1.3 论文组织结构  12-13
2 自由视点视频系统综述  13-39
  2.1 自由视点视频系统简介  13-16
  2.2 多视点视频数据和深度数据的获取  16-23
    2.2.1 视频数据的采集  16-17
    2.2.2 深度数据的获取  17-20
    2.2.3 深度数据的量化  20-22
    2.2.4 多视点视频校正  22-23
  2.3 多视点视频数据的压缩和深度数据的压缩  23-28
    2.3.1 彩色视频的压缩  23-25
    2.3.2 深度数据的压缩  25-27
    2.3.3 深度压缩算法的评价  27-28
  2.4 基于深度的虚拟视点绘制技术  28-34
    2.4.1 相机标定  28-31
    2.4.2 坐标变换  31-32
    2.4.3 遮挡处理  32-33
    2.4.4 空洞填补  33-34
  2.5 显示技术  34-39
    2.5.1 立体显示设备  34-39
3 面向虚拟视点图像绘制的深度图压缩算法  39-59
  3.1 面向虚拟视点绘制的深度图压缩算法方案一  39-51
    3.1.1 深度序列特性分析  40-44
    3.1.2 面向虚拟视点图像绘制算法方案一流程  44-46
    3.1.3 实验结果  46-50
    3.1.4 方案一小结  50-51
  3.2 面向虚拟视点绘制的深度图压缩算法方案二  51-58
    3.2.1 彩色图和深度图编码模式分析  51-52
    3.2.2 面向虚拟视点图像绘制算法方案二流程  52-54
    3.2.3 实验结果  54-58
    3.2.4 方案二小结  58
  3.3 本章小结  58-59
4 虚拟视点绘制算法  59-86
  4.1 虚拟视点绘制基础原理以及基本流程  59-60
  4.2 一种基于块的快速虚拟视点图像绘制算法  60-67
    4.2.1 3D-warping 中算法复杂度的分析  60-61
    4.2.2 基于块映射的原理  61-63
    4.2.3 基于时域相关性的前向参考空洞填补  63-64
    4.2.4 实验结果  64-67
  4.3 基于对象的可分级块快速虚拟视点图像绘制算法  67-74
    4.3.1 基于块绘制存在的问题  67-68
    4.3.2 基于对象可分级块绘制算法流程  68-70
    4.3.3 实验结果  70-74
  4.4 时空结合快速虚拟视点绘制算法方案一  74-79
    4.4.1 时空结合快速绘制方案一流程  74-76
    4.4.2 实验结果  76-79
  4.5 时空结合快速虚拟视点绘制算法方案二  79-85
    4.5.1 时空结合快速绘制方案二流程  79-80
    4.5.2 基于虚拟深度图错误检测的虚拟视点噪声处理  80-81
    4.5.3 实验结果  81-85
  4.6 本章小结  85-86
5 结论与展望  86-89
  5.1 本论文工作总结  86-87
  5.2 进一步研究方向  87-89
参考文献  89-96
在学研究成果  96-97
致谢  97

自由视点视频系统中深度场的处理和任意视点的绘制

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