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以人眼双目视差为原理的传统双目立体视频,可以形成单视点立体感,而多视点立体显示更能增加观看者的深度感、逼真感,在3D电视、自由视点电视、具有临场感的可视会议及虚拟现实等领域展现了广阔的应用前景。
多视点视频的主要特点在于能够为用户提供交互选择观看视点的功能,而视图生成技术是实现系统交互性的关键技术。本文以双目立体视频扩展形成多视点视频为研究目的,利用基于立体视觉的视图生成方法,生成视点切换过程中平滑过渡的虚拟视图。本文的方法主要包括立体视差估计和视图生成,提出并实现了相应的算法,取得了一些探索性的成果。
立体视差估计是立体视觉研究中最基本的问题之一,通过寻找图像对的对应点,获取距离信息,作为实现三维立体再现的重要信息。本文介绍了立体视差估计的典型方法,并对基于区域的方法进行了主要研究,提出了一种利用二次匹配更新不可靠视差点的算法,视差更新过程中使用了变窗口策略。为进一步提高视差图的准确性,对视差图进行遮挡检测分析。实验结果获得了较精确的视差图,匹配效果优于常规的区域匹配。
视图生成技术是多视点视频处理和应用的核心技术之一。本文提出了分别适合于小基线和大基线的视图生成算法。为避免视图生成中出现较大的空洞,平滑预处理视差图。在此基础上在小基线条件下提出了一种基于逆向映射的非线性插值算法,根据对应像素点的局部质量来分配权值。在大基线条件下提出了一种基于可见性分析的视图生成算法,较好地解决了遮挡问题。然后在VC++6.0软件平台上实现视图生成算法。实验表明,生成的新视图的质量良好,具有较高的图像峰值信噪比。