用于立體視頻的虛擬視點合成方法研究.pdf

1、近年來，立體視頻憑借其強烈的真實感、突出的交互性逐漸進入了家庭和大眾娛樂市場。隨之而來的是，三維電影在各大影院紛紛上映，以迅猛之勢占據了電影產業(yè)的制高點;三維電視(Three-dimensional television，3DTV)逐漸取代高清電視（High Definition Television，HDTV），成為電視領域的先鋒引領者。多視點視頻、自由視點視頻的最大特點是具有極佳的用戶交互性，比如，觀眾可以根據自己的喜好自由選擇觀看

2、的角度。在這一類視頻應用中，多個視點的視頻信息是必不可少的，并且視點的數量是決定視頻效果的關鍵因素。但同時這也對網絡帶寬和攝像成本提出了嚴峻的挑戰(zhàn)。因此，虛擬視點合成方法的重要性日益凸顯。
　　在眾多已有的視點合成方法中，基于深度圖像的渲染(Depth-image-based rendering，DIBR)是一種典型且有效的方法。它是在已知參考視點彩色圖像及其深度信息的基礎上，通過三維圖像變換來繪制虛擬視點圖像的方法。它憑借較低的

3、復雜度、較高的渲染質量等優(yōu)點，成為視點合成領域的研究熱點。近幾年，經過眾多研究者的努力，目前已有一些較好的科研成果。然而，視點合成的質量仍然受到一些問題的限制，如偽影問題、重疊問題、重采樣問題、空洞問題等。只有更好地解決這些問題，才有可能獲得高質量的虛擬視圖，從而獲得令人滿意的視覺體驗。
　　針對DIBR中常見的幾個問題，本文分別基于空域和空時域相結合兩個方面，提出了兩種不同的方法來改進DIBR方法，分別是基于逆向映射和加入深度信

4、息的圖像修復算法的DIBR方法以及基于雙向映射的空時域相結合的DIBR方法。
　　第一種方法提出利用逆向映射獲得虛擬視圖并使用改進的圖像修復方法進行空洞填充。該方法用逆向映射取代了傳統(tǒng)的正向映射，巧妙地解決重疊、重采樣問題;提出一種改進的加入深度信息的圖像修復方法，有針對性地選擇背景信息對空洞區(qū)域進行填充，其中的改進包括優(yōu)先級計算公式的優(yōu)化以及最佳匹配塊搜索原則的改進，前者可以確保獲得一種最佳的修復順序，后者則是提高空洞填充準確性

5、的關鍵步驟。
　　第二種方法提出利用空域與時域相結合的方式實現更準確有效地空洞填充。該方法在傳統(tǒng)的基于空域信息的補洞方法的基礎上，加入了時域信息作為參考，因此可以獲得更高質量的虛擬視圖;而相較于其他的空時域相結合的視點合成方法，該方法并沒有對整個背景信息進行復原，而是針對空洞區(qū)域進行反向搜索，定位目標區(qū)域，實現有針對性的背景復原，從而大大降低了算法的數據量和復雜度。進行背景復原后的目標區(qū)域可以用于填充虛擬視圖中的部分空洞，而剩余的