裸眼三維增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)通過電腦技術(shù)將虛擬信息應(yīng)用到真實(shí)環(huán)境,使真實(shí)環(huán)境和虛擬物體實(shí)時(shí)地疊加在同一個(gè)畫面或空間。裸眼三維增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)致力于為用戶提供一種自由立體顯示的虛實(shí)融合畫面,在現(xiàn)實(shí)世界和虛擬世界架起溝通的橋梁,使用戶體驗(yàn)充滿創(chuàng)造感的虛實(shí)互動(dòng)效果。相機(jī)追蹤、圖像特征提取與匹配以及虛擬視點(diǎn)圖像繪制等技術(shù)等是裸眼三維增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)中的關(guān)鍵技術(shù)。
　　 自然三維電視系統(tǒng)通過雙目相機(jī)立體拍攝自然場景并提取深度信息,經(jīng)編碼、傳輸和解碼后通過多視點(diǎn)重建模塊繪

2、制出多路虛擬視點(diǎn)圖像,為用戶左右眼提供立體圖像對以實(shí)現(xiàn)裸眼三維視覺享受。本文致力于在自然三維電視實(shí)驗(yàn)平臺上實(shí)現(xiàn)多視點(diǎn)自由立體顯示的三維增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)功能,首先借鑒SLAM(Simultaneous localization and mapping)技術(shù)搭建增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)實(shí)驗(yàn)平臺,再重點(diǎn)研究其中的特征提取與匹配算法并提出一種基于Sobel邊緣的快速SIFT(Scale-invariant feature transform)算法,最后針對多視點(diǎn)重建模

3、塊虛擬視點(diǎn)圖像繪制過程中深度圖邊緣不準(zhǔn)確的問題提出優(yōu)化方法。取得的成果包括以下三個(gè)方面:
　　 搭建增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)實(shí)驗(yàn)平臺。該實(shí)驗(yàn)平臺借鑒機(jī)器人研究領(lǐng)域的SLAM技術(shù),能實(shí)時(shí)構(gòu)建場景地圖并計(jì)算相機(jī)位姿參數(shù)。
　　 研究特征提取與匹配技術(shù)并提出基于Sobel邊緣的快速SIFT算法。本文首先調(diào)研特征提取與匹配算法的現(xiàn)狀。針對SIFT算法存在的冗余度高、速度慢等缺點(diǎn),采用Sobel算法提取圖像邊緣集并產(chǎn)生相應(yīng)的邊緣集圖像尺度空間,在

4、該尺度空間的約束下檢測極值點(diǎn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,本文提出的算法能在很大程度上減少特征點(diǎn)的冗余度,提高算法速度，同時(shí)保證較高的匹配率。隨著Sobel邊緣檢測閾值的增大,特征點(diǎn)數(shù)量減少,運(yùn)行時(shí)間減少,匹配率上升。
　　 針對立體匹配深度圖不精確導(dǎo)致視點(diǎn)合成質(zhì)量降低的問題,本文引入摳圖算法配準(zhǔn)深度圖與彩色圖邊緣,提高虛擬視點(diǎn)圖像的質(zhì)量。針對摳圖技術(shù)只能區(qū)分全局前景和背景的缺點(diǎn),提出一種局部化的摳圖算法,以解決復(fù)雜場景下多深度層次的區(qū)分和邊