面向感知的單幅圖像分層深度信息計算.pdf

1、賦予計算機認知和理解三維世界的能力是計算機視覺的一個基本問題，在機器人、虛擬現(xiàn)實與增強現(xiàn)實、智能監(jiān)控、數(shù)字娛樂等領(lǐng)域有非常多的應(yīng)用。目前數(shù)字圖像的獲取變得非常容易，互聯(lián)網(wǎng)上存在著海量的圖片，基于圖像、特別是基于單幅圖像恢復(fù)場景中蘊含的三維信息是目前研究的熱點問題。由于物體之間的遮擋以及物體的自遮擋，基于單幅圖像完全地恢復(fù)三維信息是一個病態(tài)問題，但人們對物體的認知有很多先驗知識，有效地利用人們的先驗知識使得從單幅圖像中獲取場景重要的三維信

2、息變得可能。
　　本學(xué)位論文選擇圖像分層深度信息計算這個基礎(chǔ)問題作為研究的切入點，從人的感知特點出發(fā)，重點研究了基于單幅圖像的兩種分層深度信息計算方法，并將算法應(yīng)用在兩個實際問題中-淺浮雕藝術(shù)風(fēng)格生成以及三維立體幻象的自動生成。除此以外，本文還研究了一種基于分層信息的自適應(yīng)圖像顯著性引導(dǎo)算法，探討了粗糙的層次深度信息在計算機視覺領(lǐng)域的其它可能應(yīng)用。
　　本文創(chuàng)新點和貢獻主要包括以下幾個方面:
　　(1)提出了兩種新的圖

3、像分層深度計算方法
　　本文基于輪廓以及物體對象等兩種不同的圖像描述，提出了兩種新的圖像分層深度計算方法。本文利用輪廓線中的幾何元素（包括區(qū)域、線段及結(jié)點）構(gòu)建圖(Graph)，根據(jù)有向圖理論推導(dǎo)圖像中所蘊含的深度層次。本論文還提出了一種基于物體對象的分層深度計算，根據(jù)單目視覺線索，構(gòu)建馬爾可夫圖，從而估計圖像中的深度層次，算法不僅能夠有效推測局部層次關(guān)系，對于全局層次關(guān)系也有較高的估計準確度。
　　(2)提出了一種基于單幅

4、圖像的淺浮雕生成算法
　　本文通過計算圖像中物體的輪廓、亮度、梯度等信息，基于層次深度計算，設(shè)計了一種基于反饋的淺浮雕逐步精細化算法，該算法不僅能夠保持全局的層次關(guān)系，還能增強淺浮雕曲面的細節(jié)，從而生成自然生動的淺浮雕模型。
　　(3)提出了一種基于單幅圖像的三維立體顯示技術(shù)
　　本文提出了一種基于單幅圖像分層深度信息的三維立體幻象自動生成方法。該方法根據(jù)物體的對稱性及局部凸性等特點，利用粗糙的三維模型對圖像中的對象進

5、行表示，并對被遮擋部分自動進行三維補全，同時提出了一種基于迭代優(yōu)化的地面擬合算法估計圖像中物體的深度位置。生成的三維立體顯示效果不僅能夠使用諸如紅藍眼鏡、偏振鏡片等輔助設(shè)備觀看，還可通過左右旋轉(zhuǎn)視點提供裸眼三維體驗。盡管該算法不能恢復(fù)精確的三維信息，但產(chǎn)生的三維立體幻覺效果符合人的感知特點，讓人體驗逼真的三維效果。
　　(4)提出了一種自適應(yīng)的圖像顯著性引導(dǎo)策略
　　本文探索了圖像分層深度計算與圖像顯著性引導(dǎo)之間的關(guān)系，提出