立体视频显示及编码相关技术研究

摘要

立体图像及视频蕴含了景物的深度信息，对自然场景的表征上更具真实感，在虚拟现实、数字娱乐、远程控制等领域都有着广泛的应用空间，是多媒体技术重要的发展方向。但是，与单视点视频相比，立体视频的数据量更加巨大，存储与传输都十分困难，限制了其实际应用，因此对其进行高效的压缩编码尤为必要。本文对于立体视频的显示技术、视差估计、模式选择、颜色校正等方面进行了分析与研究。 首先，充分论述了立体视觉的基础理论及立体视频的获取技术，重点介绍了具有代表性的立体显示方法。分析了常见的立体图像格式及其与亚屏幕的映射关系，在此基础上，开发了兼容静态图像与动态视频序列的立体显示软件。 其次，在借鉴3DAV提出的立体视频编码框架的基础上，本文结合运动补偿预测(MCP)和视差补偿预测(DCP)，实现了一种基于块的立体视频编码方案，实验结果表明，该方案可以有效地去除立体视频视点间的冗余信息。同时，利用补充增强信息(SEI)实现了与H.264标准码流的兼容，实现了视点可分级。 最后，本文通过引入了全局视差矢量，并将其应用于H.264的模式选择中，显著提高了压缩效率。由于立体视频摄像机所处方位不同的影响，接收到的光线强度存在差异，同时各摄像机的增益、电平等也不完全一致，导致实际获得的视点间图像之间存在着颜色差异，严重影响立体视频的压缩性能。为进一步提高立体视频的压缩效率，本文在分析了视点间图像的颜色差异基础上，实现了基于直方图匹配的颜色差校正算法。

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章绪论

1.1 研究背景及意义

1.2 国内外研究现状

1.2.1 立体显示研究现状

1.2.2 立体视频编码研究现状

1.3 论文的主要研究内容与结构安排

第2章立体图像与视频显示技术研究

2.1 立体视觉基础

2.2 立体摄像机配置系统

2.3 立体图像与视频的获取

2.4 立体显示方法

2.4.1 色分法

2.4.2 光分法

2.4.3 时分法

2.4.4 自由立体显示技术

2.5 立体图像对的亚屏幕映射

2.5.1 屏幕分区

2.5.2 立体图像格式

2.5.3 立体图像对的亚屏幕映射

2.6 本章小结

第3章基于H.264标准的立体视频编码方案

3.1 视频编码标准的发展

3.1.1 MPEG-x系列标准

3.1.2 H.26x系列标准

3.2 基于H.264的立体视频编码框架

3.2.1 3DAV提出的立体视频编码框架

3.2.2 基于H.264的立体视频编码框架

3.2.3 基于H.264标准的立体视频压缩编码的算法步骤

3.2.4 与H.264的兼容性问题

3.3 立体视频编码的评价准则

3.4 实验结果及分析

3.5 本章小结

第4章立体视频编码相关技术研究

4.1 视差估计原理及方法

4.1.1 视差矢量

4.1.2 视差估计的约束条件

4.1.3 视差估计算法

4.1.4 视差估计步骤

4.2 立体视频编码中的模式选择优化

4.2.1 全局视差

4.2.2 快速模式选择

4.2.3 实验结果及分析

4.3 立体视频编码中的颜色校正算法

4.3.1 颜色校正

4.3.2 基于直方图匹配的颜色补偿算法

4.3.3 实验结果及分析

4.4 本章小结

第5章总结与展望

5.1 本文总结

5.2 工作展望

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文