基于协同优化的立体匹配算法及其在三维电视的应用研究

摘要

目前,根据人眼双目视差原理发展起来的立体显示技术,已经伴随着3D电影等应用进入人们的生活中。而传统的双目立体视频,只能提供一个视角的观看效果。而多视点立体显示能使观众在不同位置看到不同的立体视觉效果,更接近于身处真实场景的效果,给人带来了更生动逼真的感受,因此在3D电视、可视会议、医疗及虚拟现实等领域具有广阔的应用前景。
　　论文课题来自于作者从事的企业研究项目,双目立体图像扩展形成多视点图像的技术。论文的研究内容是立体匹配的算法,并将其用于多视点生成的技术。主要包括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,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。论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,研究和应用了一种基于区间协同优化的立体匹配算法,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。论文改进了基于双向视差的内插值生成多视图的方法。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使用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。在大基线条件下使用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MATLAB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。

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第一章 绪论

1.1课题背景及研究意义

1.2多视点生成技术的国内外研究现状

1.3研究内容

1.4 论文结构

第二章 立体视觉原理与多视点基本理论

2.1裸眼3D电视的基本原理

2.2 立体视觉原理

2.3多视点视频的理论基础

2.4 本章小结

第三章 基于区间协同优化的立体匹配算法设计

3.1 立体匹配算法简介

3.2 基于图像分割的初始匹配

3.3基于区间协同优化的立体匹配算法

3.4 本章小结

第四章 基于视差的多视点生成算法设计

4.1平行摄像下的视点内插原理

4.2遮挡和空洞的产生

4.3基于双向视差的视点插值

4.4本章小结

第五章 算法运行和测试

5.1 立体匹配算法的仿真和测试

5.2 多视点生成的仿真和测试

5.3 本章小结

第六章 总结与展望

6.1 论文总结

6.2展望

致谢

参考文献