3D多视点立体显示及其关键技术

作为基于 DTV/HDTV 的二维(2D)显示之后的下一代视频显示技术,三维(3D)多视点立体显示已成为国际上的研究热点之一.为建立多视点立体显示系统,阐述了相关的关键技术,包括:光场表示模型和光场获取系统、高效的与现行视频标准兼容的多视点编码和传输方法、解码端任意位置视点的高效绘制方法、3D显示技术以及多视点自由立体显示.针对上述关键技术,分析了当前国际上的发展趋势及存在的问题,同时提出了一种基于交互式自由立体显示的 3D 视频处理系统的解决方案.     

新一代基于HEVC的3D视频编码技术

HEVC标准出台后,新一代基于HEVC的多视点加深度编码也将正式推出。基于HEVC的3D视频编码作为HEVC标准的扩展部分,主要面向立体电视和自由立体视频。从该编码方式的基本结构出发,较全面地介绍了视频编码方式、深度图编码方式和对深度图的编码控制三个方面的关键技术,包括视点间运动预测、深度图建模模式和视点合成优化等技术。     

基于3D视频的错误隐藏技术分析

随着3D视频产品的逐步问世,3D视频技术逐渐成为当前研究的热点。由于3D视频编码是利用多个视点的空间、时间及视点间的相关性进行压缩编码,导致当3D视频遭遇不可靠信道差错时,其受损的影响比传统的2D视频更严重。因此,研究基于3D视频的差错控制技术十分必要,针对3D视频的3种视频格式,初步探讨了目前已经出现或正在研究中的错误隐藏技术。     

3D-HEVC中深度图编码技术研究进展

3D-HEVC是为了满足3D视频和自由视点视频的高效编码而最新制定的视频编码标准,它要求同时编码几个视点的纹理视频和深度图.完全采用传统的技术来编码深度图会使得深度图内部锐利边界处产生伪影效应,为此,一些新的针对于深度图的编码工具被开发.详细介绍了这些编码工具,同时介绍了编码深度图时所使用的率失真优化方法.     

3D电视系统的构成及发展

主要介绍了3D电视系统的现状与发展,按照由双视点向未来多视点3D电视系统发展的技术路线,依次介绍了各阶段系统的架构.同时,对关键技术的基本原理也做了详细说明,包括过度阶段的帧兼容、多视点视频编码、混合分辨率视频编码、视频与相应深度信息联合编码等解决方案.最后对3D电视系统中有待解决的问题和未来的研究方向进行了总结.     

面向裸眼3D显示的实时多视角视频采集系统设计

针对裸眼3D显示屏研究了一种实时多视角视频采集系统。该系统使用高清网络摄像头阵列进行多视点原始画面拍摄,通过网络传输视频流,视频数据经过解码、矫正、合成等处理后变为具有多个视点(水平方向)的实时视频图像。实验结果表明,该系统较好地解决了实际拍摄中存在的畸变、图像对齐等问题,实现了实时4个视点(水平方向)的全高清视频输出,能直接在特定的裸眼3D显示器上观看。     

多视点与深度视频编码技术研究综述

多视点与深度视频(MVD)可以有效表示自由视点视频,减少了需传输视点的个数,该表达形式正受到越来越多的关注,如何对MVD进行高效编码尤为重要.介绍了自由视点视频的发展现状及国内外研究概况,详细讨论了深度图像的高效编码技术及多视点与深度联合编码技术,并对多视点与深度视频编码技术进行了总结及展望.     

基于H．264多视点全高清解码器的SoC设计

H．264是联合视频组（JVT）所提出的高度压缩数字视频编解码标准。目前3D技术已经成为未来视频技术的发展趋势,多视点视频是一种有效的3D视频表示方式。此外,HDMI（高清晰度多媒体接口）为家庭影院欣赏3D视频建立了十分重要的基础。本文首先研究了多视点编解码原理及SoC设计方法,接着给出了H．264／AVC解码器的SoC方案,并根据解码算法的特点对软硬模块的划分及架构进行了设计优化。     

基于Unity3D的可变视点数立体图像合成算法

针对当前自由立体3D显示器的最佳观看距离固定和无法灵活调的等问题,本文在Unity3D平台上采用Cg语言编程,提出了可变视点数立体图像合成算法。该算法根据最佳观看距离与视点数之间的关系,调整光栅截距对应的像素点,实现了通过灵活改变视点数来改变自由立体3D显示的最佳观看距离。实验结果表明,通过此算法合成的立体图像可以调整显示的最佳观看距离,并且实验测得的视点数与计算所得的视点数误差较小。图像串扰较低、合成效率高,使观看者能在不同距离都能舒适观看立体图像。     

交互式立体显示中基于图像拼合的视点合成

在立体显示中,视点合成是实现交互性的关键技术,即在三维(3D)场景中通过自由选择视点而获得环视能力.本文将视点插值和基于图像拼合的视点变形技术相结合,提出一种中间视合成算法.首先均匀化原始立体图像对;然后只对前景对象区域进行视差估计以提高视差匹配的速度和精度;接着确定左右视点中的可靠区域,根据可靠区域生成过渡中间视点;最后,采用视点插值结合变形的方法,由过渡视合成中间视点.实验结果表明合成的中间视点图像质量良好,而且合成速度也明显提高.本文算法可用于实时 3D 视频应用的交互式立体显示,可以实现任意视点的实时绘制.     

三维立体显示技术

实现三维立体显示是人类长期的梦想.三维立体显示技术已成为当今一个引人注目的前沿科技领域.文中介绍了三维立体显示的概念和一些技术方法.自由立体显示技术是当今立体显示的主流技术,文中阐述了该技术的研发动态.最后概述了三维立体显示的重要应用及意义.     

基于人眼检测优化的立体人机交互技术的研究

随着3D显示技术的逐渐成熟,越来越多基于3D显示技术的产品被应用于各个领域,例如3D电影、裸眼3D电视、体感交互式系统和影像教学等。基于3D显示的人机交互系统也是近年来越来越热门的研究方向,但是却没有高效地利用深度信息作为交互的线索,因此本文提出将3D显示与体感交互结合,实现立体人机交互的虚拟键盘,让用户只需点击屏幕前方键盘的图像即可进行对应按键信息的录入和编辑,其帧率可达10.6fps。针对3D显示中用户视角偏离会导致按键的像在视觉上的偏移,容易造成误输入的问题,在系统中整合人眼检测功能,修正因视角偏离带来按键定位误差,从而实现了准确率100%的字符输入交互功能。     

自由立体显示器的光学性能测量与研究

为了评价自由立体显示器的光学性能,以八视点狭缝光栅自由立体显示器为例,针对不同的视点图像,测量了不同视角下的亮度值与色度值,研究自由立体显示器的光学性能,其光学性能包括自由立体显示器的最佳观看位置、串扰、可视范围、亮度均匀性、色度均匀性和莫尔条纹。结果表明,这种测量及分析方法实现了对多视点立体显示器光学性能的定量评估,增强了评估立体显示器性能的客观性,对自由立体显示器的设计具有指导意义。     

自动立体显示技术的专利状况分析

自动立体显示技术使用户可以在显示屏幕前的不同位置通过裸眼观看到清晰的立体图像.基于自动立体显示技术领域的专利文献,给出了对该领域专利总体变化情况的统计分析结果,通过一些典型的专利文献介绍了专利中的技术发展情况,并分析了主要专利申请人所申请专利的技术特点,由此对今后的专利发展趋势进行预测.通过专利分析,希望对业内人士有所帮助.     

助视3D显示技术概述

助视3D显示是指需要借助于3D眼镜等助视设备才能观看到3D图像的显示方式,它包括分色3D显示、偏振光3D显示和液晶快门3D显示。助视3D显示是目前最成熟的3D显示方式,近几年其相关技术及器件的性能得到了改进和提高。本文将介绍这三种助视3D显示技术。     

Real-time generation of multi-view video plus depth content using mixed narrow and wide baseline

Content production for stereoscopic 3D-TV displays has become mature in the past years while huge progress has also been achieved in the improvement of the image quality of glasses-free auto-stereoscopic displays and light-field displays. Concerning the latter two display families, the content production workflow is less elaborated and more complex, as the number of required views not only differs considerably but is also likely to increase in the near future. As a co-existence of all 3D display families can be expected for the next years, one aims to establish an efficient content production workflow which yields to high quality content for all 3D-TV displays.Against this background we present a real-time capable multi-view video plus depth (MVD) content production workflow based on a four-camera rig with mixed narrow and wide baseline. Results show the suitability of the approach to simultaneously produce high quality MVD4 and native stereoscopic 3D content.     

裸视3D显示技术概述

裸视三维（3D）显示中,观看者无需配戴眼镜等任何助视设备就能观看到立体效果。随着人们对3D显示的认识不断加深,已提出多种裸视3D显示技术。本文综述了目前主流的裸视3D显示技术,包括光栅3D显示、集成成像3D显示、体3D显示和全息3D显示的基本原理及特性。     

液晶材料与3D显示

介绍了3D显示的基本原理,重点介绍了目前3D显示的主流技术类型,包含了眼镜式3D技术以及裸眼式3D技术,其中眼镜式3D技术包含色差式3D技术、偏光式3D技术和主动快门式3D技术;裸眼式3D技术包含视差屏障式3D技术、柱状透镜式3D技术、指向光源式3D技术和多层显示式3D技术。阐述了各种3D显示技术的基本实现原理和应用领域、并对涉及液晶显示的几种3D技术的优缺点进行了对比。结合液晶材料的特点与3D液晶显示的实际要求,阐述了3D液晶面板对液晶材料快速响应方面的要求,以及液晶透镜对液晶材料光学各向异性参数的要求。