快速3维坐标变换的绘制算法

目的 基于深度图的绘制(DIBR)是一种新型的虚拟视点生成技术,在诸多方面得到了广泛的应用。然而,该技术还不能满足实时性的绘制需求。为了在保证绘制质量不下降的前提下,尽可能地提高绘制速度,提出了一种高效的3D-Warping(3维坐标变换)算法。方法 主要在以下3个方面进行了改进:1)引入了深度—视差映射表技术,避免了重复地进行视差求取操作。2)对深度平坦的像素块进行基于块的3D-Warping,减少了映射的次数。对深度非平坦像素块中的像素点采取传统的基于像素点的3D-Warping,保证了映射的准确性。3)针对两种不同的3D-Warping方式,分别提出了相应的插值算法。在水平方向上,改进的像素插值算法对紧邻插值和Splatting(散射)插值算法进行了折中,只在映射像素点与待插值像素点很近的情况下才进行紧邻插值,否则进行Splatting插值;在深度方向上,它对Z-Buffer(深度缓存)技术进行了改进,舍弃了与前景物体太远的映射像素点,而对其他映射像素点按深度值进行加权操作。结果 实验结果表明,与标准绘制方案的整像素精度相比,绘制时间平均节省了72.05%;与标准绘制方案的半像素精度相比,PSNR平均提高了0.355dB,SSIM平均提高了0.00115。结论 改进算法非常适用于水平设置相机系统的DIBR技术中的整像素精度绘制,对包含大量深度平坦区域的视频序列效果明显,不但能够提高绘制的速度,而且可以有效地改善绘制的客观质量。     

Virtual view synthesis using stereo vision based on the sum of absolute difference

With the development of multimedia, the technology of image and video is growing from 2D to 3D, thus interactivity is going to become a main character of future multimedia technology. Virtual view synthesis, known as the analogue expression to the real world, is one of the key techniques in interactive 3D video systems. This paper proposes a new algorithm of virtual view synthesis, which is based on disparity estimation. Considering two rectified input reference images that are taken in the same scene simultaneously, the accurate dense disparity maps are gained as the first step. Then image interpolation is used to synthesize certain virtual view image and reverse mapping is adopted to fill up the holes which are formed in previous process. By defining a position parameter, this algorithm can produce results at an arbitrary view between the two original views. Experimental results illustrate the superiority of the proposed method.     

改进的图像自适应梯度插值

传统的图像插值算法存在边缘模糊和边缘锯齿,已有改进算法改善了插值图像质量,但存在斜边缘锯齿或局部扭曲变形等问题。为解决上述问题,提出了改进的图像自适应梯度插值。该方法首先根据图像的局部不对称性和局部梯度特征在1维方向上修正插值点空间距离,并将1维修正结果合并到2维空间,然后将修正的空间距离应用到传统的插值算法中。实验结果表明,该方法改善了插值图像的峰值信噪比,有效保护了图像在各个方向上的边缘信息。     

一种改进的边缘方向插值算法

已有的边缘方向插值算法利用高低分辨率图像局部方差之间存在的对偶性实现自适应非线性插值。其性能明显优于传统线性插值算法，但图像边缘噪声可能仍然比较明显。为了获得更好的视觉效果。提出了一种改进算法。充分利用局部降采样像素之间的相关信息，用和被插点相邻的6个降采样像素估计高分辨率图像的局部协方差。该算法应用于灰度和彩色图像的分辨率增强，不仅降低了运算复杂度，而且有效地抑制了边缘噪声，进一步提高了插值图像的视觉质量。     

联合双边图像插值

传统的图像插值算法及其改进算法都存在边缘模糊、边缘锯齿或局部扭曲变形等问题。提出联合双边图像插值,首先采用传统插值算法对原始图像进行插值,将其结果作为导引图像对原始图像进行联合双边上采样,并给出其核函数方差的自适应确定算法。实验结果表明,与传统插值算法相比,该算法明显改进插值图像质量,与已有的绝大多数非线性改进算法相比还提高了插值速度。     

分水岭优化的Snake模型肝脏图像分割

Snake算法是主动轮廓模型的经典算法,是近年来图像分割和视频领域研究的热点。针对Snake模型中存在的初始轮廓敏感和能量函数中曲率约束不足等问题,提出将分水岭变换和主动轮廓模型相结合的主动轮廓分割算法。首先通过引入标记函数和强制最小值技术解决传统分水岭变换可能导致的过分割问题,然后利用改进的强制标记分水岭算法优化Snake模型的初始轮廓曲线,最后通过在Snake模型中增加一项与曲线形状相关的外部力弥补能量约束函数中曲率约束的不足,从而实现更精确的图像分割。改进后的Snake模型应用于腹部MR图像中,对肝脏图像的识别和分割取得了良好效果。     

一种用于DIBR的去隔行算法*

提出了一种适用于DIBR的去隔行算法,该算法首先采用一种基于方向的场内插值算法对隔行参考图像和它的深度图像去隔行。这种场内插值算法能够通过对插值方向进行自适应的选择有效地消除“锯齿”现象。然后,算法会根据逐行的参考图像和它的深度图像进行三维图像变换,得到逐行的目标图像。实验表明,所提出的去隔行算法能得到画质较高的逐行新视图,且算法性能是鲁棒的。该算法适用于基于DIBR的3D视频的去隔行。     

基于改进的MSR算法在软件视频会议系统上的应用

视频会议是一种应用广泛的会议方式,由于光照、视频采集设备品质、网络带宽等外界复杂因素的影响,常常导致视频会议视频图像质量下降。在多尺度Retinex滤波(MSR)算法的基础上,使用双边滤波获取原始图像的高低频信息,然后采用颜色约束方法和增益补偿方法增强经过双边滤波处理后的高频反射图像。通过主观体验和客观评价,改进算法增强了视频图像,同时保留了边缘细节,应用于软件视频会议系统,提高了视频图像的清晰度,改善了视觉效果。     

基于边缘最大相关性的快速图像插值算法

处理视频、网络信号要求有较好的视觉质量和较低的算法复杂度、运算量。传统的图像插值算法会产生细节模糊和边缘锯齿化,为此,提出了一种基于图像边缘多方向最大相关性的快速数字图像插值算法。为了得到高分辨率图像相关信息,根据图像空间域内多个方向邻近像素点的相关特性,利用与待内插值点相邻6个降采样像素值。实验证明,该算法降低了运算复杂度,有效地保持了边缘信息,得到了视觉质量较好的插值图像。     

正则化算法在CT图像重建上的应用

由于受数据采集时间、照射剂量、成像系统扫描的几何位置等因素的约束,计算机断层成像（Computed tomography,CT）技术目前只能在有限角度范围或在较少的投影角度得到数据,这些都属于不完全角度重建问题. 因此,图像重建的算法应用变得尤为重要,本文将现有的几种正则化超分辨率重建算法应用到CT图像重建上并做了一系列的对比分析,分析不同算法下不同的图像重建效果. 首先对低分辨率CT图像进行图像配准,然后再进行样条插值放大,最后运用相关正则化算法进行超分辨率图像重建. 实验结果表明正则化算法的应用一定程度上提高了图像分辨率,其中双边正则化下的重建效果最好,基于L2范数全变分正则化效果较差.     

物体多视角三维图象对齐复位的一种新方法

为了高质量准确地对物体多视角三维图象进行快速对齐复位，提出了一种将多个视角三维自然曲面数据精确对齐复位于同一坐标系中的新型迭代方法，该方法根据三维自然曲面的共同特性，并采用不同视角中对应曲面部分的若干单元面法向量误差最小及其对应顶点距离最小的迭代准则来进行对齐复位，同时还详细地叙述了迭代算法的过程，并讨论了提高算法速度与降低累积误差的方法，实例表明，该算法在无需约束三维数据采集过程和不额外增加三维数据采集设备及操作的情况下，不仅速度快，而且由复位后的各视角三维曲面形成的整体表面效果自然逼真。     

Virtual view synthesis of people from multiple view video sequences

This paper addresses the synthesis of novel views of people from multiple view video. We consider the target area of the multiple camera 3D Virtual Studio for broadcast production with the requirement for free-viewpoint video synthesis for a virtual camera with the same quality as captured video. A framework is introduced for view-dependent optimisation of reconstructed surface shape to align multiple captured images with sub-pixel accuracy for rendering novel views. View-dependent shape optimisation combines multiple view stereo and silhouette constraints to robustly estimate correspondence between images in the presence of visual ambiguities such as uniform surface regions, self-occlusion, and camera calibration error. Free-viewpoint rendering of video sequences of people achieves a visual quality comparable to the captured video images. Experimental evaluation demonstrates that this approach overcomes limitations of previous stereo- and silhouette-based approaches to rendering novel views of moving people.     

改进的沃尔什图像插值方法

为了更好地进行快速插值,提出一种改进的沃尔什滤波器：首先研究了传统的Walsh变换及其性质,在此基础上推导出Walsh滤波模板的设计方法;其次由于Walsh模板仅有4×4大小,因此给出一种基于权值矩阵的拼合方法;最后,对上千幅图像进行测试,求解出最佳权值a=1.6,b=0.8。实验将5幅标准测试图像分为两组,分别进行1/2抽取与1/4抽取,得到的插值结果均表明算法的插值效果优于最近邻插值、三次插值、区域坐标三次插值法、Walsh插值。同时,时间分析表明,算法的运行时间与三次插值相当。     

基于SSE2对H.265/HEVC中分像素插值的优化

分像素插值算法是视频编码算法中的一项关键技术,对视频编码性能有非常重要的影响。在最新的视频编码标准H.265/HEVC中,提出了使用DCT插值滤波器（DCTIF）分别进行半像素和1/4像素插值,但是计算复杂度较大,尤其对于高分辨率和超高分辨率的视频编码应用。对滤波器系数的理论推导过程进行了详细介绍,并利用SSE2指令集进行了优化设计和实现,实验结果表明该方法比参考代码中的方法提高了217%~259%的性能。     

Appearance-based virtual view generation from multicamera videos captured in the 3-D room

We present an appearance-based virtual view generation method that allows viewers to fly through a real dynamic scene. The scene is captured by multiple synchronized cameras. Arbitrary views are generated by interpolating two original camera-views near the given viewpoint. The quality of the generated synthetic view is determined by the precision, consistency and density of correspondences between the two images. All or most of previous work that uses interpolation extracts the correspondences from these two images. However, not only is it difficult to do so reliably (the task requires a good stereo algorithm), but also the two images alone sometimes do not have enough information, due to problems such as occlusion. Instead, we take advantage of the fact that we have many views, from which we can extract much more reliable and comprehensive 3D geometry of the scene as a 3D model. Dense and precise correspondences between the two images, to be used for interpolation, are obtained using this constructed 3D model.     

基于阈值控制的边缘自适应快速图像插值算法

在处理视频、网络信号时，要求较低的算法复杂度和运算量。该文通过阈值控制方式分类像素点区域，采用双通道达到快速插值的目的。利用与边缘像素点相邻的6个降采样像素局部结构多方向信息特征，估计高分辨率像素值。实验结果证明，该算法有效地保持了边缘特征，减少了CPU处理插值的时间，获得了较高的分辨率图像，并满足快速处理信号的要求。     

基于加权抛物线插值与小波变换的图像放大算法

图像放大问题的焦点是如何在图像放大过程中保持良好的视觉分辨率和清晰度。论文首先对加权抛物线插值算法进行了改进,在此基础上提出一种加权抛物线插值结合小波变换的图像放大算法,并对小波变换后的小波系数低频带作了幅值增强处理。实验结果表明,相对于传统的图像放大算法,该算法不仅较好地保留了原始图像的细节信息,而且还提高了放大后图像的亮度和清晰度。     

视频传感器网络中基于相关性图像融合算法

基于图像相关性信息,从系统层面提出了一种图像融合算法.该算法充分考虑到视频传感器节点的有限资源及相邻节点间冗余视觉信息,将同一场景的视觉监测任务分配到相关度较大的2个视频传感器节点上,每个视频传感器节点仅负责传输一部分视觉场景信息.特别地,利用极线约束性质融合多路传输来的部分图像信息,最终实现场景视觉信息的重建.实验结果表明:该算法简单易行,既可以减少网络传输量、节约网络能量,又可以实现场景视觉信息的有效监测.     

An adaptive image interpolation algorithm for image/video processing

Image interpolation is one of the key technologies in image/video processing. In this study, a new adaptive image interpolation algorithm is proposed. The objective of the proposed approach is to recover up-sampled image frames from the corresponding decimated (low-resolution) image frames. In the proposed approach, within each iteration, two proposed nonlinear filters are utilized to iteratively generate high-frequency components lost within the decimation procedure. Finally, a post-processing procedure is adopted to reduce the blocking artifacts within the interpolated images. Based on the experimental results obtained in this study, in terms of the average PSNR_p (peak signal-to-noise ratio) in dB and subjective measure of the quality of the interpolated images, the interpolation results by the proposed approach are better than that by three existing interpolation approaches for comparison.     

全景视频双环带映射算法

针对全景视频映射过程中局部区域变形过大、冗余数据量极高的问题,提出了一种双环带映射算法（DRP）。首先,根据球面视频的几何特点,结合人眼视度（HVS）这一视觉特性,用两个相互正交的环形区域,将球面视频分割成14个大小相近的区域;然后根据空域采样定理,采用兰索斯插值法,将这14个区域对应的球面视频内容映射为14个大小相等的矩形视频;最后,根据最新视频编码标准的特点,重新排列这14个矩形视频,得到符合编码器标准的紧凑的全景视频。实验结果表明,与经纬图映射算法（ERP）、八面体映射算法（OHP）、二十面体映射算法（ISP）相比,DRP算法在视频压缩性能方面有良好的表现;其中同最流行的ERP算法相比,码率平均降低8.61%,明显提升了视频编码效率。