视差立体图像

本文叙述了视差立体图像的发展历史和其观察方法,阐述了视差立体图像的原理和设计方法。进而介绍了作者近年来的研究成果——视差立体动画,提出了视差立体动画的三种设计策略。     

立体图像视差线性调整算法

为使立体图像能在特定显示设备上舒适显示,本文提出一种调整立体图像的方法.首先利用立体图像融像区知识,计算不同显示设备舒适显示的水平视差范围;利用匹配的SIFT(scale-invariant features)特征点来估计立体图像的视差范围,建立起立体图像原有视差到舒适显示视差的线性映射;最后利用奇异值分解估计该映射的变换矩阵,通过变换矩阵计算出调整后的图像,消除立体图像垂直视差,并将立体图像的水平视差调整到舒适观看的范围.实验结果表明,本文提出的方法可以解决不同显示设备上立体图像视差调整的问题,得到更好的显示效果.     

多视点视频编码中的运动和视差估计快速算法

针对多视点视频编码复杂度高的问题,提出一种基于分层B帧视点-时间预测结构的运动和视差联合估计快速算法.利用参考帧图像和当前编码图像的运动矢量及视差矢量之间的几何关系,设计可靠的预测矢量作为搜索起始点,并分别在不同方向的参考帧内进行小范围的运动补偿以得到最佳运动和视差矢量.该方法由前一次运动/视差估计得到候选矢量来进行下一次视差/运动估计,只需1次搜索过程就能同时确定最佳运动和视差矢量.实验结果表明,该算法与JMVM全搜索算法相比,能在保持编码质量的同时,节省87.69%的编码时间.     

基于光栅的手机自由立体显示视差调整方法

由于移动终端本身屏幕尺寸的限制,原有基于大屏幕显示的多视点立体视频显示方法应用于移动终端上时立体视频会出现模糊、清晰度降低的现象。在分析移动终端上多视点立体视频模糊现象的产生原因和解决方案的基础上,结合立体视频与视差的关系,提出了一种视差调整方法。该方法以立体视频视差的适当减小来换取清晰度的提高,使立体视频观看效果更为清晰和舒适,从而保证了移动终端等小屏幕设备上立体视频显示整体效果。     

一种基于全局视差的多视点视频快速编码方法

针对多视点视频编码复杂度较高的问题,本文探讨了一种基于全局视差的多视点视频快速编码方法。通过全局视差获取相邻视点参考宏块的编码信息,根据视点间编码信息的相关性,预测当前编码宏块的编码模式、参考帧,以及视差/运动联合估计的搜索范围。实验结果表明,本文采用的快速编码方法计算复杂度低,几乎不改变图像编码质量,并且有效减少了多视点视频的编码复杂度。     

视差立体图像中的Π面描述

本文阐述了视差立体图像设计中隆起区域的描述机理,提出了用颜色标注等高面的实用策略,并介绍了几种常见的等高面的绘制方法,包括外包络法(含等距分布和二次分布) 、阴影法、解析法等,最后对隆起高度数据的存储算法优化进行了讨论.     

视差立体图像中的П面描述

本文阐述了视差立体图像设计中隆起区域的描述处理，提出了用颜色标注等高面的实用策略，并介绍了几种常见的等高面的绘制方法，包括外包络法（含等距分布和二次分布）、阴影法、解析法等，最后对隆起高度数据的存储算法优化进行了讨论。     

一种新的立体视差估计算法

为了减少误匹配率,提高PSNR,减少计算复杂度,提出了一种新的固定块立体视差估计算法．根据连续性和惟一性约束,建立了高斯模型计算先验概率,用最大后验概率准则判断最佳匹配块．通过施加视角约束和顺序性约束,即平行结构摄像机产生的成像点的位置范围和顺序关系,对高斯先验概率计算模型进行修正,对不符合这二个约束的候选块惩罚．约束减少了扫描范围,从而减少了时间复杂度和产生误匹配的概率．实验结果表明,新方法的PSNR比相关法有02~4.0dB的提升,特别对噪声高、视差大的立体图像对提升较大．另外,视差图的光滑性要比相关法好．     

立体对图像的视差与景深关系

3D显示器的再现立体景深与立体对图像的视差有关,视差的大小取决于拍摄设备的原理正确性。由双镜头3D拍摄设备获得左右格式的立体对图像,根据图像同名点检测视差信息,再由检测出的视差数值来计算景深。视差采用灰度极值法,提取立体对图像的特征行像素灰度值波形图,通过灰度波形的极值判别同名点并检测前景与背景标志物体的视差数值。实验表明行像素灰度极值法有助于快速计算3D图像的同名点视差信息。     

视差立体图像中的∑面描述

首先阐述了视差立体图像设计中的同步生成算法和异步生成算法的概念，描述了∑面原始模板的代码生成过程，分析和综合了∑面原始模块的各种来源，包括程序生成、现成图案的改造和图案的双向重复，最后讨论了一种特殊的视差立体图像--浮画。     

一种基于多视倾斜影像的PMVS改进算法

针对PMVS算法在多视倾斜影像密集匹配中的不足,结合城市三维建模的物方特点,将高程约束条件、聚类分析方法和候选影像排序策略引入其中,并用格网扩散代替原算法中的六方向扩散,从而形成了一种适合大倾斜影像的PMVS改进算法。实验结果表明:提出的改进算法能有效限制初始匹配的种子点个数,较大程度提高种子点的精度和质量,减小后续扩散和滤波的不确定性,使最终获得的点云个数增加78%,点云漏洞明显减少,甚至消失,为DEM生产和城市三维建模提供了一种新的技术手段。     

狭缝光栅自由立体显示器的立体图像串扰度

为了表征狭缝光栅自由立体显示器存在的左右眼视差图像的混叠程度,提出了立体图像串扰度C的概念。根据狭缝光栅自由立体显示器的结构和工作原理,应用几何光学知识,分析得出了立体图像串扰度C的计算公式,并给出了一个具体的狭缝光栅自由立体显示器的计算结果。通过观看实验,证明了所定义的立体图像串扰度C可以定量描述观看者在立体可视区域看到的立体图像的串扰程度。     

基于网格的立体图像编码算法

基于特征点视差估计与三角网格映射,提出一种立体图像压缩编码算法。为了保持压缩后视点对的视差不发生变化,利用绝对差值图进行特征点选取。进行残差图像编码时,结合了心理立体视觉影响、人眼亮度色度特性、立体图像对色度特点与三角网格映射特点等因素,提出了立体残差编码只需对Y分量进行的方法。实验表明,该算法具有一定的优越性,如压缩比大,图像质量与立体感均较好。     

用于单视加深度视频编码的快速立体匹配算法

针对立体视频数据量大、立体匹配算法效率较低,远远满足不了实时传输需求的现状,提出了一种应用于单视加深度立体视频编码的快速立体匹配算法。该算法利用单视编码过程中产生的运动信息作为深度图生成的辅助信息,将立体匹配过程中的视差估计值重组,并将重组后的信息作为P帧的视差估计初值进行后续的迭代运算。算法通过利用单视编码过程中已有的运动信息,降低了P帧立体匹配的运算复杂度。实验结果表明,该算法能使视差图的生成速度提高一倍左右。     

阶梯光栅多视点自由立体显示的子像素排列

自由立体显示是显示领域的重要前沿方向.提出一种阶梯光栅多视点自由立体显示的子像素排列方法,该方法通过构建图像视点数矩阵,得到不同光栅倾斜角和不同视点数的阶梯光栅自由立体显示的子像素排列结果,并总结出合成图的像素单元与视差图的像素相对应的图像子像素排列规律.采用该子像素排列方法制作了阶梯光栅多视点自由立体显示器,获得了良好的立体显示效果,从而验证了该方法的正确性.     

3D显示中立体感知深度研究

三维立体电视和电影的立体真实感能够带给人们震撼的视觉体验,是数字时代的新宠.在这类三维显示系统中,恰当的立体感知深度将产生好的观赏体验,反之,将导致视疲劳、甚至眩晕等不适感.因此,很有必要对立体感知深度进行预先解算.针对这一问题,对于3D显示中立体感知深度的影响因素进行分析,提出基于特征点的视差计算方法,推导立体感知深度与视差等多个参数的定量关系.实验验证了立体感知深度定量计算方法的可行性,基于左右眼图像,计算得到了感兴趣点的立体感知深度.实验表明:计算得到的立体深度与测试者主观感受具有较好的一致性;研究结果可用于指导立体拍摄以及立体显示以便达到最佳立体效果.     

基于多维矢量矩阵的多视角视频编码

针对现行视频压缩编码标准对多视角视频编码(MVC)的支持与扩展存在一定的局限性这一问题,结合多维矢量矩阵理论,对先前研究中提出的针对单一视角彩色视频流的一整套压缩编码方案加以扩展,将其应用于八个视角的视频编码中,包括多维分块、多维重组、多维矢量DCT正交变换、多维量化、差分编码、多维扫描及行程编码。通过对实验数据的分析,验证了这一整套方案在多视角视频编码中的可行性,为多维矢量矩阵以及多视角视频编码的进一步研究奠定了基础。     

基于局部平面线性点的翻拍图像鉴别算法

针对现有翻拍图像鉴别算法辨别理论基础弱和鉴别率不高的问题,提出了基于局部平面线性点的翻拍图像鉴别算法。首先建立图像成像过程的数学模型,然后从模型中提出局部平面线性点的概念和性质,根据性质提取图像中的局部平面线性点作为特征值;最后利用支持向量机分类器对真实图像和翻拍图像进行分类。实验结果及分析表明:本文算法不但对翻拍图像具有较好的鉴别率,并且特征向量的维数也低于其他鉴别算法。     

基于级联形状回归的多视角人脸特征点定位

针对当前人脸特征点定位精度低、且当人脸图像存在较大姿态变化时不能在同一模型框架下实现任意姿态人脸图像的面部特征点精确定位问题,提出基于级联形状回归的对姿态、遮挡都鲁棒的人脸特征点定位方法. 为了提高定位的准确度,提出按姿态偏转造成的遮挡程度对人脸区域进行分块,针对每一块分别训练形状估计回归器;为了能够在同一框架下实现任意姿态人脸的特征点定位,在特征点形状定义中引入特征点的可见/不可见属性;为了提高该算法的性能,在特征的计算方法和计算策略上分别进行改进. 在Multi-PIE、AFLW、COFW和300-W数据库上的实验结果表明,提出算法不但对姿态、遮挡具有很强的鲁棒性,而且在其他不可控因素影响下取得很好的效果.