立體視頻系統(tǒng)中深度傳播算法的研究.pdf

1、近些年來(lái)，隨著3D顯示技術(shù)的快速發(fā)展，3D顯示設(shè)備、3D視頻得到了迅速普及。3D視頻由于其立體視覺(jué)效果提升了人們的視覺(jué)體驗(yàn)，受到了廣泛歡迎。然而，3D視頻內(nèi)容的短缺制約著3D顯示技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展。
　　2D轉(zhuǎn)3D技術(shù)能夠?qū)F(xiàn)有的2D視頻內(nèi)容轉(zhuǎn)換成3D視頻內(nèi)容，因而獲得廣泛的研究。在2D轉(zhuǎn)3D中，根據(jù)己知的2D視圖估計(jì)出相應(yīng)的深度圖是其中的關(guān)鍵步驟。深度傳播技術(shù)作為半自動(dòng)2D轉(zhuǎn)3D中一項(xiàng)重要技術(shù)，近些年來(lái)獲得了大量的應(yīng)用和深入的研究

2、。深度傳播技術(shù)的主要依據(jù)是視頻幀之間的相關(guān)性。首先，選取視頻序列中的特定幀為關(guān)鍵幀，關(guān)鍵幀的深度值預(yù)先人工設(shè)定或者己知，然后根據(jù)視頻之間的相關(guān)性獲得非關(guān)鍵幀的深度圖，從而得到整個(gè)視頻的深度圖。深度傳播技術(shù)的應(yīng)用使2D轉(zhuǎn)3D在較少人工參與的情況下，就能獲得較好的深度圖質(zhì)量?，F(xiàn)有的深度傳播算法可以分為四類，主要有基于運(yùn)動(dòng)估計(jì)和雙邊帶濾波器的方法、基于優(yōu)化建模的方法、基于圖像分割的方法以及基于機(jī)器學(xué)習(xí)的方法?，F(xiàn)有的深度傳播算法在深度估計(jì)中已經(jīng)

3、取得了很好的效果，但是依然存在塊效應(yīng)、模糊等問(wèn)題，生成的深度圖質(zhì)量有待提高。
　　得益于3D顯示技術(shù)的發(fā)展，多視點(diǎn)顯示技術(shù)也逐漸發(fā)展并且提高了用戶的視覺(jué)體驗(yàn)。然而，多視點(diǎn)顯示技術(shù)帶來(lái)的數(shù)據(jù)量的增加使多視點(diǎn)視頻顯示內(nèi)容的壓縮、存儲(chǔ)和傳輸面臨一個(gè)挑戰(zhàn)。在常見的多視點(diǎn)視頻編碼系統(tǒng)，也就是常說(shuō)的3DV系統(tǒng)中，需要對(duì)多個(gè)視點(diǎn)的彩色視圖和深度圖進(jìn)行編碼，這就對(duì)編碼效率和傳輸帶寬產(chǎn)生了很高的要求。在近些年來(lái)產(chǎn)生的多視點(diǎn)視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)中，各種視頻編

4、碼技術(shù)得到了應(yīng)用和拓展。
　　論文的主要工作有:
　　(1)針對(duì)現(xiàn)有的深度傳播算法存在的缺陷，論文提出了一種基于自適應(yīng)運(yùn)動(dòng)估計(jì)的深度傳播算法。該算法的主要思路是對(duì)于場(chǎng)景中的不同區(qū)域自適應(yīng)采取不同的運(yùn)動(dòng)估計(jì)方法。對(duì)于背景區(qū)域，深度較為平滑，采用雙向可重疊塊的運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償方法，通過(guò)計(jì)算絕對(duì)誤差和值來(lái)選擇準(zhǔn)確的運(yùn)動(dòng)向量進(jìn)行運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償。對(duì)于深度信息豐富的前景區(qū)域以及背景區(qū)域中運(yùn)動(dòng)向量估計(jì)不準(zhǔn)確的像素點(diǎn)，采用基于光流場(chǎng)的運(yùn)動(dòng)估計(jì)方法。該算法

5、能夠適用于場(chǎng)景復(fù)雜多變的情況，使生成的深度圖具有更好的質(zhì)量。
　　(2)針對(duì)多視點(diǎn)顯示技術(shù)帶來(lái)的傳輸數(shù)據(jù)量的增加的問(wèn)題，提出了一種基于視點(diǎn)間深度傳播技術(shù)的視點(diǎn)間深度圖生成方法。將其應(yīng)用于3DV系統(tǒng)多視點(diǎn)視頻深度圖編碼中，可以節(jié)省傳輸帶寬。該算法主要包括視點(diǎn)間深度傳播、三維圖像變換、深度值優(yōu)選三個(gè)部分。利用該方法，除了正常編碼傳輸所有視點(diǎn)的紋理視圖，僅僅需要傳輸少量關(guān)鍵視點(diǎn)的深度圖以及非關(guān)鍵視點(diǎn)對(duì)應(yīng)的二值矩陣就可以在解碼端獲得所有視