三維電視系統(tǒng)編碼、視點變換算法研究及運動補償硬件設(shè)計.pdf

1、三維影像能夠提供給觀眾身臨其境的視覺體驗，三維電視(3DTV)系統(tǒng)是傳統(tǒng)二維電視系統(tǒng)的變革方向，自由立體顯示技術(shù)的發(fā)展為3DTV系統(tǒng)的普及提供了可能性，各種高級信號處理算法則為3DTV系統(tǒng)奠定了基礎(chǔ)，研究高效的3DTV系統(tǒng)具有重要的理論、現(xiàn)實和經(jīng)濟意義。
　　 當(dāng)前實用的3DTV系統(tǒng)一般采用視頻加深度的場景表示方法，一個顯著特點是包含多視點視頻流。論文一方面圍繞3DTV系統(tǒng)的編碼問題，研究提高壓縮效率、繪制虛擬視點的方法；另一方

2、面從視頻解碼的實時性出發(fā)，研究運動補償?shù)挠布O(shè)計。編碼方法、圖像處理構(gòu)成了3DTV系統(tǒng)的算法基礎(chǔ)，硬件加速則為3DTV系統(tǒng)實現(xiàn)提供了積極的借鑒意義。論文取得的創(chuàng)新性成果包括：
　　 (1)提出一種多視點加深度的編碼方法，在時間域上采用層次化B幀的預(yù)測結(jié)構(gòu)、在空間域上利用視點變換來編碼多個視點。該方法將視點分成主視點和輔視點，采用圖像渲染技術(shù)來合成輔視點的預(yù)測圖像；編碼并傳輸視點的遮擋信息，以在解碼端獲得高質(zhì)量的重建圖像；可根據(jù)主

3、、輔視點在空間域上相關(guān)性的強弱，解耦主視點深度圖周期和圖像組長度，耦合主視點深度圖周期和輔視點圖像組長度，以充分挖掘時空域上的相關(guān)性。該編碼方法可擴展至二維排列的視點陣列，在保證重建圖像質(zhì)量的同時可獲得更高的壓縮性能。
　　 (2)提出一種深度輔助樣本匹配算法，以修復(fù)視點內(nèi)部的空洞。采用提出算法的視點變換流程包括深度圖形態(tài)學(xué)處理、圖像渲染和空洞修復(fù)。在預(yù)處理階段，采用膨脹處理深度圖像，以抑制變換視點中的物體分裂；在后處理階段，通

4、過制定優(yōu)先級確定修復(fù)順序，采用塊匹配搜索空洞紋理，在匹配代價函數(shù)中加入深度信息，通過紋理相似性和深度一致性確定最佳匹配塊，根據(jù)視頻采樣的特點采用亮度優(yōu)先的修復(fù)策略。采用本算法得到的目標(biāo)視點具有幾何保真、結(jié)構(gòu)保持、深度區(qū)分方面的優(yōu)越性，能夠為預(yù)測編碼提供有效的參考圖像。
　　 (3)提出一種串并混合的運動補償亮度插值結(jié)構(gòu)和三級遞歸色度插值結(jié)構(gòu)，通過在垂直方向串行處理輸入整數(shù)像素點以優(yōu)化數(shù)據(jù)流；提出一種多參考圖像管理的算法和硬件結(jié)構(gòu)