【摘要】：近年來,隨著3D軟硬件技術(shù)的快速發(fā)展,大量的3D資源涌現(xiàn)出來并廣泛應(yīng)用到了影視娛樂、工業(yè)教育和軍事醫(yī)療等諸多領(lǐng)域,同時(shí)人們也可以方便地通過影院、電視、電腦、移動(dòng)設(shè)備等多種顯示媒介觀看3D圖像和視頻。然而,目前高質(zhì)量的3D資源仍然十分匱乏,這也制約了 3D技術(shù)的進(jìn)一步普及和應(yīng)用。由于人類視覺系統(tǒng)的復(fù)雜特性,為了產(chǎn)生接近真實(shí)的立體視覺體驗(yàn),在3D內(nèi)容獲取與編輯的過程中需要考慮諸多因素,這就明顯地提升了 3D資源的獲取與編輯的難度和成本。而與傳統(tǒng)的二維圖像和視頻不同,雙目立體圖像和視頻中包含了不同視點(diǎn)所產(chǎn)生的深度關(guān)系,這使得現(xiàn)有的2D內(nèi)容編輯處理技術(shù)無法直接應(yīng)用到3D內(nèi)容中�；谶@樣的觀察,本文通過對(duì)雙目立體成像原理和人類立體感知理論的深入分析,圍繞面向立體效果增強(qiáng)的雙目立體視頻圖像的編輯優(yōu)化問題,從立體攝像機(jī)的參數(shù)調(diào)節(jié)、立體圖像的深度調(diào)節(jié)和立體圖像的重定向三個(gè)方面展開研究,并提出相應(yīng)的解決方案。本文的主要貢獻(xiàn)如下:(1)針對(duì)立體視頻編輯制作過程中的質(zhì)量控制問題,提出了一種基于立體視頻體驗(yàn)質(zhì)量評(píng)價(jià)的虛擬立體攝像機(jī)參數(shù)自動(dòng)調(diào)節(jié)方法。通過追蹤感興趣區(qū)域的方式來計(jì)算零視差平面,以避免窗口遮擋和最大程度減少視覺沖突,同時(shí)通過對(duì)零視差平面的平滑處理來減少隨時(shí)間變化而產(chǎn)生的深度跳變。由于單純的參數(shù)設(shè)置優(yōu)化方法依然無法保證編輯的立體視頻的視覺體驗(yàn)質(zhì)量,我們還針對(duì)視覺舒適性和感知深度提出了一種客觀的立體視頻體驗(yàn)質(zhì)量評(píng)價(jià)方法。該方法可在立體視頻編輯制作的流程中量化評(píng)價(jià)立體攝像機(jī)參數(shù)調(diào)節(jié)的結(jié)果,并作為反饋進(jìn)一步優(yōu)化攝像機(jī)的主要參數(shù)。(2)針對(duì)立體圖像感知深度的調(diào)節(jié)問題,提出了一種基于圖像塊匹配和立體舒適性度量的非線性立體圖像視差重映射方法。該方法既可以調(diào)整整個(gè)圖像場(chǎng)景的感知深度范圍也可以選擇性地針對(duì)局部重要性區(qū)域進(jìn)行深度調(diào)節(jié)。我們提出了一種線性融合的視覺舒適性度量模型以量化立體圖像的視覺體驗(yàn)效果,為視差調(diào)節(jié)的過程提供準(zhǔn)確可靠的依據(jù)。另外,我們提出了一種圖像塊匹配方法來處理立體圖像以實(shí)現(xiàn)深度調(diào)節(jié),該方法可以顯著地減小圖像形狀的扭曲。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示我們的方法可以提高立體圖像的視覺舒適性和感知深度,同時(shí)還能保證原有的場(chǎng)景結(jié)構(gòu)和深度連續(xù)性不被破壞。(3)針對(duì)立體圖像在不同尺寸顯示設(shè)備上的適配問題,提出了一種基于場(chǎng)景深度結(jié)構(gòu)進(jìn)行雙目立體圖像重定向的深度縫切割方法。利用視差對(duì)應(yīng)關(guān)系和圖像分割信息將圖像重定向問題轉(zhuǎn)換為一個(gè)3D空間內(nèi)容處理問題。根據(jù)圖像場(chǎng)景中的對(duì)象深度順序,通過深度縫切割的方式使圖像場(chǎng)景中對(duì)象的形狀能夠得到更好地保持并且背景區(qū)域也不會(huì)發(fā)生明顯的扭曲。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示我們的方法可以最大程度地減少圖像內(nèi)容中的物體形變,同時(shí)重定向后的立體圖像對(duì)的視差一致性能夠很好地保持。(4)雙目立體視頻圖像編輯原型系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。為了驗(yàn)證本文算法的有效性,我們?cè)O(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了雙目立體視頻圖像編輯原型系統(tǒng),并且該系統(tǒng)在實(shí)際應(yīng)用中得到了驗(yàn)證。通過大量實(shí)驗(yàn)表明,本文提出的方法能夠幫助制作人員更加快速和準(zhǔn)確地編輯制作雙目立體視頻,還能夠有效地處理立體圖像深度調(diào)節(jié)和顯示適配問題,從而顯著提高在各種顯示環(huán)境下的立體視覺體驗(yàn)。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：北京郵電大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TP391.41

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本文編號(hào)：2401287