【摘要】：近年來,光場成像技術(shù)的發(fā)展打破了傳統(tǒng)相機的限制,給計算機視覺和虛擬現(xiàn)實技術(shù)帶來新的思路。光場成像技術(shù)被應(yīng)用到虛擬現(xiàn)實,自動駕駛以及人臉識別等領(lǐng)域中,在這些領(lǐng)域中,深度估計技術(shù)至關(guān)重要。深度估計是一種能夠分析場景中物體和理解物體的技術(shù),我們可以利用深度信息進行插值渲染合成新視角圖像。對于三個自由度加視頻來說,任意視角的深度估計結(jié)果都同等重要,該結(jié)果決定渲染圖像的質(zhì)量進而影響用戶的體驗。當(dāng)前大部分算法研究的是中央子孔徑的深度估計,并沒有考慮非中央子孔徑深度估計的準(zhǔn)確性。因此,對適用于任意角度子孔徑的深度估計算法的研究是十分必要的。深度圖的準(zhǔn)確性不單單受深度估計算法的影響,光場數(shù)據(jù)的質(zhì)量也會影響其準(zhǔn)確性。在實際情況中,光場數(shù)據(jù)量是十分龐大的,如果直接對光場原畫進行傳輸,對帶寬要求是十分高的,因此,一般在傳輸前對光場數(shù)據(jù)進行壓縮。從客觀數(shù)據(jù)差異和主觀用戶角度出發(fā)分析光場質(zhì)量對深度估計和渲染結(jié)果的影響,該分析結(jié)果對算法優(yōu)化具有十分重要的指導(dǎo)意義�；诖吮尘跋�,本文提出任意角度子孔徑圖像的深度估計算法,同時設(shè)計并實現(xiàn)壓縮光場渲染系統(tǒng),在該系統(tǒng)上進行主觀和客觀質(zhì)量分析。為了提高光場所有子孔徑深度估計的準(zhǔn)確性,本文提出了任意角度子孔徑圖像的旋轉(zhuǎn)平行四邊形算法。任意角度子孔徑圖像的旋轉(zhuǎn)平行四邊形算法根據(jù)角采樣圖像的成像是否具有一致性來檢測遮擋。非遮擋點直接用相應(yīng)的中央子孔徑圖像的結(jié)果填補,遮擋像素點用自適應(yīng)旋轉(zhuǎn)中心的旋轉(zhuǎn)平行四邊形算子求取。在此基礎(chǔ)上,設(shè)計了可信度矩陣來衡量不同方向極平面圖像所得到的直方圖距離,通過直方圖距離可信度加權(quán)和的方式減少遮擋的影響。最后對不同的場景提出不同的深度圖優(yōu)化方法。實驗結(jié)果表明,在不同場景中,本文算法在非中央子孔徑的深度估計結(jié)果都優(yōu)于原始算法。為了分析光場質(zhì)量對深度估計算法和渲染算法的影響,本文設(shè)計并實現(xiàn)壓縮光場的渲染系統(tǒng),該系統(tǒng)包括光場壓縮數(shù)據(jù)的解碼、光場渲染和渲染圖像的虛擬現(xiàn)實顯示三部分,其中光場渲染是利用深度信息進行插值。該系統(tǒng)完成不同光場質(zhì)量的深度估計及渲染的功能。在壓縮光場的渲染系統(tǒng)上進行主觀和客觀質(zhì)量分析,分析光場質(zhì)量對深度估計和渲染的影響。實驗結(jié)果證明,本文的算法對光場質(zhì)量具有一定的魯棒性,當(dāng)光場壓縮率在一定的范圍內(nèi),其性能保持良好。同時在不同的壓縮率下,本算法性能始終優(yōu)于原始算法。
【圖文】：

其微透鏡圖像包含了場景相應(yīng)區(qū)域的紋理；對于處于主透鏡焦平面的物體，在微透鏡圖像中呈現(xiàn)同一的顏色。圖2.11 微透鏡圖像2. 子孔徑圖像從微透鏡圖像中提取同一角度不同位置的像素點，可以組成某一視角中場景的成像，即子孔徑圖像* *,I ( , )u vs t 。子孔徑圖像個數(shù)和宏像素塊中的像素個數(shù)相同。每個子孔徑等效為相機陣列采集方式中某個方向拍攝場景得到的圖片，且每個子孔徑之間存在一定的視差，圖 2.12 為一個微透鏡圖像中所有的子孔徑圖像。由于光場圖像同時記錄了多個視角的圖像信息，受傳感器數(shù)量的影響，子孔徑圖像的分辨率比傳統(tǒng)二維圖像的分辨率小。3. 極平面圖像極平面圖像（Epipolar Plane Image，EPI）可以看作是對四維光場數(shù)據(jù)的二維切片。光場 L ( s , t , u , v )如果固定坐標(biāo)* *( t , v )，改變 ( s , u )

子孔徑圖像
【學(xué)位授予單位】：西安電子科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TP391.41;O439

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本文編號：2703369