本文關(guān)鍵詞：自由視點(diǎn)三維視頻系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究

  更多相關(guān)文章： 自由視點(diǎn)三維視頻 緊湊表示 運(yùn)動信息預(yù)測 自由巡航

【摘要】：隨著自由視點(diǎn)三維顯示技術(shù)的發(fā)展,新一代的自由視點(diǎn)三維視頻得到了越來越廣泛的關(guān)注。國際標(biāo)準(zhǔn)組織MPEG已經(jīng)率先開始了針對自由視點(diǎn)內(nèi)容的新一代自由視點(diǎn)三維視頻技術(shù)的研究工作。最新的裸眼三維顯示設(shè)備能同時呈現(xiàn)成百個視點(diǎn),這些視點(diǎn)的排列密集,呈現(xiàn)場景的視角大,還能使觀看者通過在屏幕前走動進(jìn)行平滑的視點(diǎn)切換,提供了極好的裸眼三維視頻體驗。用于這類裸眼三維顯示設(shè)備顯示的三維視頻內(nèi)容稱為自由視點(diǎn)三維視頻。由于自由視點(diǎn)三維視頻呈現(xiàn)的場景的視角范圍大,所以大多采用的是弧形排列的攝像機(jī)采集得到,而傳統(tǒng)的三維視頻大多是一維平行排布的攝像機(jī)采集得到。自由視點(diǎn)三維視頻中的一類是超多視點(diǎn)三維視頻,不同于傳統(tǒng)的三維視頻內(nèi)容的視點(diǎn)數(shù)大多是小于20個視點(diǎn),而超多視點(diǎn)三維視頻內(nèi)容要多于100個視點(diǎn)。如果同時存儲或者傳輸成百個視點(diǎn)的自由視點(diǎn)內(nèi)容,對存儲和傳輸帶寬都是極大的挑戰(zhàn),所以還有一類自由視點(diǎn)三維視頻是自由巡航式的三維視頻,這類三維視頻的特點(diǎn)是個數(shù)少(10),視點(diǎn)間隔大,通過利用虛擬視點(diǎn)繪制方法繪制出成百個虛擬視點(diǎn)來通過裸眼的三維顯示設(shè)備進(jìn)行呈現(xiàn)。由于自由視點(diǎn)內(nèi)容相比于傳統(tǒng)的三維視頻在視點(diǎn)數(shù)量以及視點(diǎn)排列方式發(fā)生了很大的變化,對自由視點(diǎn)三維視頻系統(tǒng)的各個環(huán)節(jié)的研究成為了新一代三維視頻技術(shù)研究新課題。本文主要研究自由視點(diǎn)三維視頻系統(tǒng)中的自由視點(diǎn)三維視頻的表達(dá),自由視點(diǎn)內(nèi)容的高效壓縮以及自由視點(diǎn)內(nèi)容的呈現(xiàn)這三個主要的環(huán)節(jié)。自由視點(diǎn)三維視頻的表達(dá)中,本文主要研究重點(diǎn)是自由視點(diǎn)三維視頻的緊湊表示,本文通過實(shí)驗揭示了基于多視點(diǎn)紋理加深度(MVD)格式表達(dá)的自由視點(diǎn)三維視頻,在特定的碼率條件下,可以通過對編碼視點(diǎn)數(shù)和虛擬視點(diǎn)合成數(shù)的折中,減少自由視點(diǎn)三維視頻的表達(dá)視點(diǎn)數(shù),達(dá)到對自由視點(diǎn)三維視頻內(nèi)容的緊湊表示的目的。自由視點(diǎn)內(nèi)容的高效壓縮環(huán)節(jié)中,本文主要研究的是面向自由視點(diǎn)內(nèi)容的視點(diǎn)間預(yù)測技術(shù),其中包括任意攝像機(jī)排布的視差矢量導(dǎo)出技術(shù)和任意攝像機(jī)排布的視點(diǎn)間運(yùn)動矢量預(yù)測技術(shù)。本文對任意攝像機(jī)排布下視點(diǎn)間運(yùn)動信息關(guān)系模型進(jìn)行了構(gòu)建,從而提出了一套高效的視點(diǎn)間運(yùn)動信息預(yù)測方案。這套視點(diǎn)間運(yùn)動信息預(yù)測方案相比于3D-HEVC中視點(diǎn)間運(yùn)動信息預(yù)測方案,為非一維平行排布時的序列提供了更為準(zhǔn)確的視點(diǎn)間對應(yīng)關(guān)系,從而能在壓縮任意攝像機(jī)排布的自由視點(diǎn)內(nèi)容時達(dá)到較高的視點(diǎn)間預(yù)測效率。該方案中的任意攝像機(jī)排布的視差矢量導(dǎo)出技術(shù)和任意攝像機(jī)排布的視點(diǎn)間運(yùn)動矢量預(yù)測技術(shù)都能提供較大的編碼性能增益,其中任意攝像機(jī)排布的視差矢量導(dǎo)出方案有約4.88%的性能增益,任意攝像機(jī)排布的運(yùn)動矢量預(yù)測有約7.16%的性能增益,兩項技術(shù)的總體性能增益達(dá)到了平均8.77%。任意攝像機(jī)排布的視差矢量導(dǎo)出技術(shù)和視點(diǎn)間運(yùn)動矢量預(yù)測技術(shù)作為三維視頻編碼技術(shù)中基本的紋理圖像編碼技術(shù),為后面研究更加復(fù)雜高效的任意攝像機(jī)排布的多重預(yù)測技術(shù)奠定了基礎(chǔ)。自由視點(diǎn)內(nèi)容的呈現(xiàn)環(huán)節(jié)中,本文的主要研究內(nèi)容是面向自由巡航應(yīng)用的自由視點(diǎn)內(nèi)容呈現(xiàn),包括提出了將超多視點(diǎn)內(nèi)容與自由巡航應(yīng)用結(jié)合的自由巡航式呈現(xiàn)方式,提出了一套利用球面線性插值對虛擬攝像機(jī)的朝向進(jìn)行插值以及利用樣條插值方法對虛擬攝像機(jī)的位置進(jìn)行插值的自由巡航路徑規(guī)劃方案。本文通過主觀實(shí)驗發(fā)現(xiàn),對虛擬攝像機(jī)朝向進(jìn)行球面線性插值后帶來的巡航呈現(xiàn)的主觀視覺感受要好于讓虛擬攝像機(jī)朝向不連續(xù)變化時的巡航體驗�？偟膩碚f,本文的研究工作圍繞自由視點(diǎn)三維視頻系統(tǒng)的各個環(huán)節(jié)開展,在自由視點(diǎn)三維視頻系統(tǒng)的表達(dá),壓縮和呈現(xiàn)三個方面開展了分析和研究,研究工作形成了一套較為完善的自由視點(diǎn)三維視頻系統(tǒng)中關(guān)鍵環(huán)節(jié)的實(shí)現(xiàn)方案。
【關(guān)鍵詞】：自由視點(diǎn)三維視頻 緊湊表示 運(yùn)動信息預(yù)測 自由巡航
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TN919.81
【目錄】：

• 致謝4-5
• 摘要5-7
• ABSTRACT7-14
• 1 引言14-25
• 1.1 自由視點(diǎn)三維顯示設(shè)備15-18
• 1.1.1 空分式自由視點(diǎn)顯示設(shè)備16-17
• 1.1.2 時分式自由視點(diǎn)顯示設(shè)備17-18
• 1.2 三維視頻標(biāo)準(zhǔn)化發(fā)展簡述18-21
• 1.3 新一代自由視點(diǎn)三維視頻應(yīng)用21-23
• 1.4 本文研究內(nèi)容和成果23-25
• 2 自由視點(diǎn)三維視頻的緊湊表示25-36
• 2.1 自由視點(diǎn)三維視頻的表達(dá)26-30
• 2.2 自由視點(diǎn)內(nèi)容的緊湊表示因素分析30-31
• 2.3 自由視點(diǎn)內(nèi)容緊湊表示實(shí)驗研究31-35
• 2.4 結(jié)論35-36
• 3 面向自由視點(diǎn)內(nèi)容的視點(diǎn)間預(yù)測技術(shù)36-55
• 3.1 視點(diǎn)間運(yùn)動信息關(guān)系模型37-42
• 3.1.1 基于一維平行排布的視點(diǎn)間運(yùn)動信息預(yù)測38-39
• 3.1.2 基于任意排布的視點(diǎn)間運(yùn)動信息預(yù)測39-42
• 3.2 3D-HEVC視點(diǎn)間運(yùn)動信息預(yù)測技術(shù)42-46
• 3.2.1 3D-HEVC中的視差矢量導(dǎo)出方法43-44
• 3.2.2 3D-HEVC中的視點(diǎn)間運(yùn)動矢量預(yù)測簡介44-46
• 3.3 任意攝像機(jī)排布的視點(diǎn)間預(yù)測技術(shù)46-50
• 3.3.1 任意攝像機(jī)排布的視差矢量導(dǎo)出方法46-48
• 3.3.2 任意攝像機(jī)排列的視點(diǎn)間運(yùn)動矢量預(yù)測48-50
• 3.4 性能測試結(jié)果與分析50-53
• 3.5 小結(jié)53-55
• 4 面向自由巡航應(yīng)用的自由視點(diǎn)內(nèi)容呈現(xiàn)55-75
• 4.1 研究背景介紹55-57
• 4.2 問題分析57-63
• 4.2.1 虛擬攝像機(jī)參數(shù)插值可實(shí)現(xiàn)性分析59-60
• 4.2.2 自由巡航路徑規(guī)劃的分析60-62
• 4.2.3 自由巡航主觀感受因素分析62-63
• 4.3 自由巡航式呈現(xiàn)的路徑規(guī)劃63-68
• 4.3.1 攝像機(jī)朝向插值64-66
• 4.3.2 攝像機(jī)位置插值66-68
• 4.4 自由巡航式呈現(xiàn)主觀實(shí)驗設(shè)計68-72
• 4.5 實(shí)驗結(jié)果分析72-74
• 4.6 小結(jié)74-75
• 5 總結(jié)與展望75-77
• 參考文獻(xiàn)77-82
• 作者在攻讀碩士學(xué)位期間的科研成果與科研工作82-83
• 1、國際標(biāo)準(zhǔn)提案82
• 2、國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)采納提案82
• 3、國家發(fā)明專利82-83
• 4、參加的科研工作83

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