文档介绍：华中科技大学
硕士学位论文
多视点视频中视点绘制技术研究
姓名:王超
申请学位级别:硕士
专业:通信与信息系统
指导教师:喻莉
2010-01-18
华中科技大学硕士学位论文

摘要
视觉信息作为人们获取外界信息的主要途径,在过去的几十年中,获得了突飞
猛进的发展。到目前为止,二维高清视频已经得到了广泛的应用,多视点视频即将
成为视频领域发展的新热点。多视点视频在呈现给用户二维图像的同时,还能提供
深度信息,从而给用户带来三维立体视觉感受。多视点视频在立体电视、自由视点
电视、具有临场感的可视会议及虚拟现实等领域具有广阔的应用前景。然而多视点
视频的数据量太大,给视频数据的压缩、存储和传输都带来了巨大的挑战。解决这
一难题的方案之一是在视频采集端采用稀疏阵列,解码之后再绘制虚拟视点,以达
到提高编码效率的目的。
本文首先从整体上介绍了多视点视频系统。它包含视频信号的采集、编码、传
输、虚拟视点绘制,立体显示等几个模块。随后研究了基于深度信息的视点绘制的
基本原理,主要包括针孔相机模型以及三维空间点和成像平面像素点的几何关系。
论文重点阐述了基于深度信息的视点绘制技术——三维折叠映射(3D warping)
技术。首先研究了经典的 3D warping 方案,并分析了该方法存在的问题,即空洞问
题、裂纹问题、遮挡区域问题和虚假轮廓的问题;随后分析和比较了现有解决方案
的优缺点;最后提出了基于可信区域划分的绘制算法,该方法首先根据参考视点与
虚拟视点的相对位置进行边缘提取,将参考视图划分可信区域和不可信区域,将可
信区域进行正向 3D warping 投影到虚拟视点下,再利用两参考视点合成得到的虚拟
深度图,对虚拟视点中的空洞区域反向映射,最后结合深度图进行图像修补,进一
步提高视点的主观质量。实验结果表明本文提出的绘制算法能很好的解决空洞、裂
纹、遮挡区域和虚假轮廓的问题,所合成的虚拟视点具有良好的主观效果,也具有
较高的信噪比。

关键字:多视点视频,虚拟视点绘制,三维折叠映射, 虚假轮廓
I
华中科技大学硕士学位论文

Abstract
As the main way for people to get an access to the world, visual information has
gained a rapid development in the past few decades. So far, Two-dimensional
high-definition video has been widely used while the multiview video will e the
next central issue. Multiview video present the users not only ordinary two-dimensional
impression, but also depth information, which provides the users three-dimensional visual
experience. Multiview video technology has wide application prospects in
three-dimensional television, free viewpoint TV, video conferencing and virtual reality.
However, multiview video has a huge amount of video data, which brings tremendous
challenges to the video pression, storage and transmission. A program to solve
this problem is to take sparse camera array when capture videos, and render the virtual
viewpoint after decoding, which can achieve higher coding efficiency.
This thesis introduces the overall multiview video systems. It contains several
modules named the signal acquisition, transmission, virtua