文档介绍：国防科学技术大学
硕士学位论文
数字图像三维立体显示算法研究与实现
姓名:颜轲
申请学位级别:硕士
专业:计算机科学与技术
指导教师:李思昆
2010-11
国防科学技术大学研究生院硕士学位论文
摘要
数字图像立体显示技术是研究将同一景物不同视角拍摄的两幅以上数字图
像处理成使双眼可获得具有立体视差的图像并产生立体视觉效果的技术领域。数
字图像高精度立体显示,既有广泛的应用需求,又是实现基于视频的动态立体图
像显示的技术基础。数字图像立体显示主要包括立体匹配和视图合成两项关键技
术。本文面向复杂景物数字图像的高精度立体显示应用需求,对立体匹配算法、
视图合成算法以及数字图像立体显示处理软件的设计实现技术进行了较深入研
究。论文的主要工作和研究成果如下:
,而对存
在深度不连续的图像立体匹配精度差的问题,提出了一种基于图像分割的立体匹
配算法SGC。SGC算法预先对图像进行分割,基于图像分割信息建立立体匹配的马
尔科夫随机场(MRF)模型,从而连续性约束可以保留视差图中分割的边缘信息;
并针对图像的深度连续性约束,定义了一个反映图像自身特征的新能量函数,应
用于图割算法,提高了视差计算精度。实验结果表明,与已有算法相比,SGC算
法更准确反应了图像中深度信息,避免了平滑约束所引入的误差,有效提高了视
差计算精度。
2. 深入研究了基于深度图像的绘制技术(DIBR)视图合成的像素映射、遮挡
判断、空洞填补等方法,针对已有的双线性插值会产生视觉模糊感问题,设计实
现了一种基于深度判断和函数逼近的空洞填补算法。该算法详细考虑了真实的场
景构造,从空洞形成的原理估算出空洞区域像素视差的范围,从而确定空洞区域
的归属,最后根据相关的像素点估计出空洞像素值。实验结果表明,该算法比双
线性插值方法更能反映复杂场景构造,基本消除了双线性插值法带来的视觉模糊
感问题。
,采用OpenCV视觉库开发了一个数字图像立体显示处
理软件,通过NVIDIA 3D幻镜立体显示系统,可在刷新率超过100Hz的液晶显示器
上,多人同时以自由视角观看到复杂场景数字图像的高质量立体显示效果。
关键词:立体匹配;基于深度图像的绘制;视图合成;立体显示
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国防科学技术大学研究生院硕士学位论文
ABSTRACT
Digital images of three-dimensional display technology is the same
scene taken two or more different perspectives of digital image processing
as the eyes can achieve a disparity in the images and produce
three-dimensional visual effects technology. High-precision
three-dimensional digital image display, not only has wide range of
application needs, but also is the technology base of a dynamic
video-based three-dimensional image display. Stereoscopic display of
digital images including stereo matching and view synthesis these two key
technologies. This article features plex three-dimensional
digital image display applications demand of high precision, implemented
a more in-depth study on three-dimensional matching algorithm, the view
synthesis algorithm and digital image processing software for
stereoscopic display technology designed. The main work and research
results are as follows:
1. Aim to the problem o