基于生理视觉原理的立体视频重建技术研究

论文摘要

本文在研究和分析了国内外三维信息技术的现状和发展的基础上,根据行业的实际需求,结合当前的科研项目,综合运用虚拟现实、计算机视觉、图像处理、多媒体等技术,研究了基于生理视觉原理的立体视频重建技术。并实现了立体视频系统和显微镜立体视频系统。该课题得到旅游863项目资助,并作为真三维虚拟旅游与景区规划设计系统的重要组成部分。 本文获得了以下科研成果: 1.通过对场景的同步视频采集,给出了双视频数据同步影像对的连续提取算法,使用了实时纹理替换算法,实现立体视频显示。 2.建立并实现了立体视频显示系统,扩展了常规立体显示的方式,降低了立体视频显示的硬件设备依赖性。 3.使用同步纹理影像对信息构建了立体显示缓冲模式,消除了由地表三维模型重建生成立体视频所需的繁琐手工劳动和大数据场景调度的负荷。 4.实现了立体显示快速全局优化算法,并将线程同步方法运用到程序实现中,提高了运算速度和效率。 5.建立并实现了显微镜立体视频系统,在显示器或大屏幕上立体显示微观物体,为微观物体的观察、研究提供了方便。 立体视频系统实现了场景三维立体显示的连续性,加快了三维立体模型显示的速度,减少了编辑数据模型和数据处理的工作量,使场景的立体视频显示变得非常便捷,对加快三维数字化城市建设和三维虚拟旅游起到了促进作用。 该项技术已经应用于数字虚拟颐和园和虚拟历史博物馆项目中,取得了较好的应用效果。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.1.1 立体视频技术与虚拟现实
• 1.1.2 立体视频与双目立体视觉
• 1.1.3 生理视觉原理及立体视频技术
• 1.2 立体视频技术的国内外发展概况
• 1.3 本文研究的目的和研究内容
• 1.3.1 研究目的
• 1.3.2 本文研究的内容
• 第二章 立体视频重建的关键技术
• 2.1 同步视频数据的采集技术
• 2.1.1 立体视频数据采集平面条件
• 2.1.2 双机视频数据的获取方法
• 2.1.3 立体摄像头
• 2.1.4 CITY3D数据格式
• 2.1.5 摄像头实时采集
• 2.2 多媒体数据的编辑方法
• 2.3 实时立体影像对的获取技术
• 2.4 同步纹理影像的预处理及立体渲染
• 2.5 实时纹理替换算法
• 2.6 同步控制
• 2.7 综合优化
• 2.8 动态调度
• 第三章 立体视频显示系统的技术实现
• 3.1 数据采集
• 3.2 编程实现
• 3.2.1 程序流程方式
• 3.2.2.提取实时立体影像对
• 3.2.3 图像变换
• 3.2.4.纹理替换，生成真实场景
• 3.2.5 立体视频的显示控制
• 第四章 显微镜立体视频显示系统的实现
• 4.1 显微镜的光路调整
• 4.2 编程实现
• 4.2.1 实时立体视频数据的采集
• 4.2.2 纹理数据计算过程
• 4.2.3 时钟驱动方式控制流程
• 4.2.4 显微镜立体视频的交互界面
• 第五章 应用实例
• 5.1 立体视频系统运用举例
• 5.2 显微镜立体视频应用实例
• 第六章 总结与展望
• 参考文献