论文摘要
作为近年来发展起来的一种新媒体,自由视点视频(Free Viewpoint Video, FVV)允许用户自由地改变视点以从不同的位置观察场景,可以广泛地应用于诸如视频会议、影视娱乐、电子商务等当前2D视频的应用领域。自由视点视频已经成为当前多媒体领域新的研究热点。为了扩展视频标准的功能,早在2001年,MPEG组织就提出了以可交互性和立体感为主要特征的3DAV的概念。可以预见,在不久的将来,自由视点视频及其服务将成为信息产业新的增长点。本文对自由视点视频采集及其传输进行了如下研究:第一、开发光场采集系统:光场研究的迅速发展不断对采集技术提出新的要求,因此开发具有良好拓展性能的光场采集系统具有其必要性。我们将光场采集系统分割为数据采集、光照及同步控制三个子系统进行开发。其中,数据采集负责摄像头控制、标定及视频图像采集等;光照系统提供可变光照;同步控制系统为摄像头和LED阵列提供外同步信号,可实现不同的控制策略。通过三个子系统的灵活组合可搭建不同应用不同规模的光场采集系统。第二、提出适用于大规模摄像头阵列的颜色校准方法:颜色校准是光场采集系统需要解决的重要问题之一。传统的基于颜色板的颜色校准方法,具有方向性,不适用于全景摄像头阵列的颜色校准。我们提出了一种基于光球的颜色校准方法。通过球形参照物,该方法可以对分布在环上的摄像头阵列一次性进行校准。发光球体更摒除了环境光及物体表面反射特性对校准结果的影响。与传统校准方法相比较,该方法更为方便、快速、有效。第三、搭建基于DIBR的FVV传输系统:基于深度图的渲染方法(DIBR)通过深度信息,使用较少的视频信息便能实现虚拟视角视图的绘制。基于DIBR的FVV传输系统包括数据采集、转发服务器和客户端三大部分。数据采集完成自由视点视频数据的获取;转发服务器收集所有自由视点视频数据为客户端提供FVV服务;系统通过在客户端进行虚拟视角绘制减轻服务器负担,可同时为多用户提供自由视点视频服务。