基于NSCT和图像融合的中间视点合成算法研究

基于NSCT和图像融合的中间视点合成算法研究

论文摘要

随着信息与通信技术的发展,传统的以平面图像描述的2D视频已经无法满足人们对交互性与沉浸感的需求,3D视频技术由于可以使人产生强烈的沉浸感和临场冲动,逐渐成为多媒体通信的重要研究内容。用户可以通过3D电视自由选择角度和视点并获得3D视觉感受。由于拍摄过程中采样的不均匀性和硬件存储量的限制,通过物理途径获得的图像往往不能满足用户的需要,因此视图合成技术就应运而生。视图合成(View Synthesis)又称为图像合成或图像变形,是指通过两个或多个摄像机视点上所得到的同一场景的图像,直接计算出其它各个摄像机视点或视线方向上该场景的图像。中间视图合成是视图合成技术中的一种,它主要应用在3D电视、虚拟视频会议中。中间视图合成的技术主要有基于三维几何模型的绘制技术(Modeling-Based Rendering,MBR)和基于图像的绘制技术(Image-Based Rendering,IBR)两种,MBR技术需要对物理场景进行建模,其绘制速度取决于场景的复杂度,实时性不高;IBR技术则以真实图像为基础,提取有用信息来合成图像,不需要对场景建模,绘制速度较高。本文基于IBR方法,提出了一种中间视图合成方法。该方法首先配准图像,然后变换到NSCT域,在变换域对图像进行融合处理,并对融合图像进行滤波处理,去除分块效应,最终得到所需的合成视图。本文主要研究内容有:1)研究了基于特征点的图像配准技术;2)研究了基于NSCT变换域的图像融合技术;3)研究了去除分块效应的后处理技术;4)对本文算法进行仿真,并对仿真结果予以分析。该算法的优势为:1)采用NSCT变换,解决了由于小波变换子采样而带来频谱混叠问题;2)采用变换域图像融合的方法,填充了部分空洞,取得了较好的效果。该算法存在以下不足:1)未对非平行视图的合成进行研究;2)缺乏科学的合成图像质量评价体系;3)算法效率有待提高。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 第一章 绪论
  • 1.1 中间视点合成的研究背景及意义
  • 1.2 中间视点合成方法简介
  • 1.2.1 基于三维几何模型的绘制技术
  • 1.2.2 基于图像的绘制技术
  • 1.3 中间视点合成的研究现状
  • 1.4 本文研究内容及论文结构
  • 第二章 图像匹配及配准算法
  • 2.1 图像匹配
  • 2.1.1 Harris 角点检测算法
  • 2.1.2 SUSAN 角点检测算法
  • 2.1.3 SIFT 算子特征检测算法
  • 2.1.4 三种特征检测算子的比较
  • 2.1.5 图像匹配结果
  • 2.2 图像配准
  • 2.2.1 块匹配
  • 2.2.2 基于块的配准算法
  • 2.2.3 图像配准结果
  • 2.3 本章小结
  • 第三章 非下采样Contourlet 变换
  • 3.1 小波变换
  • 3.1.1 连续小波变换
  • 3.1.2 离散小波变换
  • 3.1.3 信号的小波分解
  • 3.2 Contourlet 变换
  • 3.2.1 拉普拉斯金字塔
  • 3.2.2 方向滤波器组
  • 3.3 非下采样Contourlet 变换
  • 3.3.1 非下采样金字塔
  • 3.3.2 非下采样方向滤波器组
  • 3.3.3 NSCT 变换结果
  • 3.4 本章小结
  • 第四章 基于图像融合的中间视点合成
  • 4.1 图像融合概述
  • 4.1.1 图像融合的原理与过程
  • 4.1.2 图像融合的分类
  • 4.2 图像融合算法
  • 4.2.1 空间域融合方法
  • 4.2.2 频率域融合方法
  • 4.3 NSCT 变换域的图像融合
  • 4.3.1 低频部分
  • 4.3.2 高频部分
  • 4.4 空洞处理
  • 4.5 实验结果
  • 4.6 本章小结
  • 第五章 分块效应的去除
  • 5.1 后处理去块效应算法原理
  • 5.2 基于图像恢复的后处理去块效应技术
  • 5.2.1 基于凸集投影理论的迭代算法
  • 5.2.2 最大后验估计算法
  • 5.3 基于图像增强的后处理去块效应技术
  • 5.3.1 空域滤波法
  • 5.3.2 变换域滤波法
  • 5.4 空域自适应去块效应算法
  • 5.4.1 边缘自适应有理滤波
  • 5.4.2 平坦块检测和滤波算法
  • 5.4.3 实验结果
  • 5.5 本章小结
  • 总结与展望
  • 本文研究工作总结
  • 后续研究工作展望
  • 参考文献
  • 攻读硕士学位期间取得的研究成果
  • 致谢
  • 附件
  • 相关论文文献

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