自由立体图像深度图提取算法论述探讨

立体图像可以记录真实的三维世界的信息,使观众产生身临其境的视觉体验,具有广阔的应用远景|教学论文范文|。目前,立体图像技术已经成功用于科研、军事、教育、产业、医疗等诸多领域,取得了丰富|教育论文范文|的成果。然而,对于立体图像的处理需要考虑多个视点的数据,数据量非常庞大,对于当前的压缩算法,硬件处理能力和网络带宽提出了很高的要求。因此,研究一种有效的数据表达方式具有重大的意义和应用价值。本文具体先容了人类视觉系统的生理基础,分析了其成像原理,并结合这项研究,提取出了对于立体图像成像效果有重要影响的因素,为今后研究立体图像处理技术奠定理论基础。欧洲"ATTEST计划”从立体电视的内容产生、编码、传输和显示的整体处理流程出发,应用了"video-plus-depth"的数据表示方法,与传统的数据表达方式相比具有明显的上风。本文深入研究了其中的关键技术即“深度图”的几种获取方法,并重点研究了基于立体像对的“深度图”提取算法。该算法以低复杂度为原则,其理论框架主要分为摄像机校正、视差匹配、视差匹配后处理(包括一致性检测和遮挡检测)、深度图计算、深度图的平滑和量化这五个部分。最后,本文设计了四个研究立体视觉特性的实验,在HSI空间对立体图像进行处理,得出了色度对于图像立体感知效果影响较小的结论。本文进一步应用该实验结果对深度图提取算法进行了优化,提出了“灰度色度分级联合检测法”,可以在检测到多个对应点的情况下,有效地确定最佳的匹配点,有利于消除某些特殊的图像(比如场景内容周期性出现且纹理复杂的图像)中的误匹配情况。【关键词】：立体图像深度图视差匹配色度立体视觉特性
【论文提纲】：摘要3-4ABSTRACT4-8第一章绪论8-201.1立体图像技术的研究背景8-91.2立体图像技术的理论基础和发展历史9-111.3立体图像内容的获取11-151.3.1平面图像立体化方法11-121.3.2用传统的摄像机阵列拍摄立体图像12-141.3.3用深度摄像机拍摄立体图像14-151.4立体显示技术15-181.4.1根据复用方式分类151.4.2根据辅助设备分类15-171.4.3根据立体感原理分类17-181.5本文的主要工作和内容18-20第二章人类立体视觉特性的理论研究20-302.1人类视觉产生的生理基础20-242.1.1视感觉和视知觉概述212.1.2眼睛的结构和成像机理21-232.1.3视觉过程简介23-242.1.4视知觉的复杂性242.2人类立体视觉特性研究24-252.3空间知觉25-272.3.1非视觉性深度线索25-262.3.2双目深度线索262.3.3单目深度线索26-272.4运动知觉与动态深度线索27-282.5双眼融像28-292.6本章小结29-30第三章立体图像深度图提取和应用的理论研究30-423.1立体图像深度图的研究背景30-323.2ATTEST计划的推动32-353.2.1ATTEST计划中的编码和传输方案33-343.2.2ATTEST计划中的立体显示器的设计343.2.3ATTEST计划中的感知效果评价34-353.3深度图获取方案35-403.3.1深度图直接采集法35-403.3.2基于二维图像的深度图提取算法403.4本章小结40-42第四章基于立体像对的深度图提取算法的理论研究42-604.1基于视差的深度图提取原理42-454.1.1平行成像系统中的深度图提取原理42-444.1.2会聚成像系统中的深度图提取原理44-454.1.3两种成像系统的比较454.2立体匹配算法的理论分析45-464.3基于区域的匹配算法46-504.3.1模板匹配原理46-484.3.2模板匹配算法的优化途径48-504.3.3模板匹配算法的固有缺陷和改进方法504.4基于立体像对的深度图提取算法50-564.4.1初始校正51-524.4.2视差匹配52-534.4.3边界处理53-544.4.4一致性检测54-554.4.5后处理和遮挡检测554.4.6深度图计算55-564.4.7深度图平滑564.4.8深度图量化564.5灰度色度分级联合检测算法56-594.5.1算法的试验依据574.5.2算法的实现流程57-594.6本章小结59-60第五章基于人眼视觉特性的立体成像效果的实验研究60-825.1实验环境和方法60-615.2实验素材61-665.3立体图像质量评价方案66-685.3.1平面图像质量评价方法66-685.3.2立体图像质量评价方法685.4色度对立体图像成像效果的影响68-815.4.1色度空间的选取68-695.4.2实验一69-725.4.3实验二72-745.4.4实验三74-765.4.5实验四76-795.4.6实验结果主观评价分析79-805.4.7实验结果理论分析80-815.5本章小结81-82第六章结束语82-84参考文献84-88缩略语88-89发表论文和参加科研情况说明89-90致谢90