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基于视图变形的立体图像对的生成是根据视图变形的基本原理,根据已经获取的立体图像对采用基于图像的绘制的方法得到过渡图像序列,从新的图像序列中选取新的立体图像对以形成新视点的具有立体感的景象。立体图像对的生成是双目立体成像的关键技术,双目立体成像在多媒体教学、数字娱乐、工业设计等领域都有着广泛的应用。
本文研究的目的,就是通过对基于视图变形的立体图像对的生成的原理、技术和方法进行研究,为它的实际应用提供理论和技术支持。
论文的主要工作包括:
基础矩阵的估计:在对极几何和基础矩阵研究的基础上,首先证明了在估计基础矩阵时要对特征点坐标进行归一化的必要性,然后详细讨论了多种不同基础矩阵估计算法,在此基础上提出了基于随机采样一致性算法的基础矩阵估计方法,并对特征点的随机采样方法进行改进,提高了基础矩阵的稳定性。
立体图像对的极线校正:基于基础矩阵的校正方法保留了基础矩阵中包含的几何信息但是对错误的特征点敏感,无需基础矩阵的校正方法有较好的鲁棒性但是初值的选取方法缺乏理论依据。将两种方法结合起来,给出了一种改进的极线校正方法。该方法首先利用改进的八点算法算出基本矩阵,然后根据基本矩阵采用视图变形的方法计算投影变换矩阵,最后以算出的投影变换矩阵为初值采用无需基础矩阵的校正方法对其进行最优化,从而有效地避免了最优化时陷入局部最优的可能,同时又不过分依赖基本矩阵的精度。并针对校正图像的形变大小评价问题提出了一个图像畸变度作为客观评价标准,并验证了其有效性。
视图合成:本文研究分析了基于特征线的图像合成技术和基于扫描线分段的视图合成方法,当立体图像对对应扫描线上的像素满足一致性约束条件时,上述方法可以可到较好的源图像对之间过渡图像,当立体图像对中的场景存在遮挡问题时,本文提出了基于对象提取的视图合成方法,通过对象提取的方法将图像分为对象和背景,然后分别对它们进行视图合成,最后按遮挡关系进行叠加得到原始图像对之间的过渡图像。
最后在总结全文的基础上,提出了若干有待进一步深入研究和探讨的问题。