多视点序列图的视差校准

【摘要】：立体图像技术是图像领域内重要的研究方向之一,立体图像技术在科学技术研究、军事、教育、医疗等诸多领域有着广阔的应用前景。使用立体摄像机或者深度摄像机,可以还原场景的立体效果,但是这两种方法成本高昂,而且对硬件设备要求很高,后期的处理工作量也很大。平面图像立体化技术是通过模拟双眼的多视点平面序列图实现立体图像的一种技术,该技术使用普通摄像机对同一目标景物在不同的位置视点拍摄多个平面图像,或者由最少两视点平面图像生成多个虚拟视点平面图像,对这些平面图像进行根据立体显示原理进行处理合成后,在立体显示器上即可观看目标景物的立体图像。 多视点立体显示技术是当前受到广泛关注的一种立体图像显示技术,该技术可以使观察者在一定范围内移动时能从多个位置欣赏到图像的立体效果。但是,直接拍摄或者虚拟视点生成的多视点平面序列图像中没有一致的零视差点,从而多视点图中同一物体在不同视图中有不同的视差和深度,这导致在多视点立体显示器上观看时,当观察者改变观看位置立体图像中的物体会整体凸起或整体内凹,产生“突兀跳跃旋转”的感觉。要消除这种现象,获得流畅自然的多视点立体图像的观看效果,必须对多视点图像进行视差校准。 本文首先介绍了人类立体视觉原理和立体显示原理以及平面图像立体化技术,通过对多视点立体显示技术进行深入研究,分析了多视点自由立体显示中“突兀跳跃旋转”现象产生的机理,然后通过序列图视差校准技术消除了这种现象。序列图视差校准过程包括了零视差点的选取,零视差点的匹配、多视点图零视差点的对齐和公共部分的提取以及分辨率的调整等工作。之后,又对校准技术从零视差点的选取和零视差点的匹配两方面进行了改进。 通过在自由立体显示器上播放立体图像,对视差校准前后的多视点立体显示效果进行对比,说明了视差校准可以消除“突兀跳跃旋转”这一现象。