随着3D电影《阿凡达》在国内外掀起的热浪,3D技术的发展迅速地成为业界关注的重点。3D获取可以通过直接拍摄,也可以通过一些后期处理技术生成新的虚拟视点。在立体显示中,更多的视点就能获得更逼真的观看效果,但是直接通过拍摄的方法成本较高,如果增加拍摄的视点,成本将成倍增长。基于深度图像绘制(Depth-Image Based on Rendering,DIBR)3D虚拟视点,是一种新的虚拟视点合成技术,具有小的带宽需求以及快的绘制速度等优点。本文设计了一种利用DIBR技术在两个视点的基础上生成一个虚拟视点的方法,介绍了双目立体视觉原理和基于深度图的虚拟视点绘制方法,着重介绍了对绘制后得到的新视点图像的修复处理。本文首先研究DIBR技术的基本原理和算法,然后介绍了 DIBR技术绘制图像绘制后,目标视点中存在的孔问题;接着,针对目标视点中的孔区域采用前后帧图像对其进行孔区域的填充,然后对前后帧图像填充孔区域的方法进行改进,提出了一种基于时间序列的孔填充方法,该算法主要分为两个部分。第一部分是采用前后帧图像对孔区域进行填充;首先针对虚拟视点绘制过程中孔区域过多的问题,提出对参考图像对应的深度图像进行高斯平滑处理。减少了虚拟视点绘制过程中孔的数量。然后利用原始2D图像的前后帧图像中的像素信息对目标图像的存在的孔区域进行填补。相比于已有的算法,该算法对于简单纹理信息的孔区域有很好的修复效果,得到的图像质量与原始点视点比较结构相似性可以达到75%。然而,对于图像中纹理复杂的孔区域的填充效果没有很好。第二部分,针对第一部分提出的基于前后帧图像填补复杂孔区域的有限性,提出了一种基于SSIM(结构相似度测量)的方法对2D视频的连续帧进行相似帧的判断。通过实验对相似帧的范围进行设定,得到与原始2D图像在时间上具有前后差异的图像作为后面孔填充环节的参考图像。然后结合提出的新的视点互补的方法,利用得到的参考图像对目标图像中的孔区域进行修复。实验结果表明,得到的填补后的图像效果可以较为真实的还原特定的场景,于原始视点的结构相似性可达到84.46%,比传统方法提高了 8.5%。实验结果表明,与传统图像修复方法相比,本文所采用的基于时间序列的孔填充方法,大大提高了图像中孔区域的填充速度,并且能够还原真实可靠的背景图像,绘制出的新视点与真实视点相似度高。
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