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論文題目：全景成像的計算機重構技術研究
全景成像技術(Integral Imaging,Ⅱ)是一種新型三維影象技術,它利用微透鏡陣列來記錄、顯示全真的三維場景。這種技術在不需要任何觀察裝置的情況下,在空間上再現了三維影象,而且不需要輔助光源顯示立體影象,能給觀察者提供連續視點、全視差的真實的立體影象,克服了眼睛集中適應性調節衝突問題。因為全景成像技術具有上述優點,所以它吸引了越來越多的科技工作者和公司的重視,成為三維影象領域內的研究熱點,但全景成像系統的重構影象解析度較低一直是影響該技術發展的主要問題之一。
在解決全景成像系統重構解析度低的問題時,一般有兩類方法：基於光學的方法和基於計算機的重構演算法的改進。本文在現有的全景成像系統條件下,重點研究瞭如何根據全景成像特點,利用計算機改進重構演算法,從而提高重構影象的解析度。本文首先總結了目前存在的幾類三維立體顯示技術以及各自特點,並對全景成像技術的基本理論進行了分析,包括全景成像技術的工作原理、效能指標和全景成像系統的分類。
接著,論文探討了重構影象的解析度限制問題,分析了Ⅱ解析度的計算、衍射效應和聚焦誤差對解析度的影響等問題。在介紹了目前採用的改善重構解析度的光學方法之後,本文對傳統的計算機重構三維物體的方法進行了總結和實驗。同時,重點研究了全景影象的去噪過程,根據全景影象的特點,提出一種基於元素影象的區域性去噪方法,這種方法在取得與傳統技術相同的去噪效果的同時, 還能保持元素影象之間邊界的清晰度,對全景影象的後續處理非常有利。
通過改進重構演算法來提高重構影象解析度的方法不需要機械運動和額外裝置,更具有靈活性和可行性。本文提出了一種基於相似畫素塊平滑過渡的影象後處理方法,使用該方法處理後,屬於同一個灰度值變化平緩區域內的相鄰畫素塊的灰度值就能平滑過渡,這樣的影象後處理過程既緩解了畫素塊間的灰度不連續性,又能保持重要的邊緣資訊,改善了重構影象的視覺效果。
另外,本文又提出一種改善計算機重構影象視覺質量的方法,該方法利用3D空間的物體部分在每個元素影象中形成的.匹配區域的紋理特徵,從兩個相鄰的元素影象中的匹配區域提取出多個畫素,經過加權計算重構出相應的影象區域。該方法與傳統的計算機重構方法相比,提高了影象解析度,改善了重構影象的視覺質量。最後本文對影象的超解析度重構技術進行了研究,提出將超解析度處理技術引入到重構的檢視序列的後處理過程中,並設計了單幅檢視和多幅連續檢視的超解析度處理的方法。同時,文中對提出的各種演算法進行了模擬實驗,得到了較理想的結果。
摘要4-5
ABSTRACT5-7
目錄7-9
第一章 緒論9-17
1.1 三維顯示技術概述9-10
1.2 全景成像技術10-13
1.3 課題的選題依據、研究思路和主要創新點13-15
1.4 論文的主要研究內容和組織結構15-17
第二章 三維立體顯示技術17-25
2.1 立體視覺的形成17-18
2.2 立體顯示技術分類18-23
2.3 本章小節23-25
第三章 全景成像技術的理論框架25-41
3.1 全景成像技術的工作原理25-27
3.2 全景成像技術的發展歷史27-32
3.3 全景成像技術的效能指標32-38
3.4 全景成像系統的分類38-40
3.5 本章小節40-41
第四章 全景成像系統重構影象的解析度41-51
4.1 重構影象的解析度41-45
4.2 改善重構影象解析度的光學方法45-49
4.3 本章小節49-51
第五章 全景成像的計算機重構51-69
5.1 全景成像的計算機重構原理51-52
5.2 計算機重構影象質量評價52-54
5.3 傳統的全景成像計算機重構方法54-57
5.4 非週期性提取畫素的計算機重構57-59
5.5 全景影象的去噪59-67
5.6 本章小節67-69
第六章 提高全景成像重構解析度的計算機技術69-85
6.1 基於透鏡陣列模型的計算機重構69-72
6.2 立體匹配畫素的計算機重構72-75
6.3 基於相似畫素塊平滑過渡的影象後處理75-79
6.4 基於匹配區域紋理資訊的計算機重構79-83
6.5 本章小節83-85
第七章 全景影象的超解析度重構85-107
7.1 超解析度重構的概念85-86
7.2 超解析度重構的理論基礎86-88
7.3 超解析度重構影象的方法88-96
7.4 多幀影象超解析度重構中的配准算法96-98
7.5 全景影象的超解析度重構98-100
7.6 實驗結果與分析100-104
7.7 本章小節104-107
第八章 總結與展望107-109
致謝109-111
參考文獻111-119
發表論文和參與科研專案情況119