基于gpu和rgbd数据的虚拟视点绘制方法研究

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4、tationSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate：WangJiangSupervisor：Prof.XiuxiaLiangSchoolofComputerScienceandTechnologyShandongUniversityofFinanceandEconomics中图分类号：密级：公开学科分类号：论文编号：37_081203_11045632016100400_LW硕士学位论文基于GPU和RGBD数据的虚拟视点绘制方法研究作者姓名：王江申请学位级别：工学硕士指导教师姓

5、名：梁秀霞职称：教授学科专业：计算机应用技术研究方向：计算机图形学、虚拟现实学习时间：自2013年9月1日起至2016年6月30日止学位授予单位：山东财经大学学位授予日期：2016年6月摘要摘要随着多媒体技术的持续发展和人们对视觉体验追求的不断提高，传统的2D显示已无法满足大众需求。自由视点视频可以让用户通过交互的方式从任意的视角选择、操作具有立体感的多媒体视频，体验身临其境的观赏效果。近年来，计算机技术、网络通信技术、数据采集技术及立体显示技术的快速发展，进一步推动了自由视点视频的研究和应用，使其成为多媒体领域的

6、极具发展前途的方向。虚拟视点绘制技术利用现有的参考视点图像绘制出新视点下的图像，作为自由视点视频的核心与关键，其绘制质量和效率之间的矛盾性，已成为目前制约自由视点视频应用普及的瓶颈。根据绘制过程中是否建立三维几何模型，虚拟视点绘制技术可以分为基于模型和基于图像的绘制两大类。基于模型的绘制方法需要建立场景的三维几何模型，因此，其绘制复杂度会随着场景复杂度的提高而增加；同时，这种高度密集型计算对显示设备的性能也提出了更高的要求。基于图像的绘制方法在绘制过程中不需要建立场景的三维几何模型，因此，虚拟视点图像的绘制速度与场

7、景复杂度无关，通过插值或者采样点重新映射，直接绘制得到虚拟视点图像。基于深度图像的虚拟视点绘制（DepthImageBasedRendering,DIBR）作为基于图像绘制方法的一种，是当前虚拟视点绘制技术中的研究热点。其绘制过程仅需纹理图像及其对应的深度信息和参考视点摄相机的内外参数，即可在终端进行快速坐标映射还原出任意虚拟视点的图像，从而有效减少了需要传输的视点数量，降低了网络传输压力。但是，由于受深度数据的影响，DIBR技术在绘制过程中会遇到空洞、伪影、重叠、裂缝和绘制效率等问题。其中，空洞问题导致虚拟视点图

8、像出现大范围的信息缺失；伪影问题导致在图像背景区域出现前景轮廓的现象；重叠问题导致在图像中某些区域出现背景可见而前景不可见的情形；裂缝问题导致图像出现局部信息缺失的现象；绘制效率低下导致图像不能实时绘制等。本文对以上基本问题进行研究，提出有效解决裂缝、伪影和绘制效率的方法，并通过实验与现有方法进行了对比，实现了虚拟视点绘制原型系统。针对裂缝问题，本文提出自适