自然三維電視系統(tǒng)關鍵技術及其實現(xiàn)研究.pdf

1、當前，我國和世界主要國家正處于從模擬電視向數(shù)字電視轉化的階段，可以預見三維電視技術，將是未來數(shù)字電視發(fā)展一個新的技術制高點，也是產(chǎn)業(yè)界的必爭之地。由于歷史原因，中國電視工業(yè)的發(fā)展一直落后于先進國家。作為下一代數(shù)字電視技術，三維電視在國內(nèi)外都還處于起步階段，因此是中國電視工業(yè)與國外同步發(fā)展的一次極好機會。
　　 本文作者基于所在的科研團隊提出的“自然三維電視”概念，就相關關鍵技術進行研究，搭建端到端的自然三維電視原型樣機，具有重要

2、的產(chǎn)業(yè)價值和戰(zhàn)略意義。
　　 論文取得的創(chuàng)新性成果包括：
　　 (1)提出一種非對稱邊緣自適應濾波器(asymmetric edge adaptive filter,AEAF)，用于部分解決三維電視系統(tǒng)中的兩大難題——深度產(chǎn)生和空洞填補。不同于其他類似的處理方式，運用一次AEAF能同時起到深度圖邊緣修正和深度圖預處理的效果，可以簡化計算復雜度。一方面，AEAF能在簡單算法得到的初始深度圖的基礎上獲得物體邊緣較為準確的深度

3、圖序列，避免了基于圖像和視頻分割的深度產(chǎn)生算法所引入的高運算量；另一方面，AEAF能起到對深度圖的平滑作用，減少渲染得到的虛擬視點中的空洞數(shù)量，實現(xiàn)良好的主觀效果。實驗證明，AEAF能在這矛盾的兩者之間找到一個平衡點。
　　 (2)提出一種新型的軟硬件交互機制，利用CMD進行指令配置，構建一個類似于SIMD的軟硬件接口。與傳統(tǒng)的軟硬件交互機制相比，新機制不僅能提高靈活性和可配置性，還利于對各個子模塊進行封裝，非常適合IP化設計，

4、為后端設計的功能測試驗證也提供了便利。同時，提出一種高性能、低成本的熵解碼硬件結構。上述設計已在多標準多接口音視頻解碼SoC芯片中得以實現(xiàn)，并進行了流片。多標準視頻解碼模塊支持MPEG-1、MPEG-2、MPEG-4、H.263、H.264、RealVideo8/9/10、AVS以及JPEG。該芯片的設計工作可作為今后三維視頻解碼的后向兼容模塊，為三維電視系統(tǒng)的芯片實現(xiàn)提供了可行性。
　　 (3)解決虛擬視點生成中DIBR技術帶

5、來的問題。一方面，針對DIBR運算量大、耗時嚴重的情況，提出一種GPU加速實現(xiàn)，有效地提高虛擬視點生成算法的效率，在高分辨率的情況下達到實時性的要求。另一方面，針對DIBR算法嚴重依賴相機參數(shù)、普適性不強的情況，提出了基于分層視差圖的雙向水平平移算法，本質(zhì)上是DIBR算法受實際自由立體顯示器顯示能力制約，在Shift-Sensor相機模型下的近似和簡化。雙向水平平移算法可在輸入視頻碼流不包含拍攝相機參數(shù)的情況下工作，并具有良好的運算性能