基于视差变化调节的立体视频舒适度增强方法研究

发布时间：2017-04-29 14:14

  本文关键词：基于视差变化调节的立体视频舒适度增强方法研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着科学技术的发展,立体视频技术取得了重大变革,经历了从黑白到彩色、标清到高清,再到立体显示的发展历程。人们已经不再满足于二维视频的表现方式,追求三维视频带来的视觉冲击和身临其境的用户体验。科技带给我们的进步,已经延伸到了生活的方方面面。立体视频技术不仅出现在娱乐领域,已经广泛地应用于军事国防、工业建筑、精密测试、虚拟现实和医疗卫生等领域。三维视频技术在带来感官享受的同时,使我们的生活更加的方便快捷。因此对于立体视频技术的研究刻不容缓。由于立体视频技术不成熟,立体片源不兼容等问题导致观视者在观看立体视频的过程中伴随着各种生理异常现象,如:眼涩、头痛、恶心、甚至呕吐等不良症状。由于生理反应因个体差异而不一,这些不良反应可能会对人体产生永久性的伤害,这是制约立体视频技术发展的一个主要因素。大量研究表明,导致观看立体视频疲劳的原因主要有三大方面:体视外因素、生理因素和心理因素。体视外因素主要包括显示设备配置等。生理因素主要包括辐辏和调节不一致、垂直视差和运动视差等。心理因素主要受到阴影、遮挡等的影响。体视外因素可以通过优化设备配置,提升软硬件性能来增加观视舒适度。生理因素主要研究辐辏和调节不一致,垂直视差消减等方面。基于视差变化不连续和视差调整提高视觉舒适度的研究较少。本文首先介绍了立体视频舒适度的研究背景、研究意义以及国内外的研究现状。然后详细的介绍了双目体视原理和视觉疲劳体视因素。针对引起视觉疲劳的原因提出了两种提高立体视频观看舒适度的方法,具体实施方案如下:(1)由于视差和运动矢量变化不连续,会产生视觉感知突兀,视线汇聚困难,从而增加观视者眼部负担,产生视觉疲劳。因此分别基于单个视频帧和考察时段内的多个视频帧建立舒适度评价模型,利用JMVC(Joint Multi-view Video Coding)多视点编码系统中的当前帧运动矢量和视差矢量信息,找到影响舒适度的视频帧,通过非舒适帧视差调节方法对影响舒适度的视频帧进行视差调节,得到提高人眼观视舒适度的新视频。(2)假设立体视频中大多数的视频帧都是在舒适度范围内,例如在3D电影中大多数的视频帧都满足辐辏和调节一致,而对于不在舒适度范围内的视频帧需要调整。首先,对整个立体视频进行SIFT(Scale Invariant Feature Transform)特征点匹配,统计水平视差值和垂直视差值,确定舒适度区间min max[D,D]。然后对存在垂直视差的视频帧进行垂直视差消减,对不在舒适度区间内的水平视差,进行水平视差调整,进而得到满足人眼舒适观看的新视频。采用多组多视点视频序列作为实验视频序列,文中采用了主观舒适度评价方法,通过多组实验对处理前后的视频进行主观评价。实验结果表明,本文中提出的两种方法可以有效地提高立体视频的观视舒适度。
【关键词】：立体视频 视觉疲劳 舒适度增强 视差调整 主观评价
【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TP391.41
【目录】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-10
• 第1章 绪论10-13
• 1.1 研究背景10-11
• 1.2 研究目的及意义11-12
• 1.3 论文的结构安排12-13
• 第2章 双目立体视觉原理及视觉疲劳因素13-27
• 2.1 双目视觉原理与深度感知13-19
• 2.1.1 体视因素13-15
• 2.1.2 双眼深度感知15
• 2.1.3 双目立体视觉三维测量原理15-16
• 2.1.4 双目立体视觉数学模型16-19
• 2.2 视觉疲劳的生理体视因素19-25
• 2.2.1 辐辏19
• 2.2.2 调节19-20
• 2.2.3 辐辏和调节不一致引起的立体视觉疲劳20-23
• 2.2.4 垂直视差23-24
• 2.2.5 运动视差24-25
• 2.2.6 运动矢量25
• 2.3 视觉疲劳的心理体视因素25-26
• 2.4 小结26-27
• 第3章 基于视差变化连续性调节的立体视频舒适度增强方法27-38
• 3.1 基于JMVC的视频编解码27-34
• 3.1.1 H.264编解码基本原理27-32
• 3.1.2 H.264多视点视频编码流程32-34
• 3.2 立体视频舒适度模型建立34-36
• 3.2.1 基于单个视频帧的模型建立34-36
• 3.2.2 基于考察时段的模型建立36
• 3.3 小结36-38
• 第4章 基于视差调整的立体视频舒适度增强方法38-51
• 4.1 概述38-39
• 4.2 基于SIFT算法的水平和垂直视差估计39-44
• 4.2.1 SIFT算法概述39
• 4.2.2 尺度空间构造和极值检测39-41
• 4.2.3 关键点的精确定位41-42
• 4.2.4 关键点方向分配42
• 4.2.5 关键点特征描述42-43
• 4.2.6 水平舒适范围确定43-44
• 4.3 视差调整44-50
• 4.3.1 射影平面44
• 4.3.2 二维射影变换44-46
• 4.3.3 垂直视差消减46-48
• 4.3.4 水平视差调整48
• 4.3.5 后处理48-50
• 4.3.6 单帧图像评价50
• 4.4 小结50-51
• 第5章 仿真实验及结果分析51-67
• 5.1 实验平台搭建51
• 5.2 主观评价方法51
• 5.3 实验结果及其分析51-67
• 5.3.1 基于视差变化连续性调节的立体视频舒适度增强方法实验结果及其分析51-59
• 5.3.2 基于视差调整的立体视频舒适度增强方法研究实验结果及其分析59-67
• 第6章 总结与展望67-68
• 6.1 全文总结67
• 6.2 研究展望67-68
• 参考文献68-72
• 作者简介及在学期间所取得的科研成果72-73
• 致谢73

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 安瑞;赵岩;王世刚;陈贺新;;基于视差变化连续性调节的3D视频舒适度增强[J];吉林大学学报(信息科学版);2016年01期

2 赵慧敏;姜秀华;;基于视频加深度格式的立体视频技术分析[J];电视技术;2014年01期

3 鲁业频;李素平;;立体视频技术的发展现状综述[J];电视技术;2012年12期

4 黄超;齐英剑;;SIFT算法研究和应用[J];中国传媒大学学报(自然科学版);2012年01期

5 王强;韩雅菲;赵润鹏;;基于SIFT算法的双目立体视觉中图像匹配研究[J];机械工程与自动化;2011年05期

6 王飞;王晨升;刘晓杰;;观察立体影像时的视觉疲劳及其缓解措施[J];工程图学学报;2011年04期

7 王元庆;;立体电视技术体系与研究现状[J];信息技术与标准化;2010年09期

8 程明明;王贺;安平;张洋;张兆杨;;基于特征点匹配的多视图像校正[J];液晶与显示;2010年04期

9 张超;王琼华;李大海;张映权;;基于SIFT匹配算法的多视点自由立体显示视差图像的生成[J];光学学报;2010年07期

10 吴斌;孙长钦;杨兵;薛婷;叶声华;;结构光传感器在柔性视觉测量系统中的应用研究[J];光电子.激光;2008年10期

中国博士学位论文全文数据库 前1条

1 刘然;基于计算机立体视觉的双目立体成像研究[D];重庆大学;2007年

中国硕士学位论文全文数据库 前9条

1 周百灵;基于垂直视差消除的立体视觉疲劳缓解技术研究[D];吉林大学;2014年

2 倪晓庆;织物的三维动态仿真研究[D];浙江理工大学;2012年

3 李思思;辐辏与焦点调节不一致所引发的立体影像视疲劳研究[D];北京邮电大学;2012年

4 张鹏;基于机器视觉的路产设施三维信息采集与处理技术研究[D];长安大学;2010年

5 刘运周;观看立体图像时视觉疲劳的研究及改进措施[D];北京邮电大学;2010年

6 包化宇;观看立体影像引起的视觉疲劳与改进措施[D];北京邮电大学;2009年

7 张宏波;空间降分辨率视频转码技术的研究[D];山东大学;2008年

8 陈灿;基于尺度空间理论的抗几何攻击水印算法[D];湖南大学;2007年

9 段元亮;面向移动设备视频解码器的研究与实现[D];浙江大学;2006年

  本文关键词：基于视差变化调节的立体视频舒适度增强方法研究，，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：335047