虚拟微透镜获取图像色度补偿技术

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1、学号：S15040429虚拟微透镜获取图像色度补偿技术硕士学位(毕业)论文虚拟微透镜获取图像色度补偿技术姜璐研究生姓名：姜璐学科、专业：电子科学与技术二○一八年六月分类号：TN911.73密级：可公开UDC：621.3编号：虚拟微透镜获取图像色度补偿技术ColorimetricCompensationTechniqueforImageAcquisitionbyVirtualMicro-lenses学位授予单位及代码：长春理工大学（10186）学科专业名称及代码：电子科学与技术（080900）研究方向：信息处理技

2、术申请学位级别：工学硕士指导教师：杨晓慧教授研究生：姜璐论文起止时间：2016.09—2018.04摘要近年来，集成成像技术作为一种具有连续视角、全视差和无需辅助观看设备等优势的新型三维成像与显示技术，受到了业界越来越广泛的关注。为了克服传统上通过微透镜阵列采集三维场景信息的弊端以及为集成成像研究提供各种真实大场景高分辨率的图像来源，采用多视点图像采集手段结合虚拟视点绘制算法来构建的虚拟微透镜阵列图像的方法具有重要的现实意义及学术价值。在这一过程中，虚拟视点图像的质量优劣会对结果产生直接影响。通过对虚拟视点图像

3、的色彩进行校正，可以实现虚拟微透镜获取图像的色度补偿。在虚拟视点绘制方面，本文提出一种基于图像分层的虚拟视点绘制算法。首先对参考视点图像执行局部最优的立体匹配并粗略提取深度信息，根据深度信息对参考图像进行分层并计算视差，然后将分层后的图像进行边缘延拓以减少叠加后的缝隙空洞，依照虚拟视点与参考视点的相对位置进行分层图像的加权平移，最后按照先背景后前景的顺序逐层渲染即可得到2(H)×2(V)视点范围内任意点虚拟视点图像。相比于虚拟视点绘制主流算法DIBR，本方法不需预先提供深度信息，也没有对深度图精度的高度依赖，映

4、射运算较为简单兼有较高的成像质量。在色度补偿方面，为了使虚拟视点图像的绘制效果和色彩更加接近于真实视点图像，本文对分层图像构建了基于欧氏距离的约束因子，使虚拟视点色彩不是某一视点的覆盖，而是四个参考视点颜色信息的加权和。此外，为了在立体显示时获得更加贴合人眼视觉的色彩效果，本文对扩充后的稠密视点图像执行了亮度改进后的基于图像熵的世界灰度法进行色彩增强，在保证了图像峰值信噪比与结构相似性的前提下，获得了色彩更加明亮的显示效果。本文选用软件3dsMax与CCD相机阵列两种虚拟微透镜实现方案对算法进行验证，经实验证明

5、，无论针对虚拟还是真实多视点系统，本文提出的虚拟视点绘制算法和色度补偿算法都可以达到良好的实现效果，提高虚拟视点图像的主客观质量进而增强立体显示的色彩效果。关键词：立体显示；集成成像；图像分层；虚拟视点绘制；颜色校正IABSTRACTInrecentyears,integratedimagingtechnologyhasattractedmoreandmoreattentionfromtheindustryasanewtypeofthree-dimensionalimaginganddisplaytechnol

6、ogywithcontinuousviewingangle,fullparallax,andnoneedforauxiliaryviewingequipment.Inordertoovercomethedisadvantagesoftraditionallycollectingthree-dimensionalsceneinformationthroughalensarray,aswellasprovidingavarietyofreallargescenesandhighresolutionimagesour

7、cesforintegratedimagingresearch,methodforconstructingvirtualmicro-lensarrayimagebyusingmulti-viewpointimageacquisitionmeansandvirtualviewpointrenderingalgorithmhasimportantpracticalsignificanceandacademicvalue.Virtualmicro-lenscaptureimages’colorcompensation

8、canbeachievedbycorrectingthecolorofthesynthesizedvirtualviewpoint.Referringtotherenderingofvirtualviewpoints,thispaperproposesavirtualviewpointrenderingalgorithmbasedonimagelayering.First,perfor