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基于深度线索的深度图生成技术研究

基于深度线索的深度图生成技术研究

作者：贾陆洋华南理工大学

学位级别：硕士

相比传统的2D电影,3D电影给人们带来更为强烈的视觉冲击和视觉享受,受到越来越多人的喜爱。然而,3D电影制作过程复杂、成本高、周期长。现有的3D视频远远无法满足市场上的需求,因此把已有的2D视频转换为3D视频,不仅可以利用丰富的2D片... 详细信息

相比传统的2D电影,3D电影给人们带来更为强烈的视觉冲击和视觉享受,受到越来越多人的喜爱。然而,3D电影制作过程复杂、成本高、周期长。现有的3D视频远远无法满足市场上的需求,因此把已有的2D视频转换为3D视频,不仅可以利用丰富的2D片源来缓解3D片源不足的问题,而且可以使人们重温经典。而在2D到3D转换过程中,深度图的生成是关键的一步,深度图质量的好坏直接影响了后期的3D效果。因此,研究如何生成高质量的深度图在2D到3D转换中有着重要的作用和深远的意义。本文主要研究了2D到3D转换过程中基于深度线索的深度图生成方法,详细介绍了各种深度线索及基于各深度线索的深度图生成方法,为后续的研究工作打下理论基础。本论文主要研究工作如下:1、介绍了一种基于分块DCT的深度图生成方法:对输入图像进行分块,在每个块上执行DCT变换,根据得到的系数生成一幅深度图,再进行联合双边滤波。在此基础上,提出了一种基于滑动窗DCT的深度图生成方法,新方法克服了前者生成的初始深度图的块效应。在后期进行深度图滤波时,在视觉上达到近似相同效果的情况下,由于选用的联合双边滤波器核的窗口尺寸明显小于前者,节省了运算时间。2、提出了一种基于熵的深度图生成方法:利用基于熵的方法得到图像的聚焦区域,作为前景物体,对前景的赋值采用单一深度值,对背景的深度赋值采用深度梯度假设模型,再进行深度信息融合,生成最后的深度图。3、利用混合深度线索进行深度图的生成。利用视觉显著性线索得到显著图,与基于滑动窗DCT方法生成的初始深度图相结合进行前景的提取,分别为前景和背景进行深度分配,生成深度图;考虑大气散射深度线索的影响,与基于熵的方法相结合,分别得到两幅深度图,通过不同的权重相融合,改善了由单一深度线索提取深度信息不足的缺点,提高了生成的深度图的质量。

关键词： 2D转3D 深度图生成深度线索多线索融合

基于混合深度线索和样本学习的3D电视立体内容自动生成

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基于混合深度线索和样本学习的3D电视立体内容自动生成

作者：王磊西安电子科技大学

学位级别：硕士

近年来，3D电影开始吸引消费者和电影制作公司的关注，通过立体摄像机制作了越来越多的3D视频。然而，大多数的视频依旧以2D的格式存在，在后处理阶段把这些2D视频转换成3D格式往往需要深度图像估计。在本文中，通过对深度线索和机器学... 详细信息

近年来，3D电影开始吸引消费者和电影制作公司的关注，通过立体摄像机制作了越来越多的3D视频。然而，大多数的视频依旧以2D的格式存在，在后处理阶段把这些2D视频转换成3D格式往往需要深度图像估计。在本文中，通过对深度线索和机器学习方法的深入研究，讨论了基于多深度线索融合和基于样本学习的深度图像估计方法，并分析了各自对应的优缺点。通过自适应多深度线索融合的方式提出了一个改进的深度图像估计算法，并且在基于样本学习的方法中考虑到局部连接信息，利用现代图形处理单元(Graphics Processing Unit, GPU)的加速技术来实现快速的2D视频立体化。本文深入讨论了3D立体视频生成过程中的深度图像估计算法，主要从以下几个方面开展了工作：（1）分析了视频立体化的原理，讨论了几种深度图像估计方法，介绍了基于GPU的加速技术。（2）提出了一个基于多深度线索融合的深度图像估计方法，基于运动信息提取前景深度，利用相对高度线索估计背景深度。利用局部运动的自适应修复，对原方法进行改进。实验结果证明，改进的方法可以提高深度图像的质量，并能够保持深度的帧间一致性。（3）提出了一个基于学习的视频立体化方法，兼顾全局和局部的图像信息。对于视频的关键帧，根据结构相似的图像具有相似深度的假设，从RGB-D数据库中使用样本学习得到全局的深度信息，并以最小生成树原理表示的局部连接信息来修复深度图像。利用运动补偿和深度传播的方法来估计非关键帧的深度图像。实验结果显示，相对于传统的基于深度线索的深度估计方法，本方法更加准确高效。（4）通过GPU加速技术，提出了一个快速的基于学习的视频立体化方法。根据2D视频立体化过程中各个模块的时间花费，利用GPU的高效性能，对其中时间花费较长且满足并行化的模块进行GPU加速，并利用显著图对深度图像做进一步的修复。在AMD Athlon II X46312.6GHz和英伟达GT630的编程环境下，实验结果表明，GPU对可并行化的图像处理具有良好的加速效果，使用GPU加速的模块比使用CPU至少快5～10倍。

关键词：视频立体化深度图像估计深度线索机器学习 GPU加速

立体显示中深度线索对调节反应及其微波动的影响

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中华眼视光学与视觉科学杂志 2012年第6期14卷 329-334页

作者：王瑞琚吕帆保金华郑志利瞿佳温州医学院眼视光学院 325027

目的通过评估绘图深度线索和视差深度线索对调节反应的影响，分析线索冲突对调节及其微波动的影响。方法实验研究。采用开放视野的红外自动验光仪测量30例被检者双眼注视50cm处不同视标下右眼的调节反应。视标分为无绘图深度线索和有绘... 详细信息

目的通过评估绘图深度线索和视差深度线索对调节反应的影响，分析线索冲突对调节及其微波动的影响。方法实验研究。采用开放视野的红外自动验光仪测量30例被检者双眼注视50cm处不同视标下右眼的调节反应。视标分为无绘图深度线索和有绘图深度线索，并且分别以2D和3D的形式呈现（视标1：无绘图深度线索无视差深度线索；视标2：仅有绘图深度线索；视标3：仅有视差深度线索；视标4：既有绘图深度线索又有视差深度线索）。采用重复测量的方差分析。结果视标1～4的调节反应均值分别为（1．35±0．24）D、（1．42±0．27）D、（1．40±0．27）D和（1．36±0．25）D，4种视标的调节反应差异有统计学意义（F=3．48，P〈0．05）。有无视差深度线索或绘图深度线索对调节反应的影响差异有统计学意义（P〈0．05），但是当两个线索组合时对调节反应的影响差异无统计学意义。结论双眼视差深度线索和绘图深度线索在一定程度上增加了被检者的调节反应，但当两者结合同时作用时，对人眼调节反应的影响不是简单叠加作用，可能与调节所接受的生理和心理共同作用的复杂性有关。与平面图像相比，短暂3D视觉刺激，调节微波动相对比较稳定，可能与短期内3D丰富的画面比较吸引专注注视和视觉系统积极适应有关。

关键词：立体显示深度线索调节反应

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基于基于多线索学习的光场深度估计研究

基于基于多线索学习的光场深度估计研究

作者：魏兴明杭州电子科技大学

学位级别：硕士

深度估计可为人脸识别、三维重建、自动驾驶等提供场景三维信息。与传统成像系统相比,光场成像记录了光线亮度和角度的4D信息,且隐含了多种深度线索。近年来,基于深度学习的光场深度估计已取得了显著的进展。但是大多数方法集中于从光... 详细信息

深度估计可为人脸识别、三维重建、自动驾驶等提供场景三维信息。与传统成像系统相比,光场成像记录了光线亮度和角度的4D信息,且隐含了多种深度线索。近年来,基于深度学习的光场深度估计已取得了显著的进展。但是大多数方法集中于从光场的单一表示中提取深度线索,其单个线索所包含的深度信息是不完整的。例如,外极线（EPI）线索可以有效解决遮挡、无纹理问题,但在处理噪声问题上无能为力;而对焦线索虽然可以高效的处理噪声问题,但对遮挡处理存在局限。本文研究光场中各类线索在深度估计的作用,并结合深度学习的优势,充分发挥多线索间的互补特性,进而提出了基于多线索混合学习的光场深度估计模型“FusionNet”。该模型包含了三个子网络,分别是基于EPI图像的EPI子网络（EPIs Pathway）、基于对焦线索的对焦子网络（Defocus Pathway）、基于中心子光圈线索的图像结构子网络（Structure Pathway）。研究多线索在深度估计中的互补特性是本文的重点,本文主要研究内容有以下三点:1、在多方向EPI图像块的深度估计方法基础上,针对EPI深度线索对噪声敏感的问题,提出基于重对焦线索的对焦子网络。通过引入重对焦线索,改善EPI子网络抗噪能力差的问题。2、针对基于重对焦线索的对焦子网络在遮挡和边缘区域预测效果不佳的情况,引进了中心子光圈的图像结构特征,设计了基于中心子光圈线索的图像结构子网络,从而改善边缘预测不准问题。3、通过分析三个单独线索的子网络,提出多线索融合策略以充分发挥各自优势。融合采用了多层融合的方式,实现3个子网络混合学习,使融合模型FusionNet在处理遮挡、边缘、噪声等问题上都得到令人满意的效果。.本文所提出的融合模型FusionNet在光场深度的估计精度上取得了大幅度提高,算法已经提交在HCI4D光场深度估计测评网站上,在BadPix0.03和BadPix0.01的高精度测评中,FusionNet排名第一,证明了本文算法的优越性。

关键词：光场成像深度估计深度线索混合学习

基于分段化结构重建的2D/3D视频转换方法

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北京航空航天大学学报 2014年第6期40卷 749-755页

作者：刘伟李功燕丁锴吴毅红中国科学院微电子研究所物联网中心北京100029 北京航空航天大学自动化科学与电气工程学院北京100191 中国科学院自动化研究所模式识别国家重点实验室北京100190

为了缓解3D片源的不足,设计了一种分段化结构重建方法为视频2D/3D转换提供深度线索.采用分层提取的方式,将视频基于内容分解为子序列,在每个子序列中建立优化准则选择出处于非退化状态的关键帧,并以此为基础提出了分段化结构重建框架,... 详细信息

为了缓解3D片源的不足,设计了一种分段化结构重建方法为视频2D/3D转换提供深度线索.采用分层提取的方式,将视频基于内容分解为子序列,在每个子序列中建立优化准则选择出处于非退化状态的关键帧,并以此为基础提出了分段化结构重建框架,利用改进的耦合自标定算法重构出每个子序列对应的离散3D结构信息,从而获取视频的深度线索.实验结果表明,该方法通过分段化后的局部优化,不仅使结构化重建能够有效处理多场景下的连续镜头,还加快了转换的效率,能够稳定、高效地获取深度信息,适用于视频2D/3D转换.

关键词： 2D 3D 关键帧结构重建深度线索

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虚实融合场景中的深度感知研究综述

中国图象图形学报 2021年第6期26卷 1503-1520页

作者：平佳敏刘越翁冬冬北京市混合现实与新型显示工程技术研究中心北京100081 北京理工大学光电学院北京100081 北京电影学院未来影像高精尖创新中心北京100088

混合现实系统可以提供虚拟信息和真实环境实时叠加的虚实融合场景,在教育培训、文物保护、军事仿真、装备制造、手术医疗和展览展示等领域具有十分广阔的应用前景。混合现实系统首先利用标定数据构建虚拟摄像机模型,然后根据头部跟踪结... 详细信息

混合现实系统可以提供虚拟信息和真实环境实时叠加的虚实融合场景,在教育培训、文物保护、军事仿真、装备制造、手术医疗和展览展示等领域具有十分广阔的应用前景。混合现实系统首先利用标定数据构建虚拟摄像机模型,然后根据头部跟踪结果和虚拟摄像机位置实时绘制虚拟内容并将其叠加在真实环境中,用户通过虚实融合场景中渲染的图形化线索和虚拟物体特征感知其深度信息,但存在用于指导虚实融合场景绘制的视觉规律和感知理论匮乏、图形化线索可提供的绝对深度信息缺失和虚拟物体的渲染维度和特征指标不足等问题。本文分析了面向虚实融合场景绘制渲染的视觉规律,从用户感知的角度出发,围绕虚实融合场景中图形化线索绘制和虚拟物体渲染等展开综述,并对虚实融合场景中深度感知的研究趋势和重点进行展望和预测。

关键词：虚实融合场景绘制渲染深度感知混合现实视觉规律深度线索感知匹配

微光环境下基于MR的装设备智能提示辅助技术研究

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兵器装备工程学报 2023年第S1期44卷 51-60页

作者：朱野山王崴邱盎瞿珏陈同焦浩洋空军工程大学防空反导学院西安710000

针对微光低照度难以感知物体精确位置信息这一问题,基于MR的智能提示辅助技术,以典型吊装作业为研究对象,分析了吊装作业在吊机转位、吊姿调整、点位对准3个典型阶段的信息感知与操作特点,基于混合现实环境下深度线索、听觉线索等人机... 详细信息

针对微光低照度难以感知物体精确位置信息这一问题,基于MR的智能提示辅助技术,以典型吊装作业为研究对象,分析了吊装作业在吊机转位、吊姿调整、点位对准3个典型阶段的信息感知与操作特点,基于混合现实环境下深度线索、听觉线索等人机交互理论,设计了针对3个典型阶段的混合现实信息辅助方案,进行了人机工效实验,结果表明:精细调整部件位姿阶段,迅速吊装场景和高精度吊装场景最佳使用方案不同;精确对准点位阶段,时间压力不大的情况下,使用闪烁光标和颜色变化的辅助直线是最合适的提示方案。对于经典吊装任务全过程,当吊装精度要求较高但时间压力不大时,最佳的智能提示辅助方案为精细调整部件位姿阶段添加移动式轮廓、辅助直线颜色变化,提高深度感知。

关键词：混合现实深度线索视觉线索吊装智能提示

2维至3维图像/视频转换的深度图提取方法综述

维普期刊数据库评论

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中国图象图形学报 2014年第10期19卷 1393-1406页

作者：李可宏姜灵敏龚永义广东外语外贸大学信息学院广州510006

目的深度图提取是计算机视觉领域的研究热点。随着3D显示设备的普及,2D-3D图像/视频转换的深度图提取研究受到越来越多国内外学者的关注。为此回顾深度图提取研究历程,并对已有成果进行分类、概括和评述。方法由于深度图提取方法的实现... 详细信息

目的深度图提取是计算机视觉领域的研究热点。随着3D显示设备的普及,2D-3D图像/视频转换的深度图提取研究受到越来越多国内外学者的关注。为此回顾深度图提取研究历程,并对已有成果进行分类、概括和评述。方法由于深度图提取方法的实现主要依赖于深度线索,不同方法存在人机交互程度上的差异。采用基于深度线索和基于人机交互程度的两种分类方法进行归纳评述。结果根据深度线索的不同,将深度图提取方法分为基于单目线索的方法、基于双目线索的方法和基于混合线索的3类方法。然后从人机交互的角度,将深度图提取方法分为人工法、半自动法和全自动法。介绍了这些方法的基本思想,比较归纳不同方法的优点与不足。最后,阐述了近年来热门的机器学习方法在深度图提取的应用。结论对深度图提取研究进行简要的总结和展望。指出深度图提取研究具有从研究热点中挖掘创新思路、引入新的深度线索等发展趋势。

关键词： 2D-3D 深度图提取立体视觉深度线索机器学习

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错觉的跨文化研究及其方法论意义

西北师大学报（社会科学版） 1995年第3期32卷 81-85,58页

作者：万明钢

错觉是一种特殊的知觉，心理学对其已进行了１００多年的研究，本世纪６０年代之前在研究方法上并无大的突破，６０年代以后，文化生态学理论以及跨文化研究方法被引入错觉研究的领域，使这一领域研究的方法策略发生了重大变化，并产生... 详细信息

错觉是一种特殊的知觉，心理学对其已进行了１００多年的研究，本世纪６０年代之前在研究方法上并无大的突破，６０年代以后，文化生态学理论以及跨文化研究方法被引入错觉研究的领域，使这一领域研究的方法策略发生了重大变化，并产生了丰硕的成果，主要表现在验证了个体以往的经验、文化生态背景与人类错觉之间的相关性，证实了人类在感知方面存在一定的文化差异，这进而也使心理学家认同了跨文化研究策略的方法论意义。

关键词：跨文化研究方法论意义经验主义文化生态学研究策略视网膜色素文化差异心理学家跨文化心理学深度线索