[发明专利]一种虚拟视点图像绘制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种自由视点电视技术，尤其是涉及一种自由视点电视中的虚拟视点图 像绘制方法。

背景技术

自由视点电视(Free viewpoint TV，FTV)是一种先进的视觉模式，它具有交互性 和临场感，可以满足人们从不同角度观看三维场景的需求。自由视点电视系统通常由多 视点视频信号采集、校正、编码、网络传输、解码、绘制和显示等几部分组成。

基于彩色图像的绘制是自由视点电视系统的关键技术之一，它是从一系列已知的参 考视点的彩色图像出发绘制生成虚拟视点图像的方法。与传统的绘制技术相比，它具有 不需要复杂的三维场景建模、绘制速度快、适合于合成场景和真实场景等优点。基于深 度图像的绘制(Depth Image Based Rendering，DIBR)是一种利用参考视点的彩色图像 及该参考视点的彩色图像所对应的深度图像绘制生成虚拟视点图像的方法。DIBR由于 将场景的深度信息引入到虚拟视点图像绘制中，从而大大减少了虚拟视点图像绘制所需 的参考视点的数目。

DIBR通过利用参考视点的彩色图像及该参考视点的彩色图像中的每个像素对应的 深度信息来合成三维场景的虚拟视点图像。其过程如下：首先利用深度信息将参考视点 的彩色图像中的所有像素点重投影到实际的三维空间中，然后再将这些三维空间中的点 投影到目标图像平面即虚拟视点图像平面上。这个从二维到三维的重投影以及从三维再 到二维的投影被称为三维图像变换(3D image warping)。

虚拟视点图像绘制质量的好坏以及绘制的速度对于自由视点电视系统的性能是至 关重要的。现有的基于深度图像的虚拟视点图像绘制算法为保证绘制的精度一般采用逐 像素进行三维图像变换(3D image warping)的映射方法，因此计算复杂度过高，要满 足实时观看需求还存在一定的困难。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种在能够保证绘制精度的同时，提高绘制速度 的虚拟视点图像绘制方法。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种虚拟视点图像绘制方法，包括 以下具体步骤：

①获取t时刻的K个参考视点的尺寸大小为P×Q的K幅彩色图像及其对应的K幅 深度图像，将t时刻的第k个参考视点的彩色图像记为I_R，t^k，将t时刻的第k个参考视点 的深度图像记为D_R，t^k，将t时刻的第k个参考视点的彩色图像I_R，t^k划分成N_R^k个尺寸大小 为(p+Δp)×(q+Δq)的块，记第k个参考视点的彩色图像I_R，t^k中的第n个块为B_n^k，其中， k∈[1，K]，NRk=Pp×Qq,]]>1≤n≤NRk,]]>∪n=1NRkBnk=IR,tk,]]>Δp表示块B_n^k与其右相邻块之间重叠 的像素点的列数，0≤Δp≤p，当Δp＝0时表示块B_n^k与其右相邻块不重叠或表示块B_n^k为 第k个参考视点的彩色图像I_R，t^k的右边界处的块，Δq表示块B_n^k与其下相邻块之间重叠的 像素点的行数，0≤Δq≤q，当Δq＝0时表示块B_n^k与其下相邻块不重叠或表示块B_n^k为第 k个参考视点的彩色图像I_R，t^k的下边界处的块；