基于空间加权的虚拟视点绘制算法

计算机工程与应用 ›› 2016, Vol. 52 ›› Issue (8): 174-179.

基于空间加权的虚拟视点绘制算法

汪辉，陈芬，焦任直，彭宗举，郁梅

宁波大学信息科学与工程学院，浙江宁波 315211

出版日期:2016-04-15 发布日期:2016-04-19

Virtual view rendering algorithm based on spatial weighting

WANG Hui, CHEN Fen, JIAO Renzhi, PENG Zongju, YU Mei

Faculty of Electrical Engineering and Computer Science, Ningbo University, Ningbo, Zhejiang 315211, China

Online:2016-04-15 Published:2016-04-19

摘要/Abstract

摘要： 在自由视点视频系统中，如何能在视频终端得到高质量的视频图像已成为基于深度图的绘制（DIBR）技术所研究的主要任务，其中虚拟视点像素插值是该技术中影响绘制质量的一个重要环节。针对虚拟视点绘制标准方案中存在的问题，提出了一种基于空间加权的像素插值算法。它是通过对多个投影像素点的深度值和水平方向绝对距离进行加权操作来实现像素插值的。在插值过程中，该算法考虑了不同区域投影像素点个数对像素插值准确性的影响，从而剔除了部分失真像素点，并且在图像输出前还分别对左、右参考虚拟视点进行了失真检测和矫正。实验结果表明，该算法改善了绘制的主、客观质量，其中，PSNR平均提高0.30 dB，SSIM平均提高0.001 3。因此，该算法可以有效地抑制像素插值过程引入的噪声，提高像素插值的精度。

关键词: 绘制, 虚拟视点, 基于深度图的绘制, 像素插值, 空间加权

Abstract: In free viewpoint video systems, obtaining high quality video on terminal display devices has always been a primary target for DIBR（Depth-Image Based Rendering） technology. The pixel interpolation is an integral part of DIBR, which greatly affects virtual view’s quality. This paper reveals the problems in the interpolation of standard rendering schemes and introduces a spatial weighting based synthesized method to optimize them. It takes into account the information in horizontal position and depth values of different posting point from referenced views. In the process of pixel interpolation, this method evaluates the influence of mapped pixels’ number in different areas on interpolation’s accuracy, removing part of the distorted pixels in synthesized images. Extensive experimental results show that the proposed method acquires satisfying effect both subjectively and objectively. Compared with the standard DIBR schemes, the method can improve PSNR and SSIM, respectively with 0.3 dB and 0.0013. Thus, the method can effectively restrain distortion in the process of interpolation.

Key words: synthesis, virtual view, Depth-Image Based Rendering（DIBR）, interpolation, spatial weighting

汪辉，陈芬，焦任直，彭宗举，郁梅. 基于空间加权的虚拟视点绘制算法[J]. 计算机工程与应用, 2016, 52(8): 174-179.

WANG Hui, CHEN Fen, JIAO Renzhi, PENG Zongju, YU Mei. Virtual view rendering algorithm based on spatial weighting[J]. Computer Engineering and Applications, 2016, 52(8): 174-179.

[1]	张博文，周洋，殷海兵. 面向三维视频的虚拟视点合成技术研究进展[J]. 计算机工程与应用, 2021, 57(2): 12-17.
[2]	方建文，黄钢，曹文明. 笔触风格化技术研究综述[J]. 计算机工程与应用, 2019, 55(9): 33-37.
[3]	郭秋红1，梁秀霞1，2. 对3D Warping分解的高质量虚拟视点绘制方法[J]. 计算机工程与应用, 2019, 55(3): 184-190.
[4]	李英1，杨秋翔1，雷海卫2，杜博2. 基于深度图像绘制技术的正反向映射技术的改进[J]. 计算机工程与应用, 2018, 54(5): 186-190.
[5]	陈宇峰，张铂，李林. 基于多核CPU+GPU运算的电磁场高效体绘制算法研究[J]. 计算机工程与应用, 2018, 54(18): 218-222.
[6]	周慧，张尤赛，李垣江. 应用RBF神经网络的体绘制传递函数设计方法[J]. 计算机工程与应用, 2016, 52(22): 180-184.
[7]	贠照强1，许庆2，林仁回1，冯前进1. 利用空间信息实现保留上下文体绘制[J]. 计算机工程与应用, 2015, 51(23): 169-172.
[8]	赵作林1，李兆民1，杨刚1，黄心渊2. 基于概率模型的树木间接光照效果的实时模拟[J]. 计算机工程与应用, 2015, 51(15): 161-166.
[9]	侯慧玲，王明泉，任少卿. 工业CT数据场面绘制和体绘制改进算法研究[J]. 计算机工程与应用, 2014, 50(23): 172-175.
[10]	陈丽丽1，沈燕飞2，邓米克1，蔡志峰3. 基于SSE2对H.265/HEVC中分像素插值的优化[J]. 计算机工程与应用, 2014, 50(19): 136-142.
[11]	郑坤，王锫，李芬蕾. 基于GPU的风暴数据场多维纹理混合绘制[J]. 计算机工程与应用, 2014, 50(17): 173-177.
[12]	张以成，冯西权. 线段二维裁剪与绘制的算法性能分析[J]. 计算机工程与应用, 2013, 49(6): 180-182.
[13]	陈智，江贵平. 融合多种特征的传递函数快速设计框架[J]. 计算机工程与应用, 2012, 48(9): 157-160.
[14]	李恒1，杜晓荣1，陈启文2，徐燕3. 基于HTML5平台的铅笔画风格渲染[J]. 计算机工程与应用, 2012, 48(35): 156-160.
[15]	毋晓志，崔军. 美学改进的空间优化树绘制[J]. 计算机工程与应用, 2012, 48(28): 164-167.