面向多视点自由立体显示的虚拟视点生成及校正理论与技术研究

多视点自由立体显示技术无需佩戴辅助视具就可以获得场景的深度信息，是当前研究的热点。虚拟视点生成及校正是多视点自由立体显示的主要关键技术，具有重要的研究价值。视差估计的本质是精确刻画场景深度。研究会聚立体图像中正负视差的甄别及精确估计，逼真再现实际场景的纵深视觉和深度信息，是要解决的第一个关键科学问题；视点绘制是立体成像的关键技术。探索IBR中基于多参考视图的视图插值和空洞填补技术，通过稀疏视点图像生成高质量的虚拟多视点立体图像，是要解决的第二个关键科学问题；舒适成像是多视点自由立体显示的终极目标。依据人眼视觉成像原理，研究基于零视差面的虚拟多视点立体图像校正，改善虚拟多视点立体图像水平视差失真及不连续的问题，实现舒适的多视点自由立体显示，是要解决的第三个关键科学问题。本项目研究成果能为面向多视点自由立体显示的虚拟视点生成及校正研究提供理论和方法，对推动立体信息技术的发展具有重要意义。

虚拟视点生成及校正是多视点自由立体显示的主要关键技术，具有重要的研究价值。本项目针对其中存在的问题，在视差估计、视点绘制、视差校正三个方面开展了相关研究。在视差估计方面，实现了立体图像正负视差的甄别及精确估计方法，并提出了基于边界控制的置信传播视差估计算法，获得了较准确的绸密视差图。在视点绘制方面，实现了基于视差平移的虚拟视点绘制方法，并提出了一种基于DIBR的虚拟视点绘制新方法，获得了较高的虚拟视点绘制质量。在视差校正方面，推导了平行多视点立体图像的视差校正原理，并实现了基于区域分割和基于视觉注意的多视点视差校正方法，获得了良好的立体显示效果。项目实现了预期研究目标，为进一步推动自由立体显示技术的发展奠定了一定的理论与技术基础。