面向感知的單幅圖像分層深度信息計(jì)算.pdf

1、賦予計(jì)算機(jī)認(rèn)知和理解三維世界的能力是計(jì)算機(jī)視覺(jué)的一個(gè)基本問(wèn)題，在機(jī)器人、虛擬現(xiàn)實(shí)與增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)、智能監(jiān)控、數(shù)字娛樂(lè)等領(lǐng)域有非常多的應(yīng)用。目前數(shù)字圖像的獲取變得非常容易，互聯(lián)網(wǎng)上存在著海量的圖片，基于圖像、特別是基于單幅圖像恢復(fù)場(chǎng)景中蘊(yùn)含的三維信息是目前研究的熱點(diǎn)問(wèn)題。由于物體之間的遮擋以及物體的自遮擋，基于單幅圖像完全地恢復(fù)三維信息是一個(gè)病態(tài)問(wèn)題，但人們對(duì)物體的認(rèn)知有很多先驗(yàn)知識(shí)，有效地利用人們的先驗(yàn)知識(shí)使得從單幅圖像中獲取場(chǎng)景重要的三維信

2、息變得可能。
　　本學(xué)位論文選擇圖像分層深度信息計(jì)算這個(gè)基礎(chǔ)問(wèn)題作為研究的切入點(diǎn)，從人的感知特點(diǎn)出發(fā)，重點(diǎn)研究了基于單幅圖像的兩種分層深度信息計(jì)算方法，并將算法應(yīng)用在兩個(gè)實(shí)際問(wèn)題中-淺浮雕藝術(shù)風(fēng)格生成以及三維立體幻象的自動(dòng)生成。除此以外，本文還研究了一種基于分層信息的自適應(yīng)圖像顯著性引導(dǎo)算法，探討了粗糙的層次深度信息在計(jì)算機(jī)視覺(jué)領(lǐng)域的其它可能應(yīng)用。
　　本文創(chuàng)新點(diǎn)和貢獻(xiàn)主要包括以下幾個(gè)方面:
　　(1)提出了兩種新的圖

3、像分層深度計(jì)算方法
　　本文基于輪廓以及物體對(duì)象等兩種不同的圖像描述，提出了兩種新的圖像分層深度計(jì)算方法。本文利用輪廓線中的幾何元素（包括區(qū)域、線段及結(jié)點(diǎn)）構(gòu)建圖(Graph)，根據(jù)有向圖理論推導(dǎo)圖像中所蘊(yùn)含的深度層次。本論文還提出了一種基于物體對(duì)象的分層深度計(jì)算，根據(jù)單目視覺(jué)線索，構(gòu)建馬爾可夫圖，從而估計(jì)圖像中的深度層次，算法不僅能夠有效推測(cè)局部層次關(guān)系，對(duì)于全局層次關(guān)系也有較高的估計(jì)準(zhǔn)確度。
　　(2)提出了一種基于單幅

4、圖像的淺浮雕生成算法
　　本文通過(guò)計(jì)算圖像中物體的輪廓、亮度、梯度等信息，基于層次深度計(jì)算，設(shè)計(jì)了一種基于反饋的淺浮雕逐步精細(xì)化算法，該算法不僅能夠保持全局的層次關(guān)系，還能增強(qiáng)淺浮雕曲面的細(xì)節(jié)，從而生成自然生動(dòng)的淺浮雕模型。
　　(3)提出了一種基于單幅圖像的三維立體顯示技術(shù)
　　本文提出了一種基于單幅圖像分層深度信息的三維立體幻象自動(dòng)生成方法。該方法根據(jù)物體的對(duì)稱性及局部凸性等特點(diǎn)，利用粗糙的三維模型對(duì)圖像中的對(duì)象進(jìn)

5、行表示，并對(duì)被遮擋部分自動(dòng)進(jìn)行三維補(bǔ)全，同時(shí)提出了一種基于迭代優(yōu)化的地面擬合算法估計(jì)圖像中物體的深度位置。生成的三維立體顯示效果不僅能夠使用諸如紅藍(lán)眼鏡、偏振鏡片等輔助設(shè)備觀看，還可通過(guò)左右旋轉(zhuǎn)視點(diǎn)提供裸眼三維體驗(yàn)。盡管該算法不能恢復(fù)精確的三維信息，但產(chǎn)生的三維立體幻覺(jué)效果符合人的感知特點(diǎn)，讓人體驗(yàn)逼真的三維效果。
　　(4)提出了一種自適應(yīng)的圖像顯著性引導(dǎo)策略
　　本文探索了圖像分層深度計(jì)算與圖像顯著性引導(dǎo)之間的關(guān)系，提出