多視點(diǎn)裸眼3D視頻實(shí)時(shí)采集處理系統(tǒng)的軟件開(kāi)發(fā)

陳雪芳+楊鴻宇+候文澤

摘 要 隨著我國(guó)社會(huì)的進(jìn)步和人民生活水平的提高，傳統(tǒng)二維層面的視頻已經(jīng)不能滿足人們觀看的需要。而科技的進(jìn)步為3D視頻技術(shù)的研發(fā)提供了極為便利的條件，3D立體視頻技術(shù)成為人們?cè)絹?lái)越關(guān)注的話題，在電影、多媒體中的應(yīng)用也越來(lái)越廣泛，成為商業(yè)發(fā)展重要的媒介之一。國(guó)家也已經(jīng)深刻認(rèn)識(shí)到3D視頻技術(shù)的重要性，對(duì)3D視頻實(shí)時(shí)采集處理系統(tǒng)的技術(shù)設(shè)備進(jìn)行完善與創(chuàng)新，給予了大量的支持。對(duì)多視點(diǎn)裸眼3D視頻實(shí)時(shí)采集處理系統(tǒng)的軟件開(kāi)發(fā)進(jìn)行研究，主要通過(guò)多視點(diǎn)裸眼3D視頻實(shí)時(shí)采集處理系統(tǒng)的軟件優(yōu)化工作和應(yīng)用試驗(yàn)兩方面進(jìn)行思考與探索。

關(guān)鍵詞 多視點(diǎn)裸眼；3D視頻；實(shí)時(shí)采集處理系統(tǒng)；系統(tǒng)軟件

中圖分類號(hào) TP3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1674-6708（2018）204-0162-02

由于我國(guó)信息現(xiàn)代化的發(fā)展和影視行業(yè)的興起，多視點(diǎn)裸眼3D視頻實(shí)時(shí)采集處理系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生。然而，一切新生事物在其產(chǎn)生與發(fā)展過(guò)程中都會(huì)遇到一系列問(wèn)題，多視點(diǎn)裸眼3D視頻實(shí)時(shí)采集處理系統(tǒng)也如此，雖然多視點(diǎn)裸眼3D視頻技術(shù)和傳統(tǒng)的二維視頻技術(shù)相比取得了很大的進(jìn)步，多視點(diǎn)裸眼3D視頻實(shí)時(shí)采集處理系統(tǒng)在開(kāi)發(fā)的初期階段仍然出現(xiàn)視頻顯示不清晰、立體感不強(qiáng)、存在視覺(jué)跳點(diǎn)等問(wèn)題[1]。因此，有必要對(duì)多視點(diǎn)裸眼3D視頻實(shí)時(shí)采集處理系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化。

多視點(diǎn)裸眼3D技術(shù)是提高視頻效果的重要途徑，是提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的關(guān)鍵方法之一。對(duì)多視點(diǎn)裸眼3D視頻實(shí)時(shí)采集處理系統(tǒng)的軟件開(kāi)發(fā)進(jìn)行研究是十分重要的。本文首先對(duì)多視點(diǎn)裸眼3D視頻實(shí)時(shí)采集處理系統(tǒng)提出軟件優(yōu)化方案，主要分為4個(gè)部分：調(diào)整出入屏圖像、解決系統(tǒng)視覺(jué)跳點(diǎn)問(wèn)題、減小顯示器串?dāng)_問(wèn)題的影響、提升視頻圖像清晰度[2]。

1 多視點(diǎn)裸眼3D視頻實(shí)時(shí)采集處理系統(tǒng)軟件優(yōu)化方案

隨著數(shù)字技術(shù)的不斷深入，傳統(tǒng)2D視頻技術(shù)的成像與人們生活的真實(shí)世界具有很大的差距，已經(jīng)無(wú)法滿足人們視覺(jué)的需要。絕大部分的書(shū)法、繪畫(huà)、攝影作品都屬于2D視頻技術(shù)，如果能在2D視頻技術(shù)基礎(chǔ)上研發(fā)出3D視頻技術(shù)能夠極大程度上減少3D視頻技術(shù)的研發(fā)成本，給人們帶來(lái)極好的視覺(jué)體驗(yàn)。然而，現(xiàn)在研發(fā)的3D視頻技術(shù)還存在視頻顯示不清晰、視頻顯示器串?dāng)_、立體感不強(qiáng)、存在視覺(jué)跳點(diǎn)等問(wèn)題，針對(duì)這些問(wèn)題提出相應(yīng)的解決方案。

1.1 調(diào)整出入屏圖像提升3D感

針對(duì)原有系統(tǒng)3D感不足的問(wèn)題，采用了重新調(diào)整視差的辦法，通過(guò)合理增加出屏圖像、減少入屏圖像，改變攝像機(jī)系統(tǒng)的擺放結(jié)構(gòu)，由原來(lái)的平行式擺放轉(zhuǎn)變成匯聚式或弧形式擺放，提升了3D感和景深感。但是，由于這種擺放方式難以對(duì)齊，又容易出現(xiàn)失真，軟件的算法比較復(fù)雜，因此會(huì)影響后續(xù)的標(biāo)記和糾正，也會(huì)對(duì)系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性產(chǎn)生影響。

影響3D感的重要因素是兩眼視差圖像的相對(duì)位置和視差效果，因此，需要通過(guò)增大兩眼之間的視差來(lái)調(diào)整視頻的3D效果，但是如果兩眼之間的視差過(guò)大則會(huì)影響大腦融合，也會(huì)使人產(chǎn)生強(qiáng)烈的視覺(jué)疲勞感，因此可以通過(guò)調(diào)整出入屏圖像來(lái)合理調(diào)整兩眼之間的視差，最后通過(guò)3D感的測(cè)試來(lái)明確人們觀看的舒適度，使視差圖像生成系統(tǒng)達(dá)到最佳的效果。

1.2 解決系統(tǒng)視覺(jué)跳點(diǎn)問(wèn)題

想解決系統(tǒng)視覺(jué)跳點(diǎn)和串?dāng)_問(wèn)題，首先要明確造成此問(wèn)題的原因，采用相應(yīng)的優(yōu)化方案正反交替排列來(lái)增加視覺(jué)的連貫性，消除視覺(jué)跳點(diǎn)現(xiàn)象。

由于目前的裸眼3D視頻顯示器多采用柱狀透鏡技術(shù)，這種技術(shù)在前一個(gè)視區(qū)的最后一個(gè)視點(diǎn)到下一個(gè)視區(qū)的第一個(gè)視點(diǎn)存在視覺(jué)跳點(diǎn)現(xiàn)象，就是眼睛最右邊所觀察到的視覺(jué)畫(huà)面與最左邊捕捉到的視覺(jué)畫(huà)面相差很大，這是采用的多視點(diǎn)顯示器造成的缺陷，因此，需要通過(guò)正反向排列算法來(lái)調(diào)整，仿照上下坡或者正弦曲線的變化規(guī)律將偶數(shù)視點(diǎn)反向排列，然后再將奇數(shù)視點(diǎn)正向排列，與反向視點(diǎn)交叉對(duì)齊，使得觀察者的兩眼可以接收到連貫的視覺(jué)畫(huà)面，增強(qiáng)3D感，減少視覺(jué)跳點(diǎn)現(xiàn)象。

1.3 減小顯示器串?dāng)_問(wèn)題的影響

串?dāng)_是裸眼3D視覺(jué)顯示中一個(gè)非常重要的概念。造成串?dāng)_問(wèn)題的重要因素就是視圖分離不完全，導(dǎo)致非觀看通道的視圖與觀看通道的視圖結(jié)合在一起的現(xiàn)象。解決串?dāng)_問(wèn)題就需要測(cè)量顯示器的亮度分布曲線，計(jì)算分析顯示器亮度隨視角的變化規(guī)律，最后將結(jié)果反饋到視差圖像中，以減小顯示器串?dāng)_問(wèn)題的影響。

1.4 提升視頻圖像清晰度

輸入視點(diǎn)和輸出視點(diǎn)的數(shù)量不均衡導(dǎo)致真實(shí)圖像信息較少是造成視頻圖像不清晰最主要的因素，因此，必須通過(guò)有效的辦法來(lái)提升視頻圖像的清晰度，第一個(gè)方法是改變填充新視點(diǎn)增加清晰度的方式，由原來(lái)的直接復(fù)制像素轉(zhuǎn)變?yōu)椴迦胂袼刂档姆椒ǎc此同時(shí)，要盡可能保證視頻的流暢度。第二個(gè)方法是解決柱狀透鏡自身缺陷問(wèn)題和裝配誤差，通過(guò)時(shí)分復(fù)用的技術(shù)來(lái)計(jì)算對(duì)應(yīng)位置像素視點(diǎn)的浮點(diǎn)數(shù)，以減少計(jì)算誤差，提高清晰度。

2 應(yīng)用試驗(yàn)

目前我國(guó)在視頻實(shí)時(shí)采集處理領(lǐng)域主要應(yīng)用的還是二維技術(shù)，裸眼3D數(shù)字成像技術(shù)給傳統(tǒng)的二維技術(shù)帶來(lái)了極大的沖擊與挑戰(zhàn)，本文設(shè)置實(shí)驗(yàn)探究，對(duì)比分析在電影院中3D電影票與2D電影票的購(gòu)買量和利潤(rùn)，研究多視點(diǎn)裸眼3D視頻實(shí)時(shí)采集處理系統(tǒng)的軟件開(kāi)發(fā)的合理性。

通過(guò)對(duì)表1的分析可知，3D電影票的購(gòu)買量和利潤(rùn)占比都要明顯高于2D電影票，由此可以推斷出多視點(diǎn)裸眼3D視頻實(shí)時(shí)采集處理系統(tǒng)的軟件開(kāi)發(fā)是非常必要的。

3 結(jié)論

綜上所述，本文對(duì)多視點(diǎn)裸眼3D視頻實(shí)時(shí)采集處理系統(tǒng)的軟件進(jìn)行研究，分別從多視點(diǎn)裸眼3D視頻實(shí)時(shí)采集處理系統(tǒng)的軟件優(yōu)化工作和應(yīng)用試驗(yàn)兩方面進(jìn)行思考與探索。軟件優(yōu)化主要分為調(diào)整出入屏圖像、解決系統(tǒng)視覺(jué)跳點(diǎn)問(wèn)題、減小顯示器串?dāng)_問(wèn)題的影響、提升視頻圖像清晰度4個(gè)部分。實(shí)驗(yàn)主要針對(duì)電影院中3D電影票與2D電影票的購(gòu)買量和利潤(rùn)展開(kāi)。以上皆可表明多視點(diǎn)裸眼3D視頻實(shí)時(shí)采集處理系統(tǒng)的軟件開(kāi)發(fā)的必要性，具有很大的發(fā)展空間。

參考文獻(xiàn)

[1]胡躍輝，任旖旎，代飄，等.x86結(jié)構(gòu)下的多視點(diǎn)裸眼立體顯示實(shí)時(shí)合成并行算法研究[J].液晶與顯示，2016，31（11）：1092-1097.

[2]汪博涵，陳婧，曾煥強(qiáng)，等.采用率失真與模式特征的多視點(diǎn)視頻編碼快速模式選擇[J].信號(hào)處理，2015，31（12）：1642-1648.endprint