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一種雙目系統(tǒng)中基于gpu的實(shí)時繪制方法

文檔序號:6377922閱讀:127來源:國知局
專利名稱:一種雙目系統(tǒng)中基于gpu的實(shí)時繪制方法
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及一種雙目三維視頻系統(tǒng)中基于深度圖像的繪制技術(shù),特別是一種雙目系統(tǒng)中基于GPU (圖形處理器)達(dá)到實(shí)時的繪制方法。
背景技術(shù)
3DTV (三維電視)是立體顯示技術(shù)的主要應(yīng)用之一,其典型的系統(tǒng)組成如下視頻采集,編碼傳輸,接收端解碼,3D (三維)場景重建和3D顯示。傳統(tǒng)的電視系統(tǒng)只需要傳輸一路視頻,而3DTV系統(tǒng)則需要傳輸兩路或者多路的視頻,但是考慮到相機(jī)的成本和帶寬的限制,只能傳輸有限的視頻,因此在終端進(jìn)行虛擬視點(diǎn)繪制顯得尤為重要,同時3D場景重建的好壞也直接關(guān)系到整個3DTV系統(tǒng)的好壞。虛擬視點(diǎn)繪制可以通過兩類技術(shù)完成MBR(基于模型的繪制)和IBR (基于圖像的繪)。MBR需要場景復(fù)雜度的實(shí)驗(yàn)?zāi)P停饕靡?D游戲和純虛擬場景的創(chuàng)建,并不適合動態(tài)場景的繪制;IBR則利用二維圖像作為數(shù)據(jù)源來生成虛擬視點(diǎn)圖像,并不需要復(fù)雜的3D場景信息。在眾多IBR技術(shù)中DIBR(基于深度的圖像繪制)技術(shù)由于其繪制的圖像的真實(shí)性和其操作的簡單性,使之成為最為行之有效的虛擬視點(diǎn)繪制的方法,因此DIBR更適合于3DTV系統(tǒng)終端的繪制。DIBR利用參考視點(diǎn)圖像和其對應(yīng)的深度圖像把各個像素投影到3D空間,從而為每一個像素建立一個簡單的3D場景模型;然后把這個簡單的3D場景模型投影到虛擬攝像機(jī)圖像平面,進(jìn)而完成了虛擬視點(diǎn)的繪制,整個過程即三維圖像變換。理論上DIBR能利用一路紋理圖像和其對應(yīng)的深度圖像繪制出任意虛擬視點(diǎn),但是DIBR存在空洞問題??斩磫栴}主要是由于參考視點(diǎn)圖像不可能包含3D場景所有的信息,應(yīng)用DIBR繪制虛擬視點(diǎn)時,由于虛擬視點(diǎn)相對于參考視點(diǎn)存在水平位移,可能使得一些物體在虛擬視點(diǎn)中是如景而在參考視點(diǎn)中卻是背景,而參考視點(diǎn)的紋理圖像并不提供任何關(guān)于背景物體的信息,因此在虛擬視點(diǎn)中產(chǎn)生了空洞?!耙宦芳y理+ —路深度”和“兩路紋理+兩路深度”是目前主要的虛擬視點(diǎn)繪制方法?!耙宦芳y理+ —路深度”方法是通過對紋理圖像和其對應(yīng)深度圖像執(zhí)行一次三維圖像變換直接得到虛擬視點(diǎn)圖像;而“兩路紋理+兩路深度”則是通過執(zhí)行兩次三維圖像變換,然后再進(jìn)行視點(diǎn)融合,最后得到虛擬視點(diǎn)圖像。因此“一路紋理+—路深度”方法得到虛擬視點(diǎn)的空洞明顯多于“兩路紋理+兩路深度”所得到的繪制結(jié)果。目前,深度圖像預(yù)處理、三維圖像變換和圖像修復(fù)是繪制虛擬視點(diǎn)圖像的三個主要步驟。深度圖像預(yù)處理主要采用高斯平滑濾波、中值濾波和一些平滑邊緣的濾波器,這些深度圖像預(yù)處理的方法能夠一定程度上減少虛擬視點(diǎn)圖像中空洞的產(chǎn)生,但同樣也對虛擬點(diǎn)圖像產(chǎn)生了幾何畸變。圖像修復(fù)算法能有效的填充虛擬視點(diǎn)的空洞,但是其算法復(fù)雜度極高,很難應(yīng)用到實(shí)時的3DTV系統(tǒng)中。另外,通過LDI (分層深度圖像)也能夠有效的填充空洞,它允許在相應(yīng)的層存儲空洞的像素,這樣空洞就可以利用這些像素來填充,但是LDI不僅增加計算的復(fù)雜度而且耗費(fèi)帶寬嚴(yán)重
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在提供一種雙目系統(tǒng)中基于GPU的實(shí)時繪制方法,利用空洞圖像空洞分布的特點(diǎn)、GPU并行計算的能力和DIBR技術(shù)高度并行性的特點(diǎn),在保證合成新視點(diǎn)圖像在主、客觀質(zhì)量上達(dá)到較好效果的同時,大幅度提高繪制的速度。為達(dá)到上述目的,本發(fā)明的構(gòu)思是
首先在雙目系統(tǒng)的發(fā)送端繪制出空洞掩膜圖像并提取大空洞的紋理信息,然后在系統(tǒng)的接收端利用提取的紋理信息填充大空洞,同時利用插值算法填充小空洞;采用GPU加速虛擬視點(diǎn)圖像的繪制,首先利用CUDA (通用并行計算架構(gòu))技術(shù)將每個像素投影到三維空間,然后應(yīng)用Open GL (開源的圖形程序接口)技術(shù)將三維空間中的像素投影點(diǎn)反投影到二維平面完成虛擬視點(diǎn)圖像的繪制。根據(jù)上述構(gòu)思,本發(fā)明的技術(shù)方案是
一種雙目系統(tǒng)中基于GPU的實(shí)時繪制方法,其步驟是
(1)發(fā)送端繪制出空洞掩膜圖像并提取紋理信息繪制出空洞掩膜圖像,利用空洞掩膜圖像找到大空洞橫向的最大值,根據(jù)此最大值提取相應(yīng)的空洞填充圖像,即HFI (空洞填充圖像);
(2)接收端空洞填充利用發(fā)送端提取的紋理信息填充大空洞,并利用插值算法填充小空洞;
(3)GPU加速繪制利用CUDA技術(shù)將紋理圖像中的像素逐一投影到三維空間,然后應(yīng)用Open GL技術(shù)將三維空間中的像素投影點(diǎn)反投影到二維平面完成虛擬視點(diǎn)圖像的繪制。本發(fā)明的雙目系統(tǒng)中一種基于GPU的實(shí)時繪制方法與已有技術(shù)相比較,具有如下顯而易見的突出實(shí)質(zhì)性特點(diǎn)和顯著優(yōu)點(diǎn)該方法在雙目系統(tǒng)的發(fā)送端繪制出空洞掩膜,提取大空洞的紋理信息HFI,在接收端利用提取的紋理信息HFI填充大空洞,特別是當(dāng)場景的紋理發(fā)生突變時,傳遞HFI繪制所得到虛擬視點(diǎn)圖像的客觀質(zhì)量越好;同時將CUDA技術(shù)和Open GL技術(shù)引入到基于深度的圖像繪制中,合理地對常規(guī)的基于CPU (中央處理器)的繪制改成基于GPU的繪制,運(yùn)行在NVIDIA Quadro 600圖形卡上,對分辨率為1024X768和1920X1080圖像的繪制速率分別達(dá)到45fps和28fps,同時合成的新視點(diǎn)圖像在主、客觀質(zhì)量上達(dá)到了較好的效果,可實(shí)現(xiàn)雙目系統(tǒng)的實(shí)時繪制。


圖I為本發(fā)明一種雙目系統(tǒng)中基于GPU的實(shí)時繪制方法原理框圖2為測試序列“Book Arrival”的第8視點(diǎn)第17幀彩色紋理圖像;
圖3為圖2所示“Book Arrival”序列的彩色紋理圖像對應(yīng)的深度圖4為測試序列“Book Arrival”的第7視點(diǎn)第17幀彩色紋理圖像;
圖5為空洞圖像的掩膜圖像;
圖6為發(fā)送端提取的空洞填充圖像(HFI);
圖7為繪制空洞掩膜圖像原理框圖8為利用第8視點(diǎn)第17幀彩色紋理圖像和其對應(yīng)的深度圖像繪制第7視點(diǎn)第17幀所產(chǎn)生的空洞圖像;
圖9為本發(fā)明方法所繪制的虛擬視點(diǎn)圖像;
圖10為應(yīng)用CUDA技術(shù)把紋理圖像中的每一個像素投影到三維空間的原理框圖;圖11為應(yīng)用Open GL技術(shù)把三維空間中的像素投影到二維平面的原理框圖12為序列“Book Arrival”繪制虛擬視點(diǎn)的客觀質(zhì)量比較;
圖13為序列“Book Arrival”6-20中貞的繪制時間(單位:ms)。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。實(shí)施例一
參見圖1,本雙目系統(tǒng)中基于GPU的實(shí)時繪制方法,其特征在于首先在雙目系統(tǒng)的發(fā)送端繪制出空洞掩膜圖像并提取大空洞的紋理信息HFI,然后在系統(tǒng)的接收端利用提取的HFI填充大空洞,并利用插值算法填充小空洞;為達(dá)到實(shí)時性的要求,采用GPU加速虛擬視點(diǎn)圖像的繪制;首先利用CUDA技術(shù)將紋理圖像中的像素投影到三維空間,然后應(yīng)用OpenGL技術(shù)將三維空間中的像素投影到二維平面完成虛擬視點(diǎn)圖像的繪制;其步驟是
(1)發(fā)送端繪制出空洞掩膜圖像并提取紋理信息繪制出空洞掩膜圖像,利用空洞掩膜圖像找到大空洞橫向的最大值,根據(jù)此最大值提取相應(yīng)的空洞填充圖像,即HFI ;
(2)接收端空洞填充利用發(fā)送端提取的紋理信息HFI填充大空洞,并利用插值算法填充小空洞;
(3)GPU加速繪制利用CUDA技術(shù)將紋理圖像中的像素逐一投影到三維空間,然后應(yīng)用Open GL技術(shù)將三維空間中的像素投影點(diǎn)反投影到二維平面完成虛擬視點(diǎn)圖像的繪制。實(shí)施例二
本實(shí)例與實(shí)施例一基本相同,特別之處如下
所述步驟(I)發(fā)送端繪制出空洞掩膜圖像并提取紋理信息的具體步驟如下
①利用深度圖像和其對應(yīng)的頂點(diǎn)索引進(jìn)行三維圖像變換,變換之后顏色緩沖區(qū)分別用O和255賦值,其中O表示空洞區(qū)域,255表示非空洞區(qū)域。根據(jù)Open GL的存儲特點(diǎn),圖像的頂點(diǎn)索引、頂點(diǎn)的顏色數(shù)據(jù)和頂點(diǎn)的深度信息分別存儲于頂點(diǎn)緩沖區(qū)、顏色緩沖區(qū)和深度緩沖區(qū);而空洞掩膜是一幅起標(biāo)記性作用的圖像,它只記錄空洞的位置,無需考慮所對應(yīng)的顏色數(shù)據(jù);
②利用空洞掩膜圖像找到大空洞橫向的最大值,根據(jù)此最大值提取相應(yīng)的空洞填充圖像 HFI。所述步驟(2)接收端空洞填充的具體步驟如下
①空洞圖像中大空洞利用發(fā)送端提取的HFI進(jìn)行空洞填充,采用CUDA技術(shù)為每一行啟動一個線程加速空洞的填充;
②空洞圖像中小空洞利用水平插值算法進(jìn)行空洞填充,其優(yōu)點(diǎn)是它具有高度的并行性,易于CUDA實(shí)現(xiàn),可以為每個像素啟動給一個線程,大幅度減少了空洞填充的時間,插值式如下
(I)
其中S是空洞位置的像素值,巧和6分別是水平方向上空洞邊界處左側(cè)和右側(cè)的像素值G是加權(quán)因子。
所述步驟(3) GPU加速繪制的具體步驟如下
①應(yīng)用CUDA技術(shù)為紋理圖像中的每一個像素啟動一個線程,每一個線程均利用下式
(2)把像素投影到三維空間,
Zcm - 2.[及||]. Μ
(2)
其中4是三維世界坐標(biāo)系中的深度值,m是圖像坐標(biāo)系中某像素的坐標(biāo),M是三維世界坐標(biāo)系中某像素的坐標(biāo),矩陣j和[R H分別是3 X 3的相機(jī)內(nèi)參矩陣和3 X 4的相機(jī)外參矩陣;
②應(yīng)用OpenGL技術(shù)對三維空間中的像素進(jìn)行正投影變換、透視除法操作、視口變換、光柵化和基于片斷的操作,最后帶有空洞的虛擬視點(diǎn)圖像存儲在幀緩沖區(qū)中。實(shí)施例三
本實(shí)施例以本發(fā)明的技術(shù)方案為前提下進(jìn)行實(shí)施,給出了詳細(xì)的實(shí)施方式,但本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于下述的實(shí)施例。本實(shí)施例的應(yīng)用環(huán)境如下用于基于深度的繪制的視頻為“Book Arrival”標(biāo)準(zhǔn)測試序列,該序列的分辨率為1024X768,相機(jī)陣列的水平距離為6. 0cm,相機(jī)的焦距是140cm ;圖2為測試序列“Book Arrival”第8視點(diǎn)第17幀彩色紋理圖像;圖3為圖2所示的彩色紋理圖像所對應(yīng)的深度圖像;圖4為測試序列“Book Arrival”的第7視點(diǎn)第17幀彩色紋理圖像;為了模擬本文的雙目實(shí)時系統(tǒng),以H. 264/AVC的標(biāo)準(zhǔn)參考軟件JM18. O為實(shí)驗(yàn)平臺,測試的幀數(shù)為15幀。參見圖1,本雙目系統(tǒng)中基于GPU的實(shí)時繪制方法,其步驟是
(1)發(fā)送端繪制出空洞掩膜圖像并提取紋理信息繪制出空洞掩膜圖像,利用空洞掩膜圖像找到大空洞橫向的最大值,根據(jù)此最大值提取相應(yīng)的空洞填充圖像,即HFI ;
(2)接收端空洞填充利用發(fā)送端提取的紋理信息填充大空洞,并利用插值算法填充小空洞;
(3)GPU加速繪制利用CUDA技術(shù)將紋理圖像中的像素逐一投影到三維空間,然后應(yīng)用Open GL技術(shù)將三維空間中的像素投影點(diǎn)反投影到二維平面完成虛擬視點(diǎn)圖像的繪制。上述步驟(I)所述的繪制出空洞掩膜圖像,利用空洞掩膜圖像找到大空洞橫向的最大值,根據(jù)此最大值提取相應(yīng)的空洞填充圖像HFI,空洞掩膜圖像如圖5所示,空洞填充圖像HFI如圖6所示,其具體步驟如下
(1-1)利用深度圖像和其對應(yīng)的頂點(diǎn)索引進(jìn)行三維圖像變換即,變換之后顏色緩沖區(qū)分別用O和255賦值,其中O表示空洞區(qū)域,255表示非空洞區(qū)域。根據(jù)Open GL的存儲特點(diǎn),圖像的頂點(diǎn)索引、頂點(diǎn)的顏色數(shù)據(jù)和頂點(diǎn)的深度信息分別存儲于頂點(diǎn)緩沖區(qū)、顏色緩沖區(qū)和深度緩沖區(qū)。而空洞掩膜是一幅起標(biāo)記性作用的圖像,它只記錄空洞的位置,無需考慮所對應(yīng)的顏色數(shù)據(jù)。具體實(shí)現(xiàn)方法如圖7所示。(1-2)利用空洞掩膜圖像找到大空洞橫向的最大值,根據(jù)此最大值提取相應(yīng)的空洞填充圖像HFI。上述的步驟(2)所述的利用發(fā)送端提取的紋理信息填充大空洞,并利用插值算法填充小空洞,帶空洞的紋理圖像如圖8所示,空洞填充后效果圖像如圖9所示,其具體步驟如下
(2-1)空洞圖像中大空洞利用發(fā)送端提取的HFI進(jìn)行空洞填充,采用CUDA技術(shù)為每一行啟動一個線程加速空洞的填充。(2-2)空洞圖像中小空洞利用水平插值算法進(jìn)行空洞填充,其優(yōu)點(diǎn)是它具有高度的并行性,易于CUDA實(shí)現(xiàn),可以為每個像素啟動給一個線程,大幅度減少了空洞填充的時間,插值式如下
P^aPl+ (I-CtjPr
(3)
其中是空洞位置的像素值,巧和4分別是水平方向上空洞邊界處左側(cè)和右側(cè)的像素值,《是加權(quán)因子。上述的步驟(3)所述的利用CUDA技術(shù)將紋理圖像中的像素逐一投影到三維空間,然后應(yīng)用Open GL技術(shù)將三維空間中的像素投影點(diǎn)反投影到二維平面完成虛擬視點(diǎn)圖像的繪制,其具體步驟如下
(3-1)首先由于深度圖像是(Γ255灰度值的灰度圖像,在三維圖像變換之前應(yīng)根據(jù)式
(4)把灰度級轉(zhuǎn)換為真實(shí)三維空間中的深度值,
(4)
其中Zi表示真實(shí)三維空間中的深度值,和Zast是距攝像機(jī)的最近和最遠(yuǎn)距離,z是深度圖像的深度級。然后利用式(4)、應(yīng)用CUDA技術(shù)為紋理圖像中的每一個像素啟動一個線程,每一個線程均利用式(5)把像素投影到三維空間,
Z£m = A-^R^· M
(5)
其中^是三維世界坐標(biāo)系中的深度值,m是圖像坐標(biāo)系中某像素的坐標(biāo),M是三維
世界坐標(biāo)系中某像素的坐標(biāo),矩陣j和O分別是3 X 3的相機(jī)內(nèi)參矩陣和3 X 4的相機(jī)外
參矩陣。應(yīng)用CUDA技術(shù)把紋理圖像中的像素逐一投影到三維空間的原理框圖,如圖10所示。緩沖區(qū)操作是通過Open GL驅(qū)動程序來完成的,主要目的是在GPU上開辟適當(dāng)?shù)拇鎯臻g并通過CUDA核函數(shù)為其賦值。實(shí)現(xiàn)圖形互操作性的關(guān)鍵是要注冊圖形資源,CUDA運(yùn)行時將返回一個指向緩沖區(qū)的句柄,以后CUDA將通過這個句柄來訪問緩沖區(qū)。同時在顯卡全局內(nèi)存上分配適當(dāng)?shù)拇鎯臻g,用來為核函數(shù)執(zhí)行三維圖像變換提供數(shù)據(jù)源。啟動核函數(shù)之前必須以一個實(shí)際的顯存地址傳遞給它,所以首先映射圖形資源,然后請求一個指向被映射資源的指針,執(zhí)行三維圖像變換之后的數(shù)據(jù)將存儲在此地址空間。最后啟動核函數(shù)執(zhí)行三維圖像變換,得到真實(shí)三維空間中的像素投影點(diǎn)數(shù)據(jù)。
(3-2)三維空間中的像素投影點(diǎn)反投影到二維平面的原理框圖如圖11所示,關(guān)鍵步驟如下首先把三維空間中物體的頂點(diǎn)坐標(biāo)進(jìn)行正投影變換;其次進(jìn)行透視除法操作,得到規(guī)范化的設(shè)備坐標(biāo);再次進(jìn)行視口變換,從而確立了設(shè)備坐標(biāo)與屏幕像素之間的對應(yīng)關(guān)系;下一步進(jìn)行光柵化,為屏幕渲染圖像做準(zhǔn)備;基于片斷的操作主要是啟動深度測試功能,通過檢測深度緩沖區(qū)中的歸一化的深度值進(jìn)行虛擬視點(diǎn)中正確像素的選擇;經(jīng)過渲染帶有空洞的虛擬視點(diǎn)圖像存儲在幀緩沖區(qū)中。本實(shí)施例以圖像的PSNR (峰值信噪比)和SSM (結(jié)構(gòu)相似性指數(shù))作為繪制質(zhì)量的客觀評價標(biāo)準(zhǔn)。表I列出了“Book Arrival”序列(QP值分別取22,27,32,37,42,47)應(yīng)用所提出算法進(jìn)行繪制的客觀性能比較??梢钥闯觯瑐魉虷FI提高了繪制的客觀質(zhì)量。當(dāng)場景的紋理越復(fù)雜時,傳遞HFI繪制所得到虛擬視點(diǎn)圖像的客觀質(zhì)量越好。從主觀質(zhì)量上看,圖9為利用本發(fā)明方法合成虛擬視點(diǎn)的圖像,圖4為利用攝像機(jī)采集真實(shí)視點(diǎn)的圖像,可見兩幅圖像的主觀質(zhì)量基本相當(dāng)。本實(shí)施例利用GPU計時,考慮到計時的誤差,取10次新視點(diǎn)圖像繪制時間的平均值作為最終的繪制時間。表2列出了繪制序列“Book 41^^1”第6 20幀時各幀所需要的時間,由表可以看出GPU繪制一幀的時間平均在22ms左右,達(dá)到了實(shí)時繪制的目的。按照本發(fā)明所述方法,能保證合成新視點(diǎn)圖像在主、客觀質(zhì)量上達(dá)到了較好效果的同時大幅度提高了繪制的速度,由此也驗(yàn)證了本發(fā)明的有效性。
權(quán)利要求
1.一種雙目系統(tǒng)中基于GPU (圖形處理器)的實(shí)時繪制方法,其特征在于首先在雙目系統(tǒng)的發(fā)送端繪制出空洞掩膜圖像并提取大空洞的紋理信息HFI (空洞填充圖像),然后在系統(tǒng)的接收端利用提取的HFI填充大空洞,并利用插值算法填充小空洞;為達(dá)到實(shí)時性的要求,采用GPU加速虛擬視點(diǎn)圖像的繪制;首先利用CUDA (通用并行計算架構(gòu))技術(shù)將紋理圖像中的像素投影到三維空間,然后應(yīng)用Open GL (開源的圖形程序接口)技術(shù)將三維空間中的像素投影到二維平面完成虛擬視點(diǎn)圖像的繪制;其步驟是(1)發(fā)送端繪制出空洞掩膜圖像并提取紋理信息繪制出空洞掩膜圖像,利用空洞掩膜圖像找到大空洞橫向的最大值,根據(jù)此最大值提取相應(yīng)的空洞填充圖像,即HFI ;(2)接收端空洞填充利用發(fā)送端提取的紋理信息HFI填充大空洞,并利用插值算法填充小空洞;(3)GPU加速繪制利用⑶DA技術(shù)將紋理圖像中的像素逐一投影到三維空間,然后應(yīng)用Open GL技術(shù)將三維空間中的像素投影點(diǎn)反投影到二維平面完成虛擬視點(diǎn)圖像的繪制。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的雙目系統(tǒng)中基于GPU的實(shí)時繪制方法,其特征在于所述步驟(1)發(fā)送端繪制出空洞掩膜圖像并提取紋理信息的具體步驟如下①利用深度圖像和其對應(yīng)的頂點(diǎn)索引進(jìn)行三維圖像變換,變換之后顏色緩沖區(qū)分別用O和255賦值,其中O表示空洞區(qū)域,255表示非空洞區(qū)域;根據(jù)Open GL的存儲特點(diǎn),圖像的頂點(diǎn)索引、頂點(diǎn)的顏色數(shù)據(jù)和頂點(diǎn)的深度信息分別存儲于頂點(diǎn)緩沖區(qū)、顏色緩沖區(qū)和深度緩沖區(qū);而空洞掩膜是一幅起標(biāo)記性作用的圖像,它只記錄空洞的位置,無需考慮所對應(yīng)的顏色數(shù)據(jù);②利用空洞掩膜圖像找到大空洞橫向的最大值,根據(jù)此最大值提取相應(yīng)的空洞填充圖像 HFI。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的雙目系統(tǒng)中基于GPU的實(shí)時繪制方法,其特征在于所述步驟(2)接收端空洞填充的具體步驟如下①空洞圖像中大空洞利用發(fā)送端提取的HFI進(jìn)行空洞填充,采用CUDA技術(shù)為每一行啟動一個線程加速空洞的填充;②空洞圖像中小空洞利用水平插值算法進(jìn)行空洞填充,其優(yōu)點(diǎn)是它具有高度的并行性,易于CUDA實(shí)現(xiàn),可以為每個像素啟動給一個線程,大幅度減少了空洞填充的時間,插值式如下 其中巧是空洞位置的像素值和Ργ分別是水平方向上空洞邊界處左側(cè)和右側(cè)的像素值&是加權(quán)因子。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的雙目系統(tǒng)中基于GPU的實(shí)時繪制方法,其特征在于所述步驟(3)GPU加速繪制的具體步驟如下①應(yīng)用CUDA技術(shù)為紋理圖像中的每一個像素啟動一個線程,每一個線程均利用下式(2)把像素投影到三維空間,其中4是三維世界坐標(biāo)系中的深度值,m是圖像坐標(biāo)系中某像素的坐標(biāo),I 是三維世界坐標(biāo)系中某像素的坐標(biāo),矩陣A和[R H分別是3 X 3的相機(jī)內(nèi)參矩陣和3 X 4的相機(jī)外參矩陣;②應(yīng)用Open GL技術(shù)對三維空間中的像素進(jìn)行正投影變換、透視除法操作、視口變換、光柵化和基于片斷的操作,最后帶有空洞的虛擬視點(diǎn)圖像存儲在幀緩沖區(qū)中。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種雙目系統(tǒng)中基于GPU(圖形處理器)的實(shí)時繪制方法。本發(fā)明在雙目系統(tǒng)的發(fā)送端繪制出空洞掩膜圖像并提取大空洞的紋理信息,然后在系統(tǒng)的接收端利用提取的紋理信息填充大空洞,同時利用插值算法填充小空洞;本發(fā)明采用GPU加速虛擬視點(diǎn)圖像的繪制,首先利用CUDA(通用并行計算架構(gòu))技術(shù)將每個像素投影到三維空間,然后應(yīng)用OpenGL(開源的圖形程序接口)技術(shù)將三維空間中的像素投影到二維平面完成虛擬視點(diǎn)圖像的繪制。本發(fā)明大幅度提高了繪制的速度,合成的新視點(diǎn)圖像在主、客觀質(zhì)量上達(dá)到了較好的效果,可實(shí)現(xiàn)雙目系統(tǒng)的實(shí)時繪制。
文檔編號G06T15/20GK102930593SQ20121036676
公開日2013年2月13日 申請日期2012年9月28日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月28日
發(fā)明者鄭專, 安平, 鄔芙瓊, 王奎, 張兆楊 申請人:上海大學(xué)
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