基于特征點(diǎn)匹配的多視點(diǎn)圖像顏色校正方法研究【文獻(xiàn)綜述】

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1、6畢業(yè)設(shè)計(jì)文獻(xiàn)綜述電子信息科學(xué)與技術(shù)基于特征點(diǎn)匹配的多視點(diǎn)圖像顏色校正方法研究摘要：自由視點(diǎn)視頻的出現(xiàn)滿(mǎn)足了人們?nèi)找嫣岣叩纳钏?，但是不免?huì)出現(xiàn)一些問(wèn)題，即圖像顏色在不同視點(diǎn)由于場(chǎng)景光照、相機(jī)校準(zhǔn)、相機(jī)噪聲等的影響而產(chǎn)生不一致的現(xiàn)象，給后續(xù)的處理帶來(lái)很大的困難。本文基于上述的問(wèn)題提出了一些顏色校正的方法：區(qū)域匹配或直方圖匹配顏色校正方法；面向編碼和繪制的多視點(diǎn)圖像顏色校正方法；一種基于多模式融合的多視點(diǎn)圖像顏色校正方法；基于主顏色提取的的多視點(diǎn)圖像顏色校正方法；基于使用視點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)能量最小化的多視點(diǎn)視頻顏色校正方法等等，而下面具體介紹的是基于特征對(duì)應(yīng)的多

2、視點(diǎn)圖像顏色與幾何校正方法。關(guān)鍵詞：自由視點(diǎn)視頻；顏色校正；區(qū)域匹配或直方圖匹配；編碼和繪制；多模式融合；主顏色提取；視點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)能量最小化；特征對(duì)應(yīng)一、前言隨著信息時(shí)代的日益拓新，現(xiàn)今存有的2D視頻系統(tǒng)越來(lái)越不能滿(mǎn)足人們的需求。在傳統(tǒng)的視頻系統(tǒng)中，真實(shí)的場(chǎng)景相對(duì)于一個(gè)視點(diǎn)的畫(huà)面是由攝像師或?qū)а葸x擇決定的，用戶(hù)只能被動(dòng)地觀看攝像機(jī)在單一視點(diǎn)上所攝制的視頻圖像序列，而不能自由選擇其它視點(diǎn)來(lái)觀察真實(shí)場(chǎng)景，這些單方向上的視頻序列只能反映真實(shí)世界場(chǎng)景的一個(gè)側(cè)面。而人們期望的是能夠自由地選擇各個(gè)不同的角度去觀察和分析事物，故應(yīng)時(shí)代要求而產(chǎn)生的自由視點(diǎn)視頻[1]就是一

3、種先進(jìn)的視覺(jué)媒體模式，它是通過(guò)多相機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行捕獲，各視點(diǎn)各自獨(dú)立地接受來(lái)自同一場(chǎng)景的特定攝像點(diǎn)的視頻，并通過(guò)視點(diǎn)繪制技術(shù)來(lái)生成任意點(diǎn)的視頻，這樣就能允許人們從不同視點(diǎn)和方向享受更為真實(shí)的3D圖像。同時(shí)隨著3D顯示技術(shù)的進(jìn)步，全景顯示、立體視頻技術(shù)得到了廣泛的關(guān)注，特別是裸眼可視立體顯示的出現(xiàn)，自由視點(diǎn)視頻的顯示已不是遙不可及的夢(mèng)想。二、多視點(diǎn)圖像顏色校正研究66基于3D的交互性與圖像的真實(shí)感，自由視點(diǎn)視頻在遠(yuǎn)程教育、遠(yuǎn)程監(jiān)視、虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)等方面有著良好的應(yīng)用前景。但是正所謂沒(méi)有一樣現(xiàn)今世界上的事物是十全十美的，在顯示其優(yōu)越之處的同時(shí)不免暴露了不足，不管

4、這不足影響是大是小。自由視點(diǎn)視頻在實(shí)現(xiàn)過(guò)程中遇到的主要問(wèn)題是視點(diǎn)間圖像顏色的不一致。任意視點(diǎn)位置在圖像采集過(guò)程中由于各相機(jī)的基線(xiàn)不在同一水平軸，場(chǎng)景光照、相機(jī)CCD噪聲、快門(mén)速度和曝光等要素不一致，會(huì)導(dǎo)致不同相機(jī)采集的圖像的顏色值差別很大，故必須對(duì)多視點(diǎn)圖像顏色進(jìn)行校正，將同一對(duì)象的不同顏色外表校正到同一顏色，然后進(jìn)行分析和比較，保證分析結(jié)果盡可能可靠，也為了后續(xù)的多視點(diǎn)圖像壓縮與任意視點(diǎn)繪制帶來(lái)方便。本文就是針對(duì)上述多視點(diǎn)圖像顏色不一致的問(wèn)題提出了一些顏色校正的方法，尤以基于特征點(diǎn)匹配的多視點(diǎn)圖像顏色校正方法重點(diǎn)介紹。2.1顏色校正算法研究現(xiàn)狀[1]

5、顏色校正或顏色傳遞并不是一個(gè)新的概念，在較早之前就提出了一些圖像或圖像序列的顏色校正算法。Pham和Pringle通過(guò)對(duì)相鄰圖像重疊區(qū)域的檢測(cè)，構(gòu)造一個(gè)高維的多項(xiàng)式映射函數(shù)；同樣，Jackowshi等利用3個(gè)rationalhypersurfaces作為映射函數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)校正；GuiYunTian等也對(duì)全景圖像進(jìn)行重疊區(qū)域檢測(cè)，在重疊區(qū)域間建立直方圖映射，實(shí)現(xiàn)對(duì)全景圖像的顏色校正。Reinhard等第一次提出采用均值和均方差的統(tǒng)計(jì)信息在圖像間進(jìn)行顏色傳遞。但是由于全局的信息并不能反映各區(qū)域間的顏色變化趨勢(shì)，因此許多研究者從區(qū)域匹配或區(qū)域分割的角度提出了一些

6、校正算法：MaojunZhang等根據(jù)主區(qū)域的信息來(lái)構(gòu)造映射函數(shù)；ClementFredembach等利用基于區(qū)域的圖像分類(lèi)方法來(lái)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)顏色校正。2.2多視點(diǎn)圖像顏色校正方法2.2.1區(qū)域匹配或直方圖匹配顏色校正方法[2]區(qū)域匹配或直方圖匹配是通常采用的顏色校正手段，區(qū)域匹配通過(guò)將目標(biāo)圖像和源圖像進(jìn)行聚類(lèi)分割，在最相似的區(qū)域間建立顏色映射關(guān)系，并以此映射關(guān)系對(duì)源圖像進(jìn)行校正；直方圖匹配通過(guò)計(jì)算目標(biāo)圖像和源圖像的累計(jì)直方圖，只要滿(mǎn)足源圖像和目標(biāo)圖像具有相同的直方圖分布，就可以將目標(biāo)圖像的直方圖映射到源圖像。但如果多視點(diǎn)圖像發(fā)生旋轉(zhuǎn)、尺度縮放、視角變換、

7、光照變換等變化，或由于遮擋、噪聲等因素的影響，區(qū)域匹配和直方圖匹配就不能保持良好的可匹配性，映射精度低。2.2.2面向編碼和繪制的多視點(diǎn)圖像顏色校正方法[3]該方法首先采用連續(xù)多幀求幀差法提取出各個(gè)視點(diǎn)圖像的背景區(qū)域，再利用背景區(qū)域計(jì)算校正因子，對(duì)顏色不一致的視點(diǎn)進(jìn)行顏色校正。該算法不僅能實(shí)現(xiàn)視點(diǎn)間圖像的顏色一致性，提高多視點(diǎn)視頻的編碼效率，而且提高了虛擬視點(diǎn)繪制性能，是一種有效的多視點(diǎn)視頻系統(tǒng)顏色校正方法，但是缺陷是不適合客戶(hù)端任意視點(diǎn)繪制。2.2.3一種基于多模式融合的多視點(diǎn)圖像顏色校正方法[4]66該方法通過(guò)定義四種通用的線(xiàn)性和非線(xiàn)性校正模式，首

8、先對(duì)輸入的源圖像和參考圖像進(jìn)行視差估計(jì)，以視差估計(jì)得到的匹配塊作為樣本，然后對(duì)樣本分別用四種校