docSynteza widoków w systemach telewizji trójwymiarowej
download 
Reklamacja Transkrypt
Synteza widoków w systemach telewizji trójwymiarowej
Krzysztof Wegner Politechnika Poznańska Wydział Elektroniki i Telekomunikacji Katedra Telekomunikacji Multimedialnej i Mikroelektroniki Stypendysta projektu pt. „Wsparcie stypendialne dla doktorantów na kierunkach uznanych za strategiczne z punktu widzenia rozwoju Wielkopolski”, Poddziałanie 8.2.2 Programu Operacyjnego Kapitał Ludzki Synteza widoków w systemach telewizji trójwymiarowej Praca dotyczy systemów telewizji trójwymiarowej, nowej generacji w szczególności tzw. telewizji swobodnego punktu widzenia (ang. FTV – Free View Television). Materiał wizyjny dla telewizji FTV składa się z szeregu sekwencji wizyjnych, zrejestrowanych przy użyciu systemu wielokamerowego w skład którego wchodzą tradycyjne kamery telewizyjne. W systemie FTV widz otrzymuje unikalną możliwość samodzielnego wyboru punku obserwacji sceny, może za pomocą myszki lub innego manipulatora przemieszczać wirtualną kamerę po zarejestrowanej wcześniej scenie (rys. 1). Jest to możliwe dzięki mechanizmowi syntezy widoków wirtualnych. Rysunek 1. Idea systemu telewizji swobodnego punkty widzenia. Algorytmy syntezy wykorzystują dane z dwóch lub większej liczby sekwencji wizyjnych oraz pewne informacje poboczne z nimi związane. Informację poboczną stanowią tzw. mapy głębi. Jest to obraz w którym każdy punkt odzwierciedla odległość pomiędzy daną kamerą a odpowiadającym mu punktem w scenie Praca doktorska współfinansowana ze środków Unii Europejskiej w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego (rys. 2). Dzięki informacji o odległości każdego punktu sceny od kamer możliwe jest stworzenie widoku sceny z dowolnego, arbitralnego punktu w przestrzeni (rys. 3). Przewiduje się, że wyniki badań będą miały zastosowanie w telewizji stereowizyjnej oraz telewizji ze swobodną nawigacją w scenie. Opracowanie algorytmy będą miały także zastosowanie w sterowaniu nową generacją wyświetlaczy 3D nie wymagających noszenia specjalnych okularów tzw. wyświetlaczy autostereoskopowych. Monitory te do poprawnej pracy wymagają dostarczenia dużej liczby (30-50) blisko położonych (w odstępie kilku milimetrów) widoków sceny. Oczywiście umieszczenie tak wielkiej liczby kamer na niewielkiej przestrzeni, jest nie realne, dlatego przewiduje się zastosowanie mechanizmów syntezy widoków w celu wytworzenia brakujących widoków z niewielkiej (3-4) liczby widoków wejściowych. Rysunek 2. Dane wejściowe do algorytmu syntezy widoków wirtualnych. Realizacja Pracy wzmocni potencjał naukowy regionu, zakres badań odpowiada potrzebom licznych przedsiębiorstw z regionu wielkopolski, przez co zwiększy się przewaga konkurencyjną Wielkopolski. Wyniki pracy będą miały znaczenia dla dalszych prac przemysłowych nad: • technikami kompresji sekwencji trójwymiarowych, • opracowaniem systemów telewizji trójwymiarowej drugiej generacji wykorzystujących monitory autostereoskopowe, • rozwojem telewizji swobodnego punktu widzenia, • systemami telewizji z wyświetlaczami wolumetrycznymi (przestrzennymi, takimi jak wyświetlacze holograficzne). Ulepszona technika syntezy widoków umożliwi uzyskanie wyższej efektywności kompresji trójwymiarowych sekwencji wizyjnych poprzez predykcję obrazu z wykorzystaniem syntezy widoków. Grupa naukowców z Politechniki Poznańskiej, której jestem aktywnym członkiem, opracowała i zgłosiła do patentowania rozwiązanie w którym technika predykcji przez syntezę jest istotnym elementem algorytmu kompresji trójwymiarowych sekwencji wizyjnych. Bardzo prawdopodobnym jest iż techniki predykcji przez syntezę staną się Praca doktorska współfinansowana ze środków Unii Europejskiej w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego istotnym elementem przyszłych technik kompresji obrazu ruchomego ujętych w takich międzynarodowych standardach jak opracowywany obecnie standard MPEG-H. Rysunek 3. Idea syntezy widoków wirtualnych na podstawie obrazu z kamer. Zgodnie z modelem cyklicznym innowacji, badania nad algorytmami syntezy widoków wirtualnych wpisują się w się w fazę generowania nowych możliwości technicznych, jak i w fazę zintegrowanego cyklu inżynieryjnego, który prowadzi do nowych możliwości technicznych a przez to do nowych produktów na rynku. Wyniki badań będą mogły znaleźć bezpośrednie zastosowanie w pracach rozwojowych związanych z wprowadzeniem na rynek nowej generacji urządzeń odbiorczych telewizji cyfrowej (trójwymiarowej). Zgodnie z założeniami regionalnej polityki innowacyjnej, innowacje powstają jako wynik odkryć naukowych oraz pojawiania się nowych technologii i produktów, tematyka pracy skupia się na wytworzeniu nowych technologii i może być wykorzystana do wprowadzenia nowych produktów na rynek Wyniki pracy doktorskiej mają szanse istotnie wpłynąć na rozwój techniki w Wielkopolskie, Polsce i na świecie. Dostosowanie tematyki badań i prac naukowo-badawczych do potrzeb gospodarki regionalnej, spowoduje że Wielkopolska stanie się liderem w Telewizji nowej generacji. Praca doktorska współfinansowana ze środków Unii Europejskiej w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego
