基于深度图像渲染（DIBR）的MATLAB虚拟视点合成系统

资 源 简 介

本MATLAB项目利用深度图像渲染技术，通过输入彩色图像、深度图及相机参数，实现虚拟视点图像生成。系统包含深度图预处理（空洞填充、滤波平滑）等核心功能，适用于3D视觉与虚拟现实应用。

详 情 说 明

基于深度图像渲染（DIBR）的虚拟视点图像生成系统

项目介绍

本项目是一个基于深度图像渲染技术的虚拟视点图像生成系统。系统通过输入原始视点的彩色图像与对应的深度图像，结合相机内外参数，利用3D投影变换生成指定虚拟视点的合成图像。该系统可有效应用于3D视频、虚拟现实、自由视点视频等需要生成新视角画面的场景。

功能特性

• 深度图预处理：对输入的深度图进行空洞填充与滤波平滑，提升深度数据质量。
• 3D Warping变换：基于相机参数精确计算原始视点到虚拟视点的投影变换矩阵。
• 虚拟视点合成：执行3D投影，将原始图像像素映射至虚拟视点坐标系。
• 空洞修复处理：针对合成图像产生的空洞，采用背景填充与插值算法进行修复。
• 质量评估与可视化：输出合成图像及对应的深度重投影图，并提供PSNR、SSIM等客观质量评估指标与中间过程可视化结果。

使用方法

1. 准备输入数据：

- 将原始视点的彩色图像（RGB格式，如jpg/png）放置在指定目录。 - 准备对应的深度图像（单通道灰度图，如png/mat），确保深度值范围正确。 - 配置相机参数文件（mat格式），包含原始相机与虚拟相机的内参（焦距、主点）和外参（旋转、平移、基线距离）。

1. 运行主程序：

在MATLAB环境中运行主程序入口，系统将自动加载数据、执行DIBR流程并生成结果。

1. 获取输出结果：

- 虚拟视点合成图像（RGB格式）。 - 重投影的深度图。 - 处理过程可视化图像（如深度预处理效果、空洞分布等）。 - 质量评估报告（文本文件，包含PSNR、SSIM等指标）。

系统要求

• 操作系统：Windows / Linux / macOS
• 软件环境：MATLAB R2018b 或更高版本
• 依赖工具箱：Image Processing Toolbox, Computer Vision Toolbox
• 硬件建议：内存不小于8GB，支持OpenGL的显卡

文件说明

主程序文件作为系统的核心调度与执行入口，主要实现了完整的DIBR处理流程。其功能包括：读取与校验输入的彩色图像、深度图及相机参数；对深度图进行预处理以填充空洞并平滑噪声；依据相机内外参数计算3D warping变换矩阵；执行像素级的3D投影变换，将原始视图映射至虚拟视点；检测并修复合成图像中的空洞区域；最终生成虚拟视点合成图像、重投影深度图、过程可视化结果以及图像质量评估报告。