《複雜場景建模與超高清渲染技術》是依託上海交通大學，由馬利莊擔任項目負責人的重點項目。
基本介紹
- 中文名：複雜場景建模與超高清渲染技術
- 項目類別：重點項目
- 項目負責人：馬利莊
- 依託單位：上海交通大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
研究基於掃描、圖像或視覺的方法，高效地獲取複雜場景的高精度三維採樣數據：幾何、紋理、材質等細節數據；研究複雜場景的高效表示、存儲和層次化高效構建等，能根據場景顯示精度、景深、空間分布等進行最佳化；針對複雜場景建模的基本特徵和特殊性，構建相應高精度三維模型，並對自然現象和特殊對象或群體進行特效建模；研究大規模場景下的高清渲染技術，綜合軟硬體技術提高算法的效率，並研究如何在大規模複雜場景建模與渲染中實現高效的存儲管理、使用各種輔助技術如無縫LOD，多CPU和多GPU協同等實現異構系統的高效並行繪製算法，實現超高清渲染；面向高清數位電視，研究高清視頻的壓縮和立體顯示問題；研究基於圖像和視頻的超解析度和前景摳取等後期製作關鍵技術。隨著當今電影工業的數位化套用的迅猛發展，影視特效和大規模虛擬場景的套用越來越普及，複雜場景建模與超高清渲染技術的研究可望推動高清影視的發展，具有重大的理論和實踐意義。
結題摘要
複雜場景建模與高清渲染技術研究，在工業建模、醫學影像、影視製作等領域具有重大理論與套用意義。圍繞高效獲取和管理高精度採樣數據、基於高效空間剖分的複雜場景數據表示、無縫LOD超高清渲染和高效並行繪製和基於場景空間結構的超高清影視頻計算與處理四個核心內容，結合圖像/視頻大數據智慧型處理技術的發展趨勢，取得了超預期研究成果。 a、大規模場景數據的獲取、表示與處理：提出了多尺度變分框架中運動細節保持的光流估計方法、基於上採樣的子像素相關性估計方法、基於主成分分析的邊緣定向圖像插值方法等；提出了基於單立方體映射的多分辨模型表達方法、場景分類中重要空間池化區域的學習方法，基於樹的圖像採集可視化與最佳化等一系列方法。 b、大規模場景高效建模與渲染技術：提出了二階連續的體數據高質量拓撲結構提取方法與造型框架，提出了三維實對稱二階張量場的拓撲分析方法、以及基於自適應延遲切割的三角格線布爾運算最佳化等算法；提出了基於單立方體映射的GPU多解析度渲染方法，提出了基於稀疏控制的圖像視頻編輯模型、無縫LOD超高清渲染和高效並行繪製方法、基於深度學習的彩色化渲染等一系列方法。 c、基於場景空間結構的超高清影視頻計算、處理與套用：提出了高效HEVC編碼與超高清視頻後處理技術、低複雜度高效率HEVC編碼器方法，視覺無損的多格式圖像/視頻的高效重壓縮技術；提出了固定人群分析中的L0正則化平穩時間估計，基於目標感知與矩形波譜分析的顯著性檢測，基於時空Gabor濾波的實時視頻風格化等一系列新方法。 d、完成了圖像/視頻壓智慧型壓縮技術、後期編輯處理系統；完成視頻超解析度放大、幀率提升等一系列處理算法，並開發了基於多核CPU/GPU處理器的一套視頻編碼與畫質煥新處理系統。 項目發表106篇高水平學術論文，其中期刊53篇（包括IEEE TPAMI, ACM TOG等）、會議53篇（包括CVPR、ICCV等），申請專利26項、授權2項，軟體著作權2項。培養12名博士(畢業9人)，31名碩士，獲“國家千青”1名，上海市“浦江人才計畫”1名。
