题目：虚实混合的共享工作空间原型系统的研究与实现

远程沉浸技术实时采集真实世界的数据进行三维相关处理，并传输到远程节点，与共享的虚拟环境相混合，使参与者能与远程用户在同一个虚拟环境中进行自然的交互，在远距离协同交流交互等方面具有重要的应用前景。国际上正在研究中的一些远程沉浸系统多采用大量昂贵相机进行数据采集和三维处理，信息丰富数据量大但也带来处理延迟和带宽消耗大等问题。本文实现了一种轻型的远程沉浸原型系统，基于多个摄像机采集不同角度的用户视频，根据远程用户在场景中的视点位置与视角发送其所需方向的视频，将远程用户的前景视频对象在三维场景中实时更新，通过键盘鼠标以及扩展的方向盘脚踏等外设对三维场景及虚拟模型对象进行操作和控制，支持用户自定义虚拟模型对象导入三维场景进行共享操作。设备组装方便简单，可支持虚实混合的共享协同并有一定的沉浸感。提高多路视频流的实时压缩率是核心问题。多摄像机采集的视频中只有前景对象才是需要的，因此设计提出了基于边界搜索的运动估计算法，根据图像宏块所处的前景、背景区域不同，初始化宏块的搜索向量，采用六边形搜索结合搜索窗口的方法对宏块进行预搜索与适时停止，可有效减少宏块的搜索次数并且保证了宏块搜索的准确性。在运动估计算法的基础上设计了多视点视频编码方法。设计多视点视频帧之间的参考关系，对参考帧进行静态图像编码，对预测帧进行运动估计，根据运动向量得到补偿帧，对运动向量及预测帧与补偿帧之间的差值进行编码，并设计了多视点视频的码流格式。在此基础上设计了基于多视点视频的虚实混合方法与装置，采用三个摄像机采集，并扩展了方向盘脚踏等输入控制方式。将多视点视频编码方法及虚实混合的共享方法与装置应用于虚实混合的共享工作空间原型系统，实验结果表明，在图像质量相近的情况下，本文的视频编码算法对所采集的三路视频序列进行实时编解码，虽然压缩比与H.263相比有所降低，但平均编码时间却比H.263有较大幅度的减少；对网络带宽占用量及服务器响应时间的测试表明系统可以同时支持多个用户的共享。