不同重建深度的微图像阵列生成

由于集成成像显示系统具有有限的景深,在微图像阵列获取与生成过程中,要考虑3D图像的重建深度,确保再现的3D图像在集成成像显示系统的景深范围内。当3D图像的重建深度与显示系统景深不适配时,需要重新调节拍摄参数以清晰地显示3D图像。为了避免对目标三维场景进行重新采集,提高微图像阵列生成效率,本文提出一种不同重建深度的微图像阵列生成方法。该方法通过调整图像元节距、调节相邻图像元间的视差值来改变光场的采样间隔,使微图像阵列可以适配不同景深的3D显示系统,提升集成成像微图像阵列的实用性。实验结果表明,该方法能实现不同深度的3D图像重建,验证了所提方法的正确性和可行性。

立体显示中立体深度与视差图获取的关系

自由立体显示器的再现立体深度与视差图的视差大小有关系,而视差的大小与获取视差图时相机摆放方式密切相关。本文采用平行结构放置相机,通过设置相机间距使得拍摄到的视差图在相对平移后某一深度物点具有零视差,而另一深度物点具有所期望的视差。视差大小体现了再现立体深度大小,从而得到再现立体深度与相机间距间的定量关系。通过实验验证了推出关系的正确性。该研究结果可用于指导拍摄立体影像时相机的摆放,便于获得适当的视差图以达到最佳的立体显示效果。

亮度优化立体视频视觉舒适度评价

结合立体视频帧左右视图的灰度图,采用鲁棒性算法与软剪刀算法相结合的"画笔"方案来提取立体视频帧的前景区域,合成视差图并提取水平视差,计算深度视差;根据主观评价结果建立视差深度—视觉舒适度模型,再结合亮度对视觉舒适度的评价模型进行优化,使模型的评分更接近人类视觉系统的评分;结合人类主观评价实验的结果,用逆向代入法求出模型的系数确定模型,最终实现基于人类视觉系统特性的对立体视频视觉舒适度的评价。实验结果表明:通过视觉舒适度模型计算得到的结果与人类主观评价结果之间的误差率不超过5%,其中大部分视频误差率不超过1%。说明评价模型更符合人类主观感知结果的立体视频视觉舒适度,模型评分更接近人类视觉系统特性的主观实验评分,这为立体视频舒适度的评价提供了参考。

电影2D/3D转换技术概述

3D电影能够比传统电影带来更好的视觉体验,并在近年来得到了快速的发展,但是片源不足成为制约这一产业兴起的主要瓶颈.在当前电影产业朝3D化方向蓬勃发展的趋势下,将2D电影转为3D电影是解决此问题的有效途径.文中对电影2D?3D转换技术进行了总结,按摄像机和场景相对运动的4种不同类型,介绍了其中几种基本的转换方法,并在此基础上进一步介绍了几种重要的高级转换方法,最后提出了今后的研究方向.

双镜头3D摄像系统的设计与标定

3D摄像系统的内参数以及相互位置关系与视差、立体深度密切相关。在双镜头3D摄像系统数学模型的基础上设计了组合式3D摄像系统,提出了一种基于显像棋盘作为标定靶面的新方法,直接利用液晶显示器生成动态标定靶面,运用标定工具箱对双摄像头内外参数进行标定,并利用标定的参数验证组合式3D摄像系统结构设计的合理性。实验表明,该标定方法方便、快捷,操作过程简单,取得了较高的精度,适合3D摄像系统的标定,标定后的组合式3D摄像系统符合人眼立体视觉。

虚拟现实中关于视觉深度感知的讨论

人们用眼睛判断物体的相对和绝对距离的过程是极为复杂和难于理解的。它不仅是用双眼进行三角测量的过程 ,还有其它许多因素不同程度地产生影响 ,比如线性透视、细节与空中透视、干涉等等。在虚拟现实领域工作的研究设计人员尤其要意识到这些因素。

立体显示中双目视差模型和深度感知研究

为在平面幕上建立立体视觉,通过模拟真实世界中人眼获取图像过程,介绍计算机绘制双眼视差图像的方法。给出虚拟场景中2种放置双眼视见体的模型,通过投影分析可以得出内束模型会引入垂直视差,且水平视差不恒定,从而引起同一深度面的物体被感知深度变形。离轴模型符合人眼建立立体视觉的习惯,可以正确反映出物理屏幕前后不同深度的物体,且比单眼图像的视野范围大。

一种基于会聚双目立体视觉的用户化身模型

在简单会聚式双目立体视觉模型的基础上,提出了具有9自由度的用户化身视觉模型用于虚拟场景的成像变换,导出了用虚拟场景点的世界坐标和用户化身视觉模型的9自由度变量表示的左、右双目虚拟摄像机的成像公式,求出了9自由度用户化身视觉模型的左、右双目成像的视差与场景点深度信息的关系及相应的计算公式。仿真实验结果表明了该模型的可行性和计算方法的可靠性,同时表明该模型比简单会聚式双目立体视觉模型更接近人的视觉习惯,因此更具有实用性。

基于双目视觉技术的物体深度信息的提取

传统的双目匹配算法得到的数据是左右视图匹配点的二维坐标;但二维坐标将丢失物体的三维深度信息。提出一种利用视差原理在世界坐标系内计算该物点在现实中所对应点的三维坐标的新方法。该方法分为三部分:第一部分为双目相机的标定,包括内参(主点、焦距、径向畸变、不垂直因子)以及两相机之间的外参(旋转矩阵和平移矩阵)。第二部分为特征点的提取与匹配,特征点的提取则是利用SIFT算子提取左右视图的特征点,匹配则是将两视图中的对应点(现实中为同一点)利用SIFT算法进行匹配。第三部分为物体深度信息的计算,利用双目相机的视差原理和已经得出的双目相机的参数进行空间还原得到相应的左右视图投影投射矩阵,结合空间几何线性关系计算出该点在世界坐标系的三维坐标,从而得出其深度信息。

无重影立体电视摄像技术的研究

为了解决双目视差立体电视显示画面的重影问题,提出一种主景深上无重影的立体电视摄像技术。该方法用光开关对镜头光路左右对称分割,获得视差图像,可实现立体电视与平面电视双向兼容,重现图像立体感强。

从平面图生成多视点自由立体显示视差图的研究

提出一种从平面图生成立体显示视差图的新方法。该方法利用Matlab建立曲面模型并为图片中的相应规则区域赋予深度信息,再根据深度信息的投影原理,在不同观察点得到具有视差的多幅视差图。将这些视差图的合成图在多视点自由立体显示器上显示,可以看到很好的立体显示效果。该研究对于多视点自由立体显示器利用现有大量的平面图像源得到立体显示效果具有一定指导的意义。

3D显示中立体感知深度研究

三维立体电视和电影的立体真实感能够带给人们震撼的视觉体验,是数字时代的新宠。在这类三维显示系统中,恰当的立体感知深度将产生好的观赏体验,反之,将导致视疲劳、甚至眩晕等不适感。因此,很有必要对立体感知深度进行预先解算。针对这一问题,对于3D显示中立体感知深度的影响因素进行分析,提出基于特征点的视差计算方法,推导立体感知深度与视差等多个参数的定量关系。实验验证了立体感知深度定量计算方法的可行性,基于左右眼图像,计算得到了感兴趣点的立体感知深度。实验表明:计算得到的立体深度与测试者主观感受具有较好的一致性;研究结果可用于指导立体拍摄以及立体显示以便达到最佳立体效果。

集装箱起重机模拟器的立体显示及景深

根据集装箱装卸培训特点,提出对集装箱起重机模拟器采用立体显示恢复出虚拟场景的深度信息,以提高模拟器仿真环境的逼真度。提出一种精确确定立体图像绘制时双视点距离的计算方法,使人眼能舒适地融合物理屏幕上的双眼图像。根据多人观测结果的均值确定物理屏幕人眼深度可融合范围;通过零视差面与固定物理屏幕间的射影变换得出双视点距离设定值。试验结果表明,固定物理屏幕立体显现不可避免地会产生深度方向上的压缩,该方法适于不同尺度的虚拟场景。

自由立体显示器上立体鼠标的实现及其应用研究

提出了一种在三维自由立体显示器的基础上,依据人眼双目视差的原理,使普通鼠标实现立体鼠标显现效果的方法.在此基础上,进一步提出了当立体鼠标指向屏幕上任意点时的实际位置深度信息的计算方法,并通过实验验证了该位置深度信息计算的正确性.理论分析和实验研究表明,提出的立体鼠标实现和位置计算方法可实现将当今的三维自由立体显示器应用于数字摄影测量系统.

虚拟环境中的视觉感知

通过对现实世界、平面图象的视觉成象方式的比较 ,指出虚拟环境成象方式是二者相结合的产物 .在论述虚拟环境所提供的视差对三维深度感知重要性的同时 ,结合视觉生理特点 ,分析总结了虚拟环境所具有的缺陷 ,即违背了视标所发出的入瞳光线的散开度与双眼所处的状态应该相辅相成这一规律 ,指出了虚拟环境给人造成头晕、眼睛疲劳等不良反应的根源是虚拟对象容易使双眼的辐辏和调节功能发生冲突 .最后列举并分析了刷新延迟、分辨率。

关于Autostereoscopic 3D技术的几点探讨

从计算机图形学的观点对立体与三维的关系、立体成像原理以及影响立体显示的因素等问题作了探讨,分析总结了基于OpenGL/GLSL的立体显示编程方法,介绍了Autostereoscopic 3D技术的最新进展。

双目视觉变焦测距技术

双目视觉测距是根据视差原理,将三维空间求深度信息的问题转化成二维空间求视差。提出一种改进的变焦测距方案,使得传统双目视觉测距系统的测量范围得到更好的延展性,测量精度有了更好的自适应性。提出测距系统的"灵敏度"定义,它是决定系统有效量程和测量精度的重要指标。根据灵敏度函数的具体标定,提出自适应的变焦测距策略,在实际的测量应用测试中已收到较好的效果。

无重影立体电视显示技术的研究

为了解决无重影立体电视系统在无重影模式下显示画面立体深度不足的问题,从双目立体显示原理出发,分析了无重影立体显示深度、深度元数、图像清晰度与镜头参数的关系,给出了该技术在不同情况下处理立体显示深度的方案。

四维光场数据中基于极平面图的深度估计方法

针对四维(4D)光场数据中的深度估计问题,提出一种基于4D光场数据极平面图(EPI)结构信息的高精度深度估计方法 .首先,对4D光场结构进行了分析,给出了深度信息与视差的关系.然后,在外极平面图像上,计算切片域中每个点的视差估计以及可信度估计.最后,根据可信度估计来加权局部视差估计的准确性,用于获取全局一致性视差图,进而可获得全局深度图.仿真实验结果表明,该方法能够精确估计出深度信息,为视觉三维重建提供了良好的基础.

无重影立体图像特点与应用

分析无重影立体电视的立体深度信息传送过程,通过实验比较无重影立体图像对与普通双目立体图像对,得出无重影立体图像对构成立体图像的独有特点,提出了一种无重影立体电视的图像数据压缩处理方法,给出其对应的编解码方案。