全息体视图打印技术三维成像研究

本文研制了全息体视图打印系统,并用其制作三维显示效果;介绍了获取视差图像、全息单元图像生成以及记录再现的原理和方法;通过搭建全息打印光路,进行实验论证;测量实验再现像的观察视场角,并将再现三维效果与原三维场景的结构相似度进行比对。

Reconstruction resolution enhancement of EPISM based holographic stereogram with hogel spatial multiplexing

We investigate how the splicing mode of a holographic element(hogel)affects the reconstruction of a 3 D scene to improve the reconstruction resolution of a holographic stereogram fabricated using the effective perspective image segmentation and mosaicking method(EPISM).First,the effect of hogel spatial multiplexing on holographic recording and reconstruction is studied based on the mechanism of recording interference fringes in the holographic recording medium.Second,combined with the influence of multiple exposures on the hologram's diffraction efficiency,the diffraction efficiency of the holographic stereogram is analyzed in the spatial multiplexing mode.The holographic stereogram is then regarded as a special optical imaging system.The theory of spatial bandwidth product is adopted to describe the comprehensive resolution of the holographic stereogram,which explains why hogel spatial multiplexing can significantly improve the reconstruction resolution of a holographic stereogram.Compared with the traditional printing method under the same parameters in optical experiments,hogel spatial multiplexing has a lower diffraction efficiency but a higher quality of reconstructed image,consistent with the theoretical analysis.

新型计算机随机点立体视检测系统的研制及试用

目的设计单屏及双屏显示的计算机随机点立体视检测系统。方法①运用红绿分视单屏检查或同视机分视双屏检查,检查参数穴随机点大小、颜色、形状等雪均可以按检查要求进行调整,可去除不等像视及斜视对立体视检查的影响,可以检查不同距离的立体视。②仿照TNO随机点立体图设置单屏及双屏显示的计算机随机点立体视检测系统参数,检查临床测试组65例,并与TNO检查结果进行比较。结果双屏及单屏显示计算机仿TNO随机点立体视检查图和TNO检查结果比较差异无统计学意义。结论仿TNO设置双屏及单屏显示计算机随机点立体视检查系统准确性和TNO相同,并能够满足临床检查需求及实验研究条件要求。

使用EEG分析水平视差对3D图像舒适性的影响

水平视差是影响3D图像舒适性的重要因素之一。采用不同等级水平视差的3D图像作为刺激信号,通过记录被试者的EEG反应信号,提取出被试者观看不同等级水平视差3D图像的ERP波形;同时记录被试观看这一系列3D图像舒适性体验的行为数据,并计算其舒适性检测率。通过EEG信号分析可见,无论在交叉或者非交叉水平视差情况下,3D图像水平视差舒适范围在45′以内;水平视差在45′-75′时,交叉视差3D图像ERP波形280 ms附近的幅值与不舒适的程度相关,非交叉视差3D图像ERP波形250 ms附近的幅值与不舒适程度相关;检测率曲线结果和主观评价结果显示：3D图像水平视差的舒适性范围在45′以内,水平视差在45′-75′时,3D图像不舒适程度随着视差的增加而增大。结果表明：EEG分析、检测率曲线和主观评价结论一致,因此,可以使用EEG分析水平视差对3D图像舒适性的影响。

不同质地随机点立体视图检查屈光参差立体视的结果分析

目的探讨不同质地随机点立体视图对屈光参差立体视检查的影响,为研制立体视图提供依据。方法自制能分别产生不规则、方形及圆形点的3种计算机随机点立体视图。检查7～12岁屈光参差儿童61例的3种不同质地立体视图交叉、非交叉视差下限立体视锐度,对所测数值进行随机区组方差分析。结果无论交叉或非交叉视差检查,不规则点图所测下限立体视锐度的平均值均为最大,且与方形、圆形点图差异均有统计学意义P(<0.05)。但方形与圆形点图差异无统计学意义(P>0.05)。结论随机点立体视图点子质地对屈光参差立体视检查结果有影响,其中不规则点检查图的难度相对最大,圆形点和方形点对立体视图间差异无显著性。

立体视觉的机制及临床应用研究进展

自20世纪60年代立体视神经生理学的发展和随机点立体图(RDS)产生以来,近年立体视觉的研究不断深入。神经生理学研究和功能磁共振研究证实立体视觉涉及视觉背侧和腹侧通路、多个脑区的功能。立体视觉检查的新方法、婴幼儿立体视觉临床检查、立体视觉检查在各种双眼视功能障碍性疾病的应用取得一定进展。就近年来立体视觉机制研究和临床应用进展进行综述。

随机点立体图视差信息加工的事件相关电位研究

目的研究以随机点立体图 (Random dotstereogram ,RDS)产生的精细立体视觉的非连续 -连续视差梯度类型、非交叉 -交叉视差交叉类型和大 -小视差对ERP的影响。方法采用 1 6名 ( 8男 ,8女 )深度知觉正常的被试 ,以红绿眼镜产生立体视觉 ,记录其行为及脑电数据。结果 1 )非连续视差梯度的反应正确率高于连续视差梯度 ;大视差条件的反应正确率高于小视差条件。 2 )非连续视差梯度较连续视差梯度诱发的N1 60潜伏期更短 ,N35 0的波幅更大 ;与非交叉视差相比 ,交叉视差的N35 0潜伏期较短 ;大视差比小视差具有更短的N1 60潜伏期和更大的P2 80波幅。结论不同视差梯度显著影响视差信息的加工 ,非连续视差梯度具有一定的加工优势 ;N1 60的潜伏期和P2 80的波幅与视差大小加工相关 ;N35 0成分还与视差交叉信息的加工相关。

用于立体视检测的微机软件包的设计

为了快速、方便、准确地检测人的立体视功能，根据双眼视差原理，设计了用于立体视检测的微机软件包称为立体视检测（ＳＶＴ）．利用该软件可在彩色屏幕（ＶＧＡ）上产生静态等视差图（图中各部分的视差不随空间位置的变化而改变）、变视差图、以及在深度上的正弦波状起伏图形．叙述了设计原理和程序框图；报导了用ＳＶＴ软件包对视力正常和异常儿童的立体视检测结果并讨论了其临床应用价值．

不同年龄组立体视及图形诱发电位的对比研究

由微机产生动态随机点立体图(DRDS)和黑白棋盘格图形刺激 ,记录了30名立体视觉正常的成人、30名学龄儿童和30名学龄前儿童的动态立体视诱发电位 (DDEP)和双眼棋盘格图形刺激的诱发电位(PVEP)。实验结果表明 ,三组动态立体视诱发电位的N波潜伏时有显著差异 ,随着年龄的增长 ,N波潜伏时缩短 ;而棋盘格刺激的视觉诱发电位的P100波的潜伏时无显著性差异 ,但波幅有显著差异 ,学龄儿童的波幅最高 ,成人的波幅最低。由DEP在各个年龄组的演变规律与棋盘格图形VEP的演变规律的不一致揭示了视觉系统中立体视发育和类似于棋盘格刺激的较为初级的视功能发育是不同步的 ,它们具有不同的发育规律 ;12岁以下儿童立体视仍具有可塑性。

加权视差能量模型

由于人左右眼间距的存在,使得同一空间物体在左右眼视网膜上的投影存在位置差异,称之为视差.左右眼视网膜获取的信息最初在初级视皮层(V1区)进行融合,该区域有大量对视差敏感的神经元.关于它们的视差选择特性,目前比较公认的计算模型是视差能量模型,然而该模型却无法解释V1区神经元对反相关随机点立体图(Anti-correlated random dot stereograms,aRDS)的响应要比对随机点立体图的响应弱这一神经生理学发现.为此,本文提出了一种加权视差能量模型:首先,利用左右眼感受野内的信号差异对神经元的响应能量进行调制,然后再结合神经元之间的相互作用来计算细胞群响应,从而得到图像视差.本文旨在探索基于神经生理学的视差计算方法,主要贡献有:1)加权视差能量模型能够很好地解释V1区神经元对反随机点立体图的响应比随机点立体图响应弱的生理特性;2)加权视差能量模型的视差计算结果精度比现有基于神经生理学的模型更高,甚至高于一些传统的计算机视觉方法.

小视差交叉视差认知过程研究

采用静态随机点图做为刺激,对15名正常人在交叉视差条件下,针对小视差(3.27',6.54',8.18',11.45',14.72',17.99',21.26',24.53)'状态进行认知过程研究。结果为:随着视差的增大,识别靶刺激的平均反应时和正确率基本呈现出逐渐增加的趋势。在小视差交叉视差条件下,视觉系统对6'左右的视差反应时最为敏感,为立体电影的拍摄提供了理论依据,并为进一步探索精细立体视的脑神经机制提供了有力的支持。

随机点立体图在立体视觉测量中的实证效度分析

立体视觉是人们在观察事物过程中的一种立体知觉,又称深度知觉。在对立体视觉的敏锐度要求较高的职业中,立体视觉的好与坏会直接影响工作质量,甚至对于某些行业来说,会直接威胁到从业者的人身安全。因此,选取一种有效简捷的方法来判断从业人员的立体视觉,对立体视觉的应用有着重要的实践意义。研究目的:以测量立体视觉的传统方法三杆法为校标,检验随机点立体图的实证效度。方法:测量43名大学生的立体视觉,使用斯皮尔曼等级相关与皮尔逊相关检验随机点立体图法的校标关联效度。结果:三杆法与随机点立体图法的测量结果存在显著相关。结论:随机点立体图能有效地测量立体视觉。

数字合成全息图的发展和现状

本文阐述了合成全息技术发展的历史,研究进展以及现状。并参考国外实验室的先进技术,介绍了增大视角,视场和改进像质的方法,以及数字合成全息图中的图象变换技术。

基于AutoCAD煤矿工程立体图软件的研发与应用

以煤矿工程平面图涵盖信息为原始资料,基于AutoCAD平台二次开发了绘制煤矿工程立体图专用软件,该软件模拟城市地下管网模型快速生成煤矿巷道立体图,利用图结构进行数据组织,建立了包含巷道、工作面参数、通风路线等详细信息的属性式数据库。同时,该软件可与已有数据库资源共享和矿图数据库兼容,实现了二维平面矿图向三维立体矿图的转换。三维立体矿图强大的数据平台可以实现井下人员实时定位、煤层瓦斯实时监测和矿井通风网络系统的全方位展示,配合网络集成可实现远程办公的智能管理和决策。

利用空间光调制器实现计算全息三维显示

针对目前三维物体计算全息算法数据量大、计算速度慢及共轭像影响再现效果问题,提出一种全息体视图计算方法。根据人眼双目视差立体视觉原理,由摄像机获取三维物体不同角度的二维序列视差图像,通过计算全息算法得到多视角全息图,合成三维物体全息体视图。在迭代傅里叶变换算法的基础上,采用预设初始相位并增加反馈因子的方法,提高相息图的计算效率。基于液晶空间光调制器构建光学系统,对计算的全息体视图进行了光学再现。结果表明:该方法有效地排除了共轭像的干扰,相息图的迭代计算效率提高30%以上,再现图像与目标图像的结构相似度大于0.85。

全视差合成全息图的激光直写拍摄

为了实现可白光下再现的全视差拼接合成全息图,结合图像处理技术、合成全息图的原理,提出一种激光直写拍摄技术.实验得到了具有57°的较大观察视场的数字合成全息图,并实现了1×1m2大面积拼接.

基于分块LBP的树种识别研究

本文基于获取便捷的木材体视图进行木材树种自动识别研究。首先对木材图像进行标准化预处理,然后采用分块LBP提取特征,分别使用欧式、卡方、衰减3种不同的距离进行分类,最后采用最近邻进行识别。讨论了木材图像特征分块方式对识别结果的影响,并比较了在不同距离下的识别效果。结果表明:采取不同的分块方式对最终的分类影响较大,其中沿着年轮线方向上的分块呈现下降趋势,而在垂直年轮线方向上进行适当的分块可以提高分类的识别率;采用卡方距离可以得到最好的识别率,最高可达93.3%,比欧式距离高出2.5%。

复杂图形的双眼视差敏感性

该研究用心理物理学实验方法，以能正确分辨图形在深度上起伏周期数的多少作为判据，检测了七名被试的体视性能。实验结果表明，被试者观看复杂图形的视差敏感性是和图形在深度上变化的复杂程度有关。如果以视差作纵坐标，以图形在深度起伏频率为横坐标，则其深度感知的范围是一个区域，该区域的频率变化范围是从０．１周／度到４周／度，当深度变化频率大于４周／度，则无深度感知。七名被试的双眼深度敏感区有个体差异，但其区域的形状是相似的。

三维物体全视差全息体视图的快速计算

针对传统全息技术对三维数据源要求高、计算量大以及实现速度慢等问题,提出了一种三维物体全视差全息体视图的快速计算方法。该方法对全息面和再现面分别进行空间分割和频谱采样,通过迭代傅里叶变换算法计算多个基元全息图,叠加构成全息图单元。由摄像机获取三维物体不同角度的二维视差图像,基于人眼双目视差立体视觉原理,构建视差图像与全息图单元的对应关系。最后,利用全视差图像调制全息图单元中对应衍射方向的基元全息图,快速合成三维物体全视差全息体视图。基于液晶空间光调制器构建的光学系统对全息体视图进行了再现实验。结果表明,与传统全息图计算方法相比,本文方法容易获取数据源,计算量较小,能够快速计算全息体视图,实现三维物体不同视角图像的再现。

链传动运动特性的模拟

利用 3DSMAX多媒体软件 ,对链传动的多边形效应进行了模拟 ,直观形象地表达了传动中链条的跳动效应及链速的不均匀性。