Electroencephalogram characters of parallax stereo watching asthenopia

The electroencephalogram（EEG）characters value of observers can be deduced by collecting brain electrical information when the observers are watching parallax stereo video.The characters value will change clearly when watching asthenopia appear.To investigate the characters of parallax stereo watching asthenopia,the EEG of observers were recorded through the whole watching process of parallax stereo films until watching asthenopia appeared.The recorded EEG data of observers belongs to time-domain information.Fourier transform can process these data to frequency spectrum information.Theαandβwaves average power can be got by Newton-Cotes equation from the information.The ratio ofβpower to the sum ofαandβpower,CV,can be defined as EEG characters value of parallax stereo watching asthenopia and used to estimate the asthenopia degree of observers.Our experiments show that the smaller the CVis,the more serious the asthenopia is.

改进Census变换与特征融合的立体匹配算法

针对局部立体匹配算法匹配精度较低问题,提出一种改进Census变换与特征融合的立体匹配算法。首先,使用变换窗口的邻域像素信息代替中心像素,解决传统Census变换过度依赖窗口中心像素问题;其次,引入图像的颜色信息与梯度信息构建融合代价计算函数,提高初始匹配代价的可靠性;为建立邻域像素间联系,引入单向动态规划思想进行代价聚合;最后,提出一种基于八方向的视差空洞填充方法对视差图进行优化。实验结果表明:该算法在Middlebury数据集上的平均误匹配率为3.77%,优于其他改进Census变换方法,具有较高的匹配精度。

空洞卷积和双边格网的立体匹配网络

为解决基于深度学习的立体匹配方法面临着网络规模大、网络结构复杂等问题,提出了一个网络规模较小、精度较高的网络结构。该网络在特征提取模块删减修改了复杂冗余的残差层并引入了空洞卷积金字塔池化模块来扩大视野范围,提取更多有用的上下文信息;在代价计算模块中使用了三维卷积层以成本聚合提升立体匹配的精度;最后,在代价聚合模块引用了双边格网模块以较低分辨率的成本量来获取精度较高的视差图。将该网络在KITTI 2015数据集和Scene Flow数据集等主流数据集上进行实验,结果显示,相较于其他主流优秀网络类如金字塔立体匹配网络(Pyramid Stereo Matching Network,PSM-Net),网络规模参数量减少了约38%,并取得了较高的实验精度,其中Scene Flow数据集的终点误差(End-point Error,EPE)为0.86,是一个同时兼顾速度与精度的立体匹配网络。

异形窗口快速立体匹配算法研究

针对传统的立体匹配算法需要为图像中的每个像素选择一个合适的支撑窗口,时间成本较大,并且窗口的形状和大小难以确定的问题,提出一种异形窗口的立体块匹配算法。该算法根据灰度相似性和空间邻近性选择匹配窗口,同时对目标图像中搜索窗口内的像素添加阈值范围的约束,减小深度不连续像素和遮挡像素对结果的影响。进行匹配计算,并将计算的视差作为窗口内所有像素的视差,减少逐像素计算视差。利用Middlebury官方数据集中的4组图像对算法的性能进行仿真评估。结果表明:所提算法在视差图精度基本一致的情况下,明显提高了计算速度。

大视场三维姿态角光学测量系统设计

三维姿态角光学测量通过对物体表面的光学图像处理,实现对物体的角度姿态测量;为提高目标三维姿态角光学检测的准确性,提出基于立体视觉的大视场三维姿态角光学测量系统设计方法;利用双基准平行准直光源与姿态敏感器,通过图像传感器、USB接口芯片等部件实现分割光斑、质心定位等功能;在Linux内核基础上设计信号收集、数据移植、串口通信、姿态角分析4个软件模块,同时引入立体视觉算法探究靶标点和图像像点对应关联,运用视差定理确立空间角度的三维坐标,实现大视场三维姿态角测量;实验结果证明:所建系统姿态角标定误差小、时间同步性强,测量累计时间低于15 s,具有较高的测量精度和鲁棒性,为机械设备精密部件尺寸测量提供了一种有效的技术手段。

高分辨航天卫星影像大场景制作方法研究

研究目的:高精度实景地理要素信息高效获取技术是建设实景中国的重要基础手段之一,传统的实景三维获取技术存在精度与效率不能同时兼顾的问题,出现纹理、几何信息的扭曲与变形现象,无法高效精准感知地理三维数据。本文针对以上问题,同时面向解决传统立体范围局限性的弊端,研究实现一种基于高分辨率卫星影像的立体场景生成技术,以实现在保留真实纹理信息的基础上,提供高精度的测量手段与无缝实景感知效果,旨在为极复杂艰险山区重大工程建设的高效三维信息获取提供技术支撑。研究结论:(1)高效构建了无缝的实景三维立体感知模型,解决了几何与辐射扭曲、场景不连续等问题;(2)满足相应比例尺地形勘察需求,为智能化、绿色化勘察领域提供一种浸入式实景立体感知手段;(3)采用高分辨航天卫星影像大场景制作技术,可极大地提高内业勘察实景感知能力,降低外业勘察工作量,保障工程进度,该技术已广泛应用于铁路勘察领域。

结合超像素分割和多尺度的快速半全局立体匹配算法

半全局立体匹配算法采用最大视差范围进行搜索,有较大冗余。为提高算法的效率,提出一种结合超像素分割和多尺度的快速半全局立体匹配算法。首先获得原图1/4大小的视差图;其次,结合原图像超像素分割结果,计算每个分割块的平均视差,并在平均视差基础上设置上下阈值,作为该分割区域所有点的视差搜索范围。这样,既减少了视差搜索范围,也保证了搜索结果的精度;同时,为降低原始视差图误匹配率,在计算弱纹理区域的聚合值时,叠加了下采样层对应区域的聚合值。弱纹理区域是根据超像素分割区域的灰度直方图确定的;最后,在已缩小的搜索范围内,根据代价最小原则获得最终的视差。实验结果表明:该方法在保证视差精度的前提下,计算复杂度大幅降低,计算时间缩短为原来的1/4。

基于动态自适应加权Census变换的立体匹配算法

为了解决匹配过程中在弱纹理区域的误匹配问题,提出了在不同搜索窗口下自适应加权的Census变换的立体匹配方法。采用Census变换得出搜索窗口内对中心像素影响不同的特异点,分别将邻域像素与中心像素灰度差值进行处理,得到搜索窗口内邻域特异点对中心像素的影响权重,使用权重值加权求和的方式代替计算汉明距离,得出初始匹配代价。为了增强视差图,采用4路径聚合方式与赢家通吃算法(Winner-take-all,WTA),利用子像素拟合、一致性检查、颜色信息加权中值滤波和视差填充等步骤优化视差。为了验证算法效果,将提出的自适应加权Census算法与ADSG、SGM、LPSM和SGBM2进行比较,在Middlebury 2014数据集上进行了测试实验。验证了所提算法的有效性,提高了匹配的准确率,视差图更加平滑、边缘清晰。

基于改进Census变换的双目立体匹配算法

针对传统Census变换窗口中心点灰度值易受噪声影响而导致全局匹配精度低等问题,设计了一种基于改进Census变换的双目立体匹配算法.首先采用双边滤波的模板值替代传统Census变换窗口中心点的灰度值,为了增强初始代价计算的可靠性,加入Sobel算子,将其与灰度绝对误差和算法的匹配代价进行代价融合;然后选择动态十字交叉域建立相邻视差的联系;最后运用赢家通吃策略选择最佳的视差,并采用左右一致性检测和引导滤波优化视差图.实验结果表明,在无噪声情况下,改进算法的平均误匹配率比传统Census变换的降低了约46%,含噪声情况下降低了约53%,说明改进算法有较好的匹配精度和抗噪能力.

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。

立体成像系统数学模型和视差控制方法

立体成像技术是电视技术新的发展方向.为此提出并建立了立体成像系统的数学模型,对平行成像系统和会聚成像系统进行比较,推导了产生舒适立体图像的最大水平像素差离散值的取值范围,为立体成像的视差控制提供了理论依据.实验验证了立体成像系统数学模型是正确的,可作为研究、设计和研制立体成像系统、处理立体图像信号的参考.

立体图像视频格式及其转换技术研究

在视差原理的基础上,结合双目立体视觉几何模型,得出裸眼立体显示的光路分布特点,并在此基础上研制成功立体显示器样机。对立体视图的映射关系做了详细解析,提出了合适的立体图像视频格式及其转换算法,实验结果表明研究方法和结论正确。

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。

基于正射影像的地形双模立体景观构建方法

在基于正射影像的立体辅助影像制作方法和海量三维地形可视化等关键技术的研究基础上,综合虚拟三维地形和立体像对三维地形的优点,提出了一种新的双模式三维地形景观构建和显示方法。该方法利用正射影像、立体辅助影像和数字高程模型(DEM)等基础数据,生成基于正射立体像对的真三维立体景观和基于正射影像、DEM的虚拟三维地理景观有机结合的双模三维立体环境,在统一的数据组织、调度和景观漫游引擎的驱动下实现了两种三维场景的动态漫游、无缝切换和数据互联。

基于裸眼立体显示的视频变换技术研究

裸眼立体显示图像和视频等数据源,要满足规定的格式才可以与特定的立体显示器相匹配.为了兼容传统的立体显示数据源格式,并立足于裸眼立体显示的要求,就新研制的裸眼液晶立体显示器提出了对数据格式的要求及其转换算法.

立体视觉与立体成像

讲述了主要立体视觉因素的形成机理,导出双目视差关系式,给出了相应参数的约略值,分析了主要参数与立体视觉效果的关系。可供立体成像、制作较符合视觉特性的立体电视节目、高效编码立体电视视频数据流和重显立体视频图像参考。

狭缝光栅自由立体显示器立体可视区域的研究

提出了反映观察区域某一点是否是合适的立体观察点立体图像质量因子的概念.根据狭缝光栅自由立体显示器的结构和工作原理并应用几何光学知识,分析得出了立体图像质量因子的计算公式,并给出了立体显示器的立体图像质量因子的计算结果·通过定义立体图像质量因子的阈值,得到狭缝光栅自由立体显示器的立体可视区域·

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。

基于立体视觉的DR图像定位技术

提出基于立体视觉的射线数字图像的实时定位技术,该技术较之胶片法有更高的检测效率,讨论射线数字图像定位中的关键技术,并重点研究了基于旋转视差法的缺陷深度定位技术,该技术比平移法具有更多的优势;详细分析了旋转视差法深度定位中的误差来源,并提出校正的方法.本文技术可以达到很高的定位精度.