基于人眼双目视觉的3D深度运动感知特性研究

获取立体视觉信息是人们感知世界的基本能力之一,其中运动立体视觉信息的获取不仅是生物视觉系统在动态世界中生存的关键能力,也是人工视觉系统高效处理立体视频的重要手段。为了设计出贴合人眼视觉特性的3D深度运动感知模型,需要明确挖掘人类对立体运动感知的显著特征后再设计主观实验。文中根据单目和双目线索设计了立体运动视觉刺激视频,并采用控制变量的方法,分别探究了目标球体运动速度、参考球体旋转半径及被试正确感知的相互关系,并分析了目标运动方向与被试感知方向之间的关系。首先对实验条件进行探究,结果发现目标与参考的相对距离越小拦截成功率越高,该结果表明目标同参考之间的相对位置关系会影响被试的感知正确性。其次,采用了拦截成功百分比和感知偏差两个行为测量标准对被试感知能力进行分析,结果发现相比横向运动,深度运动正确感知的成功率超出约42.67%~47.01%。这表明不同运动方位的感知不对称,且深度运动带来的视觉刺激更明显。该研究探索了人类对运动感知的显著特征,并为后续设计3D运动感知模型提供了一种新的判断模型感知效果的主观对比标准,使原有立体感知能力的指标更加细化。

存在于运动中的视觉深度距离信息

人类的视知觉系统可用多种线索对深度距离进行判断。本文将提出一种新的深度知觉线索,此线索存在于双眼视差在物体运动过程中所表现出的变化模式中,在这种线索下的深度距离的计算公式为=(22)2()2,它只涉及双眼距离I及视差变化的信息,因而具有被主体直接利用作出深度判断的可能。本文通过心理物理法初步探索了人类主体利用这种信息做出深度判断的能力,结果表明,观察者对运动中的双眼视差信息是不敏感的。

三维空间中不同线索对物体深度感知的影响

通过在虚拟三维空间中构建基于双目视差和运动像差的不同深度的柱形面,使被试者在三维空间中行走运动,采用心理物理学的固定值刺激法,获取被试者在不同观察距离下基于双目视差线索、运动像差线索,以及两种线索同时作用时的深度感知数据,研究双目视差线索和运动像差线索对人眼深度感知的影响。结果表明:在不同的观察距离下,双目视差线索和运动像差线索对人眼的深度感知有不同的影响;在远距离观察条件下,运动像差线索对深度感知的权重比在近距离观察条件下大;而在近距离观察条件下,两种线索同时作用时对深度感知没有促进作用,并且运动像差线索对深度感知的作用较小。