单摄像机无人机获取裸眼3D视频的方法

针对无人机难以搭载相机阵列飞行拍摄的问题,提出了一种单摄像机无人机获取裸眼3D视频的方法。该方法在平行摄像机阵列法的基础上,利用单摄像机无人机在水平方向匀速飞行拍摄视频,以一定帧距提取所拍视频的相应帧,来获取具有水平视差的多段视差视频,以此制作裸眼3D显示器所需的立体视频片源。针对不同场景的拍摄距离,可根据该方法计算选取不同的帧距来调整视差视频的水平视差值。通过在裸眼3D显示器显示,对比实验结果验证了该方法的可行性。本文为普通无人机拍摄真实3D场景制作成裸眼3D显示所需的视频提供了参考。     

基于深度感知和主观评价的影响立体图像舒适度的视差范围研究

立体图像的视差很大程度上决定了立体图像的视觉舒适度,本文从定量的 角度对影响立体图 像舒适度的视差范围进行了研究。首先对源立体图像采用像素平移方法得到测试立体图像集 ,通过大量的 主观实验得到测试立体图像的舒适度平均意见得分(MOS,mean o pinion score)值;其次,基于视觉显著性特点,采用自适应权重立体匹配方 法计算各区域的视差值,以测试各区域视差值对整幅立体图像舒适度的影响程度;最后通过 转换公式将舒 适立体图像的视差范围转换为视差角形式,以便将本文方法推广到其他类型的显示设备。实 验结果表明, 在实验所用显示设备中,满足舒适要求的像素平移量为－40～90(左 移40pixels至右移90pixels);当 立体图像中心显 著区域的水平视差在－0.3882°～0.851范围内时, 其舒适度在可接受范围内,而视差范 围为－0.2713°～0.781时舒适度达到最佳;最后将本文方法推广到常用显示设备,并给出了常用显示设 备的舒适视差范围,为立体图像和视频的制作提供了可靠依据。     

基于柱面光栅的液晶三维自由立体显示

根据双目视差原理和柱面光栅的分光特性研制了液晶三维自由立体显示器.该立体显示器由二维平板液晶显示器和柱面光栅有机耦合而成.采用九个视差图实现了三维静态、动态和视频的显示效果.一个19英寸的立体显示器具有相对应的平面显示器相同的亮度、对比度和色彩,其分辨率在垂直和水平方向都有合理的下降.该立体显示器的观看距离是(1000±500)mm,视角为 90°,可供多人不戴立体眼镜就能自由观看立体图像.     

基于光栅的手机多视点立体显示技术研究

研究了基于多视点立体视频处理系统的手机客户终端显示技术。针对现有的8视点光栅立体手机显示技术的缺陷,在原有8视点立体图像合成算法的基础上,研究视差原理及校正方法和视点配对原理,采用调整视点间视差和减少视点数两种解决方案,并提出将两种方案进行结合的方法。经实验验证,本文提出的两种方法在保证原有立体显示效果的基础上,大幅度提高了立体显示的舒适度。     

基于视差约束的3D立体视频重新定位研究

文中提出了一种视差约束的3D立体视频重新定位方法,该方法同时将双目视频调整为新的纵横比,并将深度感知进行重新映射。建立畸变能量建模来防止视频内的目标区域形变,通过模拟视差变化能量来约束空间域和时间域中的视差范围,实现了深度映射的稳定性。运用原始立体视频生成不同显示分辨率的高感知质量的图像版本,克服了能量模型中目标分辨率的非均匀性和像素形变的干扰。最后通过实验分析验证了所提方法的有效性。     

采用光栅的立体图像显示

近年来,有关动态立体图像显示系统的报道非常多.研究人员采用光栅(衍射光栅)阵列和液晶显示(LCD)相组合的简单结构,研制出无需眼镜可以多视差同时显示的动态立体图像显示系统(三维视频系统).该系统可以同时显示多方位全色视差图像,观看者无需选择视点位置,即可观看到全色立体图像.1 工作原理采用衍射光栅的三维视频系统的立体图像显示,在原理上实现了在各个不同的方向可以显示与各个方向相对应的视差图像.这种方法,通过增加视差图像的个数,一旦使视点移动,便可观察到转过来的图像,具有更自     

立体图像生成的视差控制

获取合适的视差信息是立体图像得到舒适观看的重要条件。为达到上述目的,提出了一种立体图像视差检测和控制方案。首先分析2种人眼视觉生理学限制的数学模型,并结合人眼跟踪技术获取生理视差容限。然后使用OpenGL图像绘制引擎获取显示场景的极值深度信息,进而计算出画面视差范围。最终通过比对虚拟场景的视差与观察者的生理视差容限,确定场景视差正确性并加以修正。实验证明,方案可以实时地进行视差控制,为立体图像生成提供了可靠依据。     

中小尺寸自动立体显示器结构及视差栅栏设计的研究

视差栅栏方式的立体显示技术是现在主要的自动立体显示技术。由于中小尺寸的自动立体显示器比大尺寸的自动立体显示器影像小很多，因此需要更短的可观看距离和更宽的视阈。本文主要对中小尺寸的自动立体显示器结构和视差栅栏的设计进行了相关的讨论。这对于这类立体显示器的设计和应用具有一定的意义。     

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.     

基于 AM-OLED 立体显示接口电路的设计

为了将PC机上的视频源在双AM-OLED微型显示器上实现立体显示,设计了立体视频显示接口电路。对该系统所采用的人眼的双目视差原理和SVGA050微显芯片立体显示功能进行研究。针对AM-OLED显示器的结构与特点,提出了双VGA接口为视频输入接口、PIC18LF2550为MCU控制芯片,双AM-OLED微型显示器的立体显示系统的电路设计方案;介绍了母版和OLED板的设计以及主控器利用IIC串行总线对各模块寄存器进行配置。介绍了立体显示功能实现的原理和配置SVGA050微显芯片的立体功能控制参数的方法。实验结果表明,通过对开发的立体显示系统进行左右格式的立体视频源播放测试,实现了视频源在双1.27cm(0.5in)、800×600分辨率SVGA050微显芯片上的立体显示。最后验证了基于AM-OLED微型显示器的立体显示接口电路设计方案的有效性。     

基于时空一致性的立体视频稳像改进方法

随着立体拍摄设备的普及,立体影视的后期稳像需求大大增加.直接观看带有抖动的立体视频,极易造成视觉疲劳.利用传统2D稳像方法分别稳像合成的立体视频很可能引入新的垂直视差,并且会导致水平视差的不稳定,大大影响视觉体验.因此,提出了一种改进的立体视频稳像方法,在3D运动模型进行单目稳像的基础上,增强两路视频的时空一致性约束,更好地稳定水平视差及消除垂直视差.最后对稳定后的序列进行合理的裁切放大.对几组不同的立体抖动视频进行了试验,测试结果表明所提出的方法是有效的.     

基于单片DMD的裸眼立体显示的实现方法研究

目前基于平板显示的立体显示设备有很多,比如等离子显示(PDP)和液晶显示(LCD).这些显示设备在超过 50 英寸时,价格都非常昂贵.本文提出了一种新的基于单片 DMD 的裸眼立体显示的实现方法.在分析DLP的显示原理和利用水平视差产生立体图像的机理以及系统构件(高压汞灯、色轮、数字微镜、透镜组、屏幕等)的传输特性的基础上,使用一种算法,在 FPGA 中把输入的视频图像分解为带有视差的图像序列,分别送到 DMD;同时产生视差同步信号,驱动执行部件.这样,在 DLP 显示屏前一定的区域内可以裸眼观察到立体图像.其特点是:单片 DMD 大屏幕显示;裸眼显示(不需佩戴特殊眼镜),立体景深可调;不损失器件的物理分辨率.     

柱透镜光栅3D显示器的视差范围与立体观看视疲劳的关系

过大的视差取值是产生柱透镜光栅3D显示器立体观看视疲劳的主要因素之一。基于人眼瞳孔直径随着立体观看视疲劳程度的增加而递增这一生理机理,本文建立了一个瞳孔直径的测量装置,可在观看者观看立体图像的同时记录观看者的瞳孔变化,从而客观评价观看者的立体观看视疲劳程度,并通过与观看者的主观评价相结合,得出不同视差大小下的立体观看视疲劳程度。实验结果表明,当视差在-0.2°～0.2°范围内时,观看者没有明显的立体观看视疲劳,可将该范围确定为观看舒适的视差范围。     

Repeated vergence adaptation causes the decline of visual functions in watching stereoscopic television

To evaluate visual fatigue when viewing stereoscopic TV, a technology expected to become the broadcasting display system of the future. Wide public acceptance of stereoscopic TV awaits resolution of many issues, including visual fatigue on viewing TV images. Visual fatigue was induced using a visual function simulator, consisting of prism and lens optical systems, while viewing stereoscopic TV. We assessed subject visual fatigue through subjective reports of symptoms and by the changes in visual functions. These functions included: viewer B [Js fusional break point, recovery point, accommodation step response, and visual evoked cortical potentials (VECP)]. Significant changes of some visual functions were found after watching simulated stereoscopic TV when the vergence load was heavy or when it changed over time; relative vergence limits decreased and the latency of VECP increased after watching, reflecting visual fatigue. After subjects rested, relative vergence limits recovered to pre-viewing levels. Our findings lead us to conclude that, aside from excessive horizontal binocular parallax, discontinuous changes in parallax is also a major factor that contributes to visual fatigue in the viewing of stereoscopic images. It also causes a decreased range of relative vergence, accommodation response, and a delay in the P100 latency of VECP.     

无形变视差调节快速算法

针对目前的3D播放器使用简便快捷的拉伸和平移算法实现深度感的调节产生明显的图像形变问题,本文提出了一种精确的视差调节模型,但模型调节视差需要获取原始深度值,计算复杂度高,导致难以流畅播放高分辨率3D视频图像。为此,进一步引入最小形变可察觉范围,通过假设原始深度的统计模型,把形变大小控制在最小形变可察觉范围内,在复杂度与形变程度上作出适当的平衡。VLC播放器实验表明,相比传统方法,本文算法形变程度降低超过50%,立体视觉主观效果更好;对于高清视频,算法效率提高48%。     

3D augmented reality teleoperated robot system based on dual vision

A 3D augmented reality navigation system using stereoscopic images is developed for teleoperated robot systems.The accurate matching between the simulated model and the video image of the actual robot can be realized,which helps the operator to accomplish the remote control task correctly and reliably.The system introduces the disparity map translation transformation method to take parallax images for stereoscopic displays,providing the operator an immersive 3D experience.Meanwhile,a fast and accurate registration method of dynamic stereo video is proposed,and effective integration of a virtual robot and the real stereo scene can be achieved.Preliminary experiments show that operation error of the system is maintained at less than 2.2 mm and the average error is 0.854 7,0.909 3 and 0.697 2 mm at x,y,z direction respectively.Lots of experiments such as pressing the button,pulling the drawer and so on are also conducted to evaluate the performance of the system.The feasibility studies show that the depth information of structure can be rapidly and recognized in remote environment site.The augmented reality of the image overlay system could increase the operating accuracy and reduce the procedure time as a result of intuitive 3D viewing.     

平行式三维立体成像效果的优化研究

针对平行式三维成像技术由于自身成像机理的限 制,使得拍摄获取的水平视差恒为负数,导致三维再现景象只能凸出屏幕显示,且三维再现 与真实景象之间无法保持线性并存在三维畸变等问题。本文在建立数学模型详细分析上述问 题产生的 原因、特点及影响的基础上,提出了产生水平正视差和实现线性消畸变的方案,并分别对这 两种方案中的舒适 区域范围及各自对系统参数要求进行了深入研究。选用752×582分辨 率的CCD,在自行研制的640×480@120Hz 系统上对设计的方法进行测试与验证,实验结果证实了同时产生水平正负视差和实现线性消 畸变的可行性及合理性,对实际设计不同应用场合的三维立体显示系统有很好的指导意义。     

平行式双目立体系统基线长度的选取

如何获取人眼立体融合范围内的视差图像是立体影像获取的前提,而视差的大小与双目立体相机间的基线长度存在一定关系.通过分析平行式双目立体系统产生视差的原理,并结合人眼Panum融合区对立体拍摄过程中基线长度的取值进行限定.最后通过实验对推导结果进行验证.该研究可对实际立体影像拍摄过程中相机间隔的选取提供参考.     

自由立体显示器的光学性能测量与研究

为了评价自由立体显示器的光学性能,以八视点狭缝光栅自由立体显示器为例,针对不同的视点图像,测量了不同视角下的亮度值与色度值,研究自由立体显示器的光学性能,其光学性能包括自由立体显示器的最佳观看位置、串扰、可视范围、亮度均匀性、色度均匀性和莫尔条纹。结果表明,这种测量及分析方法实现了对多视点立体显示器光学性能的定量评估,增强了评估立体显示器性能的客观性,对自由立体显示器的设计具有指导意义。